Серебряно цинковый аккумулятор своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 05.10.2024

С течением времени узлы и детали автомобилей изнашиваются и требуют замены. Если кузовные и некоторые другие элементы можно отремонтировать, то изношенный аккумулятор отреставрировать не получится — потребуется его заменить на новый.

Можно пойти по легкому пути и приобрести точно такую же АКБ, которая стояла ранее. Однако можно подойти с другой стороны и ознакомиться с батареей на основе оксидов серебра и цинка.

Из чего состоит серебряно-цинковая АКБ

Батарея на основе оксидов цинка представляет собой стандартную цельную конструкцию, погруженную в пластик, как и любой другой аккумулятор. Однако стоит открыть заглушки, и сразу же будут заметны отличия. В качестве отрицательного компонента в батарее выступают пластины из цинка либо из смеси этого металла. За плюсовой компонент батареи отвечают серебряные пластины либо из смеси серебра.

Минусовые элементы содержатся в целлюлозных конвертиках, что позволяет проникать сквозь них щелочному электролиту. Чаще всего используется щелочной раствор калия. Пластины, заряженные положительно, содержатся уже в конвертиках из пленки, в состав которой входит лоза. Данный материал препятствует проникновению щелочного электролита.

Материалы конвертов подбираются в зависимости от свойств серебра и цинка. Как только электролит заливается, конвертики с отрицательно заряженными пластинами набухают, что препятствует образованию наплывов на массе отрицательных электродов. Также данный материал противодействует перемещению серебряных частниц с противоположно заряженных электродов.

Благодаря перечисленным свойствам риск возникновения короткого замыкания уменьшается в несколько раз, что, однако, не мешает плотному соприкосновению заряженных пластин с щелочным электролитом.

При сборке АКБ пластины надежно соприкасаются между собой, что позволяет крепить их к нижней части корпуса батареи. Дополнительные решетки при сборке пластин не нужны из-за прочности цинковых и серебряных электродов и высокой электропроводимости данных металлов.

Также цинково-серебряные аккумуляторы имеют большую устойчивость к колебаниям и ударным нагрузкам.

При заливке АКБ применяется калиевый электролит. Требуется лишь небольшая доля щелочного раствора для нормального функционирования аккумулятора, что позволяет располагать устройство в горизонтальном и вертикальном положениях.

Не пропускающая влагу пробка требует открытия только во время заряда. К тому же корпус располагает отметками, характеризующими наивысший и наименьший уровни щелочного электролита.

Во время работы АКБ происходит химическая реакция высвобождения оксидов серебра с образованием оксидов цинка. Реакция полностью обратимая, и в этом случае уже оксиды цинка распадаются, приводя к образованию окисей серебра.

Работа серебряно-цинковых АКБ

Батареи на основе оксидов серебра и цинка имеют незначительное электрическое сопротивление, что позволяет получать большую удельную энергоемкость. Во время заряда АКБ происходит образование оксидов серебра. Процесс заряда или разряда протекает плавно без каких-либо резких изменений.

Следует также отметить, что процесс разрядки в периоды неиспользования батареи достаточно медленный, поэтому на выходе мы имеем всего 15 % разряда, если батарею не эксплуатировали в течение месяца.

Еще к одной особенности АКБ на оксидах цинка и серебра можно отнести возможность ее хранения в течение длительного времени без щелочного электролита. Для того, чтобы начать эксплуатировать батарею, потребуется выполнить следующие действия:

Когда будете осматривать батарею, не забудьте проверить, имеется ли короткое замыкание на металлических элементах устройства. После того, как батарея будет тщательно осмотрена, а калиевый электролит залит, потребуется произвести проверку ЭДС. Для этого необходимо полностью пропитать щелочью все элементы АКБ.

Процесс пропитки ускоряется, если поместить батарею в барокамеру, предварительно избавив заливочные отверстия от пробок.

