logo1

logoT

 

Аккумуляторная кислота состав


Делаем электролит для АКБ собственноручно | Описания, разъяснения | Статьи

Без электролита не возможен процесс накопления энергии. На данный момент технологии стремятся вверх и источники питания уже с завода заправляются электрохимической жидкостью и заряжаются, по сути вам нет нужды что-либо делать, данный аккумуляторные батареи именуют как необслуживаемыми, у них в пластинах имеются части «кальция» и «серебра».

Однако, так было не во а все времен, еще в Советском Союзе огромная популярность была у сурьмянистых аккумуляторных батареях, а вот они в свою очередь, как правило шли сухозаряженные («залить» и «зарядить» необходимо было вам самим). Всем владельцам АКБ необходимо знать, что такое этот электролит? Это токопроводящая жидкость, какая под влиянием своего состава на свинцовые пластины может помогать при накапливанию или отдаче электрического тока.

Как раз, почти все жидкости на Земле могут быть электролитом, в той или другой мерой. В частности, обыкновенная вода! К тому же, в человеческой крови, тоже иметься понятие электролита, наши с вами нервные клетки передают импульсы как раз через нее.

СОСТАВ ЭЛЕКТРОЛИТА

Именно, тут нет ничего трудного. Вам необходимо смешать серную кислоту и дистиллированную воду в необходимой пропорции. Стандартная «водопроводная» вода не подойдет, ибо в ней иметься огромное количество различных примесей солей, примесей хлора и другого, все это пагубно влияет на пластины источника питания! Электролит автомобиля имеет необходимую концентрацию, ее отзеркаливает плотность готового состава, как правило она колеблется от 1,23 до 1,29 г/см3. Различные значения контролирует температурные зоны Украины. Так плотность в 1,23 г/см3 применяется в теплых регионах, а 1,29 (и даже больше) в холодных. Не стоит забывать, что если значения плотность мало, то аккумулятор автомобиля элементарно может замерзнуть при кране сильном холоде.

КАК ПРОИЗВЕСТИ СОБСТВЕННОРУЧНО РУКАМИ

Перед тем как начать это, вам необходимо знать, что всякие операции по изготовлению электролита своими руками очень опасны для вашего здоровья! Ибо нам необходимо будет трудиться с серной кислотой в огромных концентрациях. НА вас непременно должны быть одеты защитные средства, для рук, тела, дыхательных путей.

ЧТО БУДЕТ НЕОБХОДИМО:

  • Серная кислота плотностью более чем 1,83 г/см3
  • Дистиллированная вода
  • Фарфоровая посудина

Процесс производства крайне легок, нам необходимо смешать наши ингредиенты в необходимой пропорции. В частности, в процессе изготовления выделяется обильное количество тепла, вследствие этого не стоит применять стеклянные емкости, они элементарно могут лопнуть. Безупречно для этого вам подойдет фарфор, далее, когда температура состава уменьшиться, можно перелить в стеклянную или пластиковую тару.

Далее, смешиваем ингредиенты и меряем плотность одержанного состава ареометром, после того как дошли до необходимого показателя — электролит готов.

Как бы там ни было, ареометр есть ни у каждого в гараже! Оттого, тут стоит немного помочь, какое количество и что добавлять. Для плотности электролита:

1,23г/см3 – необходимо в литр дистиллированной воды, долить 280грамм серной кислоты

1,25г/см3 – на 1л. воды 310грамм кислоты

1,27г/см3 – на 1л. – 345грамм

1,29г/см3 – на 1л. – 385гр.

Вот так вот, можно собственноручно приготовить электролит, больше ничего не требуется!

ЭЛЕКТРОЛИТ В ЗАРЯЖЕННЫЙ АВТОМОБИЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

При разрядах плотность электролита может уменьшаться. Это случается, ибо кислота, объединяясь со свинцом, обосновывается в виде сульфатов на пластинах. Необходимо совершить процесс подзарядки аккумуляторной батареи и сульфаты приниматься распадаться, концентрация возобновляется.

Как бы там ни было, при глубоких разрядах, сульфаты создадут крупные кристаллы, какие тривиально запаковывают пластины, да и плотность критически падает.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

В аккумуляторе какая кислота


Какая кислота в аккумуляторе автомобиля и какова ее плотность

Владельцы автомобилей часто задаются вопросом о том, какая кислота в аккумуляторе автомобиля, от которой зависит срок его службы. Производители этой продукции в основном заливают серную кислоту, представляющую кислотно-водный раствор определенной плотности и концентрации. Она называется электролитом, и для контроля его качества следует знать определенные особенности обращения, проверки и технические характеристики. В некоторых АКБ используется щелочной электролит, состоящий из элементов лития, натрия, калия и их комбинаций. В основном это сухозаряженные источники питания, которые применяются в суровых климатических условиях.

Состав электролита

Электролит, или серная кислота используется современной промышленностью для производства источников тока:

  • в батареях;
  • аккумуляторах;
  • электрических конденсаторах.

В аккумуляторы заливается серная кислота разбавленного соотношения с водой — примерно 70% воды, 30% h4SO4. При ее отсутствии устройство не пригодно к работе. Особого внимания также заслуживает плотность жидкости, которую следует проверять и при необходимости увеличивать.

Контроль плотности

Плотность в автомобильном свинцово-кислотном аккумуляторе измеряют в гр/см³, и она должна быть пропорциональна концентрации раствора с обратной зависимостью температур жидкости. Нормальный показатель — 1,27-1,29 гр/см³. Этот показатель позволяет определить состояние батареи, и если она не держит заряда, то необходимо проверить количество вещества. Со временем уровень электролита аккумулятора автомобиля сокращается, и соответственно, увеличивается плотность при гидролизе воды и нагрева. Для этого требуется периодически доливать дистиллированную воду, снижая концентрацию серной кислоты. Процедуру можно выполнить самостоятельно, если знать, сколько требуется для определенной модели вещества.

Электролит для аккумуляторов можно приобрести в магазинах, либо сделать своими руками и научиться регулировать плотность, своевременно измерять и ухаживать за устройством для продления срока службы.

Для приготовления потребуются следующие компоненты:

  • Серная кислота.
  • Вода дистиллированная.
  • Емкость из стекла, свинца, керамики, устойчивая к воздействию химического вещества.
  • Эбонитовая баночка для размешивания.

Для приготовления в емкость заливается дистиллированная вода, затем серная кислота, и палочкой параллельно помешивается получаемая смесь. Процедуру проводят последовательно, так как при обратном варианте можно получить ожоги. Если места эксплуатации автотранспорта климат умеренный, то следует придерживаться такой пропорции веществ: на 1 л воды — 0,36 л кислоты. Для теплого климата на 1 л воды следует заливать кислоту в объеме 0,33 л. Полученное вещество накрывается и оставляется на сутки до образования осадков и остывания. При замене электролита в аккумуляторе надевают резиновые перчатки и очки для защиты глаз.

Напомним, что при обратном проведении заливки, в частности, первой воды, возможна реакция гидратации и образования тепла в кислоте. Вероятно, что вода закипит и спровоцирует разбрызгивание.

Проверять плотность аккумулятора необходимо раз в три месяца. Для этого пользуются ареометром.

Составляющий компонент строения АКБ

Без наличия в аккумуляторе электролита не будет выполняться его основная функция, так как вещество является активатором заряда и разряда. В емкости устройства жидкости должно быть много, и, соответственно, вес аккумулятора не маленький. Примерное соотношение конструкции представляет до 20 % веса жидкости, до 25 % пластика и свинцовая составляющая достигает до 80 % веса. Плюсовые пластины состоят из диоксида свинца, минусовые монолитные пластины — чистый свинец. Пластины служат для сборки пакетов, способствующих накоплению заряда.

Следует отметить, что АКБ различается по моделям, и, в частности, модель 55 А/ч относится к одной из самых легких, какую можно встретить в легковых автомобилях достаточно часто. Ее вес не превышает 16 кг. Есть более компактные модели с незначительным весом, как, например, 40 А/ч и другие варианты.

Нейтрализация электролита

Если аккумулятор вышел полностью из строя, его требуется утилизировать грамотно. Но также в случае течи электролита из батареи необходимо узнать, чем нейтрализовать ее.

Бывают ситуации, когда при поломке аккумулятора может быть залита отдельная часть в месте его нахождения. Для этого необходимо вытащить батарею и провести очистку. Нейтрализация этого вещества из аккумулятора, как правило, проводится при помощи специального оборудования и применения технологий. Это важно с экономической и экологической точек зрения. Если проводить неорганизованную нейтрализацию, можно нанести значительный вред окружающей среде.

В настоящее время имеются два варианта нейтрализующего вещества с кислотами промышленным способом. Первый предусматривает устранение фильтрующим методом сброса кислоты в стоки, с пропусканием через магнезит, известняк и другие материалы, а второй способ – регенерация кислоты специальной обработкой с последующим получением товарного продукта. Но на практике многие водители рекомендуют в случае пролива опасного вещества использовать щелочный раствор, который делается из пищевой соды и воды.

При регулярной проверке аккумулятора, в том числе контроле за плотностью и уровнем электролита, можно избежать многих проблем и продлить срок эксплуатации батареи, не допустить механических разрушений. Всегда требуется внимательно относиться к устройствам при эксплуатации, особенно в зимнее время, когда при низких температурах и сниженной плотности электролита может произойти его замерзание или разрушение пластин.

Какая жидкость в автомобильном аккумуляторе

Практически все владельцы личного транспортного средства прекрасно знают о том, что в аккумуляторах есть кислота. Даже новички, которые только начинают постигать азы вождения, и то осведомлены касательно этого вопроса.

Многие из них слышали о кислотно-свинцовых аккумуляторах, но на деле так и не имеют представления, как именно работает это устройство. А между тем здесь протекают определенные химические реакции.

Какая кислота в аккумуляторе и для чего нужна

Большинство автомобилистов прекрасно знают, какая кислота залита в аккумуляторе. Но находятся и те, кто считают, что внутри аккумулятора ничего кроме дистиллированной воды (или дистиллята) нет. Другие же придерживаются мнения в пользу соляной кислоты, которое также неверно.

В любой автомобильной батарее содержится серная кислота — h4SO4. Если быть точнее, то речь идет о растворе серной кислоты с дистиллированной водой. Такая жидкость имеет общее название – электролит. Так какова роль серной кислоты?

Это основной компонент для работы АКБ. В отсутствие кислоты невозможен процесс заряда и разряда батареи. Это одна из самых активных разновидностей, которая способна вступать во взаимодействие практически с любым металлом, включая их оксиды. К тому же кислота может вступать в реакции обмена, а ее активность зависит от содержания воды.

Когда происходит заряд кислотного аккумулятора, пластины из чистого свинца (отрицательные) начинаются выделять электроны, которые принимаются решетками из оксида свинца (положительные). При разряде батареи происходит в точности до наоборот. Иными словами, когда пластины отдают электроны, они как бы «разрушаются» – происходит заряд, а при разряде они возвращаются обратно, что именуется «восстановлением».

И вот как раз для такого процесса разрушения – восстановления и нужна агрессивная среда в виде разбавленной серной кислоты. И без нее эффективность автомобильных батарей была бы на очень низком уровне.

Состав электролита и как правильно сделать

Серная кислота широко используется в современной промышленности для получения электрической энергии (аккумуляторы, батареи, электрические конденсаторы). Что касается состава электролита в АКБ, то соотношение между серной кислотой и дистиллированной водой следующее:

  • сама кислота – 30%;
  • дистиллированная вода – 70%.
Читайте также:  Какие бывают индикаторы аккумулятора у ноутбука

Именно такая субстанция эффективным образом взаимодействует со свинцовыми пластинами. При этом особого внимания заслуживает плотность электролита, на что непосредственным образом оказывает влияние серная кислота. У концентрированной она достигает показателя в 1,83 г/см3. Добавлением дистиллированной воды обеспечивается понижение плотности до нужных пределов – обычно это диапазон 1,23-1,27 г/см3.

Плотность электролита

(г/см3)

Напряжение без нагрузки

(В)

Напряжение с нагрузкой

(В)

Степень заряженности

(%)

Замерзание электролита

(С)

1,2712,6610,8100-60
1,2612,610,6694-55
1,2512,5410,587,5-50
1,2412,4810,3481-46
1,2312,4210,275-42
1,2212,3610,0669-37
1,2112,39,962,5-32
1,212,249,7456-27
1,1912,189,650-24
1,1812,129,4644-18
1,1712,069,337,5-16
1,16129,1431-14
1,1511,94925-13
1,1411,888,8419-11
1,1311,828,6812,56-9
1,1211,76 8,546-8
1,1111,78,40,0-7

Знать этот параметр необходимо для понимания порога замерзания электролита. При плотности в 1,11 г/см3 субстанция замерзает уже под воздействием относительно небольшого холод: -7 °C. У рекомендованных значений порог этот существенно отличен – от -58 °C до -64 °C. А можно ли самому сделать электролит?

Да, это действительно возможно, только действовать необходимо с предельной осторожностью. И поскольку предстоит иметь дело с серной кислотой высокой концентрации, то такая работа представляет определенную опасность. Необходимо позаботиться о защите рук, тела, органов дыхания.

Собственно в том, чтобы самостоятельно приготовить электролит для АКБ, нет ничего сложного – смешать серную кислоту с дистиллированной водой, соблюдая пропорцию. Стоит заметить, что обычна вода из-под крана для таких целей не подходит, поскольку содержит большое количество разных примесей, которые негативным образом воздействуют на свинцовые пластины.

Собственно сами ингредиенты:

  • Серная кислота (плотность должна быть 1,83 г/см3 или более, но не менее).
  • Дистиллированная вода.
  • Любая фарфоровая посуда.
Читайте также:  Аккумулятор для Ford Focus 2

Пропорции кислоты и воды нам известны – 30% и 70% соответственно. При этом важен характер подхода к производству – оптимально кислоту добавлять в воду, а не наоборот. Также стоит учесть, что при их смешивании будет выделяться очень много тепловой энергии и по этой причине недопустимо использовать стеклянную посуду – она просто лопается. Когда температура электролита упадет, его можно перелить в стеклянную емкость или тару из пластика.

После того как жидкости будут соединены, следует замерить плотность ареометром. Если показатели соответствуют допустимому пределу, электролит готов к эксплуатации. Но такое приспособление имеется далеко не у каждого водителя, а поэтому пригодится следующая подсказка плотности электролита (из расчета на 1 литр дистиллированной воды):

  • при 1,23г/см3 – 280г;
  • при 1,25г/см3 – 310г;
  • при 1,27г/см3 – 345 г;
  • при 1,29г/см3 – 385 г.

Собственно на этом работа и заканчивается. Тем, кто проживает в средней полосе России, следует придерживаться плотности – 1,27 г/см3. При этом для зон с холодным климатом (до -30 °С) допустимый показатель составляет 1,26-1,28 г/см3, а жарких субтропических районов – 1,24-1,26 г/см3. Пределы плотности от 1,27 г/см3 до 1,29 г/см3 актуальны для тех регионов, где зима свирепствует до -50 °С.

К чему приведет нарушение рецептуры

Показатель в 1,29 г/см3 является не самым высоким – встречается концентрат электролита с плотностью 1,33 г/см3 (применяется для корректировки), ранее можно было найти даже с плотность 1,4 г/см3, но сейчас он снят с продажи. Однако его все же следует также разбавить водой и только после этого заливать внутрь АКБ. Почему же нельзя лить сильно концентрированный электролит?

Ничего хорошо уж точно не произойдет! Из-за высокой концентрации страдают пластины аккумулятора – их просто разъедает со временем. Это происходит медленно, но верно! Поэтому, если залить высокий концентрат, не следует удивляться тому, что АКБ в скором времени вышла из строя.

Низкая плотность электролита приводит к такому явлению, которое называется сульфатацией. Об этом процессе известно многим опытным водителям. В результате на пластинах оседают кристаллы сульфита свинца, из-за чего металл утрачивает способность к накоплению заряда.

Читайте также:  Почему греется телефон и быстро садится батарея

К тому же, как выше уже было упомянуто, из-за слишком низких показателей плотности электролит замерзает, обращаясь в лед. Чем это грозит, каждому уже понятно – повреждения пластин не избежать.

Как корректировать плотность жидкости

Владельцам автомобилей необходимо контролировать уровень электролита и его плотность. Из-за гидролиза и нагрева АКБ в подкапотном пространстве содержание субстанции понижается, а плотность наоборот растет. По этой причине возникает необходимость доливать дистиллированную воду. Но иногда показатели плотности электролита могут стать меньше нормы. Тогда следует поднять концентрацию кислоты.

Существуют несколько способов как это можно сделать, исходя из степени понижения плотности электролита. Для этого следует замерить его концентрацию в каждой банке по отдельности. Если густота электролита получена от 1,18 г/см3 до 1,20 г/см3, то оптимальное решение – замена части электролита в банке на новый с плотностью 1,27 г/см3. Иными словами делается повышение плотности электролита.

Только предварительно стоит убедиться в том, что АКБ заряжена, иначе батарею следует подзарядить. При низком заряде аккумулятора к такой процедуре нельзя приступать. Иначе концентрация h4SO4 резко поднимется, что приведет только к разрушению пластин.

Сама же процедура выполняется в следующем порядке:

  • Резиновой грушей откачивает как можно больше жидкости из банки. При этом замерить объем.
  • Добавляют новый корректирующую жидкость с плотностью 1,27-1,29 гр/см3 в количестве равном половине изъятого объема.
  • Пусть все перемешается между собой – для этого можно дать нагрузку на выводы, просто подождать некоторое время или потрясти АКБ.
  • Замеряют плотность. Если показатели по-прежнему не достигли допустимых пределов доливку электролита стоит продолжать до достижения нужных параметров.
  • Когда предел установлен, банки закрывают, а сам аккумулятор ставится на зарядку.

В том случае, когда плотность электролита снижена ниже уровня в 1,2 гр/см3, тогда необходимо менять его полностью – сливать старый, заливать новый.

