Причины взрыва автомобильных аккумуляторов и способы предотвращения опасности

В каких случаях может взорваться аккумулятор?

Нам прислал письмо один из наших читателей, который ломает голову над инцидентом, произошедшим в его доме. У него в гараже взорвался автомобильный аккумулятор, стоявший на подзарядке. Как такое может быть и что могло стать причиной взрыва, мы и попытались разобраться.

Итак, вот какое письмо к нам пришло:

«Я стараюсь избегать взрывов в своем доме и гараже. Да, я понимаю, что мир не идеален, и, конечно, гарантировать, что дома ничего не взорвется, не могу. Именно поэтому у многих дома периодически что-нибудь взрывается. Один из взрывов недавно произошел и в моем доме. Прошлой ночью в моем гараже в доме взорвался автомобильный аккумулятор.

Правда, это заметил не я, а мой ребенок, который и сообщил мне неприятную новость, что в моей мастерской в гараже что-то не так. Я сначала не обратил внимания, что там лепечет мой ребенок. Но затем я все-таки пошел проверить, испугавшись, что ребенок заходил без спроса в мастерскую, где мог пролить оставленную на столе открытую бутылку моторного масла.

Но в итоге вместо разлитого масла я увидел, что аккумулятор от моей машины разорвало. Мало того, в гараже я увидел много странных влажных черных пятен. Также по всему гаражу были разбросаны неровные кусочки черного пластика. Что же случилось?

Я знаю, что иногда автомобильные аккумуляторы могут взрываться. Обычно это происходит, когда при прикуривании другого автомобиля неправильно подключили высоковольтные провода или старый аккумулятор испытывает колоссальную нагрузку, когда пытается с помощью стартера запустить двигатель, который никак не хочет заводиться.

Но тут аккумулятор просто стоял на подзарядке, как это делают многие, принося домой батарею, чтобы зарядить ее с помощью зарядного устройства. В итоге, судя по всему, мой аккумулятор и разорвало от зарядного устройства. Но как такое может быть?

Да, взрыв, кстати, произошел где-то ночью, к счастью, когда рядом никого не было. Также батарея была чистая, не поврежденная, клеммы зарядного устройства были закреплены надежно. Что-то я не понимаю, что же произошло с аккумулятором на самом деле?» .

Напомним, что внутри аккумуляторных батарей, как правило, находится решетка из свинцовых пластин, которые погружены в серную кислоту. Да, в аккумуляторе вашей машины используется именно серная кислота, которая смешана с дистиллированной водой, в результате чего получается электролит.

Но благодаря реакции свинцовых пластин с серной кислотой и появляется электричество. К сожалению, без добра нет и зла. Дело в том, что подобным продуктом этой химической реакции является образование газообразного водорода, который очень легко воспламеняется. В большинстве случае водород образуется при нагревании электролита или его закипании.

Любая маленькая искра может привести к сжиганию водорода, что, конечно, очень плохо. Если аккумулятор вашей машины уже старый и понес некоторые потери воды, свинцовые пластины внутри батареи могут подвергаться воздействию воздуха. Когда ваш аккумулятор находится под высокой нагрузкой (автомобиль требует большое количество электричества), свинцовые пластины могут изгибаться, контактировать, образовывать электрическую дугу. Из-за их взаимодействия друг с другом внутри аккумулятора может образоваться искра, которая в итоге и приведет к воспламенению водорода. Далее все классически – батарея взрывается.

Скандал с Galaxy Note 7

Самый глобальный аккумуляторный коллапс (на рынке мобильных устройств) произошел в 2021 году, вместе с релизом смартфона от компании Samsung. До ныне культовой даты взрыв аккумулятора телефона воспринимался как редкий, маловероятный несчастный случай. Летом 2021 года, когда в течение недели СМИ сообщило о более чем 35 случаях взрывов смартфонов Galaxy Note 7, все изменилось.