Батарея пропитывается методом экстремального понижения давления до уровня в несколько килопаскалей (атмосферное давление составляет около 100 килопаскалей) с последующим его возвратом к атмосферному значению. Подобную процедуру можно провести несколько раз, чтобы аккумулятор лучше пропитался щелочью. После пропитки желательно произвести несколько циклов полного разряда с последующим зарядом до максимума.

Хранить залитый щелочью АКБ рекомендуется при температуре не ниже 5 градусов Цельсия. При этом низкие значения температур приведут к уменьшению емкости АКБ. Падение температура до -20 градусов приведет к половинному снижению емкости. Поэтому перед запуском в эксплуатацию батарей, которые содержались в холодных условиях, их необходимо разогреть.

Где применяют АКБ на основе оксидов цинка и серебра

Поскольку батареи отличаются сравнительно низкой массой и объемом, это позволяет применять их в специфических сферах деятельности:

Достоинства и недостатки серебряно-цинковых аккумуляторов

В качестве преимуществ можно выделить следующие особенности:

Имеются также и недостатки:

Чтобы увеличить долговечность батареи, не только серебряно-цинковой, но и любой другой, рекомендуется содержать ее в чистоте. При образовании даже незначительных загрязнений избавляйтесь от них как можно скорее — это позволит снизить процент саморазряда аккумулятора и увеличить его срок службы.

Видео про разбор аккумуляторов из серебра и цинка:

Серебряно-цинковые (СЦ) аккумуляторы представляют собой вариант щелочного аккумулятора с отрицательным цинковым электродом и положительным - серебряным. Электролитом служит раствор химически чистого едкого кали концентрации около 560 г/л (плотность электролита около 1.4).

Токообразующая реакция может быть представлена следующими уравнениями:

2Ag + Zn О заряд _разряд Ag₂ O +Zn

Ag ₂O +Zn заряд _разряд Ag + Zn О.

При заряде аккумулятора на положительных электродах происходит окисление металлического серебра Ag сначала до полуокиси Ag₂O, а потом - до окиси Ag0 , на отрицательных - восстановление окиси цинка (Zn0) до металлического цинка (Zn).

Наличие двух стадий химической реакции обуславливает две ступени заряда и разряда СЦ аккумуляторов (см. рис. 1.3-1.4).

. Помимо основных реакций, при работе и хранении СЦ аккумуляторов возможно протекание ряда побочных реакций.

Одна из побочных реакций - саморастворение металлического цинка (коррозия), сопровождающееся выделением газообразного водорода. При температуре 20°С выделяется 0,3-0,4 мл водорода в сутки с одного ампер-часа емкости аккумулятора, при температуре 0°С -0,13 мл, при температуре 40°С - 2 мл.

Условное обозначение серебряно-цинковых аккумуляторов состоит из букв СЦ, определяющих их принадлежность, буквы, характеризующей конструктивную разновидность и времени разряда:

К - короткий (от 15-минутного до 1-часового);

С - средний (от 1-часового до 10-часового);

Д - длительный (от 10-часового и более);

К - средний, многоцикловой;

Б - буферный, многоцикловой,

и числа, условно показывающего емкость аккумулятора. Через дробную черту к условному обозначению аккумулятора указывается четырехзначный или пятизначный номер технологического варианта исполнения.

Например: СЦБ 70 /2С242,

где: СЦБ70 обозначает серебряно-цинковый аккумулятор с буферным режимом разряда, размера 70 а-часов;

2 — вариант изготовления" массы отрицательного электрода;

С - номер сборки без крепления пакета электродов;

2 - аккумулятор заливается электролитом Эщ-18;

4-4 слоя сепарации;

2. - вариант изготовления массы положительного электрода.

Соединенные последовательно аккумуляторы составляют батареи, которые образуют блок питания.

Основные технико-эксплуатационные характеристики:

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Первая батарейка, в состав которой входили серебро и цинк, была создана знаменитым ученым Вольтом еще в 1800 году. Но это изобретение не получило тогда практического применения. В электродах возник мощный самозаряд, не дающий возможности использовать получаемое электричество.

Через полвека попытку повторили. Вышло более успешно - так и появились ампульные батареи.

Зачем нужны добавки в пластинах аккумуляторов?

