Свинцовые аккумуляторы: правда и вымыслы (по версии Alex_Soroka)

[Alex_Soroka]

"Теория двойной сульфатации" говорите ? 
ну так вот еще пара кусочков "старого знания" - все эти реакции
(в том числе 20(!) неэлектродных), протекают внутри Свинцового Аккумулятора,
и каждая из них вносит свою лепту в процессы.

[Alex_Soroka]

Alex_Soroka, какие зарядки порекомендуете из разряда "не дэбильных" для профилактики и заряда автомобильной АКБ Varta Blue Dynamic.

вопрос сложный...
потому что абсолютно все продаваемые сейчас ЗУ используют классику жанра: режим CICU - а это гарантированное убивание АКБ при 150-200 циклов

Если не хотите мои ЗУ покупать  то хоть покупайте те ЗУ где есть четкое слежение за 14.4В "верха" при заряде, и "качели" - т.е. в случае падения ниже 12.7В ЗУ должно дать "подзарядку". Но это все равно полумера будет

"кипятильники" китайские вида - трансформатор на 20В + два диода + показометр --- НЕ ПОКУПАЙТЕ !!!

[Alex_Soroka]

Вопрос: (может, глупый, но необходимый)
Как определить, что в аккумулятор пора добавить дистиллированную воду (либо электролит)?

в "классике" - просто проверяете уровень. Если ниже уровня - то доливать.

а в AGM - там сложнее - просто смотрим на "трещины" от сухости - если они есть в стекломатах - то и надо доливать, аккуратно.
А потом циклировать по моей методике. (описано выше в этой ветке).

Один из признаков "надо доливать" это резкий набор напряжения в Акке - т.е. при подаче тока порядка 0.2С напряжение на клеммах "высохшего" как правило быстро(за секунды) возрастает до 15В ... Но это-же касается и акков с оборванными внутренними перемычками-токосьемами и просто рассыпавшихся - так что все равно один ответ: ЗАГЛЯДЫВАТЬ внутрь банок и принимать решение...

[Alex_Soroka]

собрал все ссылки на интересности на своей страничке:

http://adopt-zu.soroka. Реклама +5%

[Alex_Soroka]

Прошу обратить внимание на эти новые АКБ:
https://electrotransport.ru/index.php/topic,1950.msg50370.html#msg50370

[Alex_Soroka]

[b-b]Ветка эта создана для информации а не для обсуждения.[/b-b]

Чтобы не засорять основную информационную я создал вот эту ветку:
https://electrotransport.ru/index.php/topic,4074.new.html#new

[DarthGray]

Хрчу поделиться опытом убивания-реанимации аккумов.

Аккумы китайскостандартные 6-DZM-10 3шт. в батарее. Насколько понимаю, такие стоЯт у многих.
Зарядник тоже родной, к ним прилагающийся. Про такой тоже уже писАли здесь
https://electrotransport.ru/index.php/topic,3996.0.html

Убивание
Началось всё в начале прошлого года, когда после зимы я решил подзарядить батарею, зарядник не опознал окончание заряда (не зажёг зелёный диод).
По началу я подумал, что с ним что-то случилось, но никаких признаков неправильности не обнаружил.
Тогда я разобрал батарею, разрядил аккумы (ёмкость свою они отдали почти полностью) и стал заряжать их в ручную, каждый по отдельности. Выставил на источнике 14,6В, ограничил ток 1,2А и стал наблюдать за процессом.
Гдето часа через 3 напряжение доросло до установленного предела и ток начал потихоньку падать, т.е. стандартный процесс зарядки.
За час ток упал до 0,9А и на зтом остановился. Часа через 2 ток начал потихоньку увеличиваться и аккум заметно потеплел.
Я прекратил эксперимент и понял, что зарядник в общем-то здесь не при чём. Он просто не видит критерия окончания заряда. Я бы и сам не увидел, если бы не пощупал температуру аккума.
(При том, что дополнительный ФИАММ-овский аккум ведёт себя совершенно адекватно и к окончанию зарядки ток через него падает до 50-30мА)
Из этого я сделал вывод, что ни одна самая умная зарядка без контроля температуры каждой банки ничего сделать не сможет. Собирать такую мне было лениво и я решил просто отключать зарядку в ручную, ориентируясь по дополнительному аккуму.
Прошлый сезон так и проездил, зарядки как обычно хватало на 45-50км.
В этом году пришлось проехать за один раз 55км, помогая педалями, а под конец и просто на них.
И как на зло именно после такого полного разряда я не уследил за зарядкой. надо было срочно уйти, а выключить я её забыл. В результате Аккумы кипятились около суток.
В следующую поездку вместо привычных 45-50 я смог проехать меньше 30км. Стало ясно, что пора заниматься реанимацмей (хотя на самом деле сделать это надо было значительно раньше)