Note 7, к слову, был воспринят очень позитивно, аппарат угодил абсолютно всем, но, попытавшись обогнать конкурентов, Samsung просчиталась и серьезно подставилась. К началу сентября официальные представители корейской компании заявили о том, что разворачивают глобальную кампанию по возврату бракованных гаджетов. Телефоны предложили обменять на ту же самую модель, но якобы из новой партии. Не прошло и пары дней, как ситуация повторилась с новым размахом. Люди стали обращаться в Samsung еще чаще, начали гореть машины, портиться имущество, страдали люди, получая серьезные ожоги. В определенный момент корейцы сдали назад, приняв решение о прекращении продаж и сборки телефона.

Причины взрыва АКБ

Чтобы понять, почему взрываются автомобильные аккумуляторы, потребуется восстановить знания о химических процессах, происходящих в батарее. Стандартная автомобильная АКБ содержит шесть отсеков, в каждой из которых содержится набор положительных/отрицательных свинцовых пластин, залитых электролитом – водным раствором соляной кислоты.

Когда аккумулятор ни к чему не подключен, внутри ничего не происходит (ну, или почти ничего). Но стоит подключить внешнюю нагрузку, как это инициирует процесс взаимодействия электролита и пластин – в результате запуска электрохимической реакции свинец, из которого состоит отрицательная пластина, превращается в сульфат свинца. На положительной пластине, состоящей из диоксида свинца, протекает другая реакция, но тоже с образованием на поверхности сульфата свинца. При этом возникает ЭДС, ток течёт от положительной пластины к отрицательной. В результате на минусовой пластине накапливаются электроны, которые по внешнему контуру текут уже в обратном направлении – это и есть ток разряда, используемый для прокрутки стартера.

Во время разрядки батареи расходуется в основном серная кислота, поэтому со временем плотность электролита понижается, и если продолжать процесс достаточно долго, аккумулятор разрядится.

При его зарядке протекают противоположные реакции преобразования сульфата свинца в чистый свинец и его диоксид. Но есть и небольшое отличие: источник тока здесь внешний, и если продолжить зарядку после того, как весь сульфат свинца израсходован, происходит интенсификация электролиза жидкости. В основном воды, разлагающейся на атомарные кислород и водород.

Эти газы постепенно скапливаются в верхней части корпуса батареи, создавая избыточное давление при интенсивном кипении, но излишки газов стравливаются через отверстия пробок (в обслуживаемых АКБ) или через специальные дренажные отверстия (в необслуживаемых батареях). Газы – горючие, поэтому любая искра может воспламенить аккумулятор, что и приведёт к взрыву. Такой же исход возможен, если газам некуда деваться, а процесс электролиза продолжается.

Итак, приступаем к рассмотрению непосредственных причин, из-за которых взрываются автомобильные аккумуляторы.

Забитые отверстия для отвода газов

Из курса физики известно, что любой жидкое вещество, переходя в газообразное состояние, расширяется. Таким образом, при интенсивном электролизе в верхней части АКБ скапливается кислород и водород, концентрация которых при перезаряде батареи возрастает, а вместе с ней растёт и давление. Излишки газа естественным путём стравливаются через дренажные отверстия, но если автовладелец не следит за состоянием аккумулятора, они могут забиться, зашлаковаться, и это уже создаёт предпосылки для возникновения опасной ситуации. Впрочем, чтобы батарея взорвалась только из-за забитых отверстий, необходимо совпадение двух факторов: перезаряд большими токами и невозможность газов прорваться сквозь возникший по вине водителя заслон.

Неисправный генератор

Поскольку коленвал автомобиля вращается с разной скоростью, в зависимости от режима движения, генератор автомобиля, связанный с ним, также формирует напряжение разного номинала. Реле-регулятор следит за тем, чтобы на аккумулятор и другие потребители подавалось напряжение, не превышающее определённого значения (для АКБ это 14 В). Но когда в цепи генератора возникают проблемы, возможен перезаряд батареи, и далеко не всегда такие ситуации отслеживаются бортовым компьютером. В итоге запускается интенсивный электролиз со всеми вытекающими последствиями.

