Почему аккумулятор взрывается?

При несоблюдении правил обслуживания, главное из которых заключается в своевременной доливке дистиллированной воды в банки аккумуляторных батарей для поддержания уровня электролита над пластинами (10-20 мм. в корпусах старых конструкций и 20-40 мм. - в новых), у автомобильных аккумуляторов снижается работоспособность в режиме пуска двигателя и уменьшается надёжность их работы.

Из теории работы свинцовых автомобильных аккумуляторов известно, что процесс их заряда (на автомобиле или на стационарном стенде) сопровождается разложением воды, находящейся в электролите, на газ - водород и кислород. Часть выделяемого кислорода (в атомарном состоянии имеет отрицательный заряд) оседает на жилах решёток положительных пластин, окисляя их и сокращая ресурс аккумуляторной батареи. Другая часть выделяющегося кислорода и водорода выходят из электролита на поверхность, создавая видимость его «кипения», скапливаются под крышками в каждой банке автомобильного аккумулятора.

Если отверстия в пробках не забиты грязью и нет препятствий, то газ легко рассеивается в окружающей среде через эти отверстия. Газ, состоящий в основном из смеси кислорода и водорода (в некотором количестве в этой смеси присутствуют и другие газы) при наличии искры (открытого пламени) горит во взрывном режиме. Сила взрыва и его последствия целиком зависят от количества (объема) газа, скопившегося к этому моменту в закрытом пространстве.

Например, при повышенном значении зарядного напряжения от генератора (при сбоях в работе регулятора напряжения) увеличивается интенсивность газообразования внутри аккумуляторной батареи и, следовательно, возрастает его выделение. При низком уровне электролита (нет регулярных доливок) увеличивается газовый объём под крышками банок внутри корпуса автомобильного аккумулятора, что пропорционально увеличивает силу возможного взрыва.

Скоплению газа около батареи может способствовать применяемое утепление аккумуляторной батареи в зимнее время с целью поддержания её теплового баланса. В описанных условиях любое появление искры (от неисправной электропроводки, либо наличие открытого огня, к примеру - сигареты) опасно для автомобильного аккумулятора - происходит взрыв и разрушение корпуса аккумуляторной батареи.

Детали корпуса при разрушении могут причинять повреждения окружающим предметам и людям. Возникновение искры возможно также от проводов в местах соединения их с полюсными выводами в момент возникновения нагрузки на автомобильный аккумулятор или при тряске (когда длительное время полюсные выводы аккумуляторной батареи и внутренняя поверхность наконечников не очищаются от окислов, нарушается нормальный электрический контакт).

Образование искры возможно также между деталями внутри самой аккумуляторной батареи, когда уровень электролита значительно ниже верхних кромок пластин. Вот так, нарушения техники безопасности и режима обслуживания аккумуляторной батареи, отклонение технических показателей компонентов электрооборудования от установленных норм, служат причиной скопления выделяющегося «гремучего» газа внутри банок, возникновения взрыва и разрушения корпуса автомобильного аккумулятора.

Если внутренние соединения в батарее после взрыва газа сохраняют работоспособность (проверяется разрядом на вилку-пробник), то можно полагать, что дефекта в батарее нет и не было, а причина взрыва связана с несоблюдением правил эксплуатации и внешней искрой. Наличие трещин на боковых стенках корпуса аккумуляторной батареи и повреждения внутренних перегородок между банками автомобильного аккумулятора свидетельствуют о низком уровне электролита.

В банках с нормальным уровнем жидкости стенки корпуса защищены ею от давления взрыва и не получают повреждений - трещины в таком случае могут быть только на крышке. Такой случай является негарантийным и не может являться основанием для бесплатной замены аккумуляторной батареи или возмещения её стоимости, даже если он имел место в момент действующего гарантийного срока, определённого изготовителем.

