Аккумулятор электролит серная кислота

Что нужно знать об электролите для аккумуляторов

Наверняка значительная часть автомобилистов обладают только поверхностными знаниями об устройстве своего аккумулятора, но иногда так хочется покопаться и узнать, что же там внутри, как в детстве разломать, посмотреть. Ломать не нужно, мы постараемся Вам рассказать.

В пред идущих статьях мы разбирали из чего же состоит АКБ. Если в кратце, то из положительных и отрицательных электродов которые чередуются, а между ними пластмассовые сепараторы. Все остальное пространство заполнено электролитом.

Так что же представляет из себя электролит? Ничего сложного, состав электролита для аккумулятора — это раствор серной кислоты и дистиллированной воды. Итак, по порядку.

Аккумуляторная серная кислота

Серная кислота это тяжелая прозрачная маслянистая жидкость. Она хорошо растворима в воде и не имеет запаха. Процесс растворения кислоты в воде при приготовлении электролита для свинцовых АКБ, сопровождается выделением тепла.

Используется серная кислота согласно ГОСТ 667-83 марки А или серная кислота особой чистоты согласно ГОСТ 142б2-78. Содержание моногидрата серной кислоты нормируется в пределах 92-94 %. Плотность по ГОСТ – 1,830 г/см3. Суммарное содержание примесей — не более 0,03665 %, в их числе марганца — не выше 0,0О01 %, железа — 0,012 %, мышьяка – 0,0001%, хлора — 0,0005 %, окислов азота – 0,0001%.

Дистиллированная вода

Процесс приготовления электролита для свинцовых аккумуляторов невозможен без дистиллированной воды. Не допускается применение технической, питьевой и речной воды. Допускается применение конденсата воды паротурбинных установок с обязательным проведением химического анализа на содержание железа, которое не должно превышать величины 0,0004 %, и меди, с максимально допустимым её содержанием 0,005 %.

Для приготовления дистиллированной воды в лабораториях, на аккумуляторных станциях, в аптеках и лечебных учреждениях обычно применяются электрические дистилляторы.

Дистиллятор модели Д-1 мощностью 4 кВт имеет производительность 5 л/час, модели АД-10 — 10 л/час. Могут применяться и дистилляторы других моделей. При работе с конкретными моделями дистилляторов необходимо руководствоваться их инструкциями по эксплуатации.

Целесообразно не реже 1 раза в полгода проводить анализ воды, получаемой в дистилляторах. Содержание сухих веществ не должно превышать 5 мг/л, аммиака и солей аммония — не более 0,05 мг/л, сульфатов — не более 0,5 «г/л, хлоридов — не более 0,02 мг/л, кальция — не более 1,0 мг/.

Кроме того, полученная вода должна проверяться на содержание железа, тяжелых металлов и нитратов. Результаты сводятся в карту химанализа, на основании которой делается вывод о возможности использования дистиллята для приготовления электролита.

Вода должна соответствовать ГОСТ 6709-72.

Стоимость дистиллированной воды в аптеках и магазинах варьируется от 10 до 20 рублей за 1,5 литра.

Электролит

Электролит для свинцовых батарей представляет собой водный раствор серной кислоты. Серную кислоту и дистиллированную воду применяют с вышеуказанными характеристиками. Для заливки новых стационарных АКБ и вышедших из ремонта, а также для доливки применяется электролит с плотностью 1,18-1,24 г/см3.

Если для приготовления электролита применяется серная кислота с плотностью 1,83 г/см3 — целесообразно работы вести в два этапа. На первом этапе готовится электролит с плотность. 1,4 г/см3. Необходимо обеспечить его остывание до температуры 20С. На втором этапе из электролита с плотностью 1,4 г/см3 готовят электролит необходимой плотности. При двухэтапном процессе степень нагрева раствора серной кислоты будет значительно ниже.

Готовить электролит нужно в чистой эбонитовой, фаянсовой или специальной пластмассовой посуде. Из металлических сосудов можно применять только свинцовые. Применение стеклянной посуды категорически запрещено ввиду возможности разрушения при тепловом ударе.

Вначале в ёмкость вливается мерное количество дистиллированной воды, а потом тонкой струёй, при помешивании стеклянной или эбонитовой палочкой, вливается расчетный объем серной кислоты. Кислоту лучше доливать отдельными порциями.