Проблемы с чехлом

Некоторые водители с целью защиты АКБ от загрязнения используют защитный кожух. Такие чехлы приводят к тому, что взрывоопасные газы скапливаются внутри, и достаточно любой искры, чтобы произошёл взрыв.

Понижение уровня электролита

Поскольку при перезаряде батареи часть электролита испаряется в виде газов, его уровень с течением времени уменьшается. Поэтому одной из основных операций по обслуживанию АКБ считается контроль уровня электролита. При его дефиците процессы газообразования происходят гораздо интенсивнее, что повышает вероятность взрыва батареи.

Искра и неисправности клемм

Пожалуй, искрообразование на клеммах батареи – самая частая причина взрывов аккумуляторов. В обычных условиях этого не должно быть, но если контакты ослаблены или окислены, любая тряска способна привести к появлению искры, и в результате газы, выходящие через отверстия в пробках, воспламеняются, и пламя мгновенно переходит внутрь корпуса батареи, приводя к его разрушению.

Чем опасно и как устранять последствия

Взрыв аккумулятора — очень неприятное и опасное явление. Самая маленькая проблема — это полный выход из строя аккумулятора без возможности восстановления.

В момент взрыва тело разваливается на части, и части разлетаются от него с большой скоростью, что может нанести ущерб, особенно открытым участкам кожи, всем, кто находится поблизости.

У летающих обломков довольно острые края, по которым легко можно порезаться. Но это даже не самое опасное.

гораздо хуже то, что при взрыве аккумулятора капли электролита выходят, а остаток просто растекается. Электролит может вызвать серьезные химические ожоги.

Поэтому следует немедленно принять меры по нейтрализации попадания капель на кожу.

лучше всего использовать раствор аммиака или карбоната натрия (10%), чтобы удалить его с кожи и одежды. Им необходимо обработать все участки кожи и одежды, а затем тщательно и обильно промыть проточной водой.

При разделении капли могут попасть в глаза, что еще хуже. В этом случае пострадавший должен немедленно промыть глаза сначала 5% раствором пищевой соды, а затем большим количеством проточной воды.

После этого немедленно доставьте в больницу для оказания медицинской помощи.

обязательно нейтрализовать пролитую часть электролита, для чего все поверхности, на которые он попал, необходимо тщательно промыть раствором соды.

Что делать если аккумулятор загорелся

В случае возгорании батареи, соберитесь и без паники избавьтесь от мобильного устройства, а затем отдалитесь на безопасное расстояние (не меньше 5 метров)

Если это произошло в закрытом помещении или дома, важно что бы брошенный гаджет не оказался среди легко воспламеняемых вещей. Не стоит приближаться к устройству, так как возможно повторное возгорание

Так же перекройте доступ к воздуху, не вдыхайте дым и продукты горения.

Для устранения возгорания не используйте воду, это может только усугубить ситуацию. При возможности пользуйтесь порошковым огнетушителем класса D или песком. Если локализировать и устранить горение не удается, вызовите на помощь спасателей. Проветривать помещение разрешается только после устранения возгорания и окончания химической реакции внутри аккумулятора. Обязательно обратись за первой помощью, если продукты горения попали на кожу или в легкие.

Варианты развития событий

Если Вы держали аккумулятор в чистоте и отверстия в пробках не засорены, то газовая смесь стравливается через них и скапливается в подкапотном пространстве.

Если же отверстия в пробках засорены, то расширяющиеся газы не успевают покинуть акб и возросшее давление разрывает аккумулятор изнутри. Это самый легкий из возможных исходов, так как такие взрывы, как правило, обходятся без возгорания и причиняют вред только подкапотному пространству, не причиняя вреда горе-водителю. Стоит отметить, что такой взрыв может быть и при неисправном генераторе, который выдает увеличенное зарядное напряжение, что так же приводит к закипанию батареи. Подробнее о данной проблеме можно узнать из нашей стать “ Почему кипят аккумуляторы ”.

