Типы аккумуляторных батарей и области их применения

На что обратить внимание при покупке

В итоге вырисовывается следующий алгоритм выбора батареи:

• определяются минимальные и оптимальные технические требования;
• выбирается полярность, размер клемм, форм-фактор батареи.

После этого оценивается бюджет покупки и принимается решение, купить АКБ премиального ценового сектора или приобрести изделие более скромной фирмы. И во время посещения магазина останется только осмотреть аккумулятор на предмет отсутствия трещин, других повреждений корпуса, окисленных клемм.

Повреждений на корпусе быть не должно

Еще надо попросить продавца измерить напряжение на терминалах АКБ мультиметром (еще лучше – с помощью нагрузочной вилки). В идеале на холостом ходу оно должно быть равно 12,6 вольт, но никак не меньше 10,5 (если ниже, то батарея в глубоком разряде, за исключением АКБ, продающихся в «сухозаряженном» состоянии).

Проверка батареи нагрузочной вилкой

Подобрать наилучший вариант АКБ в пределах запланированной суммы несложно. Если подойти к покупке осознанно, со знанием дела и представлением, какой аккумулятор нужен, приобретенная батарея надежно прослужит в течение длительного времени.

Также рекомендуем видео

Щелочные

В качестве электролита в таких АКБ выступает щелочь, а не кислота. Пластины щелочных АКБ изготавливают из никеля, кадмия, цинка и иных материалов.

Электроды изготавливаются в виде тонких пластин, которые наполняются активным веществом и после чего упаковываются в пакеты. Благодаря этому аккумуляторы обладают устойчивостью к вибрациям.

Устройства отличаются следующими достоинствами:

• защищены от переразрядов;
• спокойно переносят низкие температуры;
• не наносят вреда окружающей среде и человеческому организму;
• имеют большую емкость.

Из минусов – щелочные АКБ не могут осуществлять выдачу одновременно большого кол-ва тока, поэтому они и обладают крупными габаритами, так как в них необходимо вставлять много банок.

Щелочные АКБ редко устанавливают на легковые машины, в основном ими снабжают электропогрузчики и электрокары.

Гелевые аккумуляторы

Найдя практически идеальное решение по составу пластин аккумулятора, конструкторы батарей не собирались на этом останавливаться. Правда, теперь предметом их изысканий стал электролит – второй составляющий компонент любой аккумуляторной батареи. В новых АКБ жидкий электролит решено было заменить на гелеобразную массу. И результат не заставил себя ждать.

Во-первых, была практически полностью решена проблема текучести такой достаточно агрессивной жидкости, как электролит.

Во-вторых, плотная гелеобразная структура наполнителя препятствовала осыпанию пластин, что увеличивало срок их службы и, как следствие, время жизни всего аккумулятора.

И, в-третьих, гелевые батареи имели практически нулевой уровень саморазряда, что позволяло существенно увеличить срок их хранения без потери рабочих качеств.

Но на этом достоинства гелевых АКБ не заканчиваются. Одним из главных плюсов таких аккумуляторов стал высокий показатель пускового тока. Причём гелевые батареи могли выдавать его практически на любой стадии использования – даже будучи практически полностью разряженными. Кстати, для зарядки им требовалось куда меньше времени, чем «жидким» аналогам. Совокупность этих качеств сделала гелевые АКБ просто незаменимыми в ситуациях, когда автомобиль нужно было завести на морозе. Высокий пусковой ток позволял «раскрутить» двигатель даже с изрядно подмёрзшим маслом.

Правда, стоит сказать, что совсем уж экстремальный холод всё же негативно сказывался на свойствах геля. При температурах ниже -35 градусов он ещё больше густел, и этот фактор существенно снижал практически все показатели АКБ.

Боязнь низких температур открывает список недостатков гелевых аккумуляторов, которые, к сожалению, тоже имеют место быть. Также стоит упомянуть о том, что и очень высоких температур они тоже не любят. Значительный перегрев может привести к взрыву.

Ещё одним недостатком является чувствительность гелевых батарей к повышенному напряжению. Зарядка выше 14 вольт может полностью вывести АКБ из строя. То же можно сказать и о коротком замыкании – даже если аккумулятор с гелевым электролитом «закоротит» на одну-две секунды, можно считать, что дни его сочтены.