Справедливости ради, надо отметить, что автоматические системы заливки на производстве автомобильных аккумуляторов иногда, очевидно, из-за сбоев автоматики, недоливают электролит в аккумуляторные батареи и в некоторых случаях они выходят в продажу с неполным объёмом заполнения банок, что создаёт опасность скопления газов и взрыва. Такое на практике встречается. Поэтому важно при установке новой аккумуляторной батареи на автомобиль проводить контроль за наличием нормального уровня электролита в каждой банке (при наличии пробок, конечно). Иногда это позволяет избежать неприятностей.

В данной статье речь пойдет про взрыв аккумулятора: возможно ли это, причины, что делать и какая первая медицинская помощь должна оказываться.

Одним из основных источников электроэнергии в автомобилях является аккумуляторная батарея. С помощью ее обеспечивается запитывание бортовой сети авто, и самое важное – запуск силовой установки.

На автотранспорте сейчас самыми распространенными являются свинцово-кислотные типы АКБ.

Несмотря на использование электролита (раствора серной кислоты в дистилляте), благодаря которому возможно проведение химических реакций, сопровождающихся выделением электрического разряда, такие аккумуляторы считаются безопасными, но лишь условно.

АКБ имеют герметичные корпуса, которые по максимуму предотвращают вытекание электролита. Но все же являются они лишь условно-безопасными.

А все потому, что протекание кислотного раствора в результате повреждения корпуса (трещина и т. д) - не самое опасное, большую опасность представляет возможность взрыва с разлетом частиц корпуса и капель электролита.

Для многих автомобилистов может показаться, что АКБ взорваться не может, просто хотя бы потому, что в его конструкции нет ничего, относящегося к взрывоопасным и легковоспламеняемым веществам, но факт остается фактом, такие случаи бывают.

Как отмечено, работа аккумуляторной батареи основывается на проведении химических реакций, которые и могут стать причиной выделения взрывоопасных веществ.

И как не странно, но появление таких компонентов обеспечивается благодаря наличию дистиллированной воды.

Отметим, что взрыв АКБ возможен только при стечении определенных факторов. Но вначале немного теории.

Теория взрыва, или почему кипит электролит

Аккумуляторная батарея на авто постоянно работает в режиме разряда-заряда. К примеру, при запуске, стартер потребляет большое количество энергии, но после пуска, в работу включается генератор, который восстанавливает расходованный батареей заряд, и так происходит постоянно.

При этом во время отдачи заряда в АКБ проходят окислительно-восстановительные химические процессы, в результате которых из обычного свинца происходит образование сульфата свинца.

При этом на положительных электродах осуществляется восстановление оксида свинца, а на отрицательных – окисление свинца.

Все эти процессы сопровождаются расходом серной кислоты, из-за чего плотность электролита падает (массовая часть кислоты снижается относительно дистиллята).

При заряде происходят те же процессы, но в обратном порядке. По мере заряда, образованный в результате реакций при разрядке сульфат свинца, распадается на составные части.

И когда он полностью расходуется, реакция не останавливается, но в ней уже участвует другая составная часть электролита – дистиллят.

После полного получения заряда, когда сульфата не осталось, начинается процесс электролиза дистиллированной воды, сопровождающийся разделением ее на составные компоненты – водород (выделяется на отрицательном электроде) и кислород (образуется на положительном электроде).

А вот эти компоненты уже являются взрывоопасными, и их воспламенение и является следствием взрыва АКБ.

Визуально процесс электролиза выглядит как закипание электролита. Многие автомобилисты как раз и ориентируются поэтому – если батарея бурлит, значит, она заряжена.

Но на самом деле кипение электролита – это активное выделение горючих газов. От этих процессов никуда не деться, они нужны для нормальной работы АКБ. И если соблюдать все меры безопасности, то выделение горючих газов ничем не грозит.

Причины взрыва АКБ

Основной причиной взрыва АКБ является скопление большого количества горючих газов и возникновение факторов, которые приводят к их воспламенению. А выделение газов начинает происходить, когда полностью расходовался сульфат свинца, образованный при разряде.

То есть, как только батарея восстановит заряд (расходует сульфат), начинает процесс разложения воды. Отсюда получается, что основная причина взрыва – перезаряд АКБ.