Самый худший вариант происходит в случае, когда Вы полностью разрядили аккумулятор, который в процессе быстрого разряда стравил большое количество газовой смеси в подкапотное пространство. Вы просите соседа дать «прикурить», подсоединяете клемы, проскакивает искра, которая поджигает легко воспламеняемую газовую смесь – происходит взрыв.

Стоит отметить еще несколько факторов, способствующих увеличению вероятности и силе взрыва аккумуляторной батареи:

Низкий уровень электролита, который увеличивает количество газовой смеси. Перекрытие отверстий для стравливания газа в пробках аккумулятора в результате их засорения или ошибок при утеплении акб в зимний период

Тут стоит отметить, что утепление аккумулятора зимой правильное решение, которое положительно влияет на его работу, но нужно обратить внимание на то, что бы в процессе утепления не перекрыть отверстия для сброса избыточного давления в крышках батареи. Сильный износ батареи может привести к внутреннему замыканию и взрыву накопившихся внутри батареи газов без внешних факторов или при встряске. Поэтому стоит уделять некоторое время проверки качества креплений батареи в подкапотном пространстве и проверки состояния аккумулятора

Неправильная последовательность и место накидывание «крокодилов» для прикуривания. Накидывание обоих проводов на клемы разряженного аккумулятора может привести к искре в месте наибольшего скопления газов, выделившихся из акб, что приведет к их взрыву

Поэтому стоит уделять некоторое время проверки качества креплений батареи в подкапотном пространстве и проверки состояния аккумулятора . Неправильная последовательность и место накидывание «крокодилов» для прикуривания. Накидывание обоих проводов на клемы разряженного аккумулятора может привести к искре в месте наибольшего скопления газов, выделившихся из акб, что приведет к их взрыву.

Основы химических реакций внутри АКБ

Автомобильная аккумуляторная батарея состоит из корпуса, который разделен на 6 изолированных секций (банки). Каждая ячейка состоит из набора отрицательных и положительных пластин. Пластины отделены сепараторами, погруженными в раствор серной кислоты и дистиллированной воды, называемый электролитом.

При разряде аккумулятора активная масса положительных и отрицательных пластин взаимодействует с электролитом. В результате химической реакции образуется сульфат свинца, оседающий на поверхности пластин и вода. Плотность электролита при этом уменьшается. При зарядке АКБ от внешнего источника в результате обратной химической реакции образовывается кислота, на отрицательных электродах восстанавливается чистый свинец, а на положительных – диоксид свинца. Плотность раствора при этом повышается.

Как избежать взрыва аккумулятора

Когда возможные причины неприятности определены, можно приступить к изучению советов, которые помогут избежать подобных взрывов. Таким образом, рекомендации по предотвращению ЧП следующие:

Электропроводка, контакты бортовой сети всегда должны быть исправны. Необходимо своевременно выполнять замену изношенных деталей, а если произошло окисление контактов, следует незамедлительно приступить к их очищению. В исправном состоянии должны находиться также клеммы, токовыводы аккумулятора.
Периодически следует проверять исправность генератора и регулятора напряжения. Аккумулятор не должен быть подвержен повышенному напряжению

В этом случае сводится к минимуму образование газов и процесс электролиза.
Чехол для аккумулятора должен иметь специальные прорези, которые делаются в местах, где расположены газоотводящие отверстия.
АКБ всегда должен быть в чистом состоянии
Особенно важно уделять внимание чистоте его отверстий, через которые осуществляется выход выделяющихся газов.
Любая искра в непосредственной близости с АКБ может привести к его возгоранию. Поэтому никогда не подсвечивайте АКБ при проверке электролита с помощью спичек и зажигалки
Такая проверка выполняется посредством стеклянной трубки.
Важна регулярная проверка уровня электролита, а также (при необходимости) доливание дистиллированной воды.

Благодаря этим простым советам ваш аккумулятор всегда будет в безопасности. Главное – помнить, что речь идёт также о вашем здоровье и безопасности. Всего хорошего!

