Аккумулятор при зарядке быстро набирает напряжение

Повышенное напряжение на АКБ после зарядки

Объясните, плз, какие физико-химические процессы происходят в аккумуляторе (в обычном кислотном, где пластины — Pb и PbO2, электролит — H2SO4), которые дают следующий эффект:

Заряжаем аккумулятор зардкой, в которой напряжение постоянно и превышает напряжение аккумулятора (ну например, зарядка с напряжением вольт 17-18, или автомобильный генератор с его 14 вольтами, или просто трансформатор+диодный мост, так что эффективное значение напряжения 14В). Аккумулятор полностью заряжен. Перед отключением зарядного устройства на аккумуляторе 15.5-16В (если это автомобильный генератор, то на акумуляторе, разумеется, 14В). Сразу после отключения зарядного устройства и после снятия клемм с аккумулятора на нем те же самые 15.5В (или 14В для аккумуоляторе на автомобиле). И постепенно это напряжение падает до значения 12.6-12.7В (которое приведено в книжках как ЭДС аккумулятора и равно 6*2.1В, а 2.1 — это ЭДС одной банки).

Вопрос: за счет чего на клеммах аккумулятора образуется такое повышенное напряжение? За счет каких физико-химических процессов?

Если можно, то объяснение хотелось бы получить максимально научное, которое бы выдерживало критику.

Re:Так и должно быть > Напряжение на выводах батареи обусловлено наличием ЭДС поляризации, которая после окончания цикла заряда постепенно спадает.
=========== как и четыре года назад позволю заметить, что не ЭДС поляризации, а поляризационная разность потенциалов. В цитате ответ malokost

«Нет» означает, что я не согласен со сделанным утверждением, и дал ссылку, в которой приведена аргументация, почему именно я с ним не согласен.

Если угодно, я ее повторю. Поляризация электролита внутри аккумулятора не может привести к увеличению напряжения на нем, поскольку, например, к положительному электроду притягиваются ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ионы, а они не в состоянии увеличить ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ потенциал положительного электрода. Ну и аналогично с отрицательным.

Это называется аргументация? Поляризация может быть как положительной, так и отрицательной. Все зависит от того — какой процесс идет в аккумуляторе.

Если заряда, то поляризация увеличивает напряжение на клеммах, если разряда — то уменьшает.

Источник

Почему аккумулятор быстро заряжается? Четыре варианта которые знаю я.

Иногда бывает так, ставишь аккумулятор на зарядку, и буквально через пять минут он уже заряжен. Согласитесь, это не типичное поведение аккумулятора. Я собрал здесь, четыре известные мне причины такого поведения автомобильного аккумулятора при заряде от стационарного зарядного устройства.

1) Аккумулятор заряжен и не нуждается в дальнейшем продолжении заряда.

Тут все просто. Если вы производите заряд исправного и почти полностью заряженного аккумулятора, то зарядное устройство сигнализирует через «пять минут», что все закончено, и заряжать вам просто ничего не надо.

Стиль вашей езды на машине позволяет аккумулятору заряжаться на ней, без дополнительных манипуляций с вашей стороны. Однако, не реже двух раз в год, я бы делал диагностику акб и по необходимости ставил на заряд.

2) В следствии сульфатации — больше нечему заряжаться.

Такое бывает, когда вы устанавливаете на заряд аккумулятор, который длительное время стоял разряженным, либо никогда не видел зарядное устройство за свои 3-5 лет жизни.

Почти вся поверхность его пластин покрыта сульфатами. Точнее не покрыта, а закрыта, т.е. «выключена из работы». Тогда аккумулятор очень быстро поднимет свое напряжение до напряжения ограничения на Зарядном Устройстве. Тут вариант решения только один — бороться с сульфатацией.

3) В следствии осыпания активной массы — нечему заряжаться.

Бывает, что вся активная масса уже на дне аккумулятора. Тогда, ни о какой ёмкости речи уже идти не может, и аккумулятор как и в предыдущем случае ведет себя как большой конденсатор.

Если диагностика показала, что цвет электролита черный/бурый непрозрачный, то такой аккумулятор надо нести сдавать в пункт приема. Возиться с ним — совсем неоправданная трата времени.

4) Ваш аккумулятор холодный.

Если ваше З.У. останавливает заряд при достижении на аккумуляторе установленного значения напряжения то возможен такой вариант. Из-за низкой температуры аккумулятора, напряжение на нем очень быстро достигает максимально установленного, а ток начинает прыгать от среднего значения и вниз. Если З.У. считает что заряд окончен опираясь только на значение напряжения, без учета минимального тока, то оно может посчитать что аккумулятор полностью зарядился.

Источник

Как правильно заряжать аккумулятор автомобиля.

Скорее всего, каждый автовладелец со стажем не менее трёх лет сталкивался с ситуацией, когда он не смог завести свою машину по причине того, что аккумулятор полностью разрядился. Вы можете спросить, почему стаж не менее трёх лет? А потому, что средняя продолжительность жизни аккумулятора составляет 3 года. Хотя в отдельных случаях возможна более длительная эксплуатация аккумулятора, но это уже зависит от того, насколько качественно и вовремя он обслуживался.

