Аккумулятор если плотность ниже

Как можно поднять плотность электролита в аккумуляторе и стоит ли это делать?

Многим этот вопрос кажется простым, а ответ очевидным. Слить электролит с низкой плотностью и залить с более высокой. Или слить только часть, а вместо неё добавить концентрированный раствор. Но перед тем как это делать, стоит задуматься, а надо ли? Такой подход требуется в единичных случаях. Есть ещё один более правильный вариант – это поднятие плотности электролита с помощью зарядки. Чаще всего именно так и следует повышать плотность. В этой заметке речь пойдёт о том, как правильно поднять плотность электролита, зарядкой или заменой. Рассмотрим, что более уместно в той или иной ситуации.

А какая плотность нормальная?

Как известно, электролит в свинцово-кислотном аккумуляторе является раствором серной кислоты (H₂SO₄) в воде (используется дистиллированная вода без примесей). В рамках этого материала мы не будет рассказывать о сортах серной кислоты, её плотности и т. п. Если интересно, можете прочитать это в отдельном материале про электролит.

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
1,11	11,7	8,4	0	-7
1,12	11,76	8,54	6	-8
1,13	11,82	8,68	12,56	-9
1,14	11,88	8,84	19	-11
1,15	11,94	9	25	-13
1,16	12	9,14	31	-14
1,17	12,06	9,3	37,5	-16
1,18	12,12	9,46	44	-18
1,19	12,18	9,6	50	-24
1,2	12,24	9,74	56	-27
1,21	12,3	9,9	62,5	-32
1,22	12,36	10,06	69	-37
1,23	12,42	10,2	75	-42
1,24	12,48	10,34	81	-46
1,25	12,54	10,5	87,5	-50
1,26	12,6	10,66	94	-55
1,27	12,66	10,8	100	-60
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

Падение плотности ниже 1,15 гр/см 3 (ЭДС ниже 12 В) рекомендуется не допускать. Это приводит к необратимым последствиям для аккумулятора. Если автомобиль эксплуатируется в холодном климате, то плотность допускается увеличивать до 1,29─1,3 гр/см 3 . От себя могу добавить, что в последнее время часто встречаю новые аккумуляторы типа Ca/Ca, у которых электролит в заряженном состоянии (ЭДС > 12,6 В) имеет плотность 1,24─1,25 гр/см 3 . Об таких фактах можно найти немало отзывов в сети. С чем это связано? Мне кажется, причина может быть только в сульфатации во время хранения.

А нужно ли поднимать плотность?

Если коротко, то далеко не всех случаях требуется повышение плотности. Точнее не требуется её повышение неестественными способами. Чтобы пояснить мысль, нужно обратиться к процессам, происходящим в свинцово-кислотной электрохимической системе.

Аккумуляторная батарея состоит из наборов положительных и отрицательных электродов, погруженных в раствор серной кислоты. Чтобы исключить замыкание, электроды помещены в изолирующие конверт-сепараторы. Электрод состоит из решётки и обмазки.

Решётки изготавливаются по различным технологиям из разных сплавов и это тема отдельного разговора. А в качестве обмазки на отрицательных электродах присутствует порошкообразный свинец (Pb), а на положительных – паста диоксида свинца (PbO₂). Последний имеет красно-коричневый цвет.

Положительный электрод (анод)

Отрицательный электрод (катод)

Общая реакция в электрохимической системе описывается уравнением

Как видите, в процессе разряда серная кислота из электролита взаимодействует как с диоксидом свинца на аноде и металлическим свинцом на катоде с образованием сульфата свинца (PbSO₄) и воды (H₂O). Ток течёт от анода к катоду. В результате реакции постепенно падает плотность электролита. Обычно нижний предел 1,1─1,15 гр/см 3 . К этому моменту поры обмазки забиваются сульфатом свинца и реакция сходит на нет. Напряжение на выводах к этому моменту падает до 12 вольт и ниже.