Добавки придают АКБ разные свойства, но их главное назначение — увеличение срока эксплуатации. Свинец — очень мягкий металл, он быстро разрушается. Ускорению этого процесса способствуют процесс зарядки, а также нагрев летом и охлаждение зимой. Для увеличения прочности батарее в нее добавляют другие материалы. Их доля не превышает 2% от общей массы пластин.

Сначала в свинец добавляли сурьму. Это дало эффект - пластины перестали сыпаться, срок их службы увеличился, появилась устойчивость к глубоким разрядам. Но у этой добавки есть один большой недостаток: при полном заряде аккумуляторная батарея выделяет газы. Это приводит к испарению воды из электролита и к уменьшению уровня в банках. За такими батареями нужно постоянно следить.

Добавление кальция уменьшало электролиз, а сам процесс начинался уже после зарядки АКБ. Испарение в этом случае все-таки есть, но незначительное. Большого обслуживания такой источник питания не требует, хотя есть один минус — небольшая устойчивость к глубоким разрядам.

Есть еще и гибридные добавки — когда в элементе используют кальциевые и сурьмянистые пластины. Кипение в этом случае уменьшается, устойчивость к глубоким разрядам повышается. Все бы хорошо, но подобный аккумулятор нуждается в постоянном обслуживании, поэтому ученые продолжили пытаться раскрыть возможности кальциевой батареи.

В пластины добавили немного серебра - так появились серебряные аккумуляторы.

Технологии Silver и Silver PLUS — что это?

Эти технологии предусматривают добавление незначительного количества серебра - примерно 0,3% от общего веса. Конечно, это приводит к увеличению цен батарей на 15-20%.

Посмотрим, сколько это в граммах. Средний вес АКБ — 13 кг. Если исключить корпус, останется около 10 кг. Примерно 33 гр при таком весе — серебро.

Некоторые считают, что в батареях целых 3% серебра, но это не так. Тогда бы абсолютное содержание драгоценного металла составило 330 грамм. Представляете, сколько бы стоила такая АКБ?

Что даёт добавление серебра?

Серебру не страшна коррозия — у него хорошая устойчивость к кислоте. При полном соблюдении условий эксплуатации АКБ такого вида будет служить на пару лет дольше.

Иногда производители называют их полностью необслуживаемыми. Это не совсем так, но расход воды в них действительно небольшой - доливать почти не надо.

Серебро снижает сопротивление электрода, и серебряно цинковые аккумуляторы (СЦА) заряжаются и разряжаются быстрее – сила тока растет на 5-6%, а емкость увеличивается на 4%. Пластины устойчивы к вибрации. Они тоньше, поэтому их можно поставить численно больше.

То, что АКБ не нужно обслуживать — большой плюс автолюбителей, не имеющих навыков ухода за оборудованием автомобиля. СЦА не требуют измерения плотности электролита. После установки о них можно забыть - лишь изредка уделять время подпитке.

Аккумуляторы с серебром подойдут для автомобилей с исправным электрическим оснащением. Лучше, если в машине встроена система, автоматически отключающая свет, габариты, музыку и другие потребители электричества.

Минусы серебряной технологии

Итак, добавление серебра дало СЦА значительные преимущества перед батареями других видов. Но, к сожалению, без минусов тоже не обошлось:

Пожалуй, последний фактор нельзя назвать минусом в полной мере. Вот вопрос: почему бы не увеличить содержание серебра - ведь это привело бы к улучшению характеристик?

Это невозможно выполнить технически. Пластины изготавливаются путем штампования из закрученной в рулон ленты. Отливать их невозможно, поскольку повышенная температура уничтожит структуру кальция. А если добавить хотя бы 1% серебра в ленту, это приведет к образованию на ней микротрещин - она потеряет эластичность.

В каких аккумуляторах есть серебро?

На некоторые АКБ нанесена надпись "Gold", но это не значит, что они содержат золото. Содержание драгоценных металлов в пластинах не подлежит стандартизации, и маркер "Gold" - маркетинговая уловка. Производителей за это никто не наказывает - вот они и стараются, кто во что горазд.