Правила безопасности при зарядке автомобильного аккумулятора.

Не рекомендуется производить зарядку в жилом помещении по причине того, что из аккумулятора выделяются взрывоопасный газ. Это актуально для обслуживаемых АКБ с пробками.

По этой же причине запрещается курить или производить любые другие работы с открытым огнем или искрообразованием.

Сначала подключается зарядное устройство к клеммам батареи, а потом уже оно включается в сеть. Отключение производится в обратном порядке. Сначала отключаем зарядное устройство (ЗУ) от сети, затем отключаем клеммы. Такой порядок действий позволит избежать образования искры при подключении ЗУ.

В обслуживаемых аккумуляторах обязательно выкручиваем все пробки. Это удобно сделать с помощью обычной монеты номиналом 2 или 5 рублей. После выкручивания пробки нужно положить обратно в отверстия, но не закручивать. Такое положение пробок позволит свободно выходить газам и одновременно защитить батарею от возможного попадания во внутрь неё пыли и грязи. Также это уменьшит потерю электролита при его испарении.

Перед выкручиванием пробок обязательно стираем всю пыль и грязь с рабочей поверхности аккумулятора. Это также позволит избежать попадания грязи во внутрь батареи.

Если же зарядка производиться в квартире, то необходимо это делать на балконе с открытым окном или в помещении, где есть вытяжка, например, туалет.

Как определить заряжен или разряжен аккумулятор

Это можно определить по напряжению на контактах и по плотности электролита.

В полностью заряженном аккумуляторе (100% заряда) напряжение на клеммах должно быть 12.7В. В разряженном соответственно 11.7В (0% заряда). Следовательно, каждые 0.1В — это 10% заряда. Эти значения актуальны для температуры аккумулятора 20-25 градусов.

Например, напряжение на контактах равно 12.2В, следовательно, заряд составляет 50%.

Второй более точный способ определить степень заряда — это определение по плотности электролита. Данный способ подойдет только для обслуживаемых аккумуляторов, в которых есть возможность выкрутить пробки и добраться до электролита.

В качестве электролита в батареях применяют раствор серной кислоты, плотность которого измеряется в г/см3. При разряде плотность электролита снижается. Зная это свойство можно определить степень разряда батареи. Плотность определяется с помощью специального прибора – ареометра.

Плотность полностью заряженной батареи (100%) при 25 °с равна 1.27-1.28 г/см3.

Плотность полностью разряженной батареи (0%) при 25 °с равна примерно 1.1 г/см3.

Зная эти данные, можно вычислить, что примерно каждая сотая единица плотности равна 6% заряда (0.01 г/см3 =6%заряда).

Для примера плотность равна 1,24 г/см3, следовательно, степень заряда составляет 76%.

Перед проверкой плотности электролита обязательно отключаем зарядное устройство и ждем несколько минут. Плотность более точно определяется, когда из электролита не выделяется газ.

Каким током и напряжением следует заряжать аккумулятор

Напряжение заряда у АКБ, изготовленных по разным технологиям, отличается. Но есть общие требования, которые применимы к большинству аккумуляторов.

Самая оптимальная и безопасная зарядка — это выставить ограничение напряжения 14.7В, а силу тока 1/10 от ёмкости АКБ. Допустим ёмкость равна 70 (А*ч), тогда ток, выставляемый при заряде, должен быть 7 ампер.

Качество заряда АКБ и сила тока имеют обратную зависимость, то есть, чем меньше сила тока, тем качественнее будет заряжен аккумулятор и тем медленнее будет происходить его зарядка. Если есть время, то лучше выбрать силу тока еще меньше в размере 1/20 от емкости аккумулятора. Например, для батареи ёмкостью 70 (А*ч) это будет сила тока в 3.5А.

Для необслуживаемых батарей силу тока выбирают не более 1/20 от емкости аккумулятора. Другими словами, если ёмкость равна 60 Ампер*час, то сила тока должна быть 3А. Такая низкая сила тока обусловлена самой конструкцией АКБ. Так как АКБ необслуживаемый, то при кипении электролита выделяемому газу некуда будет выходить и батарею может разорвать давлением газа. Чтобы избежать кипения электролита и выбирают небольшие токи для зарядки.

По мере заряда напряжение будет расти до 14.7 В, а ток будет неизменен пока напряжение не достигнет этого значения. После того как напряжение достигнет значения 14.7В оно перестанет расти так как ограничено настройками ЗУ. При продолжении заряда теперь напряжение ограничено, при этом по мере продолжения заряда будет снижаться сила тока, пока не достигнет значения свидетельствующего об окончании заряда (примерно 1-0.5А). Если в течении двух трех часов сила тока не снижается, то можно считать, что аккумулятор заряжен полностью на данном режиме зарядки.

После окончания зарядки отключаем ЗУ и даем АКБ несколько минут постоять, чтобы электролит перестал выделять газ. Производим замеры плотности.