И, наконец, если до появления гелевых аккумуляторов самыми дорогими считались гибридные модели, то новые АКБ успешно сместили их с пьедестала. Высокая стоимость гелевых аккумуляторов позволяет использовать их только на автомобилях премиум-класса, а также внедорожниках и спецтехнике, которой приходится передвигаться по пересечённой местности. В последнем случае главную роль играет низкая текучесть геля и тот факт, что он не прольётся при любых наклонах автомобиля.

Никелево железные аналоги

Это не дорогостоящие и практически не обслуживаемые модели. Отрицательными пластинами у них являются оксиды-гидроксиды феррума.

Батареи очень прочны, отличаются продолжительным эксплуатационным ресурсом и не включают в свой состав вредоносный кадмий. Однако они имеют невысокую отдачу энергии, сильный саморазряд и не способны функционировать при отрицательных температурах. В основном их применяют как тяговые источники электроэнергии в электромашинах и промышленных подъемниках.

Таким образом, сегодня на выбор покупателю представляются различные виды электрических аккумуляторов, каждый из которых обладает своими достоинствами и минусами. Высокий потребительский спрос принуждает разработчиков создавать все более эффективные устройства и устранять их недостатки. Поэтому вполне вероятно, что в скором будущем появятся новые модели, по всем параметрам превосходящие старые.

https://www.youtube.com/watch?v=tg134EqoY5sVideo can’t be loaded because JavaScript is disabled: Разновидности аккумуляторов (https://www.youtube.com/watch?v=tg134EqoY5s)

Как расшифровать тип аккумулятора по маркировке

Тип аккумулятора и его характеристики можно узнать по его маркировке. Есть проблема – в разных странах и регионах приняты различные системы обозначения параметров батарей. Часть характеристик может быть нанесена прямым текстом, но чтобы определить тип полностью, иногда надо знать систему обозначений, наносимых на шильдик АКБ.

Россия

У батарей российских производителей принята маркировка из 4 символов (групп символов) 1234, где каждый символ означает:

• 1 – количество банок, по которому можно определить напряжение из расчета, что одна банка выдает 2 вольта;
• 2 – назначение АКБ (Ст – стартерная);
• 3 – емкость (А*ч);
• 4 – исполнение.

Исполнение может быть обозначено:

• А – с общей крышкой;
• З – необслуживаемая;
• Н – несухозаряженная;
• П – сепаратор-конверт (технология EFB)
• другим символом.

Например, батарея 6Ст-55АП3 означает стартерную батарею из 6 элементов (12 вольт) емкостью 55 А*ч необслуживаемую с общей крышкой, изготовлен по технологии EFB. Очевидно, что в такой маркировке отсутствует важный параметр – наибольшая токоотдача. Обычно ее наносят текстом.

Пример маркировки по Российским нормам.

Европа

В Европе применяются два стандарта:

• DIN- 5 цифровых символов;
• ETN – 9 цифр.

Стандарт DIN первыми тремя цифрами маркирует емкость батареи – из указанной цифры надо вычесть 500. Оставшиеся два символа обозначают исполнение аккумулятора.

Стандарт ETN более прост, нагляден, информативен:

• первый символ означает диапазон емкости батареи (для 12 вольтового аккумулятора цифра 5 означает наибольшее значение в 99 А*ч, 6 – 100..199 А*ч, 7 – до 299 а*ч);
• вторая и третья позиции – емкость;
• символы на позиции 4,5,6 – исполнение АКБ;
• оставшиеся цифры (7,8,9) – наибольшую токоотдачу.

Так, маркировка 555065042 означает 12-вольтовый аккумулятор емкостью до 99 А*ч (следующие цифры уточняют – 55 А*ч), с током прокрутки 420 ампер (042).

Европейская маркировка по стандарту ETN.

Азия

В Азии принята маркировка из 6 символов ABCDEF, где:

• AB – емкость (в неизвестных единицах);
• С – форм-фактор АКБ;
• DE – длина или другой размер корпуса в см;
• F – R или L – полярность батареи.

Чтобы определить параметры по маркировке, надо иметь поправочные таблицы. Так, цифра 55 на позициях AB означает емкость 44 А*ч.

Примеры азиатской маркировки.

