Можно ли заливать в аккумулятор электролит: Что доливать в аккумулятор? | АКБ-сервис

Содержание

Что доливать в аккумулятор? | АКБ-сервис

 Во время заряда и работы все аккумуляторные батареи теряют часть воды из электролита. При этом снижается уровень электролита над пластинами и увеличивается концентрация кислоты в электролите (плотность электролита). Если батарея эксплуатируется с низким уровнем электролита, это отрицательно влияет на ресурс батареи.

   Скорость потери воды главным образом зависит от применяемых для производства аккумуляторной батареи материалов  и от состояния электрооборудования.

   Для восстановления уровня электролита доливайте в аккумулятор только дистиллированную  или деионизированную воду. Своевременная доливка воды в батарею с пробками позволяет снизить негативное влияние высокой плотности электролита на ее последующий ресурс.

   Уровень электролита должен быть на 10–15 мм выше верхней кромки сепараторов и не подниматься выше нижнего края заливной горловины.   

Если точно установлено, что причиной низкого уровня является выплескивание, то доливайте электролит  той  же  плотности и при той же температуре,  что и  оставшийся в  батарее.

    Если уровень электролита выше нормы, то откачайте электролит резиновой грушей с  эбонитовым наконечником.

   Чтобы не получить неправильных результатов, не замеряйте плотность электролита:

– если его уровень не соответствует норме;

– если электролит слишком горячий или холодный; оптимальная температура при измерении плотности +15+27° С;

– после доливки дистиллированной воды. Следует аккумулятор поставить на зарядку и подождать, пока электролит перемешается.

– после нескольких включений стартера. Надо подождать, чтобы установилась равномерная плотность электролита в элементе батареи;

    При использовании технической серной кислоты или  не дистиллированной воды, ускоряются саморазряд аккумуляторной батареи, происходит сульфатация, разрушение пластин и уменьшение ёмкости аккумуляторной батареи.

   После долива воды  лучше еще немного подзарядить аккумулятор для перемешивания электролита.

   При сильном морозе (если Вы добавили воду после поездки) даже возможно замерзание верхнего слоя электролита. Зимой воду нужно добавлять перед поездкой, но тщательнее контролировать уровень, чтобы не переборщить.

пошаговая инструкция, особенности и рекомендации. Доливка воды в автомобильный аккумулятор, правильное обслуживание акб Сколько надо наливать воды в аккумулятор

Средний срок эксплуатации аккумулятора составляет 3 года. После этого электролитическая жидкость теряет свои свойства и перестает нормально работать.

Для необслуживаемых аккумуляторов все проще. Они служат больше 6 лет без проблем, так как уровень жидкости там регулируется самостоятельно. Обслуживаемые требуют постоянного контроля и своевременного залива. На вопрос: «Что можно залить в аккумулятор?» — отвечаем подробно в данной в статье.

Самый легкий способ — долить дистиллированную воду в аккумулятор, так как именно она испаряется. Нарушение водно-кислотного баланса приводит к постепенной потере заряда.

Что заливать в аккумулятор автомобиля воду или электролит

Это зависит от потребностей самого АКБ. Для начала нужно произвести диагностические работы, чтобы понять причину неисправности.

Например, аккумулятор начал значительно хуже работать и больше не держит заряд. Осмотр банок показал, что жидкость находится ниже требуемого уровня и был залит электролит. Но на самом деле проблема заключалась в испарении дистиллята.

При этом произойдет увеличение уровня кислоты, так как ее количество было в регламентированной дозе. Воды тоже станет больше, но ее не достаточно для нормальной работы. В итоге изменятся физические и химические свойства, которые приведут к повышенной сульфатации и постепенной диструкции пластин. То есть, когда нужно залить дистиллят, нарушение технологии приведет к полной неработоспособности АКБ.

Когда непонятно, что нужно долить — воду или электролит, а вы вольете второе – АКБ не сможет зарядиться.

Как понять, чего не хватает

Что залить в аккумулятор? Выбор заключается в самой неисправности. Если есть старый АКБ или он был куплен с рук – перед запуском нужно определить уровень электролита. Иногда, он полностью испаряется и банки оказываются пустыми. Тогда нужно просто залить электролитом.

Если было замечено снижение густоты воды и ее количества, нужно работать по плану:

  1. Установите АКБ на плоскую поверхность.
  2. С верхней крышки нужно убрать весь мусор, различные масляные загрязнения.
  3. Открутите банки.
  4. Соберите раствор из банок. Проба должна быть прозрачной.
  5. Добавьте дистиллят для повышения уровня.
  6. Установите на зарядку с малым амперажем.
  7. Замерьте плотность ареометром. Если она пришла в норму – значит нарушен водный баланс.

Иногда происходят проблемы, когда аккумулятор просто не заряжается. Особенно это часто бывает из-за залития дистиллята. Это связано с реакцией h3O и h3SO4. Кислота и дистиллят не сразу смешиваются. Это происходит через 3 часа.

Но, если залить дистиллированную воду в аккумулятор, где необходим электролит – он просто сломается. Лучше сделать забор жидкости шприцем и проверить ареометром на плотность.

Дистиллированную воду в необслуживаемый аккумулятор не добавляют, так как они не вскрываются.

Алгоритм залива дистиллята

Как правильно залить? Важно соблюдать инструкцию:

  1. Прочистка аккумулятора. Нужно убрать весь мусор, масляные и бензиновые пятна, жир и нагар.
  2. Протирка. Пластик возле банок нужно протереть тряпкой, смоченной раствором соды. Кислота могла выйти наружу и можно получить ожог.
  3. Снятие пробок. Лучше использовать перчатки, устойчивые к кислоте.
  4. Проба. Шприцем с длинной иглой сделайте забор жидкости и проверьте плотность ареометром.
  5. Заливка. Нужно правильно долить. Аккуратно, чтобы не нарушить баланс.
  6. Проверка. Проверьте показатель плотности через три часа.
  7. Зарядка. Если все прошло хорошо, нужно зарядить АКБ.

В каком количестве лить дистиллят

Модели АКБ из прозрачной пластмассы удобны, так как видно количество жидкости и его можно сверить с отметкой.

Если он другого типа – можно воспользоваться советами:

  1. Ряд моделей имеет язычок, который показывает уровень. Заливать нужно не больше, чем на 5 миллиметров выше от него.
  2. Если никаких маячков нет, не стоит заливать выше 15 миллиметров от высоты пластин.
  3. В случае, если вообще нет никаких ключей – можно прибегнуть к физике. Коктейльную трубочку нужно опустить до дна банки. Верхнюю часть загерметизировать пальцем и вытащить.

Где продается дистиллированная вода

Ранее дистиллят продавался в каждой аптеке, и только там ее можно было приобрести. При этом срок годности ее составлял всего трое суток. Потом она становилась непригодной. В аптеках при больнице стоял собственный дистиллятор, который и очищал воду.

Сейчас она отпускается в:

  • автомобильных магазинах;
  • автомобильные заправочные станции;
  • хоз.магазины (она используется для заправки отпаривателей и утюгов).

Можно приобрести в интернет-магазинах в большом объеме. Некоторые водители спрашивают: какая вода должна применяться для доливки аккумуляторов? Точно не подойдет обычная водопроводная. Она содержит много добавок, как металлические соли, минералы и хлор, которые просто разрушат пластины АКБ.

Как сделать дистиллят дома

Наберите воду из под крана (можно взять воду для детей) в емкость и заморозьте. Все добавки осядут на дне и их можно убрать. Повторите процедуру до полного удаления металлов.

Какая вода должна применяться для доливки аккумуляторов? Желательно дистиллированная из магазина. Если это невозможно – подойдет такой метод.

Снизилась плотность — что делать

Что добавлять — воду или электролит, если упала густота? Необходима добавка второго.

Сделайте забор раствора и проверьте ареометром. Если она ниже 1,25 г. см – потребуется электролитическая заливка. Нужно лишь следовать инструкции:

  1. В автомагазинах продается готовый электролит. Они имеют нестандартизированную плотность. Вам нужна 1,27 грамм на сантиметр.
  2. Из 1 банки нужно собрать весь раствор. Для этого подойдет шприц с длинной иглой. Подходят ветеринарные — для коней.
  3. Залейте в стакан с мерками.
  4. В пустой отсек налейте электролит в меньшем количестве, чем было забрано.
  5. Потрусите АКБ.
  6. Замерьте плотность.

Если все сделать правильно, свойства вернуться в норму. Проверьте показатель и, если он соответствует заданному, можно залить дистиллированную воду в аккумулятор.

Когда делать перезаправку

Как и что заливают в аккумулятор – вопрос несложный. Но когда потребуется заливка? Воспользуйтесь ареометром и раз в полгода замеряйте плотность электролитической жидкости.

Посмотрите видео о правильной заправке.

У многих начинающих автомобилистов возникает вопрос, как в аккумулятор долить дистиллированную воду, если он из категории обслуживаемых АКБ. Соответственно, возникает второй вопрос, сколько необходимо добавлять жидкости и можно ли это сделать самостоятельно в бытовых условиях.

Предназначение дистиллированной воды

Дистиллированная вода является важной составляющей в жидкости автомобильной аккумуляторной батареи, обеспечивает ее полноценную функциональность, поддерживает нужную плотность электролита, в котором ее содержится 65%. А процентное содержание серной кислоты составляет всего лишь 35%.

Серная кислота — это довольно высококонцентрированное химическое соединение, представляющее в чистом виде опасность для АКБ. Для снижения ее концентрации необходима очищенная вода. Соотношение Н2О/h3SO4 =65/35 обеспечивает в момент зарядки аккумуляторной батареи накопление электрической энергии, которая впоследствии используется для запуска и движения транспортного средства.

Дистиллированная вода (ДВ) — это обычная вода, очищенная от органических соединений (продукты жизнедеятельности растительности и животных, бактерии, вирусы) и неорганических примесей (соли, минеральные добавки, другие вещества). Она состоит из двух химических элементов: водорода (H) и кислорода (O).

Перед тем как узнать, сколько доливать в аккумулятор дистиллированной воды, важно понять, что для подобной процедуры обыкновенная вода не подходит. В ней содержится большое количество разных примесей (соли, хлор, известь и прочие), которые способствуют быстрому выходу автомобильного аккумулятора из строя. Нельзя заливать в АКБ и прокипяченную воду, так как обыкновенное кипячение не дистиллирует (не очищает) жидкость в полном объеме.

Почему используется не электролит

В процессе эксплуатации аккумулятора, особенно в летний период, происходит нагревание батареи, в результате чего банки могут закипеть. ДВ в этот момент испаряется. Кислота — это нелетучая жидкость, соответственно она остается и уменьшается концентрация воды. Плотность смеси вырастает иногда до 1,4 г/см 3 . Поэтому, чтобы электролит привести к нормальной плотности, необходимо добавлять ДВ.


Если лить электролит, плотность уменьшится, но недостаточно.

Важно помнить о выпадении солей в осадок и разрушении пластин. Поэтому, чтобы уменьшить плотность жидкости до установленной нормы, добавляется исключительно ДВ. Это правило нужно всегда помнить!

А также стоит запомнить, что вода доливается только в аккумуляторные батареи обслуживаемого типа, которые отличаются максимальным испарением. Необслуживаемые АКБ оборудованы литым герметичным корпусом, испаряемая жидкость не выходит наружу, она выпадает в осадок внутри банки. В этом случае происходит замкнутый цикл, добавлять воду нет необходимости.

Когда требуется заправка АКБ

Большинство специалистов считают, что аккумулятору авто техническое обслуживание не требуется. Соответственно доливка в него воды является неактуальной, но при условии эксплуатации АКБ в нормальных условиях. Обязательно проверять уровень жидкости необходимо автомобилистам, совершающим на собственном авто поездки на дальние расстояния. В этом случае наибольшая вероятность преобразования жидкости в парообразное состояние. А также активный процесс испарения воды осуществляется в случае выхода из строя реле-регулятора.

Основные показатели поломки реле-регулятора:

  • в период эксплуатации транспортного средства аккумуляторная батарея сильно нагревается;
  • на корпусе АКБ наблюдаются капли электролита;
  • из заливных горловин выходит сильный пар.

Нужно учитывать вариант конструкции АКБ. В обслуживаемых моделях происходит намного большее испарение h3O. Поэтому именно для них стоит знать, сколько воды доливать в аккумулятор. В необслуживаемых моделях испарение жидкости в окружающую среду предотвращает герметичный литой корпус. Такие АКБ не требуют дополнительного технического обслуживания.

Проверка уровня электролита

Наличие электролита проверяется исключительно в обслуживаемых АКБ. Они чаще всего оборудованы прозрачным корпусом, поэтому осмотр проводится визуально. Для этого на поверхности сделаны специальные отметки, соответствующие определенному объему жидкости.

Выпускаются также аккумуляторные батареи обслуживаемого типа с непрозрачным корпусом. Чтобы определить, до какого уровня доливать в аккумулятор воду в таком случае, владельцу транспортного средства понадобится специальная прозрачная трубочка диаметром 0,5 см.

Последовательность проверки уровня жидкости :

  • откручивается крышка АКБ;
  • прозрачная трубка опускается в жидкость, при этом она должна упереться в дно баночки;
  • ее внешнее отверстие зажимается плотно пальцем;
  • затем она достается из аккумулятора для определения уровня электролита.

Такая трубка имеет деления минимума и максимума. Соответственно, если набравшаяся жидкость находится в этих пределах — объем электролита в норме. Если жидкость ниже минимума — необходимо долить ДВ.

Сколько нужно добавлять воды

В аккумуляторах современного типа проще разобраться, сколько добавлять ДВ в систему. Их корпус чаще производят из прозрачного пластика, на котором разбита шкала объема жидкости. Нужно просто визуально следить за ее уровнем в системе. Ее не должно быть меньше или больше допустимой нормы.

  1. В некоторых моделях аккумуляторов немного ниже горловины банки обустроен пластмассовый (металлический) «язычок». Заливать жидкость необходимо на 0,5 см выше него.
  2. В случае отсутствия в банке каких-либо отметок, доливать воду надо на 1,5 см выше свинцовых пластинок.
  3. Если невозможно визуально определить наличие электролита в АКБ, тогда рекомендуется воспользоваться специализированной стеклянной трубкой со шкалой.

Важно правильно выполнять доливку ДВ, чтобы плотность электролита соответствовала установленным нормам. При большей концентрации соляная кислота будет разрушать свинцовые пластины.

При ее недостатке можно разморозить автомобильный аккумулятор при значительных минусовых температурах.

Как правильно доливать жидкость

Если плотность электролита в автомобильном аккумуляторе повысилась или АКБ не дает нужное напряжение, значит, причина в испарении ДВ. По норме электролит состоит: h3SO4 (серная кислота) — 35%; h3O — 65%.

Инструкция доливки ДВ в АКБ:

Доливка жидкости осуществляется только на горизонтальной поверхности, иначе уровень будет показывать неправильный объем. А также стоит учитывать тот факт, что в разных климатических условиях отличается плотность электролита. Например, в России:

  • на юге страны — 1,25 г/см 3 ;
  • в центральных регионах — 1,27 г/см 3 ;
  • на северных территориях — 1,29 г/см 3 .

Чтобы точно измерить плотность жидкости, ареометр должен находиться строго в свободном состоянии, вертикальном положении и не соприкасаться со стенками емкости. Опустив аккуратно ареометр в жидкость, нужно дождаться, когда он полностью перестанет колебаться, затем снять показания по шкале в точке его пересечения с поверхностью электролита. Это и есть плотность жидкость.

Получение дистиллята в быту

Есть автомобилисты, которые не идут в магазин за ДВ. Они ее производят самостоятельно в домашних условиях. Это в основном старшее поколение, заставшее времена дефицита, и люди, проживающие в отдаленных от города населенных пунктах, куда многая продукция просто не поступает.

При желании самостоятельно приготовить ДВ стоит понимать, что она не будет отличаться высоким качеством, так как для этого необходимо иметь специальное дорогостоящее оборудование — дистиллятор. Но в качестве альтернативы подойдет обычный самогонный аппарат без змеевика. Производительность ДВ при использовании этого варианта составит примерно 1 стакан за 3−4 часа.

Формула дистиллированной воды — Н2О. Качественная жидкость не должна содержать сторонних примесей. В бытовых условиях достичь такого результата невозможно, небольшое содержание солей металла все-таки останется.

  1. Если необходимо срочно долить воду в аккумуляторную батарею, можно набрать ее из-под крана в пластиковую бутылку и положить в морозилку на 2−3 часа. Использовать нужно только лед, который предварительно растапливается. Незамерзшая вода сливается в раковину. Полученная таким способом ДВ будет причинять минимальный ущерб АКБ.
  2. Еще один способ — сбор дождевой воды в пластиковую емкость, тщательная фильтрация, дальнейшее использование по предназначению.


