Виды, классификация аккумуляторов, АКБ

Источником электрической энергии и важной составляющей авто является аккумуляторная батарея. Если её эксплуатируют неправильно, она может перестать выполнять свои функции. Обычный срок службы составляет несколько лет, поэтому даже в идеальных условиях рано или поздно владелец транспортного средства столкнётся с необходимостью покупки нового устройства и его замены.

Стандартный аккумулятор — это короб с шестью банками и электродами. Они включены в пакеты пластин, у которых разная полярность — отрицательная или положительная. Электролит, омывающий пластины, может быть в виде геля или другой специальной жидкости.

Современные производители предлагают огромное разнообразие приборов. У каждого типа есть свои особенности, о которых мы поговорим в этой статье.

Технические параметры

Перед выбором стоит рассмотреть ряд характеристик аккумулятора. Они влияют на разные аспекты его работы:

• Ёмкость — показывает, сколько энергии может хранить аккумулятор. Измеряется в ампер-часах (А·ч).

• Напряжение — показывает уровень заряда батареи. Его измеряют вольтметром при температуре +18 °C без нагрузки на батарею.

• Ток холодной прокрутки — это ток, который батарея отдаёт в течение первых 10 секунд запуска двигателя при температуре -18 °C. Напряжение должно оставаться выше 7,5 В.

• Саморазряд — указывает на то, насколько быстро теряется заряд, когда устройство долго не используется.

• Внутреннее сопротивление — важный параметр для оценки эффективности работы аккумулятора под нагрузкой. Для измерения внутреннего сопротивления используют специальные приборы — тестеры аккумуляторов или мультиметры с функцией измерения сопротивления.

Также перед покупкой нового АКБ обязательно стоит уточнить размеры, вес, предполагаемый срок службы и хранения.

Традиционные свинцовые аккумуляторные батареи

Приборы этого типа — самые старые, поэтому их считают классикой. Электроды свинцовой аккумуляторной батареи выполнены из свинца с содержанием сурьмы в пределах 5–12%. Корпус свинцовой аккумуляторной батареи обычно пластмассовый или эбонитовый, верхняя часть батареи залита смолой.

Чистый свинец — мягкий металл. Он подвержен разрушению под влиянием факторов внешней среды. Добавление сурьмы позволило укрепить материал и сделать его подходящим для получения и удержания электрического заряда. Недостаток покрытия сурьмой — ускорение электролиза и выкипания воды. Поэтому электроды оголяются и осыпаются. Из-за их негодности происходит замыкание и порча аккумулятора.

Во избежание этого владельцы таких батарей вынуждены каждый месяц следить за уровнем электролита, проводить замеры плотности и добавлять дистиллированную воду, если её совсем мало. Поэтому такие АКБ серьёзно проигрывают другим моделям в долговечности и надёжности.

Покупателей эти аккумуляторы привлекают своей доступной ценой и устойчивостью к глубоким разрядам. Ещё одно преимущество таких батарей — высокая ремонтопригодность. Но недостатки перевешивают достоинства — служат такие аккумуляторы не более 4 лет, боятся качки, переворачивания, характеризуются быстрым саморазрядом и небольшим пусковым током. В настоящее время встречаются разве что на очень старых авто.

Малосурьмянистые аккумуляторные батареи

Положительные и отрицательные электроды малосурьмянистых аккумуляторных батарей выполнены из свинцовых сплавов с пониженным содержанием сурьмы (до 2,5–3,0%). В некоторых публикациях малосурьмянистые аккумуляторные батареи иногда называют малообслуживаемыми. У них расход воды и саморазряд гораздо меньше, чем у традиционных батарей, но в 2–3 раза выше, чем у батарей с кальциевыми токоотводами. Однако проверять уровень воды всё равно придётся, так как незначительное выкипание присутствует. Недостатки малосурьмянистых аккумуляторных батарей — расход воды и саморазряд. Достоинства малосурьмянистых аккумуляторных батарей — относительная устойчивость к глубоким разрядам, низкая цена. Также этот вид АКБ нетребователен к электрическим характеристикам авто — он подходит для большинства разновидностей бортовых сетей. Батарея не приходит в негодность от перепада напряжения, в то время как более современные кальциевые и гелевые аккумуляторные батареи нередко чувствительны к параметрам машины.

Служат такие приборы около 3–4 лет.

Гибридные аккумуляторные батареи

Гибридные аккумуляторные батареи системы «кальций плюс» содержат сурьму и кадмий в положительной пластине. Отрицательная пластина — свинцово-кальциевая.

Гибридные аккумуляторные батареи сочетают в себе достоинства сурьмянистых и кальциевых АКБ. Они отличаются вдвое меньшим расходом воды и уровнем саморазряда по сравнению с малосурьмянистыми батареями. Доливать воду потребуется примерно каждые полгода, но такой частый контроль, как в случае с сурьмянистыми аккумуляторами, уже не нужен.

Что касается перепадов параметров напряжения, то здесь показатели лучше, чем у кальциевых моделей. Стоимость таких АКБ выше, чем у двух предыдущих вариантов. 

Рабочий ресурс — около 5 лет.