Необходимо неукоснительно соблюдать следующее правило: лить кислоту в воду, а не наоборот. Оно обусловлено тем, что если вливать воду в кислоту, то вода мгновенно разогревается, вскипает и разбрызгивается, увлекая за собой капли горячей кислоты, падание которых на кожные покровы вызывает ожоги. Именно поэтому все работы необходимо производить в резиновых сапогах, суконном комбинезоне и резиновых перчатках. Так же можно одеть резиновый передник и обязательно защитные очки.

Чтобы приготовить электролит плотностью 1,4 г/см3 из расчета на 1 литр раствора ниже мы приводим таблицу какие пропорции серной кислоты и дистиллированной воды необходимо выдерживать.

Таблицы соотношения серной кислоты и дистиллированной воды

Таблица 1

Для электролита плотностью 1,4 г/см3 нужно выдерживать пропоции из второй таблицы.

Таблица 2

Для приготовлении электролита из плотностью 1,83 г/см3 воспользуйтесь третей таблицей.

Таблица 3

При измерении плотности используют ареометры с пределами измерения 1,1-1,4 г/см3 и ценой деления не грубее 0,005 г/см3 и, поскольку плотность зависит от температуры, термометры на пределы измерения 0÷50С и ценой деления 1С. Термометры не должны иметь деревянных или металлических оправ. Ареометры с указанными пределами измерения и точностью отсутствуют, поэтому применяют набор с более узкими диапазонами измерений.

Как уже упоминалось выше, в процессе приготовления электролита выделяется тепло. В таком случае измерение плотности нагретого электролита будет не корректным, соответственно при измерении необходимо вносить поправку, ну а лучше подождать пока температура станет 20С.

Температурный градиент плотности равен 0,0007 г/см3 на 1С. При температуре электролита выше приведенной, в данном случае 20С, расчетная поправка прибавляется к измеренному значению плотности. Например: температура фактическая равна 30С, разница с приведенной 20С составляет 10С. Градиент 0,0007 х 10 = 0,07 г/см3. К измеренному значению плотности прибавляем поправку, равную 0.007 г/см3.

При фактической температуре 10С разница с приведенной температурой также 10С. Градиент, равный 0,0007 г/см3 умножаем на 10, получаем поправку 0,007 г/см3, но в данном случае поправка вычитается из измеренного значения плотности при температуре 10С.

Необходимо помнить, что заливать электролит температурой выше 25С в аккумуляторы недопустимо.

Физические свойства сернокислотного электролита

Есть еще один физический фактор, который необходимо учитывать, особенно когда приготавливаются большие объемы раствора серной кислоты и дистиллированной воды. Это то обстоятельство, что при смешивании равных объемов серной кислоты и воды, после охлаждении такого раствора его объем будет меньше, чем сумма первоначальных объёмов. Что бы учесть этот фактор нужно обратится к четвертой таблице, в которой указаны величины уменьшения объёмов для растворов серной кислоты различной плотности.

Таблица 4 Сокращение объема раствора

Вязкость

Вязкость это свойство электролита, наиболее существенно влияющее на работоспособность свинцового аккумулятора. Электрохимические процессы, протекающие при работе аккумулятора, носят диффузионный характер. Скорость диффузии, в основном, зависит от вязкости электролита. Именно скоростью диффузии определяется поступление электролита к поверхности и в поры электродов при разряде, особенно при установке жестких (минутных, часовых) режимов разряда.

Чем вязкость выше, тем диффузия медленнее. При понижении температуры на 25С вязкость электролита возрастает в 2 раза, а при температуре в -50С она возрастает почти в 30 раз по сравнению с вязкостью при нормальной температуре. С увеличением вязкости падает ёмкость. Именно поэтому ра6отоспособность свинцовых аккумуляторов при низких температурах ухудшается. Это обстоятельство необходимо учитывать при установке герметичных аккумуляторов с гелевым (загущённым) электролитом.

Удельное сопротивление электролита

Сопротивление электролита, занимающего объем, ограниченный длиной 1 см и сечением в 1 см3, рассчитывается по формуле:

где r – удельное сопротивление Ом см;

S — поперечное сечение см2.

Сопротивление изменяется с изменением концентрации и температуры электролита.

Чтобы иметь минимальное внутреннее сопротивление АКБ, желательно применять электролит с наименьшим удельным сопротивлением.

Величины удельных сопротивлений приведены в таблице 5.

Таблица 5. Удельные сопротивления электролита

Удельное сопротивление электролита возрастает при снижении температуры, наиболее значительно при температуре 0С.