Подробно о том, какая кислота залита в аккумуляторе вашего автомобиля и для чего она нужна

Многие автолюбители задают себе вопрос о том, какая кислота залита в аккумуляторе автомобиля. По незнанию высказываются различные неверные предположения. Кто-то говорит, что там соляная кислота. Некоторые считают, что там вода. Пора внести ясность в этот вопрос. В свинцово-кислотном аккумуляторе автомобиля залита серная кислота. Если выражаться совсем точно, то залит раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Этот раствор получил название электролит.  

Применение серной кислоты и её сорта

Вообще, в качестве электролита в некоторых видах автомобильных аккумуляторов может использоваться щёлочь. Например, никель-кадмиевый или никель-железный тип АКБ. Есть ещё группа гелевых аккумуляторов AGM и GEL, где электролит находится в связанном состоянии. Но это тот же раствор серной кислоты. Просто он либо переведён в гелеобразное состояние с помощью добавок (GEL), либо им пропитано стекловолокно (AGM). Наиболее распространёнными на сегодняшний день остаются свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы с жидким электролитом. Поэтому речь пойдёт именно о водном растворе серной кислоты, предназначенном для заливки в АКБ.

Электролит

Дистиллированная вода

Серная кислота используется в самых разных отраслях народного хозяйства. К примеру, с её помощью очищается поверхность металла перед нанесением покрытия, она используется при приготовлении различных синтетических красителей. Кроме того, серная кислота востребована в сфере производства удобрений, взрывчатки, фармакологической промышленности, переработке нефти.

Серная кислота нашла широкое применение при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов для автомобилей. Концентрация кислоты в электролите составляет 30-35 процентов (вес.). Остальное дистиллированная вода. Использовать обычную водопроводную воду нельзя, поскольку в ней содержатся соли различных металлов. Их попадание в аккумулятор автомобиля значительно сократит срок его службы.

В бытовой сфере концентрации Н2SO4 в 30 процентов достаточно, но в сфере производства часто используется серная кислота более высокой концентрации. Концентрированную серную кислоту получают в две стадии. На первой стадии концентрация доводится до 70 процентов, а затем увеличивают до 98 процентов. Серная кислота такой концентрации наиболее пригодна для последующего хранения. Возможно, получение концентрации 99 процентов, но в дальнейшем из-за потери SO3 она снижается до 98,3 процента.

Существуют основные сорта серной кислоты, которые перечислены ниже:

  • Башенная или нитрозная. Концентрация 75 процентов. Плотность этого сорта составляет 1,67 гр/см3. Название этот сорт получил из-за метода производства в футерованных башнях нитрозным способом. Обжиговый газ с двуокисью серы (SO2) обрабатывается нитрозой (h4SO4 с добавками оксидов азота). В ходе химической реакции получается оксиды азота и кислота. При этом оксиды постоянно циркулируют в производственном цикле;
  • Контактная. Концентрация от 92,5 до 98 процентов. Плотность сорта составляет 1,837 гр/см3. Этот сорт также производится из обжигового газа, в котором содержится двуокись SO2. В ходе реакции происходит ее окисление до SO3 при контакте с твёрдым катализатором из ванадия;
  • Сорт Олеум. Концентрация 104,5 процента. Плотность составляет 1,897 гр/см3. Сорт представляет собой раствор SO3 в серной кислоте (h4SO4). Соотношение SO3 — 20 процентов, h4SO4 — 104,5 процента;
  • Высокопроцентный олеум. Концентрация 114,6 процента, а плотность 2,002 гр/см3;
  • Аккумуляторная. Концентрация от 92 до 94 процента, а плотность 1,835 гр/см3.

Вернуться к содержанию  

Процессы, происходящие в АКБ с участием электролита

Работа свинцово-кислотного автомобильного аккумулятора основывается на электрохимических процессах, которые протекают с участие электролита. Аккумулятор автомобиля состоит из положительных и отрицательных пластин, погруженных в водный раствор серной кислоты. Положительные и отрицательные пластины имеют токоотводящие решётки из свинца с различными добавками в зависимости от типа аккумулятора.

На решётках положительных электродов нанесён красновато-коричневый диоксид свинца (PbO2). На отрицательных электродах — сероватый порошок свинца (Pb). Электрические характеристики аккумулятора напрямую зависят от плотности электролита. Для понимания назначения электролита нужно рассмотреть основные процессы, происходящие в аккумуляторе автомобиля.

При разряде аккумулятор на положительном электроде (аноде) идёт следующая реакция:

PbO2 + SO42− + 4H+ + 2e− -> PbSO4 + 2h4O

На отрицательном электроде (катоде) протекает такой процесс:

Pb + SO42− − 2e− ->PbSO4

При заряде АКБ эти реакции протекают в обратном направлении.

Электролит в свинцово-кислотном автомобильном аккумуляторе имеет разную плотность в зависимости от степени заряженности АКБ. Как уже говорилось выше, концентрированная кислота аккумуляторного сорта имеет плотность 1,835 гр/см3. Плотность электролита на заряженном аккумуляторе лежит в диапазоне 1,127─1,300 гр/см3. При разрядке аккумулятора автомобиля в результате электрохимической реакции из электролита расходуется серная кислота и его плотность падает. Пока через батарею проходит ток разряда кислота рядом с электродами расходуется в результате вышеописанной реакции. Идёт диффузия h4SO4 из объёма к электродам. Таким образом, поддерживается напряжение на выводах аккумулятора.

В начале разрядки процесс диффузии кислоты в электроды. Это объясняется тем, что в активной массе электродов поры ещё не забиты сульфатом. По мере того, как на них образуется слой сульфата и забивает поры, процесс диффузии притормаживается. В теории процесс разряда может идти до того момента, пока электролит не превратится в воду. Но на практике разряд идёт до тех пор, пока плотность не опуститься до значения 1,15 гр/см3. К моменту падения плотности до 1,15 гр/см3 выделяется столько сульфата свинца, что его хватило для закупоривания активной массы пластин. По плотности электролита можно судить о степени заряженности АКБ. Для этого можно использовать таблицу, представленную ниже.

Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)Степень заряда АКБ, %Температура замерзания электролита, гр. Цельсия Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)Степень заряда АКБ, %Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1,1111,78,40-7
1,1211,768,546-8
1,1311,828,6812,56-9
1,1411,888,8419-11
1,1511,94925-13
1,16129,1431-14
1,1712,069,337,5-16
1,1812,129,4644-18
1,1912,189,650-24
1,212,249,7456-27
1,2112,39,962,5-32
1,2212,3610,0669-37
1,2312,4210,275-42
1,2412,4810,3481-46
1,2512,5410,587,5-50
1,2612,610,6694-55
1,2712,6610,8100-60

Полностью заряженный элемент АКБ автомобиля выдаёт напряжение 2,5─2,7 вольт без нагрузки на выводах. При подключении нагрузки напряжение проседает до 2,1 вольта за несколько минут. За это время успевает сформироваться слой PbSO4 на поверхности отрицательных электродов. То есть, напряжение одного элемента на подключённой к автомобилю АКБ составляет примерно 2,15 вольта.

Если разряжать аккумулятор автомобиля небольшим током (10 процентов от номинальной ёмкости), то через час разрядки напряжение элемента снижается до 2 вольт. Это происходит из-за того, что в этом момент быстро формируется большое количество PbSO4, который забивает поры активной массы. В результате растёт внутреннее сопротивление элементов АКБ и падает концентрация электролита. Через некоторое время процесс разрядки выходит на прямую (см. график).

График разрядки аккумулятора

Эта прямая соответствует балансу плотностью электролита около электродов и в остальном объёме. Постепенно кислота поступает из объёма к электродам и вступает в реакцию с выделением сульфата свинца. Плотность электролита постепенно снижается, а напряжение падает медленнее, чем на начальной стадии. И на конечной стадии, когда активная масса блокируется образовавшимся сульфатом свинца, реакция замедляется и напряжение быстро падает. Вернуться к содержанию  

Контроль за состоянием электролита в АКБ?

От владельца автомобиля требуется периодически контролировать уровень электролита в аккумуляторе и его плотность. Для контроля уровня электролита можно использовать стеклянную трубочку. Если её под рукой нет, то можно использовать прозрачный пластиковый корпус от старой шариковой ручки. Для измерения уровня электролита отворачиваете пробки банок батареи и погружаете трубочку до пластин. Затем с верхнего конца плотно зажимаете пальцем и поднимаете. Уровень электролита в трубочке должен составлять 10─12 миллиметров.

В случае нехватки электролита долейте дистиллированной воды до необходимого уровня. Лучше покупайте дистиллированную воду в аптеке. В автомобильных магазинах под видом дистиллированной воды часто продают обычную водопроводную. Выше требуемого уровня воды также заливать не следует. В необслуживаемых автомобильных аккумуляторах (ссылка на материал) доливка дистиллированной воды не требуется. У них сниженный расход воды и они, как правило, имеют крышку с системой рециркуляции электролита.

Внимание! Не допускайте эксплуатации аккумуляторной батареи с уровнем электролита ниже верхней части пластин. Это значительно сокращает срок его службы.

Для того, чтобы измерить плотность Вам потребуется ареометр. Это приспособление представляет собой запаянную стеклянную трубку, в которой находиться ртуть или дробь. На верхнем конце ареометра имеется градуированная шкала. Диапазон измерений плотности 1,100─1,300 гр/см3. Ареометр помещён в разборную колбу с грушей.

Ареометр

Вам нужно опустить нижнюю часть в банку и набрать электролита. После этого вынимаете и смотрите, на каком значении находится уровень электролита. Сам ареометр будет плавать в электролите наподобие поплавка. На некоторых моделях ареометров шкала со значениями может быть заменена надписями «Полный заряд», «Половина», «Разряжен».

Вернуться к содержанию  

Как поднять плотность электролита?

Выше уже говорилось о том, что в результате гидролиза воды и нагрева АКБ под капотом уровень электролита постепенно уменьшается и растёт его плотность. Поэтому периодически нужно доливать дистиллированной воды. А что, если плотность электролита на заряженном аккумуляторе автомобиля, наоборот, меньше нормы (1,275 гр/см3)? Тогда нужно поднять концентрацию кислоты.

Внимание! Во время работ с кислотой одевайте резиновые перчатки и защитные очки. Если вы будете самостоятельно разводить электролит из концентрированной кислоты и дистиллированной воды, помните, что нельзя наливать воду в кислоту. В этом случае начинается реакция гидратации с выделением большого количества тепла. В результате вода закипает и провоцирует брызги кислоты, что очень опасно. Поэтому при разбавлении нужно лить кислоту в воду.

При поднятии плотности электролита может быть два варианта. Если средняя плотность по всем банкам не ниже 1,2 гр/см3, то нужно поднять плотность постепенным разбавлением.

Для каждой из банок нужно проделать следующие действия:

  • Откачиваете как можно больше электролита из банки. Для этого можно использовать резиновую грушу или ту же колбу. После этого в банку заливаете электролит (плотность 1,275─1,29 гр/см3) половину откачанного объёма;
  • Для того чтобы электролит перемешался, можно дать на выводы нагрузку (например, подключить автомобильную лампочку) или просто подождать некоторое время;
  • Затем делаете замер плотности. Если она не поднялась до нужного уровня, то заливаете электролит в половину от оставшегося объема;
  • Перемешивание и снова замер;
  • Доводите плотность кислоты до требуемого уровня.

Если плотность электролита ниже 1,2 гр/см3, то здесь уже нужно его менять полностью. То есть, сливать старый и заливать новый, требуемой плотности. Но, если электролит имеет такую низкую плотность в заряженном состоянии, то возникают сомнения в целесообразности его дальнейшего использования. В этом случае электролит имеет смысл менять только если АКБ относительно новая (до года). Иногда встречаются аккумуляторы автомобиля с такой плотностью электролита прямо из магазина. Если это уже отработавшая несколько лет батарея, то лучше купить новую. При утилизации аккумуляторов отработавший электролит также идет на переработку. Вернуться к содержанию  

Из этой статьи читатели должны были узнать о том, какая кислота залита в аккумулятор автомобиля, какую плотность она должна иметь. Отдельно были рассмотрены химические реакции, проходящие в автомобильном аккумуляторе с участием электролита. Также были даны рекомендации по поддержанию уровня и плотности электролита и приспособлениях, которые для этого требуются. Если у вас остались вопросы или есть пожелания, пишите их в комментариях. Вернуться к содержанию

Какая кислота в аккумуляторе автомобиля

Знать, какая кислота в аккумуляторе автомобиля, обязан каждый водитель, самостоятельно обслуживающий своё транспортное средство. Этот вопрос вызван не праздным любопытством, имеющим цель расширить кругозор. Применяя знания такого рода на практике, можно не только продлить срок службы аккумуляторной батареи, но и избежать возникновения неприятных, а подчас и опасных ситуаций, в которые рискует попасть неподготовленный человек.

Для чего нужна кислота

Прежде чем приступать к описанию процессов, протекающих при разряде/заряде, стоит сразу сказать, какая кислота используется в аккумуляторе любого автомобиля – это серная (h4SO4), а не соляная или, например, фосфорная.

Она необходима для приготовления электролита – жидкости, в которой присутствуют заряженные частицы – ионы. Электролит представляет собой не просто пассивный раствор, в котором частицы воды и кислоты перемешаны друг с другом. Это активная жидкость, отличительная особенность которой – постоянное протекание в ней взаимно исключающих друг друга процессов – диссоциации и ассоциации.

В аккумуляторе присутствует серная кислота

При диссоциации, которая протекает лишь в водном растворе h4SO4. Молекулы кислоты образуют ионы с положительными и отрицательными зарядами:

Диссоциация кислоты

Параллельно с диссоциацией протекает обратный процесс – превращение ионов в молекулы кислоты. Полной ионизации электролита, а также полной нейтрализации заряженных частиц не происходит. Процессы находятся в динамическом равновесии, которое может измениться лишь под влиянием внешнего воздействия.

Именно наличие ионов и превращает раствор в электролит. Под влиянием электрического поля (во время зарядки) заряженные частицы переносят заряд к пластинам аккумулятора. При реакции между ионами и веществом пластин происходит высвобождение электронов. Они способны двигаться по проводнику при подключении его к электродам (их выводам).

Основные процессы, протекающие при разряде

Отрицательные пластины АКБ и их обмазка изготовлены из свинца (Pb), а у положительных активная масса имеет основой его диоксид (PbO2). Металлический свинец обладает большим количеством свободных электронов, чем его диоксид. Если положительную и отрицательную пластины соединить проводником, то разность потенциалов практически сразу уравновесится и электрический ток не возникнет.

Но если эти пластины погрузить в сернокислотный электролит, то перенос электронов вызовет химические реакции окисления металлического свинца и восстановления его диоксида:

PbO2 + SO42- + 4H++ 2e- = PbSO4 + h4O

Как видите, «конечными продуктами» этих реакций являются:

  1. Сульфат свинца PbSO4, образующийся на поверхности пластин.
  2. Вода.
  3. Свободные электроны (e-), благодаря которым и возникает электрический ток.

При достаточно продолжительном разряде серная кислота может полностью «израсходоваться» на образование сульфата и воды, в результате чего прекратятся химические реакции и свободные электроны не будут образовываться. Поэтому особенно ценным в плане практического использования свинцовых аккумуляторных батарей является возможность протекания обратных реакций при подключении к выводам электрического напряжения.

При зарядке сульфат свинца, прореагировав с водородом, снова становится серной кислотой, в результате чего плотность электролита восстанавливается, а поверхность пластин аккумулятора приобретает первоначальный состав.

Проверка плотности электролита

Состав электролита

Химический состав раствора прост – 35% серной кислоты + 65% воды. Такое соотношение обусловлено как необходимостью сохранить работоспособность батареи при низких температурах (до -65 С). А также избежать чрезмерной коррозии пластин – серная кислота очень агрессивна.

Разумеется, вода должна быть дистиллированной, а кислота соответствовать по чистоте ГОСТ 667-73, устанавливающему минимальные нормы содержания примесей.

При обслуживании аккумуляторов состав аккумуляторной кислоты оценивается по плотности, измеряемой ареометром. При температуре воздуха +20 С её значение должно быть 1,28 г/см3.

Но для автомобилистов необходимость самостоятельно изготавливать электролит для батареи практически отпадает. В автомагазинах продаётся как готовый раствор (плотностью 1,28 г/см3), так и корректирующий (1,4 г/см3). Также можно купить и дистиллированную воду – при необходимости её доливки.

Контроль за состоянием электролита

В первую очередь, на что должен обращать внимание владелец при уходе за батареей – это уровень электролита. Пластины должны быть полностью погружены в раствор. Расстояние от поверхности жидкости до верхнего края пластин – около 10-15 мм.

Знать, сколько жидкости должно быть в аккумуляторе, нужно лишь в тех случаях, когда вы собираетесь её поменять целиком. Объём электролита зависит от ёмкости АКБ, примерные его значения приведены в таблице:

Но замена электролита потребует слива отработанного раствора. Для чего потребуется сверлить корпус батареи и затем восстанавливать его целостность. Опрокидыванием выливать ни в коем случае нельзя. Шлаком, скопившемся на дне, можно спровоцировать замыкание пластин и окончательный выход АКБ из строя.

Поэтому уход за батареей, который имеет практическую значимость, сводится к возобновлению уровня электролита и контролю его плотности.

Какая кислота в аккумуляторе автомобиля и для чего нужен электролит


Что из себя представляет электролит и зачем его использовать

Это жидкость на основе кислоты или щелочи. Работает она как проводник тока. При повышении уровня заряда АКБ плотность жидкости повышается.

Химический раствор должен быть качественным, сделанным без отступлений от технологии изготовления. В противном случае заряд аккумулятора не произойдет.

Название и роль кислоты электролита

Источник энергии фактически является стандартной батареей. Внутри её находятся анод и катод, а также аккумуляторная жидкость или электролит. Последний представлен раствором кислоты с дистиллированной водой в процентном соотношении 30 к 70, соответственно. Такая пропорция компонентов обеспечивает наиболее эффективное взаимодействие жидкости со свинцовыми пластинами.

