Срок службы гелевой батареи (АКБ), по утверждению производителей, – не менее 10 лет. На практике необходимость ее ремонта или замены становится очевидной спустя 3-4 года, когда наблюдается снижение емкости или высыхает электролитный раствор. Изделие относится к категории необслуживаемых элементов, но опытные владельцы транспортных средств знают, как восстановить гелевый аккумулятор в домашних условиях.
Схема: из каких частей состоит гелевый аккумулятор.
Принципиальные отличия гелевых аккумуляторов
От свинцово-кислотных аналогов такие АКБ отличаются рядом технических характеристик и составом электролита. Связующим раствором в нем служит дистиллированная вода с добавлением силикагеля, который наглухо запечатывает содержимое корпуса.
Это позволяет избежать испарений химических веществ, что сказывается на уровне экологичности устройства – его можно устанавливать не только в салоне машины, но и в жилых помещениях. Кроме того, благодаря отсутствию выброса газов обеспечивается их повторное участие в рабочем процессе и увеличивается срок службы изделия.
Еще одним преимуществом АКБ является возможность размещать ее в любом положении – на боку или вверх дном, в то время как кислотные батареи нуждаются в строго вертикальной фиксации.
Преимущества конструкции гелевого аккумулятора.
Аккумуляторы с гелевым электролитом не требуют глубокой подзарядки, быстро заряжаются и сохраняют ресурс в режиме ожидания в течение 2 лет.
Из-за увеличения количества циклов заряда-разряда возможно более интенсивное использование таких изделий.
Среди негативных особенностей подобных батарей отмечают:
- Неустойчивость к низкой температуре. При -50⁰C электролит замерзает и становится ломким.
- Быстрый выход из строя при подаче напряжения свыше 15 В.
- Высокую цену.
Особенности гелевых АКБ
Если говорить о принципиальных отличиях в сравнении с классическими жидкостными свинцово-кислотными АКБ, то они заключаются в самом электролите, а также некоторых характеристиках.
В гелевых АКБ применяется серная кислота, силикагель (загуститель) и дистиллированная вода. Фактически это та же кислота, только в гелеобразном состоянии.
При этом корпус становится герметичным. Никаких пробок для доступа к банкам, чтобы подливать электролит или дистиллят, здесь нет. Герметичность позволила использовать подобные АКБ в условиях закрытых помещений. При зарядке газ не выделяется, в отличие от обслуживаемых. Также не происходит расход водной составляющей. Ни о какой доливке жидкостей в случае с АКБ по GEL технологии не идёт.
Существует аналог GEL аккумуляторов, которые называются AGM. Это не одно и тоже, вопреки распространённому мнению. У AGM применяются стекловолоконные маты, которые пропитываются жидким электролитом.
Фактор герметичности позволил гелевым батареям получить ряд преимуществ, включая:
- увеличенный срок службы;
- отсутствие необходимости доливки жидкостей;
- отсутствие выбросов газа;
- безопасность для человека;
- возможность устанавливать в любом положении;
- не требуют глубокого подзаряда;
- быстрее заряжаются;
- в режиме ожидания не теряют ресурс около 2 лет;
- увеличенное число циклов заряда-разряда.
Выделяют лишь 3 существенных недостатка. Это высокая стоимость, неустойчивость к подаче высокого напряжения, а также склонность к замерзанию при температуре ниже -45-50 градусов Цельсия.
При обслуживании важно лишь не подавать напряжение, превышающее отметку в 15 В. Ну а зимы с температурой -50 градусов редкость даже для России.
Касательно цены вопрос спорный. Покупка гелевого аккумулятора себя в полной мере оправдывает. Это батарея с солидным сроком службы и минимальной необходимостью вмешательства.
Как проверить гелевый аккумулятор
При отсутствии явных изъянов устройство проверяют с помощью вольтметра и нагрузочной вилки, в течение 3-4 секунд имитирующей работу стартера. Нагрузку подключают после установки значений напряжения на клеммах, а далее на короткий период подсоединяют импровизированный движок.
