Просмотрев еще раз тему, пришел к выводу. Что необходимо написать о причинах выхода из строя аккумулятора при глубоком разряде.
Основу как положительных, так и отрицательных пластин в аккумуляторе составляет свинец (часто с легирующими добавками, из-за которых появляются особенности в названиях аккумуляторов). Именно основа пластины (сетка) является проводником электричества, и если пластины частично разрушаются, то аккумулятор выходит из строя (сетка остается с протравленными местами, отдельные звенья сетки при этом могут утолщаться, т.е. в принципе масса свинца, оставаясь постоянной, но перераспределяется).
Теперь рассмотрим процессы, которые могут приводить к такому перераспределению массы свинца, и фактически к выходу из строя аккумулятора.
Технологические особенности:
Положительный электрод представляет из себя пластину свинца с впрессованным в нее оксидом четырехвалентного свинца Pb02, а отрицательный с впрессованным в него порошком свинца Pb. Количество молекул впрессованного Pb02 и Pb примерно одинаковое для того, что бы реакция проходила до конца. А вот по массе, и по объему, оксида свинца больше (фактически это такое же количество свинца, но к нему дополнительно присоединен кислород). Соотношение масс Pb02 и Pb примерно такое же как соотношение их молярных масс 207+16*2=239 Pb02 и просто свинец 207. Это 239\207=1,15, из за разницы в плотности соотношение объемов еще больше, в результате этого число положительных пластин всегда больше (например 4 отрицательных пять положительных).
В процессе реакции разряда на положительном электроде реагирует (расходуется) только Pb02, получая из внешней цепи электроны. Он превращается в PbO, связывает кислоту образуя нерастворимый сульфат свинца PbSO4. Когда на положительной пластине заканчивается Pb02, то заканчивается и реакция, т.е. на положительной пластине нет ни каких проблем. На положительном электроде при полном разряде остается нетронутая сетка (основа) из свинца, в которую впрессован PbSO4. При этом из раствора электролита расходуется кислота и падает его плотность.
На отрицательном электроде ситуация иная, и впрессованный порошок и сама пластина одно и тоже вещество – свинец. В ходе реакции свинец отдает во внешнюю цепь электроны и превращается в тот же в PbO, а далее в PbSO4. При этом из раствора электролита также расходуется кислота и падает его плотность. Но тут возникает трудность, как отличить впрессованный свинец, который бы хотелось израсходовать, от свинца пластины? Оказывается, что ни как. Просто сначала реакция идет с поверхности, а потом дело доходит до более глубоких слоев. В случае глубокого разряда начинает разрушаться сама основа (сетка), по которой должен течь ток, чтобы обеспечить обратную реакцию, да и при разряде быть проводником с низким сопротивлением. В глубоко разряженном аккумуляторе отрицательный электрод оказывается изъеден реакцией, при заряде он уже не восстанавливается в прежнем виде. Свинцовая масса восстанавливается при этом случайным образом по поверхности, через случайным образом образующиеся микро проводники, а при следующем разряде остается электрически отсоединенной от минуса через образующийся изолятор PbSO4 (расслаивается), когда микро проводники вытравливаются. Т.е. доступная емкость становится навсегда потерянной.
Никаким долгим зарядом вы не сможете заставить свинец восстанавливаться именно там, где была решетка, тем более, если в это место больше не течет электрический ток. Свинцовый аккумулятор разряженный сверх нормы оказывается безвозвратно убитым.
Не смотря на сложные процессы, происходящие в аккумуляторах, их практическое обслуживание может быть сведено к простым инженерным решениям:
1) Заряд аккумулятора необходимо осуществлять при значениях напряжений, которые не приводят к активному газообразованию (кипению). В теплое время при температуре выше 20 С это 2,33 В на банку (14В на всю Батарею), а в холодное время, или в режиме быстрого подзаряда 2,4-2,5 В на банку (14,5В- 15В). Если точнее, то от 2.55 В при –30 до 2,20В при +40. Речь идет о пиковых значениях напряжения, что является принципиально важным. Что бы узнать пиковое значение напряжения зарядного устройства, достаточно подсоединить вместо нагрузки конденсатор на 10-100 мкФ. и измерить напряжение. Если значение напряжения будет превышать 15 В, то таким зарядным устройством лучше не пользоваться.
2) Принимать специально меры для ограничения тока заряда, нет необходимости, если выполнено условие по ограничению напряжения. Для автомобильных и прочих свинцово – кислотных аккумуляторов, выдерживающих стартерные режимы, заряд большим током - нормальное явление, допустимое инструкциями по эксплуатации. Аккумуляторы, не предусматривающие стартерные режимы разряда, можно заряжать токами, не превышающими 0,3 от емкости.
3) Напряжение холостого хода полностью заряженного аккумулятора при комнатной температуре равно приблизительно 0,84 плюс плотность электролита. Например если плотность электролита 1,24, то напряжение заряженной банки будет 1,24+0,84=2,08В, а всего аккумулятора около 12,5В. Это напряжение можно измерять после того, как аккумулятор постоял не менее 6 часов после последней зарядки.
4) Остаточный ток заряда примерно 100-200 мА на каждые 100Ач емкости при подводимых 2.33В на банку. Для автомобильного аккумулятора это 50-100 мА. Т.е. если при зарядке 14В аккумулятор потребляет ток в диаппазоне 50-100 мА, то его можно считать полностью заряженым.
5) Глубокий разряд, даже однократный, приводит к частичному разрушению пластин и существенно снижает срок службы. Заряд слишком высоким напряжением не приводит к ускорению процесса заряда, так как вместо свинца на «-» начинает восстанавливаться не свинец, а водород, а на «+» идет выделение кислорода, приводящее к окислению пластин. Заряд повышенным напряжением приводит к необходимости обслуживания (необходимости доливать воду), а также сокращает срок службы аккумулятора.
Важно помнить, что нельзя вести заряд большим током более 25 часов. Электролит сильно нагреется и выкипит, пластины от нагрева может повести и они замкнут друг на друга. Обычно нормальное время полного заряда около 15 часов. Иногда необходимо выровнять плотность небольшим током. Например, если плотность электролита в разных банках 1.23, 1.25. Включив выпрямитель, устанавливем ток зарядки порядка 2А. Иногда ниже, ориентируюсь по вольтметру: опять же не выше 14 В. Время такой зарядки до двух суток. Особенно это необходимо делать после того, как аккумулятор разряжен в ноль бесплодными попытками завести двигатель. При чём, делать это надо сразу, пока не началась сульфатизация пластин. Батареи, исключающие долив воды, должны заряжаться только устройствами с автоматическим поддержанием зарядного напряжения. Несоблюдение этого условия приведёт к снижению их срока службы.