Причины кипения электролита в аккумуляторе и как с этим бороться

Кипение электролита в аккумуляторе – явление нередкое, особенно для автовладельцев.​ Иногда оно является естественным признаком завершения зарядки, а иногда сигнализирует о серьёзных неполадках, способных вывести батарею из строя.​ В этой статье мы подробно разберём, почему кипит аккумулятор при зарядке, как отличить безобидное газообразование от опасного электролиза, и какие меры предпринять, чтобы продлить срок службы АКБ.​

Химические процессы при зарядке аккумулятора

В основе работы свинцово-кислотного аккумулятора лежит электрохимическая реакция.​ При разрядке диоксид свинца (PbO₂) на положительной пластине и губчатый свинец (Pb) на отрицательной пластине взаимодействуют с серной кислотой (H₂SO₄) электролита٫ образуя сульфат свинца (PbSO₄) и воду (H₂O).​

При зарядке происходит обратный процесс⁚ под воздействием электрического тока сульфат свинца на обеих пластинах преобразуется обратно в диоксид свинца и губчатый свинец, а вода разлагается на кислород и водород.​ Выделение водорода в виде пузырьков на отрицательной пластине и создаёт эффект «кипения» электролита.

Причины кипения электролита

Кипение электролита при зарядке аккумулятора может быть как естественным процессом, так и признаком неисправности; Умеренное выделение газа в конце зарядки, вызванное выделением водорода, считается нормой.

Однако, если электролит «кипит» интенсивно, с обильным выделением пузырей, особенно в начале или середине цикла зарядки, это свидетельствует о проблемах, требующих немедленного внимания.​ Такое «кипение» чаще всего связано с электролизом воды, разрушающим электролит и приводящим к выходу аккумулятора из строя.​

3;1 Повышенное напряжение заряда

Одной из частых причин интенсивного кипения электролита является подача на аккумулятор повышенного напряжения.​ Каждый элемент 12-вольтовой батареи должен заряжаться напряжением не более 2,4 В, соответственно, максимальное напряжение для всей АКБ не должно превышать 14,4 В.​

Превышение этого порога запускает процесс электролиза⁚ вода в составе электролита начинает разлагаться на водород и кислород, что проявляется в виде бурного газообразования.​ Важно отметить, что контролировать напряжение нужно непосредственно на клеммах аккумулятора, так как показания зарядного устройства или бортового компьютера могут быть неточными.​

3.​2 Зарядный ток выше нормы

Помимо высокого напряжения, причиной бурного кипения электролита может стать чрезмерно высокий зарядный ток.​ Каждый аккумулятор имеет свой допустимый ток заряда, указанный в его характеристиках. Превышение этого значения приводит к интенсивному газообразованию и перегреву аккумулятора, что негативно сказывается на сроке его службы и может привести к повреждению пластин.​

Важно использовать зарядные устройства с регулировкой тока и выбирать оптимальное значение в соответствии с типом и ёмкостью аккумулятора.​

3.​3 Сульфатация АКБ

Сульфатация – это процесс образования на поверхности свинцовых пластин аккумулятора твёрдых кристаллов сульфата свинца. Она возникает при глубоких разрядах, длительном хранении в разряженном состоянии, а также при эксплуатации аккумулятора с низким уровнем электролита.​

Сульфатация снижает эффективную площадь пластин, участвующих в электрохимических процессах, что приводит к увеличению внутреннего сопротивления и снижению ёмкости аккумулятора.​ В результате, при зарядке такой АКБ электролит может интенсивно кипеть, так как ток, неспособный эффективно участвовать в процессе заряда, преобразуется в тепло и способствует разложению воды на водород и кислород.

3.​4 Низкий уровень электролита

Недостаточный уровень электролита – ещё одна причина, способствующая его закипанию.​ Электролит в аккумуляторе выполняет роль проводника электрического тока между пластинами. Если его уровень ниже нормы, то увеличивается сопротивление, а значит, и нагрев электролита при прохождении тока.​

Это может приводить к интенсивному газообразованию и созданию эффекта «кипения», даже при нормальных значениях зарядного тока и напряжения.​ Кроме того, при низком уровне электролита оголяются пластины, что ускоряет их окисление и выводит аккумулятор из строя.​

