Свинцово-кальциевые батареи (аккумуляторы) — с применением максимально модернизированных технологий

Технология в Ca/Ca аккумуляторах

Технологический процесс изготовления таких источников питания значительно отличается от производства батарей с применением сурьмы. В аналогичных аккумуляторах пластины изготавливают при помощи литья, кальций же при таком способе просто выгорает.

В результате нетерпимости кальция к повышенным температурам электроды производят методом штампования. Для прессования предварительно изготавливается лента после чего происходит сам процесс штампа. Таким методом стало возможным совершенствовать и усложнять рельеф пластин, при этом внешняя рамка сохраняется в первоначальном виде.

В современном производстве кальциевые АКБ не смогли полностью вытеснить аналоги с рынка. Происходит это в результате сложности процесса производства решетки из сплава кальция и свинца. Существует разновидность источника питания, где используется и сурьма и кальций.

Плюсы и минусы таких аккумуляторов

Как любое другое оборудование, сколь бы совершенным оно ни было, кальциевые аккумуляторы на фоне своих многочисленных плюсов не смогли избежать и некоторых минусов. Но обо всём по порядку.

Преимущества

Применение новой технологии при производстве источников энергии позволило существенно расширить перечень их основных достоинств в сравнении с базовыми аналогами:

1. Низкий саморазряд – параметр удалось снизить практически вдвое.
2. Увеличенный срок службы при соблюдении правил эксплуатации.
3. Удалось создать необслуживаемый тип батарей, который доставляет минимум забот своим хозяевам.
4. Вода из электролита практически не испаряется, следовательно, не требуется её доливка, а значит, и обслуживание устройства.
5. Особенность способа получения пластин позволила уменьшить их толщину – их в корпус стало вмещаться больше, таким образом увеличилась и ёмкость батареи.
6. Добавка в виде кальция добавила пластинам прочности, придав им вибрационной устойчивости.
7. Интенсивность коррозионных явлений существенно упала, добавив долговечности оборудованию в целом.

Недостатки

Конечно, на фоне столь внушительного перечня плюсов недостатки менее ощутимы, но полностью избежать отрицательных моментов всё же не удалось. Отмечают три основных:

1. Высокая стоимость, которая в первую очередь обусловлена сложностью производственного процесса.
2. Глубокий разряд мгновенно приводит к существенной утрате ёмкости.
3. Такие АКБ не пригодны для эксплуатации транспортного средства преимущественно в «городском цикле».

Обратите внимание, кальциевые аккумуляторы разработаны исключительно для автомобилей и не рекомендованы к использованию на других средствах передвижения

Сравнение с другими типами батарей

Сравним по основным характеристикам кальциевые, сурьмянистые и гибридные аккумуляторы для автомобиля:

1. Степень саморазряда – по этому параметру кальциевым АКБ нет равных среди сравниваемых разновидностей.
2. Стоимость – здесь кальциевый источник находится на самом последнем месте. Высокая цена – его существенный недостаток.
3. Глубокий разряд для кальцийсодержащих батарей губителен – провоцирует безвозвратную утрату значительной части ёмкости, в то время как другие разновидности менее чувствительны к этому фактору.
4. Электролиз (испарение) воды из электролита практически не наблюдается у кальциевых АКБ, поэтому их выпускают необслуживаемыми. Остальные разновидности устройств – обслуживаемые, в них потеря воды заметна.

Технология в Ca/Ca аккумуляторах

Технологический процесс изготовления таких источников питания значительно отличается от производства батарей с применением сурьмы. В аналогичных аккумуляторах пластины изготавливают при помощи литья, кальций же при таком способе просто выгорает.

В результате нетерпимости кальция к повышенным температурам электроды производят методом штампования. Для прессования предварительно изготавливается лента после чего происходит сам процесс штампа. Таким методом стало возможным совершенствовать и усложнять рельеф пластин, при этом внешняя рамка сохраняется в первоначальном виде.

В современном производстве кальциевые АКБ не смогли полностью вытеснить аналоги с рынка. Происходит это в результате сложности процесса производства решетки из сплава кальция и свинца. Существует разновидность источника питания, где используется и сурьма и кальций.