Важно! Собираемая вода для аккумуляторной батареи не должна соприкасаться с железными предметами. Например, вода, стекающая с металлической крыши дома, непригодна для этих целей.

Электролит – это раствор воды и серной кислоты и именно он заливается в аккумуляторную батарею (АБ). При работе аккумулятора вода разлагается на кислород и водород, который улетучивается через вентиляционные отверстия. Поэтому уровень электролита, за счёт разложения воды, будет уменьшаться и водителю периодически необходимо в АБ доливать дистиллированную воду.

Перед тем, как это сделать, нужно крышку АБ хорошенько очистить от пыли и грязи , в которой могут содержаться капельки серной кислоты. Делается это для того, чтобы пыль и грязь не попала внутрь банок АБ и на Вашу одежду.

Сейчас, большинство АБ, выпускаются в прозрачных корпусах, и определить в какие банки необходимо доливать дистиллированную воду, очень легко. Тем более, что на корпус аккумулятора нанесены метки минимума и максимума, заливаемого электролита. Для удобства доливки воды можно воспользоваться медицинским шприцом. Уровень электролита, необходимо поддерживать на 1-1,5 см выше расположения пластин. Ни в коем случае нельзя заливать дистиллированной воды, больше требуемой нормы.

После того, как Вы произвели доливку дистиллированной воды в аккумулятор, нужно будет замерить плотность электролита . Но делать это сразу нельзя, потому что Ваши замеры будут неточными, из-за того, что перемешивание жидкостей идёт медленно. Лучше всего это сделать на следующий день, предварительно подзарядив АБ . Плотность электролита, при эксплуатации автомобиля в средней части полосы России должна быть 1,27 г/куб.см, на юге – 1,25 г/куб.см, на севере 1,29 г/куб.см. Замеряем её при помощи ареометра .

На необслуживаемых АБ доступа к банкам аккумулятора нет. Но россияне и здесь нашли выход. Доливать дистиллированную воду в такие АБ стали при помощи шприца с иголкой , прокалывая отверстие напротив той банки, куда её следует долить. Определить необходимость доливки можно по цвету индикатора. Если он белый, значит, в эту банку требуется долить дистиллированную воду.

Довольно часто начинающих автомобилистов волнует вопрос о том, что такое дистиллированная вода и для чего ее следует доливать в аккумулятор автомобиля в любое время года. При этом некоторые люди указывают на то, что от дистиллята может быть больше вреда, чем пользы, хотя эта информация не доказана.

Стоит попробовать разобраться с тем, что будет с АКБ, если налить в нее обычную водопроводную воду, и сколько дистиллированной воды придется налить для правильной работы агрегата. Профессиональные водители, которые прекрасно разбираются во всех тонкостях состава электрохимических жидкостей в аккумуляторе.

Дистиллированная вода – часть электролита, без которой нельзя приготовить жидкость электрохимического типа, поскольку она может создать состав необходимой плотности и прибавить полезные свойства. В том случае, если не долить эту воду в АКБ, то агрегат не будет работать максимально правильно.

Дело в том, что электролит состоит из тридцатипроцентной серной кислоты и шестидесяти пяти процентов дистиллята. Конечно же, ясно, что кислота в чистом виде просто-напросто разъест пластины свинца и вывела бы из строя автомобильный аккумулятор. Именно дистиллированная вода помогает существенно снизить концентрацию серной кислоты, позволив аккумулятору работать правильно.

Узнай время зарядки своего аккумулятора

Согласно школьному курсу химии можно понять, что дистиллированная вода – чистейшее вещество, в котором не имеется никаких примесей и солей. Стоит отметить, что водопроводная вода вместо дистиллированной в аккумулятор заливаться не должна, поскольку она далека от идеала. В такой жидкости не только много примесей и солей, но и опасный элемент – хлор.

В том случае, если залить водопроводную воду вместо дистиллированной, то примеси осядут на свинцовые пластинки, а емкость аккумулятора существенно понизится. Значит, вода из-под крана является губительной для АКБ, и залить ее в агрегат – значит окончательно погубить его.

Как рассчитать объем доливаемой воды

Чтобы обеспечить правильную работу автомобильного аккумулятора, стоит понять, сколько понадобиться залить дистиллированной воды. По технической документации соотношение кислоты к дистилляту составляет не более, чем 1:2. Чтобы уточнить, сколько доливать дистиллированной воды в автомобильный аккумулятор, стоит понять, сколько в нем находится кислоты.

Почему важно будет правильно рассчитывать объем доливаемой воды:

  • кислоты должно быть много, поскольку расходуется она при разрядке АКБ, способствуя падению уровня электролита и появлению солей на свинцовых пластинках;
  • в том случае, если аккумулятор заряжается, то уровень дистиллированной воды падает, увеличивая плотность кислоты, поэтому плотность большинства аккумуляторов составляет 1,27 г/см3;
  • если же кислоты не будет столько, сколько необходимо, то электролит при пониженной уровне температуры воздуха превратится в лед;
  • в том случае, если долить в домашних условиях больше кислоты, чем воды, то она разрушит пластины.

Соотношение кислоты к воде, как 1 к 2 выведено много лет назад экспериментальным путем, поэтому изменять его в любую сторону строжайше запрещено. Каждый автовладелец обязан знать, сколько дистиллированной воды в аккумуляторе, чтобы своевременно долить ее своими руками до требуемого уровня.

Правила добавления дистиллята в АКБ

Следует ознакомиться с правилами добавления дистиллята при помощи видео, чтобы долить дистиллированную воду в аккумулятор правильно и не навредить автотранспортному средству:

Для того, чтобы долить дистиллированную воду правильно, следует определить, какой уровень электролита в АКБ, при помощи специальной трубки, диаметр которой составляет не менее, чем пять миллиметров.

Чтобы добиться необходимого уровня электролита, следует набрать в двадцатикубовый шприц дистиллят и долить в каждую секцию АКБ по пять или десять миллилитров жидкости.

После того, как дистиллированная вода будет долита, аккумулятор придется зарядить, не прикрывая пробки банок, не менее четырех раз, чтобы восстановить емкость. Далее закрываются крышки, и АКБ отстаивается около двенадцати часов.

Не стоит забывать, какая техника безопасности должна применять в процессе, поэтому нужно запастись защитными очками и перчатками, и не приближаться к открытым источникам огня.

Любой, даже начинающий автомобилист знает, что своевременное обслуживание автомобиля очень важно для комфортной его эксплуатации. Поэтому проверка основных его основных частей, приборов и датчиков перед поездкой — обязательный ритуал водителя. Также важное условие — периодический осмотр и ремонт ТС квалифицированными мастерами на Но многие автовладельцы в процессе увеличения своего водительского стажа начинают самостоятельно разбираться в основных частях и механизмах своего транспортного средства. Поэтому в большинстве случаев способны осуществить ремонт и обслуживание его устройств самостоятельно.

К таким основным частям в ТС стоит отнести аккумулятор. При нормальном раскладе такая батарея заряжается во время работы автомобиля. Но нередки случаи, когда при неисправности других устройств в машине его необходимо заряжать при помощи специального устройства. Такие условия эксплуатации влияют на быстрый износ устройства. К тому же время от времени его необходимо заправлять. Многие часто путаются, что доливать в аккумулятор: воду или электролит. Какие функции выполняет это устройство, как определить в нем уровень, как и чем правильно заправить, разберемся в этой статье.

Понятие аккумулятора

Это специальный механизм, который используется в транспортном средстве непосредственно для его запуска и дальнейшей работы. Кроме этого, такое устройство призвано оптимизировать работу пиков напряжения в момент запуска транспортного средства.

Понятие электролита

Для эффективной работоспособности аккумулятора обязательно используется электролит. Он представляет собой и дистиллированной воды. Здесь не должны использоваться сторонние примеси. В противном случае это изменит его плотность. Для правильной работоспособности важен также и уровень электролита в аккумуляторе. Если он будет ниже положенной нормы, то в дальнейшем это неизбежно приведет к нестабильной работе вспомогательного источника электроэнергии транспортного средства, и владелец не сможет нормально завести машину. При этом высохнут внутренние пластинки, а мощность батареи значительно снизится. Также не стоит превышать достаточный уровень жидкости в системе. В противном случае в дальнейшем это приведет к полной или частичной поломке этого механизма. Батарея станет быстрее разряжаться. Поэтому уровень электролита в аккумуляторе обязательно должен быть стабильным. Это позволит обеспечить нормальную работу транспортного средства.

Когда необходима заправка аккумулятора

Согласно мнению многих специалистов, автомобильная батарея не подлежит техническому обслуживанию. Поэтому вопрос о том, что доливать в аккумулятор: воду или электролит — некоторые мастера считают неактуальным. Но это если он используется в нормальных условиях. Если автовладелец любит путешествовать на своем транспортном средстве на дальние расстояния, то он обязательно должен учесть данный параметр. В составе электролита обязательно используется водная масса. В процессе работы устройства она может испариться. Жидкость может начать активно переходить в парообразное состояние в случае полной и частичной неисправности реле-регулятора. К основным моментам неисправности механизма обязательно надо отнести:

  1. Появление сильного пара из заливных отверстий.
  2. Появление капель электролита на корпусе АКБ.
  3. Большой нагрев аккумулятора в процессе работы транспортного средства.

Также стоит учитывать тип батареи. Они бывают обслуживаемыми и необслуживаемыми. В первом случае испарение будет больше, поэтому именно для них актуален вопрос о том, что доливать в аккумулятор: воду или электролит. В необслуживаемых батареях жидкость находится в герметичном корпусе. Поэтому в процессе эксплуатации жидкость все же поднимается вверх, но не выходит за границы корпуса, и впоследствии снова опускается вниз, выпадая в осадок. В таких устройствах цикл замкнутый. Такие аккумуляторы не требуют проверки в них жидкости.

Способы проверки уровня электролита

Как отмечено ранее, такой проверки требуют только обслуживаемые аккумуляторы. К первому способу проверки обязательно надо отнести визуальный осмотр. Как правило, корпус батареи устройства делается прозрачным. Здесь ставятся различные отметки. Они указывают на уровень жидкости. Поэтому визуально можно отследить количество электролита в системе.

Но не все модели обслуживаемых аккумуляторов выполняются с прозрачным корпусом. В этом случае автовладелец может воспользоваться специальной прозрачной трубочкой, которая имеет диаметр 5 мм.

Для проведения проверки:

  • необходимо открутить крышку батареи;
  • отпустить трубку в жидкость до упора;
  • пальцем плотно зажать внешнее отверстие;
  • достать трубку.

Уровень электролита должен соответствовать уровню его столба в такой трубке.

Что делать при несоответствии уровня электролита

Автовладелец должен знать, что уровень высоты жидкости в трубке должен быть в пределах 15 мм. Если эта норма превышена, то следует убрать лишний раствор. Для этого понадобится резиновая груша или шприц.

При низком показателе электролита в раствор можно залить воду. Доливают ли электролит в аккумулятор? Ответ на этот вопрос можно получить, проанализировав состав раствора в батарее. Как уже отмечалось, это вода и раствор соляной кислоты. В процессе эксплуатации испаряется только вода, поэтому она и доливается во время обслуживания. Но если плотность раствора слишком мала, то для ее повышения доливается кислота. Поэтому, отвечая на вопрос о том, что доливать в аккумулятор: воду или электролит — необходимо сначала измерить плотность раствора. Сделать это можно самостоятельно.

Проверка плотности электролита

Автовладелец обязан знать и о том, что, кроме уровня электролита, необходимо проверять и его плотность. Поэтому перед тем, как долить дистиллированную воду в аккумулятор, стоит обязательно проверить плотность раствора.

Сделать это можно специальным прибором под названием «ареометр». Он имеет форму поплавка. Он имеет соответствующую шкалу, градуированную в единицах плотности. Сверху расположен баллон. Именно в него поступает раствор. Уровень жидкости должен обеспечивать нормальное передвижение поплавка в вертикальном положении. Показатель плотности электролита в АКБ должен оставаться в пределах 1,25-1,3 г/куб. см. Когда уровень отклоняется в большую сторону, применяется дистиллированная водная масса. Если такой уровень отклонился в меньшую сторону, то используется специальный корректирующий электролит. Он значительно повышает плотность используемой жидкости в системе.

Как долить дистиллированную воду в аккумулятор

Если плотность выше нормы, это свидетельствует об испарении жидкости, которую необходимо добавить. Сколько воды доливать в аккумулятор? Уровень раствора в АКБ необходимо поддерживать на 1-1,5 см выше уровня пластин. Нельзя добавлять дистиллированную воду больше разрешенной нормы. После заправки обязательно следует повторно проверить плотность жидкости, предварительно зарядив батарею.

Заключение

На основании вышеизложенного обязательно надо сделать вывод о том, что для обеспечения нормальной работоспособности транспортного средства владелец обязательно должен отслеживать уровень электролита в аккумуляторе автомобиля. В ином варианте водитель просто не заведет свое транспортное средство. Уровень не должен отклоняться в большую или меньшую сторону. В дальнейшем это обязательно приведет к неисправностям в работе системы. Кроме отслеживания уровня электролита, надо внимательно следить и за его плотностью. Если установленный показатель отклоняется, нужно совершать определенные действия по увеличению или уменьшению уровня плотности в системе. Можно ли доливать воду в аккумулятор? Да, но только в том случае, если плотность раствора в АКБ выше нормы.

Что следует заливать в аккумулятор воду или электролит? | Автомеханик

При перезаряде или иных проблемах с аккумулятором АКБ может терять соляную кислоту, после чего в батарею требуется доливать воду или же электролит.

Часто при эксплуатации автомобиля возникают проблемы с аккумулятором, что вынуждает доливать электролит в АКБ. При этом непонятно, нужно ли доливать в банки дистиллированную воду или сразу электролит. Неправильно выполнив такую работу, автовладелец может полностью вывести из строя автомобильную батарею, а в редких случаях происходит возгорание машины, которое становится причиной полного уничтожения авто. Поговорим поподробнее о том, что же нужно доливать в аккумулятор – чистую дистиллированную воду или электролит.

обслуживаемый аккумулятор

обслуживаемый аккумулятор

Регулярное обслуживание аккумулятора

Автовладельцу, вне зависимости от того, установлен ли на его машине обслуживаемый или необслуживаемый аккумулятор, в любом случае потребуется проверять уровень электролита и при необходимости доливать соляную кислоту. Крайне важно, чтобы жидкость внутри банок полностью покрывала металлические пластины, в противном случае аккумулятор не может накапливать напряжение и появляются определенные проблемы с заведением двигателя.

На обслуживаемых аккумуляторах такой контроль не представляет особой сложности, всё что нужно сделать, это открыть пробки каждой из банок и визуально проверить на каком уровне находится электролит внутри АКБ. В необслуживаемых аккумуляторах имеются специальные глазки с зеленым или красным цветом, по которым можно определить уровень электролита. Отдельные модели имеют прозрачные стенки, что позволяет удешевить их конструкцию и с лёгкостью контролировать состояние аккумулятора.

акккумулятор с открученными пробками

акккумулятор с открученными пробками

Особенности используемого электролита

В современных аккумуляторах электролит выполнен из серной кислоты, при этом многие автовладельцы уверены, что при понижении уровня жидкости следует заливать обязательно дистиллированную воду. Однако в подобном случае может отмечаться такое явление, когда показатель плотности электролита существенно уменьшается, соляная кислота просто не может обеспечить поддержание нужной химической реакции и накопление заряда свинцовыми пластинами.

В каждом конкретном случае, в зависимости от текущих показателей плотности электролита, заливать в АКБ следует либо дистиллированную воду, либо соляную кислоту. Если отмечается перезаряд аккумулятора, то следует восполнять жидкость с помощью приобретённого в магазине электролита. Чаще всего при перезарядке АКБ, что отмечается при неисправности генератора, происходит снижение уровня электролита, после чего пластины обнажаются, приводя к полному выходу из строя батареи. Повышенным давлением электролит будет выдавливать из банок, а на корпусе появятся заметные подтёки. Определить подобные проблемы проще всего при помощи мультиметра, который будет показывать напряжение на клеммах более 15 Вольт.

Если отмечается перезаряд, то во все банки до минимального уровня следует доливать дистиллированную воду. Сразу после этого с помощью ареометра проверяется плотность, которая должна показывать 1,27-1,28 грамм на кубический сантиметр. Чтобы довести плотность жидкости до нужного показателя, потребуется использовать готовый корректирующий электролит.

Если причиной потери электролита аккумулятором является повреждение корпуса, необходимо устранить имеющиеся проблемы, загерметизировать трещину, лишь после этого доливать в банки готовый электролит. В последующем если потребуется привести показатель плотности в норму, используют небольшое количество дистиллированной воды.