Почему закипает аккумулятор на машине: основные причины

Есть несколько причин кипения аккумуляторных батарей. Рассмотрим их в порядке значимости:

1. Перезаряд аккумулятора

В условиях эксплуатации автомобиля причиной перезаряда (зарядки аккумуляторной батареи повышенными токами или сверх допустимых значений напряжения) является неисправность генератора.

В процессе зарядки при заведенном двигателе напряжение на аккумуляторной батарее не должно превышать значение 14,5 Вольт. Если эта величина больше, вероятнее всего вышел из строя реле-регулятор напряжения в генераторе.

В грузовых автомобилях с напряжением бортовой сети 24 Вольта применяют последовательное соединение двух аккумуляторных батарей с номинальным напряжением 12,2 Вольта. Если использовать АКБ с различной степенью износа, разной емкости и типа, возможен случай, когда на один из аккумуляторов (как правило, более свежий) будет приходиться большая разность потенциалов (падение напряжения), что также может вызвать его перезаряд.

Причиной перезаряда аккумулятора может являться его неправильное обслуживание, а именно заряд от нерегулируемого источника тока. Считается, что оптимальное значение зарядного тока аккумуляторной батареи составляет 10% от его емкости.

То есть аккумулятор емкостью 60 ампер-часов следует заряжать током 6 ампер не более 10 часов. Дальнейший заряд приводит к подкипанию электролита, который, в свою очередь, увеличивает ток заряда и так далее.

Подобный лавинообразный процесс может за несколько часов полностью разрушить аккумуляторную батарею

Вот почему важно использовать промышленное зарядное устройство, а не кустарно изготовленный выпрямитель с трансформатором

2. Короткое замыкание банок

Короткое замыкание банок встречается не только на пожилых аккумуляторах с полуразрушенными пластинами. Очень часто эта неисправность наблюдается и на свежих АКБ.

Автомобильный аккумулятор работает в режиме непрерывной тряски, межпластинные зоны и сепараторные конвертеры  могут разрушиться, что рано или поздно приводит к их закорачиванию.

В момент короткого замыкания протекают большие токи, аккумуляторная банка может разорваться. Но если аккумулятор выдержал эти токи, внешне он не будет отличаться от исправного, но только станет работать уже не на 12,6 Вольта, а на 10,5 В.

Бывают случаи, когда закороченный АКБ заводит автомобиль, водитель даже не подозревает о неисправности аккумулятора. Но генератор продолжает подавать на него напряжение 13,5 – 14,5 Вольт. В результате этого протекает повышенный ток заряда, который приводит к процессу кипения.

3. Сульфатация пластин

Сульфатация пластин (образование на их поверхности сернокислого свинца) приводит к потере емкости аккумуляторной батареи. Следствие этого – недостаточный заряд АКБ и быстрый саморазряд, в результате которого батарея может иметь номинальное напряжение менее 10 Вольт.

При зарядке такой аккумуляторной батареи протекает большой ток, который приводит к процессу кипения.

4. Перегрузка электрической системы

Если в процессе движения автомобиля одновременно подключать несколько энергоемких систем (дальний свет, отопительную систему, вентилятор радиатора, кондиционер, мощный автозвук и другие), аккумулятор на машине будет работать при повышенных токах нагрузки.

Мощности генератора может быть недостаточно для восполнения заряда АКБ. Аккумулятор начнет нагреваться, результатом чего может быть его закипание.

5. Недостаточная вентиляция

Некоторые автолюбители, стремясь увеличить емкость аккумуляторной батареи, приобретают неродную АКБ больших размеров. В результате этого уменьшаются технологические проемы между аккумулятором и узлами конструкции подкапотного пространства.

В таких случаях аккумулятор не получает достаточное естественное охлаждение, что приводит к его перегреванию и закипанию.

6. Переполюсовка АКБ

Очень редко, но все же, встречающаяся в практике причина кипения. Если АКБ полностью разряжен, его можно случайно зарядить в обратной полярности. И такие случаи встречаются.