Температура замерзания электролита важна, постольку по мере разряда аккумулятора снижается его плотность и, соответственно, температура его замерзания. При замерзании объем электролита увеличивается, что приводит к разрушению сосуда и электродов аккумулятора. Наиболее низкую температуру замерзания имеет электролит плотностью 1,29 г/см3. Стартерные аккумуляторные батареи, эксплуатируемые в суровых условиях, имеют электролит плотностью 1,26-1,30 г/см3, который не замеряет при самых низких возможных температурах.

Для определения температур замерзания электролитов различной плотности следует пользоваться таблицей 6.

Таблица 6. Температура замерзания электролитов

Щелочные электролиты

Обычно для приготовления электролита щелочных аккумуляторов используют едкий калий и едкий литий.

Едкий калий (КОН) — твердое белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. При растворении едкого калия в воде происходит выделение тепла. Согласно ГОСТ 9285-59 калий едкий технический изготовляется трех сортов: высший, А и Б. Содержание едкого калия в высшем сорте не менее 96%, в сорте А — 92% и в сорте Б — 88%. Кроме того, выпускается реактивный едкий калий (ГОСТ 4203-435), содержащий меньше примесей, чем технический едкий калий.

Если электролит приготовляют из едкого калия и едкого лития, то сначала растворяют едкий калий, а затем добавляют едкий литий из расчета 10-20 г на 1 л электролита. Чтобы он остыл после разведения, а также для осаждения примесей необходимо оставить его на 15-20 часов в емкости, закрыв плотно крышкой.

По истечении этого времени очистившийся раствор осторожно сливают в чистую посуду, затем ареометром проверяют плотность, и, если нужно, доводят до нормы, добавляя воду, щелочь или готовый концентрированный электролит.

Рекомендуемую плотность электролита устанавливает завод-изготовитель кадмий-никелевых и железо-никелевых батарей. Если в документации нет жестких рекомендаций, то применяется электролит с плотностью 1,19-1,21 г/см3 при 15С и содержанием 10-20 г/л едкого лития. Раствор с такими параметрами применяется при эксплуатации аккумулятора при температурах не ниже —20С. Если температура ниже, то необходим электролит с плотностью 1,25—1,27 г /см3 без едкого лития.

Для восстановления старых щелочных кадмий-никелевых и железо-никелевых аккумуляторов применяют калиево-литиевый электролит плотностью 1,255—1,279 г/см3 с добавкой 69 г едкого лития на 1 л электролита. Для приготовления электролитов требуемой плотности необходимо руководствоваться таблицей 7.

Таблица 7. Плотность щелочных электролитов

Приготовление щелочных электролитов для железо-никелевых и кадмий-никелевых аккумуляторов

В заключение можно констатировать, что век самостоятельного приготовления электролита в гаражах уже подошёл к концу. В любом автомобильном магазине можно купить готовый и не подвергать себя риску при работе с химическими веществами, например, серной кислотой.

Источник

Электролит для аккумуляторов

Электролит является неотъемлемой частью аккумулятора. Без этой жидкости он попросту не будет работать. В данной стать разберемся что это такое, как его нужно заливать, какая плотность должна быть, а также приведем ряд полезных таблиц.

Свойства электролита и особенности

Электролит для аккумуляторов – это соединение между собой дистиллированной воды и серной кислоты.

Что из себя представляет серная кислота для аккумулятора?

По внешнему виду она напоминает масленое вещество со значимым весом. У нее отсутствует запах и она прекрасно растворяется в воде. В процессе изготовления электролита для свинцовых АКБ можно заметить, как выделяется тепло. С таким эффектом происходит растворение кислоты.

Водители для своих батарей применяют кислоту согласно стандарту, ГОСТ 667-83 марки A. Так же в торговых точках имеется кислота повышенной чистоты ГОСТ 142б2-78. Обычно у нее такие характеристики:

1. Моногидрат 92-94%.
2. Плотность согласно стандарту 1,830 г/см3.
3. Примеси до 0,03665 %, (железа 0,012 %, окислов азота 0,0001%, марганца до 0,0001 %, хлора — 0,0005 %, мышьяка – 0,0001%).

Дистиллированная вода для аккумулятора

Без этой воды создать качественный электролит попросту невозможно. Запрещено брать в качестве замены H₂O из реки, водопровода, крана, использовать техническую и питьевую. Разрешено использовать конденсат от пара. Но перед использованием нужно провести химический анализ. Процессе, которого следует выяснить уровень железа, а оно не должно быть больше 0,0004%. Кроме этого меди должно быть не более 0,005%.

Чтобы получить заветную жидкость в аптеках, на производстве, больницах, лабораториях используют электронные дистилляторы. Эти устройства доступны и обычному потребителю. Так дистиллированную воду можно получить, используя такие аппараты как дистиллятор HR-01, колонна Вейн Wein, первач эконом и др.