Обычная вода содержит примеси, уменьшающие срок службы батареи. А какая кислота в аккумуляторе автомобиля обеспечит появление тока? Та, что вступает в реакции обмена с разными металлами и оксидами, которые необходимы для функционирования батареи. Самым активным из подобных веществ является триоксид серы или ангидрид с химической формулой h3SO4. Более известное и распространённое среди обывателей название — серная кислота.

Когда подключается внешняя нагрузка, тогда взаимодействие жидкости со свинцом и оксидами приводит к необходимым окислительно-восстановительным реакциям. Они противоположны при заряде и разряде батареи. Ток возникает за счёт выделения электронов из свинца положительного элемента, которые принимает оксид отрицательной пластины. А передача заряженных частиц осуществляется благодаря действию раствора, который заливается в батарею.

Основные процессы, протекающие при разряде

На контактах АКБ происходят следующие химические процессы:

  • на катоде восстанавливается оксид свинца;
  • тратится триоксид серы;
  • появляется вода;
  • на аноде образуется окись металла.

Получается, что во время реакции кислоту заменяет более лёгкая вода. В результате плотность аккумуляторной жидкости падает. При заряде процессы идут в обратном направлении. После этого под действием возникающего тока начинается электролиз, то есть распад на водород и кислород. Происходит их выделение в газообразной форме. Из-за этого раствор начинает кипеть, так как активно выходят распавшиеся компоненты. Вещества покидают состав смеси, не возвращаясь обратно. Плотность электролита повышается, так как оставшаяся кислота более тяжёлая. Чтобы восстановить первоначальные свойства приходится доливать дистиллированную воду.



Какие виды химической жидкости существуют

Поскольку электролит – это смесь либо на основе кислоты либо щелочи, то видов этой смеси два: щелочная и кислотная.

Кислотная – симбиоз кислоты и дистиллированной воды. Аккумуляторы с этим типом электролита нужны, чтобы запустить двигатель.

В щелочном типе жидкости применяется смесь кальциево-литиевой основы и дистиллированной воды.

Такие смеси служат для накапливания электричества в АКБ. Область применения этих батарей – электроприборы, автопогрузчики, военная автотехника.

Как контролировать состояние АКБ

Перед автомобилистом стоит важнейшая задача. Ему требуется постоянно контролировать состояние АКБ, следить за уровнем рабочей жидкости, её плотностью и концентрацией.

Всё это возможно контролировать и влиять на параметры при использовании кислотно-свинцовой обслуживаемой батареи.

Если АКБ необслуживаемая, добавить воду или залить недостающее количество электролита не получится. Некоторые идут на ухищрения, делают небольшие отверстия, и используют медицинские шприцы. Но это потенциально очень опасно и заниматься подобным восстановлением работоспособности необслуживаемых АКБ настоятельно не рекомендуется.

Когда же АКБ обслуживаемая, контролировать уровень и плотность не составит большого труда. Для проверки уровня нужно:

  • открутить пробки на банках;
  • взять трубочку из стекла или прозрачного пластика;
  • погрузить инструмент в АКБ до пластин;
  • зажать верхнее отверстие трубочки пальцем;
  • поднять приспособление;
  • измерить, на каком уровне находится рабочая жидкость.

Нормой принято считать значение в пределах от 10 до 15 мм. Важно учесть, что на многих АКБ предусмотрены специальные метки, по которым довольно легко проверить уровень.

Если уровень отличается от нормального, тогда потребуется выполнить процедуру по доливке электролита либо же только дистиллированной воды. Это уже зависит от того, что покажут замеры плотности.

При измерении плотности не обойтись без такого прибора как ареометр. Он погружается во все банки аккумулятора, проверяются параметры в каждой из них. Если плотность выше рекомендуемых значений, состав следует разбавить дистиллированной водой. Если плотность ниже нормы, тогда заливается электролит.



Способ приготовления кислотного раствора

Потребуется следующее:

  1. Емкость и шпатель для смешивания, способные противостоять к разъеданию кислотами.
  2. Очищенная (дистиллированная) вода.
  3. Серная кислота для аккумулятора.
  4. Защитная одежда (фартук, очки, перчатки).
  5. Сода (нейтрализатор кислоты).

Как готовим:

  1. В посуду наливаем нужное количество воды и аккуратно и медленно вливаем в воду кислоту.
  2. Перемешиваем шпателем.
  3. Оставляем на отстаивание не менее полусуток. На литр смеси берем 0,75 воды и 0,285 кислоты.

Контроль плотности

Плотность в автомобильном свинцово-кислотном аккумуляторе измеряют в гр/см³, и она должна быть пропорциональна концентрации раствора с обратной зависимостью температур жидкости. Нормальный показатель — 1,27-1,29 гр/см³. Этот показатель позволяет определить состояние батареи, и если она не держит заряда, то необходимо проверить количество вещества. Со временем уровень электролита аккумулятора автомобиля сокращается, и соответственно, увеличивается плотность при гидролизе воды и нагрева. Для этого требуется периодически доливать дистиллированную воду, снижая концентрацию серной кислоты. Процедуру можно выполнить самостоятельно, если знать, сколько требуется для определенной модели вещества.

Электролит для аккумуляторов можно приобрести в магазинах, либо сделать своими руками и научиться регулировать плотность, своевременно измерять и ухаживать за устройством для продления срока службы.

Для приготовления потребуются следующие компоненты:

  • Серная кислота.
  • Вода дистиллированная.
  • Емкость из стекла, свинца, керамики, устойчивая к воздействию химического вещества.
  • Эбонитовая баночка для размешивания.

Для приготовления в емкость заливается дистиллированная вода, затем серная кислота, и палочкой параллельно помешивается получаемая смесь. Процедуру проводят последовательно, так как при обратном варианте можно получить ожоги. Если места эксплуатации автотранспорта климат умеренный, то следует придерживаться такой пропорции веществ: на 1 л воды — 0,36 л кислоты. Для теплого климата на 1 л воды следует заливать кислоту в объеме 0,33 л. Полученное вещество накрывается и оставляется на сутки до образования осадков и остывания. При замене электролита в аккумуляторе надевают резиновые перчатки и очки для защиты глаз.

Напомним, что при обратном проведении заливки, в частности, первой воды, возможна реакция гидратации и образования тепла в кислоте. Вероятно, что вода закипит и спровоцирует разбрызгивание.

Проверять плотность аккумулятора необходимо раз в три месяца. Для этого пользуются ареометром.

Готовим щелочной раствор

Нам понадобится посуда, устойчивая к химическим щелочным реакциям, щелочь (едкий калий или едкий натрий), можно добавлять литиевые вещества для улучшения качества раствора, вода.

Важно! Воду добавляем полностью очищенную, т.е. дистиллированную!

Способ приготовления:

  1. В посуду наливаем дистиллированную воду.
  2. Высыпаем щелочь и тщательно размешиваем. Если плотность неудовлетворительная, то добавляем щелочь или жидкость.
  3. Настаиваем три часа.
  4. Переливаем полученную жидкость в другой сосуд, не поднимая осадка.

Дистиллированная вода или электролит

Если самостоятельно изучить техническую литературу, то можно без особого труда понять, что во время работы аккумулятора из него испаряется некая часть жидкости, благодаря чему снижается уровень электролита над пластинами, а плотность кислоты в несколько раз увеличивается.
Поэтому можно сделать вывод, что недостаточный уровень электролита в батарее при её ежедневной эксплуатации оказывает значительное влияние на состояние пластин и скоропостижно снижает срок годности. Только при постоянной поддержке необходимого уровня кислоты уменьшается негативное действие повышенной плотности на аккумуляторную батарею.

Важно помнить о том, что если в аккумуляторе мало электролита из-за его потери, например, разлился при открытых крышках, то именно в этом случае можно смело заливать его в горловины. А также бывает, что проводя проверку плотности во всех отсеках аккумулятора, замечается её пониженное значение

Из этого можно с полной уверенностью сделать вывод о том, что произошла частичная сульфатация батареи. Когда количество электролита становится меньше за счёт кристаллизации серы на пластинах, то в этой ситуации аккумулятору просто необходимо срочное восстановление

А также бывает, что проводя проверку плотности во всех отсеках аккумулятора, замечается её пониженное значение. Из этого можно с полной уверенностью сделать вывод о том, что произошла частичная сульфатация батареи. Когда количество электролита становится меньше за счёт кристаллизации серы на пластинах, то в этой ситуации аккумулятору просто необходимо срочное восстановление.

Электролит с повышенной плотностью

Он может понадобиться нам для коррекции плотности находящегося в аккумуляторе. В случае если вы добавили в банки батареи много воды и плотность химической смеси упала, можно откорректировать ее с помощью электролита с большей плотностью.

Для приготовления немного меняем пропорции щелочи (кислоты) и воды (0,423 к-ты на 0,650 воды). Очередность действий такая же, как и при изготовлении основного раствора.

Химические свойства электролита такие же, но температура замерзания ниже. Смесь используется только для корректировки основного электролита.

Серная кислота в аккумуляторе

По сути то, что залито в аккумулятор — это разбавленная серная кислота. В основе работы любого свинцово-кислотного аккумулятора лежит химический процесс, высвобождающий электрический заряд. Молекулы серной кислоты расщепляют посредством электролитической диссоциации свинцовые электроды, создавая положительно и отрицательно заряженные ионы.

Собираясь на положительных и отрицательных электродах батареи, ионы создают на клеммах АКБ необходимый заряд. Со временем часть молекул связывается без возможности возобновить свою работу в банках, что снижает плотность электролита. Поэтому так важно следить за концентрацией аккумуляторной кислоты.

Процесс носит название электролитической диссоциации. При нём ионы с положительным зарядом(катионы) — устремляются к плюсовому электроду. К отрицательному электроду направляются анионы — отрицательно заряженные ионы.

Окислителем выступает диоксид свинца, который в результате взаимодействия с молекулами кислоты восстанавливается, отдавая отрицательный заряд на электроды. Растворы серной кислоты слабо проводят электрический ток, однако хорошо справляется с ионным обменом.

При разрядке АКБ положительные ионы свинца устремляются через электролит с губчатого свинца – восстановителя. Здесь происходит превращение в двухвалентный свинец из четырехвалентного, таким образом, оставляя заряд 2 электронов с каждого иона.

На аноде — PbO2 + SO42− + 4H+ + 2e− -> PbSO4 + 2h3O — окисление свинца.

На катоде — Pb + SO42− − 2e− ->PbSO4

Во время зарядки идут обратные реакции — свинец движется в сторону пластин.

Оба электрода покрываются слоем сульфата, который образовывается из отрицательных кислотных остатков и положительных двухвалентных ионов свинца. Это называется сульфатацией, которая для пластин аккумулятора весьма опасна и грозит быстрым износом. Выделяемые газы в процессе восстановительно-окислительных реакций считаются побочным эффектом, однако они могут серьёзно повлиять на работоспособность всей батареи.

В процессе разрядки батареи к отрицательно заряженному электроду устремляются электроны, где они производят нейтрализацию ионов свинца. В зависимости от уровня заряда батареи плотность электролита может иметь разное значение.

Измерения делаются при комнатной температуре + 25 °С. Использование кислоты происходит в 1,6 раз больше положительными электродами. Поэтому рост объема электролита наблюдается при разрядке батареи и уменьшение – при зарядке.

Это интересно: Применение теплового насоса для отопления дома

Для каких аккумуляторов используют разные типы химической жидкости?

Чтобы не ошибиться, следует изучить этикетку на аккумуляторе. Если батарея свинцово-кислотного типа, то используем кислотную смесь.

В щелочные батареи наливаем раствор на основе калиевого или натриевого вещества. Тип щелочи можно узнать по горению. Калий горит фиолетово-красным, а натрий — желтым огнем.

Итак, если вдруг возникнет необходимость самостоятельно приготовить электролит для аккумулятора, то, в принципе, это возможно. Следует соблюдать технику безопасности и быть внимательным к пропорциям веществ — и все обязательно получится.

Нейтрализация электролита

Если аккумулятор вышел полностью из строя, его требуется утилизировать грамотно. Но также в случае течи электролита из батареи необходимо узнать, чем нейтрализовать ее.

Бывают ситуации, когда при поломке аккумулятора может быть залита отдельная часть в месте его нахождения. Для этого необходимо вытащить батарею и провести очистку. Нейтрализация этого вещества из аккумулятора, как правило, проводится при помощи специального оборудования и применения технологий. Это важно с экономической и экологической точек зрения. Если проводить неорганизованную нейтрализацию, можно нанести значительный вред окружающей среде.

В настоящее время имеются два варианта нейтрализующего вещества с кислотами промышленным способом. Первый предусматривает устранение фильтрующим методом сброса кислоты в стоки, с пропусканием через магнезит, известняк и другие материалы, а второй способ – регенерация кислоты специальной обработкой с последующим получением товарного продукта. Но на практике многие водители рекомендуют в случае пролива опасного вещества использовать щелочный раствор, который делается из пищевой соды и воды.

При регулярной проверке аккумулятора, в том числе контроле за плотностью и уровнем электролита, можно избежать многих проблем и продлить срок эксплуатации батареи, не допустить механических разрушений. Всегда требуется внимательно относиться к устройствам при эксплуатации, особенно в зимнее время, когда при низких температурах и сниженной плотности электролита может произойти его замерзание или разрушение пластин.

Подготовка к повышению плотности

Для начала:

  • при комнатной температуре 22°С замерьте плотность аккумулятора, будьте аккуратнее, не повредите себя кислотой. Электролит может брызнуть или испариться, поэтому оденьте очки и резиновые перчатки;
  • также вам понадобятся некоторые знания химии. Когда вы работаете с электролитом, нужно кислоту добавлять в воду, если сделать наоборот, то начнется очень бурная реакция с выделением пара и тепла. Вам точно не захочется получить кислотные ожоги;
  • нельзя переворачивать аккумулятор, слабые пластины могут осыпаться, и в итоге после подключения будет замыкание;
  • обязательно приготовьте заранее две емкости, в первую сольете старый электролит, а во второй приготовите новый;
  • рассчитайте правильное количество кислоты, т.к. после зарядки плотность аккумулятора значительно повысится;
  • прежде чем использовать пластмассу для запайки, сначала проверьте ее на предмет стойкости к электролиту.

Далее мы приведем различные данные, они соответствуют только кислотным аккумуляторам, не путайте их со щелочными, данные для щелочи будут иные.

Правила эксплуатации

Свойства электролита достаточно чувствительны к смене температурного режима окружающей среды, поэтому в зонах с умеренным климатом рекомендуется проверять его состояние два раза в год: в конце осени и в конце весны.

Измерение плотности

Плотность является важной характеристикой кислотного электролита, состав которого определяет ее величину. Прибор, которым измеряется плотность электролита, называется ареометром, который можно купить в любом автомагазине

При его использовании следует учитывать температуру окружающей среды и связанный с ней поправочный коэффициент.

Следующая таблица демонстрирует поправочные коэффициенты к полученным показаниям ареометра в зависимости от температуры (градусы Цельсия):

  • от -40 до -26: -0,04;
  • от -25 до -11: -0,03;
  • от -10 до +4: -0,02;
  • от +5 до +19: -0,01;
  • от +20 до +30: 0,00;
  • от +31 до +45: +0,01.

Разрядка автомобильного АКБ

Распространенные свинцово-кислотные аккумуляторы не выдерживают глубокий разряд и большое количество циклов полной зарядки. Эта особенность также связана с особенностями проходимых электрохимических процессов. К особенностям процесса разрядки отнесем:

  1. В начале потери заряда происходит диффузия кислоты в электроды. Этот процесс связан с тем, что в активной массе электродов поры не забиваются сульфатом.
  2. При постепенном забивании пор процесс диффузии притормаживается.
  3. Процесс разряда в теории может проходить до момента, пока электролит не станет чистой водой. На практике источник энергии приходится заменять при плотности 1,15 гр/см3.
  4. При столь низкой плотности выделяется огромное количество сульфата свинца, что приводит к закупориванию активной массы установленных пластин.
  5. Показатель плотности электролита учитывается для определения степени разряженности используемого аккумулятора. Для определения требуемого показателя может использоваться специальная таблица.

При глубокой разрядке автомобильный аккумулятор способен выдавать напряжение около 2,5 В при условии отсутствия внешней нагрузки. Подключение нагрузки приводит к падению показателя до 2,1 В всего за несколько минут. Падение напряжения можно связать с тем, что на отрицательной пластине начинает формироваться слой активного вещества.

Принцип работы и устройство аккумулятора

Стандартный автомобильный аккумулятор состоит из шести 2-вольтовых элементов, что дает на выходе 12 вольт. Каждый элемент состоит из свинцовых решетчатых пластин, покрытых активным веществом и погруженных в электролит. Отрицательные пластины покрыты мелкопористым свинцом, а положительные двуокисью свинца.

Когда к АКБ подключают нагрузку, активное вещество вступает в химическую реакцию с сернокислотным электролитом, вырабатывая электрический ток. На пластинах при этом осаждается сульфат свинца, и электролит, соответственно, истощается. При зарядке эта реакция проходит в обратном направлении, и способность аккумулятора давать ток восстанавливается. То есть принцип работы аккумуляторных батарей основывается на химических реакциях между свинцом и диоксидом свинца в сернокислотной среде, в результате которых вырабатывается электричество.

Показатели АКБ

  1. Емкость, выраженная в ампер-часах. Она характеризует способность АКБ давать определенный ток в течение некоторого времени. Например, ёмкость 40 ампер-час означает, что аккумулятор может давать ток в 1 ампер в течение 40 часов (или в 2 ампера в течение 20 часов и т.д.).
  2. Характеристики стартовых токов, что наиболее востребовано у европейских марок автомобилей и позволяет завести машину при любых погодных условиях (высокие показатели тока холодной прокрутки).
  3. Резервная емкость. Этот параметр показывает интервал времени (в минутах), в течение которого аккумулятор способен давать ток 25 А (т.е. в течение какого времени он сможет подменять собой вышедший из строя генератор).
  4. Габаритные размеры, полярность. Для определения полярности на выводных клеммах аккумулятора проставляют знаки «+» и «-». При установке аккумуляторной батареи на автомобиль отрицательную клемму присоединяют к «массе», а положительную - в цепь.

