Существует множество разновидностей аккумуляторных батарей (АКБ) для автомобиля. Все они различаются характеристиками и областью применения, и чтобы понять какая батарея нужна именно вам, необходимо знать какие бывают виды автомобильных АКБ. В этой статье мы разберем какие бывают виды современных автомобильных АКБ, их особенности, преимущества и недостатки, чтобы вы могли лучше понять какой аккумулятор более подходящий для вашего авто.
Виды автомобильных АКБ
Аккумуляторные батареи для автомобиля бывают:
- сурьмянистые;
- малосурьмянистые;
- кальциевые;
- гибридные;
- гелевые, AGM;
- щелочные;
- литий-ионные.
Сурьмянистые
Эти батареи считаются морально устаревшими. Свинцовые пластины содержат добавку из сурьмы (свыше 5%), чтобы увеличить их прочность. Сурьма активирует электролиз, который запускается в АКБ при напряжении 12 В. Из-за активного выделения водорода и кислорода электролит начинает кипеть и быстро теряет жидкость. Чтобы избежать оголения пластин электродов, в банки периодически добавляют дистиллированную воду. Из-за этого сурьмянистые батареи относят к категории обслуживаемых. Современные типы аккумуляторов для автомобилей также имеют конструктивные элементы, требующие обслуживания, но заливки воды они не требуют. Сегодня старые сурьмянистые батареи активно заменяются более прогрессивными модификациями с меньшим содержанием сурьмы.
Малосурьмянистые
К категории малосурьмянистых батарей относятся модели, в состав пластин которых входит до 2-4% сурьмы. Такое решение позволило забыть о проблемах, связанных с частой заливкой дистиллированной воды. Пластины со сниженным содержанием этого вещества уменьшают интенсивность процесса испарения жидкости, а значит обслуживать батарею нужно гораздо реже.
Важное достоинство малосурьмянистых аккумуляторов том, что степень саморазряда при продолжительном хранении существенно ниже, чем у старых сурьмянистых. Иногда их называют необслуживаемыми, но это неверно. Полностью решить проблему испарения воды из электролита не удалось. Поэтому проверка уровня и периодическая доливка дистиллированной воды все-таки нужны.
К преимуществам малосурьмянистых АКБ также относится их неприхотливость к параметрам бортовой электросети машины. При возникновении перепадов напряжения в сети батарея не слишком страдает. В этом — ее выгодное отличие от современных литиевых, кальциевых и AGM-моделей, более требовательных и капризных в эксплуатации. Практика показывает, что малосурьмянистые модели — оптимальный вариант для отечественных авто, в которых не всегда удается добиться стабильного напряжения в бортовой электросети. Стоимость этой разновидности аккумуляторов вполне доступна.
Кальциевые
Существенно снизить испарение воды из электролита в АКБ удалось путем замены сурьмяной добавки в свинцовых решетках кальцием. Маркировка Ca/Ca на корпусе означает, что кальций присутствует в составе анодов и катодов. Отдельные производители добавляют серебро в малом количестве. Внутреннее сопротивление таких АКБ ниже, а емкость и коэффициент полезного действия, наоборот, повышаются. Но основная особенность кальциевых батарей — менее интенсивный электролиз и, как следствие, минимизация испарения воды из электролита.
В современных кальциевых батареях в течение всего срока эксплуатации испарения воды почти нет. А это означает, что отпадает необходимость в проверке плотности электролита и его уровня. Поэтому название «необслуживаемые» для таких аккумуляторов будет совершенно справедливым. Кроме того, уровень саморазряда у кальциевых батарей низкий (если сравнить с сурьмянистой моделью, то на 70% ниже). АКБ с маркировкой Ca/Ca сохраняют свои эксплуатационные качества даже при длительном хранении. При замене сурьмы кальцием величина напряжения, необходимая для запуска электролиза, возросла с 12 до 16 В.
Однако есть и минусы. Кальциевый аккумулятор гораздо чувствительнее к сильному разряду, чем аналоги других видов. Достаточно трех-четырех разрядов, чтобы емкость батареи существенно и необратимо снизилась. В этом случае решение проблемы одно: замена АКБ. Кроме того, кальциевые аккумуляторы отличаются повышенной чувствительностью к состоянию бортовой сети автомобиля. Существенные изменения напряжения нежелательны для них. Поэтому, прежде чем установить такую батарею, желательно проверить на предмет исправности регулятор напряжения, генератор и другие элементы автомобильной электросети.
Стоимость кальциевой АКБ выше по сравнению с малосурьмянистым аналогом. Это решение для авто со стабильными характеристиками бортовой сети и хорошим электрооборудованием. При этом нельзя забывать, что глубокий разряд кальциевой батарее противопоказан.