Следует каждые 6 месяцев проверять воду, производимую вашим дистиллятором. Проследите за тем чтобы уровень сухих веществ был следующими:

1. Кальций – 1,0 мг.
2. Аммиак – 5 мг на литр.
3. Сульфатов – до 0,5 г/л.
4. Аммония не больше 0,05 мг/л.
5. Хлорид не выше 0,02 мг/л.

По мимо этого нужно проверить дистиллированную воду на наличие нитратов, железа, тяжелых металлов. В итоге должна получиться таблица, из которой видно можно эту воду брать для создания электролита или нет. Она должна удовлетворять стандарт ГОСТ 6709-72.

В обычных торговых точках булку воды на 1,5 литра можно прикупить рублей за 20-30.

Приготовление электролита для аккумуляторов

Аккумуляторный электролит это по сути водный раствор H₂SO₄. Используйте воду и кислоту с параметрами, которые написаны выше. Для заливки и доливки используйте электролит с плотностью 1,18-1,24 г/см3. Возможно вы используете плотность 1,83 г/см 3 тогда разделите процесс на два подхода:

• Сначала создайте электролит на 1,4 г/см 3 . Подождите пока его температура спадет до 20 градусов Цельсия.
• Далее из этого электролита сделайте нужный.

Такой подход не даст сильно нагреться серной кислоте.

Выполнять изготовление электролита нужно в специализированной емкости. Это может быть пластмассовая, фаянсовая или эбонитовая посуда. Свинцовая емкость так же подойдет. Но ни в коем случае нельзя пользоваться стеклянной чашей. Из-за высоких температур она лопнет.

Первым делом нужно налить определенный уровень дистиллированной H₂O. После этого следует тонкой струйкой влить нужны объем серной кислоты. При этом данную смесь нужно постоянно помешивать палочкой из стекла. Лучше будет если H₂SO₄ вы дольете порциями.

Всегда лейте кислоту в воду. Иначе вы получить брызгающий коктейль с летящими во все стороны каплями опасной кислоты. Из-за этого могут быть ожоги на теле и повреждение находящихся вокруг предметов.

Защитный инвентарь для работы:

1. Резиновые сапоги.
2. Перчатки из этого же материала.
3. Специальный суконный комбинезон.
4. Очки для защиты.
5. Прорезиненный передник.

Ниже вашему вниманию будут представлены специальные таблицы, из которых можно понять какие пропорции следует соблюдать.

Данные соотношений серной кислоты и дистиллированной воды

Для получения плотности 1,4 г/см 3 нужно придерживаться данным из 2-й таблицы.

Чтобы получить плотность 1,83 г/см 3 воспользуйтесь данными представленными ниже.

Следует воспользоваться ареометром для получения информации о плотности. При измерении температуры градусник не должен содержать элементы дерева или металла. Производить измерения следует, когда градус упадет до 20.

Градиент температуры плотности соответствует значению 0,0007 г/см3 на 1С. Если t выше 20 градусов поправка в расчетах приплюсовывается к измеренным данным плотности. Допустим по факту t находится на уровне 30 градусов, а у нас 20. Тогда разница составит 10 C 0 . В итоге вот что выходит: 0,0007 х 10 = 0,07 г/см3. То есть к полученным данным о плотности плюсуем погрешность в виде 0.007 г/см3.

Если по факту t 10 градусов разница с указанной выше температурой будет равна 10 C 0 . 0,0007 г/см3 множим на десять и получаем правку в виде 0,007 г/см3. В этом варианте поправка отнимается из вымеренного показателя плотности при t равной 10 C 0 .

Запрещено выполнять заливку электролита t более 25 C 0 .

Основные свойства сернокислотного электролита

Кроме выше описанного следует учитывать еще одно обстоятельство. Взяв один объем кислоты и воды на выходе после смешивания этот объем будет значительно меньше. Получается так что этот параметр так же нужно учитывать при приготовлении электролита. Для этого воспользуйтесь данными из таблицы.

Свойство вязкость

Оказывает влияние на функционирования аккумулятора со свинцовыми пластинами. Процесс в АКБ являются диффузными. То с какой скоростью будет идти эта диффузия зависит от вязкости. От нее зависит скорость поступления электролита к поверхности и в поры электродов в момент разрядки.

Если вязкость будет повышаться, то диффузия замедлится. Когда t падает на 25 градусов вязкость увеличивается в два раза. При t=50 C 0 ее увеличение происходит в 30 раз, если сравнивать с нормальной t.