Свинцово-кислотный аккумулятор, кроме видимой части, а это корпус аккумулятора, крышка, клеммы, индикатор заряда, имеет сложную внутреннюю конструкцию. Внутри аккумулятора находятся электроды (положительные и отрицательные), представляющие собой свинцовые решётки, и разделенные изоляторами (сепараторами), которые погружены в электролит.

Сепараторы предохраняют пластины (решётки) от соприкосновения друг с другом. Если будет соприкосновение разноименных пластин, произойдет короткое замыкание и аккумулятор не будет действовать. Сепараторы, не допуская короткого замыкания, в тоже время должны пропускать ток через электролит. Материалом для сепараторов служит, как правило, микропористая пластмасса.

Электроды погружены в химическое вещество электролит, состоящий из разбавленной дистиллированной водой серной кислоты (h3SO4). При разряжении аккумулятора активно расходуется серная кислота, в результате чего образуется вода. С образованием воды, общая плотность электролита снижается.

При зарядке аккумуляторной батареи, все происходит в обратном порядке. Вода «используется» на создание серной кислоты, соответственно общая плотность электролита повышается. Срок службы автомобильного аккумулятора и его характеристики напрямую зависят от качества серной кислоты и воды, входящих в состав электролита.

Электроды или решетки, изготавливаются из свинцовых сплавов. Эти сплавы содержат в себе такие компоненты, как сурьма, кальций, олово, наделяющие сплав определенными свойствами, и защищающие свинец от коррозии. Состав сплава свинца, а также форма решетки электрода, значительно влияют на характеристику батареи, например, мощность кислотно-свинцового аккумулятора или пусковой ток аккумулятора. Решетка заполнена активной пастой, которую изготавливают из свинцово-оксидного порошка. Состав свинцово-оксидного порошка и свойства пасты влияют на свойства аккумулятора

Корпус аккумулятора обычно изготавливают из ударопрочного, термостойкого пропилена.

Регенерация отработанной серной кислоты - Нефтехимия и газохимия

Серная кислота - важнейший продукт химической промышленности по объему производства и по раз­нообразию областей применения.

Серная кислота - важнейший продукт химической промышленности по объему производства и по раз­нообразию областей применения.

Крупными потребителями серной кислоты являются химическая и нефтехимическая про­мышленность, металлургия, машиностроение, сельское хозяйство и другие отрасли промышленности.

Ежегодно порядка 10% от общего ее производства становится отработанной серной кислотой.

Необходимо утилизировать сотни тысяч т отработан­ной кислоты с целью экономного ресурсопользования и защиты окружающей среды.

Отходы, образующиеся при использовании серной кислоты, включают кроме отработанной серной кислоты травильные растворы, кислые гудроны и сточные воды, содержащие кислоту менее 10 % (по массе).

В России насчитывается более 200 видов отработанной серной кислоты, содержащих около ста видов примесей, в том числе аккумуляторная кислота из отработанных свинцовых аккумуляторов.

Обезвреживание и утилизацию отработанной серной кислоты производят следующими способами:

- нейтрализацией растворов или их огневым обезвреживанием без использования образующихся продуктов;

-использованием (возможно после предварительного упари­вания) загрязненных растворов в других технологических про­цессах;

- регенерацией отходов с получением товарной серной кислоты.

Сточные воды с низкой концентрацией серной кислоты обычно нейтрализуют щелочами.

При содержании в сточных водах примесей нейтрализацию совмещают с огневым методом. Метод нейтрализации применяют при небольших количествах отходов и отсутствии в них органических примесей.

Непосредственное использование отходов кислоты в других процессах ограничено из-за наличия в них примесей.

Отрабо­танную кислоту применяют после очистки и концентрирования в производстве сульфатных минеральных удобрений.

Основная масса отработанной серной кислоты и кислых гудронов подвергается регенерации.

Кислые гудроны - это вы­соковязкие смолообразные жидкости, содержащие серную кислоту и большое количество органических веществ. Содержание кислоты в них составляет 24-89 %.

В зависимости от состава отработанной кислоты применяют различные методы регенерации: термическое расщепление, экстрагирование органических примесей, адсорбцию, каталити­ческое окисление пероксидом водорода, коагулирование, вы­паривание и тд.

Для концентрирования серной кислоты применяются 2 типа установок:

- с внешним обогревом;

- с непосредственным соприкосновением греющих газов с кислотой.

Установки внешнего обогрева - котлы, так называемые реторты, установки типа Бюшинга, Паулинга, Фришера, Майснера.

В них происходит обогрев кислоты через стенку в аппаратах колонного типа, установки вакуум- аппаратов и установки Дюпон пленочного типа.

Установки с непосредственным соприкосновением горячих газов с кислотой - установки Кесслера, аппараты типа Хемико, работающие в режиме барботирования газов через слой серной кислоты, аппараты Вентури трубного типа.

Суть процесса концентрирования в таких аппаратах заключается в дроблении кислоты на капли благодаря потоку горячего газа.

Оба вида технологий получения концентрированной серной кислоты имеют как положительные, так и отрицательные стороны.

Большим преимуществом установок с внешним обогревом является отсутствие или минимальное количество тумана серной кислоты, образующейся в результате работы концентраторов второго типа, а также получения серной кислоты с крепостью до 98%.

Из-за исключения необходимости очистки выхлопных газов от кислотного тумана дорогостоящих электрофильтрами, можно удешевить техпроцесс .

Но при концентрировании серной кислоты, например, в ретортах до 96% крепости и выше, происходит их быстрое изнашивание из-за высокой температуры кипения серной кислоты, которая достигает 300°С.

При высоких температурах увеличивается испарение и разложение серной кислоты, что ведет к потере количества и качества серной кислоты.

Эти недостатки устранены в установках Майснера, где концентрирование происходит под вакуумом.

Установки Майснера более компактны по сравнению с ретортными установками Паулинга.

Установки с колоннами Майснера занимают менее 40% площади, требующейся для установки реторт Паулинга.

Недостаток установки Майснера:

- малая производительность (выход составляет до 13-15 т/сут).

- растрескивание ферросилидовых царг, проявляющееся в процессе эксплуатации данной установки, а также нарушение уплотнения между царгами.

- необходимость строительства котельных для выработки водяного пара, применяемого в колоннах.

Установки Майснера могутт быть применены только в случаях необходимости концентрирования небольших количеств серной кислоты и для получения при этом серной кислоты высокой концентрации (до 98%).

Установки Дюпон решают проблема растрескивания ферросилидовых материалов и проблему появления неплотностей, путем применения нагревательных труб и метода стекающей пленки.

В установках Дюпон применено новое техническое решение в виде монтажа оборудования с учетом механических и термических напряжений ферросилида, на катках или на пружинных подвесках.

Преимущества: простота устройства, исполнения и обслуживания. Установки по производительности относятся к числу средних, достигая до 25 т/сутки.

Недостатки установок Дюпон:

- загрязнение внутренних поверхностей труб с течением времени, что приводит к снижению их теплопропускной способности,

- необходимость их периодической прочистки и промывки труб с применением большого количества воды.

В России сначала популярными были установки Дюпон, в связи ростом потребности в серной кислоте, более популярными стали установками 2го типа - с непосредственным соприкосновением греющих газов с кислотой.

Преимущества установок Кесслера:

- значительно облегчена передача тепла от топочных газов к серной кислоте,

- концентрируемая кислота не доводится до точки кипения, а большая, открытая поверхность контакта газа и кислоты максимизирует интенсивность процесса массопередачи и теплопередачи,

- возможность работать на любом местном виде топлива: газообразном, жидком, твердом, что значительно увеличивает сырьевые возможности безостановочного перехода с одного вида топлива в случае необходимости на другой.

Недостатки установок Кесслера:

- необходимость периодической чистки рекуператора с выгрузкой насадки,

- большая потеря СК с отходными газами, что составляет порядка 2-2,5%.

Эти установки имеют - 20 т/сутки.

Более перспективны концентраторы барабанного типа.

Преимущества:

- концентрирование производится путем барботажа горячих газов через упариваемую кислоту, как в слое кислоты, так и в зоне брызг, где на поверхности капель происходит хорошая теплопередача.

-лучшее использование тепла и переработка большого количества кислоты.

До настоящего времени они считались наиболее удобными, экономичными и практичными для концентрирования серной кислоты.

Работают на мазуте и газе.

Недостатки:

- необходимость в поддержании строгого температурного режима топочных газов, так как увеличение его даже на 10 °С довольно быстро разрушает барботажные трубы 1й камеры концентратора и увеличивают потери кислоты из-за ее термического разложения, которые составляют 10-15% от общего количества.

- образование паров и туманов СК, улов которых требует применение громоздких и дорогостоящих сооружений - электрофильтров, причем сами электрофильтры тоже имеют недостатки - они осуществляют неполный улов сернистых газов и окислов азота, которые выбрасываются в атмосферу; стоимость же их весьма велика и составляет до 30% затрат на всю установку.

Скоростные концентраторы, в которых потоком горячего газа жидкость преимущественно разбивается на мельчайшие капли. Для создания такого процесса концентрирования серной кислоты в капельном состоянии используют аппараты Вентури.

В России наибольшее распространение получила регенерация серной кислоты огневым методом, при котором происходит высокотемпературное расщепление кислоты.

Метод универсален и высокоэффективен.

При огневом методе используется концентрированная серная кислота, поэтому при необходимости предварительно проводят упаривание отрабо­танной кислоты до необходимой концентрации.

Процесс термического расщепления кислоты и окисление органических. примесей проводят при 950-1200 °С, для чего в огневом реакторе сжигают топливо (рис 1).

Рис. 1. Схема установки для регенерации серной кислоты методом термического расщепления (В - воздух; Т- топливо)

Сернокислотные растворы с помощью форсунок распыляют в потоке продуктов сгорания топлива в огневом реакторе 1.

Туда же с помощью воздуходувки 2 подается воздух, предварительно пропущенный через воздухоподогреватель 4.

Органические примеси при этом окисляются с образованием С02 и Н20, а серная кислота расщепляется с образованием SО2

Сернистый газ из огневого реактора поступает в котел-утилизатор 5, а из него - в систему очистки 6, где очищается от пыли, сернокислотного тумана и подвергается осушке, после чего с помощью газодувки 7 подается в узел получения кислоты 8.

Насыщенный пар из котла - утилизатора 5 подается на пароперегреватель 3, а оттуда - потребителям.

Очищенные дымовые газы с помощью дымососа 9 выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу 10.

Огневая регенерация серной кислоты из отходов позволяет одновременно с их обезвреживанием получать товарную про­дукцию высокого качества.

Это приводит к сокращению расходов природного сырья и снижению затрат на производство серной кислоты на 25-30 % по сравнению с ее производством из первичного сырья (элементарной серы).

Для рентабельной регенерации серной кислоты из рас­сматриваемых отходов необходимо их предварительное обез­воживание (концентрирование).

В связи с отсутствием в отходах летучих веществ концентрирование можно осуществить методом упаривания в контактных теплообменниках за счет теплоты отходящего из огневого реактора сернистого газа.

При этом одновременно происходит закалка газа.

Содержание воды в упаренном растворе зависит от тем­пературы отходящих из огневого реактора газов и от содержания воды в исходном растворе.

Если в исходном растворе имеется 60-70 % воды, то после упаривания его отходящими газами с температурой 950-1000 °С содержание воды снижается до 35- 40 %.

При огневой переработке таких растворов концентрация S02 в сухом сернистом газе - не менее 7 %.

Сильно разбавленные растворы, содержащие более 80 % воды, после упаривания содержат ее не более 60 %. При огневой переработке таких растворов с целью получения сернистого газа с содержанием 802 не менее 6 % в качестве топлива используют серу или сероводород, а также обогащают кислородом дутьевой воздух.

Для более полного превращения S03 в S02 в огневом реакторе целесообразно 2-ступенчатое сжигание топлива.

В 1й ступени термическое расщепление серной кислоты и сульфатов осуществляется в восстановительной газовой среде (в продуктах неполного горения топлива), а во 2й ступени происходит дожигание продуктов неполного горения за счет подачи вторичного воздуха.

При огневой утилизации отработанных травильных растворов и гидролизной серной кислоты получают побочный продукт - порошкообразный оксид железа.

Если травильные растворы не загрязнены различными примесями, получаемый оксид железа применяется в производстве красителей, активных катодных масс, ферритных порошков, полирующих паст и т д.

Загрязненный оксид железа используется как металлургическое сырье.

В процессе регенерации травильных сернокислотных растворов образуется сульфат железа, который можно использовать непосредственно без дополнительной обработки как ядохимикат, а также для мелиорации почв и очистки сточных вод. Этот продукт может использоваться после соответствующей переработки как сырье для получения серы и оксида железа.

Существуют методы переработки сульфата железа в сернистый газ (а следовательно, в серную кислоту).

Разработа­на технология получения серной кислоты путем одновремен­ного сжигания сульфата железа и серы в реакторе с кипящим слоем.

Процесс проводят при температуре 900-1000 °С. Обра­зующиеся в процессе сжигания пульпы, состоящей из сульфата железа и серы, продукты сгорания (сернистый газ и вода) подвергаются очистке от пыли, охлаждаются до 290-300 °С и направляются на получение серной кислоты по классической схеме.

Кислотные аккумуляторы; чтобы больше не было отвратительно читать то что люди о них пишут

Случайно узрел

статью

с комментариями к ней, и так злость во мне закипела по поводу безграмотности людей в области кислотных (свинцовых в простонародье) аккумуляторов, что не выдержал и решил написать «гикам» (чтобы быть гиком, как оказывается, мало купить дорогой телефон) краткую статью об аккумуляторах. С рассмотрением тех ошибок, которые мне постоянно мусолят глаза и вызывают праведное желание их исправить.

Начнем с названия. Я очень часто вижу что тремя буквами А-К-Б называют все что можно зарядить, абсолютно любой аккумулятор. Особенно тремя буквами люди любят называть аккумуляторы типа Li-ion. На самом-же деле АКБ аббревиатура от Аккумуляторная Кислотная Батарея. Под ними подразумевается лишь один тип аккумулятора — свинцовый кислотный. С современной точки зрения это название вызывает некоторый когнитивный диссонанс т.к. на данный момент значение слова «батарейка» т.е. гальванического элемента который зарядить нельзя перешло на слово «батарея». И получается как будто бы из-за слова «аккумуляторная» это аккумулятор который зарядить можно, а из-за слова «батарея» это как будто батарейка которую зарядить нельзя. В реальности-же батарея — просто цепь гальванических элементов и со словом «батарейка» имеет общий лишь корень.

Далее перейдем к некоторым мифам, а именно главный миф — АКБ для автомобиля имеет некие существенные отличия от АКБ для ИБП. И вот нельзя их применять и там и там.

С химической точки зрения любые АКБ абсолютно одинаковы. Как-же они устроены? Очень кратко — если аккумулятор заряжен, то один электрод представляет собой свинцовую решетку с нанесенной на нее пастой из PbO2, второй -такую-же решетку с пастой губчатого свинца. Электролитом служит раствор серной кислоты. В процессе разряда PbO2 восстанавливается и взаимодействуя с серной кислотой образует PbSO4. Свинец на другом электроде окисляется и опять-же образует PbSO4. В конце разрядки мы имеем обе решетчатые пластины заполненные (более или менее) сульфатом свинца. При зарядке аккумулятора происходит электролиз и из сульфата свинца вновь образуется диоксид и металлический свинец. Конечно-же, тут нужно подчеркнуть, что электроды при этом не равны и путать их полярность не стоит т.к. еще на стадии производства в намазку электродов вводятся соответствующие добавки, улучшающие их эксплуатационные свойства. При этом добавки полезные для одного электрода вредны для другого. В очень старые времена, где-то в начале прошлого века, в условиях простых аккумуляторов, вероятно, была допустима переполюсовка аккумулятора по ошибке или с какими-то целями и он какое-то время после этого работал. В том что она допустима сейчас я сомневаюсь.

Таких ячеек в 12В аккумуляторе 6 шт, в 6В — 3 шт. и т.д. Многих вводит в заблуждение значение напряжения на аккумуляторах. Причем значений напряжения номинального, заряда, разряда. С одной стороны, аккумуляторы называются 12В (и 6В, 24В тоже есть, по-моему, даже 4В изредка встречаются) но на корпусе тех-же аккумуляторов для ИБП производитель указывает напряжение выше 13.5В.

Например:


Тут мы видим, что в форсированном режиме напряжение заряда может быть аж 15В.

Все разъяснит кривая напряжения на АКБ:

Слева мы видим напряжение для аккумулятора из 12 ячеек (24В номинальных), 6 (12В номинальных) и, самое полезное, для одной ячейки. Там-же отмечены области нежелательных напряжений при разряде/ заряде. Из кривой можно сделать выводы:

1 Напряжение 12В, 24В и т.д. являются номинальными и показывают лишь число гальванических ячеек (путем деления на два) в батарее. Это просто название для удобства.

2 Напряжение при заряде могут достигать 2.5 В/ ячейку что для 12В аккумулятора соответствует 15В.

3 Напряжение заряженной батареи считается допустимым при значении 2.1-2.2 В/ячейку, что для 12В аккумулятора соответствует 12.6-13.2В.

Теоретически, батарею можно зарядить и до значений 2.4 В/ячейку или даже немного выше, однако, такая зарядка будет негативно сказываться как на состоянии электродов, так и на концентрации электролита. Однажды, перед сдачей в утиль, я легко зарядил 12В батарею до напряжения ок. 14.5В (уже не помню точное значение).

Итак, автор статьи с которой я начал, решил, что напряжение заряда автомобильной АКБ и АКБ от ИБП отличаются. Это неверно, у них одинаковый тип электродов и одинаковая концентрация серной кислоты в электролите (подобранная давным-давно экспериментальным путем, чтобы предоставлять максимальное напряжение и минимальном саморазряде). Однако, что-же происходит в батарее, почему ее нельзя заряжать при слишком высоком значении напряжения?