заряжаем аккумулятор

заряжаем аккумулятор

Заливать дистиллированную воду в аккумулятор можно исключительно в том случае, если отмечается правильная работа батареи. После этого в обязательном порядке проверяют плотность и подзаряжают АКБ. В последующем автовладельцу необходимо контролировать показатель заряда, плотность электролита и уровень жидкости внутри банок.

Подведём итоги

В каждом конкретном случае в зависимости от имеющихся неисправностей в аккумуляторе доливать в него можно как дистиллированную воду, так и уже готовый приобретённый в магазине электролит. Автовладельцу потребуется проверять плотность и уровень жидкости, что и станет залогом длительной эксплуатации батареи на автомобиле.

Подписывайтесь на наш канал — узнаете много нового и интересного!

Можно ли заливать в аккумулятор электролит


Можно ли доливать электролит в аккумулятор и почему

При обслуживании автомобильных аккумуляторных батарей в обязательном порядке контролируется плотность электролита и его уровень. В меньшей степени это касается необслуживавемых батарей, но и для них иногда требуются применять меры по выравниванию уровня электролита.

Во время работы автомобиля аккумулятор подзаряжается от генератора. Необходимый уровень бортового напряжения поддерживается регулятором.

В зимнее время высокая нагрузка на генератор (свет фар, обогрев стекол и сидений) не позволяют сильно повысится напряжению даже при неправильно отрегулированном регуляторе. Иная ситуация летом. Минимум посторонней нагрузки вызывает повышенное напряжение на клеммах батареи, в результате чего наблюдается кипение электролита (электролитическое разложение воды). Чем выше температура окружающего воздуха, тем раньше начинается этот процесс. Часто можно наблюдать, что после длительной летней поездки в аккумуляторе банки полупустые.

Для аккумулятора недопустима даже кратковременная работа с пластинами, не полностью покрытыми электролитом, так как это вызывает разрушение оголенных частей пластин с полным выходом батареи из строя.

Вопрос о том, что доливать в аккумулятор воду или электролит, достаточно распространен. Ниже будет рассказано, как избежать распространенных ошибок и продлить работоспособность аккумуляторной батареи.

Что происходит с электролитом в АКБ

При эксплуатации аккумулятора в нем происходят электрохимические процессы, различные при заряде и разряде. В основе кислотных возобновляемых источников тока лежат химические реакции между свинцом пластин и электролитом, основным компонентом которого является серная кислота.

Во время разряда свинец пластин реагирует с кислотой, образуя сульфат свинца. В результате этого количество кислоты в растворе падает и становится минимальным при полном разряде батареи.

При зарядке происходит обратная реакция – сульфат свинца разлагается на чистый металл и кислоту. Плотность электролита повышается.

Внимание! После достижения полной зарядки плотность перестает расти.

С водой другая ситуация. Ближе к окончанию зарядки аккумулятора начинается процесс электролиза воды. При электролизе вода разлагается на составляющие элементы, водород и кислород, которые выделяются в виде пузырьков газа. При высокой температуре окружающего воздуха происходит естественное испарение воды. Пар и электролизные газы отводятся из активной зоны аккумулятора через дренажные отверстия, предохраняющие корпус от избыточного давления.

Какой вывод следует из сказанного? При работе аккумулятора кислота не расходуется. Она находится или в свободном состоянии в электролите или в виде сульфата свинца на электродах. Уменьшается лишь количество воды в составе электролита. Казалось бы, должна расти плотность, но это происходит не всегда. В результате некачественного изготовления аккумулятора или неправильном его обслуживании на пластинах образуются крупные нерастворимые кристаллы сульфата свинца, которые не восстанавливаются при заряде.

Можно ли доливать электролит в такой аккумулятор? Уменьшение количества активного вещества электродов требует меньшего количества электролита, поэтому нельзя доливать кислоту или электролит, поскольку это приведет к ускоренному росту кристаллов сульфата и батарея выйдет из строя в результате падения емкости и осыпания пластин. Заливается только дистиллированная вода.

Что заливают в аккумулятор автомобиля при его обслуживании

Часто у длительно работающих аккумуляторов наблюдается различный уровень электролита в раздельных банках. Что делать, если в некоторых банках мало жидкости? Доливается электролит или дистиллированная вода? Каждая банка в автомобильном аккумуляторе является отдельным аккумулятором, поэтому все вышесказанное относится к любому типу кислотных автомобильных аккумуляторных батарей и коррекция уровня электролита производится путем доливки дистиллированной воды. Впоследствии необходимо выполнить дополнительный цикл заряда и разряда. Повторяя процесс несколько раз, можно полностью восстановить емкость батареи.

Повышение плотности допускается только при смене сезона. Зимой плотность электролита должна быть больше для предупреждения перемерзания при низких температурах. Перед тем, как доливать электролит, измеряют его плотность. О том, как это сделать, читайте в этой статье. После окончания сезона холодов, плотность опять уменьшают до меньшего значения, так как эксплуатация аккумулятора с высокой плотностью может привести к сульфатации пластин, потере емкости и осыпанию активной массы. Последнее служит причиной междуэлектродного замыкания. Аккумуляторы с таким дефектом не подлежат восстановлению.

Как доливается вода в аккумулятор

Чтобы правильно залить воду при понижении уровня в банках, нужно выкрутить заливные пробки и замерять текущий уровень. Количество жидкости над поверхностью пластин должно быть в пределах 10-15 мм. Добавить воду можно при помощи лейки или струбцины, а попавшую на поверхность батареи вытереть сухой тряпкой, чтобы не образовывался проводящий слой, ведущий к повышенному саморазряду аккумулятора. Превышать уровень также нежелательно, поскольку снизится плотность, а это опасно зимой. При кипении во время заряда электролит будет выплескиваться через дренажные отверстия, вызывая коррозию электродов и металлических частей автомобиля. Кислота на поверхности аккумулятора повышает саморазряд батареи.

Можно ли доливать электролит в аккумулятор при низкой плотности?

Множеству автомобилистов знакома такая проблема, как быстрая разрядка аккумулятора даже при отсутствии высокой нагрузки.

Встречаются совсем тяжёлые случаи — заряженный сегодня на 50% аккумулятор завтра же становится полностью разряженным и это обнаруживается во время попытки завести двигатель. Автомобилист заряжает аккумулятор на 100%, но завтра он снова наполовину разряжен. Как решить эту проблему? Покупка новой АКБ — это недёшево, но замена объективно требуется не в каждом случае, иногда достаточно проверки плотности и доливания электролита.

Множество автовладельцев волнует, насколько целесообразно доливание электролита в АКБ при недостаточной плотности. Возможно, лучше выполнить замену? Рассмотрим разные ситуации, чтобы выяснить, как лучше поступить в том или ином случае.

Когда доливание электролита в АКБ более целесообразно, чем замена АКБ?

Составляющими электролита любой АКБ являются кислота и дистиллированная вода. Данные жидкости образуют смесь, в составе которой преобладает вода, тогда как кислоты намного меньше. К примеру, Вам нужен электролит, плотность которого должна составлять 1,28 г/куб. см. В этом случае в 1 л дистиллированной воды необходимо влить 0,36 л кислоты. Пропорция будет составлять примерно 1:3.

Для безопасности требуется заливание кислоты в воду, но ни в коем случае не на оборот! Поскольку в противном случае имеет место высокий риск химической реакции, сопровождаемой выделением тепла и разбрызгиванием. Попадание аккумуляторной кислоты на кожу приводит к сильным ожогам. Причина этого заключается в более низкой плотности воды по сравнению с кислотой, вследствие чего эти жидкости смешиваются крайне медленно.

Объёмную пропорцию воды и кислоты выясняют с помощью ареометра. Этот прибор определяет плотность жидкости. После понижения плотности электролита до определённого значения он недостаточно хорошо удерживает заряд. При плотности немного ниже нужных 1,3 г/куб см, следует доливать электролит.

Изменение плотности электролита зависит заряда аккумулятора. По этой причине точную плотность аккумуляторной жидкости возможно только когда аккумулятор заряжен на 100%. Как правильно заряжать АКБ вы можете прочитать в отдельной статье.

%rtb-4%

Низкая плотность электролита — как решить проблему?

Если АКБ не держит заряд, нужна ли её замена? Целесообразно ли доливание электролита в случае недостаточной плотности? Или это всё равно не позволит восстановить работоспособность аккумулятора? Здесь всё определяется возрастом АКБ, а также показателями ареометра.

В случае, когда АКБ довольно старая (четыре года и более), потеря ею способности удерживать заряд прежде всего вызывается не недостатком плотности электролита, а разрушением пластин аккумуляторных банок. В подобной ситуации не поможет даже восстановление прежнего уровня плотности электролита. Но в случае сравнительной свежести аккумулятора решение проблемы возможно путём доливания электролита. Однако не всегда необходимо лить именно его.

Среднестатистическая плотность этой жидкости в исправном аккумуляторе — от 1,25 до 1,3 г/куб. см. Необходимо, чтобы эта величина была приблизительно одинаковой у всех аккумуляторных банок. Максимальное допустимое отклонение — 0,03. В случае, когда плотность ниже 1,25, однако выше 1,20, доливанием электролита можно будет устранить проблему.

Плотность жидкости менее 1,2 г/куб. см

Можно ли доливать электролит в данном случае?

Ответ: Да. Однако таким путём не удастся добиться восстановления работоспособности аккумулятора, поскольку при доливании электролита не выйдет довести плотность до 1,25 г/куб. см. При плотности в диапазоне 1…1,2, целесообразней долить аккумуляторную кислоту, поскольку её плотность намного выше плотности электролита.

Плотность жидкости менее 1 г/куб. см

Когда ареометр показывает плотность электролита менее 1 г/куб. см, даже доливанием кислоты решить проблему не получится. Но в случае, когда невозможно заменить аккумулятор, можно попытаться заменить электролит. Для выполнения этой операции требуется откачивание из всех аккумуляторных банок с помощью груши максимально возможного объёма жидкости с последующим укладыванием его набок. Потом высверлить в днищах всех аккумуляторных банок маленькие дырочки, диаметр каждой из которых должен составить три-пять мм. Промыть банки дистиллированной водой. После чего отверстия можно запаять (для этого подходит пластмасса, устойчивая к воздействию кислот, предварительно рекомендуется проверить её реакцию на электролит) и заливать во все банки новый электролит.

Однако даже в случае выполнения этой операции АКБ будет служить недолго, поскольку время эксплуатации определяется многими факторами. После полного сливания электролита, аккумуляторные банки в течение какого-то времени имеют контакты с кислородом, вследствие чего начинается быстрая коррозия.  По этой причине долго эксплуатировать АКБ после полной замены электролита нежелательно, лучше заменить АКБ при первой появившейся возможности.

Как часто заряжать автомобильный аккумулятор?

Методики проверки уровня зарядки аккумулятора

Сколько нужно и можно долить электролита в аккумулятор

Аккумуляторная батарея (АКБ) в автомобиле используется в качестве дополнительного источника электроэнергии. С помощью неё производится запуск двигателя, и при включённом зажигании осуществляется работа всех бортовых приборов. Зачастую многие водители совершают большую ошибку, когда думают, что можно долить электролит в аккумулятор при его понижении, ведь, возможно, причина кроется в обычном испарении воды.

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.

Многие опытные механики знают о том, когда можно добавить электролит в аккумулятор, но чаще всего они заливают туда дистиллированную воду, ведь кислота не имеет свойства испаряться при кипении, поэтому из аккумулятора выходит наружу лишь кислород с водородом.

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.

Рекомендуем:  Характеристики автомобильных аккумуляторов Варта (Varta)

Подготовительные работы

Перед обслуживанием батареи следует изучить инструкцию, в которой полностью описано, как правильно доливать электролит в аккумулятор, а также важно прочитать инструкцию о зарядке.

Для того чтобы правильно долить электролит в аккумулятор, важно приготовить рабочее место, где будет проходить эта операция.

Также не стоит пренебрегать техникой безопасности:

  • Первое, что нужно сделать — это надеть на себя спецодежду, которая включает в себя комплект штанов, куртки, прорезиненых перчаток и защитные очки.
  • Поставить на верстак батарею и очистить её от различной грязи с помощью ветоши. Основное внимание нужно уделить плюсовому и минусовому контакту.
  • Проверить батарею мультиметром.
  • Аккуратно открыть крышки с помощью крестовой отвёртки.

Техническое обслуживание аккумулятора

После ряда этих манипуляций, обеспечивающих удобное обслуживание, специалисты проводят полную диагностику технического состояния аккумулятора. В основном они заключаются в шести пунктах:

  1. Перед тем как решить, что доливать в АКБ: электролит или воду, нужно обязательно полностью зарядить его специальным устройством.
  2. Далее произвести замер плотности во всех банках с помощью ареометра и зафиксировать все результаты в блокноте. При фиксировании показаний было бы удобнее проставить каждой банке свою цифру и напротив неё указать значение со шкалы.
  3. Если показания плотности у заряженного аккумулятора в некоторых банках различаются и не входят в рекомендуемую норму (1.25−1.29 г/куб. см), то это означает, что водителю нужно провести корректировку. Она заключается в следующем: при пониженном показании плотности нужно рассчитать, сколько доливать электролита в аккумулятор и залить его, а при повышенном залить дистиллированную воду.
  4. Плотность каждой банки в предельных значениях, а уровень электролита по какой-то причине опускается всё ниже. Лучшим решением для этой проблемы будет банальная доливка воды.
  5. Иногда бывает так, что плотность в секциях ниже номинального значения (меньше 1.21 г/куб. см). Чтобы найти решение, нужно забрать с помощью специальной клизмы небольшой раствор кислоты и слить его в мерный стакан. Дальше записать показания объёма и перелить электролит в стеклянную кружку. Пользуясь технической таблицей, залить в мерный стакан нужное количество раствора серной кислоты с повышенной плотностью и с помощью клизмы влить в ту банку, из которой забирался электролит. В тех ситуациях, когда есть значительная разница в сторону уменьшения плотности, лучше всего доливать кислоту с плотностью 1.40 г/куб. см. Необходимый уровень важно достичь дистиллированной водой.
  6. После того как во всех банках плотность стала одинаковой, необходимо подключить аккумулятор на небольшую подзарядку. Это делается для того, чтобы недавно залитый раствор тщательно перемешался внутри. После этого снова измерить плотность, и если её уровень изменился, то провести повторную операцию.
Рекомендуем:  Как правильно долить в аккумулятор дистиллированную воду

Каждому автолюбителю нужно знать, что перед тем как перейти на зимнюю эксплуатацию автомобиля, важно повышать значения плотности в АКБ, а при переходе на летнее время — понижать.

А также ежедневно перед каждым выездом нужно проверять не только уровень масла в двигателе, но и чистоту клем батареи и надёжность крепления пробок на её корпусе.

Что доливают в автомобильный аккумулятор: воду или электролит

Работоспособность импортной аккумуляторной батареи снижается через 5-6 лет. Срок службы российских АКБ – не более двух лет. На ухудшение параметров влияют различные физико-химические процессы в электролите, в результате которых изменяется его плотность, соответственно, и выдаваемая сила тока.

С проблемой можно справиться, если контролировать уровень жидкости в банках батареи. Вот тут-то у автомобилистов и возникают вопросы, один из которых – что доливать в аккумулятор, воду или электролит. Мы расскажем, в каких случаях требуется доливка дистиллированной воды, а в каких – электролитического раствора, дадим информацию по предельно допустимым параметрам АКБ.

Как меняются свойства электролита в аккумуляторе автомобиля

Чтобы иметь представление о том, что долить в автомобильный аккумулятор, нужно разобраться в процессах, которые происходят внутри батареи во время цикла зарядки/разрядки. Если вы не будете иметь представления об этих процессах, можете допустить ошибку, которая приведет к изменению плотности жидкости и выходу батареи из строя.

Электролит автомобильных аккумуляторов состоит из 35 % серной кислоты и 65 % дистиллированной воды. Это соотношение позволяет достичь значений 1,27-1,29 г/см3 – оптимальных для выдачи нужного напряжения.

Когда вы заряжаете аккумулятор, температура раствора повышается. Происходит процесс электролиза, при котором выделяется гремучий газ, а часть воды испаряется. При этом изменяется концентрация соляной кислоты, повышается плотность электролита, что ведет к снижению емкости аккумулятора.

У современных АКБ корпус герметичный, поэтому испаряющаяся вода собирается в виде конденсата на верхней части банки, затем стекает обратно в отсек. При этом характеристики раствора не меняется, и батарея может служить годами. Если же герметичность была нарушена во время езды, то снижение уровня дистиллята неизбежно.

Еще одна особенность электролитического раствора – сульфатация. Это процесс, при котором соли кислоты оседают на свинцовых пластинах банки. Подобная ситуация возникает, если автомобиль стоял несколько месяцев в гараже или при зарядке вы подали ток большей силы, чем регламентировано производителем. Сульфатация приводит к уменьшению концентрации соляной кислоты, снижению емкости АКБ и выходу ее из строя.