Реанимация
Внимательно изучив рекомендации Алекса, начал препарирование.
Под общей крышкой, в углублениях, кроме резиновых колпачков обнаружился ещё какой-то белый материал, служкщий видимо для впитывания, если чего из под колпачков вылезет. Судя по его виду, особо сильно ничего не вылезало.
Сняв колпачки и заглянув внутрь я увидел там какой-то тёмно-розовый материал с дырочками,(то ли пластик акой-то, то ли паранит) через которые виднелся такой же(?) белый материал, как и снаружи.
Шприц я нашёл, а дистилата под рукой не оказалось, по этому пришлось срочно сооружать самогонный аппарат. Думал, не много воды понадобится, щас! Какие там 3-5мл на банку. Мне на три аккума стакана не хватило!
По мере заливки напряжение на каждом аккуме действительно уменьшилось на 150-200мВ.
Поставил на зарядку одну из банок и стал наблюдать. Аккумы стали вести себя более адекватено, через пару часов ток упал до 0,5А и теипература едва заметно поднялась..
Приблизительно так же повели себя и две другие банки. После цикла тренировки батарея практически полностью восстановилась. Зарядил родным зарядником (под контролем конечно), и он в конце цикла зажёг таки зелёный диод.
В зти выходные проверю дальность пробега, думаю что всё будет ОК.

Так что если у кого зарядник перестал переключаться на зелёный свет это значит только одно - аккумами пора заниматься всерьёз! А желательно даже раньше, когда заметите, что время зарядки значительно увеличилось (как по началу у меня и было, на чём я не заострил внимание)

Надеюсь мой опыт кому нибудь поможет.

[Alex_Soroka]

хочу высказаться о "переполюсовке" в современных АКБ.

...надо все-же засесть за полное переписывание FAQ...  они устарели...

Итак - ко мне обращалось несколько человек с примерно одинаковой проблемой:
АКБ после сильной разрядки, начинает "болеть" - не набирает напряжение, в 1-2 банках плотность 1.05--1.1 и не повышается не смотря на "докачки".
Типичная картина переполюсовки

ни в одном из учебников нет ответов на то что происходит при переполюсовке - все как один рассказывают что "лечить можно" и лечить именно зарядкой.

Я решил разобраться в чем тут дело и почему все "классические учебники" врут...

Оказалось что корень зла в "современности" АКБ
Т.е. все "типа знания" тянутся методом "копи-пасте" из "измышлений" таких-же копипсатеров, и НИКТО даже не утруждает свои мозги простым вопросом: а что изменилось за последние 50 лет ?
Зачем думать если скопировать малопонятный старый текст и выдать его за свой - просто две кнопки нажать?

Так вот, классические свинцовые АКБ начала века и середины сильно отличаются от современных. "Старая школа" АКБ - она, как ни странно, имеет более идеальную химическую схему.
Электроды - свинец+сурьма, ладно, зато "намазки" хоть и менее эффективны зато чисты от примесей-модификаторов.

Сегодня-же в АКБ используют продвинутые технологии, в том числе применяют сульфат Бария (BaSO₄)
И вот тут и оказался корень проблемы переполюсовки...
Сульфат бария - вернее его кристаллы - добавляют в состав намазок (-) пластин для увеличения их пористости. Сам-же сульфат бария в хим.процессах на (-) пластинах не участвует.
делается это из-за изоморфности(похожести) на кристаллы PbSO₄ , т.е. он способствует образованию боле плотного слоя сульфата свинца, из которого, при заряде , т.е. при переполюсовке, образуется рыхлая, легко разрушающаяся и осыпающаяся окись свинца 
Причем особый вред сульфат бария наносит когда он находится на внешней поверхности электрода, граничащей с электролитом...