Почему в автомобильную АКБ нужно подливать воду, а в АКБ от ИБП не нужно? Эти вопросы позволяют нам плавно перейти в область напряжения разложения воды. Как я написал выше, при зарядке аккумулятора происходит электролиз. Однако, не весь ток расходуется на превращение PbSO4 в PbO2 и Pb. Часть тока будет неизбежно расходоваться и на разложение воды, составляющей значительную часть электролита:

2H2O = 2H2 + O2

Теоретический расчет дает значение напряжения для этой реакции ок. 1.2В. Напоминаю, что напряжение на ячейке при заряде заведомо более 2В. К счастью, активно вода начинает разлагаться только выше 2В, а в промышленности для получения водорода и кислорода из нее процесс ведут и вовсе при 2.1-2.6В (при повышенной температуре). Как бы то ни было, тут мы приходим к выводу, что в конце процесса заряда АКБ будет неизбежно происходить процесс разложения воды в электролите на элементы. Образующиеся кислород и водород попросту улетучиваются из сферы реакции. Про них бытуют следующие мифы:

1. Водород крайне взрывоопасен! Перезарядишь аккумулятор и как минимум лишишься комнаты где тот был!

На самом деле, водорода в процессе электролиза выделяется ничтожно мало по сравнению с объемом комнаты. Водород взрывается при концентрации от 4% в воздухе. Если мы допустим, что электролиз ведется в комнате размером 3*3*3 метра или 27 метров куб., то нам понадобится наполнить помещение 27*0.04=1.1 метров куб. водорода. Для получения такого количества h3 нужно было бы полностью разложить ок. 49 моль воды или 884 грамма ее. Если кто-то наблюдал электролиз, то поймет насколько это много. Или попробуем перейти ко времени. При силе тока в стандартной зарядке для крупногабаритных АКБ в 6А, уравнение Фарадея дает время, необходимое для получения этого количества водорода, аж 437 часов или 18.2 дня. Чтобы наполнить комнату водородом до взрывоопасной концентрации нужно забыть про зарядку на 2 с половиной недели! Но даже если это случится, концентрация серной кислоты просто будет расти пока ее раствор не приобретет слишком высокое сопротивление для жалких 12В зарядки и сила тока не станет ничтожной. Да и водород попросту улетучится.

Очень редко случаются взрывы непосредственно в корпусах крупногабаритных АКБ из-за того, что выделяющийся водород по какой-то причине не может покинуть замкнутого пространства. Но и в этом случае нечего страшного не бывает — чаще всего взрыва хватает только на небольшую деформацию верхней части корпуса, но не на разрыв свинцовых соединений. И АКБ еще может работать дальше даже после таких повреждений.

2. При электролизе может образоваться смертельно ядовитый и, не менее взрывоопасный чем водород, сероводород!

Не наш, периодически попадался миф в англоязычных постах. Теоретически конечно возможно подать такое большое напряжение и создать т.о. такую большую силу тока, что на катоде начнется процесс восстановления сульфат-иона. Напряжение для этого будет достаточным, а продукты восстановления не будут успевать диффундировать подальше от электрода и восстановление будет идти дальше. Но зарядка в пределах десятка-трех вольт и с ограничением силы тока в 6А на такое едва ли способна. Однажды, я наблюдал процесс восстановления сульфата до SO2, да, это возможно; однокурсницы по ошибке что-то сделали не то во время опыта. Но это большая редкость т.к. там концентрация серной кислоты была заметно выше той, что используется в АКБ, была иная конструкция электрода и иной его материал и, естественно, напряжения и сила тока были были непомерными. И SO2 не H2S.

3. При электролизе мышьяк и сурьма из материала решеток будут восстанавливаться до ядовитых арсина и стибина!

Действительно, решетки содержат относительно много сурьмы, мышьяка в современных решетках, вероятно, нет вообще. При работе АКБ та решетка на которой происходит восстановление, т.е. катод, разрушению не может подвергаться. Выделяйся даже каким-то образом стибин, он бы тут-же взаимодействовал с PbSO4, восстанавливая его до металла.

Однако, некоторая практическая неприятность тут есть. Газообразные водород и кислород могут увлекать за собой капельки электролита, создавая аэрозоль серной кислоты. Аэрозоль серной кислоты, даже концентрированной, для человека не опасен и просто вызывает кашель. Однако, серная кислота — кошмар для тканей и бумаги. Стоит даже небольшому количеству серной кислоты попасть на одежду и там обязательно появятся дырки или ткань разорвется по этому месту. Через недели, если кислоты много, через месяц, но одежда истлеет.

Так что газовыделения опасаться не стоит с бытовой точки зрения или стоит, но нужно ориентироваться именно на аэрозоль серной кислоты.

Итак, вода начала разлагаться на водород кислород, ее в электролите становится все меньше, что-же дальше? Если это АКБ в котором электролит просто налит в виде слоя жидкости, то начнется повышение саморазряда из-за повышения концентрации серной кислоты. Занятно, что это будет сопровождаться небольшим повышением напряжения (концентрация кислоты растет) на ячейке. Именно поэтому автовладельцы должны постоянно контролировать концентрацию серной кислоты в своих АКБ (при помощи ареометра) и доливать туда воду. Процедура доливания воды — необходимая часть процесса обслуживания любой АКБ. Кроме одного их типа, и мы сейчас об этом поговорим.

Иметь аккумулятор в котором болтается слой едкой, по отношению к металлам, жидкости конечно-же неудобно, а потому попытки избавиться непосредственно от жидкости предпринимались давно, начались чуть ли не в первой половине 20-го века. К слову сказать, не то чтобы слой серной кислоты прямо плескался вокруг электродов. В реальности она неплохо распределена между электродами и окружающими их сепараторами даже в дешевых моделях. Итак, первым вариантом было использование стекловолокна. Достаточно просто окружить электроды стекловолокном которое пропитано серной кислотой и большинство проблем решится. Этот тип АКБ носит название AGM (absorbent glass mat) и таких АКБ для ИБП подавляющее большинство. Хотя такие АКБ малого форм-фактора и зачастую позиционируются как те, которые можно эксплуатировать в любом положении, с этим нельзя вполне согласиться. Вскрытие крышки стандартного дешевого AGM аккумулятора показывает, что никаких особых крышек там нет, а следовательно, электролит от вытекания удерживают лишь капиллярные силы. Я почти уверен, что если погонять AGM аккумулятор перевернутым вверх дном, то уже после одной зарядки из него польется серная кислота под давление газов.

Второй распространенный тип интереснее, это т.н. гелевые АКБ. А получаются они благодаря следующему. Если подкислять растворимые силикаты, то будет происходить выделение кремневой кислоты:

Na2SiO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SiO2 + H2O

Если исходный раствор силиката не отличается качеством, то кремневая кислота будет выделяться в виде стекловидной массы, но если он достаточно чист, то кремневая кислота осадится в виде красивого куска однородного полупрозрачного геля. На этом и основан способ получения гелевых АКБ — простое добавление силикатов к электролиту вызывает его затвердение в гелеобразную массу. Соответственно, вытекать оттуда уже нечему и АКБ действительно можно эксплуатировать в любом положении. Сам по себе процесс образования геля не повышает емкости АКБ и не улучшает его качеств, однако, производители его используют при производстве наиболее качественных моделей, а потому эти АКБ отличаются высоким качеством и большей емкостью. Занятно, что в обоих случаях носителем электролита является SiO2 в той или иной форме.

Оба типа АКБ объединяются в славный тип VRLA — valve-regulated lead-acid battery который и применяется в ИБП. Формально они считаются необслуживаемыми и терпящими эксплуатацию в любом положении, но это не совсем так. Более того, многие уже встречались с эффектом, когда буквально несколько мл воды возвращают к жизни, казалось бы, дохлую АКБ от ИБП. Так получается, потому что и эти аккумуляторы не капли не застрахованы от электролиза воды в электролите, а следовательно, и пересыхания. Все происходит точно так-же, как в крупногабаритных АКБ. А вот самые дорогие и крутые необслуживаемые АКБ содержат катализатор для рекомбинации выделяющихся газов обратно в воду и вот уже у них корпус действительно выполнен абсолютно герметичным. Обращаю внимание, что по-настоящему герметичным и необслуживаемым может быть и аккумулятор типа AGM и GEL, но они-же могут ими и не быть и не содержать катализатора рекомбинации кислорода и водорода. Тогда, несмотря на казалось бы продвинутую конструкцию, пользователю придется либо чаще покупать новые аккумуляторы, либо доливать воду при помощи шприца.

Хотелось бы добавить несколько слов о режимах разряда. Производители АКБ указывают какой ток максимально допустим для той или иной модели, но нужно понимать, что аккумулятор — просто смесь химических веществ и ЭДС генерируется исключительно химическим путем. Это не конденсатор который, по электрогидравлической аналогии, можно сравнить с неким механическим сосудом (с гибкой мембраной). Хотя АКБ могут выдавать очень большие значения силы тока, в реальности они лучше всего эксплуатируются как раз при небольших токах, что в разряде, что в заряде. Поэтому ИБП, рассчитанные на заряды небольших АКБ, при работе с крупногабаритными будут заряжать их в наиболее щадящем режиме. Впрочем, в течении далеко не одних суток. Интересно обратить внимание на то, что чем выше мощность ИБП, тем больше аккумуляторов последовательно предпочитает собирать производитель. Тут все логично — большие токи разряда маленькие АКБ выдерживают очень плохо.

Подводя итоги:

1. Малогабаритные и крупногабаритные АКБ идентичны по устройству.

2. Для подавляющего большинства АКБ любого размера доливание воды является необходимой частью текущего обслуживания.

3. Лишь немногие из дорогих моделей АКБ содержат механизм рекомбинации газов и могут быть названы действительно необслуживаемыми.

4. Сам по себе водород, который выделяется при заряде (а это равно постоянной работе в ИБП) АКБ, не является существенной угрозой или проблемой.

5. Нужно очень внимательно работать с АКБ, тщательно избегая пролива даже малейших капель электролита, или лишитесь одежды.

6. Разряд и заряд малыми токами являются наиболее предпочтительными режимами эксплуатации АКБ.

Какая кислота используется в аккумуляторах?

Задумывались ли вы когда-нибудь, действительно ли в аккумуляторе есть кислота, и если да, то что это? Если вы не знаете и хотите узнать больше о том, есть ли кислота, что это такое и почему она подходит для отработанных аккумуляторов, оставайтесь с нами.

Начнем сначала...

Вы знаете, что почти в 90% современных автомобилей наиболее популярны аккумуляторы свинцово-кислотные.

Грубо говоря, такая батарея состоит из коробки, в которой размещены пластины (обычно свинцовые) в ячейках, выполняющих роль положительного и отрицательного электродов.Эти свинцовые пластины покрыты жидкостью, называемой электролитом.

Масса электролита в батарее состоит из кислоты и воды.

Что такое аккумуляторная кислота?


Кислота в автомобильном аккумуляторе — серная. Серная кислота (химически чистая серная кислота) — крепкая, двухосновная, вязкая жидкость без цвета и запаха, плотностью 1,83213 г/см3.

Кислота в аккумуляторе не концентрируется, а разбавляется водой (водой дистиллированной) до соотношения 70% воды и 30% h3SO4 (серная кислота).

Почему эта кислота используется в батареях?


Серная кислота – наиболее активная неорганическая кислота, взаимодействует практически со всеми металлами и их оксидами. Без него будет совершенно невозможно разрядить и зарядить аккумулятор. Однако процесс загрузки и выгрузки зависит от количества дистиллированной воды, разбавляющей кислоту.

Или... Краткий обзор того, какая кислота содержится в батареях, выглядит следующим образом:

Каждая свинцово-кислотная батарея содержит серную кислоту.Эта (кислота) не чистая, а в разбавленном виде и называется электролитом.

Этот электролит имеет определенную плотность и уровень, который со временем снижается, поэтому его стоит регулярно проверять и при необходимости увеличивать.

Как контролируется электролит в аккумуляторе?


Чтобы убедиться в заботе об аккумуляторе автомобиля, рекомендуется регулярно проверять уровень и плотность рабочей жидкости (электролита).

Уровень можно проверить небольшой стеклянной палочкой или прозрачной внешней стороной простой ручки.Для измерения уровня отвинтите крышки аккумуляторного отсека (эта проверка возможна только при исправном аккумуляторе) и погрузите стержень в электролит.

Если пластины полностью покрыты жидкостью и если она составляет приблизительно 15 мм. над тарелками значит уровень хороший. Если пластины плохо покрыты, нужно немного поднять уровень электролита.

Вы можете сделать это, купив и добавив дистиллированную воду. Заливать очень легко (обычным способом), но будьте осторожны, чтобы не переполнить аккумулятор водой.

Используйте только дистиллированную воду, а не обычную воду. Обычная вода содержит примеси, которые не только значительно сокращают срок службы батареи, но при ее достаточном количестве могут напрямую ее отключать.

Для измерения плотности вам понадобится устройство, называемое ареометром. Это устройство обычно представляет собой стеклянную трубку с мерной шкалой снаружи и ртутной трубкой внутри.

Если у вас есть ареометр, просто опустите его на дно аккумулятора, соберите электролит (прибор работает как пипетка) и посмотрите, какие значения он покажет.Нормальная плотность 1,27 - 1,29 г/см3. и если ваше устройство показывает это значение, с плотностью все в порядке, но если значение неправильное, вам, вероятно, потребуется увеличить плотность электролита.

Как увеличить плотность?


При плотности менее 1,27 г/см3 необходимо увеличить концентрацию серной кислоты. Есть два варианта: либо купить готовый электролит, либо сделать электролит самостоятельно.

Если вы сосредоточитесь на втором варианте, вы должны быть очень, очень осторожны!

Перед началом работы наденьте резиновые перчатки и защитные очки и хорошо их защитите.Выберите помещение с достаточной вентиляцией и не допускайте детей во время работы.

Разбавление серной кислоты проводят в дистиллированной воде тонкой струей/струей. При заливке кислоты необходимо постоянно перемешивать раствор стеклянной палочкой. Когда закончите, вы должны накрыть вещество полотенцем, дать ему остыть и оставить на ночь.

Очень важно! Всегда сначала наливайте в чашу воду, а затем добавляйте в нее кислоту. Если вы измените последовательность, вы получите тепловую реакцию, и она сгорит!

Если вы собираетесь использовать аккумулятор в умеренном климате, соотношение кислота/вода должно быть 0,36 литра.кислоты на 1 л дистиллированной воды, а если климат более теплый, то соотношение составляет 0,33 л. кислоты на литр воды.

Примечание. В то время как вы можете увеличить плотность рабочей жидкости самостоятельно, более разумным решением, особенно если ваш аккумулятор старый, будет просто заменить его на новый. Таким образом, вам не придется беспокоиться о правильном разбавлении кислоты, а также об ошибке смешивания или заливки в аккумулятор.

Стало ясно, какая кислота в аккумуляторах, но опасна ли она?


Аккумуляторная кислота, хотя и разбавленная, является летучим и опасным веществом, которое не только загрязняет окружающую среду, но и может нанести серьезный вред здоровью человека.Вдыхание паров кислоты может не только затруднить дыхание, но и вызвать побочные эффекты в легких и дыхательных путях.

Длительное воздействие тумана или кислотных паров аккумуляторной батареи может привести к таким заболеваниям, как катаракта верхних дыхательных путей, коррозия тканей, заболевания полости рта и другие.

Эта кислота на коже может вызвать покраснение, ожоги и многое другое. Если он попадет в глаза, это может привести к слепоте.

Аккумуляторная кислота не только опасна для здоровья, но и вредна для окружающей среды. Выброшенный со свалки старый аккумулятор или разлитый электролит могут загрязнить грунтовые воды, вызвав экологическую катастрофу.

Поэтому рекомендации специалистов следующие:

  • всегда проверяйте уровень и плотность электролита в проветриваемых помещениях;
  • Если аккумуляторная кислота попала на руки, немедленно промойте их раствором воды и пищевой соды.


Соблюдайте необходимые меры предосторожности при работе с кислотой.

  • если плотность электролита низкая, то лучше обратиться в специализированный сервис и не пытаться делать это самостоятельно. Работа с серной кислотой без необходимой подготовки и знаний может не только навсегда повредить аккумулятор, но и навредить вашему здоровью;
  • Если у вас есть старый аккумулятор, не выбрасывайте его на помойку, а ищите специализированные свалки (или магазины, принимающие старые аккумуляторы).Поскольку аккумуляторы являются опасными отходами, их размещение на свалках или в контейнерах может привести к экологической катастрофе. Со временем аккумуляторный электролит прольется и загрязнит почву и грунтовые воды.


Перевозя старые батареи в специально отведенные места, вы не только заботитесь об окружающей среде и здоровье других людей, но и помогаете экономике, поскольку батареи можно перерабатывать.
Мы надеемся, что объяснили немного больше о том, какой тип кислоты используется в батареях и почему эта кислота используется.Мы также надеемся, что в следующий раз, когда вам понадобится заменить аккумулятор на новый, вы убедитесь, что старый используется для утилизации, чтобы он не загрязнял окружающую среду и не вредил здоровью людей.

Вопросы и ответы:

Какова концентрация кислоты в аккумуляторе? В свинцово-кислотном аккумуляторе используется серная кислота. Смешивается с дистиллированной водой. Содержание кислоты составляет 30-35% от объема электролита.

Для чего в аккумуляторе используется серная кислота? При зарядке положительные пластины высвобождают электроны, а отрицательные пластины принимают на себя оксид свинца.При разряде на фоне серной кислоты происходит обратный процесс.

Что произойдет, если аккумуляторная кислота попадет на кожу? При использовании электролита без средств защиты (перчаток, респиратора, очков) при попадании кислоты на кожу возникает химический ожог.

АНАЛОГИЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

.

Какая кислота используется в аккумуляторах?