3.​5 Короткое замыкание

Короткое замыкание в аккумуляторе, как правило, возникает из-за разрушения сепараторов и соприкосновения положительных и отрицательных пластин. Это чрезвычайно опасная ситуация, так как она приводит к резкому возрастанию тока, интенсивному нагреву и бурному «кипению» электролита;

В этом случае аккумулятор может вздуться, из него возможна утечка электролита, а в крайних случаях не исключён и взрыв. Короткое замыкание чаще всего делает аккумулятор непригодным к дальнейшей эксплуатации.​

Отличие естественного кипения от электролиза

Важно понимать разницу между естественным выделением газа при зарядке аккумулятора и интенсивным «кипением», вызванным электролизом.​

Естественное кипение наблюдается на последних этапах зарядки, когда аккумулятор практически заряжен.​ Оно характеризуется небольшим количеством мелких пузырьков водорода, поднимающихся с отрицательных пластин. Этот процесс практически безвреден и свидетельствует об активном протекании химической реакции.

Электролиз же, напротив, говорит о проблемах.​ Он проявляется обильным бурлением электролита, наблюдаемым в начале, середине или на протяжении всего процесса зарядки. В отличие от естественного газообразования, при электролизе выделяется не только водород, но и кислород, образуя взрывоопасную смесь.​ Электролиз разрушает электролит, снижает ёмкость аккумулятора и сокращает срок его службы.​

Признаки кипения электролита

Определить кипение электролита в обслуживаемом аккумуляторе с открытыми пробками несложно⁚ оно заметно невооруженным глазом.​

В случае с необслуживаемыми АКБ приходится ориентироваться на косвенные признаки⁚

• Вздутие корпуса аккумулятора.
• Повышенная температура корпуса.​
• Шипение, доносящееся из-под вентилируемых пробок.​
• Следы электролита на корпусе аккумулятора и близлежащих поверхностях.​

Обнаружение любого из этих признаков – веский повод немедленно прекратить зарядку и выяснить причину неполадки.​

Последствия кипения электролита для аккумулятора

Если естественное газообразование в конце зарядки практически безвредно, то интенсивное кипение, вызванное электролизом, крайне негативно сказывается на состоянии аккумулятора и приводит к целому ряду проблем⁚

• Снижение уровня электролита.​ При электролизе вода разлагается на водород и кислород, которые испаряються, уменьшая общий объём электролита и оголяя пластины.
• Повышение плотности электролита.​ Испарение воды приводит к повышению концентрации кислоты, что ускоряет процесс коррозии пластин.​
• Разрушение пластин.​ Высокая температура и концентрация кислоты разрушают активный материал пластин, снижая ёмкость аккумулятора.​
• Вздутие и деформация корпуса.​ Внутреннее давление, создаваемое газами при электролизе, может деформировать корпус аккумулятора.​
• Риск взрыва.​ В самых запущенных случаях, при образовании большого объёма гремучего газа (водород + кислород), возникает опасность взрыва.​

Регулярное кипение электролита значительно сокращает срок службы аккумулятора и может привести к его полной непригодности;

Как определить и устранить причину кипения

Для определения причины кипения электролита необходимо⁚

1. Проверить напряжение заряда.​ Используйте мультиметр для измерения напряжения непосредственно на клеммах аккумулятора.​ Оно не должно превышать 14,4 В для 12-вольтовой АКБ.​
2. Проконтролировать зарядный ток.​ Убедитесь, что зарядное устройство настроено на ток, соответствующий типу и ёмкости аккумулятора.​
3. Осмотреть аккумулятор.​ Обратите внимание на уровень электролита (если это возможно), наличие вздутий, трещин, следов утечки электролита.​

Устранение причины кипения зависит от её характера⁚

• Повышенное напряжение⁚ отрегулируйте зарядное устройство или обратитесь в автосервис для проверки генератора и регулятора напряжения.​
• Высокий зарядный ток⁚ выберите на зарядном устройстве ток, соответствующий характеристикам аккумулятора.​
• Низкий уровень электролита⁚ долейте дистиллированную воду до указанного уровня (для обслуживаемых АКБ).
• Сульфатация⁚ попробуйте провести десульфатацию аккумулятора с помощью специального зарядного устройства.
• Короткое замыкание⁚ в большинстве случаев аккумулятор с коротким замыканием восстановлению не подлежит и требует замены.​

Своевременное выявление и устранение причин кипения электролита позволит продлить срок службы аккумулятора и избежать опасных последствий.​