А произойти перезаряд может в двух случаях – длительная зарядка батареи (поставили на подзарядку и забыли) и неправильная работа регулятора напряжения генератора.

Что касается первой причины, то этого не произойдет, если зарядное устройство – автоматическое, и после полного восстановления заряда оно перестает подавать напряжение.

И даже с таким зарядным устройством необходимо полностью соблюдать все меры предосторожности при проведении обслуживающих работ.

Второй случай более распространен. Дело в том, что максимальное напряжение, которое должно подаваться от генератора на АКБ, должно не превышать 14,2 В. Если регулятор неисправен, то часто на батарею подается напряжение большего значения.

А поскольку на авто аккумулятор работает в циклическом режиме, то перезаряды у него случаются систематически, а отсюда и большое количество выделяемых газов.

Горючие газы скапливаются под верхней крышкой батареи. Чтобы этого не происходило, предусмотрена система вентиляции корпуса (отверстия в крышах банок, вентиляционная трубка), которые и должны отводить образованные газы.

Но небрежная эксплуатация батареи часто сопровождается закупоркой вентиляционных отверстий, в результате горючим компонентам деваться некуда, и они скапливаются внутри АКБ.

Количество этих газов зависит от внутреннего пустого объема. В банках батареи хоть и расположены пакеты электродов и электролит, но они занимают не все пространство, остается место, отведенное как раз для газов, которые и должны отводиться.

Если АКБ не обслуживать, то расщепление воды приводит к уменьшению объема электролита, в результате незанятый объем увеличивается, из-за чего внутри банки может скапливаться больше газа, а чем больше их – вероятность взрыва выше, увеличивается и сила его.

Самовоспламенение

Сами по себе газы взорваться не могут, если нет определенных факторов для этого, которые в АКБ образовываются не часто. Один из вариантов самовоспламенения – смешивание их с другими компонентами.

Разберем это на примере. Часто двигатель не хочет запускаться, и водитель крутит его стартером длительное время.

Разряд батареи производится с большой скоростью, поэтому все химические процессы в батареи проходят очень интенсивно, что сопровождается высоким нагревом электролита вплоть до закипания, что сопровождается выделением обильного количества газовых смесей.

Смешивание их с водородом, скопленным под крышкой, приводит к резкому увеличению объема и температуры газовой смеси, и она просто разрывает корпус.

Поэтому, нельзя на длительное время включать стартер в работу, поскольку это не только посадит АКБ, но и может стать причиной его взрыва.

Даже если АКБ после длительной работы стартера сел, не стоит сразу «прикуривать» от другого авто или батареи.

Если газы ни не самовоспламенились, и батарея осталась целой, то это не значит, что их там нет.

И при подключении к ней клемм от другого АКБ вероятность проскакивания искры – очень высока.

Поэтому следует перед прикуриванием всегда давать время на остывание разряженного аккумулятора и естественного отвода скопившихся газов.

От чего воспламеняется газ

Чаще же взрыв происходит от стороннего источника – искры. И мест ее образования – вполне достаточно. Искра может появиться при внутреннем замыкании, когда повреждено соединение перемычек банок, при плохом контакте клемм АКБ с клеммниками бортовой сети, замыкании клемм, окислов.

Не стоит забывать и о статическом электричестве и неаккуратном поведении возле батареи, к примеру, нельзя проводить обслуживание батареи с сигаретой, не допускается подсвечивание зажигалкой или спичками при открывании крышек банок.

Водород – газ очень горючий и достаточно малейшей искры для его взрыва.

Чем опасно и как устранять последствия

Взрыв АКБ – явление очень неприятное и опасное. Полный выход из строя батареи без возможности восстановления – самая малая беда.

В момент взрыва корпус разламывается, и от него отлетают куски, причем с большой скоростью, которые могут нанести повреждения, особенно открытым участкам кожи, всем находящимся рядом.

Вылетающие осколки имеют достаточно острые кромки, которые запросто могут нанести порезы. Но и это не является самым опасным.