Задумывались ли вы когда-нибудь, действительно ли в аккумуляторе есть кислота, и если да, то что это? Если вы не знаете и хотите узнать больше о том, есть ли кислота, что это такое и почему она подходит для отработанных аккумуляторов, оставайтесь с нами.

Начнем сначала...

Вы знаете, что почти в 90% современных автомобилей наиболее популярны аккумуляторы свинцово-кислотные.

Грубо говоря, такая батарея состоит из коробки, в которой размещены пластины (обычно свинцовые) в ячейках, выполняющих роль положительного и отрицательного электродов.Эти свинцовые пластины покрыты жидкостью, называемой электролитом.

Масса электролита в батарее состоит из кислоты и воды.

Что такое аккумуляторная кислота?


Кислота в автомобильном аккумуляторе — серная. Серная кислота (химически чистая серная кислота) — крепкая, двухосновная, вязкая жидкость без цвета и запаха, плотностью 1,83213 г/см3.

Кислота в аккумуляторе не концентрируется, а разбавляется водой (водой дистиллированной) до соотношения 70% воды и 30% h3SO4 (серная кислота).

Почему эта кислота используется в батареях?


Серная кислота – наиболее активная неорганическая кислота, взаимодействует практически со всеми металлами и их оксидами. Без него будет совершенно невозможно разрядить и зарядить аккумулятор. Однако процесс загрузки и выгрузки зависит от количества дистиллированной воды, разбавляющей кислоту.

Или... Краткий обзор того, какая кислота содержится в батареях, выглядит следующим образом:

Каждая свинцово-кислотная батарея содержит серную кислоту.Эта (кислота) не чистая, а в разбавленном виде и называется электролитом.

Этот электролит имеет определенную плотность и уровень, который со временем снижается, поэтому его стоит регулярно проверять и при необходимости увеличивать.

Как контролируется электролит в аккумуляторе?


Чтобы убедиться в заботе об аккумуляторе автомобиля, рекомендуется регулярно проверять уровень и плотность рабочей жидкости (электролита).

Уровень можно проверить небольшой стеклянной палочкой или прозрачной внешней стороной простой ручки.Для измерения уровня отвинтите крышки аккумуляторного отсека (эта проверка возможна только при исправном аккумуляторе) и погрузите стержень в электролит.

Если пластины полностью покрыты жидкостью и если она составляет приблизительно 15 мм. над тарелками значит уровень хороший. Если пластины плохо покрыты, нужно немного поднять уровень электролита.

Вы можете сделать это, купив и добавив дистиллированную воду. Заливать очень легко (обычным способом), но будьте осторожны, чтобы не переполнить аккумулятор водой.

Используйте только дистиллированную воду, а не обычную воду. Обычная вода содержит примеси, которые не только значительно сокращают срок службы батареи, но при ее достаточном количестве могут напрямую ее отключать.

Для измерения плотности вам понадобится устройство, называемое ареометром. Это устройство обычно представляет собой стеклянную трубку с мерной шкалой снаружи и ртутной трубкой внутри.

Если у вас есть ареометр, просто опустите его на дно аккумулятора, соберите электролит (прибор работает как пипетка) и посмотрите, какие значения он покажет.Нормальная плотность 1,27 - 1,29 г/см3. и если ваше устройство показывает это значение, с плотностью все в порядке, но если значение неправильное, вам, вероятно, потребуется увеличить плотность электролита.

Как увеличить плотность?


При плотности менее 1,27 г/см3 необходимо увеличить концентрацию серной кислоты. Есть два варианта: либо купить готовый электролит, либо сделать электролит самостоятельно.

Если вы сосредоточитесь на втором варианте, вы должны быть очень, очень осторожны!

Перед началом работы наденьте резиновые перчатки и защитные очки и хорошо их защитите.Выберите помещение с достаточной вентиляцией и не допускайте детей во время работы.

Разбавление серной кислоты проводят в дистиллированной воде тонкой струей/струей. При заливке кислоты необходимо постоянно перемешивать раствор стеклянной палочкой. Когда закончите, вы должны накрыть вещество полотенцем, дать ему остыть и оставить на ночь.

Очень важно! Всегда сначала наливайте в чашу воду, а затем добавляйте в нее кислоту. Если вы измените последовательность, вы получите тепловую реакцию, и она сгорит!

Если вы собираетесь использовать аккумулятор в умеренном климате, соотношение кислота/вода должно быть 0,36 литра.кислоты на 1 л дистиллированной воды, а если климат более теплый, то соотношение составляет 0,33 л. кислоты на литр воды.

Примечание. В то время как вы можете увеличить плотность рабочей жидкости самостоятельно, более разумным решением, особенно если ваш аккумулятор старый, будет просто заменить его на новый. Таким образом, вам не придется беспокоиться о правильном разбавлении кислоты, а также об ошибке смешивания или заливки в аккумулятор.

Стало ясно, какая кислота в аккумуляторах, но опасна ли она?


Аккумуляторная кислота, хотя и разбавленная, является летучим и опасным веществом, которое не только загрязняет окружающую среду, но и может нанести серьезный вред здоровью человека.Вдыхание паров кислоты может не только затруднить дыхание, но и вызвать побочные эффекты в легких и дыхательных путях.

Длительное воздействие тумана или кислотных паров аккумуляторной батареи может привести к таким заболеваниям, как катаракта верхних дыхательных путей, коррозия тканей, заболевания полости рта и другие.

Эта кислота на коже может вызвать покраснение, ожоги и многое другое. Если он попадет в глаза, это может привести к слепоте.

Аккумуляторная кислота не только опасна для здоровья, но и вредна для окружающей среды. Выброшенный со свалки старый аккумулятор или разлитый электролит могут загрязнить грунтовые воды, вызвав экологическую катастрофу.

Поэтому рекомендации специалистов следующие:

  • всегда проверяйте уровень и плотность электролита в проветриваемых помещениях;
  • Если аккумуляторная кислота попала на руки, немедленно промойте их раствором воды и пищевой соды.


Соблюдайте необходимые меры предосторожности при работе с кислотой.

  • если плотность электролита низкая, то лучше обратиться в специализированный сервис и не пытаться делать это самостоятельно. Работа с серной кислотой без необходимой подготовки и знаний может не только навсегда повредить аккумулятор, но и навредить вашему здоровью;
  • Если у вас есть старый аккумулятор, не выбрасывайте его на помойку, а ищите специализированные свалки (или магазины, принимающие старые аккумуляторы).Поскольку аккумуляторы являются опасными отходами, их размещение на свалках или в контейнерах может привести к экологической катастрофе. Со временем аккумуляторный электролит прольется и загрязнит почву и грунтовые воды.


Перевозя старые батареи в специально отведенные места, вы не только заботитесь об окружающей среде и здоровье других людей, но и помогаете экономике, поскольку батареи можно перерабатывать.
Мы надеемся, что объяснили немного больше о том, какой тип кислоты используется в батареях и почему эта кислота используется.Мы также надеемся, что в следующий раз, когда вам понадобится заменить аккумулятор на новый, вы убедитесь, что старый используется для утилизации, чтобы он не загрязнял окружающую среду и не вредил здоровью людей.

Вопросы и ответы:

Какова концентрация кислоты в аккумуляторе? В свинцово-кислотном аккумуляторе используется серная кислота. Смешивается с дистиллированной водой. Содержание кислоты составляет 30-35% от объема электролита.

Для чего в аккумуляторе используется серная кислота? При зарядке положительные пластины высвобождают электроны, а отрицательные пластины принимают на себя оксид свинца.При разряде на фоне серной кислоты происходит обратный процесс.

Что произойдет, если аккумуляторная кислота попадет на кожу? При использовании электролита без средств защиты (перчаток, респиратора, очков) при попадании кислоты на кожу возникает химический ожог.

АНАЛОГИЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

.

Какая кислота используется в аккумуляторах?

Задумывались ли вы когда-нибудь, действительно ли в аккумуляторе есть кислота, и если да, то что это? Если вы не знаете и хотите узнать больше о том, есть ли кислота, что это такое и почему она подходит для отработанных аккумуляторов, оставайтесь с нами.

Начнем сначала...

Вы знаете, что почти в 90% современных автомобилей наиболее популярны аккумуляторы свинцово-кислотные.

Грубо говоря, такая батарея состоит из коробки, в которой размещены пластины (обычно свинцовые) в ячейках, выполняющих роль положительного и отрицательного электродов.Эти свинцовые пластины покрыты жидкостью, называемой электролитом.

Масса электролита в батарее состоит из кислоты и воды.

Что такое аккумуляторная кислота?


Кислота в автомобильном аккумуляторе — серная. Серная кислота (химически чистая серная кислота) — крепкая, двухосновная, вязкая жидкость без цвета и запаха, плотностью 1,83213 г/см3.

Кислота в аккумуляторе не концентрируется, а разбавляется водой (водой дистиллированной) до соотношения 70% воды и 30% h3SO4 (серная кислота).

Почему эта кислота используется в батареях?


Серная кислота – наиболее активная неорганическая кислота, взаимодействует практически со всеми металлами и их оксидами. Без него будет совершенно невозможно разрядить и зарядить аккумулятор. Однако процесс загрузки и выгрузки зависит от количества дистиллированной воды, разбавляющей кислоту.

Или... Краткий обзор того, какая кислота содержится в батареях, выглядит следующим образом:

Каждая свинцово-кислотная батарея содержит серную кислоту.Эта (кислота) не чистая, а в разбавленном виде и называется электролитом.

Этот электролит имеет определенную плотность и уровень, который со временем снижается, поэтому его стоит регулярно проверять и при необходимости увеличивать.

Как контролируется электролит в аккумуляторе?


Чтобы убедиться в заботе об аккумуляторе автомобиля, рекомендуется регулярно проверять уровень и плотность рабочей жидкости (электролита).

Уровень можно проверить небольшой стеклянной палочкой или прозрачной внешней стороной простой ручки.Для измерения уровня отвинтите крышки аккумуляторного отсека (эта проверка возможна только при исправном аккумуляторе) и погрузите стержень в электролит.

Если пластины полностью покрыты жидкостью и если она составляет приблизительно 15 мм. над тарелками значит уровень хороший. Если пластины плохо покрыты, нужно немного поднять уровень электролита.

Вы можете сделать это, купив и добавив дистиллированную воду. Заливать очень легко (обычным способом), но будьте осторожны, чтобы не переполнить аккумулятор водой.

Используйте только дистиллированную воду, а не обычную воду. Обычная вода содержит примеси, которые не только значительно сокращают срок службы батареи, но при ее достаточном количестве могут напрямую ее отключать.

Для измерения плотности вам понадобится устройство, называемое ареометром. Это устройство обычно представляет собой стеклянную трубку с мерной шкалой снаружи и ртутной трубкой внутри.

Если у вас есть ареометр, просто опустите его на дно аккумулятора, соберите электролит (прибор работает как пипетка) и посмотрите, какие значения он покажет.Нормальная плотность 1,27 - 1,29 г/см3. и если ваше устройство показывает это значение, с плотностью все в порядке, но если значение неправильное, вам, вероятно, потребуется увеличить плотность электролита.

Как увеличить плотность?


При плотности менее 1,27 г/см3 необходимо увеличить концентрацию серной кислоты. Есть два варианта: либо купить готовый электролит, либо сделать электролит самостоятельно.

Если вы сосредоточитесь на втором варианте, вы должны быть очень, очень осторожны!

Перед началом работы наденьте резиновые перчатки и защитные очки и хорошо их защитите.Выберите помещение с достаточной вентиляцией и не допускайте детей во время работы.

Разбавление серной кислоты проводят в дистиллированной воде тонкой струей/струей. При заливке кислоты необходимо постоянно перемешивать раствор стеклянной палочкой. Когда закончите, вы должны накрыть вещество полотенцем, дать ему остыть и оставить на ночь.

Очень важно! Всегда сначала наливайте в чашу воду, а затем добавляйте в нее кислоту. Если вы измените последовательность, вы получите тепловую реакцию, и она сгорит!

Если вы собираетесь использовать аккумулятор в умеренном климате, соотношение кислота/вода должно быть 0,36 литра.кислоты на 1 л дистиллированной воды, а если климат более теплый, то соотношение составляет 0,33 л. кислоты на литр воды.

Примечание. В то время как вы можете увеличить плотность рабочей жидкости самостоятельно, более разумным решением, особенно если ваш аккумулятор старый, будет просто заменить его на новый. Таким образом, вам не придется беспокоиться о правильном разбавлении кислоты, а также об ошибке смешивания или заливки в аккумулятор.

Стало ясно, какая кислота в аккумуляторах, но опасна ли она?


Аккумуляторная кислота, хотя и разбавленная, является летучим и опасным веществом, которое не только загрязняет окружающую среду, но и может нанести серьезный вред здоровью человека.Вдыхание паров кислоты может не только затруднить дыхание, но и вызвать побочные эффекты в легких и дыхательных путях.

Длительное воздействие тумана или кислотных паров аккумуляторной батареи может привести к таким заболеваниям, как катаракта верхних дыхательных путей, коррозия тканей, заболевания полости рта и другие.

Эта кислота на коже может вызвать покраснение, ожоги и многое другое. Если он попадет в глаза, это может привести к слепоте.

Аккумуляторная кислота не только опасна для здоровья, но и вредна для окружающей среды. Выброшенный со свалки старый аккумулятор или разлитый электролит могут загрязнить грунтовые воды, вызвав экологическую катастрофу.

Поэтому рекомендации специалистов следующие:

  • всегда проверяйте уровень и плотность электролита в проветриваемых помещениях;
  • Если аккумуляторная кислота попала на руки, немедленно промойте их раствором воды и пищевой соды.


Соблюдайте необходимые меры предосторожности при работе с кислотой.

  • если плотность электролита низкая, то лучше обратиться в специализированный сервис и не пытаться делать это самостоятельно. Работа с серной кислотой без необходимой подготовки и знаний может не только навсегда повредить аккумулятор, но и навредить вашему здоровью;
  • Если у вас есть старый аккумулятор, не выбрасывайте его на помойку, а ищите специализированные свалки (или магазины, принимающие старые аккумуляторы).Поскольку аккумуляторы являются опасными отходами, их размещение на свалках или в контейнерах может привести к экологической катастрофе. Со временем аккумуляторный электролит прольется и загрязнит почву и грунтовые воды.


Перевозя старые батареи в специально отведенные места, вы не только заботитесь об окружающей среде и здоровье других людей, но и помогаете экономике, поскольку батареи можно перерабатывать.
Мы надеемся, что объяснили немного больше о том, какой тип кислоты используется в батареях и почему эта кислота используется.Мы также надеемся, что в следующий раз, когда вам понадобится заменить аккумулятор на новый, вы убедитесь, что старый используется для утилизации, чтобы он не загрязнял окружающую среду и не вредил здоровью людей.

Вопросы и ответы:

Какова концентрация кислоты в аккумуляторе? В свинцово-кислотном аккумуляторе используется серная кислота. Смешивается с дистиллированной водой. Содержание кислоты составляет 30-35% от объема электролита.

Для чего в аккумуляторе используется серная кислота? При зарядке положительные пластины высвобождают электроны, а отрицательные пластины принимают на себя оксид свинца.При разряде на фоне серной кислоты происходит обратный процесс.

Что произойдет, если аккумуляторная кислота попадет на кожу? При использовании электролита без средств защиты (перчаток, респиратора, очков) при попадании кислоты на кожу возникает химический ожог.

АНАЛОГИЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

.