Значение понятия «кальциевый аккумулятор»

Отличие кальциевых аккумуляторных батарей от прочих АКБ сводится лишь к тому, что при их изготовлении в свинец добавляется кальций.

Помимо кальция, в сплав иногда добавляют Аргентум, который препятствует образованию сернокислотных солей и тем самым помогает увеличить срок годности аккумулятора. Единственным минусом аккумуляторов с добавлением серебра является то, что они стоят дороже, чем аналогичные свинцовые приборы.

Виды

Потребности новых автомобилей в более эффективных источниках энергии, приводит к непрекращающемуся развитию технологий и разработке новых материалов и сплавов. Отчётливо это прослеживается в автомобильных аккумуляторных батареях, которые можно подразделять не только по технологии их внутреннего устройства, но и по химическим составам и сплавам, из которых они созданы.

Устройства с добавлением кальция

Кальциевая батарея — это вид батареи, пластины которой содержат кальций, повышающий ее характеристики. Ранее стандартные АКБ функционировали на сурьме, однако у таких товаров были определенные трудности при зарядке. Также возникали вопросы по износостойкости. На смену таких батарей пришли кальциевые варианты.

Если немного углубиться в вопрос, то на самом деле содержание кальция равняется лишь 0.1%, и это крайне мало, вернее будет называть такой аккумулятор свинцово-кальциевым. Однако, как показывают тесты, кальциевые пластины значительно повлияли на свойства АКБ. Они имеют свои преимущества и недостатки, поэтому во всем нужно разобраться по порядку.

Серебряно-кальциевые

Особым видом кальциевых АКБ считаются серебряные модели. Если на товаре имеется надпись Ca/Ag, значит, пластины в данном случае изготовлены с низким содержанием серебра. Как отмечают эксперты, батареи считаются более долговечными, и по параметрам нисколько не уступают обычным кальциевым АКБ. Однако стоит отметить дороговизну материала и сложность технологии изготовления пластин.

Сурьмянистые батареи

Сурьмянистые батареи устаревшие, но все равно остаются востребованными. В первую очередь стоит разобрать все их особенности. Такие АКБ отличаются хорошей прочностью, и у них нет проблем с низким разрядом. Аккумуляторы продаются по доступной цене, а электролиз в таких устройствах начинается при напряжении 12 В.

Сама по себе сурьма позволяет пластинам выдерживать повышенную вибрацию. Свинец, как известно, без проблем деформируется, поэтому не годится для этой цели. Во время электролиза в АКБ наблюдаются определенные реакции: активно выделяется не только кислород, но и водород. Электролит при этом закипает.

Гибридный тип

На смену сурьмянистым аккумуляторам пришли гибридные АКБ, которые являются неплохой заменой. Они не относятся к кальциевому типу, поскольку содержат сурьму. В данном случае речь идет лишь о пластинах с положительным зарядом. Отрицательные электроды в свою очередь содержат кальций, поэтому выдерживают большое напряжение.

Такие аккумуляторы хорошо справляются с саморазрядами, но стоят дороже, чем сурьмянистые товары

Что касается особенностей продукции, специалисты обращают внимание на технологию изготовления

На корпусе гибридной батареи могут указываться пометки Calcium Plus, Ca+. Отличие заключается в прочности пластин и способности противостоять глубокому разряду.

Технологический процесс

Если углубиться в производственный процесс, становится понятно, что изготовление кальциевых АКБ невозможно без применения дорогостоящего оборудования. Если рассматривать сурьмянистые модели, там можно было обойтись оборудование для литья. В виду химических особенностей кальция, требуется новая технология. Если рассмотреть детали технологического процесса изготовления пластин для батарей, можно выделить такие основные этапы:

1. Подготовка и обработка сырья.
2. Литье материала по формочкам.
3. Перфорирование модели на ленте.
4. Добавление кальция.
5. Штамповка заготовок.

Если использовать кальций при литье, он сгорает до остатка. Таким образом, можно сделать вывод, что сурьмянистые батареи не уйдут из рынка. Многие производители будут использовать старое оборудование, и выпускать лишь такие модели.

Достоинства и недостатки

Кальциевый аккумулятор имеет свои плюсы и минусы в процессе эксплуатации.