К чему все это было сказано? Дело в том, что плотность электролита должна повышаться «естественным путём» в результате зарядки. Если к моменту окончания заряда плотность не достигла 1,27 гр/см 3 , то причина проблемы не электролит, а система в целом. Конечно, это условии, что зарядное устройство (ЗУ) работает исправно и плотность вы измеряете исправным ареометром.

Итак, в чём причина пониженной плотности к моменту окончания заряда? Это процесс сульфатации, подробнее о котором можно прочитать здесь. Постепенно в процессе эксплуатации часть PbSO₄ не растворяется до конца во время зарядки и накапливается на активной массе электродов. Это значит (см. реакции выше), что процессы при зарядке прошли не до конца. Поскольку растворился не весь сульфат свинца, то восстановилась не вся серная кислота и осталось больше воды. Результат – концентрация электролита меньше, как и его плотность.

Даже если плотность ниже 1,27 гр/см 3 , все вещества остаются в электрохимической системе. Если вы искусственно увеличиваете плотность электролита, то равновесие нарушается и концентрация PbSO₄ будет ещё больше. При разряде из электролита выделится сульфат свинца, который уже точно не растворится при заряде, поскольку теперь он в избытке. А плотность по окончании заряда снова будет ниже нормы. И так далее.

• Перелили воды или она попала туда в результате ЧП. В результате этого снизилась плотность.
• Нужно повысить плотность электролита для использования в холодном климате.

Я менял электролит в АКБ только один раз из-за непредвиденной ситуации. Заряжал его как-то даче рядом с домом под открытым небом. Зарядил, отключил, но пробки закрывать не стал, чтобы газы вышли он отстоялся немного. Занялся другими делами и забыл про него. Пошёл ливень и все залило с верхом. Пришлось выбирать оттуда старый и заливать новый покупной электролит с нормальной плотностью. Если же просто упала плотность в результате эксплуатации, это не повод увеличивать его концентрацию.

Как повысить плотность электролита в Pb аккумуляторе?

Итак, вы всё же решили поднять плотность раствора в аккумуляторной батарее. Как это сделать? Вам потребуется электролит (продаётся в автомобильных магазинах с плотностью 1,27─1,29 гр/см 3 ), ёмкость для откачиваемого электролита, резиновая «груша», длинная гибкая трубка из материала стойкого к серной кислоте, пластиковая воронка (удобно заливать электролит обратно в банки), зарядное устройство.

Внимание! Электролит является едким веществом! При попадании на кожу и слизистые вызывает сильный химический ожог! Поэтому при работе обязательно используйте очки для защиты глаз, а также резиновые перчатки для защиты рук. Если будете разводить концентрированную кислоту, помните, что нужно наливать кислоту в воду, а не наоборот. При падании электролита на кожу или слизистые нужно обратиться в больницу.

Процесс выглядит примерно так.

• Зарядили аккумулятор по максимуму.
• Выбрали старый электролит. Именно так, выбрали, откачали и т. п. С помощью гибкой трубки из материала, стойкого к кислоте и обычной резиновой «груши». Не допускается переворачивать АКБ для слива. В этом случае осыпавшиеся частицы со дна могут замкнуть пластины. Или электроды деформируются, порвут сепаратор и будет замыкание. В случае замыкания банки аккумулятор можно смело идти сдавать в приёмку.
• Затем заливаете покупной или самостоятельно приготовленный электролит с плотностью 1,27─1,29 гр/см 3 .
• Даёте отстояться немного. При необходимости заряжаете.

Источник

Проверка и повышение плотности электролита своими руками

Исправный аккумулятор – залог беспроблемного запуска двигателя. Далеко не все автовладельцы это понимают, снимая с себя обязанности по уходу за батареей и аргументируя свою позицию заявлениями типа «аккумулятор необслуживаемый».

Увы, но и самые совершенные батареи с жидкостным электролитом не идеальны.