Если вы хотите продлить срок жизни батареи и не терзаться вопросом, что доливают в аккумулятор другие автолюбители, регулярно заряжайте и разряжайте его.

Что заливать в аккумулятор автомобиля – воду или электролит

Если вы внимательно читали предыдущий раздел, то понимаете, что ответ на вопрос зависит от того, какими причинами было вызвано падение уровня в банках. Ошибка в диагностике проблемы может привести к выходу АКБ из строя. Почему?

Чаще всего в аккумулятор заливается дистиллированная вода.

Представьте ситуацию. Вы заметили, что батарея не выдает нужного напряжения, открутили пробку и заметили снижение уровня жидкости в банках. Недолго думая, решили залить электролит, а причина проблемы крылась в испарении дистиллированной воды. Что произойдет в этом случае?

До вашего действия соотношение соляной кислоты к дистилляту изменилось. Ее стало больше. Вы же доливаете раствор с нормальным содержанием соляной кислоты и ее количество в каждой банке увеличивается в 1,5 раза. Изменяется физико-химические свойства жидкости, происходит усиленная сульфатация пластин, которые постепенно разрушаются. Аккумулятор можно выкинуть. В этом случае правильное решение проблемы – доливка дистиллированной воды.

Обратная ситуация – снижение количества соляной кислоты, и вы доливаете электролит. В этом случае в банках дистиллированной воды будет больше, чем положено и аккумулятор может вообще не заряжаться.

Никогда не принимайте спонтанных решений. Сначала определите, чем вызвана проблема, затем принимайте меры по ее устранению.

Чем долить аккумулятор – принимаем решение

Если вы купили б/у АКБ с пустыми банками или обнаружили, что вся жидкость куда-то делась – заливайте электролит. Правда, в последнем случае, лучше поменять батарею. Как показывает практика, в такой ситуации в аккумуляторе происходят необратимые явления, приводящие к выходу из строя, и подобная мера носит временный характер.

Если же вы заметили снижение уровня жидкости в банках – действуйте по инструкции.

  1. Поставьте АКБ на горизонтальную ровную поверхность.
  2. Уберите мусор с верхней части.
  3. Аккуратно открутите все пробки.
  4. С помощью спринцовки или шприца возьмете оставшийся раствор с каждой банки и обратите внимание на его цвет (в норме – прозрачный).
  5. Долейте дистиллированную воду, поставьте на зарядку малым током.
  6. Спустя 2-3 часа проверьте плотность ареометром.
  7. Если вы получили значение 1,27-1,29 г/см3 – значит проблема была в потере дистиллированной воды.

Иногда автомобилисты получают низкое значение и начинают паниковать. Обычно это случается, если сделать замер сразу после заливки воды, при горячем аккумуляторе или недостаточной зарядке батареи.

После доливки воды нужно проверить плотность электролита в банке.

Серная кислота должна перемешаться с водой, а происходит это спустя 2-3 часа после зарядки, при температуре в пределах 15-27 0С. В других условиях показатели не будут достоверными.

Запомните: нельзя заливать новый электролит в аккумулятор при снижении уровня жидкости в банках. В этом случае единственное верное решение – доливка дистиллята.

Действия при снижении плотности электролита

Мы рассказали, что электролит можно заливать в банки в случае, если вы твердо уверены в том, что он куда-то вытек. Однако есть еще одна ситуация, при которой поможет подобный подход – снижение плотности жидкости при эксплуатации АКБ. В этом случае заливка электролита может продлить жизнь батареи.

Замерьте показатели ареометром. Если их значение ниже 1,25 г/см3, то решить проблему можно с помощью доливки. Для этого придерживайтесь нашей инструкции.

Если плотность ниже 1,25 г/см3:

  • возьмите электролит с плотностью 1,27 г/см3;
  • с помощью спринцовки «заберите» как можно больше жидкости из первой банки;
  • вылейте ее в мерный стакан, запишите объем;
  • добавьте в отсек новый раствор в объеме в 2 раза меньшим, чем вы взяли на втором этапе;
  • хорошо встряхните АКБ;
  • замерьте уровень плотности.

Если вы не достигли результата 1,25 г/см3 – повторите операцию еще раз. Затем доведите уровень жидкости в отсеке до нормального значения дистиллированной водой и поставьте АКБ на зарядку. Спустя 2-3 часа перепроверьте результаты.

Если показатели ареометра ниже 1,8 г/см3 – вам потребуется аккумуляторная кислота плотностью 1,40 г/см3. Последовательность действий, как и в предыдущем случае, но тщательнее проверяйте показания ареометра. Лучше это делать спустя 2 часа после доливки, чтобы жидкости равномерно перемешались.

Запомните: самостоятельная корректировка плотности электролита – сложная задача. Забрать всю жидкость из банки не получится – вам помешают свинцовые пластины. В итоге показатели ареометра не будут верными.

Если у вас нет опыта подобных работ – отнесите АКБ в мастерскую или купите новый. Залить электролит можно, но вы можете нечаянно изменить его структуру, и аккумулятор выйдет из строя. Это приведет к нарушению в работе всей электрической цепи автомобиля и его устройств.

Обобщим материал

Теперь вы знаете, что долить в аккумулятор, воду или электролит. Если же запутались – напомним еще раз. При снижении уровня жидкости в отсеках заливайте дистиллированную воду. Если же уверены, что электролитический раствор вытек полностью – добавляйте его.

Что касается корректуры плотности – это сложный процесс. Даже небольшое изменение свойств электролита может привести к разрушению АКБ и другим негативным последствиям. Наиболее простой и не особо затратный выход из ситуации – замена АКБ. Особенно, если речь идет о недорогих батареях.

Как дистиллированную воду залить в аккумулятор просто

Владельцам обслуживаемых автоаккумуляторов необходимо регулярно следить за уровнем в них электролита и в случае необходимости — доливать очищенную от минералов и органических добавок чистую h3O. Такая вода называется дистиллированной и является важной составляющей внутриаккумуляторной жидкости. Ее задача — поддерживать химический состав электролита на оптимальном уровне, тем самым гарантируя качественную работу аккумулятора.

Прежде чем выяснить, как правильно заливать очищенную жидкость в батарею, важно запомнить, что водопроводную или кипяченую воду использовать с этой целью запрещается. В них содержится очень много посторонних примесей (железа, кальция, магния, хлора), которые в процессе зарядки оседают на металлических пластинах батареи. Такая «накипь» приводит к уменьшению емкости аккумулятора и разрушению его пластин. При этом изменяется плотность электролита в АКБ.

Где можно достать дистиллированную воду

Глубоко очищенную воду в пятилитровке или другой таре автовладельцы могут купить в хозяйственном магазине, супермаркете (в отделе бытовой техники), аптеке или на автозаправке в отделе автокосметики, эти торговые точки снабжают проверенные поставщики. Самым крупным производителем и поставщиком дистиллированной воды является компания ООО «СМОЛЫ». Заказать и купить дистиллированную воду можно на этой странице. Можно ее получить и в обычных домашних условиях, воспользовавшись одним из народных методов очищения.

Первый метод – выпаривание. Для него вам понадобится большая кастрюля, которая плотно закрывается крышкой, емкость из стекла и металлическая решетка. В кастрюлю помещается решетка, а затем она наполовину заполняется обычной водой. Емкость из стекла устанавливается на решетку таким образом, чтобы ее горлышко поднималось над водой. Кастрюля плотно закрывается крышкой и ставится на газ. Сверху на нее укладывается лед. Вода закипает, конденсируется на охлажденной крышке и собирается в стеклянную тару.

Второй способ – замораживание. Для этого проточная вода заливается в пластиковую бутылку и помещается в морозилку. После того, как половина жидкости превратится в лед, из бутылки сливается незамерзшая вода, а оставшийся лед растапливается. Это и есть дистиллят.

И самый простой способ — собрать дождевую воду, являющуюся природным дистиллятом. Правда, в крупных городах она имеет слишком большой процент кислотных примесей, что делает ее непригодной для применения в аккумуляторной батарее.

Правильно заливаем дистиллированную воду в машинный аккумулятор

От того как правильно мы нальем дистиллят в АКБ автомобиля зависит срок ее эксплуатации и исправность электрической сети автомобиля. Сохраняя последовательность действий, мы тем самым продлеваем срок службы аккумулятора.

1. Разместите батарею строго горизонтально. В противном случае вы либо перельете воду, либо не дольете вследствие того, что в банках будет разный уровень жидкости.

2. Протрите поверхность батареи по краям пробок, чтобы очистить ее от грязи.

3. Смочите тряпку в содовом растворе и протрите ею горловины банок, чтобы нейтрализовать серную кислоту, скопившуюся там в процессе зарядки.

4. Открутите крышки, стараясь не допустить попадания электролита на руки (лучше одеть перчатки).

5. Наберите в небольшую резиновую грушу очищенную воду и осторожно залейте ее в каждую банку.

6. Осмотрите уровень электролита в банках — аккумуляторная жидкость должна быть выше верхнего края пластин на 1 см.

7. Лишнюю жидкость просто отберите грушей в нужном объеме.

8. Закрутите крышки.

9. Поставьте батарею на зарядку не раньше, чем через 3-4 часа.

Какое количество дистиллированной воды нужно доливать

В аккумуляторы новых моделей, выполненные из полупрозрачного пластика, доливать воду довольно просто. На их корпус нанесена шкала с рекомендуемым производителем уровнем жидкости, которого и нужно придерживаться. Сложнее обстоит дело с батареями старого типа. Вот несколько советов, которые помогут вам справиться с поставленной задачей. Если в вашем АКБ есть небольшой язычок ниже горловины банок (металлический или пластмассовый), то доливать воду следует до тех пор, пока уровень электролита не поднимется на 5 мм выше его. Если никакого язычка нет, то нужно доливать дистиллированную воду, пока уровень электролита не поднимется на 1 см выше верха пластин.

И еще несколько важных моментов: не доливайте воду в автомобильный автономный источник питания, если вы только что выключили мотор. Аккумулятор должен постоять несколько часов перед тем, как его можно открывать. Точно также нельзя сразу же после доливки дистиллированной воды в батарею включать ДВС. Аккумулятор должен постоять хотя бы несколько часов, в противном случае он может закипеть.

Отличной альтернативой дистилляту является вода деионизированная. Она более чистая, чем дистиллированная, точнее – в 100 раз и также может быть использована для налива в аккумулятор.

Что доливать в аккумулятор: воду или электролит?

 

Электролит – смесь серной кислоты и дистиллированной воды. Иногда плотность электролита в АКБ может уменьшаться и его нужно возобновлять за счёт долития серной кислоты. Если снизился уровень воды – добавляют, соответственно, воду. Об основных причинах снижения уровня веществ и о том, как выполнить процедуру по оптимизации работы аккумулятора – пойдёт речь ниже.


Причины неисправностей

Снижение уровня электролита обуславливается механическими повреждениями корпуса или сильным наклоном при котором происходит его вытекание. Добавление воды требуется в ситуациях выкипания, что часто происходит при перезарядке авто. При этом испаряется именно вода, а не кислотная сера.


Доливание дистиллированной воды

Для данной процедуры применяется только дистиллированная вода. Жидкость из водопровода не подойдёт (даже после кипячения), так как в ней находятся сторонние элементы и частицы, негативно влияющие на внутренние химические процессы аккумуляторной батареи. Более того, сырая вода может нанести вред в виде осадка солей и металлов на деталях прибора.

Для доливания воды необходимо выкрутить пробки АКБ и не торопясь влить воду до уровня, нанесенного на блоке. В случае если блок не имеет прозрачной стенки, то залить нужно ровно столько воды, чтобы полностью закрылась видимость электродов (при этом запасной слой жидкости должен быть не меньше одного сантиметра).

Далее, АКБ нужно зарядить на ЗУ. После зарядки аккумулятор должен иметь плотность 1.27 (+/- 1). Если плотность имеет другое значение, то на каком-то из этапов была допущена ошибка и лучше обратиться за помощью к профессионалам.


Что делать, если АКБ не обслуживается и нет доступа к банкам

Обычно необслуживаемые АКБ имеют запас жидкости, которого хватает на весь срок службы, и не нуждаются в дополнительной заливке. Однако в случаях перезарядки изделия — испарения всё-таки происходят.

В таком случае нужно при помощи сверла сделать небольшие (от двух до четырёх миллиметров) отверстия в крышке батареи и, используя шприц, долить нужное количество воды.

Важно! Не следует заливать вместо воды электролит, так как это может привести к поломке устройства из-за повышения уровня внутренней кислотности.


Как доливать электролит в аккумулятор

В начале заливается электролит, а потом – вода. Менять очередность и доливать электролит в воду не рекомендуется, так как это чревато брызгами. В случае если серная кислота попадёт на кожу это приведёт к ожогу.

Для заливки используется только электролит плотностью 1.27 (+/- 1). Применение 1.4 требуется только в случаях корректировки, когда воды было залито больше, чем надо, и требуется увеличить плотность.

Электролит можно готовить самостоятельно, а также приобрести готовый вариант в специализированных автомобильных центрах.

Батарея выходит из строя из-за осыпания пластин на дно ёмкости, а не из-за того, что что-то не так с электролитом. Это можно обнаружить по изменению оттенка электролита (вещество становится более тёмным), а также по уменьшению ёмкости изделия. Замена электролита в этом случае ничего не решит, а только окончательно «убьёт» батарею.

Электролит — это вещество, которое включает в себя две основные части:
— дистиллированная вода;
— и серная кислота.
При выполнении процедур по оптимизации вещества нужно быть крайне внимательным и аккуратным. Доливать следует воду в электролит, а не наоборот. Нарушение данного правила может привести к неприятным последствиям и навредить здоровью автовладельца. 

При возникновении трудностей или дополнительных вопросов владельцы авто всегда могут обратиться в сертифицированный центр «АКБЦЕНТР». Специалисты с удовольствием дадут развёрнутые ответы на все вопросы, а также, если в этом есть необходимость, вышлют мастера по обслуживанию аккумуляторов.

Как восстановить гелевый аккумулятор самостоятельно в домашних условиях

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 18-02-2022

Аккумуляторная батарея – это важный расходник в системах резервного электроснабжения, мотоциклах, скутерах, автомобилях и в прочих видах транспорта. Несмотря на то, что цена аккумулятора не является заоблачной, часто менять батареи никто не хочет. Чтобы АКБ прослужила долго и безотказно, следует придерживаться требований по эксплуатации. Тем не менее, из-за халатного отношения или невнимательности аккумуляторы часто значительно теряют свои первоначальные характеристики или, иными словами, выходят из строя.

Сперва определимся, что такое гелевая аккумуляторная батарея. Гелевым называют свинцово-кислотный аккумулятор с электролитом, свойства которого близки к сухому. Речь идет об АКБ класса GEL. В ней жидкий электролит абсорбирован гелевым наполнителем. Это наделяет батарею массой полезных свойств и преимуществ по сравнению с традиционными АКБ. Из-за схожести реализации и «маркетинговых трюков» гелевыми также называют аккумуляторы класса AGM. И действительно: принцип тот же, только вместо геля свободное пространство заполнено пористым стекловолоконным наполнителем.

Как GEL, так и AGM аккумуляторы являются необслуживаемыми. Речь идет об отсутствии необходимости доливать дистиллированную воду в связи с протеканием процесса рекомбинации. Многие трактуют это иначе и, например, не поддерживают высокий уровень заряда, хотя это необходимо для любой свинцово-кислотной АКБ. Гелевые аккумуляторы часто эксплуатируются в режимах с длительными периодами хранения. В таких условиях можно запросто упустить недопустимо низкий заряд батареи. Поэтому рекомендуется завести мультиметр и периодически проверять напряжение между клеммами. Только оно опустится ниже 10,5-11В – требуется осуществить обслуживание в виде заряда. Если же ситуацию запустить, возможно придется выполнить восстановление гелевого аккумулятора после глубокого разряда.

Что надо знать о сульфатации и десульфатации

В процессе разряда положительные пластины покрываются слоем сульфата свинца. Когда начинается заряд – образовавшийся слой мелкокристаллического сульфата растворяется и аккумулятор возвращается в первоначальное состояние. Условие необратимого образования крупнокристаллического сульфата свинца – это глубокий разряд. Такой налет не снимется полностью в процессе заряда, снижая активность протекающей между электролитом и электродами реакцию. Существуют различные способы очистки пластин:

  • Способ №1. Самый простой и безопасный способ частично избавиться от налета в домашних условиях – это использование режима восстановления, который доступен во многих современных зарядных устройствах. Данный режим заключается в чередовании лавинообразных импульсов тока с периодами разряда, что позволяет добиться некоторого восстановления емкости. От крупнокристаллического сульфата, конечно же, такой способ не поможет.
  • Способ №2. Существуют растворы, позволяющие растворить образовавшийся на пластинах сульфат свинца. Если первый способ можно назвать электрическим, то этот – химическим. Химическая очистка сульфата более эффективна и позволяет добиться очищения более крупного налета сульфата.
  • Способ №3. Никуда не делся старый добрый механический способ удаления сульфата свинца. Это наиболее опасный способ, который ни в коем случае не рекомендуется использовать. Для этого придется необратимо повредить корпус и, возможно, сами пластины.