Темпы восстановления электродвижущей силы оценивают, наблюдая за стрелкой вольтметра, которая должна подниматься обратно.
Быстрое падение тока свидетельствует о том, что аккумулятор почти израсходовал свой ресурс, новое устройство заряжается долго. Если изменений не происходит, напряжение можно увеличить, прибавляя постепенно по 5 В. В ходе операции следует обратить внимание на то, чтобы температура прибора не превышала 40-45⁰С.
Как измерить внутреннее сопротивление аккумулятора
Если замкнуть плюс и минус аккумулятора, то получим ток короткого замыкания
Ie = U / Re , как будто внутри есть сопротивление
Re
. Внутреннее сопротивление зависит от электрохимических процессов внутри элемента, в том числе и от тока.
При слишком большом токе аккумулятор испортится, и даже может взорваться. Поэтому не замыкайте плюс и минус. Достаточно мысленного эксперимента.
Величину Re
можно оценить косвенно по изменению тока и напряжения на нагрузке
Ra
. При небольшом уменьшении сопротивления нагрузки Ra до Ra‑dR ток увеличивается от Ia до Ia+dI. Напряжение на выходе элемента Ua=Ra×Ia при этом уменьшается на величину dU = Re × dI . Внутреннее сопротивление определяется по формуле Re = dU / dI
Для оценки внутреннего сопротивления аккумулятора или батарейки я добавил в схему измерителя ёмкости резистор 12ом и тумблер (ниже на схеме показана кнопка), чтобы изменять ток на величину dI = 1.2 V / 12 Ohm = 0.1 А . Одновременно нужно измерять напряжение на аккумуляторе или на резисторе R
.
Можно сделать простую схему только для измерения внутреннего сопротивления по образцу, показанному на рисунке внизу. Но всё же лучше сначала немного разрядить аккумулятор, и после этого измерить внутреннее сопротивление. В середине разрядная характеристика более пологая, и измерение будет более точным. Получится «среднее» значение внутреннего сопротивления, которое остаётся стабильным достаточно большое время.
(Описание схемы)
Пример определения внутреннего сопротивления
Подключаем аккумулятор и вольтметр. Вольтметр показывает 1.227V
. Нажимаем кнопку: вольтметр показывает
1.200V
.
dU = 1.227V — 1.200V = 0.027VRe = dU / dI = 0.027V / 0.1A = 0.27 Ohm
Это внутреннее сопротивление элемента при токе разряда 0.5А
Тестер показывает не dU, а просто U. Чтобы не ошибиться в устном счёте, я делаю так. (1) Нажимаю кнопку. Аккумулятор начинает разряжаться, и напряжение U начинает уменьшаться. (2) В момент, когда напряжение U достигнет круглой величины, например 1.200V, я отжимаю кнопку, и сразу вижу величину U+dU, например 1.227V (3) Новые цифры 0.027V — и есть нужная разница dU.
По мере старения аккумуляторов их внутреннее сопротивление увеличивается. В какой-то момент вы обнаружите, что ёмкость даже свежезаряженного аккумулятора невозможно измерить, так как при нажатии кнопки Start
реле не включается и часы не запускаются. Это получается потому, что напряжение на аккумуляторе сразу снижается до 1.2V и менее. Например, при внутреннем сопротивлении 0.6 ом и токе 0.5 А падение напряжения составит 0.6×0.5=0.3 вольта. Такой аккумулятор не может работать при токе разряда 0.5А, который требуется, например, для кольцевой светодиодной лампы. Этот аккумулятор можно использовать при меньшем токе — для питания часов или беспроводной мышки. Именно по большой величине внутреннего сопротивления современные зарядные устройства, вроде MH-C9000, определяют, что аккумулятор неисправен.
Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора
Для оценки внутреннего сопротивления АКБ можно использовать лампу от фары. Это должна быть лампа накаливания, например, галогеновая, но не светодиодная. Лампа 60вт потребляет ток 5А.