Значительно хуже, что во время взрыва аккумулятора из него вылетают капли электролита, а остальная часть просто растекается. Электролит способен нанести серьезные химические ожоги.

Поэтому сразу следует принять меры по нейтрализации попавших на кожу капель.

Лучше всего для устранения на коже и участках одежды воспользоваться раствором нашатырного спирта или кальцинированной соды (10%-ным). Им нужно обработать все участки кожи и одежды, а затем тщательно и обильно промыть проточной водой.

При разлете капли могут попасть и в глаза, что еще хуже. В таком случае пострадавшему необходимо немедленно промыть глаза сначала 5%-раствором питьевой соды, а затем большим количеством проточной воды.

После сразу же доставить его в больницу для оказания медицинской помощи.

Обязательно нужно нейтрализовать разлившуюся часть электролита, для чего все поверхности, на которые он попал, следует обильно промыть раствором соды.

Превентивные меры

Но это уже меры, которые принимаются в случае взрыва аккумулятора. Гораздо проще соблюдать определенные рекомендации, чтобы избежать такого явления.

Минимизировать возможность взрыва поможет:

Важно также соблюдать меры при обслуживании аккумулятора:

Все эти нехитрые, но обязательные правила не только помогут избежать возможного взрыва батареи, но и продлят срок ее службы.

Во времена обслуживаемых аккумуляторов при зарядке многие автомобилисты соблюдали меры безопасности: — рядом с АКБ (аккумуляторной батареей), не должно находиться никаких открытых источников пламени, искр и даже открытых электрических нагревательных элементов (типа плитка с раскаленной спиралью). Все это может спровоцировать серьезный взрыв! А если вы находитесь рядом, то вас может поразить не только осколками корпуса, но и обрызгать электролитом, а как нам известно — в нем находится серная кислота. Конечно сейчас батареи необслуживаемые или вообще гелиевые. С ними ситуация немного другая, но вопрос повисает в воздухе – а могут ли они при зарядке взорваться? Давайте разбирать …

Что сказать – на моем опыте было несколько взорвавшихся аккумуляторов, то что они могут «бабахнуть» — это чистая, правда. Но для этого нужно создать необходимые условия, которые в обычной работе даже обслуживаемой батареи не так-то просто выполнить. Также хочется отметить — что это не «динамит», разнести автомобиль не получится, но вот поражение от кислоты вполне реальное и неприятное последствие.

Так почему же происходит взрыв? Нужно вспоминать из чего он состоит.

Свинцовая и пластиковая составляющие

Про пластик – в основном он применяется в строении корпуса, он не вступает в реакцию с кислотой, а поэтому применение его обосновано. Однако он также не может никак взорваться, это же пластик.

Электролит

В каждом — в больших батареях его больше, в малых меньше – это закономерно. Но вот состав у него практически один и тот же. Это вода + , если вспомнить школьную формулу, то примерно:

Нужно отметить, что воды примерно – 65%, а вот кислоты около – 35%, эта смесь и является токопроводящей жидкостью – электролитом. Без него если хотите не будет накопления энергии, он является универсальным проводником.

По сути, это соединение невзрывоопасно, подумаешь вода и кислота, это же не . Вроде конструкция безопасная, но почему же происходят взрывы при зарядке?

В чем же причина?

Знаете ребята, на нашей планете не все так однозначно – только подумайте, из чего состоит обычная вода? Это два хорошо горючих газа – кислород и водород. Если взять их чистыми, то горение и того, и другого – прекрасное. А про водород можно сказать — что горение столь стремительное, что похоже на взрыв.

Что происходит при заряде АКБ? Изначально батарея начинает накапливать энергию, и выделение газа не происходит. Однако после того как заряд получен, начинает идти «перезяряд» это сопровождается обильным выделение водорода, он из жидкого состояния переходит в газообразное – образуется так называемый – «гремучий газ».

Если отобразить в формуле:

То H20 распадается на HH0 — две «летучие» молекулы водорода и одну кислорода.