Оксид серебра в аккумуляторах используется, хоть его и немного. Его добавляют в свои изделия многие производители - например:

Varta;
Bosch;
Black Horse;
Титан (российское производство).

Но реальной добавки драгоценного металла может и не быть. Уточняйте эту информацию на сайтах изготовителей или в центрах продажаккумуляторных батарей — там есть бесплатные тематические брошюры. А то, что золота в АКБ нет — это точно. Иначе их стоимость была бы заоблачной.

СЦ, СЦ-25, СЦС, СЦК, СЦД — виды вторичных источников тока, в состав которых входят цинк и серебро. Цель их создания - устранение недостатков кислотных и щелочных батарей. Их энергоемкость впечатляет, они вырабатывают ток значительной силы. Приобретать такую или сэкономить, купив обычную АКБ — личное дело каждого. Но помните: сиюминутная экономия может привести к большим расходам в будущем.

Как правильно зарядить аккумулятор автомобиля: полезные советы Какие типы аккумуляторов бывают и как их правильно заряжать, чтобы не допустить сульфатации и замыкания пластин.

Главные критерии при выборе аккумулятора Параметры, важные для выбора аккумулятора, классы и маркировки аккумуляторов для автомобиля.

Напряжение аккумулятора как способ оценки его работоспособности Широкий выбор электронных устройств и активное их внедрение в автомобильную индустрию создает дополнительную нагрузку на элементы питания, требуемые для их работы. Так, жизнь автомобильных аккумуляторных батарей нельзя назвать сладкой. Постоянные перепады температур, вечно меняющиеся режимы работы

Правильное питание: ассортимент модельного ряда АКБ от Varta Заводская АКБ рассчитана, как правило, на гарантийный период эксплуатации. По истечении 3 – 4 лет круглогодичного применения, емкостный элемент выходит из строя. Исключением являются только топовые автомобили, в которых инновации затрагивают и элемент питания. Что предлагает бренд Varta? Фирма

Критерии выбора аккумулятора для Вашей машины. батареяКаждый владелец транспортного средства периодически по истечении нескольких лет задаётся вопросом, какой аккумулятор для автомобиля выбрать. Обычно при наилучших обстоятельствах эта часть машины приходит в негодность через 3-4 года и должна быть заменена на новую. Разновидности

Что важно знать автовладельцам о необслуживаемых аккумуляторах Все аккумуляторные источники питания можно разделить на следующие типы: обслуживаемые, малообслуживаемые, необслуживаемые.

Для начала нужно внести ясность. Существует такое понятие как серебряно-цинковые аккумуляторы. Также есть АКБ, в состав пластин которых добавляют серебро.

И это совершенно разные технологии. Если второй вариант широко применяется при оснащении автомобилей, то серебряно-цинковые источники питания имеют совершенно иную область применения.

Понятие о серебряно-цинковых батареях

Разработка батарей на основе серебра и цинка ведётся давно, и сейчас активно продолжается. Задача состоит в том, чтобы устранить с их помощью проблемы щелочных и кислотных АКБ.

У таких источников питания есть свои конструктивные особенности:

Серебряно-цинковые батареи помещены в пластиковый корпус.
В роли отрицательных электродов применяют пластины на основе смеси порошка цинка, а также окиси цинка.
Положительные электроды изготавливают из оксида серебра.
Отрицательные электроды помещены в целлюлозные конверты. Это делает их проницаемыми для электролита из щелочей.
Положительные электроды также помещаются внутрь конвертов, но уже на основе лозной плёнки. Вещество отличается стойкостью к электролиту.
В качестве электролита используется водный раствор с использованием едкого калия. Плотность вещества 1,4 г/см 3 . При этом его количество в АКБ незначительное.

Свойства и характеристики таких устройств определяют область их применения.

Подобные АКБ нашли применение в:

авиационной технике;
разработке космических аппаратов;
геологическом оборудовании;
военной сфере.

На автомобили подобные батареи не устанавливаются. Это нецелесообразно и потенциально опасно.