Когда вязкость растет, то емкость АКБ снижается. В связи с этим функционирование свинцово кислотных аккумуляторов в мороз падает. Это нужно учитывать, когда ставите гелевые аккумуляторы.

Удельное сопротивление электролита

Чтобы его высчитать придется прибегнуть к формуле =rS/L. Она актуальна, когда сопротивление электролита, занимающего емкость, ограниченную длиной 1 сантиметр и сечением в 1 см 3 . Значение букв из формулы:

• L – длинна.
• r – удельное сопротивление в омах см.
• S – поперечное сечение см 2 .

R меняется в тот момент когда происходит изменение t электролита и концентрации. Чтобы внутреннее сопротивление аккумулятора было малым следует использовать электролит с наименьшим удельным R.

Параметры таких сопротивлений находятся в этой таблице.

R увеличивается когда температура снижается особенно при нуле градусов.

В действительности t замерзания электролита — это важный показатель. Так как при разряде падает его плотность и его t замерзания. При холоде объем жидкости возрастает и это приводит к порче электродов и самой аккумуляторной емкости.

Электролит с плотностью 1,29 г/см 3 обладает самой низкой t замерзания.

Стартерные АКБ, которые используют в холодных условиях имеет плотность 1,26-1,30 г/см 2 . Такое электролит не замерзает даже в самую холодную погоду.

В таблице ниже приведены уровни плотности при которых происходит замерзание.

Щелочные электролиты

Для их создания применяют литий и калий, они обои являются едкими.

Едкий калий или сокращенно КОН является белым, твердым и отлично растворимым в H₂O. Когда идет растворение выделяется тепло. По гост стандарту это вещество выпускается четырех сортов:

В первом варианте едкого калия содержится до 96%. Во втором типе «А» до 92%. В третьем сорте Б его 88%. Четвертый вариант имеет мало примесей чем технический.

Когда создание электролита планируется из лития и калия первым делом необходимо растворить калий, а потом добавить литий. Все это делается из расчета 10-20 грамм на 1 литр электролита. После этого его нужно оставить на 15-20 ч. Это нужно для того чтобы температура упала и примеси выпали в осадок. Перед оставлением его раствор нужно закрыть хорошо крышкой.

Затем получившийся жидкий раствор следует слить в чистую посуду. Далее проверить уровень плотности ареометром. Если необходимо плотность доводят до нормы. После этого добавляют щелочь и воду. Так же можно добавить готовый концентрированный электролит.

Какая плотность нужна для вашего аккумулятора? Это информацию можно узнать в его технической документации. Если документы не содержат какие-то критические советы, то можно использовать электролит 1,19-1,21 г/см 3 при t 15 градусов. Так же в нем должно быть 10-20 г/л Li.

Следует знать, что жидкость с такими характеристиками лучше использовать при t не ниже 20 градусов. При низких температурах подойдет плотность 1,25—1,27 г /см 3 . Но без использования едкого Li.

Чтобы реанимировать железоникелевые и щелочные кадмий-никелевые АКБ используют электролит на основе лития и калия плотностью 1,255—1,279 г/см 3 . К этому всему еще нужно добавить 69 грамм едкого Li на 1 литр электролита.

Для удобства приготовления воспользуйтесь таблицей.

Срок годности электролита

Он может храниться бесконечно долгое время. Чтобы не было осадков уберите его из-под солнечных лучей. Так же старайтесь чтобы не было скачков температуры. Электролит находящийся в АКБ в действительности не известно сколько прослужит. Так как на него влияют многие факторы.

Как проверить электролит для автомобильного аккумулятора?

Выполнять проверку следует 2 раза в 12 месяцев. Перед началом зимы и вначале лета.

Инструментарий для выполнения данной процедуры:

• Ареометр – позволяет измерить плотность.
• Трубка из стекла диаметром 5-7 мм.

Алгоритм проверки:

1. Снять АКБ с машины.
2. Открутить все пробки.
3. В одну секция поместить ареометр рабочим концом.
4. За счет груши на приборе втяните электролит до момента пока поплавок не поднимется и не начнет плавать без касания стенок ареометра.
5. Плотность можно увидеть в месте где стержень и электролит будут касаться друг друга.
6. Выписать на лист полученную информацию.

Подобную процедуру следует повторить с каждой банкой АКБ.

На сегодняшний день мало кто использует самодельный электролит для аккумуляторов. Достаточно зайти в любую торговую точку прикупить нужное вещество за небольшую плату. Это поможет сэкономить время и обезопасить свою жизнь!

Источник