Так как "стекломатами" намазки в автомобильных АКБ не поджаты - то эта окись осыпается вниз, или замучивает электролит при "кипячении".
Вот и ответ на вопрос почему современные АКБ так сложно вытащить после глубокого разряда

[b-b]Очень Глубокий Разряд приводит к тому что самые слабые банки АКБ начинают заряжаться в обратную сторону (переполюсовка), тем самым их электроды меняются местами - на (-) начинает образовываться оксид свинца(а должен был на (+)) а там у нас сульфат бария, на котором отлично "растут" друзы кристаллов сульфатов свинца... тем самым имеем необратимый и невосполнимый вынос материала активной массы за пределы намазок... [/b-b]
При "правильном заряде", когда мы боремся с переполюсовкой - у нас на (-) начинается обратный процесс, но твердой связи с основой "намазок" уже нет - и части активной массы уходят в электролит и осадок...

Я думаю что именно добавление сульфата бария в (-) пластины, поголовно используемое ВСЕМИ производителями современных АКБ, и приводит в том числе к резкому уменьшению циклируемости АКБ при глубоких разрядах. Причина в балансировании на грани переполюсовки и как следствие, необратимый вынос активной массы в электролит и расслоение намазок ...

..."старая классическая" схема АКБ(без сульфата бария) спокойно относится к переполюсовке - несколькими циклами добивки переполюсованые банки можно вернуть в норму без потери емкости и разрушений.

...начинаю мечтать о схеме Планте ...


[b-b]Всем на заметку:[/b-b] различие в "максимальном напряжении" заряда АКБ между 2.2В и 2.35В "на банку" (13.2В и 14.1В на АКБ соответственно) дает 15кратное(!) увеличение газовыделения...
а 15В - почти 100-кратное !!!

Так что ничего хорошего, кроме разрушения АКБ, "умные советы" про выравнивающий разряд 16Вольтами - не содержат 

[Peoner]

хочу добавить еще 5 копеек про 16 Вольт:
Доводить при заряде до этой цифры или нет?
вопрос возник потому что был куплен новый автоаккум и я никак не могу раскачать его на его родную (60А*ч) емкость

[Peoner]

Какой-то жуткий брэд о 16В, кипеть будет шо дай дорогу. Сколько написано о качелях, таймерах и т.д. Помнится и у вас Peoner положительный опыт был с качелями, зачем читать бредовые инструкции . Хотя я все таки надеюсь, что это очепятка и вместо 16-16,2 читать 13-13,2.

да опыт есть, и гелевые(упсовые) что стоят на велике заряжаются качелями и я доволен той емкостью что они принимают.

но как я и написал(читайте внимательно) что вопрос возник из-за того что в автомобильный (для друга) не могу закачать родную емкость в 60 А*ч получается только примерно 45А*ч тк вот я грешным делом и подумал что у него какая то "особая" технология закачки. Хотя согласен химия везде одна и электрический потенциал тоже. но может там и химия другая а значит как следствие и заряжать как то иначе...

[Alex_Soroka]

хочу добавить еще 5 копеек про 16 Вольт:
Доводить при заряде до этой цифры или нет?

я выше писал - НЕТ !!!
Кроме кипения на 16В вы ничего не получите...

вопрос возник потому что был куплен новый автоаккум и я никак не могу раскачать его на его родную (60А*ч) емкость

"добивка"(мой алгоритм) его раскачает, а "просто классика" нет.
Проверено неоднократно

А в сканированных картинках - ошибки начиная с 12.8в вместо 12.6-12.7В, и заканчивая дебильным советом про 16В...   я вообще 14.22В рекомендую в качестве "верха".

...а про +55С "электролита" - просто без комментариев...