Гибридные
Маркировка на корпусе Ca/Sb или Ca+. Для изготовления решеток с положительным и отрицательным зарядом используются разные технологии. Аноды изготавливают с сурьмяными добавками, для катодов применяют кальциевую технологию.
Попытка создать некоторый симбиоз кальциевой и сурьмянистой моделей привела к достаточно посредственным результатам. Испарение воды больше, чем в кальциевых, но меньше, чем в сурьмянистых моделях. Из положительных качеств можно назвать нетребовательность к резким изменениям напряжения бортовой электросети и относительную стойкость к глубоким разрядам.
Гелевые, AGM
Особенность этих видов АКБ для автомобилей — электролит в связанном виде. Это решение проблемы безопасности аккумуляторов. Риск вытекания электролита полностью отсутствует, в отличие от классического варианта. Помимо этого, удалось минимизировать осыпание активной массы электродов.
В AMG-батареях электролит пропитывает пористый стекловолоконный слой между электродами. Принцип технологии Gel в том, что электролит изменяет свое агрегатное состояние при помощи кремниевых соединений. Эта особенность позволяет устанавливать батареи обоих типов в наклонном положении. Но это вовсе не означает, что АКБ можно эксплуатировать в перевернутом виде. Достоинство гелиевых батарей в том, что они выдают большой пусковой ток вне зависимости от заряда. Аккумулятор восстанавливает первоначальную емкость после почти полного разряда. Число циклов заряда/разряда для таких батарей составляет около 200.
Минус гелевых АКБ — высокая требовательность к процессу зарядки. Необходимы ЗУ со специальными характеристиками. Они также требовательны к стабильности напряжения в автомобильной электросети. Кроме того, они плохо переносят низкие температуры. Гелевый электролит на морозе снижает проводимость. Заявляемый рабочий ресурс таких аккумуляторов составляет около 10 лет, фактический — 6-7. Ограничивающим фактором для использования в автомобилях является сравнительно высокая стоимость. Чаще их применяют в плавсредствах, мотоциклах, авто премиум-категории и внедорожниках с большим числом приборов, потребляющих электрический ток.
Щелочные
В АКБ этого класса электролитом служит не кислота, а щелочной раствор. Несмотря на большое число моделей, такие батареи используются в авто нечасто. Основная область их применения — складская техника (тяговые аккумуляторы). Особенность щелочных батарей в том, что количество анодов и катодов — разное. Например, в никель-кадмиевых моделях положительных электродов на 1 больше, чем отрицательных, а моделях «никель-железо», наоборот, на один катод больше. Требуемое количество электролита для щелочных батарей меньше, чем для кислотных, поскольку в процессе реакции он не затрачивается.
Выгодные отличия щелочных модификаций от свинцово-кислотных:
- хорошая переносимость перезаряда — батареи хранятся почти без потерь эксплуатационных качеств;
- лучшая работа в морозную погоду;
- более низкий саморазряда, чем у кислотных батарей;
- большая емкость на единицу массы — такая батарея дольше отдает заряд;
- отсутствие вредных испарений.
Минусы — следующие:
- меньший показатель напряжения по сравнению со свинцово-кислотными моделями;
- высокая стоимость.
В качестве стартерных щелочные модели АКБ применяются только для отдельных грузовых машин. Гораздо чаще они используются как тяговые аккумуляторы.
Литий-ионные
На сегодняшний день это одни из самых перспективных дополнительных источника тока. В первых моделях электроды изготавливались с использованием лития. Впоследствии из-за повышенной взрывоопасности он был заменен графитом. Положительно заряженные электроды изготавливались из окисей лития с добавлением кобальта или марганца. В современных моделях материалы изготовления электродов — литий-ферро-фосфатные сплавы. Причин для этого несколько: их невысокая стоимость, меньшая токсичность и возможность переработки.
Основные плюсы литий-ионных батарей:
- большой показатель удельной емкости (из расчета на единицу массы);
- невысокий уровень саморазряда;
- вдвое большее напряжение одного элемента в сравнении со свинцово-кислотным аналогом (4 против 2В).
При очевидных преимуществах есть и недостатки, не позволяющие массово использовать литий-ионные модели в автомашинах:
- высокая чувствительность к низким температурам (в морозную погоду ток, отдаваемый батареей, снижается);
- «старение» батареи — уменьшение емкости при хранении (примерно на 1/5 в течение 2 лет);
- высокая чувствительность к глубокому разряду;
- недостаточная мощность для использования в виде стартерных батарей.
Как правило, литий-ионные АКБ применяются в качестве энергетического источника для гаджетов. Если каким-либо образом избавиться от перечисленных недостатков, эти батареи полностью вытеснят свинцово-кислотные.