Преимущества

К основным плюсам кальциевых аккумуляторов следует отнести такие особенности:

• В результате того, что в состав электродов помимо свинца был добавлен кальций, они приобретают повышенную прочность. Не разрушаются при тряске в особых условиях эксплуатации.
• Присутствие легирующего металла способствует защите воды от выкипания из аккумулятора. Большинство модификаций таких источников питания выполняются необслуживаемыми.
• Применяемая технология в данных АКБ обеспечивает защиту от возможного перезаряда. Благодаря таким свойствам они нашли применение в сети, где может применяться повышенное напряжение значением выше 14,8 В.
• Не подвержены воздействию коррозии и разрушению в результате длительного ее влияния.
• Увеличено количество самих пластин у каждого электрода, такое стало возможно благодаря уменьшению их собственной толщины.
• Низкая стоимость в отличие от аналогов.
• Пониженное значение самостоятельного разряда.

Недостатки

К минусам потребители относят:

• Не терпят глубокий разряд, в результате чего могут выйти из строя при длительной стоянке более 14 дней.
• Короткий срок службы. В результате уменьшения толщины пластин они разрушаются намного быстрее, чем аналоги. Производители заявляют срок до 5 лет.

Достоинства и недостатки

Кальциевый аккумулятор имеет свои плюсы и минусы в процессе эксплуатации.

Преимущества

К основным плюсам кальциевых аккумуляторов следует отнести такие особенности:

• В результате того, что в состав электродов помимо свинца был добавлен кальций, они приобретают повышенную прочность. Не разрушаются при тряске в особых условиях эксплуатации.
• Присутствие легирующего металла способствует защите воды от выкипания из аккумулятора. Большинство модификаций таких источников питания выполняются необслуживаемыми.
• Применяемая технология в данных АКБ обеспечивает защиту от возможного перезаряда. Благодаря таким свойствам они нашли применение в сети, где может применяться повышенное напряжение значением выше 14,8 В.
• Не подвержены воздействию коррозии и разрушению в результате длительного ее влияния.
• Увеличено количество самих пластин у каждого электрода, такое стало возможно благодаря уменьшению их собственной толщины.
• Низкая стоимость в отличие от аналогов.
• Пониженное значение самостоятельного разряда.

Недостатки

К минусам потребители относят:

• Не терпят глубокий разряд, в результате чего могут выйти из строя при длительной стоянке более 14 дней.
• Короткий срок службы. В результате уменьшения толщины пластин они разрушаются намного быстрее, чем аналоги. Производители заявляют срок до 5 лет.

Что такое кальциевый аккумулятор и чем он отличается от обычного

Начнём с определения, что же это такое кальциевые аккумуляторы для автомобиля. Обозначение Ca/Ca сбивает с толку непросвещённых водителей, заставляя их думать, что в таких источниках питания вместо традиционного свинца для изготовления пластин используется кальций. Это не соответствует истине.

Во всех автомобильных аккумуляторах основным материалом для пластин является свинец. Если его полностью заменить кальцием, то химическая реакция не начнётся никогда. Некоторое количество этого металла добавляется при изготовлении пластин, и только. По технологии их доля составляет не больше 0,07 % от общего количества. Проще говоря, в 12-килограммовой пластине присутствует 8 г кальция.

Даже это незначительное количество содержится только в тех источниках питания, которые изготовлены по технологии Ca/Ca. В этом случае обсуждаемый элемент имеется как в положительных, так и в отрицательных пластинах. И это их главное отличие от аналогов под аббревиатурой Pb/Ca, где кальций присутствует исключительно в минусовых пластинах.

Главное назначение Ca — предотвращение возникновения коррозии в свинце и изменение точки кипения электролита. По последнему пункту требуются некоторые пояснения. Кипением аккумулятора принято называть выделение пластинами водорода, который поднимается на поверхность электролита в виде пузырьков.

Кальций добавляется для предотвращения этого процесса при эксплуатации необслуживаемой батареи в нормальных условиях, то есть когда она эксплуатируется на автомобиле. А раз нет кипения, то, естественно, нет и перезаряда. Оба эти явления провоцируют испарение воды из электролита, снижение уровня, окончательной деградации пластин.