Северная Америка

Здесь существует несколько систем маркировки. Самая распространенная – пятисимвольная:

• первая цифра обозначает назначение батареи (А – автомобильная);
• вторая, третья – форм-фактор;
• остальные позиции – токоотдача в амперах.

Остальные параметры на корпус наносятся текстом.

Североамериканское обозначение АКБ.

Из видео узнаете как узнать дату производства аккумуляторов EDCON, VARTA, BOSCH, EXIDE, BAREN, FIAMM.

Литий-полимерные аккумуляторы

Литий-ионный полимерный аккумулятор, известный также как Li-Pol, LiPo, Li-polymer, представляет собой улучшенную версию стандартного литиевого аккумулятора и находит применение во многих видах техники. Электролитом здесь служит полимерный материал.

Такие типы литиевых аккумуляторов хороши тем, что обладают значительной энергетической плотностью на единицу объема и массы, пониженным саморазрядом, донельзя тонкими элементами (всего от 1 мм), возможностью гибкости, крайне несущественным перепадом напряжения в процессе разрядки, широким диапозоном температур, при которых устройство продолжит свою полноценную работу. И, ко всему прочему, LiPo не имеет эффекта памяти.

Хотя не стоит слепо полагать, что батареи такого плана на самом деле можно назвать полностью идеальными. Даже у Li-Pol есть свои изъяны. Один из самых существенных — опасность возгорания в случае перезарядки и избыточного потребления тепла. Недостатком представляется и сравнительно небольшое количество рабочих циклов — 800-900, а также старение аккумуляторов, даже если они лежат в стороне без надобности.

Наконец, даже сама зарядка весьма пагубно влияет на приспособление: если процесс зарядки уменьшает вместимость, то при глубоком заряде прибор можно смело отправлять в металлолом.

Классификация аккумуляторных батарей

Помимо разделения батарей на виды в зависимости от технологий изготовления, они разделяются на другие типы.

Например, по типу поставки с завода изготовителя:

• сухозаряженные – отличаются большими сроками хранения, так как распространяются без электролита внутри;
• залитые – имеют электролит и готовы к использованию.

По возможности технического обслуживания:

• обслуживаемые – можно вскрывать и ремонтировать;
• малообслуживаемые – возможность проводить частичный ремонт;
• необслуживаемые – ремонту не подлежат.

АКБ из категории «обслуживаемые» найти пока еще реально, вот только есть ли смысл? При КЗ их можно отремонтировать, но есть много недостатков, к тому у них менее прочный корпус при сравнении с другими – эбонит (материал корпуса) хрупкий материал. А мастика, которой заливают такие аккумуляторы, при загрязнениях теряет изоляционные свойства, что приводит к увеличению саморазряда.

Сегодня на рынке чаще предлагаются категория малообслуживаемых батарей. И это вполне оправдано, ведь проводить ремонт должен профессионал в этом деле, да и стоит это недешево. Так что в случае неисправностей АКБ лучше заменить.

Аккумуляторов типа «необслуживаемых» у нас практически нет на полках магазинов, так как они малопригодны для наших климатических широт.

По расположению клемм:

• прямой полярности;
• обратной полярности.

Что необходимо знать для правильного выбора автомобильного аккумулятора

Естественно для правильного выбора АКБ необходимо учитывать несколько важных моментов, перечислим их по пунктам:

1. Емкость батареи. Этот параметр можно отнести к наиболее значимым. Емкость аккумулятора говорит о том, сколько он может взять энергии при зарядке и хранить в себе. Обозначается в ампер-часах (А×ч) и указывается на корпусе АКБ и в паспортной документации. Маркировка 6СТ-50, 6СТ-55 указывает на заявленную емкость 50 – 55 А×ч.
2. Габариты и тип подключения. В автомобилестроении используются стандартные размеры и типы подключения клемм. Здесь можно пойти по двум путям: первый – хорошо изучить свою модель АКБ или обратиться в автосервис. Стоит помнить, несмотря на то, что батареи имеют идентичные размеры и визуально одинаковы, у некоторых моделей много отличительных особенностей. Это в первую очередь касается японских авто, там АКБ более узкие и высокие.

Во время выбора аккумулятора важно обращать внимание на расположение полюсов. При установке батареи в которой «плюс» с другой стороны, может банально не хватить длины шины для ее подключения. А при неправильном подключении сгорит бортовая электрика и электроника, а может и сама АКБ

А при неправильном подключении сгорит бортовая электрика и электроника, а может и сама АКБ.