Кальциевые аккумуляторные батареи

Первоначально кальциевые аккумуляторные батареи начали выпускать в США на базе свинцово-кальциевого сплава для токоотводов положительного и отрицательного электродов. Кальциевые аккумуляторные батареи значительно снизили газовыделение, что обеспечило эксплуатацию аккумуляторов без доливки воды в течение как минимум двух лет. 

Достоинства таких батарей — снижение саморазряда на 30% и расхода воды на 80% по сравнению с малосурьмянистыми. Недостатки — неустойчивость к глубоким разрядам. 

Кальциевые и гибридные аккумуляторы в гораздо меньшей степени подвержены выкипаемости ещё и потому, что состав их свинца обеспечивает свойства своеобразной «самовыключаемости»  — они перестают принимать ток, когда заряжены на 95–97%. 

Служат такие аккумуляторы около 5–6 лет.

Серебряно-кальциевые аккумуляторные батареи (кальциевые с дополнительным легированием серебром)

В конце 90-х годов и в США, и в Западной Европе началось производство батарей с токоотводами из свинцово-кальциевого сплава с добавкой новых легирующих компонентов, в том числе серебра, которые не боятся глубоких разрядов. Добавление серебра также повышает коррозионную стойкость решёток. Достоинства — устойчивость к глубоким разрядам при сохранении параметров кальциевых батарей по саморазряду и расходу воды. Недостатки — высокая цена и, как правило, невозможность обслуживания (контроля и коррекции уровня электролита).

Расход воды у серебряно-кальциевых батарей в стандартных режимах так мал, что конструкторы убрали из крышек отверстия для доливки воды. Такие батареи в рекламных публикациях иногда называют абсолютно (полностью) необслуживаемыми. 

Срок службы этих батарей насчитывает свыше 5–6 лет активной эксплуатации. При полной потере энергии показатели энергоёмкости стремительно падают. Несколько циклов полных разрядов приводят к невозможности восстановления работоспособности. Также в случае скачков напряжения кальциевый АКБ тоже может потерять эксплуатационные качества или полностью прийти в негодность.

Гелевые АКБ

Эти устройства отличаются тем, что у них электролит пребывает в гелеобразном состоянии, в то время как кислотные модели содержат жидкость. Поэтому вследствие небрежного отношения этим аккумуляторам не грозит вытекание электролита. Их можно наклонять и трясти. Также гель не подвержен выкипанию. Его внутренние части не пострадают от перегрева. Осыпания тоже нет.

Оборудование разряжается не слишком быстро. Возможно хранение до 2 лет без чрезмерного риска. До полной разрядки этот вид АКБ будет отдавать ток одинаковой силы. Также для его зарядки нужно совсем немного времени. При глубоком разряде эти батареи не перестают выполнять свои функции. Даже несколько таких циклов не выводит их из строя.

Однако гелевые приборы характеризуются и рядом недостатков. Прежде всего, цена вдвое выше, чем у кислотных аккумуляторов. Если в зимний сезон в вашем регионе мороз опускается ниже -50 градусов, гель может начать кристаллизоваться. Он потеряет энергоёмкость и свои эксплуатационные качества.

Аккумуляторы такого типа проявляют чувствительность к показаниям напряжения. Им нужны зарядные приборы, которые работают на уровне 14,4–15 В. Это же касается бортовой сети — здесь значения не должны быть выше 13 В. Если электрическая сеть в авто нестабильная, эта разновидность батарей не подойдёт. Перепады и короткие замыкания могут нанести непоправимый урон. Для защиты от скачков рекомендуют использовать клеммы, оснащённые реле-регуляторами.

Чаще всего дорогостоящая технология встречается на машинах премиум-класса. Также такие аккумуляторы приобретают для авто, которые часто ездят по плохим дорогам в условиях сильной тряски.

Срок службы насчитывает до 15 лет. 

AGM

Со временем гелевые батареи решили улучшить. Так появились аккумуляторы AGM. Они предназначены для машин с функцией «старт-стоп». У таких приборов между электродами из свинца есть специальное стекловолокно с высокой пористостью. Это помогает предотвратить осыпание и преждевременное прекращение работы.

Стоимость здесь тоже будет достаточно высокой сравнительно с кальциевыми либо гибридными моделями. А вот гелевые приборы стоят больше.

Этим аккумуляторам не так страшна холодная погода и короткое замыкание. Однако они уязвимы к глубоким разрядам. Если хранятся вне сети, то разряжаются быстрее.

Обычно эти аккумуляторные устройства устанавливают на авто премиум-класса из-за невысокой требовательности к уровню электроотдачи. Батареи AGM не нуждаются в обслуживании. Время использования составляет около 10 лет.

В каталоге представлено огромное количество моделей этого типа, у которых разные технические характеристики. Среди них можно найти оптимальное решение для современного авто.

EFB

Эта технология является чем-то средним между традиционными приборами и усовершенствованными AGM. В EFB применяют жидкий электролит, а пластины толще и защищены микроволокном. Это предотвращает образование сульфатов, осыпание и короткое замыкание.

