Узнайте два распространённых метода десульфатации автомобильных АКБ и SLA-батарей в источниках бесперебойного питания. Эффективны ли они с точки зрения производителя аккумуляторных батарей?
| Раскройте правду, подкреплённую научными исследованиями.
👇 Мы всегда успеем сделать замену свинцово-кислотной электрохимической системы на литий-железо-фосфатную LiFePO4 и даже литий-титанатную Li4Ti5O12, поэтому сначала попытаемся оживить «свинец».
Для чего нужна десульфатация в АКБ?
Десульфатация — это процесс удаления сульфатных отложений на пластинах свинцово-кислотных батарей.
- Метод подходит только для обратимой химической реакции в «здоровых» элементах;
- Бывает реакция необратимая, когда отложения уже невозможно удалить.
| Аккумуляторы с необратимой сульфатацией идут под замену (в СССР менялись пластины на новые, заливался новый электролит, жидкость и тем самым оживляли АКБ).
Как лучше сделать десульфатацию — предмет постоянных обсуждений, споров на форумах, исследований. В этой статье мы рассмотрим два распространённых метода десульфатации с оценкой их эффективности с точки зрения производителей аккумуляторных батарей.
👉 1. Алгоритмы зарядки «импульсами».
Зарядка с десульфатацией импульсами — широко распространённый метод растворения сульфатов на пластинах. На него имеется множество патентов у различных производителей зарядных устройств для свинцово-кислотных батарей. В патентах отличается величина импульса тока, продолжительность, момент начала и завершения и так далее.
📃 Предполагается применение к батарее во время процесса зарядки «импульсов» ассиметричного тока, который изменяет величину во времени.
Однако эффективность зарядки с десульфатацией импульсами является спорным вопросом в научном сообществе. Недавние исследования показали, что эти методы могут быть не столь эффективны, как ранее заявляли производители зарядных устройств. Это несоответствие привело к предполагаемому конфликту интересов.
💬 «А не впаривают ли производители импульсников нам дичь?» — пишет один из комментаторов.
Исследования показывают, что импульсные методы зарядки могут снизить уровень сульфатации в здоровой батарее. Однако на практике они неэффективны при обратном воздействии на твёрдый сульфат, уже образовавшийся на пластинах.
Даже в советских и российских исследованиях методы десульфатации с использованием высококонтрастных импульсов (с величиной импульса до 1000 А) в течение минимальной длительности (до микросекунд) не дали ожидаемых результатов. Схема выдаёт такой сигнал, но в качестве проблемы было названо неравномерное распределение импульса по шести элементам моноблока 12 В.
2. Простейший метод длительным зарядом малым током.
Это очень простая и научно подтверждённая техника зарядки полностью заряженной (🔋) свинцово-кислотной батареи малым током в течение длительного времени. Метод подходит для любых технологий от сурьмянистых старых типов до современных Ca/Ca.
| Все спорные моменты уже много раз оговорены в учебниках (пример) и диссертациях (пример), а также в ГОСТ Р 53165-2020 — хорошую подборку сомнений и тезисов по зарядке АКБ прочитайте здесь с возражениями и ответами (👍 лайк коллегам).
- Обслужите АКБ: проверьте уровень жидкости, плотность электролита, отмойте от грязи и окислов, проверьте клапан (он есть в том числе на необслуживаемых);
- Зарядите при комнатной температуре совместимым зарядным устройством (можно автоматическим) штатно до 14,5 В;
- Дайте батарее отстояться ~6-8 часов при комнатной температуре, проверьте напряжение (должно быть более 12,8 В, если плотность электролита в порядке);
- Далее необходим ручной режим («зимний» режим на автоматических ЗУ тоже подходит, но алгоритм непредсказуемый на китайских зарядниках, лучше измерить какой точно он подаёт ток в этом режиме зарядки);
- Установите регулируемую силу тока до 200 мА;
- Заряжайте батарею в течение 24 часов;
- Напряжение поднимется до 2,5-2,66 В на элемент (15,96 В для моноблока 12 В);
- Следите за температурой, чтобы она не превышала 50-60°C для 12-вольтового моноблока;
- Такой тип заряда способствует растворению кристаллов;
- Теперь не лишним будет проверить состояние аккумулятора нагрузочной вилкой.
Этот метод часто называют «струйным» или «плавающим» зарядом, и в целом он считается безопасным и эффективным для свинцово-кислотных батарей даже с грубой необратимой сульфатацией пластин. Но чудес ждать не стоит, если износ химии уже критический.
***
Оба метода имеют свои достоинства и недостатки. Исследования в этой области не дают нам повышения долговечности и производительности свинцово-кислотных батарей — технология упёрлась в свой потолок.
Дальнейшая эволюция привела к массовому переходу на литий-ионную технологию:
- литий-железо-фосфатные (LiFePO4) в накопителях и ИБП;
- литий-титанатные (Li4Ti5O12) в тяговых и пусковых АКБ.
🔻 Полезно самостоятельного изучения:
🔻 Исследования импульсной десульфатации (англоязычные), на которые следует обратить внимание:
[Источник 1] — «Десульфатация свинцово-кислотной батареи высокочастотным импульсом» опубликована на 14-й Международной конференции по электротехнике/электронике, компьютерным, телекоммуникационным и информационным технологиям (ЭКТИ-КОН) в 2017 году.
[Источник 2] — «Широкий обзор по десульфатации свинцово-кислотной батареи для электрического гибридного транспортного средства» опубликован в журнале Microsystem Technologies.
[Источник 3] — «Эмпирическое исследование десульфатации свинцово-кислотных батарей с помощью высокочастотного импульсного десульфатора» доступно на ResearchGate.
🔻 Исследования десульфатации малым током (англоязычные), на которые тоже следует обратить внимание:
[Источник 4] — «Методы инверсного заряда для обращения сульфатации в затопленных свинцово-кислотных батареях» опубликованы в Journal of The Electrochemical Society.
[Источник 5] — «Поведение заряда-разряда свинцово-кислотного элемента с электродами» опубликовано в Journal of Solid State Electrochemistry.
Эти исследования представляют собой всеобъемлющий обзор современных достижений науки в области методов десульфатации свинцово-кислотных батарей. В них обсуждаются различные методы и их эффективность, что дает ценную информацию для всех, кто интересуется технологией аккумуляторов.