1. Стартовый ток. Этот показатель говорит о силе тока поступающей на стартер во время пуска еще холодного двигателя. Чаще зависит от типа аккумулятора и его емкости, но иногда стоит более внимательно присмотреться к данному параметру. Если машина эксплуатируется в холодных регионах, с сильно изношенным двигателем или используется масло высокой вязкости следует это учитывать при выборе новой АКБ.

Стоит отметить, что заявленная мощность рассчитана на работу при +27 C, если температура опускается до -18, то мощность падает 60 %. То есть для нормально работы в сложных климатических условиях следует выбирать батарею в два раза мощнее.

1. Стоимость. Здесь все зависит от покупательской способности автолюбителя. Батареи по ценовой политике можно разделить на три категории: эконом, стандарт и премиум. В каждой из которых можно подобрать батарею предназначенную для конкретной марки автомобиля.

В основном на цену категорий влияют технологии, которые использовались при изготовлении АКБ. Самыми выгодными по стоимости будут аккумуляторы стандарт-качества. У премиум класса отличие будет большой срок службы, длительная гарантия, высокая ёмкость и большое значение стартового тока.

Классификация аккумуляторов

Повсеместное использование АКБ потребовало от производителей изготавливать различные аккумуляторные батареи. Принятая классификация заметно упрощает применение устройств и избавляет от возможных ошибок. При монтаже  в то или иное устройство учитывается напряжение, режим и ток заряда, температурный режим при разрядке, допустимый режим разрядки, срок службы, габариты, масса.

Основные типы АКБ:

1. Серебряно-кальциевые. Изготавливаются с добавлением серебра и считаются необслуживаемыми. Одно из преимуществ использования заключается в устойчивости к глубокому разряду.
2. Гибридные. Называются «кальций плюс» и считаются лучшими в плане расхода воды и саморазряда, чем аналогичные малосурьмянистые изделия.
3. Свинцовые. Отличаются необходимой ремонтопригодностью, но в потребительских целях не изготавливаются.
4. Кальциевые. По сравнению с малосурьмянистыми элементами отличаются сниженным саморазрядом до 30% и расходом воды до 80%.
5. Малосурьмянистые. Менее требовательны к работе электрооборудования, более восприимчивы к саморазряду и расходу воды.

Краткое описание АКБ отчасти дает представление о типах устройств. Некоторые из них целесообразно рассмотреть отдельно.

Интересно! Виды батареек по размерам, типу и составу.

Литиево-ионные

Это самые популярные на сегодня источники электротока. Литиево-ионные АКБ превосходят иные типы аккумуляторов по выдаваемому напряжению. Они обладают большой удельной емкостью и невысокой степенью саморазряда.

Но у них имеются и минусы:

• При падении температуры до минусовых значений, сила тока сильно понижается.
• Емкость постепенно снижается, за два года может уйти около двадцати процентов емкости.
• Неустойчивы к глубокой разрядке.

Подобные типы аккумуляторов часто выступают в качестве зарядного устройства для ноутбуков, компьютеров и тому подобного. Также их широко используют в автомобилях, накопительных системах энергии и современной электротехнике. То есть сегодня практически нельзя обойтись без литиево-ионных моделей.

Химическими элементами данных устройств являются ионы лития. Производство положительных пластин осуществляется из лития с фосфатом либо кобальтом, так как этим материалы безвредные для организма, недорогие и малотоксичные. Если разработчики сумеют устранить основные минусы таких АКБ, в будущем они могут полностью вытеснить кислотные батареи. Но сегодня цена их производства существенно превышает создание иных типов батарей.

Аккумуляторы имеют несколько существенных различий с никелевыми приборами, например, они почти на сорок процентов дороже в изготовлении.

Какой лучше выбрать

Выбор нужного типа аккумуляторных батарей определяется условиями, в которых будет эксплуатироваться транспортное средство и его особенности. Аккумуляторные батареи бывают обслуживаемыми и необслуживаемыми.

Первые в процессе работы тратят электролит. Его необходимо периодически доливать. Способны быстро заряжаться. При правильном уходе срок эксплуатации равен 8 годам.