Осуществлять какие-либо физические и химические манипуляции над электродами с целью их очистки крайне не рекомендуются. Поэтому важно следить за уровнем заряда и не допускать глубокого разряда, способствующего сульфатации. Только так Вы можете обеспечить длительный срок службы аккумуляторной батареи.

Восстановления электролита

И все же, как восстановить гелевый аккумулятор, если манипуляции с электродами совершать не рекомендуется? Единственное, что Вы можете сделать, не навредив – это долить дистиллированной воды, если та все-таки испарилась. В гелевых аккумуляторах испарения возможны лишь при неправильной эксплуатации. Если ток заряда превышает допустимые значения, электролит может закипать, а образовавшиеся испарения – выходить через предохранительные клапаны.

Если требуется долив воды, необходимо снять крышку и колпачки с банок, после чего заливать дистиллированную воду мелкими порциями. Каждой порции воды следует дать впитаться в наполнитель. Испарение воды – это, повторимся, единственный случай, когда можно довольно безопасно восстановить характеристики гелевого аккумулятора. Во многих остальных случаях батарея не подлежит восстановлению.

Определить, можно ли что-то сделать с аккумулятором, можно визуально. Если аккумулятор потерял емкость, то первое, на что надо обратить внимание – это форма аккумулятора. Если различимо даже малейшее вздутие – эксплуатировать АКБ нельзя. В таком случае только замена. Если же аккумулятор не изменил свою форму, следует убедиться, что с пластинами все в порядке – вполне возможно они попросту начали рассыпаться. Для этого можно потрясти АКБ и постараться расслышать шум от движения трухи, которая отслоилась от электродов. Следующий шаг – это визуальный осмотр через отверстия банок. Снимите колпачки и посветите внутрь, стараясь рассмотреть очертания пластин. Если они рассыпались – пора покупать новый аккумулятор.

Проверяем емкость

Прежде чем делать выводы о состоянии свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, надо узнать текущие показатели емкости. А как проверить емкость гелевого аккумулятора, когда вменяемых технических приспособлений для этого попросту нет? Здесь на помощь приходит классический контрольный разряд. Для «эксперимента» потребуется лишь потребитель с известной мощностью (в идеале лампочка) и мультиметр.

Зарядите гелевый аккумулятор до 100% и повесьте на него нагрузку. Следует засечь время, за которое аккумулятор потеряет половину заряда. Сколько осталось заряда, можно определить при помощи мультиметра, измеряя напряжение. Для гелевых аккумуляторов при 50% емкости напряжение будет составлять 12В. Проверять емкость аккумуляторной батареи путем разряда до нуля не рекомендуется по понятным причинам: Вы не только проверите емкость аккумулятора, но и сократите его срок службы глубоким разрядом.

Таким образом, мы приходим к одному важному выводу: практически любые проблемы, связанные с гелевым аккумулятором, вызваны нарушением требований по эксплуатации. Закипание электролита связано с неправильным зарядом, сульфатация пластин — с глубоким разрядом, а их осыпание – с эксплуатацией под высокой температурой.

Следовательно, единственный способ добиться максимально длительного срока службы – это вовремя заряжать аккумуляторную батарею качественным зарядным устройством, а также эксплуатировать АКБ в прохладном помещении. Банальным бережным обслуживанием батареи Вы добьетесь таких показателей длительности работы и срока службы АКБ, каких не добьетесь ни одним существующим способом восстановления.

Что такое электролит? — Советы по питанию батареи

Электролит в батарее — это вещество, которое позволяет электрическому току течь между анодом и катодом. Электролиты могут быть жидкими или твердыми. Растворимые соли, кислоты и основания обычно могут действовать как электролиты.

В то время как ток течет по металлическому проводнику в виде одиночных электронов, внутри электролита ток течет в форме ионов – атомов или молекул, которые несут заряд за счет добавления или вычитания электронов.Электроны, попадающие на клеммы батареи и покидающие их, вызывают химические реакции на электродах, в результате чего вокруг них образуются облака этих ионов. Ионы с противоположным зарядом движутся навстречу друг другу.

Отрицательно заряженные ионы, которые известны как анионы и имеют избыточные электроны, текут от катода к аноду. В то же время положительно заряженные ионы, известные как катионы и имеющие дефицит электронов, перетекают от анода к катоду. Таким образом, электрический заряд течет в обоих направлениях через электролит.

Хотя большинство электролитов являются жидкостями, они не всегда выглядят как скопления жидкости, отличные от электродов.

Примеры распространенных типов батарей с их электролитами:

  • Традиционная свинцово-кислотная батарея использует пластины на основе свинца для обоих электродов и бассейн с жидкой кислотой в качестве электролита.
  • В одноразовых щелочных батареях
  • используется цинковый анод и катод из оксида марганца. Электролит представляет собой щелочной раствор гидроксида калия.Хотя это жидкость, она не выглядит как отдельная лужица между электродами. Вместо этого электродные материалы представляют собой порошки, смешанные с электролитом с образованием пасты. Тонкий ионопроводящий слой отделяет анодно-электролитную пасту от катодно-электролитной пасты.
  • Цинк-угольные одноразовые батареи содержат электролит, представляющий собой влажную пасту из хлорида аммония и/или хлорида цинка. Эта электролитная паста содержится между цинковым корпусом, который действует как анод, и сердечником из оксида марганца, который действует как катод.В качестве проводника через центр катода используется графитовый стержень, поскольку оксид марганца быстро разъедает металлический проводник.
  • В литий-ионных батареях
  • в качестве электролита обычно используется раствор соли лития. Он не присутствует в виде скопления жидкости, а скорее нанесен тонким слоем на разделительный лист. Катод из оксида лития нанесен на тонкую медную фольгу, а графитовый анод — на алюминиевую фольгу. Эти фольги действуют как токосъемники, которые контактируют с клеммами батареи, известными как выступы.Затем формируется ячейка путем наслоения этих трех листов материала. Они часто сворачиваются, образуя цилиндрическую ячейку.

батарей | Бесплатный полнотекстовый | Концентрация присадок к электролиту для максимального накопления энергии в свинцово-кислотных батареях

1. Введение

Добавление химической добавки к электролиту свинцово-кислотной батареи может изменить удельную энергию, которую батарея может хранить. Этот факт был известен с момента изобретения батареи и в настоящее время представляет большой интерес для аккумуляторной промышленности.В этой статье представлен общий метод оценки влияния добавок к электролиту на энергоемкость свинцово-кислотной батареи и определения наилучшей концентрации добавок для использования. Рассматриваемая здесь добавка к электролиту носит довольно общий характер. Это может быть химическое соединение или смесь химических веществ; суспензия или гель, используемые для иммобилизации электролита. Единственным ограничением является то, что добавка — что бы это ни было — должна находиться в химическом равновесии и иметь низкую реакционную способность по отношению к другим компонентам батареи.

Добавки также добавляют в электролит батареи по целому ряду других причин, таких как продление срока службы батареи, снижение коррозии электродов, улучшение проводимости, снижение газовыделения на электродах, защита от перезарядки или глубокой разрядки и т. д. полезное в одних отношениях может быть вредным в других. Таким образом, выбор и концентрация добавки всегда должны оцениваться с точки зрения побочных эффектов, которые она вызывает. Это означает, в частности, что добавка, повышающая энергоемкость батареи, может оказаться нежизнеспособной, по крайней мере, при определенных концентрациях, из-за других нежелательных эффектов, которые она вызывает.

Существуют сотни статей, книг и патентов, посвященных добавкам к электролиту и их влиянию на свинцово-кислотные аккумуляторы. Полный обзор литературы вышел бы за рамки настоящей статьи. Глава 3 книги Павлова [1] содержит сравнительно краткий обзор основной литературы по теме примерно до 2011 года. Речь идет о классических неорганических добавках (фосфорная кислота, борная кислота, лимонная кислота, сульфат стронция, сульфат натрия), углеродных суспензиях, и эмульсии органических полимеров.В настоящее время активно изучается большой потенциал ионных жидкостей в качестве добавок к электролитам [2] благодаря способности этих солей расширять электрохимическое окно воды [3,4,5]. Кроме того, большой практический интерес представляет изучение добавок, образующих гелеобразные электролиты, в связи с их применением в области электродвижения [6,7,8]. Недавно в работе [9] было представлено интересное исследование по добавлению добавки в гелеобразный электролит.

Разнообразие доступных добавок делает невозможным дать общие правила в отношении наилучшей добавки и наилучшей концентрации для использования для данной цели.Поэтому настоящая статья по необходимости должна быть несколько ограничена по объему. По этой причине, игнорируя другие эффекты, в данной статье основное внимание уделяется влиянию добавок на энергоемкость аккумулятора. Представленный анализ обеспечивает общий способ оценки влияния любой добавки к электролиту в отношении этой емкости. Он также показывает, как концентрация добавки, которая максимизирует эту способность, может быть определена на основе небольшого количества основных экспериментальных данных. Конечно, положительная оценка добавки в отношении энергоемкости батареи не исключает необходимости выяснить, вызывает ли добавка нежелательные побочные эффекты и в какой степени.Однако при поиске наилучших добавок для увеличения энергоемкости батареи результаты настоящей статьи могут помочь быстро отказаться от неэффективных добавок, что значительно упростит процесс выбора.

Центральное место в анализе этой статьи занимает наблюдение, что при любой конечной температуре внутренняя энергия любой системы конечного объема должна быть конечной. Это следствие принципа сохранения энергии или первого закона термодинамики. При довольно широких предположениях, которым удовлетворяет большинство природных систем, и в частности растворы электролитов, это наблюдение вместе со вторым законом термодинамики подразумевает ограничение удельной свободной энергии, которую электролит может запасать и отдавать изотермически.Этот вопрос обсуждается в разделе 3. Подобный анализ ранее применялся в [10] для определения максимальной энергоемкости живой клетки — задачи, концептуально аналогичной рассматриваемой здесь. Настоящий подход приводит к определению предельная кривая батареи (раздел 4). Эта кривая определяет предельную концентрацию компонентов электролита, при превышении которой в аккумуляторе происходят необратимые изменения или повреждения, что может привести к сокращению срока службы аккумулятора. В случае свинцово-кислотного аккумулятора это повреждение проявляется в образовании O 2 на положительном электроде при избыточном заряде или в необратимом сульфатировании отрицательного электрода при избыточном разряде.Упомянутая предельная кривая служит инструментом не только для определения значения максимального увеличения энергоемкости батареи, которое может быть достигнуто при использовании данной добавки к электролиту, но и для определения значения концентрации добавки, обеспечивающей это максимальное увеличение. . Это также приводит к установлению теоретических пределов заряда, в пределах которых батарея может работать без необратимых изменений. Практический пример применения полученных результатов приведен в разделе 5.

2. Свободная энергия аккумуляторных электролитов с добавками

Свободная энергия раствора или смеси представляет собой сумму свободных энергий ее компонентов. Так, если nh3O, nh3SO4 и n j (j = 1, 2, …, k) обозначают соответственно моли воды, серной кислоты и примесей, то свободная энергия Гиббса атома Pb — кислотный аккумуляторный электролит при давлении р и абсолютной температуре Т определяется по формуле:

G=G(nh3O, nh3SO4, n1, n2, …, nk, p, T)=nh3O µh3O+nh3SO4 µh3SO4+∑j=1k nj µj+C

(1)

Здесь µh3O, µh3SO4 и µ j — парциальные молярные свободные энергии Гиббса или химические потенциалы воды, серной кислоты и добавок соответственно, а C — произвольная константа.Химический потенциал любого компонента раствора или смеси всегда можно выразить в виде:

μ =μo(po,T)+V¯ Δp+R T lna

(2)

В этом уравнении μ o – химический потенциал рассматриваемого компонента в стандартном состоянии при давлении p o и температуре T, а V¯ – парциальный молярный объем того же компонента, R – универсальная газовая постоянная , Δp означает p − p o и, наконец, a – активность или эффективная концентрация рассматриваемого компонента.

В дальнейшем молярное отношение:

xh3O=nh3Onh3O+nh3SO4+∑j=1k nj

(3)

принимается за меру концентрации растворителя, а концентрации серной кислоты и добавок измеряются в молялях (моль на кг H 2 O) и обозначаются bh3SO4 и b j соответственно. То есть:

bh3SO4= nh3SO4mh3O =nh3SO4n h3O Mh3O 

(4)

а также:

bj=njmh3O =njn h3O Mh3O 

(5)

где М Н 2 О = 18.015 × 10 −3 кг·моль −1 – молярная масса воды. В этих обозначениях активности компонентов электролита можно выразить как:

ah3O=γh3O xh3O=γh3O nh3Onh3O+nh3SO4+∑j=1k nj

(6)

ah3SO4=γh3SO4 bh3SO4=γh3SO4 nh3SO4mh3O =γh3SO4 nh3SO4n h3O Mh3O 

(7)

а также:

aj=γj  bj=γj  njmh3O =γj  njn h3O Mh3O 

(8)

где γh3O, γh3SO4 и γ j – соответствующие коэффициенты активности, которые, в общем случае, зависят от nh3O, nh3SO4 и n j , кроме T и p.Выражая µh3O, µh3SO4 и µ j в уравнении (2) и используя уравнения (6)–(8), мы можем записать уравнение (1) в виде:

G = NH3O μH3OO (PO, T) + NH3SO4 μH3SO4O (PO, T) + σj = 1s nj μjo (po, t) + vδp + r t [nh3Oln γh3o nh3onh3o + nh3so4 + σj = 1k nj + nh3so4ln γh3so4 nh3so4n h3o Mh3O+∑j=1k njlnγj nj n h3O Mh3O ]+C

(9)

При написании этого уравнения мы использовали следующее уравнение:

V=nh3O V¯h3O+nh3SO4 V¯h3SO4+∑j=1k nj V¯j

(10)

которая связывает парциальные молярные объемы V¯h3O, V¯h3SO4 и V¯j компонентов электролита с объемом электролита V.Свободная энергия Гельмгольца, Ψ и свободная энергия Гиббса связаны друг с другом известным уравнением: Отсюда и из уравнения (9) получается свободная энергия Гельмгольца электролита:

Ψ = NH3O μH3OO (PO, T) + NH3SO4 μH3SO4O (PO, T) + σj = 1S NJ μJO (PO, T) — POV + R T [NH3OLN γH3O NH3ONH3O + NH3SO4 + ΣJ = 1K NJ + NH3SO4LN γH3SO4 NH3SO4N H3O Mh3O+∑j=1k njlnγj nj n h3O Mh3O ]+C

(12)

Приведенные выше формулы являются стандартными. Однако, как видно из уравнения (7), введенный выше коэффициент активности γh3SO4 относится к общей концентрации серной кислоты.Этот коэффициент следует отличать от среднего коэффициента активности ионов серной кислоты, который может быть обозначен как γh3SO4± и обычно рассматривается в электрохимии (хотя и реже при работе со свинцово-кислотными батареями). Использование γh3SO4 вместо γh3SO4± упрощает последующие формулы, поскольку детали диссоциации серной кислоты на ионы не играют явной роли в данном подходе. Соотношение между двумя коэффициентами активности:

γh3SO4= 4 (bh3SO4)2·(γh3SO4±)3

(13)

Это можно получить из уравнения (7), если ah3SO4 выразить как функцию γh3SO4± в соответствии со стандартными формулами для ионных растворенных веществ (см.г., раздел 7.4 в [11]). Как γh3SO4, так и γh3SO4± зависят от bh3SO4, и их лучше всего определять из эксперимента. Важное упрощение уравнения (12) достигается введением следующего уравнения:

∑j=1k nj lnγj njn h3O M h3O  =nadd lnγadd naddn h3O M h3O 

(14)

доказательство которого в несколько измененном виде дано в [10]. В этом уравнении мы устанавливаем:

надд =∑j=1k nj

(15)

а также:

γadd=M h3Onadd  [ ∏j=1k (γj njMh3O)nj ] 1neq

(16)

где символ Π указывает произведение последовательности, т.е.е.,:

∏i=1kyi=y1⋅y2⋅…⋅yk

(17)

Переписав правую часть уравнения (12) как сумму двух частей и используя уравнение (14), свободная энергия Гельмгольца электролита может быть выражена в общем виде как:

Ψ=  Ψ′ +  Ψ″

(18)

где функции Ψ′ и Ψ″ задаются формулой:

Ψ′=Ψ′(nh3O, nh3SO4, n1, n2, …, nk, po, T)=nh3O µh3Oo(po,T)+nh3SO4 µh3SO4o(po,T)+∑j=1s nj µjo(po, Т)+С

(19)

а также:

Ψ «= ψ» (NH3O, NH3SO4, NADD, P, T) = R t [NH3OLN γH3O NH3O NH3O + NH3SO4 + NH3O NH3SO4LN γH3SO4 NH3SO4N H3O MH3O + NADDLNγADD NADD N H3O MH3O] -POV

(20)

соответственно.Как обсуждается в следующем разделе, Ψ″ — это часть Ψ, которая определяет допустимый диапазон электролита. Таким образом, что касается определения этого диапазона, уравнение (20) позволяет нам заменить все добавки к электролиту только одной фиктивной добавкой в ​​количестве n add и коэффициентом активности γ add . Такая добавка будет называться эквивалентной добавкой. Уравнение (20) является довольно общим. Это относится к любой комбинации добавок, будь то жидкости, твердые суспензии, коллоиды или любая их смесь.Независимо от количества и вида добавок, значения n add и γ add можно определить экспериментально, используя тот факт, что, как обсуждается в следующем разделе, существует ограничение на максимальное количество свободной энергии, которое любая конечная система может храниться в изотермических условиях. Детали соответствующей экспериментальной процедуры приведены в Разделе 5.