Благодаря присутствию кальция элементы аккумулятора становятся крепче, что замедляет осыпание покрытия под воздействием вибрации при движении. Это, естественно, увеличивает срок службы кальциевого источника питания.

Преимущества и недостатки

Подводя итог сказанному, можно преимущества кальциевых источников питания скомпоновать в список: Продолжительность работы. Если не нарушать правил эксплуатации, то кальциевые АКБ способны полноценно работать около пяти лет.

Повышен показатель прочности пластин.

Снижена интенсивность коррозийных образований.

Защищены от перезаряда.

Необслуживаемые (в большинстве).

Возможность изготовления довольно тонких пластин, что позволяет увеличить их количество.

Согласно существующему «закону пакости», раз есть плюсы, имеются и минусы:

Батареи очень чувствительны к глубоким разрядам. Один случай снижает показатель ёмкости на 1/5 часть.

Большая цена из-за сложности производства.

Губительное влияние длительных простоев и использования автомобиля от случая к случаю с небольшими пробегами.

Преимущества и недостатки

Основными конкурентами батарей Ca/Ca считаются сурьмянистые и гибридные АКБ. Во втором случае применяются сурьма и кальций. Такие аккумуляторы обслуживаемые и недорогие.

Что же касается кальциевых, то их создают необслуживаемыми или малообслуживаемыми. Стоят они в среднем на 30% дороже конкурентов.

Гибридные и кальциевые технологии продолжают развивать и совершенствовать. Их считают перспективными и способными вытеснить с рынков сурьмянистые классические источники питания. Но всё это в будущем.

Чтобы оценить перспективы технологии Ca/Ca, стоит изучить плюсы и минусы кальциевых аккумуляторов.

К сильным сторонам относят:

• увеличенный ресурс: при соблюдении правил эксплуатации батарея может прослужить 5–6 лет;
• небольшой саморазряд: если сравнивать с сурьмянистыми аналогами, у кальциевых саморазряд меньше на 50–70%;
• механическая прочность, здесь речь идёт о прочности пластин, потому они хорошо переносят удары и вибрации;
• минимальный электролиз, из-за него сурьмянистые АКБ требуют частой доливки дистиллированной воды, а кальциевые аналоги такой проблемой не страдают, потому большинство аккумуляторов необслуживаемые;
• низкая интенсивность коррозии, это улучшило характеристики батарей, продлило срок их службы;
• защита от перезарядов – кальций позволяет пластинам выдерживать до 14,8 В;
• уменьшение толщины пластин, это даёт возможность сделать батарею легче, компактнее и мощнее;
• необслуживаемый корпус: оптимальное решение для тех, кто не хочет следить за уровнем электролита, регулярно добавлять в банки дистиллированную воду, пыхтеть над ареометром и пр.

Подобные АКБ лучше использовать на современных и сравнительно новых машинах. Чем она новее, тем выше вероятность наличия системы автоматического отключения случайно оставленных потребителей.

Но не всё так идеально.

В случае с кальциевыми аккумуляторами имеются и свои недостатки.

1. Чувствительность к разряду. Эти батареи очень не любят, когда происходит глубокий или полный разряд. Эта характеристика считается основным минусом технологии. Потому настоятельно рекомендуется поддерживать заряд на уровне 12,7–12,9 В и не давать опускаться ниже 12 В. Если произойдёт глубокий разряд, батарея потеряет около 15–20% своей ёмкости. Если это будет полный разряд, придётся попрощаться с 50% ёмкости. В итоге кальциевые АКБ выдерживают не более 10 глубоких разрядов.
2. Стоимость. Цена этих аккумуляторов действительно выше в сравнении с конкурентами. Связано это с особенностями производства самих пластин.
3. Снижение ресурса в городском режиме. Кальциевая технология не любит, когда машина долго стоит без дела либо постоянно находится в пробках. Это негативно сказывается на сроке службы.

Кальциевые АКБ позиционируются сугубо как автомобильные батареи. Их не рекомендуют использовать на иных видах транспорта, особенно на лодках и катерах.