Необслуживаемые не нуждаются в доливке. В первую очередь это относится к гелевому типу аккумуляторов. Срок эксплуатации составляет 4 года.

При выборе вида и характеристик автомобильных аккумуляторов, нужно обратить внимание на следующее:

Размеры и форма клемм

Важно, чтобы батарея удобно размещалась в предназначенной для нее коробке.
Требуется проверить полярность и убедиться, что длины проводов достаточно для правильного подключения.
Производитель устройства. Европейские стандарты строже российских и обеспечивают более высокое качество.
Желательно покупать аккумулятор, который был произведён не раньше, чем за шесть месяцев до покупки.
Проверяется, какой ток даёт аккумулятор

Для этого указывают, какую силу тока он обеспечивает в течение первых 20 часов после зарядки. Нужно выбирать устройство, которое соответствует параметрам старого аккумулятора.
Пусковой ток также должен соответствовать параметрам прежней батареи.

Для подержанных иномарок можно использовать гибридные аккумуляторы. Отечественным подойдут малосурьмянистые или гибридные. Для дорогих марок часто покупают кальциевые.

Что делать, если аккумулятор не заряжается

Если вышеперечисленные методы не помогли, то рекомендуем ознакомиться со следующими способами как оживить аккумулятор 18650.

С помощью специального зарядного устройства

Это действие осуществляется при помощи китайской копии зарядного устройства «IMAX B6» и мультиметра. Эта зарядка доступна в широкой продаже, и она отлично восстанавливает аккумулятор в домашних условиях.
Для начала необходимо проверить саму батарею, путем соединения к ней мультиметра и выставляя устройство в режим измерения напряжения. Если у аккумулятора глубокий разряд, мультиметр покажет низкие показателями U в милливольтах.

Суть метода заключается в том, чтобы измерение реального количества U в аккумуляторе «мешает» контроллер.
Есть два вывода, плюс и минус, которые идут непосредственно с батареи на контроллер. На выводах чаще всего напряжение составляет 2,6 В это достаточно небольшое значение.

Напряжение будет по немногу подниматься. Это значит, что восстановление li ion аккумулятора идёт успешно. Через какое-то время значение U дойдет до 3,2 вольт, и батарея начнет «раскачиваться». Позже её можно будет заряжать от «родной» зарядки.

С помощью резистора и «родного» ЗУ

Этот способ еще более проще осуществить, чем предыдущий. Здесь необходимо «минус» подзарядки подвести к «минусу» аккумулятора. А «плюс» вывести путем резистора на «плюс» батареи.
После этого следует подать питание и напряжение будет возрастать.
Его можно поднять до 3В, для достижения этого показателя, нужно процедуру провести в течении пятнадцати минут. Как только метод завершен, аккумулятор можно проверить на работоспособность.

С помощью вентилятора

Чтобы осуществить этот метод нам понадобится блок питания, в котором выходное напряжение было минимум 12В. «Минус» вентилятора следует подсоединить к «минусовом» разъему блока питания, а его «плюсовой» к плюсу и обязательно фиксировать вручную на аккумуляторе.
Когда мы включим устройство, вентилятор начнет работать. Это значит, что в батарее уже идёт ток. Процедуру не стоит долго продолжать, где-то через 30 секунд нужно выключить сеть. После такого восстановления напряжение обычно повышается до 3В.

Восстановление 18650 аккумуляторов при помощи подзарядки от другого аккумулятора

Существует способ как реанимировать литий-ионную батарею с помощью другого автомобильного аккумулятора. Для этого нам нужна любая другая батарея на 9 В, скотч, а также тонкий провод.
Метод осуществляется по следующим этапам:

• Проводки требуется подвести к контактам батареи, которую мы хотим реанимировать. На каждый контакт провод должен быть отдельным.
• Нельзя замыкать контакты «плюс» и «минус» лишь одним проводом. Из-за этого может произойти короткое замыкание, и оживить батарею будет нельзя.
• Соединения нужно закрепить скотчем, на которой перед этим необходимо сделать метку маркером, какой провод с каким контактом будет соединён.
• Провод от «плюса» девятивольтового аккумулятора следует соединить с «плюсом» восстанавливаемой батареи.
• Минусовые контакты надо соединить по этому же методу.
• Все контакты закрепляем изолентой, чтобы провода не отошли.
• Ждём определенное время и следим за состоянием батареи, она должна минимально нагреться.
• Когда аккумулятор станет тёплым, сразу же отсоединяем от АКБ батареи.
• Проводим перезарядку.
• Проверяем работу.