3. Предел свободной энергии раствора электролита

При любой заданной конечной температуре количество нетепловой энергии, которую конечная система может хранить или поставлять, конечно.Это прямое следствие первого закона термодинамики. Это подразумевает предел максимальной энергии, которую система может хранить. При рассмотрении в свете второго закона термодинамики предел максимальной энергии влечет за собой ограничение на состояния, которых система может достичь, не претерпевая необратимых изменений своих конститутивных свойств. При достаточно общих предположениях такое ограничение определяет область всех состояний, в которые система может попасть без необратимых изменений своих свойств.Эта область является (термодинамически) допустимым диапазоном системы. Его границы являются предельной поверхностью системы. Частный случай решений, который нас интересует в этой статье, подробно обсуждается в [10]. Систематическое введение по этому вопросу, включая общие системы, содержится в [12].

Из классической термодинамики мы знаем, что при постоянной температуре количество нетепловой энергии, которую система может накапливать или отдавать, равно изменению свободной энергии Гельмгольца системы.Однако не вся свободная энергия системы подвергается термодинамическому ограничению. Например, любая чисто механическая часть свободной энергии системы, например потенциальная энергия, обусловленная весом системы, не ограничивается термодинамикой. Поэтому при поиске допустимого диапазона системы следует пренебречь той частью свободной энергии системы, которая не ограничена термодинамикой.

В данном случае часть свободной энергии электролита, не ограниченная термодинамикой, равна Ψ′.Это видно из уравнения (19), поскольку Ψ′ равно сумме свободных энергий компонентов электролита в их стандартном состоянии. Таким образом, Ψ′ зависит от количеств этих компонентов (nh3O, nh3SO4, n1, n2, …, nk) независимо от того, находятся ли они в растворе или отделены друг от друга. Поскольку не существует термодинамического предела для количества материала, которое можно соединить для образования системы, нет термодинамического предела для значений, которые может принимать Ψ′. Ситуация совершенно иная для Ψ″.Как следует из уравнений (6)–(8) и (20), Ψ″ зависит от концентрации вышеуказанных компонентов. Таким образом, это относится к энергии, которую эти компоненты имеют в результате их взаимного взаимодействия после их смешивания. Следовательно, любое термодинамическое ограничение энергии раствора электролита должно быть ограничением Ψ″, хотя полная свободная энергия раствора представляет собой сумму Ψ″ плюс часть энергии Ψ′, которую несет каждый компонент независимо от присутствия других компонентов.

На самом деле можно проверить, что Ψ″ составляет лишь малую часть Ψ. Самая большая часть общей свободной энергии, которую батарея может накапливать или отдавать, связана с Ψ′ и происходит от изменений nh3O и nh3SO4, возникающих в результате химических реакций, происходящих в электролите. Однако при всей своей малости Ψ″ определяет допустимый диапазон электролита. Как следствие, Ψ″ устанавливает предел общей свободной энергии батареи, Ψ, поскольку ограничивает диапазон изменения nh3O и nh3SO4.Аналогичная ситуация может иметь место и для растворов, содержащих химически реагирующие компоненты. Например, в случае живой клетки та часть свободной энергии цитозоля, которая определяет допустимый диапазон клетки, составляет лишь долю полной свободной энергии цитозоля [10]. И в этом случае малая часть полной свободной энергии цитозоля ограничивает количество компонентов раствора, тем самым ограничивая энергию, которую живая клетка может запасать или выделять, а значит, и ее работоспособность.Чтобы сделать следующий анализ независимым от количества электролита, удобно ссылаться на молярную концентрацию Ψ″ на кг растворителя. Эта концентрация энергии обозначается ψ″ и получается путем деления обеих частей уравнения (20) на nh3OMh3O (т. е. на вес в килограммах воды, содержащейся в электролите):

ψ «= ψ» (NH3O, NH3SO4, NADD, P, T) = R T MH3O [LN γH3O NH3O NH3O + NH3SO4 + NH3O NH3SO4NH3OLN γH3SO4 NH3SO4N H3O MH3O + NADDNH3OLNγADD NADD N H3O MH3O] -POV¯MH3O

(21)

где V¯ – объем электролита на моль растворителя:

В обоих приведенных выше уравнениях nh3O является переменной, поскольку количество молей воды в электролите меняется по мере зарядки или разрядки аккумулятора.

В дальнейшем температура считается постоянной. Кроме того, зависимость свободной энергии от р будет игнорироваться, как это обычно делается в отсутствие газообразных фаз, а также при работе при постоянном или близком к нему давлении. Таким образом, если ψmax″ является значением, которое ψ″ достигает на термодинамическом пределе, упомянутом выше, следующее соотношение: относится ко всем состояниям, которых может достичь электролит при рассматриваемой температуре. Вместе с уравнением (21) уравнение (23) определяет допустимый диапазон электролита в пространстве переменных nh3O, nh3SO4, nadd.Предельная поверхность электролита является границей этого диапазона:

Следовательно, она эквипотенциальна для ψ″ или Ψ″ (однако одна и та же поверхность не является эквипотенциальной для полной свободной энергии системы или ее части Ψ′, как уравнения (18) и (19) показывать).

Хотя V¯ является переменной величиной, она претерпевает незначительные изменения (менее 0,3%) при нормальной работе батареи. Что касается настоящего анализа, член p° V¯/Mh3O, фигурирующий в уравнении (21), можно рассматривать как константу.Как следствие, его вкладом в ψ″ и ψmax″ можно в хорошем приближении пренебречь при применении уравнений (23) и (24), поскольку добавление или вычитание постоянного члена к обеим частям этих соотношений несущественно. Соответственно, при определении допустимого диапазона и предельной поверхности электролита или предельной кривой батареи в дальнейшем мы будем игнорировать слагаемое −p° V¯/Mh3O в правой части уравнения (21). С этой оговоркой допустимый диапазон электролита может быть выражен как:

R T Mh3O[lnγh3O nh3O nh3O+nh3SO4+nadd+nh3SO4nh3Oln γh3SO4 nh3SO4n h3O Mh3O+naddnh3Olnγadd nadd n h3O Mh3O ]≤9ψ9max

(25)

В трехмерном пространстве (nh3O, nh3SO4, n добавить ) это соотношение определяет область всех состояний, в которые электролит может попасть без необратимых изменений.Границей этой области является предельная поверхность электролита:

R T Mh3O[lnγh3O nh3O nh3O+nh3SO4+nadd+nh3SO4nh3Oln γh3SO4 nh3SO4n h3O Mh3O+naddnh3Olnγadd nadd n h3O Mh0O″]=ψ0max

(26)

и представляет собой поверхность в упомянутом выше трехмерном пространстве.

4. Допустимый диапазон батареи и предельная кривая

Не все состояния допустимого диапазона из уравнения (25) доступны для электролита внутри батареи. В нормальных условиях эксплуатации батарея не обменивается веществом с окружающей средой.В этих условиях общее количество молекул воды и серной кислоты внутри аккумулятора остается постоянным. Это прямое следствие известной общей реакции, управляющей работой батареи:

Pb (т) + PbO 2 (т) + 2H 2 SO 4 (водн.) ⇌ 2PbSO 4 (т) + 2H 2 O (л)

(27)

Реакция идет слева направо во время разряда аккумулятора. Это производит две молекулы воды на каждые две молекулы серной кислоты, которые потребляются.Зарядка батареи запускает реакцию в противоположном направлении, таким образом производя две молекулы серной кислоты на каждые две молекулы потребляемой воды. В обоих случаях сумма nh3O и nh3SO4 остается постоянной. Таким образом, в любой момент процесса зарядки или разрядки аккумулятора мы имеем:

n h3O+nh3SO4= n¯

(28)

где n¯ — константа. Значение этой константы зависит от подготовки батареи и может быть определено по значениям nh3O и nh3SO4 в любой момент срока службы батареи.В частности, пусть nh3Oo и nh3SO4o — значения nh3O и nh3SO4 электролита, который необходимо ввести в батарею. Они совпадают со значениями nh3O и nh3SO4 электролита внутри батареи, поскольку батарея начинает работать после заполнения. Следовательно, должно выполняться следующее уравнение:

n¯= nh3Oo+nh3SO4o

(29)

которое фиксирует n¯. Уравнение (28) можно использовать для исключения переменной nh3O из уравнений (25) и (26). Это уменьшает количество независимых переменных, появляющихся в этих уравнениях, тем самым еще больше ограничивая диапазон состояний, которые может достичь электролит.Более явно, вводя уравнение (28) в уравнение (25), мы получаем допустимый диапазон батареи:

R T MH3O [LN γH3O (N¯-NH3SO4) N¯ + NADD + NH3SO4N¯-NH3SO4LN γH3SO4 NH3SO4 (N¯-NH3SO4) MH3O + NADDN¯-NH3SO4LNγADD NADD (N¯-NH3SO4) MH3O] ≤ψmax «

(30)

Это область плоскости (nh3SO4, n add ), содержащая все состояния, которые может достичь электролит при нормальной работе батареи без необратимых изменений. Его границей является предельная кривая батареи.Его получают, взяв знак равенства в уравнении (30):

R T MH3O [LN γH3O (N¯-NH3SO4) N¯ + NADD + NH3SO4N¯-NH3SO4LN γH3SO4 NH3SO4 (N¯-NH3SO4) MH3O + NADDN¯-NH3SO4LNγADD NADD (N¯-NH3SO4) MH3O] = ψmax «

(31)

Эта кривая на плоскости (nh3SO4, n add ) ограничивает область всех состояний, в которые электролит может обратимо перейти при работе внутри батареи.

Уравнения (27)–(31) применимы к свинцово-кислотным батареям, содержащим нереагирующие добавки к электролиту, т.е.т. е. добавки, не вступающие в химическую реакцию между собой или с другими компонентами батареи. Нереагирующие добавки обычно используются в коммерческих аккумуляторах. Как указывалось ранее, это единственные добавки, о которых мы говорим в этой статье. Те же уравнения применимы, в частности, и при отсутствии добавок к электролиту, в этом случае n добавить = 0,

Типичная предельная кривая ψ″ = ψmax″ и, таким образом, сдвигает состояние батареи вверх, т.е. по линии АВ на рисунке 1.Допустимый диапазон батареи — это заштрихованная область на кривой. Количество добавки в электролите остается постоянным во время заряда и разряда, так как добавка химически неактивна. Таким образом, зарядка или разрядка батареи в этом диапазоне смещает состояние батареи вверх и вниз по вертикальной линии, n добавить = постоянное, в плоскости рисунка 1. В электролите происходят необратимые изменения, если предельная кривая батареи превышен. Более конкретно, зарядка аккумулятора увеличивает nh3SO4 и, таким образом, сдвигает состояние аккумулятора вверх, т.е.е., вдоль линии AB на рисунке 1. Процесс обратим до тех пор, пока состояние батареи остается в пределах сегмента AB. Однако при превышении точки А на положительном электроде происходит выделение кислорода, что делает процесс необратимым. Аналогичная ситуация возникает при разрядке. В этом случае в процессе разрядки расходуется серная кислота, и состояние батареи движется вниз по линии AB. Точка B на предельной кривой батареи — это предел обратимого разряда. За пределами этой точки напряжение батареи становится ниже напряжения, необходимого для поддержания реакции отрицательного электрода:

Pb + H 2 SO 4 ⇌ PbSO 4 + H 2

(32)

в химическом равновесии.Это приводит к необратимому протеканию реакции вправо. Это явление происходит сравнительно быстро и известно как сульфатация. Это приводит к образованию нерастворимых кристаллов PbSO 2 на отрицательном электроде с сопутствующим выделением водорода. Выделение кислорода и водорода в пределах допустимого диапазона связано с электрохимическими окнами воды. Читатель может обратиться к соответствующей литературе за подробностями о химических реакциях, которые регулируют электрохимическую стабильность воды в водных электролитах (см.г., ([13,14,15,16,17]). Ширина допустимого диапазона по вертикали через n и обозначена на рис. 1 как Δnh3SO4. Эта ширина представляет максимальное количество серной кислоты, которое , на килограмм воды-растворителя, может обратимо реагировать в соответствии с уравнением (27). Таким образом, чем больше эта ширина, тем большее количество энергии аккумулятор может хранить и производить без ухудшения качества электролита. Максимальное значение Δnh3SO4 достигается при n add = nadd∗ и обозначено на рисунке выше как Δnh3SO4∗.Поскольку количество воды-растворителя зависит от состояния заряда батареи, может быть удобно определять концентрацию добавки относительно фиксированного состояния заряда батареи. Это будет считаться гипотетическим состоянием полного разряда, которого батарея достигнет, когда вся серная кислота в электролите будет израсходована в соответствии с уравнением (27). В этом состоянии количество воды в электролите будет n h3O= n¯, согласно уравнению (28). Следовательно, применительно к этому гипотетическому состоянию молярная концентрация добавки к электролиту, соответствующая nadd∗, определяется выражением:

badd∗= nadd∗ n¯  Mh3O 

(33)

Это можно рассматривать как номинальную молярность добавки, которая требуется для обеспечения максимальной емкости накопления энергии в батарее.

Пусть Δnh3SO4o будет значением Δnh3SO4, когда электролит батареи не содержит добавок (см. рис. 1). Поскольку энергия, которую батарея может накапливать или отдавать, пропорциональна количеству молей серной кислоты, которые подчиняются уравнению (27), отношение:

ηmax= Δnh3SO4∗−Δnh3SO4o Δnh3SO4o

(34)

представляет собой наибольшее относительное увеличение максимальной емкости накопления энергии, которое может быть получено от данной добавки к электролиту. Конечно, η max зависит от используемой добавки из-за зависимости от добавки предельной кривой батареи.

5. Экспериментальное определение предельной кривой

Для определения предельной кривой батареи нам необходимо знать значения ψmax″ и γ добавить , которые необходимо ввести в уравнение (31). Эти значения могут быть определены экспериментально следующим образом: Начнем с наблюдения того, что уравнение (31) верно, в частности, когда электролит не содержит добавок. В этом случае n добавить = 0, и уравнение (31) сводится к:

R T Mh3O[ln γh3O  (n¯−nh3SO4)n¯+nh3SO4n¯−nh3SO4ln γh3SO4 nh3SO4 (n¯−nh3SO4) Mh3O ]=ψmax″

(35)

Это уравнение применимо к пределу допустимого диапазона батареи.Появляющаяся здесь величина n¯ определяется уравнением (29). Это зависит от подготовки батареи, но не от наличия добавок к электролиту. Таким образом, работая на аккумуляторе, лишенном добавки к электролиту, мы увеличиваем состояние заряда аккумулятора до тех пор, пока не достигнем предельной точки, за которой начинает выделяться кислород на положительном электроде в условиях разомкнутой цепи (точка A° на рис. 1). Появление этого необратимого явления свидетельствует о том, что состояние батареи достигло предельной кривой.Мы определяем значение nh3SO4 на этом пределе и подставляем его в уравнение (35). Таким образом, мы можем рассчитать ψmax″. Как известно, концентрация серной кислоты и напряжение батареи связаны друг с другом (см., например, [18,19,20,21]). Следовательно, вместо того, чтобы определять предельное значение nh3SO4, мы можем определить максимальное напряжение холостого хода, при котором батарея поддерживает свой заряд без образования кислорода на положительном электроде. Это напряжение значительно выше, чем стандартное напряжение (1.229 В) электролиза воды [22] из-за перенапряжения, возникающего на электродах батареи. Степень перенапряжения зависит от свойства поверхности электродов и наличия в электродах небольших количеств различных добавок, вводимых при их изготовлении. Как видно из уравнений (20) и (21), функции Ψ″ и ψ″ не зависят от свободной энергии электродов. Однако перенапряжение, создаваемое электродами, влияет на допустимый диапазон батареи и предельную характеристику, поскольку влияет на предельное значение nh3SO4 и, следовательно, на значение ψmax″.Это делает допустимый диапазон батареи и предельную кривую зависящими от свойств батареи в целом, а не только от свойств ее электролита.