[Alex_Soroka]

Последнее время часто слышу вот такое заявление:

я думаю, что можно без ущерба для СК АКБ вывести отводы от каждой ячейки (всего 7 шт), для балансировки. Ведь даже заряжая индивидуальными ЗУ 12-В аккумуляторы, вы просто откладываете в долгий ящик проблему рассогласования заряда каждой ячейки.

[b-b]Отвечаю: [/b-b]невозможно это в современных АКБ...
Вот картинка старого аккумулятора времен СССР:

видны отводы от каждой банки. Сейчас так не делают, а делаю вот так:



[b-b]И немного ликбеза. Для тех кто хочет правильно подобрать себе свинцовую АКБ.[/b-b]

Самое главное - это правильно посчитать необходимые вам параметры АКБ!
Т.е. "разрядный ток" надо прогнозировать, а не тупо совать АКБ "побольше" или тупо "тяговые поставлю - проблем не будет"...

...   -----------   ...

Напряжение аккумулятора отличается от его ЭДС на величину падения напряжения во внутренней цепи при прохождении разрядного или зарядного тока. При разряде напряжение на выводах аккумулятора меньше ЭДС, а при заряде больше.

Разрядное напряжение:
Up=E – Ip*r= E – En – Ip*ro.

Где En – ЭДС поляризации, В;
Ip – сила разрядного тока, А;
r – полное внутреннее сопротивление, Ом;
ro – омическое сопротивление аккумулятора, Ом.



ЭДС поляризации связана с изменением электродных потенциалов при прохождении тока и зависит от разности концентраций электролита между электродами и порах активной массы электродов. [b-b](Комент от меня: именно ПОЭТОМУ я рекомендую для больших токов использовать не "тяговые" а стартерные АКБ! у стартерных доступность намазок выше, значит токи они отдадут большие и не поперхнутся. А "чтобы не рассыпались" намазки - ЗАРЯЖАЙТЕ ПРАВИЛЬНО!!!)[/b-b]
При разряде электрические потенциалы электродов "сближаются", а при заряде "раздвигаются". Изменением разности концентраций электролита обусловлено нелинейное снижение напряжения на начальном участке b - с (см. рис. 2.20) разрядной характеристики Up = f(x). При включении аккумулятора с начальной ЭДС Ео на разряд происходит резкий спад напряжения на величину D Uo (участок а - b разрядной характеристики), равную падению напряжения на омическом сопротивлении rо. Линейному участку с - d разрядной характеристики соответствует постоянная разность концентраций электролита между электродами и в порах активной массы электродов.[b-b](Комент от меня: Это верно ПРИ УСЛОВИИ что вы разрядным током не "пережимаете" скорость диффузии ионов! т.е. для "тяговых" при их толстых намазках, надо при проектировании использовать РЕКОМЕНДУЕМЫЙ ТОК РАЗРЯДА, а не ваши умозаключения - иначе получите "пережим" и резкое падение напряжения на АКБ, а также необходимость "отдыха" для восстановления напряжения и концентрации ионов в АКБ...)[/b-b]
Уменьшение напряжения, связано со снижением плотности электролита в моноблоке. На линейном участке ЭДС поляризации имеет максимальное значение Enm.

При постоянной силе разрядного тока в единицу времени расходуется определенное количество активных материалов(кислота и "намазки"). Плотность электролита уменьшается по линейному закону (рис. 2.21, а). (если вы не "пережимаете" скорость диффузии ионов в АКБ своим током разряда!)

В соответствии с изменением плотности электролита уменьшается ЭДС и напряжение аккумулятора. К концу разряда сернокислый свинец закрывает поры активного вещества электродов, (и тем быстрее закрывает чем больше вы "пережимаете" током АКБ!) препятствуя притоку электролита из сосуда и увеличивая электросопротивление электродов.
Равновесие нарушается и напряжение начинает резко падать.
Аккумуляторные батареи разряжаются только до конечного напряжения Uк.р., соответствующего перегибу разрядной характеристики Up=f(t). Разряд прекращается, хотя активные материалы израсходованы не полностью. [b-b]Дальнейший разряд вреден для аккумулятора и не имеет смысла, так как напряжение становится неустойчивым.
[/b-b]

[Alex_Pchelkin]