При токе 100А на внутреннем сопротивлении АКБ не должно теряться более 1 Вольта. Соответственно, при токе 5А не должно теряться более 0.05 Вольта (1В * 5А / 100А). То есть, внутреннее сопротивление не должно превышать 0.05В / 5А = 0.01 Ома.
Подключите параллельно аккумулятору вольтметр и лампу. Запомните величину напряжения. Отключите лампу. Обратите внимание, насколько увеличилось напряжение. Если, допустим, напряжение возросло на 0.2 Вольта (Re = 0.04 Ома), то аккумулятор испорчен, а если на 0.02 Вольта (Re = 0.004 Ома), то он исправен. При токе 100А потеря напряжения будет всего 0.02В * 100А / 5А = 0.4В
С помощью лампочки можно также оценить ёмкость автомобильной батареи .
Подлежит ли гель восстановлению
Основанием для восстановления АКБ служит высыхание влаги в электролите. Для проверки уровня жидкости в банках крышку аккумулятора вскрывают ножом либо другим острым инструментом. При возвращении крышки в первоначальное положение необходимо убедиться в отсутствии на клапанах грязи.
Из-за нее они могут не закрыться, и гель будет высыхать быстрее. Кроме того, учитывают целостность корпуса устройства и его содержимого. Объем сохраненного в аккумуляторе заряда должен составлять не менее 30% от положенной величины.
Основные правила безопасной зарядки
Зарядку гелевого аккумулятора можно выполнять в домашних условиях. Главное – обеспечить поступление постоянного тока. Процедуру проводят с помощью зарядного устройства на 12В, которое применяется только для гелевых приборов.
Такие зарядки можно изготовить своими руками. От других изделий их отличает возможность контроля над поступающим напряжением. Этот показатель рекомендуется выставлять в размере 0,1 от мощности батареи, зарядное время при этом составит около 12 часов. Прибор, рассчитанный на устройства кислотного типа, использовать нельзя.
АКБ заряжается полностью и с низким уровнем энергии не эксплуатируется.
Долгое пребывание в разряженном состоянии приводит к снижению емкости. Предупредить эту ситуацию позволят регулярные подзарядки аккумулятора.
Как проверить батарейку для часов мультиметром?
Батарейки для часов могут быть разными. Например, в китайских будильниках стоит пальчиковая, а иногда мезинчиковая. В ручных часах ставиться таблеточный аккумулятор.
Проверить этот аккумулятор можно с помощью мультиметра, прислонив один конец щупа к плюсу, а другой к минусу. Положительный полюс широкий и покрывает значительную часть аккумулятора.
Таким образом вольтаж данной батареи равен 1,56 v.
Как проводится восстановление аккумуляторной батареи
Процесс восстановления гелевого аккумулятора.
Гелевые аккумуляторы более требовательны к обслуживанию, поэтому для их восстановления нужна большая аккуратность. В ходе процедуры используются следующие инструменты:
- шприц;
- пинцет;
- отвертка;
- зарядное устройство.
Для восстановления уровня электролита потребуется дистиллированная вода, ее можно купить в аптеке.
Заливка дистиллята
Аккумулятор разбирают, сняв с него верхнюю крышку, после чего пинцетом удаляют резиновые колпачки клапанов. Затем шприцем добавляют в каждую банку по 2 мл дистиллята. Заливать жидкость нужно постепенно, по мере впитывания воды в гель. Восстановленный уровень должен полностью покрывать свинцовые пластины, а излишек влаги откачивают тем же шприцем.
В ряде случаев вместо дистиллированной воды в АКБ заливают электролит. Это сработает, если АКБ старая и реанимировать ее нужно временно.
Восстановление с помощью длительной зарядки АКБ
После добавления дистиллированной жидкости клапаны возвращают на место и закрывают крышкой, которую фиксируют скотчем или клеем, а сверху укладывают груз. Это необходимо для того, чтобы предотвратить срыв клапанов под действием выделяющегося газа.
При подключении батареи к зарядному устройству на вольтметре выставляют значение 14-15 B и дожидаются, когда аккумулятор восстановит потребление тока (в течение 14 часов). Если этого не произошло, напряжение повышают до 20 B.
