Как делать плотность аккумулятора

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

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях

У грамотного владельца автомобиля аккумулятор всегда заряжен. Владение знаниями и навыками проверки плотности электролита гарантирует отсутствие неприятностей при старте двигателя и работе сигнализации.

Важность аккумулятора в системе обеспечения функционирования автомобиля нельзя переоценить. Сам запуск двигателя, в первую очередь, зависит от стабильной работы аккумулятора. Одной из причин внезапной или несвоевременной разрядки АКБ является отклонение значения параметра густоты электролита от нормы.

Какая должна быть концентрация кислоты?

Плотность отражает отношение массовой доли серной кислоты и дистиллированной воды в составе электролита.

Требуемое соотношение – 1:2, в процентах это выглядит как 35%/65%. Более привычным для автомобилистов и специалистов по обслуживанию является измерение в граммах на кубический сантиметр (г/см³).

Измеряется показатель специальным прибором — ареометром. Показания в диапазоне 1,27-1,29 г/см³ говорят о нормальной плотности, обеспечивающей стабильную работу аккумулятора.

Важно! Именно благодаря наличию электролита строго определенной плотности происходит накопление заряда.

Аккумуляторная батарея – это последовательно подключенные изолированные друг от друга отсеки, в которых загружены пластины-электроды (плюс и минус). Каждый отсек генерирует такое напряжение, которое в сумме составляет примерно 12 вольт.

Почему падает насыщенность раствора в АКБ

Изменения концентрации электролита во время использования АКБ закономерно. Основными причинами падения значения параметра являются:

1. Испарение раствора в результате закипания, которое может произойти при долгой зарядке;
2. Просачивание жидкости через пробки на корпус, когда автомобиль эксплуатируется на дорогах с ухабами или на бездорожье;
3. Разрядка АКБ, которая приводит к оседанию серной кислоты на пластинах (сульфатация)

Подробно рассмотрим почему падает плотность:

Испарение электролита. Обычно это длительный процесс, который продолжительное время позволяет АКБ работать, обеспечивая двигатель питанием, но он может быть стремительным, в случае закипания жидкости.

Аккумулятор у большинства автомобилей располагается рядом с двигателем. Нагрев устройства происходит естественным образом во время работы двигателя. В летний период, когда температура окружающей среды способствует скорейшему испарению жидкостей, следует проверять плотность электролита еженедельно.

При испарении достаточным действием является доливание дистиллированной воды в банки АКБ, поскольку испариться может только вода. Обязательной должна стать процедура перемешивания добавленной воды с имеющимся в банках раствором кислоты. Крайне важным этот процесс становится в период холодов, когда вода может замерзнуть.

Вытекание. Если замечено выплескивание или вытекание из отсеков аккумулятора смеси кислоты и дистиллированной воды, следует доливать электролит. Предварительно важно удалить с поверхности АКБ пролитый электролит при помощи чистой ветоши, раствором кальцинированной соды или нашатырным спиртом. Верхнюю часть корпуса батареи необходимо содержать в чистоте всегда.

Механическая очистка производится щеткой, имеющей жесткую щетину, исключая попадание устройства грязи.. Разрядка аккумулятора приводит к появлению на пластинах кристаллов сульфата свинца. Продолжительное отсутствие зарядки усугубляет ситуацию – кристаллы увеличиваются в размерах, покрывая всю поверхность металла. Это приводит в невозможности зарядки аккумулятора в связи с отсутствием контакта пластин с раствором кислоты.

Сульфатация. Процесс образования сульфита свинца – плохо растворимого кристаллического вещества, является результатом взаимодействия серной кислоты и не дистиллированной воды в аккумуляторе. Оседая на металлических пластинах, кристаллы становятся препятствием для прохождения заряда между электролитом и активной массой. Реакция возникает при особых условиях, в которых находиться аккумуляторная батарея. Например:

• АКБ хранился без зарядки продолжительное время
• использовался при высокой температуре
• зарядка АКБ производилась частично. Ежемесячно необходим 100% заряд батареи
• батарея оказалась разряженной по предельного минимального значения.

Начавшийся процесс сульфатации можно остановить зарядным устройством, используя специальные режимы зарядки.

Внимание! После зарядки удельный вес кислоты повышается.

Опасности низкой и высокой концентрации кислоты

Повышенный показатель плотности раствора, сохраняющийся стабильно станет причиной сокращения срока эксплуатации аккумуляторной батареи. В результате повышения концентрации кислоты в электролите выше нормы, произойдет разрушение металлических пластин, ведь растворы с высокой концентрацией серной кислоты способны разрушить даже изделия из стали.

Свинцовые пластины, станут легкой добычей кислоты уже при плотности 1,35 г./см³.

Низкая концентрация раствора серной кислоты (менее 1,27 г/см³) станет причиной такого процесса, как сульфатация. Это оседание на пластинах кристаллов сульфита свинца, что лишает металл возможности накопления заряда.

При низком значении плотности (1,17 г/см³) порог замерзания -5 градусов. Жидкость замерзнет и сломает металлические пластины. Восстановить АКБ после замерзания и подобных деформаций еще никому не удавалось.