Как заряжать в домашних условиях

Источники энергии этой разновидности весьма подвержены явлению сульфатации, а также способны очень быстро терять заряд. Это в первую очередь обусловлено их конструктивными и технологическими особенностями. Дело в том, что генератор автомобиля не способен выдавать уровень напряжения выше 15 В, а для полного восстановления мощности кальциевой АКБ необходима величина напряжения, равная 16,5 В. Таким образом, батарея регулярно оказывается недозаряженной. Кроме того, эти устройства не адаптированы к эксплуатации авто на малых скоростях и на короткие расстояния – происходит процесс интенсивного разряда.

Следовательно, чтобы кальциевый аккумулятор всегда был в работоспособном состоянии, требуется его регулярная зарядка.

Заряжаем хорошим зарядным устройством

Как правильно заряжать кальциевый аккумулятор автомобиля? АКБ этой разновидности, имея множество особенностей как в устройстве, так и в эксплуатации, естественно, отличаются и методикой зарядки, а следовательно, нуждаются в особом зарядном оборудовании. Обычным прибором для зарядки типичных свинцово-кислотных батарей здесь не обойтись хотя бы по причине недостаточной величины выдаваемого ими напряжения – максимум 15 В.

Выбирать зарядник для Ca/Ca батарей следует, опираясь на следующие критерии:

1. Возможность ручной регулировки в широком диапазоне основных параметров: тока и напряжения.
2. Наличие встроенной функции десульфатации.
3. Возможность функционирования устройства по строго заданной программе в автоматическом режиме.
4. Способность к определению работоспособности батареи и взятой ею ёмкости в результате зарядки.
5. Выдаваемое напряжение не ниже 17 В.

Плюсы и минусы

Положительных моментов здесь не мало:

• Более высокая емкость, из-за использования очищенного свинца
• Большие токи запуска
• Вода из электролита улетучивается медленно, а поэтому можно сделать практически необслуживаемый АКБ
• Не такой высокий саморазряд

Но есть и отрицательные пункты и они существенные:

• Боится глубоких разрядов (старые поколения после 2 – 3 теряли емкости на 50%), это основной минус!
• Дороже чем предшественники (цена может быть очень высокой, иногда в два раза выше, чем у оппонентов)
• Необслуживаемый. Зачастую у них нет крышек и вы не можете физически залезть в банки и довести уровень электролита до нормы, не можете поверить и его плотность.

Выбор аккумулятора

При покупке источников питания с применением кальция следует ориентироваться по некоторым основным факторам:

Бренды. Современный рынок предусматривает наличие как отечественных, так и зарубежных моделей. Стоит упомянуть, что европейские аналоги оснащаются дополнительными сертификатами соответствия, для проверки иностранные производители применяют специальные современные агрегаты для этого

Рекомендуется обратить внимание на дату выпуска. Аккумуляторы для автомобилей с применением кальция следует приобретать при хранении не более 5 месяцев

В результате длительного хранения собственная емкость батареи понижается, последующее самостоятельное восстановление может стать проблематичным. Значение емкости. При выборе источника питания производители рекомендуют подбирать по номинальному показателю, указанному в документации к транспортному средству. Превышение емкости может привести к выходу из строя генератора и бортовой системы электроснабжения. Максимальный ток. Также, как и в показаниях емкости необходимо учитывать по документации автомобиля. Превышение допускается для техники, которая часто применяется в зимний период.

Особенности обслуживания и эксплуатации

Поскольку продолжительность жизни АКБ типа Са/Са зависит от того, поддерживается ли уровень её заряда на должном уровне, автовладельцам будет небезынтересно знать об особенностях эксплуатации и обслуживания кальциевых батарей по отношению к устройствам других типов:

• если вы – типичный городской житель, и используете машину для преимущественных поездок по городу, вашему автоаккумулятору не помешает профилактическая подзарядка. Примерная периодичность использования подходящего зарядного устройства – раз в месяц. При эксплуатации авто с поездками на относительно небольшие расстояния дли длительных простоях подобный режим позволит содержать АКБ в полной боевой готовности. При более активном использовании транспортного средства сроки подзарядки можно сократить вдвое;
• уровень заряда современных батарей свинцово-кальциевого типа составляет 14,4 В. Регулярно измеряйте напряжение на его клеммах (например, с помощью вольтметра). Если оно падает до 12 В и ниже – требуется немедленная подзарядка, в противном случае потери ёмкости аккумулятора не избежать;
• глубоких разрядов нужно обязательно избегать. При таком состоянии в пластинах начинается необратимая реакция, сопровождающаяся образованием сульфата кальция, выпадающего в виде нерастворимого осадка. Отметим, что десульфатация кальциевого аккумулятора, известная как процедура КТЦ, только усугубит его состояние – она применима только в отношении сурьмянистых аналогов;
• режим «кипения» для свинцово-кальциевых автоаккумуляторов также противопоказан. Дело в том, что у необслуживаемых батарей дренажные отверстия для выпуска газов имеют недостаточную пропускную способность, что приведёт к разрушению верхнего рабочего слоя пластин;
• ареометр для измерения плотности электролита в кальциевых аккумуляторах не подходит, поскольку рабочая жидкость в таких батареях обычно расслоена: вверху, ближе к поверхности банок, расположена более водянистая фракция, внизу же скапливается более плотный электролит;
• контрафактная продукция проникла и на рынок кальциевых АКБ. Чтобы не стать жертвой обмана, необходимо знать, как отличить оригинал от подделки. «Правильная» продукция маркируется соответствующим образом, с указанием стартового тока, уровней номинальной ёмкости и напряжения. Должна присутствовать информация о дате производства и о самом производителе. Старайтесь выбирать аккумулятор известной марки, даже если вас соблазнит более привлекательная стоимость noname-изделия.

Срок годности

Согласно гарантии АКБ C/A C/A исправно служат в течение пяти лет, однако если избегать глубоких разрядов, то такие батареи могут работать и сохранять нужный уровень пускового давления даже по прошествии 8-10 лет.

Как вам статья?

Мне нравится1Не нравится

Кальциевые АКБ

Кальциевые АКБ представляют собой источники питания в конструкции которых применяются электроды из легированных свинцовых пластин. Количество щелочного металла в составе незначительно до 0,1% от общего объема. Ранее для производства применялась сурьма, но благодаря лучшим свойствам кальций постепенно вытеснил ее из аккумулятора. Иногда в сплав может добавляться драгоценный металл серебро.

Добавление драгоценного металла позволяет разрешить многие проблемы обычных кальциевых источников питания. Однако самым большим недостатком считают повышенную стоимость. Сплавление свинца, кальция и серебра это сложный технологический процесс с применением дорогого сырья.

Особенности безопасной эксплуатации

В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи необходимо соблюдать некоторые правила, которые помогут продлить срок службы батареи:

1. Рекомендуется постоянно очищать корпус от грязи и мусора, а также удалять накопившуюся воду на крышке.
2. Образовавшийся окисел удаляют с электродов, это снижает сопротивление при коммутации.
3. При попадании мусора в отверстия для отвода излишних газов может произойти разрушение батареи, поэтому их регулярно очищают.
4. По рекомендации производителей уровень электролита необходимо проверять 2 раза в месяц. Восстанавливать в домашних условиях следует только дистиллированной водой, кислоту доливают в специализированных мастерских.
5. При помощи прибора регулярно проверяется значение напряжения и плотности.
6. При длительной стоянке са/са аккумулятор необходимо постоянно поддерживать подзарядкой. Они бояться глубокого заряда, в результате чего могут выйти из строя.
7. В зимний период источник питания такого типа следует хранить в помещении. Низкая температура пагубно влияет на состав электролита.

Технология в Ca/Ca аккумуляторах

Технологический процесс изготовления таких источников питания значительно отличается от производства батарей с применением сурьмы. В аналогичных аккумуляторах пластины изготавливают при помощи литья, кальций же при таком способе просто выгорает.

В результате нетерпимости кальция к повышенным температурам электроды производят методом штампования. Для прессования предварительно изготавливается лента после чего происходит сам процесс штампа. Таким методом стало возможным совершенствовать и усложнять рельеф пластин, при этом внешняя рамка сохраняется в первоначальном виде.

В современном производстве кальциевые АКБ не смогли полностью вытеснить аналоги с рынка. Происходит это в результате сложности процесса производства решетки из сплава кальция и свинца. Существует разновидность источника питания, где используется и сурьма и кальций.