Проявляется — эффект газа «Брауна», который очень давно собрал устройство (электролизер), и получал газ из воды. Правда, для распада нужно приложить электрическую энергию (с приличной силой тока) для разрыва молекул. А у нас такая энергия получается из зарядного устройства.

В общем, выделяется этот «летучий газ» и любая искра его может поджечь – а как я говорил выше, водород очень быстро детонирует, поэтому если внутри банок аккумулятора скопилось много – искра — «БАБАХ» — ваша батарея в клочья.

Что делать, чтобы избежать этого эффекта?

Такой эффект происходит из-за неправильной , метод с постоянным током. При таком методе отслеживаем ОБЯЗАТЕЛЬНО начало газовыделения – значит зарядка окончена. Если не снять «бурлящий» аккумулятор и скажем закурить рядом, он реально может взорваться – мало не покажется.

Заряжайте батарею лучше постоянным напряжением, когда сила тока автоматически регулируется. Таким образом, АКБ будет брать столько энергии, сколько ему нужно! С каждым часом сила заряжаемого тока будет падать, однако напряжение останется постоянным. Выделение газа может тогда вообще не произойти, потому как — после полного заряда ток уменьшится до очень малых показаний.

Такой эффект проявляется и на машине. Штатный генератор может перезаряжать батарею, но только если вышло из строя «реле регулятора». Тогда генератор постоянно будет заряжать АКБ, не смотря на полный заряд – вот вам — выделение газа — возможный «хлопок».

Пару слов про необслуживаемые и гелиевые аккумуляторы

Необслуживаемый аккумулятор — герметичен, то есть весь газ, который начинает испаряться, внутри и остается, не уходит во внешнюю среду! Поджечь, теоретически можно (тогда произойдет взрыв), но для этого нужно нарушить герметичность – а нам это не зачем. Справедливости ради стоит отметить — что у необслуживаемых АКБ все же есть датчик давления. Когда идет « » большим током, выделения газа большое – тогда чтобы батарея не раздулась изнутри, клапан сбрасывает излишнее давление (держит в пределах разумного).

Гелиевый аккумулятор – вообще имеет другое устройство, там нет жидкого электролита, он в виде геля. Поэтому при заряде вообще нет выделения водорода. Кстати рекомендуют применять даже в домах, потому как – безопасен – взорваться вообще не может. Однако есть один большой минус, стоимость – в 2 – 3 раза выше, чем у хорошей кислотной батареи.

Изготовленные по традиционной, свинцово-кислотной технологии, являются безопасными источниками электроэнергии. Они работают за счет электрохимической реакции, не вызывающей серьезной опасности при правильном обслуживании и эксплуатации АКБ. В то же время, заряда батареи сопровождается выделением особого газа (кислородно-водородной смеси), образующегося в процессе электролитического разложения воды. Эта смесь скапливается внутри корпуса, и если он герметичен, при стечении определенных обстоятельств, действительно может вызвать взрыв.

Естественно, о потенциальной опасности знают разработчики батарей, которые с целью выведения газов из корпуса предусматривают небольшие, едва видные отверстия или дренажные трубки. За счет их наличия газовая смесь может беспрепятственно выйти наружу при достижении определенного давления внутри корпуса. Но представьте ситуацию, при которой газоотводные отверстия закрыты.

Это может случиться по элементарной причине загрязнения. В этом случае будет достаточно даже небольшой искры, чтобы горючий газ воспламенился, а при отсутствии достаточного места для горения - аккумулятор взорвался. Причем, взорваться батарея может достаточно сильно - корпус аккумулятора в таком случае без особого труда разорвется на части. И это еще не все! Сам по себе взрыв вряд ли принесет серьезные нарушения, он может разве что, напугать. Но вот серная кислота, содержащаяся в электролите, нанесет намного больший ущерб, особенно здоровью. Она токсична, и способна вызвать сильные ожоги.