Если плотность электролита не достигла своих оптимальных значений 1.27-1.28 г/см3, то можно попробовать её поднять с помощью зарядки на более высоком напряжении. Для этого устанавливаем ограничение напряжения в 16.3В, а силу тока не более 1/20 от ёмкости аккумулятора. Силу тока можно выставить ещё меньше до уровня 0.5А. Так АКБ будет медленнее заряжаться, но таким образом снижаем вероятность кипения электролита, а значит риск разрушения пластин батареи. В таком режиме зарядки выдерживаем от одного до четырех часов. Время зависит от того, как быстро плотность электролита придёт в норму.

Если для зарядки используется автоматическое зарядное устройство, то оно само подбирает напряжение и силу тока.

Сколько времени необходимо заряжать аккумулятор

Нет точного определения времени требуемого для полного заряда , так как есть несколько факторов, влияющих на это. Поэтому время заряда может быть от пары часов и до нескольких суток.

Существует 4 основных фактора влияющих на время зарядки АКБ.

• Процент разряженности аккумулятора. Полностью разряженную АКБ по времени придется заряжать намного дольше, чем разряженную на 50%.
• Степень износа батареи. Со временем пластины АКБ осыпаются и её емкость уменьшается. Возьмём для примера изношенную АКБ емкостью 60А*час. Но её ёмкость по факту не будет равна 60А*час, а будет меньше, например, 50-45 А*час. Следовательно, изношенный аккумулятор зарядится быстрее, чем аналогичный, но новый.
• Сила тока и напряжение зарядки. Чем меньше сила тока, тем медленнее происходит зарядка.
• Скорость приема заряда. Например, холодный аккумулятор хуже заряжается. Это связано с тем, что скорость химической реакции (электролиза) зависит от температуры. Поэтому перед зарядкой его необходимо отогреть при комнатной температуре, если он занесен зимой с улицы.

Если для зарядки используется автоматическое зарядное устройство, то оно само определит, когда АКБ заряжена, отключится и сообщит о полном заряде какой-либо индикацией. При зарядке по мере заряда уменьшается разница между ЭДС аккумулятора и зарядным напряжением, вследствие чего снижается ток. При достижении силы тока примерно в 0.5А зарядное устройство прекращает зарядку.

Если заряд производится не в автоматическом режиме, то нужно дождаться момента, когда сила тока опустится до своего минимального значения (примерно 1- 0.5А) и останется на этом уровне около трёх часов не изменяясь. После этого можно отключать ЗУ и замерять плотность электролита.

Понять, что аккумулятор заряжен полностью, можно по двум признакам. Это достижение электролитом плотности 1,27 г/см3 и напряжения на клеммах батареи 12.7В. Замеры плотности и напряжения следует производить после отключения ЗУ и прошествии некоторого времени после зарядки. Нужно, чтобы электролит устоялся и перестал выделять пузырьки газа.

Последствия глубоко разряда АКБ и как его правильно зарядить после этого

При глубоком разряде происходит сульфитация пластин. Крупные кристаллы сульфата свинца (PbSO4) откладываются на положительно заряженных пластинах АКБ, тем самым забивая их. При этом сильно уменьшается площадь поверхности пластин, свободной от кристаллов сульфата свинца. Вследствие чего уменьшается ёмкость аккумулятора. Три, четыре полных разряда и практически все пластины будут забиты, а аккумулятор можно будет выкинуть.

При штатных режимах работы (заряд – разряд) — образуются кристаллы небольших размеров и при заряде они растворяются в электролите. Таким образом очищаются пластины и ёмкость АКБ восстанавливается. Этого не происходит если произошел глубокий разряд, так как при нормальной зарядке крупные кристаллы сульфата свинца практически не растворяются в электролите. В этом случае для их растворения нужно использовать другой режим зарядки.

Глубоко разряженный аккумулятор следует заряжать напряжением 16,2 — 16.3В и малой силой тока — 1-0.5А. В таком режиме зарядки возможно частичное восстановление его ёмкости. За один цикл восстановить ёмкость и поднять плотность электролита до 1,27 г/см3 не получится. Поэтому, когда электролит на малых токах начал кипеть, то заряд необходимо прекратить и дать отстояться 2-3 часа. После этого опять повторяем зарядку. Этот процесс повторяем несколько раз. Таким образом возможно поднять плотность электролита до состояния полностью заряженного аккумулятора.

Но не следует забывать, что напряжение выше 14.5В подходит не для всех АКБ. К таким относятся гелиевые и гибридные.

Как часто нужно подзаряжать аккумулятор?

Его следует заряжать минимум 2 раза в год, с периодичностью полгода (до зимы, после зимы).

Также после длительных простоев автомобиля, когда он долго не подзаряжался от генератора. Во время простоя АКБ сама по себе медленно разряжается, а также этому способствует включенная сигнализация на авто.

После глубокого разряда, когда забыли выключить фары или магнитолу и т.п.

Источник