С помощью использования тренировочных циклов

Этот метод проводится для предотвращения сульфатации, а также для того чтобы определить емкости батареи. Такие циклы нужно проводить минимум один раз в год и процедура выполняется по следующим этапам:

• Следует зарядить литий-ионный аккумулятор обычным током до того момента, пока он полностью не зарядится.
• Выдерживаем ее четыре часа после того как прекратилось питания.
• Корректируем плотность электролита.
• Включаем заряд на 25-35 минут чтобы электролит был перемешенным.
• Необходимо провести контрольную разрядку постоянным нормальным током десяти-часового режима и контролировать время полного разряда до того как напряжение спадет до 1,7 В на банку
• Емкость батареи можно определить как уровень разрядного тока умноженный на время разряда.
• После того, как контрольный разряд осуществлён необходимо сразу же полностью разрядить аккумулятор. Если получилось так, что емкость не заряжается аккумулятор 18650 скорее всего уже не починить.

Основные минусы данного метода:

• Сокращается срок службы.
• Долгое время восстановления литий-ионных аккумуляторов.
• Огромные затраты энергии.
• Маленькая эффективность способа.

Маркировка АКБ

Теперь рассмотрим вопрос маркировки. Покупая обычные или тяговые аккумуляторные батареи, нужно ознакомиться с маркировкой, поскольку она позволит представить основные данные об устройстве. Все батареи маркируются при производстве.

Вкратце о том, как определить характеристики устройства по маркировке:

1. Первый символ в маркировке — это цифра, она определяет число ячеек в конструкции АКБ, их может быть 3 или 6. Таким же образом можно определить и напряжение батареи — оно может составлять шесть или двенадцать вольт, по два вольта на каждую банку.
2. Далее, идут символы СТ, которые свидетельствуют о том, что кислотные и другие типы батарей являются стартерными.
3. После этого в маркировке идет цифра, которая определяет емкость конструкции, исчисляемой в ампер-часах.

В зависимости от устройства, маркировка может включать в себя и другие символы:

• А — говорит о том, что АКБ оснащена общей крышкой для всех банок;
• З — кислотная либо щелочная АКБ изначально залита электролитом;
• Т — говорит о том, что устройство выполнено в термопластиковом корпусе;
• Э — эбонитовый корпус изделия;
• П — полиэтиленовый;
• М — поливинилхлоридный корпус (автор видео о восстановлении старого аккумулятора — канал transistor815).

https://youtube.com/watch?v=qIQfvk5j7C8

Эксплуатация аккумуляторных батарей

Эксплуатация батарей при низких температурах осложняется следующим рядом факторов:

1. При недостаточной плотности возможно замерзание электролита (см. таблицу 2).
2. Ухудшается процесс заряда (батарею можно зарядить только до 60-70 % от номинальной ёмкости).
3. В результате повышения вязкости моторного масла и электролита ухудшаются условия запуска двигателя.

Эксплуатация батарей при высоких температурах осложняется по следующим причинам:

1. Ускоряется разрушение и сульфатация пластин.
2. Происходит интенсивное испарение воды (требуется проверка уровня электролита).

Хранение автомобильных батарей.

Хранить автомобильные батареи необходимо в неотапливаемом помещении при температуре от 0 до минус 20°С, что способствует снижению саморазряда.

Таблица 2 – Температура замерзания электролита

Напряжение, В	Степень заряженности, %	Плотность электролита, г/см3	Температура замерзания, °С
12,7	100	1,28	<-50
12,5	80	1,24	— 40
12,3	60	1,21	— 30
12,1	40	1,18	— 20
11,9	20	1,14	— 14
11,7	1,10	— 5

Саморазряд – самопроизвольная потеря заряда отключенной батареи. Бывает нормальным и ускоренным. Интенсивность саморазряда зависит от устройства батареи и температуры окружающей среды.

При нормальном саморазряде батарея теряет 50 % заряженности за 6 месяцев – для обслуживаемых, 18 месяцев – для необслуживаемых.

Рисунок 20 – Интенсивность саморазряда АКБ