Но такое бывает раз в пятилетку, скажете вы. Да, условно это так. Действительно, взрыв АКБ - достаточно редкая ситуация. Однако они случаются, поэтому повышенное внимание к аккумулятору и его состоянию не повредит. Для того чтобы убедиться в потенциале опасности, рассмотрим один простой пример: возьмем за факт, что регулятор напряжения в авто работает неправильно (что бывает, кстати, не так уж и редко), за счет чего батарея постоянно перезаряжается, а дренажные отверстия забиты грязью. Через несколько часов после неправильной зарядки в корпусе АКБ образовывается взрывоопасная смесь из водорода и кислорода. При условии сниженного объема электролита пространства для его скопления будет более чем достаточно, и при первой же возможности такая смесь взорвется. Говоря о возможности, мы имеем в виду не только внешние факторы, ведь искра может появиться даже внутри АКБ - вследствие короткого замыкания пластин, например.

Можно ли снизить вероятность взрыва?

Конечно, и главным условием минимизации такой возможности является соблюдение нескольких элементарных правил:

• Не использовать источники открытого пламени вблизи аккумуляторной батареи.
• При обслуживании аккумулятора надевать только ту одежду, которая не накапливает статического напряжения.
• Подключать клеммы правильно, начиная с положительного электрода и заканчивая « минусом».
• Отключать все приборы перед тем, как отсоединять провода от аккумулятора.

И последнее - не пользуйтесь кустарно изготовленными или не сертифицированными приборами, применяйте только современные, безопасные

Но вот если эти отверстия будут забиты грязью , то может произойти ситуация, когда водород будет скапливаться внутри корпуса, а взорваться аккумулятор может от малейшей искры. Более того иногда они взрываются и без видимой искры. То есть при забитых пробках и резком выделении большого объема водорода он смешивается с другими веществами, окисью углерода СО, происходит его резкое расширение с выделением большого количества тепла и в результате разрыв изнутри одной или нескольких банок аккумулятора.

Когда вы пытаетесь завести автомобиль, а он никак не хочет запускаться, вы обычно маслаете стартером пока он не сгорит ко всем чертям, правильно? А стартерный ток очень велик. Аккумулятор в момент прокрутки стартера отдает не хилый стартерный ток, в результате чего электролит в нем быстро закипает и нагревается, начинают обильно выделяться газы, собственно не водород а наверно даже сероводород. Так вот, если вздумате прикуривать от другого аккумулятора, сначала дайте своему акуму немного «успокоиться» и остыть! А при соединении проводов не допускайте искрения на клеммах и соблюдайте полярность.

Сероводород способен самовоспламениться при 100 градусах. При внутреннем замыкании в банках взрыв происходит без внешних факторов или при небольшой встряске.

Нужно быть очень осторожным, потому что при разрыве корпуса аккумулятора пластик разлетается с огромной силой и в добавок к нему идет серная кислота. При попадании в глаза или на кожу немедленно промывайте струей воды или раствором соды, который нейтрализует кислоту.

Видео по теме:

Правила эксплуатации аккумулятора

Всегда следите за напряжением заряда на автомобиле, оно не должно превышать 14,7 вольта. При большем напряжении перезаряд вызовет интенсивное кипение и сильный нагрев батареи, а там и до взрыва недалеко. Если батарея разряжена, не оставляйте ее на морозе, пластины в таком случае быстро придут в негодность. Ведь у разряженного аккумулятора низкая плотность электролита и на морозе в нем начинает кристаллизоваться вода.

Время от времени заглядывайте под капот! Протрите батарею чистой тряпкой от пыли и следов электролита. По возможности проверьте отверстия для вентиляции и уровень электролита в банках. Если уровень ниже нормы — вы знаете что делать. Сами клеммы желательно смазать литолом или техническим вазелином, подойдет и солидол. Это защитит клеммы от появления на них окислений.

Уровень электролита должен быть на 1,5-2см выше поверхности пластин. Иногда в аккумуляторе есть специальные метки уровня электролита. При необходимости поднять уровень электролита до нормы, долейте дистиллированную воду. Электролит использовать недопустимо!