Зарядка EFB проходит быстрее, чем у моделей с гелем. Оба варианта хороши для автомобилей с системой «старт-стоп», где требуется много энергии.

В городских условиях эти аккумуляторные батареи нашли применение благодаря тому, что, хорошо справляются с частыми остановками и простоями в пробках. Обыкновенные кальциевые аналоги не так хорошо переносят прерывистую работу в течение короткого промежутка времени, если такая ситуация повторяется часто. 

Аккумуляторы EFB не нуждаются в обслуживании во время использования. Они нормально выдерживают некоторое число циклов с разрядами и зарядами.

Но есть и недостатки. Их мощность ниже, чем у усовершенствованных гелевых батарей. Кроме того, они не способны накапливать энергию при торможении.

В среднем такая батарея служит от 5 до 7 лет.

Литий-ионные АКБ

В производстве пластин этих батарей нужны разные материалы. Для положительного электрода применяют графит, а для отрицательного — безопасный и экологически чистый литий-фосфатный материал.

Показатели ёмкости у АКБ высокие, а коэффициент саморазряда — низкий. Параметры элементов отличаются от обычных аккумуляторов — значения напряжения насчитывают 4 В вместо 2 В.

Массовому распространению литий-ионных АКБ препятствуют их недостатки. Они очень чувствительны к низким температурам и глубоким разрядам. По истечении двух лет эксплуатации показатели ёмкости приборов сокращаются на 20 процентов. Поэтому зачастую эти устройства применяют для питания электромобилей, однако не в качестве стартерных батарей.

Рабочий ресурс напрямую зависит от типа прибора. Например, литий-кобальтовые АКБ служат 3–5 лет, литий-марганцевые — 5–6 лет, а литий-железофосфатные модели — 10–20 лет.

Щелочные аккумуляторы

В некоторых видах АКБ серную кислоту заменяют щелочным раствором. На основании числа пластин и химического состава батареи делятся на никель-кадмиевые и никель-железные разновидности. Оба типа включают электроды, у которых есть тонкое гофрированное покрытие. Для этих элементов предусмотрены герметичные конверты для защиты от вибраций и тряски.

Кислотные модели не могут похвастаться такой же энергоёмкостью, как щелочные аккумуляторы. Это особенно важно в стартерных и тяговых режимах работы. Щелочные аккумуляторы превосходят гелевые по устойчивости к перезаряду и способны работать даже при сильных морозах.

Щелочные аккумуляторы хорошо выдерживают глубокие разряды. Их можно оставлять разряженными, так как саморазряд происходит медленно.

Ещё одно достоинство — экологичность. Во время работы наблюдается минимальный уровень выброса вредных веществ. 

Среди недостатков отмечают небольшие показатели напряжения, даже если сравнивать их с обычными приборами. А габариты будут больше по сравнению с кальциевыми аккумуляторами.

Однако самый серьёзный минус — эффект памяти. Если АКБ сильно разряжен, он запоминает предел разряда и в дальнейшем отдаёт электроэнергию на этом же уровне.

Стоит это оборудование дороже, чем кислотные приборы. И встретить его в продаже не очень просто, поскольку чаще всего его ставят на электромобили, грузовые авто, погрузочную и прочую спецтехнику.

Если соблюдать все эксплуатационные требования и избегать факторов, сокращающих срок службы, то рабочий ресурс таких аккумуляторов составляет до 25 лет.

Какие АКБ подходят для легковых авто?

Для выбора аккумулятора важно учитывать множество факторов, таких как условия эксплуатации автомобиля, климатические особенности региона, мощность двигателя и электрооборудования. 

Например, традиционные свинцовые аккумуляторные батареи подходят для старых автомобилей с простым оборудованием и для регионов с умеренным климатом. 

Малосурьмянистые аккумуляторные батареи подходят для бюджетных автомобилей, старых отечественных моделей, машин с минимальным набором электроники.

Гибридные аккумуляторные батареи можно использовать в современных автомобилях среднего класса, городских автомобилях с умеренным количеством электроники.

Кальциевые аккумуляторные батареи хорошо подойдут для современных автомобилей премиум-класса, внедорожников, спортивных автомобилей.

Серебряно-кальциевые аккумуляторные батареи рекомендуют использовать для высокопроизводительных автомобилей, люксовых седанов, мощных кроссоверов.

Гелевые АКБ подходят для автомобилей с мощными аудиосистемами, транспортных средств с системой Start/Stop, гибридных автомобилей.

Аккумуляторы AGM стоит выбирать для автомобилей с системой Start/Stop, электромобилей, гибридных автомобилей, автомобилей с мощным двигателем.

Аккумуляторы EFB можно использовать в машинах с системой Start/Stop, коммерческих автомобилях, такси, других автомобилях с интенсивной эксплуатацией.

Литий-ионные АКБ рекомендуют для электромобилей, гибридных автомобилей, спортивных автомобилей с высокими требованиями к мощности.

Щелочные аккумуляторы лучше всего подходят для специализированного и промышленного транспорта, который работает в тяжёлых условиях.

Также при выборе стоит обратить внимание на рейтинг АКБ. Он поможет выбрать аккумулятор, который идеально подойдёт именно для вашего автомобиля.