Кальций-кальциевые аккумуляторы: преимущества и предосторожности

Применение кальций-кальциевых аккумуляторов в автомобилях

Свинец и серная кислота

Основная масса автомобильных аккумуляторов — свинцово-кислотные. Аккумулятор этого типа был изобретен французским ученым Гастоном Плантом в 1859 году. Именно он впервые получил возобновляемый источник электрического тока, поместив свинцовые пластины в раствор серной кислоты. С тех пор свинцово-кислотный аккумулятор прошел долгий путь усовершенствований, не претерпев принципиальных изменений.

Работа аккумулятора основана на электрохимических реакциях свинца и его оксида с серной кислотой с образованием сульфата свинца и воды при разряде и обратных реакциях при заряде. Эта принципиальная схема преобразования энергии применяется и сегодня, однако для уменьшения размеров прибора, увеличения стойкости пластин к вибрациям и для улучшения других эксплуатационных характеристик применяются сплавы свинца с различными добавками.

Вплоть до семидесятых годов прошлого столетия основной легирующей добавкой к свинцу была сурьма. Добавка сурьмы позволила увеличить прочность свинцовых электродов и уменьшить их толщину, однако она же приводила к реакции электролиза воды при напряжении уже 12 Вольт. Разложение воды на водород и кислород, испаряющиеся в атмосферу, приводило к постепенному снижению уровня электролита и ускоренному старению электродов.

Кальций избавляет от хлопот

С целью уменьшения отрицательного влияния сурьмы были разработаны электроды с пониженным её содержанием, но кардинальное решение этой проблемы было получено с применением кальция в качестве легирующей добавки к свинцу. Кальций может применяться только на отрицательных пластинах или на обоих электродах. Для того, чтобы подчеркнуть легирование кальцием обоих электродов, такие аккумуляторы называют кальций-кальциевыми (Ca/Ca).

Кальциевые аккумуляторные батареи практически не теряют воду и не нуждаются в ее доливке и контроле плотности электролита. Это обстоятельство намного упростило эксплуатацию автомобильного аккумулятора. Автомобильные батареи этого типа являются необслуживаемыми или малообслуживаемыми устройствами.

Ca/Ca-аккумуляторы имеют несколько меньшие габариты и массу по сравнению с сурьмянистыми и нечувствительны к излишнему заряду (перезаряду). Кроме того, они имеют намного более низкий саморазряд, что также является несомненным достоинством кальциевых аккумуляторов.

При эксплуатации кальциевого аккумулятора следует внимательно следить за исправностью бортовой электросети автомобиля и не допускать глубокого разряда батареи. При разряде свыше 50% емкости на пластинах происходят необратимые изменения, приводящие к снижению емкости и отдаваемой мощности.

Забытые включенными фары, упорные попытки запуска неисправного двигателя могут довольно быстро вывести аккумулятор из строя. Чувствительность кальций-кальциевого аккумулятора к глубокому разряду — пожалуй, единственный его недостаток.