Ładowanie akumulatora rozładowanego do „zera”

Jak naładować głęboko rozładowany akumulator? Ile czasu i jak ładować akumulator o napięciu niższym niż 6 V? postanowiliśmy to pokazać na konkretnym przykładzie. Niezbędny jest prostownik z funkcją odsiarczania oraz wiedza na temat tego, na czym polega ładowanie głęboko rozładowanego akumulatora.

W sytuacji, kiedy silnik w ogóle nie reaguje na przekręcenie kluczyka w stacyjce, nie zapalają się żadne kontrolki na desce rozdzielczej, a rozrusznik nie daje śladów „życia”, bardzo prawdopodobnym jest, że akumulator w samochodzie został rozładowany, być może głęboko rozładowany. W takiej sytuacji rozrusznik nie ma sił zakręcić silnikiem i o jeździe autem można zapomnieć. Chyba, że kierowca ma pod ręką drugie auto z przewodami, od którego pożyczy prądu, albo jump starter, za pomocą którego uruchomi silnik nawet przy skrajnie rozładowanym akumulatorze. Niestety nieuniknionym będzie późniejsza wymiana akumulatora, albo jego naładowanie. Wbrew pozorom odpowiednio dobrany prostownik oraz wiedza pozwalają niejednokrotnie uratować nawet głęboko rozładowany akumulator, który został już spisany przez mechanika na straty. W naszym przypadku sprawdziliśmy, czy i jak naładować akumulator, który ma napięcie niższe niż 6 V.

Głęboko rozładowany akumulator – co to znaczy?

Co to znaczy, że akumulator został głęboko rozładowany? Tu sprawa nie jest jednoznaczna. Standardowy akumulator ma napięcie spoczynkowe na poziomie ok. 12,9 V. Gdy spadnie do ok. 12,5 V warto go już naładować. Jednak głęboko rozładowany akumulator to już znacznie poważniejsza sytuacja. Większość producentów akumulatorów zakłada limit głębokiego rozładowania na poziomie 10,5 V. Rozładowanie go poniżej 10,5 V oznacza utratę gwarancji.

Z kolei krytyczne rozładowanie, które może spowodować trwałe uszkodzenia akumulatora AGM lub żelowego najczęściej określa się na 9,5 V wolta. Część firm uznaje jednak akumulator za głęboko rozładowany dopiero wtedy, gdy jego napięcie jest niższe niż 8 V, natomiast w żadnym wypadku głębokie rozładowanie nie oznacza wyładowania akumulatora do 0 V, bo takie napięcie jest niezwykle rzadko spotykane, a do tego prawie na pewno świadczy o trwałym uszkodzeniu akumulatora.

Dlaczego głęboko rozładowany akumulator trzeba szybko naładować?

W sytuacji, gdy napięcie akumulatora spada poniżej 10,5 V trzeba działać szybko, aby móc go uratować. Pozostawienie go w takim stanie na kilka dni  w samochodzie, zwłaszcza na mrozie, będzie wiązało się z szybkim jego zasiarczaniem, utratą nominalnej pojemności a nawet z ryzykiem zamarznięcia elektrolitu. Jeśli pozostawimy taki niedoładowany akumulator na kilka miesięcy, i to nawet w ogrzewanym pomieszczeniu, doprowadzi to do nieodwracalnej utraty jego pojemności i to rzędu 70-80%. Jeśli napięcie na akumulatorze spadnie poniżej 10,5 V, musi zostać on szybko podłączony do prostownika, bowiem proces jego zasiarczania zmienia się z odwracalnego na nieodwracalny (akumulator będzie się nadawał już tylko do utylizacji).

Jak naładować głęboko rozładowany akumulator?

Jak naładować głęboko rozładowany akumulator? Najbezpieczniej prostownikiem automatycznym z mikroprocesorem i odpowiednim zakresem funkcji. Dlaczego? Bo nie wymaga on od użytkownika specjalistycznej wiedzy technicznej, ani stałego obserwowania i kontrolowania procesu ładowania. Prostownik automatyczny, wyposażony w mikroprocesor, samoczynnie dobiera parametry prądu do danego akumulatora i jego stanu. Wystarczy podłączyć prostownik do akumulatora, potem do gniazdka, a następnie wybrać tryb ładowania i rodzaj akumulatora. Prostownik sam będzie kontrował cały proces i zakończy go, gdy akumulator będzie naładowany. Tym samym nie ma ryzyka, że akumulator zostanie przeładowany, co mogłoby doprowadzić nie tylko do jego uszkodzenia, ale nawet do jego eksplozji.

Oczywiście wiele zależy od jakości samego prostownika, jego funkcji i przede wszystkim algorytmu, który zarządza procesem ładowania. Tanie, tzw. marketowe prostowniki mają najczęściej problem z naładowaniem do pełna mocniej rozładowanych akumulatorów. Nawet jeśli napięcie po zakończeniu procesu ładowania osiągnie oczekiwane 12,9 V, to gęstość elektrolitu nadal jest za niska. W rezultacie napięcie akumulatora potrafi szybko spaść w okolice 12,4 V, co w zasadzie już kwalifikuje akumulator do ponownego ładowania, z uwagi na potencjalne problemy z odpalaniem auta przy niskich temperaturach otoczenia. Co więcej, tanie prostowniki najczęściej w ogóle nie nadają się do ładowania głęboko rozładowanego akumulatora. Dlaczego?