Как правило, при подключении неправильно заряженного аккумулятора к бортовой сети машины, наблюдается процесс кипения за счет сверхбольших токов разряда.

Одновременно с этим обычно перегорают диоды выпрямительного моста генератора и некоторые предохранители автомобиля.

Почему батареи взрываются?

Исходя из сути химических реакций внутри них, это уже становится ясно: если водный электролиз (процесс образования потенциально опасной «гремучей газовой смеси») довести до критического уровня — получится основная причина, из-за которой и происходит взрыв аккумулятора автомобиля. Конечно, сам взрыв не может случиться просто так — для этого должны быть созданы соответствующие неблагоприятные условия.

Забитые отверстия для отвода газов

Когда автомобиль движется, процесс водного электролиза происходит все время. Это обусловлено тем, что напряжение в бортовой сети машины почти никогда не бывает стабильным, да и коленный вал генератора вращается с разной скоростью, вырабатывая разные показатели U. При его превышении больше 14 вольт внутри аккумулятора и начинается тот самый электролиз, сопровождаемый «кипением» внутри — в результате того, что газовые пузырьки поднимаются вверх.

«Кипение» в данном случае может и не принести вреда, если все происходит в обычном режиме, а отверстия для отвода газов в АКБ находятся в порядке и не забиты пылью и грязью. Газы свободно выходят наружу и, при соприкосновении с воздухом, просто «дополняют его состав». Если же автовладелец относится к этому невнимательно и не следит за состоянием батареи, избыточное количество активного кислорода и водорода накапливается внутри, и может произойти взрыв аккумулятора.

Неисправный генератор

Может ли взорваться аккумулятор, если генератор работает неисправно? Разумеется — если при его подзарядке от генератора уровень напряжения постоянно «скачет» или становится намного выше установленного показателя в 14 вольт. Из этого следует, что более или менее стабильная работа генератора, при том условии, что при нем обязательно имеется исправный регулятор U, обеспечит водителю максимальную безопасность.

Понижение уровня электролита

Также, если не следить за уровнем электролита в банках обслуживаемых «жидко-кислотников» и не доливать в них регулярно дистиллированную воду, газообразование повышается в разы. По той простой причине, что банки опустошаются, и газы скапливаются в том месте, где должна находиться электролитическая жидкость.

Чехол

Кроме этого, даже такая нужная и полезная вещь, как аккумуляторный чехол для утепления батареи и предохранения ее от грязи, может стать причиной взрыва

При использовании чехла важно следить за тем, чтобы он не закрывал газовыводящие отверстия

Искра

И последняя популярная причина, которая обуславливает довольно большой процент взорвавшихся батарей — это искра от сигарет, спичек, либо зажигалок вкупе с нарушением взаимодействия между контактами и выводами АКБ. И в том, и в другом случае может образоваться искра, способная спровоцировать взрыв.

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:

• Слежение за чистотой корпуса. Забиться вентиляционные отверстия могут только у сильно грязной батареи;
• Многие место установки АКБ утепляют на зиму. Так вот, утеплитель не должен полностью окутывать батарею, обязательно должны быть проделаны отверстия для вентиляции;
• «Прикуривать» автомобиль следует очень аккуратно и пользоваться для этого качественными проводами с зажимами;
• Следить за состоянием клемм АКБ, не допускать их сильного загрязнения и окисления;
• Периодически осматривать вентиляционные отверстия, при надобности их прочищать;
• Пользоваться подходящими по размерам клеммниками, чтобы они хорошо зажимали и облегали клеммы батареи.

Важно также соблюдать меры при обслуживании аккумулятора:

• Не пользоваться открытым огнем возле него;
• Зарядку выполнять в хорошо проветриваемых помещениях;
• Следить за процессом зарядки, чтобы не допустить длительное время его перезаряда;
• Периодически контролировать уровень электролита и восполнять его дистиллятом. Для этого на многих АКБ предусмотрены специальные метки;
• При зарядки АКБ частично откручивайте пробки, если не уверены, что вентиляционные отверстия не забиты.

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