[b-b]Ветка эта создана для информации а не для обсуждения.[/b-b]

СА
1. Какой химический процесс разогревает аккумулятор при заряде? Каков вклад реакции электролиза воды?
2. Описание двойного конденсаторного слоя в СА и его влияние на поляризационное напряжение и диффузионные электродные хим. процессы.
   График зависимости поляризационного напряжения и скорости электролиза воды.
3. Что известно про зависимость электродного напряжение ионизации(на каждом электроде) PbSO4(+-2е)->Pb/PbO2+SO4(2-) при заряде?
4. Верно ли, что если UPSовые акк. разряжать раз квартал/полгода, то пластины перестанут рассыпаться от перезаряда?

[Alex_Soroka]

в автомобилях тестер на клеммах показывает 14.4В обычно

Это при работающем моторе и исправном реле-регуляторе генератора, и при условии что автомобиль сделан для наших широт.
Не забывайте еще что вы ездите час-два а потом 22 часа машина стоит на улице, потребляя энергию на "сигналку"...

Проблема последних лет что в России что в Украине - это массовый завоз "арабской сборки" автомобилей, у которых реле-регулятор выдает не выше 13.8В зимой, и при частом использовании эл.приборов(+музыки) - аккум на такой машине живет ровно пол-года - до первых холодов ...

Алекс, ты говоришь, что держать выше 13 с лишним вредно, что тогда делать, чтобы продлить срок службы акк в авто?

Не допускать оставления АКБ в разряженном состоянии - раз.
два - регулярно дозаряжать АКБ от внешней ЗУ, если у вас "энергетическое голодание" т.е. езда в дождь в пробках на ХХ бензинового мотора с включенными фарами + музыка - гарантируют вам 70-80% реального заряда АКБ т.е. АКБ при таком режиме езды постоянно в режиме "голодания" - он и не заряжен полностью и не "разряжен в ноль", а это путь к развитию хронической сульфатации...

Рекомендуется в таком случае полный КТЦ(контрольно-тренировочный цикл) с последующей нормальной зарядкой АКБ от внешней ЗУ. Я писал про "мнимый заряд", кстати.

[Alex_Soroka]

СА
1. Какой химический процесс разогревает аккумулятор при заряде?

два процесса:
- разогрев "оммической цепи"(любое сопротивление току нагревается, при протекании этого самого тока).
- химические реакции "поглощения" тока в трансформацию хим. составляющих внутри АКБ (см.табличку 63 хим.реакций выше).
(вообще-то кому сильно интересно может сам взять данные и рассчитать термодинамику разных процессов - это несложно для любого студента ВУЗа

Каков вклад реакции электролиза воды?

Если до него доходит и нет "отсечки" от ЗУ - то да, вклад есть - но на самом последнем этапе заряда. В самом же процессе "правильного заряда" до электролиза дело обычно не доходит - весь ток идет "в дело", и на разложение воды просто "не остается места".

2. Описание двойного конденсаторного слоя в СА

на Гугле вас забанили ?
http://bse.sci-lib.com/article020395.html

http://www.elch.chem.msu.ru/rus/prg6.htm

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B2%D0%BE%D0%B9%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B9

и его влияние на поляризационное напряжение и диффузионные электродные хим. процессы.

по ссылкам выше - много теоретической литературы. Потрудитесь прочитать ...

График зависимости поляризационного напряжения и скорости электролиза воды.

Ответы там-же...

3. Что известно про зависимость электродного напряжение ионизации(на каждом электроде) PbSO4(+-2е)->Pb/PbO2+SO4(2-) при заряде?

много чего
на эту тему есть масса малоизвестных печатных работ в разделах "Электрохимическая кинетика". СССР был впереди планеты всей по электрохимии. Именно за этими работами я пол-года ходил в нашу Национальную Библиотеку...  Знания "на шару" не достаются

4. Верно ли, что если UPSовые акк. разряжать раз квартал/полгода, то пластины перестанут рассыпаться от перезаряда?