Одной из самых распространённых причин отказа АКБ прокручивать стартер является изменение соотношения кислоты к воде по сравнению с нормативным показателем. О том, почему это происходит и как предотвратить увеличение/уменьшение концентрации серной кислоты, мы сегодня и поговорим.

Почему плотность электролита в аккумуляторе падает

Строго говоря, изменение соотношения воды и кислоты в растворе происходит постоянно, как при разряде батареи, так и во время зарядки. Но, по теории, в полностью заряженном состоянии плотность должна соответствовать изначальной. На практике этого не происходит, и вот почему:

• при перезаряде электролит закипает и испаряется;
• утечка жидкости случается и через отверстия в пробках, особенно при частой езде по ухабистым дорогам;
• при глубоких разрядах концентрация электролита также изменяется из-за активизации процесса сульфатации пластин.

Рассмотрим каждую из причин детальнее:

1. Испарение электролита, если не было форс-мажорных обстоятельств – процесс длительный, сильно растянутый во времени. Аккумулятор заряжается во время работы двигателя, при этом перезаряд, приводящий к закипанию жидкости, исключён – об этом заботится реле-регулятор генератора. Но есть и другие факторы, влияющие на плотность электролита в аккумуляторе. Дело в том, что АКБ размещается неподалёку от мотора, который является мощным источником тепла в подкапотном пространстве. Нагрев батареи при этом неизбежен, особенно интенсивным становится этот процесс летом. В результате жидкость испаряется даже без кипения, поэтому в жаркое время года рекомендуют проверять её уровень еженедельно. Поскольку плотность дистиллированной воды существенно ниже, чем у кислоты, испаряется преимущественно она. В результате показатель повышается, и приходится восстанавливать правильное соотношение, доливая воду.
2. Вытекание электролита – ещё одна частая причина понижения его уровня. Диагностировать проблему достаточно легко, оценив внешнее состояние аккумулятора. Наличие потёков и белесого порошка на крышке батареи и клеммах как раз и свидетельствует о потере жидкости. Правда, на концентрацию оставшегося в АКБ раствора это не влияет, только на его уровень, поэтому доливку следует осуществлять не дистиллированной водой, а готовым электролитом. Разумеется, корпус аккумулятора следует очистить от загрязнений, а поскольку там присутствуют кислотные остатки, удалять их нужно щелочными жидкостями. Например, раствором кальцинированной соды. Белые кристаллы сульфата свинца на клеммах удаляют металлической щёткой. Все эти мероприятия важны, поскольку сильное загрязнение может стать причиной создания мостика между электродами батареи и ухудшения контактов между клеммами и проводами, идущими к генератору или ЗУ.
3. Наконец, сульфатация пластин – основная причина падения плотности электролита. Сульфат свинца – это результат химико-электрического взаимодействия электролита и свинцовых пластин, он образуется во время зарядки и исчезает при разряде батареи. Но баланс, увы, со времен смещается не в пользу серной кислоты: часть сульфата оседает на пластинах, и со временем этот слой становится всё больше. Это и есть сульфатация, которая негативным образом сказывается на протекании обычных реакций в аккумуляторе. Борьбу с сульфатацией проводят посредством использования зарядного устройства и специального алгоритма, сочетающего циклы зарядки/разрядки.

Зарядка батареи штатным ЗУ всегда сопровождается повышением плотности электролитической жидкости.

Чем грозит изменение плотности электролита

На что влияет повышенная плотность раствора серной кислоты? Если такой дисбаланс имеет место на полностью заряженном АКБ, излишки кислоты будут разрушать свинцовые пластины. Этот процесс возможен уже при плотности порядка 1.35 г/см 3 .

Напротив, низкая плотность электролита в аккумуляторе приводит к сульфатации пластин. Этого следует опасаться, если показатель снижается до 1.21 г/см 3 и менее.