Важно не оставлять батарею без присмотра, поскольку восстановление электролита приводит к резкому падению нагрузки и может спровоцировать задымление и выгорание устройства. Поэтому, как только пойдет ток, уровень электродвижущей силы снижают до 14 B и продолжают заряжать АКБ в стандартном режиме, т. е. зарядом, равным 0,1 от ее номинальной емкости.
Циклическая зарядка
Метод используется при сильной потере емкости. Он предполагает проведение 3-4 повторяющихся циклов зарядки и разрядки.
Первые две проводятся под высоким напряжением в 25-30 B, которое по мере увеличения потребления тока постепенно снижается до 14 B. Для разрядки используют лампочку на 5-10 Вт, при этом необходимо следить за тем, чтобы разность потенциалов не оказалась ниже отметки 10,5-11 В.
После восстановления батарею заряжают в стандартном режиме. Если вернуть аккумулятору всю мощность не удалось, его используют с неполным зарядом либо приобретают новую модель.
Как проверить пальчиковые аккумуляторы на годность
Чтобы проверить, годен ли элемент питания, нужно измерить отдаваемый им ток. В зависимости от химического состава аккумулятора, он должен составлять несколько ампер (смотрите обозначения на самом элементе питания) и при этом не уменьшаться на протяжении нескольких секунд. Если же значение тока мало или заметно падает, элемент питания можно утилизировать.
Перед тем, как проверять пальчиковый аккумулятор на работоспособность, приготовьте:
- мультиметр или тестер;
- лампочку на 1,5 В;
- проводки;
- зарядное устройство, совместимое с проверяемыми элементами питания (для никель-кадмиевых – на 1,2 В).
Вначале проверяемые аккумуляторы нужно полностью разрядить, подключив лампочку с соблюдением полярности (плюс к плюсу, минус к минусу). Для этого можно воспользоваться проводами или взять корпус для батарейки соответствующего формата. Когда свет лампочки померкнет, следует отсоединить элемент питания, поместить его в зарядное устройство и зарядить на протяжении времени, указанного в инструкции.
Далее нужно измерить напряжение заряженного аккумулятора при помощи мультиметра или тестера, четко соблюдая полярность (плюс к плюсу, минус к минусу). Измеренное напряжение должно находиться в диапазоне 1,1–1,4 В. Для полноценной проверки нужно удерживать клеммы прибора на протяжении 1 минуты и посмотреть, насколько снизится напряжение. Допустимое снижение напряжения – 0,01–0,05 В за минуту. Если напряжение падает быстрее, аккум – негоден. Если измеренные параметры соответствуют требованиям, далее нужно измерить ток.
Как продлить устройству период работы
Применение технологий GEL (Gelled Electrolite) и AGM (Absorptive Glass Mat) для необходимости обслуживания гелевого аккумулятора.
Срок службы гелевого аккумулятора зависит от условий эксплуатации и ухода за ним. Не рекомендуется допускать полной разрядки батареи.
Если это произошло, применяют ограниченную схему восполнения заряда – не в 10%, а в 5% от заявленной емкости – и вдвое увеличивают время процесса. Потери энергоемкости при таких действиях меньше, чем при стандартном способе.
Для того чтобы не было подобных ситуаций, следует приобрести мультиметр. В профилактических целях регулярно проверяют правильность крепления клемм и 1 раз в квартал производят полный цикл зарядки батареи.
В каких случаях восстановление АКБ нецелесообразно
Аккумуляторы утилизируют:
- При вздутии банок, которое вызывается отслоением геля от пластин. Подобный дефект определяют визуально.
- При разрушении содержимого корпуса в результате продолжительного воздействия высокой температуры. Если во время осмотра АКБ из нее доносятся посторонние звуки, элемент “оживить” нельзя. Можно также просветить отверстия банок и убедиться в том, что свинцовые пластины утратили первоначальный внешний вид.
Правильным решением в таком случае будет покупка новой гелевой батареи.