Не совсем верно...
И моего многолетнего опыта - АКБ в составе телекомм.аппаратуры живут очень долго в тех местах где есть "сбои по 220В". То есть: в тех местах нет 100% тупого кипячения "напряжением поддержания" а есть ЦИКЛИРОВАНИЕ (глубокое или не очень) из-за необходимости "перелететь пропадение 220В".
Таким образом, в "сбойных местах" АКБ работают в циклическом(!) режиме разной глубины разряда, тем самым используя "напряжение поддержания" по его прямому назначению - т.е. для зарядки и "дозарядки" - а не тупо на разложение воды при 100% уровне заряда и не использовании АКБ по прямому назначению.

Проводя КТЦ "раз в год" вы по сути "ездите на курорт лечиться" считая что неделя лечения уберет вам накопленные за год болячки от неправильного образа жизни ...да, немного поможет но кардинально ситуация не изменится. Хотя-бы раз в 2-3 месяца надо делать хоть 30% разряд на КТЦ.

[Alex_Soroka]

Итак, ретранслирую вопрос 1:
Согласно электрохимии СА, разность электродных потенциалов есть функция плотности электролита после отстаивания. Но на практике такое наблюдается в порядке исключения. Чаще напряжение отстоя не соответствует измеряемой плотности электролита. Кажущаяся плотность,например 1.31г/см3, сильно выше измеряемой, например 1.20г/см3. Медленная диффузия ионов SO4 из активной массы в электролит? Но тогда почему при разряде её хватает что бы быстро разрядить аккумулятор?

Все потому, что вы пытаетесь рассуждать с позиции "классики" - а она вам говорит что существует ТОЛЬКо две реакции

Я уже приводил вот эти две таблички:

Спойлер

Таким образом, на самом деле, внутри СА идут ~63 разных реакций!
и каждая из них дает свой вклад в потенциал - мало того часть из этих реакций(двадцать штук!) идет в твердой фазе - т.е. ЭЛЕКТРОЛИТ НЕ РАСХОДУЕТСЯ !!! 

а вот фото отличия альфа- от бета- модификаций свинца:


а вот данные емкости:

[Legeor]

про альфа и бета-оксиды есть простой пример - выпаривание соли на сковороде. если раствор соли выпаривать на плитке быстро, то получится мелий порошок, но он трескается и разлетается, вспучиваясь. а если сковородку поставить на шкаф на недельку и забыть, то получим крупные и красивые кристаллы, когда вспомним. так вот пульсирующая методика позволяет получить мелкую соль (площадь активная больше) но без растрескивания и вспучивания намазки пластин.
я спаял простую приставку к своему кипятильнику. она состоит из мультивибратора с частотой примерно 0,5-1Гц и реле. соединено реле последовательно с проводом зарядного. третий контакт релюхи включен через лампочку на клеммах аккума. короче, один такт заряд, второй разряд, напряжение контролирую сам (пока что). Алекс, спасибо за то, что разглядел очевидное, как Ньютон с яблоком раскачал я два аккума с мусорки, плотность подросла немного, так и гонял немного еще по времени. а их две чудо-зарядки кипятили задолго до того и не смогли приподнять плотность выше 1,11. эта моргалка раскачала до 1,15-1,17 пока и лампочку подсветки составную из двух ватт на 75 держит уже несколько часов подряд, светит мне, пока в машинах ковыряюсь. раньше после ночи зарядки не держал лампочку 21Вт и получаса-часа, я хотел их (аккумы) побить на свинец, выплавить из них новенькие клеммы. это я балуюсь так, пока коплю на твой зарядник от автора. жаль что микро-зу без табло и кнопарей как на в-2.

[Alex_Soroka]

Коковы новейшие рекомендации по эффективному оживлению батарей после переполюсовки.?

только одна: заряжать в правильную полярность... но заряжать одну банку при "перезаряженных" 5-и остальных - это значит их сильно кипятить... Динамика роста напряжения на "успешных банках" гораздо выше чем на "отсталой", что не дает возможности найти "кусок кривой" где-бы можно было и не кипятить и "лечить отсталую"...

Я сейчас испытываю на парочек АКБ новый метод "модифицированной добивки", емкость АКБ вроде растет, но мои опыты еще не закончены...