Свойства электродов свинцово-кислотных аккумуляторов на основе сшитого стеклоуглерода

Реферат:

Свинцово-кислотная батарея представляет собой перезаряжаемый элемент с относительно простой конструкцией по сравнению с другими типами элементов. Основным конструктивным элементом батареи является аккумуляторный электрод (пластина). Наиболее распространенным типом электрода является плоский аккумуляторный электрод пастообразного типа. Он выполнен из токосъемника в виде сетки из свинцового сплава.Ферма заполнена массой, содержащей PbO2 в положительной пластине и губчатый свинец в отрицательной пластине. Электроды объединены в так называемую наборы. Комплект состоит из нескольких параллельно соединенных электродов одного знака, размещенных попеременно с пластинами противоположного знака. Электроды в наборе разделены сепараторами. В дальнейшем наборы пластин помещают в отдельные ячейки и соединяют друг с другом последовательно-параллельно. Аккумулятор залит электролитом, представляющим собой серную кислоту с концентрацией 36% - 40%.Помимо PbO2 и губчатого Pb, он также является активным материалом (участвует в электрохимических процессах, протекающих при зарядке и разрядке аккумуляторов). В связи с тем, что около 80% веса аккумулятора составляет свинец, основным недостатком свинцово-кислотного аккумулятора является его низкая удельная емкость. Именно поэтому в последние 20 лет в Лаборатории электрохимических источников энергии химического факультета Варшавского университета, ведутся интенсивные исследования легких углеродных материалов, являющихся альтернативой токосъемникам, традиционно изготавливаемым литьем из свинцовых сплавов.Одним из таких материалов, который может быть использован в технологии свинцово-кислотных аккумуляторов, является сетчатый стекловидный углерод (RVC). Этот материал имеет плотность примерно в 7 раз ниже, чем у металлического свинца. Он показывает гораздо большую химическую стойкость к концентрированной серной кислоте по сравнению с графитом. Характеризуется удельным сопротивлением в пределах 0,5 Ом*м. Эти особенности делают его перспективным базовым материалом для изготовления токосъемника в свинцово-кислотном аккумуляторе.Предметом работы являются как фундаментальные исследования в области электрохимии, так и исследования технологического значения в области гальваники и электрохимических источников энергии. Цели этой работы 1. Определение электрохимических свойств тонких слоев свинца в серной кислоте, полученных на подложке дискового Au-электрода, с особым акцентом на процессы анодной коррозии свинца. 2. Оптимизация процесса цинкования сшитого стеклоуглерода (СВУ) свинцом из двух типов гальванических ванн.Сравнение электрохимических свойств полученных покрытий с особым акцентом на процессы анодной коррозии свинца. 3. Получение электродов свинцово-кислотного аккумулятора с использованием в качестве токосъемного материала сшитого стеклоуглерода (СВУ) и ССВ, покрытого тонким слоем свинца. 4. Определение электрических параметров электродов нового типа в системе 2-вольтовых свинцово-кислотных элементов. На первом этапе была проведена серия экспериментов с использованием метода циклической вольтамперометрии и электронной микроскопии (СЭМ).Были испытаны тонкопленочные электроды Pb на подложке Au с толщиной слоя Pb от 0,05 мкм до 15 мкм. Испытания проводились в среде серной кислоты с концентрацией от 0,5 М до 5 М. Электроды испытывали в диапазоне потенциалов от потенциала выделения водорода до потенциала выделения кислорода. На основании анализа хроновольтамперометрических кривых было предложено использовать величину заряда сигнала окисления свинца в серной (VI) кислоте для относительного сравнения поверхностей свинцовых электродов.Доказано, что электрохимически активная поверхность при окислении свинца в сульфат свинца (II) зависит от концентрации электролита и максимальна в 1 М h3SO4. Этот результат коррелирует с самым высоким значением растворимости сульфата свинца в серной кислоте при данной концентрации. Показано влияние процессов перекристаллизации сульфата свинца при восстановлении PbO2 до PbSO4 на восстановление PbSO4 до металлического Pb. Определено также влияние концентрации электролита и анодного предела потенциалов на долговечность тонких слоев свинца в условиях многократной циклической поляризации, соответствующих условиям работы положительного электрода свинцово-кислотного элемента.Важным вопросом, который можно было бы решить в ходе фундаментальных исследований тонкопленочных Pb-электродов, является вопрос, связанный с сигналами, которые в специальной литературе называются «пиками экскурсионного типа». Эта реакция видна на вольтамперометрической кривой при поляризации в катодном направлении в виде анодного сигнала, наложенного на катодный сигнал восстановления оксидов свинца (IV). Исследовано влияние толщины слоя свинца на параметры сигнала «выбега» и сигналов восстановления PbO2.Полученные результаты подтвердили одну из литературных гипотез о том, что оксид свинца (II), расположенный в глубине коррозионного слоя под внешним слоем PbSO4, вступает в анодную реакцию. Следует заключить, что продуктом анализируемой анодной реакции является оксид свинца со степенью окисления, промежуточной между (I) и (II). С помощью точно подобранного предела потенциала со стороны анода и концентрации электролита в диапазоне 3M - 5M контролировали состав коррозионного слоя по содержанию полиморфных модификаций -PbO2 и β-PbO2.В результате удалось разделить сигналы восстановления этих двух оксидов. На основании полученных результатов было доказано, что анодный сигнал «экскурсия» представляет собой один пик окисления, наложенный на один или два сигнала восстановления полиморфных модификаций оксида свинца (IV). На втором этапе работы было предпринято получение свинцовых покрытий на пористом катоде из сшитого стеклоуглерода (СВУ). На этом этапе сравнивались два типа электролитов для гальванического покрытия свинцом. Электролит первого типа представлял собой щелочной раствор ацетата свинца в натриево-калиевом тартрате с содержанием свинца ниже 50 г/л и рН>14.Этот электролит в промышленности не используется, его применение заключалось в получении порошковых покрытий, в структуре которых наблюдаются отдельные кристаллы Pb. Исследовано влияние зависимости текущих параметров процесса гальванического осаждения на кристаллическую форму покрытия. Размер кристаллов свинца и степень покрытия поверхности увеличиваются с увеличением плотности тока до 4 А/дм2. Покрытия с наилучшей степенью покрытия и наименьшими кристаллами были получены при использовании катодного тока с импульсной формой волны и параметрами импульса t = 0,5 с, j > 7 А/дм2.Толщина покрытий, полученных из ацетатного электролита, которые могут быть использованы при производстве электродов в свинцово-кислотном аккумуляторе, не превышает 15 мкм. Электролитом второго типа служил коммерчески доступный раствор метансульфоната свинца с рН <1. Электролит содержал ряд органических поверхностно-активных веществ (неионогенных поверхностно-активных веществ). Сплошные и блестящие покрытия из этого типа электролита получают при катодной силе тока 0,5–4,0 А/дм2. Толщина покрытий, полученных из этого типа электролита, может достигать нескольких сотен микрометров без потери когерентности.Электрохимические испытания покрытий методом циклической хроновольтамперометрии показали, что порошковое покрытие, полученное из ацетатной ванны, имеет в несколько раз большую развитость поверхности. Оно более подвержено деградации под влиянием процессов анодной коррозии свинца, чем покрытие той же толщины, полученное из ванны метансульфоната. Производство электродов свинцово-кислотного аккумулятора на основе РВК и РВК, оцинкованных свинцом, осуществлялось с использованием технологии и подложек, поставляемых отечественным производителем аккумуляторов JENOX Sp.о.о. Электроды были испытаны в системе гибридных ячеек емкостью 2 Ач. В этой схеме испытательный электрод помещается между двумя электродами противоположного знака. Основным параметром, влияние которого на электрическую работу исследовалось, была толщина свинцового слоя. Толщина слоя выбиралась с учетом коррозионных процессов, происходящих на пределе рабочего потенциала положительной пластины, которые ухудшают долговечность этой пластины. Отрицательные электроды состояли из матрицы РВК, не покрытой свинцом и покрытой слоем свинца толщиной 15 мкм.Матрица RVC положительных электродов была покрыта свинцом толщиной от 20 до 140 мкм. В случае отрицательной пластины наличие свинцового гальванического слоя влияет на разрядное напряжение и разрядную емкость (зависимость Пейкерта), но не влияет на механическую долговечность электрода в рабочих циклах. В случае положительного электрода показано влияние толщины свинцового слоя на значения напряжения и разрядной емкости, а также на срок службы электрода в условиях циклического заряда и разряда.По результатам электрохимических и микроскопических испытаний РЭМ показано, что при 100% разряде номинальным 20-часовым током долговечность положительного электрода определяется долговечностью гальванического слоя, если его толщина менее 60 мкм. По результатам индивидуальных испытаний положительных и отрицательных пластин в гибридной ячейке были сконструированы ячейки-прототипы 2 В, содержащие одну положительную пластину с матрицей РВК, покрытую слоем свинца, и отрицательную пластину, выполненную на основе чистого РВК.Полученные элементы характеризовались улучшенным показателем удельной емкости (при 20-часовом разряде), рассчитанным на массу комплектного элемента, по сравнению со стандартными конструкциями. В среднем она составила 24 Ач по сравнению со стандартным значением в диапазоне 14-18 Ач. Срок службы ячеек при циклической работе ограничен сроком службы положительной пластины. Результаты исследований, сохраненные в ходе этой работы, были опубликованы в четырех научных публикациях и являются предметом двух польских патентов и одной патентной заявки.

.

Свинцово-кислотные аккумуляторы | EP.com.pl

Хотя ключевые характеристики свинцово-кислотных аккумуляторов слабее, чем у большинства других аккумуляторов, низкая цена делает их по-прежнему самыми популярными аккумуляторами. свинцовые аккумуляторы обычно используются для привода электрических вилочных погрузчиков, тележек для гольфа, электрических скутеров и т. д.

В этих приложениях они работают циклично: загружаются и выгружаются попеременно. свинцово-кислотные аккумуляторы широко используются в оборудовании бесперебойного питания, начиная от небольших домашних ИБП и заканчивая мощными системами в серверных.

В этих приложениях свинцово-кислотные аккумуляторы работают в так называемом буферном режиме: они постоянно подключены к зарядному устройству, которое поддерживает «буферное напряжение» на аккумуляторе и всегда готово отдать энергию в случае разряда. отключение электричества.

Аналогично работают кислотные аккумуляторы в автомобилях.Во время работы двигателя регулятор генератора поддерживает заданное напряжение (14,4 В) на аккумуляторе, чтобы обеспечить его полный заряд.

Принцип работы

Рис. 1. Зависимость эффективности зарядки от степени заряда (вверху) и зарядного тока (внизу)

Напомним, что в свинцово-кислотном аккумуляторе основой накопления энергии является обратимое превращение металлического свинца (и оксида свинца) в сульфат свинца (PbSO 4 ), происходящее с участием электролита, т.е. довольно крепкий, 37% раствор серной кислоты (H 2 SO 4 ).

Проще говоря, в полностью заряженном аккумуляторе электролит из серной кислоты имеет максимальную плотность. При разрядке аккумулятора образуется сульфат свинца и снижается концентрация кислоты в электролите. В полностью разряженном аккумуляторе концентрация кислоты равна нулю, а электролитом является … (дистиллированная) вода.

В сумме эти обратимые химические процессы можно записать как:

PB + SO 4 2- → PBSO 4 + 2E - + 2E -
PBO 2
+ 2e - + 4H + + SO 4 2- → PBSO 4 + 2Н 2 О

Можно сказать, что при зарядке электричество «разбивает» сульфат свинца (PbSO 4 ), так что электролит содержит все больше и больше серной кислоты.Проблема в том, что когда все частицы сульфата свинца «сломаны», т.е. когда батарея полностью заряжена, дальнейшая подача электричества вызывает «разрыв» молекул воды (H 2 O), в результате чего образуется газообразного кислорода и газообразного водорода. Этот процесс называется газированием батареи.

Номинальное напряжение одного свинцово-кислотного элемента составляет 2 В. 6-вольтовые аккумуляторы состоят из трех элементов, называемых ячейками.элемент), а 12-вольтовый - из 6 элементов (точнее, номинальное напряжение 2,1 В, отсюда и напряжение накала 6,3 В для электронных ламп, часто обогреваемых батареями).

Рисунок 1 содержит важную информацию по основной теме статьи. Нижняя часть показывает, что в типичных условиях эффективность зарядки превышает 95%, т.е. почти вся загруженная энергия сохраняется, и только несколько процентов подводимой энергии преобразуется в тепло. В верхней части рисунка показаны наиболее важные и тревожные данные.

А именно КПД падает, когда батарея полностью заряжена. На самом деле очевидно, что когда вся активная масса батареи прореагировала, заряжать нечего, а когда ток продолжает течь и подается энергия, она не может быть использована и частично превращается в тепло, а частично вызывает электролиз воды, то есть выделение газов.

Настораживает то, что эффективность зарядки начинает снижаться уже после зарядки примерно до 75%.Это означает, что особое внимание следует уделить заключительному этапу зарядки. Особенно это касается версии с герметичным корпусом.

Типы кислотных аккумуляторов

Фото 2. Аккумуляторы с вилками

В классических батареях каждая ячейка имеет пробку-клапан. По сей день выпускаются аккумуляторы, т.н. сухозарядные, которые перед первым применением необходимо заполнить электролитом (плотностью 1,28 г/см³), а затем дистиллированной водой, когда уровень электролита упадет ниже отмеченного минимума.На фото 2 показаны аккумуляторы с заглушками, позволяющими доливать воду.

При зарядке старых аккумуляторов этого типа нужно было откручивать пробки для выхода газов изнутри. В более новых откручивать пробки не нужно, потому что встроенные вентили будут выпускать лишние газы. В любом случае аккумуляторы , оснащенные вилками, не требуют особых условий зарядки. Когда они перезаряжены и в процессе газации часть воды превращается в кислород и водород, вы можете легко решить проблему, добавив дистиллированную воду.

В старых аккумуляторах контроль плотности электролита ареометром позволял определить степень заряда (при полной зарядке 1,26...1,28 г/см³, при разрядке близкой к 1 г/см³), а добавление воды представляло собой обычная и необходимая практика. Для подзарядки таких старых батарей использовались примитивные выпрямители, содержащие только трансформатор и выпрямительный мост.

Рисунок 3. Простые зарядные устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов

Аккумулятор заряжался пульсирующим током, поэтому с большой переменной составляющей.Для регулирования тока использовались либо отводы трансформатора, либо проволочные резисторы на вторичной стороне, либо в простейшем случае лампочка, включенная последовательно с первичной обмоткой - рис. 3.

Такие старые аккумуляторы не боялись перезаряда. Сопутствующее выделение газа не повредило батарею, только электролиз и потеря воды. Достаточно было время от времени доливать дистиллированную воду.

Технический прогресс, в том числе использование кальция в качестве добавки вместо сурьмы, позволил создать батареи , в которых при надлежащих условиях эксплуатации очень малы потери воды.Разработаны так называемые необслуживаемые батареи. Сам термин «необслуживаемый» означает лишь то, что потери воды невелики и производитель не предусматривает необходимость доливки воды.

Фото 4. Необслуживаемый автомобильный аккумулятор с «волшебным глазом» (Centra Futura)

Однако во многих «необслуживаемых» есть возможность долить воду. Существуют и полностью необслуживаемые версии, не имеющие заглушек для заливки воды, но зато в большинстве напорные вентили или один общий вентиль для отвода избыточных газов в случае перезарядки.

Эти клапаны защищают от взрыва и предотвращают утечку электролита в случае опрокидывания аккумулятора. Однако в каждом сильно перезаряженном свинцово-кислотном аккумуляторе , конечно, будет интенсивное газовыделение и потеря воды, которую невозможно восполнить в полностью необслуживаемом из-за отсутствия пробок.

Современные автомобильные аккумуляторы часто имеют так называемый встроенный аккумулятор. «магический глаз», цвет которого примерно определяет состояние аккумулятора (зеленый — исправен, черный — нужно зарядить, белый — повреждение, дефицит электролита).Для любопытства, это не электронная схема, а простой измеритель плотности и уровня электролита с... зеленым шариком. На фото 4 показан необслуживаемый автомобильный аккумулятор с «волшебным глазом» (Centra Futura).

лари и AGM

Фото 5. Примеры аккумуляторов AGM

Для многих применений требуются батареи , которые безопасны в эксплуатации, полностью герметичны и не пропускают агрессивную кислоту.Полученные батареи называются батареями VRLA (клапанно-регулируемые свинцово-кислотные батареи), иногда называемыми SLA (герметичные свинцово-кислотные батареи). В основе здесь лежит не только использование герметичных клапанов, но и улавливание электролита в элементах.

Известны два типа аккумуляторов VRLA , а именно более популярный AGM и гораздо менее распространенный гелевый (GEL).

AGM расшифровывается как «Absorbed Glass Mat». В ячейках между пластинами находится стекловата (мат), в которую улавливается едкий электролит.На фото 5 показаны разные аккумуляторы AGM . С другой стороны, в гелевых батареях (фото 6) электролит находится в виде геля, благодаря добавлению кремнезема.

Фото 6. Примеры гелевых аккумуляторов

Обычный пользователь не заметит разницы между AGM и гелевыми "на глаз", т.к. их конструкция и корпус могут быть одинаковыми, как показано на фото 7 (аккумуляторы Camden из Великобритании). Часто маркировка AGM на аккумуляторе отсутствует; надпись GEL не всегда есть на геле.Такие герметичные аккумуляторы ошибочно называют «гелевыми», хотя наиболее распространенными являются аккумуляторы AGM.

Различия между AGM и гелевыми аккумуляторами в основном заключаются в сроке службы и рекомендуемых условиях зарядки и разрядки. Как правило, большинство гелевых не могут работать при больших токах, поэтому, например, для ИБП обычно используются батареи AGM . Гелевые же обычно служат дольше, но только при более мягких условиях эксплуатации.Однако есть гелевые аккумуляторы для тяжелой циклической работы и глубокого разряда — пример на фото 8.

Следует очень четко подчеркнуть, что, с одной стороны, преимуществом AGM и гелевых аккумуляторов является герметичность и необслуживаемость, а с другой стороны, они требуют тщательно подобранных условий зарядки. Они хоть и имеют клапаны, но сработают они только в случае отказа, когда произойдет перезаряд и сильное газообразование.

Фото 7. Обычный пользователь не заметит разницы между AGM и гелевыми "на глаз", т.к. их конструкция и корпус могут быть одинаковыми

С другой стороны, при правильной зарядке выделяется определенное количество газов, повышается давление, но благодаря наличию катализатора происходит рекомбинация, т.е. повторное превращение водорода и кислорода в воду.Клапаны закрыты и откроются только при значительном увеличении давления при сильном газовыделении из-за перезарядки.

Вы должны знать, что даже однократный сильный перезаряд всегда очень вреден и может необратимо снизить емкость аккумулятора AGM и гелевого аккумулятора . В то время как в случае старых, классических, открытых аккумуляторов газообразование разрешалось, газообразование не должно допускаться в AGM и гелевых аккумуляторах.

Фото 8.Гелевые аккумуляторы для тяжелых циклов и глубокого разряда

Очень вреден, особенно в аккумуляторах AGM , также переразряд. Существует несколько неблагоприятных явлений, в том числе так называемая сульфатация, т.е. образование непроводящего слоя из непроводящих кристаллов сульфата свинца внутри аккумулятора . Даже однократный «разряд в ноль вольт» может вызвать серьезную необратимую потерю емкости (такой разряженный аккумулятор следует зарядить как можно быстрее).

Поэтому одинаково важно не перезаряжать и не переразряжать батарею. Это на самом деле просто. Для предотвращения перезарядки достаточно ограничить зарядное напряжение до безопасного значения. Для предотвращения чрезмерного разряда стоит использовать систему сигнализации падения напряжения, а там, где это возможно (при меньших рабочих токах), добавить систему автоматического отключения.

Сама идея проста. Однако оптимальное использование аккумуляторов AGM и Gel требует определенных знаний и соответствующего оборудования.Прежде чем мы углубимся в детали, еще одна важная деталь.

Использование по назначению ...

Рисунок 9. Зависимость срока службы батареи от глубины разряда

Нетрудно заметить, что автомобильный аккумулятор данной емкости однозначно дешевле "неавтомобильного" аккумулятора такой же емкости. В первую очередь это связано с тем, что автомобильный аккумулятор рассчитан на эксплуатацию в относительно мягких условиях.

Хотя перепады температуры при его использовании большие, от -20°С до более чем +40°С, в автомобиле он постоянно заряжается от генератора и регулятора, при этом напряжение поддерживается на уровне 14,4 В, а ток составляет не часто возвращается назад очень часто , конечно, большой ток в течение нескольких секунд во время запуска и небольшие токи во время простоя.