Процедура определения γ прибавить аналогична процедуре определения ψmax″. Однако в этом случае электролит батареи должен содержать известное количество добавки. Снова заряжаем аккумулятор до предела, при котором на положительном электроде выделяется кислород в условиях разомкнутой цепи. Определяем соответствующее значение nh3SO4 и подставляем его вместе с рассматриваемым значением n и добавляем в уравнение (31).Поскольку ψmax″ уже определено, единственным неизвестным в этом уравнении является γ add , которое, таким образом, может быть определено. Из-за наличия трансцендентных членов значение γ add лучше всего вычислять графически или численно.

Для примера возьмем типичный автомобильный аккумулятор при комнатной температуре (T = 25 °C = 298,15 K). Мы предполагаем, что на момент изготовления электролит в аккумуляторе содержит 1 кг воды с молярной концентрацией серной кислоты bh3SO4o = 6 моль/кг.Это означает, что nh3Oo = 55,51 моль и nh3SO4o = 6 моль. Таким образом, n¯ = 55,51 + 6 = 61,51 моль, как следует из уравнения (29). Оставив электролит без присадок, зарядим батарею и найдем, что bh3SO4 = 7,25 моль/кг — это наибольшая концентрация серной кислоты, которую батарея может поддерживать в условиях разомкнутой цепи без образования кислорода на своем положительном электроде (эта концентрация соответствует напряжению 2,16 В — или 12,96 В для шестиэлементной батареи — по имеющимся в литературе данным [19]).Как видно, заряд и разряд батареи происходят при постоянном n¯. Таким образом, с учетом уравнения (28) находим, что приведенное выше значение bh3SO4 = 7,25 моль/кг означает nh3SO4 = 7,10 моль и nh3O = 54,41 моль в электролите батареи. Вводя в уравнение (35) значения γh3O и γh3SO4, соответствующие этому значению bh3SO4, доступные из литературы и представленные в Приложении, и учитывая, что R = 8,3143 Дж·К −1 ·моль −1 и Mh3O = 18,015 × 10 −3 кг·моль −1 , вычисляем, что для рассматриваемой батареи ψmax″ = −20.25 Дж·кг −1 .

Для определения γ добавить , добавляем произвольное количество рассматриваемой добавки в электролит аккумулятора. Пусть n добавляет, например, = 5 моль. Эксплуатируя таким образом модифицированную батарею, мы находим, что предел разомкнутой цепи для выделения кислорода на положительном электроде наступает, когда заряд батареи соответствует количеству серной кислоты, скажем, nh3SO4 = 6,74 моль. Подставляя это значение nh3SO4 в уравнение (35), мы вычисляем, что γ добавляет = 0.64, что можно проверить из того же уравнения, как только мы установим n , добавим = 5 моль, n¯ = 61,51 моль и ψmax″ = -20,25 Дж·кг -1 .

Наконец, подставляя эти значения n¯, ψmax″ и γ , добавляя в уравнение (35) и используя выражения γh3O и γh3SO4, приведенные в Приложении, мы получаем аналитическое выражение предельной кривой рассматриваемая батарея. Эта кривая представлена ​​на рис. 2. Из этого же рисунка находим, что Δnh3SO4o = 5,48 моль и Δnh3SO4∗ = 6.14 мол. Отсюда следует, что η max = 0,12 согласно уравнению (34). Таким образом, рассматриваемая в данном примере добавка к электролиту может увеличить энергоемкость батареи до 12 %. Как показано на рисунке, количество добавки, необходимое для получения максимальной емкости накопления энергии, составляет nadd∗ = 1,48 моль. Соответствующая номинальная молярность добавки равна badd* = 1,34 моль/кг согласно уравнению (33).

Различные добавки могут по-разному влиять на батарею. Например, для той же батареи, рассмотренной в приведенном выше примере, добавка с γ добавляет = 0.3 может привести к увеличению емкости аккумулятора на 25%. Это можно легко проверить из уравнения (35), построив предельную кривую для γ add = 0,3 и тех же значений n¯ и ψmax″, которые приведены выше. В этом случае количество добавки, создающей максимальную энергоаккумулирующую способность, будет nadd* = 3,23 моль, что означает badd* = 2,91 моль/кг.

В приведенном выше анализе мы рассматривали γ add как константу, пренебрегая, таким образом, любой возможной зависимостью γ add от концентрации добавки.Это может быть приемлемым, если концентрация добавки умеренно низкая (как это имеет место во многих приложениях) или если мы ограничиваем наше внимание достаточно небольшим участком предельной кривой. Если требуется более высокая точность, описанную выше процедуру для определения γ add можно повторить несколько раз для необходимого количества различных значений n add . Полученные таким образом значения γ add можно затем использовать для определения функции γ add (n add ), которую можно заменить на γ add в уравнении (35), если аппроксимация γ add = константаоказывается неадекватным.

Вместо того, чтобы заряжать аккумулятор до предела выделения кислорода, представленного точкой A° на рисунке 1, мы могли бы, в принципе, определить ψmax″, разрядив аккумулятор без присадок до точки B° на том же рисунке. Это точка предельной поверхности батареи, в которой начинается сульфатация отрицательного электрода. Как только определена концентрация серной кислоты, соответствующая этому нижнему пределу, можно определить предельную кривую, как описано выше.Обе процедуры должны давать одно и то же значение ψmax″, поскольку и A°, и B° принадлежат одной и той же кривой ψ″=ψmax″. Однако ссылка на предел выделения кислорода представляется более практичной, так как сульфатирование — довольно медленное явление.

6. Выводы

Известно, что на энергоемкость свинцово-кислотного аккумулятора может влиять наличие добавок в его электролите. Понятие эквивалентной добавки, определенное в данной работе, помогает анализировать влияние химически инертных добавок и смесей таких добавок на энергоемкость батареи.Это может быть применено для определения целой области концентраций электролита, называемой допустимым диапазоном батареи, в пределах которой не происходит необратимых изменений в батарее во время заряда или разряда. Границей этой области является предельная кривая батареи. Это соответствует концентрациям серной кислоты и, следовательно, диапазону напряжений холостого хода, превышение которых не может привести к необратимым изменениям в аккумуляторе. Предельная кривая батареи может быть построена из нескольких экспериментов, в которых батарея заряжается (или разряжается) при различных концентрациях добавок.Это дает полезную информацию об эффективности добавки для увеличения энергоемкости батареи и о наилучшей концентрации добавки для этой цели. Практические последствия выбора наилучшей добавки для использования очевидны. Однако следует иметь в виду, что добавка также может вызывать нежелательные побочные эффекты, которые не рассматриваются в настоящей работе и требуют надлежащего изучения, прежде чем любое улучшение энергоемкости батареи в результате добавки может считаться практически целесообразным.

Герметичная батарея – обзор

2.3.3.1 Безопасность свинцово-кислотных (LA) батарей

Свинцово-кислотные батареи бывают самых разных конструкций и размеров. Существуют вентилируемые или регулируемые клапаном батареи. Ассортимент продукции варьируется от небольших герметичных аккумуляторов емкостью около 5 Ач (например, используемых для мотоциклов) до крупных вентилируемых промышленных аккумуляторных систем емкостью до 500 Ач для тяговых целей. Стационарные батареи для резервного питания (рис. 2.3) могут иметь еще большую емкость. Крупнейшим рынком для LA аккумуляторов по-прежнему являются автомобильные стартерные аккумуляторы (SLI).На данный момент почти все транспортные средства: легковые автомобили, грузовики, автобусы используют свинцово-кислотные аккумуляторные системы SLI для запуска, освещения и зажигания. Аккумулятор LA был ключевым компонентом для многих технических усовершенствований автомобильных технологий на протяжении более 100 лет.

Рисунок 2.3. Вентилируемый свинцово-кислотный аккумуляторный элемент и аккумуляторная система для стационарного применения.

ООО «СБС Аккумуляторные Системы».

Основная общая реакция заряда/разряда в свинцово-кислотных батареях представлена ​​следующим образом:

PbO2+Pb+2h3SO4↔ ←Заряд-Разряд→2PbSO4+2h3OE°=2.04V

Помимо химической конверсии диоксида свинца и металлического свинца в сульфат свинца, во внутренней реакции элемента также участвует серная кислота как электролит. Реакции заряда/разряда вызывают изменение концентрации электролита за счет образования и потребления воды. Паразитические побочные реакции при хранении и особенно при зарядке могут привести к образованию кислорода и газообразного водорода внутри элемента. Эти побочные реакции особенно выражены при повышении напряжения.Высокие реактивные перенапряжения вовлеченных электрохимических реакций заставляют свинцово-кислотные батареи работать в более широком диапазоне напряжений, чем ожидается от нормального диапазона стабильности электролитов на водной основе. Однако загрязнение металлическими примесями может снизить эти перенапряжения и привести к преждевременному газовыделению, создавая тем самым критическую газовую атмосферу [2,3,6,18].

Конструкция аккумуляторов и внутренняя конструкция во многом зависят от конкретного применения, для которого они предназначены. Почти во всех батареях LA используются элементы призматической формы с плоскими или трубчатыми электродами внутри.Корпус аккумулятора изготовлен из специального пластика, который должен быть химически совместим с кислым электролитом. Благодаря использованию пластиковых материалов (в основном полипропилена) корпус батареи электрически изолирован от системы электродов. Вентиляционные системы, используемые, например, для резервного электроснабжения, могут пополняться водой, компенсируя потери при побочных реакциях разложения воды.

Технический прогресс в конструкции аккумуляторов и доступность новых материалов позволили реализовать полностью необслуживаемые системы свинцово-кислотных аккумуляторов [1,3].Потери воды из-за газообразования электродов и коррозии могут быть снижены до очень низких показателей. Предотвращение расслоения электролита благодаря использованию абсорбирующих стекломатовых сепараторов (AGM-аккумуляторы) или гелеобразного электролита позволило создать продукты с улучшенными циклическими характеристиками и высоким уровнем безопасности и надежности.

Тем не менее, потенциальный риск водорода является общей проблемой, с которой сталкиваются свинцово-кислотные и другие аккумуляторные системы на водной основе. В частности, в батареях с недостаточной вентиляцией могут накапливаться критические газовые смеси.Электрическая искра, например, вызванная электрическим разрядом, может привести к взрыву газовой смеси. Сообщалось о большинстве таких опасных событий, связанных с автомобильными аккумуляторами SLI, в основном при непрофессиональном обращении. Внедрение пламегасителей резко свело к минимуму риск таких событий.

Короткое замыкание : Как внутренние, так и внешние электрические короткие замыкания приводят к высвобождению энергии внутри батареи. Химически накопленная энергия преобразуется в тепловую энергию, которая распространяется на компоненты, из которых состоит батарея.Результирующее повышение температуры зависит от количества выделяемой энергии и от теплоемкости батареи и ее компонентов. При достижении температуры кипения электролита (около 110°С) начинается испарение электролита. В системах с клапанным регулированием испаряющаяся вода приводит к повышению давления и, в конечном итоге, к срабатыванию клапанов избыточного давления. Выходящий водяной пар обычно также несет кислотные аэрозоли из серного электролита. Кислотные аэрозоли вместе с горячей парообразной водой представляют опасность для здоровья участников аварии.

Из-за их относительно низкого удельного энергосодержания (примерно 40 Втч кг −1 макс.) количество выделяемой энергии ограничено. Высокая теплоемкость компонентов внутри корпуса аккумулятора (0,2–0,3 Втч·кг·–1··K·–1·) и энтальпия испарения электролита (>628 Втч·кг·–1·) обычно поглощают попутно выделяемую энергию, таким образом удерживая тепловые эффекты и их важные для безопасности последствия в ограниченном диапазоне.

Механическое повреждение : В зависимости от конкретных обстоятельств механические повреждения или механическое обращение с батареями LA могут привести к возникновению опасностей различной степени серьезности. Простое механическое разрушение корпуса может привести к утечке электролита. Однако в современных батареях VRLA с недостаточным электролитом риск серьезной утечки электролита сведен к минимуму. Как уже упоминалось в разделе 2.3.2, серная кислота является очень опасным веществом при любом контакте с кожей. При худших обстоятельствах даже частицы свинца могут выйти из корпуса батареи, что превращает это событие в проблему для окружающей среды.Наиболее критичное с точки зрения безопасности событие представляет собой сильное механическое разрушение пакета электродов. Может возникнуть сильное короткое замыкание, что приведет к сценарию, описанному в предыдущем разделе.

Термическое воздействие : Хранение при высоких температурах является общей проблемой из-за усиления коррозии компонентов батареи. С механической точки зрения компоненты обычно очень стабильны и прочны до температуры прибл. 110°C, когда электролит начинает испарять воду.Высокая энтальпия испарения электролита обеспечивает стабилизацию температуры в течение определенного периода времени, пока электролит не израсходуется.

При зарядке постоянным напряжением свинцово-кислотных аккумуляторов с клапанным регулированием (VRLA), особенно после старения и потери воды, существует риск возникновения ситуации теплового разгона. Облегченный перенос кислорода через сепаратор и жидкую пленку на отрицательном электроде может усилить экзотермические процессы восстановления кислорода на отрицательном электроде.Вызванная таким образом деполяризация отрицательного электрода, в свою очередь, приводит к дальнейшему ускорению скорости генерации кислорода на положительном электроде с неконтролируемым нагревом, как следствие [3,20,25]. Следует отметить, что тепловой разгон в батареях VRLA обычно протекает гораздо менее энергично, чем в системах на основе литий-ионных аккумуляторов.

Перезаряд, переразряд и реверсирование : Свинцово-кислотный аккумулятор имеет большое преимущество перед другими перезаряжаемыми аккумуляторными батареями благодаря тому факту, что обе полярности состоят из компонентов свинца (свинец, диоксид свинца, сульфат свинца), которые под зарядом и разряды могут преобразовываться друг в друга.Таким образом, свинцово-кислотные аккумуляторы по своей конструкции и компоновке обеспечивают определенную устойчивость к перезаряду, а также к реверсированию без побочных реакций, приводящих к разложению электролита и газовыделению. Однако, если электрическую энергию больше нельзя использовать для процессов электрохимической конверсии, начинается разложение воды на водород и кислород.

В вентилируемых, не требующих обслуживания системах свинцово-кислотных аккумуляторов газы, образующиеся при разложении воды, выходят через предусмотренную систему вентиляции.Надлежащая вентиляция обеспечивает быстрое удаление газов и их накопление до критического уровня. Это очень важно для того, чтобы исключить риск взрыва. Вентилируемые аккумуляторные системы позволяют восполнять разложившуюся и потерянную воду через регулярные интервалы обслуживания для поддержания работоспособности аккумуляторов. Электроды должны быть полностью покрыты электролитом для увеличения срока службы и из соображений безопасности.

В VRLA-системах (например, типа AGM) с ограничивающей емкостью положительного электрода кислород, выделяющийся при этой полярности при перезарядке, мигрирует через истощенный электролит, содержащий сепаратор волокна, к отрицательному противоэлектроду, где он рекомбинируется с водой.Этот механизм обычно работает только до ограниченной скорости перезарядки. Если токи превышают указанные, давление газа внутри корпуса батареи повысится, и в конце концов газы выйдут через сработавший предохранительный клапан. При чрезмерном перезаряде может образоваться даже взрывоопасная смесь водорода и кислорода.

Поддержание уровня электролита в батарее

Поддержание уровня электролита в батарее

Применение и технология аккумуляторов

При нормальной работе теряется вода из залитая свинцово-кислотная батарея в результате испарения и электролизе на водород и кислород, которые улетучиваются в атмосфера.Один фарадей перезарядки приведет к потере около 18 г воды. Испарение относительно небольшое часть потерь, за исключением очень жаркого и сухого климата. С полностью заряженный аккумулятор, электролиз расходует воду со скоростью 0,336 см на ампер-час перезарядки. Аккумулятор емкостью 5000 Ач Таким образом, перезаряженные 10% могут потерять 16,8 см , или около 0,3%, свою воду каждый цикл. Важно, чтобы электролит поддерживаться на должном уровне в аккумуляторе.То электролит служит не только ионным проводником, но и основной фактор передачи тепла от пластин. Если электролит находится ниже уровня пластины, то площадь пластина не электрохимически эффективна; это вызывает концентрация тепла в других частях батареи. Периодическая проверка расхода воды также может служить грубо проверить эффективность зарядки и может предупредить, когда требуется регулировка зарядного устройства.

