Почему габариты АКБ одинаковые, а характеристики разные?

Почему аккумуляторы имеют разную емкость и пусковые токи при одинаковых габаритах?

Автомобильный аккумулятор – важнейший компонент электрооборудования, служащий источником тока. Он необходим для запуска мотора и обеспечивает питание потребителей при отключенном двигателе. При выборе АКБ нужно ориентироваться не только на рейтинг автомобильных аккумуляторов, но и на ключевые характеристики оборудования – емкость, пусковой ток и габариты.

Факторы, влияющие на величину емкости и пускового тока

За последнее столетие устройство автомобильного аккумулятора претерпело существенные изменения. Современные АКБ для легковых машин, как правило, имеют 6 последовательно соединенных отсеков с электродами, залитых электролитом. Каждый из блоков вырабатывает около 2,1 Вольт, а вместе они обеспечивают напряжение 12,7 B – достаточно, чтобы запустить мотор. Но данный параметр примерно одинаков у всех АКБ независимо от емкости.

При этом емкость у разных моделей АКБ может существенно отличаться даже при идентичных  размерах. Но именно от нее зависит, какую силу тока на протяжении часа сможет отдавать батарея до полной разрядки.

Чтобы автомобиль быстрее заводился в холодных климатических условиях, необходим высокий пусковой ток, поскольку масло в мороз становится густым. Пусковой ток аккумулятора (другое название – ток холодной прокрутки) влияет на частоту вращения двигателя и во многом зависит от количества свинцовых пластин в батарее и технологии их изготовления. Т.е. чем больше площадь положительных и отрицательных электродов, тем выше будет значение данного параметра. Также на этот показатель влияет электролитический состав. Почти все заводы аккумуляторов стараются при сохранении стандартных габаритов увеличить емкость и пусковой ток в своей продукции.

Производители увеличивают емкость и пусковой ток следующими способами:

• применяют свинец, прошедший предварительную очистку;
• повышают количество пластин за счет уменьшения их толщины в сочетании с инновационными решениями, позволяющими не снижать надежность и срок службы АКБ;
• увеличивают объем залитого электролита или совершенствуют его состав;
• за счет прогрессивных технологий повышают пористость положительных электродов для увеличения накопления заряда;
• отказываются от обслуживаемых авто аккумуляторов в пользу необслуживаемых, так как при герметичном корпусе электролит не испаряется, что способствует поддержанию уровня заряда.

В данной статье рассматриваются только АКБ с жидким электролитом, но сегодня также выпускаются батареи с нежидким электролитом по технологиям AGM и EFB.

Технологии изготовления электродов

Ключевым элементом батарей являются электроды, обладающие решетчатой структурой. Они производятся из сплавов на основе свинца, при этом в «кальциевых» АКБ дополнительным элементом выступает кальций, гарантирующий повышенную устойчивость к закипанию.

Несмотря на схожую структуру, «+» и «-» пластины изготавливаются по разным технологиям. При изготовлении отрицательных электродов используется просечно-растяжная технология ExMet (Expanded Metal Technology), подразумевающая просечку листа металла с последующей вытяжкой. Это не самая совершенная методика, но сегодня применяют именно ее, поскольку «-» пластины не подвергаются существенным нагрузкам, а потому им не нужно обеспечивать высокую электропроводимость и быть столь же прочными, как «+» электродам.

При этом для положительных электродов существует множество технологических решений, позволяющих гарантировать минимальное линейное расширение в сочетании с высокой жесткостью. Именно от качества этой разновидности пластин напрямую зависит долговечность, технические характеристики и стабильность работы АКБ. Некоторые производители сегодня по-прежнему производят их литьем или по экспандерной технологии, но у этих устаревших способов имеется множество недостатков: внутренние и внешние дефекты или острые края, способные повредить сепаратор и вызвать короткое замыкание.

В настоящий момент самой прогрессивной методикой считается штамповка и одна из ее наиболее известных модификаций – PowerFrame. Она заключается в следующем: из металлической ленты штампом вырубается решетка нужных очертаний и габаритов. Этот способ имеет достоинства перед литьевой и экспандерной технологии, но без их недостатков, и в отличие от них позволяет использовать комплексные сплавы с любыми легирующими добавками, повышающими механическую прочность и электропроводность (кальций, серебро, медь и пр.). Также при этом достигается повышенная адгезия со свинцовым покрытием (активной массой).

Сравнение аккумуляторов Bosch и Exide

Рассмотрим две популярные модели кальциевых батарей – Bosch S4 Silver 005 и Exide Premium EA640.

«Бош» S4005 производится по методике PowerFrame и предназначен для легковых машин с низким и средним количеством электрооборудования. При этом Exide ЕА 640 разрабатывался для современных авто с мощными двигателями и высоким уровнем оснащенности салона электроникой, и подходит для использования в экстремальных погодных условиях.

Как видим, помимо веса, батареи отличаются друг от друга только двумя параметрами, причем значение каждого из них у «Иксайд» выше. На это могло повлиять использование компанией собственной запатентованной технологии под названием Carbon Boost, суть которой состоит в применении особых углеродных добавок при производстве электродов. Именно это обеспечило резерв большей емкости и более высокий пусковой ток. Кроме того, разработчики «Иксайд» добились улучшенного сцепления свинцовой пасты с металлической решеткой, что повысило не только заряд, но и сопротивляемость разряду.