Аккумулятор – неотъемлемый атрибут любого автомобиля. Он представляет собой комплексную электрохимическую систему, состоящую из нескольких элементов, способную накапливать и отдавать электрический ток. Аккумуляторная батарея обычно состоит из шести элементов (банок), каждая из которых способна выдавать напряжение в 2,1 В, что в сумме составляет 12,6 В.
Первый аккумулятор был разработан и сконструирован французским ученым Гастоном Планте еще 150 лет назад. Сегодня существует большой выбор аккумуляторных батарей, различающихся как по структуре и составу, так и по электротехническим характеристикам. Вместе с киевским автосервисом Dzigora Complex разбираемся: какие варианты источников питания могут использоваться в авто, в чем плюсы и минусы каждого из них?
1. Сурьмянистые аккумуляторы
Эти батареи практически вышли из употребления, так как являются устаревшими предшественниками современных технологий. Такие устройства обладают пластинами с содержанием сурьмы более 5%. Это так называемые обслуживаемые батареи: они требуют регулярного добавления воды, которая стремительно испаряется пластинами во время работы. Сегодня сурьмянистые аккумуляторы не используются в качестве автомобильных, но служат источником питания на некоторых производствах.
2. Малосурьмянистые аккумуляторы
Этот тип батарей относится к более современным видам источников питания. Добившись содержания сурьмы в пластинах около 3%, производители малосурьмянистых аккумуляторов получили совершенно новый продукт. Да, расход воды и электролита в банках таких батарей по-прежнему присутствует, но его интенсивность гораздо ниже! Получается, доливать электролит и дистиллированную воду требуется гораздо реже, хотя эти аккумуляторы все равно считаются обслуживаемыми.
Главным достоинством этого вида батарей является устойчивость к нестабильным параметрам электрической системы автомобиля. Это делает их отличным вариантом для старых моделей авто со значительными колебаниями напряжения. Малосурьмянистые аккумуляторы служат около трех лет и имеют невысокую стоимость в сравнении с другими типами батарей.
3. Кальциевые аккумуляторы
Технология добавления кальция в пластины аккумуляторных банок стала настоящим прорывом в решении проблемы испарения воды. Теперь свинцовые пластины стало возможно делать как с добавлением кальция в чистом виде, так и комбинируя его с другими металлами. Так, встретив маркировку Ca/Ca, можно понять, что как положительные, так и отрицательные пластины сделаны с применением кальция. Также на рынке сегодня можно увидеть кальциевые аккумуляторы с добавлением серебра, которое повышает емкость и снижает внутреннее сопротивление батареи.
Такие аккумуляторы не нуждаются в регулярном добавлении жидкости и электролита, то есть зачастую являются необслуживаемыми. К их недостаткам можно отнести чувствительность к перепадам напряжения и сильной разрядке, приводящей к существенной потере емкости.
4. Гибридные аккумуляторы
При изготовлении таких аккумуляторов используются технологии малосурьмянистых и кальциевых батарей. В результате положительные электроды могут быть сделаны с добавлением сурьмы, а отрицательные – по кальциевому типу. За счет этого производители добились большей устойчивости к разрядке и перепадам, но величины мощности и емкости получились средними.
Отдельно стоит заметить, что малосурьмянистые, кальциевые и гибридные типы аккумуляторов сегодня чаще выпускаются с применением технологии EFB. Суть данной технологии состоит в том, что каждая пластина запаковывается в специальный «пакет», препятствующий процессу сульфатации и разрушению. Благодаря внедрению EFB производители добились значительного увеличения срока службы аккумуляторов.
5. GEL и AGM аккумуляторы
Эти современные типы аккумуляторных батарей позиционируются производителями как универсальные и безопасные варианты с длительным сроком службы. Все дело в том, что в этих аккумуляторах электролит содержится не в жидком, а в гелеобразном состоянии. Отличия между AGM и GEL батареями состоят лишь в способе связывания электролита.
Отсутствие жидкости с агрессивными свойствами позволяет располагать такие аккумуляторы под разным углом, не опасаясь протекания электролита. Благодаря гелю пластины в этих батареях разрушаются значительно медленнее. Такие аккумуляторы превосходно держат заряд, их можно заряжать много раз, они великолепно переносят полную разрядку. Единственным недостатком следует считать чувствительность к напряжению во время зарядки, поэтому вместе с таким современным аккумулятором часто предлагается индивидуальное зарядное устройство.
6. Литий-ионные аккумуляторы
Современный тип источников питания, который активно модернизируется. Сегодня литиевые аккумуляторы часто выступают в роли дополнительного источника питания. Накопителями электричества в таких батареях выступают ионы лития. Они привлекательны тем, что практически не разряжаются в отсутствие нагрузки и могут накапливать не 2 В, а 4 В напряжения на рабочую единицу (в отличие от других типов батарей). Кроме того, эти аккумуляторы имеют гораздо большую емкость.
Но в связи с рядом проблемных моментов литиевые батареи не получили широкого применения. Они имеют низкую мощность, порой недостаточную для запуска стартера авто, быстро разряжаются при отрицательных температурах и разрушаются при перезарядке. Количество циклов разряд/заряд у литиевых аккумуляторов составляет всего около 500 (в отличие от 1500-2000 у других типов батарей).
Чего следует ожидать в будущем?
Разработка новых типов аккумуляторов, как и улучшение существующих, проводится регулярно. Ученые и производители автомобильных комплектующих, стремясь к усовершенствованию аккумуляторов, ставят перед собой следующие цели:
- уменьшение веса и габаритов аккумуляторных батарей;
- повышение уровня безопасности (в идеале – без использования жидкостей);
- улучшение электрических характеристик;
- снижение или полное устранение чувствительности к температурным и физическим воздействиям.
Специалисты прогнозируют, что уже в ближайшие 10 лет аккумуляторные батареи станут более компактными и легкими, приобретут повышенную автономность и эргономичность, перестанут нуждаться в зарядке с демонтажем и лишатся жидкости. Аккумуляторы будущего будут выпускаться в различных вариантах дизайна и станут больше похожи на современные батареи для мобильных телефонов!