Поскольку замена воды может быть серьезной затраты на техническое обслуживание, потери воды можно уменьшить, контролируя количество перезарядки и за счет использования водорода и кислорода рекомбинация устройств в каждой ячейке, где это возможно. Добавление воды лучше всего выполнять после подзарядки и перед уравнительный заряд. Вода добавляется в конце загрузки чтобы достичь линии высокого уровня.Выделение газа во время перезарядки равномерно перемешайте воду с кислотой. В морозную погоду, нельзя добавлять воду без перемешивания, так как она может замерзнуть до того, как произойдет газообразование. Доливать нужно только дистиллированную воду к батареям. Хотя деминерализованная или водопроводная вода может быть одобрено для некоторых аккумуляторов, низкая стоимость дистиллированной воды делает его лучшим выбором. Автоматические поливочные устройства и тестирование надежности может снизить трудозатраты на техническое обслуживание дальше.Следует избегать переполнения, поскольку в результате перелив кислого электролита вызовет коррозию поддона, наземные пути и потеря емкости ячейки. Хотя дистиллированный вода больше не указывается большинством производителей аккумуляторов, вода хорошего качества, с низким содержанием минералов и ионов тяжелых металлов Например, железо, поможет продлить срок службы батареи.

Можно ли добавить дистиллированную воду в гелевый аккумулятор? (Что может пойти не так?)

В повседневной жизни мы используем разные батареи для разных целей.Одним из наиболее распространенных типов аккумуляторов, которые мы используем ежедневно, являются свинцово-кислотные аккумуляторы, потому что они используются в автомобилях. Но знаете ли вы о гелевых батареях? В целом гелевые аккумуляторы аналогичны свинцово-кислотным, но эти аккумуляторы не требуют обслуживания.

Они также известны как батареи с клапанным регулированием и отличаются универсальной конструкцией. Они прочны и могут использоваться в плохо проветриваемых помещениях. Основное различие между обычными свинцово-кислотными батареями и гелевыми батареями заключается в том, что в гелевых кислотных батареях жидкость находится в форме геля.Преимущество этих аккумуляторов в том, что электролит не вытекает при повреждении корпуса аккумулятора.

Доступ сейчас: Чертовски простой трюк, чтобы оживить любой аккумулятор

Как работают гелевые аккумуляторы?

Как следует из названия, электролиты гелевых аккумуляторов похожи на гель. Эти электролиты разработаны с использованием паров кремнезема и серной кислоты. Эта комбинация вызывает химическую реакцию и создает гелеобразное вещество. Вот почему эти батареи называются гелевыми.

В гелевых батареях используются односторонние открытые клапаны для рекомбинации газов с водой. Таким образом, эти батареи не требуют обслуживания и не нуждаются в контроле. Более того, вам не нужно проверять уровень заряда аккумулятора и доливать дистиллированную воду. Эти батареи универсальны и практически не производят газов, поэтому их можно установить и в вашем доме.

Каковы преимущества гелевых аккумуляторов?

Гелевые аккумуляторы имеют много преимуществ, поэтому они широко используются в различных приложениях.

  • Они не требуют обслуживания и защищены от проливания.
  • Эти батареи очень безопасны в использовании, а стоимость их обслуживания невелика.
  • Они имеют прочную конструкцию и устойчивы к вибрации, поэтому их можно безопасно использовать в любом месте.
  • Эти батареи не подвержены коррозии, поэтому они могут работать с чувствительным электронным оборудованием.
  • Гелевые аккумуляторы отлично подходят для приложений глубокого цикла, а их срок службы составляет от 500 до 5000 циклов.

Как восстановить гелевые батареи?

Как обсуждалось выше, для гелевых батарей не требуется дистиллированная вода, и они обычно герметичны. Таким образом, вы не можете получить доступ к ячейкам для восстановления батареи. Таким образом, вы можете разряжать гелевый аккумулятор настолько, насколько это возможно, а затем медленно заряжать его, чтобы восстановить его.

Шаг 1. Разрядите аккумулятор

Для восстановления необходимо сначала разрядить аккумулятор. Для этого вы можете включить фары и другие электронные аксессуары в вашем автомобиле.Когда батарея в основном разряжена, вы можете выключить свет и аксессуары. Вам не нужно полностью разряжать аккумулятор. Когда свет станет тусклым, вы можете выключить свет.

Шаг 2. Подсоедините зарядное устройство

Теперь можно подключить аккумулятор к зарядному устройству. Подсоедините черный кабель зарядного устройства к отрицательной клемме аккумулятора, а красный кабель зарядного устройства к положительному кабелю аккумулятора.

После подключения аккумулятора к зарядному устройству необходимо будет проверить настройки зарядки и изменить настройки.Аккумулятор следует заряжать медленно, поэтому настройте зарядное устройство соответствующим образом.

Шаг 3. Установите правильные настройки зарядного устройства

Некоторые зарядные устройства обычно поставляются со специальными настройками для гелевых аккумуляторов. Таким образом, вы можете использовать его для зарядки аккумулятора. Некоторые зарядные устройства также оснащены функцией непрерывной подзарядки для медленной зарядки аккумулятора. Если в вашем зарядном устройстве такой опции нет, то вам необходимо установить выходное напряжение на 20% ниже, чем выходное напряжение аккумулятора. Если вы заряжаете 12-вольтовую батарею, то вы можете установить зарядное устройство на 10 вольт или меньше.

Шаг 4. Включите зарядное устройство

После настройки выходного напряжения зарядного устройства вам потребуется включить зарядное устройство для зарядки аккумулятора. После зарядки аккумулятора в течение 6 часов вам нужно прикоснуться к боковой части аккумулятора, чтобы узнать, теплая ли она. Если батарея теплая, то это хорошо. Но если жарко, то придется отключить зарядное устройство и дать батарее остыть в течение 30 минут.

После этого снова зарядите аккумулятор. Во время этого процесса проверяйте батарею каждые шесть часов, чтобы знать, не горячая ли она.Аккумулятор будет полностью заряжен через 24 часа зарядки. После этого отключите зарядное устройство и используйте аккумулятор.

Гелевая батарея Часто задаваемые вопросы:

  1. Есть ли у гелевых кислотных батарей недостатки?

Да, помимо преимуществ, о которых мы говорили выше, у них есть и недостатки. Обычно такие аккумуляторы дороги и требуют специальных зарядных устройств и регуляторов. Аккумуляторная кислота может подвергаться воздействию высоких температур и нагреваться.Тем не менее, можно решить эти проблемы, используя аккумулятор правильно.

  1. Отличаются ли гелевые аккумуляторы от аккумуляторов AGM?

Хотя эти два типа аккумуляторов имеют некоторые сходства, они также имеют много различий. Электролит гелевых аккумуляторов находится в виде геля, в то время как электролит аккумуляторов AGM поглощается сепараторами в виде стекломата. Гелевые батареи обычно разряжаются быстрее при температуре ниже 32 градусов по Фаренгейту. Но батареи AGM могут лучше работать при низких температурах.Аккумуляторы AGM идеально подходят для сильноточных приложений, а гелевые аккумуляторы хороши для приложений с глубоким разрядом.

  1. Как зарядить гелевый аккумулятор?

Чтобы поддерживать гелевый аккумулятор в отличном состоянии, его необходимо регулярно заряжать. Для этой цели можно использовать солнечную панель или зарядное устройство. Эти батареи предпочитают медленную зарядку, поэтому вам нужно изменить настройку зарядки на медленный режим, а затем зарядить батарею. Некоторые люди также предпочитают многоступенчатые решения для зарядки, чтобы поддерживать свои гелевые аккумуляторы в хорошем состоянии.

Заключение

Гелевые аккумуляторы являются необслуживаемыми аккумуляторами и имеют электролиты в виде геля. Эти батареи являются лучшим вариантом, чем традиционные свинцово-кислотные батареи. Поскольку дистиллированная вода им не нужна регулярно, нужно восстанавливать аккумулятор, разряжая и снова заряжая его.

Если вы хотите узнать больше о гелевых аккумуляторах и способах их восстановления, вы можете присоединиться к программе восстановления аккумуляторов EZ. Эта онлайн-программа содержит пошаговые инструкции по обслуживанию и восстановлению различных типов аккумуляторов.

DOE объясняет…Батарейки | Департамент энергетики

Аккумуляторы и аналогичные устройства принимают, хранят и выдают электроэнергию по запросу. Батареи используют химию в форме химического потенциала для хранения энергии, как и многие другие повседневные источники энергии. Например, бревна хранят энергию в своих химических связях до тех пор, пока горение не преобразует энергию в тепло. Бензин накапливает химическую потенциальную энергию до тех пор, пока она не преобразуется в механическую энергию в двигателе автомобиля.Точно так же, чтобы батареи работали, электричество должно быть преобразовано в форму химического потенциала, прежде чем его можно будет легко хранить. Батареи состоят из двух электрических выводов, называемых катодом и анодом, разделенных химическим материалом, называемым электролитом. Для приема и высвобождения энергии батарея подключается к внешней цепи. Электроны движутся по цепи, в то время как ионы (атомы или молекулы с электрическим зарядом) движутся по электролиту. В перезаряжаемой батарее электроны и ионы могут двигаться в любом направлении по цепи и электролиту.Когда электроны движутся от катода к аноду, они увеличивают химическую потенциальную энергию, тем самым заряжая батарею; когда они движутся в другом направлении, они преобразуют эту химическую потенциальную энергию в электричество в цепи и разряжают батарею. Во время зарядки или разрядки противоположно заряженные ионы перемещаются внутри батареи через электролит, чтобы сбалансировать заряд электронов, движущихся по внешней цепи, и создать устойчивую перезаряжаемую систему. После зарядки батарею можно отключить от цепи, чтобы сохранить химическую потенциальную энергию для последующего использования в качестве электричества.

Батарейки были изобретены в 1800 году, но их химические процессы сложны. Ученые используют новые инструменты, чтобы лучше понять электрические и химические процессы в батареях, чтобы создать новое поколение высокоэффективных накопителей электроэнергии. Например, они разрабатывают улучшенные материалы для анодов, катодов и электролитов в батареях. Ученые изучают процессы в перезаряжаемых батареях, потому что они не полностью меняются местами при зарядке и разрядке батареи.Со временем отсутствие полного реверсирования может изменить химический состав и структуру материалов батареи, что может снизить производительность и безопасность батареи.

Управление науки и хранения электроэнергии Министерства энергетики США

Исследования, проведенные при поддержке Управления науки Министерства энергетики и Управления фундаментальных энергетических наук (BES), привели к значительным улучшениям в области хранения электроэнергии. Но мы все еще далеки от комплексных решений для хранения энергии следующего поколения с использованием совершенно новых материалов, которые могут значительно увеличить количество энергии, которое может хранить батарея.Это хранилище имеет решающее значение для интеграции возобновляемых источников энергии в наше электроснабжение. Поскольку совершенствование аккумуляторных технологий необходимо для широкого использования подключаемых к сети электромобилей, хранение также является ключом к снижению нашей зависимости от нефти в качестве транспорта.

BES поддерживает исследования отдельных ученых и междисциплинарных центров. Крупнейшим центром является Объединенный центр исследований в области хранения энергии (JCESR), центр инноваций в области энергетики Министерства энергетики. Этот центр изучает электрохимические материалы и явления на атомном и молекулярном уровне и использует компьютеры для разработки новых материалов.Это новое знание позволит ученым разработать более безопасное хранилище энергии, которое прослужит дольше, быстрее заряжается и имеет большую емкость. По мере того, как ученые, поддерживаемые программой BES, добиваются новых успехов в науке об аккумуляторах, эти достижения используются прикладными исследователями и промышленностью для улучшения приложений в области транспорта, электросетей, связи и безопасности.

Факты о хранении электроэнергии

  • Нобелевская премия по химии 2019 года была присуждена совместно Джону Б.Гуденаф, М. Стэнли Уиттингем и Акира Йошино «за разработку литий-ионных аккумуляторов».
  • Электролитный геном в JCESR создал вычислительную базу данных с более чем 26 000 молекул, которые можно использовать для расчета основных свойств электролита для новых усовершенствованных батарей.

Ресурсы и соответствующие термины

 

Научные термины могут сбивать с толку. Объяснения DOE предлагают простые объяснения ключевых слов и понятий в фундаментальной науке.В нем также описывается, как эти концепции применяются к работе, которую проводит Управление науки Министерства энергетики, помогая Соединенным Штатам преуспеть в исследованиях по всему научному спектру.

Новый материал может проложить путь к созданию более качественных и безопасных аккумуляторов

ПРОВИДЕНС, Род-Айленд, [Университет Брауна] — В поисках батарей, которые обеспечивают большую мощность и работают более безопасно, исследователи работают над заменой жидкостей, обычно используемых в современных литий-ионных батареях, твердыми материалами.Теперь исследовательская группа из Университета Брауна и Университета Мэриленда разработала новый материал для использования в твердотельных батареях, полученный из маловероятного источника: деревьев.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, команда продемонстрировала твердотельный ионный проводник, который сочетает в себе медь с нанофибриллами целлюлозы — полимерными трубками, полученными из дерева. По словам исследователей, материал толщиной с бумагу имеет ионную проводимость, которая в 10-100 раз лучше, чем у других полимерных ионных проводников.Его можно использовать либо в качестве твердого электролита батареи, либо в качестве ионопроводящего связующего для катода полностью твердотельной батареи.

«Включив медь в одномерные нанофибриллы целлюлозы, мы продемонстрировали, что целлюлоза, обычно изолирующая ионы, обеспечивает более быстрый перенос ионов лития в полимерных цепях», — сказал Лянбинг Ху, профессор кафедры материаловедения и материаловедения Университета Мэриленда. Инжиниринг. «Фактически мы обнаружили, что этот ионный проводник достиг рекордно высокой ионной проводимости среди всех твердых полимерных электролитов.

Работа была результатом сотрудничества между лабораторией Ху и лабораторией Юэ Ци, профессора Инженерной школы Брауна.

Современные ионно-литиевые батареи, которые широко используются во всем, от мобильных телефонов до автомобилей, имеют электролиты, изготовленные из литиевой соли, растворенной в жидком органическом растворителе. Задача электролита – проводить ионы лития между катодом батареи и анодом. Жидкие электролиты работают довольно хорошо, но у них есть некоторые недостатки. При больших токах в электролите могут образовываться крошечные нити металлического лития, называемые дендритами, что приводит к коротким замыканиям.Кроме того, жидкие электролиты изготавливаются из легковоспламеняющихся и токсичных химических веществ, которые могут загореться.

Твердые электролиты могут предотвратить проникновение дендритов и могут быть изготовлены из негорючих материалов. Большинство исследованных до сих пор твердых электролитов представляют собой керамические материалы, которые отлично проводят ионы, но при этом они толстые, жесткие и хрупкие. Напряжения во время производства, а также при зарядке и разрядке могут привести к трещинам и поломкам.

Однако материал, представленный в этом исследовании, тонкий и гибкий, почти как лист бумаги.И его ионная проводимость находится на одном уровне с керамикой.

Ци и Цишэн Ву, старший научный сотрудник Брауна, провели компьютерное моделирование микроскопической структуры медно-целлюлозного материала, чтобы понять, почему он так хорошо проводит ионы. Моделирование показало, что медь увеличивает пространство между цепями полимера целлюлозы, которые обычно существуют в плотно упакованных связках. Увеличенное расстояние создает такое количество ионных супермагистралей, по которым ионы лития могут перемещаться относительно беспрепятственно.

«Ионы лития перемещаются в этом органическом твердом электролите с помощью механизмов, которые мы обычно обнаруживаем в неорганической керамике, что обеспечивает рекордно высокую ионную проводимость», — сказал Ци. «Использование материалов, которые предоставляет природа, уменьшит общее воздействие производства аккумуляторов на окружающую среду».

Помимо работы в качестве твердого электролита, новый материал также может выступать в качестве катодного связующего для твердотельной батареи. Чтобы соответствовать емкости анодов, катоды должны быть значительно толще.Однако такая толщина может нарушить ионную проводимость, снижая эффективность. Чтобы более толстые катоды работали, они должны быть заключены в ионопроводящее связующее. Используя свой новый материал в качестве связующего, команда продемонстрировала то, что, по их мнению, является одним из самых толстых функциональных катодов, о которых когда-либо сообщалось.

Исследователи надеются, что новый материал может стать шагом к выводу технологии твердотельных аккумуляторов на массовый рынок.

Исследование в Университете Брауна было поддержано Национальным научным фондом (DMR-2054438).

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.