В результате автомобильные аккумуляторы являются относительно хрупкими и не подходят для тяжелых циклов, когда они почти полностью разряжаются после зарядки, поэтому они не подходят, например, для привода электрических вилочных погрузчиков и тележек для гольфа или для привода электродвигателей для рыбацкие лодки. При интенсивном циклировании (зарядка/полная разрядка) они просто будут иметь прискорбно короткий срок службы и потеряют емкость после небольшого количества циклов.

Для тяжелых циклических работ, например, в вилочных погрузчиках или тележках для гольфа, производятся так называемые тяговые батареи, которые являются более прочными, но и более дорогими. Однако конкретного предела здесь нет, и автомобильный аккумулятор большой емкости , который будет разряжаться не полностью, а только частично, может работать и за счет привода, например, двигателя рыбацкой лодки.

Срок службы сильно зависит от глубины разряда. Эта концепция показана на рис. 9 для аккумуляторов AGM .Если мы хотим увеличить срок службы, мы должны получить батарею с емкостью большей, чем требуется, и никогда не разряжать ее полностью.

Существует множество типов «неавтоматических» свинцово-кислотных аккумуляторов (фото 5...8). Все они подходят для мягких буферных условий. Но не все они подходят для тяжелых цикличных работ — здесь следует использовать предназначенные для такой работы «усиленные» варианты, которые заведомо дороже. Например, в то время как 100-ампер-час автомобильный аккумулятор от разумной компании можно купить значительно меньше, чем 500 злотых, за аккумулятор глубокого разряда 12 В / 100 Ач (тяговый) вы должны заплатить от 750 до более 1000. зл.

Что касается самых популярных герметичных аккумуляторов AGM , то многие из них предназначены в основном для работы в системах резервного питания в относительно мягких условиях. В карточках каталога можно проверить, подходит ли (рекомендуется) данный тип также для циклической работы.

Также важно знать, что отдельные производители предлагают несколько, а то и десяток серий (семейств) гелевых аккумуляторов , различающихся по параметрам:в. именно способность работать циклично и долговечность. Например, у Yuasa кроме базовой серии NP есть еще "долгожители" серии NPL и серии NPC, YPC, En, ENL, UXF, FXH.

Europower

, в дополнение к базовой серии EP, предлагает серии EPL, EV, EH, EPS, UPS, EC и другие. MW Power, рядом с MW, имеет серии MWL, MWS, MWH, LMRA, . Аккумуляторы CSB доступны в серии GP, а также GPL, HR, TPL, EVX, EVH ... в более сложных условиях эксплуатации они могут получается экономичнее.Возвращаемся к вопросу зарядки и разрядки.

Защита от разрядки

Рис. 10. Простое решение для защиты аккумулятора (AVT-772)

Что касается защиты от переразряда, каталоги содержат разрядные кривые и показывают минимальные разрядные напряжения. Пределы разряда 1,75 В/ячейка являются общепринятыми, т. е. 10,5 В для батареи 12 В.

На рынке есть оповещатели, предупреждающие о разрядах ниже 10,5 В, и различные системы защиты с реле или полевыми МОП-транзисторами, отключающими нагрузку при чрезмерном падении напряжения.Обычно это очень простые системы и сделать их своими руками можно несравнимо дешевле. Простое решение с P MOSFET было представлено в EdW — набор AVT-772. Диаграмма на рисунке 10b. После замены транзистора (обязательно MOSFET P) на тип с меньшим сопротивлением максимальный ток будет соответственно выше. Например, можно использовать дешевый и популярный IRF4905 с максимальным током свыше 70 А и сопротивлением R DSon 20 мОм.

В одном из первых выпусков EdW (4/1996) была представлена ​​очень простая схема защиты для батареи с использованием гораздо более популярного MOSFET N.Мы еще вернемся к этой полезной схеме.

Защита от перегрузки

Рисунок 11. Максимальный ток заряда аккумулятора (часть паспорта)

В принципе, все очень просто, потому что свинцово-кислотные аккумуляторы имеют очень важное преимущество, заключающееся в том, что напряжение отражает состояние заряда. Чтобы избежать перезарядки, просто не превышайте указанное напряжение.

Зарядный ток обычно в пределах 0,1С.0,3 С (в отдельных случаях до 0,4 С), что численно равно 10 %...30 % емкости аккумулятора (С), выраженной в ампер-часах. Например, для аккумулятора емкостью С=7 Ач ток 0,1 Кл равен 0,7 А, а 0,4 Кл равен 2,8 А.

Обычно в техпаспорте указывается максимальный зарядный ток данной батареи - пример на рисунке 11 относится к популярным батареям AGM Europower базовой серии EP. Например, максимальный зарядный ток 12-ампер-часовых аккумуляторов составляет 3,6 А, то есть 0,3 Кл (30% от численного значения емкости).

Зарядка при 0,3 С в течение 3 часов 20 минут в час обеспечит батареи при номинальном заряде (С). Из-за несовершенной эффективности батареи (рис. 1) отдаваемый заряд должен быть больше

Кл.

Зарядка постоянным током в течение заданного времени до заряда определенного количества заряда (120% от номинальной емкости) рекомендуется для некоторых других аккумуляторов, например NiCd или NiMH, но практически неприемлема для AGM и гелевых аккумуляторов ( разве что для контролируемой перезарядки при длительном хранении).

Рисунок 12. Схема зарядного устройства с ограничителем тока

Заряд постоянным током в течение прошедшего времени, возможно, будет приемлем при низком зарядном токе, значительно ниже 0,1 C (10% от численного значения емкости). Однако это также влечет за собой риск отравления газом. Проблема в том, что напряжение свинцового аккумулятора повышается и при значительном токе превысит допустимый уровень, а это вызовет интенсивное газовыделение.

Теоретически можно использовать любой примитивный выпрямитель, как показано на рисунке 3, контролировать напряжение вольтметром и отключать заряд при повышении напряжения до предельного значения.На практике такой способ управления не сработает. Участие человека должно быть исключено. Кроме того, многие производители сообщают, что гелевые аккумуляторы AGM и следует заряжать «ровным» постоянным током с как можно меньшей пульсацией.

Поэтому для кооперации с гелевыми аккумуляторами и AGM используются зарядные устройства, являющиеся по сути стабилизаторами определенного напряжения, обычно также содержащие схему ограничения тока.

Рисунок 13. Ход самой популярной процедуры зарядки CCCV (постоянный ток, постоянное напряжение)

Схема зарядного устройства с ограничителем тока представлена ​​на рисунке 12.В начальной фазе зарядки батарея заряжается постоянным током, определяемым номиналом резистора R3 (I ~ 0,7 В/R3). Когда падение напряжения на R3 приближается к 0,7 В, T1 начинает открываться, и напряжение снижается настолько, чтобы поддерживать постоянный ток.

На этом начальном этапе в зарядном устройстве работает ограничитель тока, и напряжение постепенно увеличивается. Когда напряжение достигает значения, определяемого R1 и R2+P1, зарядное устройство начинает работать как обычный стабилизатор напряжения с блоком LM317 в простейшем приложении.Напряжение больше не увеличивается, и это приводит к тому, что когда аккумулятор близок к полному заряду, ток начинает плавно уменьшаться, практически до нуля.

Рисунок 14. Зарядные характеристики

Ход этой наиболее популярной процедуры зарядки, называемой CCCV (постоянный ток, постоянное напряжение), показан на рис. 13. Предотвращение чрезмерного повышения напряжения эффективно предотвращает газообразование. Метод CCCV также заряжает литиевые аккумуляторы (Li-Ion, LiPo, LiFePO4), только допустимые токи и напряжения разные.

В основном обсуждался вопрос максимального зарядного тока. Стоит, однако, отметить, что в каталогах приведены характеристики такого заряда при относительно небольшом токе 0,1 В. Пример на рисунке 14. При таком токе время заряда составляет 15...20 часов, что в многие случаи были бы неприемлемо длинными.

Вы можете сократить время зарядки, увеличив ток до максимального значения по каталогу. Также тогда время заряда будет в 1,5...2 раза больше, чем это получится из деления номинальной емкости С на зарядный ток (ограничитель).Как видите, базовая электроника зарядных устройств может быть и проста. Однако проблема напряженности остается.

Циклический и буферный режим

Фото 15. На некоторых корпусах аккумуляторов указан максимальный зарядный ток и два диапазона напряжения

На некоторых аккумуляторах на корпусе указан максимальный зарядный ток и два напряжения, или фактически два диапазона напряжений. Пример на фото 15.

Допустимое использование циклического напряжения относится к циклической работе, т. е. когда батарея заряжается в течение от нескольких до нескольких часов, а затем разряжается в течение более длительного или более короткого времени.Примером может служить аккумулятор от электросамоката, который работает циклически.

Использование в режиме ожидания — это так называемый буферная работа, когда батарея всегда под напряжением, готовая к работе. Типичным примером является ИБП. Еще один пример резервного источника питания для домашней сигнализации. Затем аккумулятор все время подключен к зарядному устройству-блоку питания, поэтому неудивительно, что напряжение ниже, чем при циклической работе.

Как видно на фото 15, напряжение в плавающем режиме должно быть 13,5.13,8 В, при циклической работе конечное зарядное напряжение может быть 14,4...15,0 В. Поскольку 12-вольтовая батарея имеет шесть ячеек, это дает 2,25...2 в буферном режиме, 30 В/ячейка, а в циклический режим 2,4...2,5 В/кл.

Проблема с температурой

Рисунок 16. Переходная характеристика диода 1N4148

Указанные диапазоны конечного напряжения обычно относятся к температуре 20 °C. Если, с другой стороны, температура батареи отличается, необходимо отрегулировать зарядное напряжение.И начинается беда. Разные фирмы дают несколько разные данные по температурной компенсации.

В различных источниках можно встретить информацию о том, что в аккумуляторной батарее напряжение каждой ячейки должно изменяться с коэффициентом от -3 до -6 милливольт на градус Цельсия. Это означает, что при более низких температурах зарядное напряжение должно быть выше, иначе батарея не будет полностью заряжена. При более высоких температурах зарядное напряжение следует уменьшить, так как повышение температуры снижает порог газообразования и возникает риск так называемоготепловой разгон.

Ну ситуация аналогична полупроводниковому диоду, где прямое напряжение постоянно, прямой ток увеличивается с повышением температуры. Для диода 1N4148 это проиллюстрировано на рисунке 16: при постоянном напряжении на диоде 0,6 В, при температуре -25°С ток составит около 0,15 мА, при температуре +25°С возрастет до свыше 1 мА, а при температуре +125°С превышает 20 мА.

При увеличении тока также увеличивается мощность потерь и количество выделяемого тепла, что дополнительно увеличивает температуру перехода.Более высокая температура перехода еще больше увеличивает протекающий ток. При более высоких токах возникает положительная обратная связь, которая может привести к чрезмерному нагреву и повреждению. То же самое относится и к свинцово-кислотному аккумулятору .

У диодов и биполярных транзисторов эта проблема возникает при их параллельном соединении, тогда как у свинцово-кислотных аккумуляторов проблема теплового пробоя может возникнуть даже при использовании зарядного устройства с ограничением напряжения, если температура слишком высока и время зарядки ток высокий.

Рисунок 17. Зависимость зарядного напряжения от температуры

На практике это в основном относится к циклической работе, где если мы хотим максимально быстро зарядить аккумулятор , то работаем с максимально большими, максимально допустимыми зарядными токами, порядка 0,2...0,3 Кл. буферная работа, проблема возникает редко, потому что обычно рабочая температура ниже, а зарядный ток ниже, часто на 0,1 C или меньше.

В любом случае, проблема термического пробоя герметичных гелевых аккумуляторов и AGM при циклической работе представляет собой значительный риск, который нельзя недооценивать.

В некоторых техпаспортах приведены значения теплового коэффициента, чаще всего -3 мВ/°С на ячейку для буферной работы и -5 мВ/°С на ячейку для циклической работы. Для 12-вольтовой батареи это соответствует -18 В/°С и -30 мВ/°С соответственно. Можно найти информацию, что тепловой коэффициент должен быть адаптирован не только к режиму работы (циклический/буферный), но и... к температуре.

При более низких температурах коэффициент тепловой коррекции должен быть больше.Еще в других техпаспортах можно найти графики, и их нелинейный ход говорит о том, что вопрос термокомпенсации достаточно сложен. У вас есть пример на рисунке 17.

Однако зарядное устройство не всегда может иметь цепь датчика температуры для корректировки зарядного напряжения. Например, если батарея будет работать в качестве буфера в системе охранной сигнализации в квартире, то можно предположить, что диапазон ожидаемых изменений температуры окружающей среды и батареи составит 15°С, от +15°С до +30°С, т.е. 22,5°С ±7,5°С.

Рисунок 18. Узкие ограничения для циклов и буферизации

Принимая у батареи 12 В для буферного режима тепловой коэффициент -18 мВ/°С, при изменении температуры на 15 градусов мы должны изменить напряжение батареи на 270 мВ (0,27 В). Между тем, как мы видим на фото 15, рекомендуемый диапазон напряжений для плавающего режима составляет 13,5...13,8 В, т.е. запас в 300 мВ больше расчетной компенсации. Это означает, что схема буферного зарядного устройства может быть упрощена и может быть установлено постоянное буферное напряжение около 13,6 при 22 °C.13,65 В.

При работе в буферном режиме в диапазоне температур +15°С...+35 добавлять схему температурной компенсации не нужно - достаточно установить буферное напряжение при комнатной температуре 13,65 В, т.е. 2,275 В / клетка.

При циклической работе ситуация иная. Теперь рассмотрим на примере аккумулятора AGM для рыбацкой лодки со значительным током заряда. Предположим, что это относительно небольшой аккумулятор на 40 Ач, который мы заряжаем на даче большим ЗУ током 10 А.

Следует исходить из того, что жарким летом температура окружающей среды может достигать +35°С, а при зарядном токе 10 А внутренняя часть аккумулятора будет нагреваться, поэтому можно принять максимальную температуру аккумулятора +55°С. С другой стороны, весной и осенью температура может опускаться даже ниже 0 градусов, а внутри хорошо охлажденного аккумулятора температура будет около нуля градусов. Если принять диапазон рабочих температур от 0 до +55°С и тепловой коэффициент -30 мВ/°С при циклической работе, то мы должны изменить конечное зарядное напряжение аж на 1,65 В!

Рисунок 19.Рекомендуемые зарядные характеристики для определенного аккумулятора

Gel

При температуре +20°С рекомендуемый диапазон зарядных напряжений 14,4...15,0 В. При подаче такого напряжения при температуре 0 градусов Цельсия батарея не будет заряжаться. При коэффициенте -30 мВ/°С диапазон зарядных напряжений при температуре, близкой к нулю, должен составлять 15,0...15,6 В. Однако при температуре аккумулятора +55°С конечное напряжение должно быть снижено до 13,35...13,95 В для предотвращения газовыделения и теплового пробоя.

Это соответствует или, по крайней мере, наиболее точно соответствует верхнему пределу напряжения на рис. 17. Однако отдельные производители своих батарей предоставляют несколько иную информацию. И так можно встретить рекомендации, что напряжение для циклического заряда должно быть 14,5...14,9 В, а для буферного заряда 13,6...13,8 В. На рис. 18 показаны значительно более узкие рекомендуемые диапазоны напряжения для циклического и буферного режима, определяемые с допуском 20 мВ.

На рисунке 19 показаны рекомендуемые кривые зарядки для некоторых гелевых аккумуляторов .Интересные данные показаны на рис. 20, где показаны рекомендации для различных серий гелевых аккумуляторов Sonnenschein. Как видно, из-за конструктивных различий рекомендуемые значения зарядного напряжения отличаются. Если у вас есть доступ к данным этого типа на аккумуляторе , их следует соблюдать для обеспечения оптимальной производительности и долговечности.

Рисунок 20. Рекомендации для различных серий гелевых аккумуляторов Sonnenschein

Кто-то может сказать, что следить надо не за температурой окружающей среды, а за внутренней температурой батареи , что, однако, является очень сложной или даже невыполнимой задачей.На самом деле да, но на практике датчик температуры окружающей среды может дать правильную компенсацию и даже оказаться лучше, чем измерение температуры внутри аккумулятора.

Благоприятным обстоятельством является тот факт, что нагрев внутренностей батареи значительным зарядным током будет самым сильным в первую фазу. Однако после достижения обозначенного напряжения ток уменьшится и батарея будет медленно остывать до температуры окружающей среды.

Рисунок 21. Ускоренный процесс зарядки

И тут надо упомянуть об ускоренном процессе зарядки, для которого, правда, требуется чуть более интеллектуальное зарядное устройство.Ускорение основано на том, что в первой фазе зарядки устанавливается повышенное максимальное напряжение, благодаря чему аккумулятор может заряжаться быстрее, т. к. в дальнейшем ток начнет уменьшаться, когда он будет почти полностью заряжен.

Когда напряжение заряжаемой батареи достигает установленного повышенного предела, и ток наконец начинает уменьшаться, происходит переключение - понижение напряжения зарядного устройства, которое хотя и вызывает быстрое уменьшение зарядного тока, но более низкое, безопасное напряжение исключает риск газообразования, даже если батарея будет оставаться подключенной к зарядному устройству в течение длительного времени.Характеристики такой зарядки показаны на рисунке 21, и такое зарядное устройство, вопреки видимости, может быть простым.

Идея интересная, но в литературе сложно найти конкретные намеки и информацию об уровнях напряжения при двухступенчатой ​​зарядке. Тем не менее, подобный «ускоренный заряд» происходит, когда в первой фазе под действием значительного тока температура повышается, затем ток снижается и батарея остывает.

Также по данному вопросу нет конкретной информации, а те что можно найти в материалах производителей не соответствуют.При попытке осуществить его самостоятельно нужно помнить о возможности термического пробоя, чтобы предотвратить его.

Петр Гурецкий
[email protected]

.

Смотрите также

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf