Гелевые аккумуляторы пользуются заслуженной популярностью, их применяют в качестве резервных источников питания вычислительной техники, в качестве тяговых батарей и т.п. При всех достоинствах таких источников питания, они не вечны, а стоят недешево. Поэтому естественно желание владельца восстановить гелевый аккумулятор, вышедший из строя или исчерпавший свой ресурс.
Диагностика АКБ
Первое, с чего надо начать диагностику любого аккумулятора – измерить напряжение на его выводах. Для аккумулятора на 12 вольт оно должно быть 10,5..12,6 вольт (у только что заряженного – до 13,6 В), а у 6-вольтового – от 5,25 до 6,3 вольт (максимум 6,8 В). Для батарей на другое напряжение пределами надо считать:
- наибольшее напряжение одной банки – 2,1 вольт (максимум 2,17 В);
- наименьшее – 1,75 В на элемент.
Если напряжение ниже минимального порога (в большую сторону превышение бывает крайне редко), это означает нештатное состояние батареи (одной банки или нескольких). Требуется дальнейшая диагностика. Если конструкция позволяет, надо измерить напряжение на каждом элементе отдельно, чтобы найти неисправную ячейку.
Если напряжение в порядке, можно приступить к дальнейшей диагностике и определить фактическую емкость аккумулятора. Для предварительной проверки можно воспользоваться нагрузочной вилкой, которая позволит оценить внутреннее сопротивление аккумулятора.
Поэтому единственный достоверный способ узнать фактическую ёмкость электрохимического источника – провести контрольно-тренировочный цикл. Хорошо, если имеется зарядное устройство с функцией КТЦ.
Если такого ЗУ нет, можно обойтись без него. Для этого придется полностью зарядить аккумулятор и собрать несложную схему.
Можно нагрузить аккумулятор на мощные резисторы, но лучше использовать в качестве нагрузки автомобильные лампы на 12 вольт, потому что:
- их легко найти;
- можно купить лампы на разную мощность, чтобы подобрать разрядный ток;
- нить лампы служит своеобразным стабилизатором тока, что делает диагностику точнее.
Мощность ламп выбирается так:
- Рассчитывается разрядный ток. Он должен составлять примерно 0,2 от предполагаемой ёмкости батареи. Так, новый аккумулятор заявленной ёмкостью 50 А*ч надо разряжать током 50*0,2=10 ампер. Если предполагается, что батарея потеряла 20% начальной ёмкости, ток можно выбрать, как 50*0,8*0,2=8 А.
- Считается мощность ламп, потребляющих такой ток при напряжении 12 вольт по формуле P=12*I. Для тока в 8 А мощность равна 96 ватт. Можно использовать одну лампу на 100 ватт, или две по 55 ватт, или две по 36 ватт +одна 22 ватта.
За точным значением гнаться не стоит – все равно фактическая ёмкость до проведения КТЦ неизвестна.
Если все же в качестве нагрузки выбраны резисторы, сопротивление рассчитывается по закону Ома:
R=12/I
Для разряда током 10 ампер понадобится резистор на 1,2 Ома мощностью 100 ватт. Такой резистор можно составить из 10 параллельно включенных десятиваттников на 12 Ом каждый.
После сборки схемы надо записать значение тока и засечь время начала КТЦ. После разряда до 10,5 вольт (или до 5,25 для 6-вольтовой батареи) надо немедленно прекратить процедуру, записав конечное значение тока, отключив нагрузку и остановив таймер. Не допускать глубокого разряда батареи!
Если конструкция батареи позволяет измерять напряжение на каждом элементе, процесс надо прекратить при разряде хотя бы одной банки до 1,75 вольт.
Далее надо найти усредненный ток, сложив начальное значение и конечное и разделив сумму пополам. Так, если аккумулятор в начале цикла разряжался током 10 А, а в конце ток упал до 9, то средний ток будет равен (9+10)/2=9,5 А. Если после этого средний ток умножить на время разряда в часах, то получится ёмкость батареи в ампер*часах. Например, если аккумулятор разряжался в течение 4 часов 45 минут указанным током, то его реальная ёмкость будет приблизительно равна 4,75*9,5=45 А*ч.
Для 6-вольтового источника при расчетах вместо цифры 12 надо руководствоваться цифрой 6.
Случаи, когда ремонт не поможет
Если емкость снижена, ее можно попробовать восстановить. Надо помнить, что гелевый аккумулятор является разновидностью свинцово-кислого элемента, поэтому в нем идут все те же химические процессы, что и в традиционной автомобильной батарее, и даже в современных AGM и EFB источниках. Поэтому потерю ёмкости вызывают те же причины, что и у других аккумуляторов данной категории.
Необратимую потерю емкости вызывает коррозия электродов, ведущая к отделению фрагментов пластин. Если это произошло, то не стоит пытаться реанимировать АКБ. Другая причина — осыпание активной намазки пластин. В гелевом аккумуляторе это маловероятно, так как густой гель удержит губчатую массу на месте даже в случае значительного механического воздействия, но если такое событие имеет место, то единственный выход – утилизация аккумулятора.
Алгоритм восстановления гелевых аккумуляторов
Еще одна причина снижения ёмкости свинцово-кислотных элементов – сульфатация пластин. Образование сульфата свинца при разряде батареи – естественный процесс. При полной симметрии процессов разряда-заряда сульфаты должны полностью раствориться с образованием оксида свинца и кислотного остатка, но так не бывает. Постепенно нерастворимый осадок накапливается на пластинах и маскирует полезную площадь электродов. Это ведет к снижению ёмкости батареи.
Особенно ярко выражена сульфатация после глубокого разряда аккумулятора. Выпавший осадок толстым слоем покрывает поверхность пластин, и удалить его практически невозможно – сульфат свинца нерастворим в воде и плохо растворяется в серной кислоте.
Если электрические характеристики батареи ухудшились вследствие сульфатации, то остается шанс восстановить работоспособность электрохимического источника. Но средства для этого ограничены.
Для гелевых аккумуляторов исключен химический способ десульфатации. Для его проведения необходимо слить электролит, а полностью удалить густую пасту без полной разборки корпуса невозможно.
Остается удалить налет сульфата свинца электрохимическим методом. Самый простой способ для этого – проведение КТЦ. После него часть сульфатов должна раствориться. Если после разряда и измерения емкости снова зарядить АКБ и провести контрольный разряд, окажется, что ёмкость батареи увеличилась.
Если этого не произошло, значит, причина потери емкости не сульфатация, и оживить аккумулятор не получится.
Если результаты КТЦ оказались положительными, есть смысл провести контрольный цикл, а потом и третий и так далее – пока емкость не перестанет расти. Еще лучше, если имеется десульфататор – зарядное устройство, реализующее специальный алгоритм. Десульфататор чередует циклы заряда с кратковременным разрядом, что эффективно сказывается на растворении кристаллов сульфата свинца. Есть смысл чередовать процедуры десульфатации и КТЦ с замером фактической ёмкости до достижения наилучшего результата.
Для гелевых аккумуляторов характерна еще одна специфическая проблема. Как известно, электролит в такой батарее состоит из воды, серной кислоты и загустителя (он не принимает участия в электрохимических реакциях). Изначально корпус батареи герметичен, испарение воды исключено и состав электролита не меняется весь период эксплуатации (поэтому отсутствует необходимость доливать воду или электролит). Если же корпус повреждается механически, герметичность нарушается. Это может быть незаметно, так как электролит через небольшие (и даже большие) отверстия не вытекает, но постепенно вода начинает улетучиваться. В итоге электролит загустевает до такой степени, что электрохимические реакции прекращаются.
В этом случае в первую очередь надо найти место повреждения и заварить его, используя мощный паяльник и кусочки пластика.
Использовать герметик или клей для заделки отверстий не стоит. При работе аккумулятора внутри корпуса может вырасти давление, которого склейка не выдержит.
Далее надо получить доступ к внутреннему пространству ячеек. Если есть штатные пробки, их надо вынуть. Если их нет, придется просверлить отверстие в верхней части корпуса каждого элемента. Теперь понадобится дистиллированная вода и шприц. В шприц набирается 1..2 мл воды и вводится в каждую банку. Надо выждать несколько часов, чтобы вода впиталась в загустевший гель. Потом следует проверить наличие жидкости над слоем густого электролита. Если воды не наблюдается, надо попробовать долить еще 1..2 мл, и так до тех пор, пока жидкость не перестанет впитываться.
Так же посмотрите способ восстановления из видео
Сколько прослужит восстановленный АКБ
Следует понимать, что в любом случае шансы на успех восстановления аккумулятора невелики. Производитель не предусматривает возможность ремонта батареи, и все перечисленные действия обычно проводят, если нет возможности срочно приобрести новую АКБ. Даже если реанимация пройдет успешно, остаточный срок службы аккумулятора будет невелик, и надо задуматься о замене батареи.
Во многих случаях реанимировать вышедший из строя аккумулятор возможно. Пусть его надежность снизится, но можно эксплуатировать батарею на менее ответственных участках, а также восстановление позволит дотянуть до приобретения новой АКБ.