Кроме того, большой дисбаланс в сторону воды существенно снижает температуру замерзания раствора. Так, при плотности 1.17 г/см 3 вода замерзает уже при 5 градусах мороза. А лёд, как известно, имеет свойство расширяться и разрушать пластины и даже корпус батареи.

Какая плотность должна быть в автомобильном аккумуляторе

Наиболее часто упоминается значение 1.27 г/см 3 , однако этот показатель сильно зависит от температурных условий в конкретном регионе. Скажем, на севере РФ показания термометра в зимний период нередко опускаются до -35º С, и чтобы исключить замерзание воды, плотность электролита следует держать в диапазоне 1.30–1.35 г/см 3 .

Другими словами, плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом не должна быть одинаковой, хотя подавляющее большинство автовладельцев на это не обращают внимания.

Мы уже выяснили, что норма плотности электролита аккумулятора зимой должна быть выше.

Рассмотрим теперь, что происходит с электролитом летом.

В жару жидкость подвержена испарению. Поскольку вода существенно легче серной кислоты, испаряется преимущественно она, повышая плотность раствора. Естественно, этот процесс сопровождается понижением уровня электролита. Поэтому так важно регулярно его проверять и доливать дистиллированную воду, понижая концентрацию кислоты.

Приводим сводную таблицу рекомендуемой плотности электролита в аккумуляторе в зависимости от региона:

Регион	Плотность, г/см 3
	Зима	Лето
Юг России	1.25	1.25
Средняя полоса	1.27	1.27
Север	1.29	1.27
Крайний Север	1.31–1.35	1.27

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе

Измерения проводят при температуре 20–25 градусов, используя СИЗ (очки, перчатки, фартук или защитный костюм). Прибор для измерения плотности электролита называется денсиметром, его можно приобрести в любом автомагазине. По существу, это обычный ареометр, шкала которого откалибрована под измерение характеристик электролитической жидкости.

Алгоритм, как правильно измерить плотность электролита на предварительно заряженном АКБ, выглядит следующим образом:

• откручиваем пробки;
• последовательно погружаем денсиметр в банки;
• оцениваем показания прибора по рискам на шкале, следя за тем, чтобы прибор не касался стенок батареи;
• записываем показания для каждой банки.

Если в одной из секций значение не соответствует нормативным показателям, его корректируют.

Как поднять плотность электролита

Если показатель соотношения кислоты к воде ниже нормы, в раствор добавляют готовый электролит, при необходимости выкачивая лишнюю жидкость.

Опишем последовательность действий по самостоятельному повышению плотности электролита:

• разряжаем АКБ (желательно не форсированным способом – длительным пуском мотора, а включив на длительное время один из мощных потребителей, например, фары);
• если уровень ниже нормы, просто доливаем готовый электролит, в противном случае предварительно откачиваем порцию жидкости;
• после доливки даём раствору перемешаться (достаточно 5–6 часов);
• заряжаем батарею минимальным током, после чего ждём 120 минут, чтобы концентрация электролита выровнялась во всех банках;
• производим замеры плотности, при необходимости повторяем процедуру.

Если плотность электролитического раствора падает ниже 1.17 г/см 3 , её корректировка доливкой готового электролита окажется неэффективной, в этом случае низкий уровень кислоты можно увеличить добавлением более концентрированного раствора серной кислоты, приготовленного вручную.

Как поднять плотность зарядным устройством

Чаще всего концентрация кислоты в растворе падает в зимний период. Восстановление плотности электролита в таких случаях производят с помощью зарядного устройства при использовании режима с минимальным значением тока зарядки. Процедура может занять 2–3 суток, её следует применять только в тех случаях, когда описанные ранее методы повышении плотности электролита оказались безрезультатными.

Суть метода состоит в доведении жидкости до кипения, при котором вода испаряется. После зарядки уровень раствора упадёт, поэтому следует выполнить доливку готовым электролитом и заново измерить плотность ареометром.

Источник