Внимание! Электролит замерзнет при температуре -7 градусов, если его густота 1,11 г/см³ и ниже, но если его плотность 1,28 г/см³, то он замёрзнет только при -58 градусах.

В таблице приведены данные зависимости плотности от температуры.

«> плотность г/см3	«> температура замерзания	«> плотность г/см3	«> температура замерзания
«> 1,1	«> -8 °С	«> 1,19	«> -25 °С
«> 1,11	«> -9 °С	«> 1,2	«> -28 °С
«> 1,12	«> -10 °С	«> 1,21	«> -34 °С
«> 1,13	«> -12 °С	«> 1,22	«> -40 °С
«> 1,14	«> -14 °С	«> 1,23	«> -45 °С
«> 1,15	«> -16 °С	«> 1,24	«> -50 °С
«> 1,16	«> -18 °С	«> 1,25	«> -54 °С
«> 1,17	«> -20 °С	«> 1,28	«> -58 °С
«> 1,18	«> -22 °С

Низкая концентрация электролита становится причиной затруднительного запуска двигателя и приводит к замерзанию жидкости при минусовых температурах.

А теперь посмотрим что делать при неполадках.

Как поднять самостоятельно плотность

Чтобы устранить причину неудовлетворительного состояния АКБ, необходимо выяснить причину падения плотности электролита.

В случае повреждения пластин, придется привлекать специалистов, учитывая, что вероятность восстановления батареи минимальна.

При условии, что падение концентрации произошло в результате изменения количества раствора или его состава, поднять плотность возможно в домашних условиях, следуя инструкции:

1. Измерить концентрацию электролита в каждом отсеке (банке) отдельно.
2. При полученных значениях густоты в диапазоне 1,18-1,20 г/см³, правильным решением станет процедура замены части электролита в банке на новый, нормальной концентрации- 1,27 г/см³.
3. Грушей откачать отработанный раствор, замерить объем.
4. Долить половину от изъятого объема новым. Потрясти АКБ, чтобы перемешать жидкость в банке.
5. Измерить плотность.
6. Повторять действия из пунктов 1-4 до получения необходимого значения параметра.
7. Закрыть банки, приступить к зарядке аккумулятора.

Для проведения мероприятий, направленных на повышение плотности раствора серной кислоты понадобятся:

1. Перчатки резиновые
2. Прибор для измерения плотности –ареометр
3. Резиновая груша
4. Электролит
5. Мерный стакан
6. Емкость для слива жидкости из отсеков.

Внимание! Контакт со смесью кислоты и воды может вызвать ожоги, причем, не только кожных покровов, но и дыхательных путей. Самостоятельной заменой раствора кислоты следует заниматься с высокой степенью осторожности.

При отсутствии готового электролита возможно приготовление нужного раствора. Правильно вливать кислоту в воду, важно помнить, что вливать воду в кислоту – ОПАСНО.

Вот подробная инструкция, как восстановить концентрацию кислоты в домашних условиях.

Подробная инструкция

Для обоснования необходимости проведения процедуры корректировки плотности электролита, измерение этого показателя обязательно должно быть произведено только при полностью заряженной батарее.

До начала процедуры важно определиться с уровнем густоты состава, который является целью. Корректировка плотности заключается в замене части раствора кислоты, находящегося в отсеках АКБ, тем же объемом электролита нужной плотности.

Вот подробная инструкция, как восстановить концентрацию кислоты в домашних условиях.

1. Замену кислотно-водного раствора необходимо производить только после полной разрядки батареи током 10-часового разряда.
2. Проверить уровень электролита в каждом отсеке, используя трубку для измерения. В процессе корректировки проверять уровень необходимо регулярно. Нормальным считается уровень, выше верхнего края пластин на 15-20 мм.
3. Подготовить корректирующий раствор кислоты. Концентрация кислоты в таком составе должна быть не менее, чем 1,4 г/см³, если необходимо повысить плотность. Понижение плотности происходит путем замены части электролита на дистиллированную воду.
4. АКБ должен простоять выключенным не менее 30 минут. Это время необходимо для выравнивания концентрации в отсеках.
5. Батарею поставить заряжаться минимальным током на 30 минут.
6. Отключить АКБ от зарядного устройства на 2 часа.
7. Получить значения показателей плотности и уровня электролита.
8. Повторять действия пунктов 2-6 до получения необходимого значения показателя.

Внимание! Концентрация раствора кислоты в отсеках не должна отличаться более, чем на 0,02 г/см³. В противном случае необходимо подзарядить АКБ током от 1 до 2 А в течение 24 часов.

Полезное видео

Популярный блогер подробно рассказал о плотности электролита в видео:

Заключение.

Проводить проверку уровня плотности раствора, содержащегося в банках автомобильного аккумулятора необходимо не дожидаясь признаков изменения этого параметра. Специалисты рекомендуют делать это не реже одного раза в месяц, если владелец автомобиля не отмечает изменений в работе АКБ, и значительно чаще, при особых условиях эксплуатации.

Только поддержание значения показателя плотности на оптимальном (рекомендованном) уровне, гарантирует стабильное накопление и сохранение заряда, что обеспечит безупречную работу двигателя.

Источник