Dlaczego tani prostownik automatyczny nie ładuje głęboko rozładowanego akumulatora?

Większość niedrogich prostowników automatycznych ładuje akumulatory o napięciu minimalnym 6V. Zatem w przypadku mocniej rozładowanego akumulatora, proces ładowania w ogóle nie zostanie rozpoczęty. Trzeba bowiem pamiętać, że bardzo głęboko rozładowane akumulatory charakteryzują się wysoką opornością wewnętrzną związaną z silnym zasiarczeniem akumulatora. W takim przypadku zaleca się korzystanie z prostowników z funkcją odsiarczania.

Im bardziej rozładowany akumulator, tym charakteryzuje się wyższą opornością wewnętrzną. Silne zasiarczanie płyt uniemożliwi często działania zwykłych prostowników. 

Proces odsiarczania jest złożony, ale w dużym uproszczenie polega na impulsowym ładowaniu akumulatora z jednoczesnym jego częściowym rozładowywaniem. Jak się bowiem okazuje, prąd o odpowiedniej częstotliwości i amplitudzie jest w stanie rozbić warstwę siarczanów zbierających się na płytach ołowiowych akumulatora. W ten sposób związki te wracają do swojej pierwotnej postaci, ponownie  spełniając swoją funkcję.

Ładowanie akumulatora rozładowanego do mniej niż 6 V

W teorii sprawa wygląda ciekawie, dlatego nasza redakcja przeprowadziła własny eksperyment. Aby utrudnić sobie i prostownikowi zadanie, 12-woltowy akumulator BPower 60 Ah 520A rozładowaliśmy do zaledwie 5,4 V. W tym stanie akumulator przestał 3 doby, ulegając częściowemu procesowi zasiarczenia. W 99% przypadkach takie akumulatory trafiają do utylizacji, bo popularne, marketowe prostowniki nie ładują akumulatorów o napięciu niższym niż 6 V.

Akumulator rozładowaliśmy do zaledwie 5,4V. Większość prostowników takiego akumulatora nie rozpocznie nawet ładować z uwagi na napięcie niższe niż 6V i silne zasiarczenie. 

Dlatego my wykorzystaliśmy do tego eksperymentu celu 8-amperowy prostownik BPower YBC-8000, który ładuje akumulatory o napięciu od 2 V i ma funkcję odsiarczania zwaną też regeneracji (tryb BOOST). Po podłączaniu prostownika i uruchomieniu tryby odsiarczania, zostawiliśmy go podłączonego do sieci na okres 40 godzin. Po tym czasie zmierzyliśmy jego parametry. Napięcie po 4 godzinach od odłączenia prostownika (po „ochłodnięciu” jego elektrolitu) utrzymywało się na poziomie ok. 13,5 V, a prąd rozruchowy miał 599 A czyli o 79 A więcej niż deklarowany przez producenta (520 A). Ale gęstość elektrolitu nadal była za niska – tylko 1,18 g/cm3.

Po naładowaniu akumulator odzyskał parametry, ale gęstość elektrolitu była niewystarczająca. Dlatego kontynuowaliśmy proces ładowania, aby zagęścić elektrolit. 

Aby zagęścić elektrolit, wykonaliśmy łącznie 3 dodatkowe ładowania akumulatora w trybie Calcium (napięcie dochodzi w nim do 15 V) każde trwające 24h. Po pierwszym ładowaniu gęstość elektrolitu wzrosła do 1,24 g/cm3, po drugim do 1,26 g/cm3 a po trzecim do oczekiwanego wyniku 1,28 g/cm3. Rezultat ten oznacza pełne naładowanie akumulatora w temperaturze 23 stopni C. Tym samym udało się nam przywrócić parametry akumulatorowi, który gdyby nie odpowiedni prostownik i sposób ładowania, zostałby oddany do utylizacji.

Akumulator, który nadawał się teoretycznie do utylizacji, udało się nam uratować odpowiednim procesem ładowania. Jest on czasochłonny, ale całą pracę wykonuje prostownik automatyczny. 

Oczywiście wiele zależy od stanu technicznego akumulatora, sposobu jego eksploatacji i jakości, ale zadbany akumulator można próbować zregenerować dobrej klasy prostownikiem i odpowiednim procesem ładowania. Dlatego w trosce o nasze środowisko naturalne nie skreślajmy akumulatora od razu na straty, a na co dzień wykonujmy czynności, które zwiększą jego trwałość i żywotność. Film z naszego eksperymentu zamieścimy niebawem na naszym kanale Youtube.

Materiał powstał w ramach kampanii ekologicznej promującej racjonalne korzystanie z akumulatorów, na zlecenie firmy Baterie Przemysłowe.