Среди преимуществ технологии выделяют такие:

высокая удельная энергия;
компактные размеры;
малый вес;
способность выдерживать большие токи разряда;
механическая устойчивость;
стабильность разрядных характеристик;
стойкость к дозаряду и глубокому разряду;
небольшие показатели тока саморазряда.

Но параллельно устройства имеют и важные недостатки.

Среди минусов главными факторами считают:

слабая устойчивость к перезарядам;
активное выделение едкого и вредного газа;
длительное время для зарядки;
непродолжительный срок службы;
не более 100 выдерживаемых циклов заряда и разряда;
высокая цена.

В автомобилях не получило распространение использование аккумуляторов, у которых пластины полностью выполнены из такого вещества как серебро. Если быть точнее, то оксид серебра. Зато добавки в виде серебра очень даже популярные. В таком случае вещество может содержаться в небольшом количестве, но всё равно положительно влиять на рабочие характеристики АКБ.

Применение добавок для пластин

Не все понимают, зачем добавлять разные веществ в пластины, изготовленные из свинца.

Если говорить про автомобильные АКБ, то здесь добавки необходимы для улучшения свойств и увеличения эксплуатационных характеристик. Включая срок службы.

Расположение свинцовых пластин в аккумуляторе

Сам по себе свинец мягкий, а потому быстро разрушается из-за протекающих электрохимических процессов. Добавляет скорости износа высокая температура летом, низкая зимой, а также вибрационные и ударные нагрузки.

Чтобы прочность пластин оказалась выше, применяются разные добавки. Их процентное содержание не превышает 2% от общей массы. Но и этого оказывается достаточно.

Изначально к свинцу добавляли сурьму. Это избавило частично от проблемы осыпания пластин, а также увеличило срок службы. Батареи стали более устойчивыми к глубокому разряду. Но сурьма привела и к увеличению газообразования при полном заряде АКБ. Как результат, испарялась вода из электролита и снижался уровень жидкости. Это требовало постоянного контроля за аккумулятором.

Применение такой добавки как кальций снизило электролиз. Испарение осталось, но оказалось минимальным. Обслуживание практически не требовалось. Но кальциевые АКБ не особо устойчивые при глубоком разряде.

Была попытка усовершенствования за счёт добавления сурьмы и кальция. Да, кипение уменьшилось, а стойкость к глубокому разряду увеличилось. Но проблема постоянного обслуживания не ушла. В итоге специалисты начали развивать кальциевую технологию.

Так появились первые добавки из серебра.

Особенности технологии

Про серебряно-цинковые специальные аккумуляторы вы уже знаете. Теперь следует сделать акцент на АКБ, в которых имеется незначительное содержание серебра.

Но опыты показали, что даже небольшое содержание серебра в составе свинцовых пластин даёт свой положительный результат.

Название АКБ во многом обусловлено применяемыми добавками. Так появились сурьмянистые батареи, кальциевые, гибридные и серебряные. Хотя по факту количество серебра там минимальное.

Гибридный аккумулятор Silver Star 65

В аккумуляторных батареях, изготовленных по технологии Silver или Silver Plus, используются такие добавки как серебро и кальций. Изначально их называли Ca/Ag. Но с маркетинговой точки зрения это звучало не очень привлекательно. Потому появились Silver и Silver Plus.

Без использования добавки в виде серебра обычные кальциевые АКБ имеют такие слабые стороны:

боязнь глубокого разряда;
образование коррозии при контакте с электролитом;
испарение части воды из электролита через клапаны давления;
меньшие показатели ёмкости, скорости заряда и пускового тока.

Причём последние характеристики у кальциевых АКБ выше в сравнении с сурьмянистыми и гибридными (сурьмянисто-кальциевые). Но применение серебра позволило поднять эти показатели и вывести автомобильные источники питания на новый уровень.

Сколько там серебра

Это один из ключевых вопросов. Каждому автомобилисту будет интересно знать, в каком количестве добавляется серебро. Можно ли в таких аккумуляторных батареях найти внушительный объём этого драгоценного металла.

Вряд ли. Ведь серебра там около 0,3% от массы. Но даже при таком незначительном количестве цена АКБ в сравнении с кальциевым аналогом без серебра увеличится на 15-20%.

Предположим, что это стандартная батарея для легковой машины. Её средний вес примерно 13 кг. Без корпуса это меньше 10 кг. Тогда серебра тут будет не больше 33 грамм.

Некоторые сообщают, что в серебряных АКБ до 3% серебра. Это распространённое заблуждение, которое не соответствует действительности.

Для чего используют серебро

Вопрос в том, что даёт применение подобной добавки. Либо это просто маркетинговый ход, направленный на увеличение продаж продукции разных компаний.

Нет. Серебро является действительно важным и полезным компонентом. За счёт такой добавки удалось увеличить показатели стойкости к разряду. Если раньше около 3 полных разрядов было достаточно, чтобы съесть порядка 50% от ёмкости АКБ, то новая добавки свела потери ёмкости к минимуму даже при 10 глубоких разрядах источника питания.

Серебро не боится коррозии. Этот металл прекрасно противостоит кислотам, которые содержатся в электролите. Если соблюдать правила эксплуатации, срок службы серебряной АКБ составит на 2-3 года больше, чем у обычной кальциевой батареи.

Эти аккумуляторы относятся к необслуживаемому типу. Съёмные крышки здесь отсутствуют. Но минимальный расход воды есть. Лишь под самый конец эксплуатации некоторые обходными путями доливают воду, чтобы ещё несколько месяцев откатать АКБ. Но по инструкции это не предусмотрено.

За счёт серебра снижается сопротивление электрода. Плюс увеличивается скорость заряда АКБ. Пластины становятся более устойчивыми к вибрационным нагрузкам. Параллельно уменьшается толщина самих пластин, что позволяет увеличить их количество при неизменных габаритах корпуса. При тех же размерах ёмкость АКБ будет выше.

Где применяются

Батареи, основанные на технологиях Silver и Silver Plus, могут применяться на обычных легковых автомобилях, в грузовых машинах, на двухколёсных транспортных средствах с ДВС и пр. Чего не скажешь об аккумуляторах типа СЦ. То есть тех, где используется серебро и цинк в больших количествах. Последние на машины не ставят.

Первопроходцами в таком решении как производства батарей с добавлением серебра оказалась компания Bosch.

Если говорить о том, каких автомобильных аккумуляторах есть настоящее серебро, то тут стоит акцентировать внимание на ведущих производителях. Это Bosch, Varta, Black Horse и пр.

Ряд компаний применяют различные маркетинговые приёмы. На корпусах некоторых батарей пишут Gold. Но это не говорит о наличии золота в составе.

Получить точную информацию касательно серебра и его количества можно из официальной документации, на сайте производителя, либо в инструкции, прилагаемой к купленной батарее.

Преимущества и недостатки

Подробный рассказ об аккумуляторных батареях, в которых используется серебро, пусть и в небольшом количестве, даёт наглядно понять все их сильные качества. А именно:

устойчивость пластин к коррозии;
улучшенные эксплуатационные характеристики;
увеличение ёмкости; ;
увеличение количества циклов заряда-разряда;
снижение сопротивление электрода и пр.

Но добавление серебра даёт и свои отрицательные моменты.

Для начала это увеличение стоимости. Буквально 33 граммов достаточно, чтобы цена на АКБ поднялась на 1000-1500 рублей минимум. И это для обычной батареи на 50-60 Ач.

Второй условный минус — это минимальное количество серебра. Но это легко объяснить. Кальциевые АКБ имеют пластины, выполненные из готовой ленты. Методом литья их изготавливать нельзя. Под воздействием высокой температуры кальций разрушается. Добавив в свинец даже 1% серебра, лента при сворачивании будет ломаться, появятся микротрещины. Технология сложная.

Какую АКБ вы используете на своём автомобиле? Когда-то покупали батарею типа Silver или Silver Plus? Как впечатления?

Читайте также: