Какими должны быть плотность и уровень электролита в автомобильном аккумуляторе

Щелочные электролиты

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

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

• Высший.
• А
• Б тип.
• Реактивные.

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

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

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

Какая плотность нужна для вашего аккумулятора? Это информацию можно узнать в его технической документации. Если документы не содержат какие-то критические советы, то можно использовать электролит 1,19-1,21 г/см3 при t 15 градусов. Так же в нем должно быть 10-20 г/л Li.

Следует знать, что жидкость с такими характеристиками лучше использовать при t не ниже 20 градусов. При низких температурах подойдет плотность 1,25—1,27 г /см3. Но без использования едкого Li.

Чтобы реанимировать железоникелевые и щелочные кадмий-никелевые АКБ используют электролит на основе лития и калия плотностью 1,255—1,279 г/см3. К этому всему еще нужно добавить 69 грамм едкого Li на 1 литр электролита.

Для удобства приготовления воспользуйтесь таблицей.

Срок годности электролита

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

Что заливать: воду или электролит?

Вопрос что заливать в АКБ, напрямую зависит от того, чем вызвано падение уровня жидкости в банках.

Важно! Ошибка в диагностике проблемы приведет к выходу аккумулятора из строя. Если уровень жидкости в банках заметно снизился, нужно действовать по этой инструкции:

Если уровень жидкости в банках заметно снизился, нужно действовать по этой инструкции:

Поставить аккумулятор на ровную поверхность.
Очистить его верхнюю часть от мусора.
Открутить все пробки.
Посредством шприца или груши взять оставшийся раствор с каждой банки, обязательно обратить внимание на цвет (в норме он прозрачный).
Долить дистиллированную воду.
Поставить устройство на зарядку с малым током.
Проверить плотность ареометром через 2-3 часа.

Если полученное значение 1,26-1,28 г/см3 – значит, проблема заключалась именно в потере воды.

В некоторых случаях получается низкое значение, что вызывает у автовладельцев удивление и волнение. Как правило, такое случается, если замер сделан практически сразу после заливки дистилированной воды, недостаточной зарядке батареи или же при горячем аккумуляторе.

Электролит можно заливать только в том случае, когда вы уверены, что он вытек. Но возможна ситуация, когда плотность жидкости снижена во время эксплуатации устройства. В данном случае заливка жидкости продлит жизнь батареи.

Если вы решили залить электролит, нужно замерять показатели ареометром. Если значение ниже, чем 1,25 г/см3 – это решит проблему.

Как и в случае с заливкой дистилированной воды необходимо следовать инструкции:

• Взять электролит с плотностью 1,26 г/см3.
• Грушей или шприцом втянуть как можно больше жидкости из банки №1.
• Вылить ее в стакан (мерный) и записать объем.
• Далее добавить в отсек новую порцию раствора, но только в два раза меньше, чем на предыдущем этапе.
• АКБ хорошо встряхнуть и замерять уровень плотности.

Если не достигнут результат 1,25 г/см3, такие действия стоит повторить, после чего довести уровень жидкости в банках до оптимального значения водой и поставить аккумулятор на зарядку.

Эксплуатация сухозаряженного автомобильного аккумулятора

После проведения мероприятий по подготовке аккумулятора этой разновидности к работе, он превращается в обычный свинцово-кислотный обслуживаемого типа. Следовательно, основные эксплуатационные правила остаются:

1. Стараться не допускать полного разряда АКБ.
2. По возможности не осуществлять зарядку высокими токами или делать это лишь в исключительных случаях.
3. Регулярно контролировать уровень электролитной жидкости и её плотность, не допуская «оголения» банок (поверхность электродов вне жидкой среды подвержена ускоренной сульфатации).
4. Необходимо помнить о том, что в летнюю жару и зимний холод поездки на короткие расстояния негативным образом сказываются на сроке службы.
5. Следить за отсутствием белесоватых подтёков на корпусе.
6. Протирать поверхность батареи, удаляя с неё пыль и грязь.

Полная замена электролита в АКБ

Чтобы произвести замену электролита в АКБ, необходимо выполнить действия:

1. Установить автомашину на ровной площадке. Если в конструкции имеется штатная магнитола, то необходимо найти код для разблокирования (потребуется для восстановления работоспособности проигрывателя при подключении питания).
2. Демонтировать кабели и открутить крепления источника тока, а затем протереть корпус от пыли и следов электролита салфеткой, смоченной водным раствором нашатырного спирта.
3. Отвернуть пробки банок или просверлить отверстия в крышке.
4. Чтобы слить жидкость, нужно надеть на медицинский шприц или резиновую грушу удлинительный наконечник, а затем откачать раствор из банок. Запрещается переворачивать корпус батареи, поскольку скопившиеся в нижней части кожуха частицы шлама замыкают пластины и выводят аккумулятор из строя.
5. Для слива максимального объема электролита нужно наклонить корпус на угол до 45°, раствор откачивается шприцем или грушей. Для удаления остатков электролита необходимо несколько раз заполнить банки дистиллированной водой; для ускорения процедуры допускается покачивание корпуса из стороны в сторону. Следует учитывать, что полностью вымыть электролит невозможно – остатки раствора остаются в полостях между электродными решетками.
6. Заполнить банки готовым реагентом: уровень жидкости должен быть выше верхней кромки электродов.
7. Выдержать устройство в помещении на протяжении 5-6 часов, а затем произвести зарядку источника питания и проверить работоспособность аккумулятора. Рекомендуется заряжать изделие током силой не более 0,1 А, который подается на протяжении 18-20 часов. Для восстановления емкости необходимо выполнить 2-3 цикла зарядки и разрядки малым током.
8. Провести окончательную зарядку током, имеющим силу 10% от номинальной емкости аккумулятора. Зарядка ведется до фиксации на клеммах напряжения 14,6-14,7 В. Рекомендуется проверить плотность электролита: при повышении значения выше норматива в раствор вводится дистиллированная вода.
9. Установить аккумулятор на автомашину и подключить кабели.

Не допускается удаление электролита через дополнительные каналы, просверленные в днище корпуса. При сверлении отверстий возникает риск повреждения пластин, что приводит к коротким замыканиям. Корпус батареи изготовлен из специального кислотоустойчивого пластика, который не получится заклеить или запаять. При сливе раствора на основе серной кислоты рекомендуется пользоваться защитными перчатками, жидкость запрещено сливать в канализацию.

Правильное обслуживание аккумулятора

В настоящее время промышленностью для автомобиля в основном выпускаются аккумуляторы малообслуживаемого типа, они требуют минимума ухода, тем не менее, профилактику нужно проводить регулярно. Чтобы обслужить АКБ, необходимо:

снять аккумуляторную батарею с машины:
отнести ее в теплое помещение;
очистить корпус от грязи и солевых отложений (переворачивать корпус нельзя);
зачистить клеммы от налета наждачной бумагой, если они окислены, протереть насухо чистой ветошью;
дать отстояться в течение 10-12 часов (можно и сутки, особенно важно дать аккумулятору «отойти» зимой).

Затем следует проверить уровень электролита в банках, по необходимости долить дистиллированной водой, поставить АКБ на зарядку. Без зарядного устройства здесь никак не обойтись, так же как и без ареометра, и еще неплохо бы иметь мультиметр и нагрузочную вилку. После того как аккумулятор отстоялся, проверяем мультиметром напряжение без нагрузки, оно должно находиться в пределах 12,4-12,7 Вольт. При подключении к клеммам нагрузочной вилки напряжение не должно падать ниже 9,6 V, нагрузка по времени длится около 5 секунд.

После доливки воды до нужного уровня ареометром проверяем плотность, в тех банках, где доливать пришлось больше, соответственно, будет и меньшая плотность. Затем расставляем пробки по местам, не закручивая их, подсоединяем к клеммам зарядное устройство, если аккумуляторная батарея находится в достаточно неплохом состоянии, для зарядки подойдет автоматический режим.

Наиболее эффективно аккумулятор заряжается при комнатной температуре +20ºC, после зарядки опять необходимо дать отстояться АКБ, но уже достаточно 5-7 часов. Затем снова повторяем все проверки, наиболее оптимальные значения при этом:

• напряжение без нагрузки – 12,7 Вольт (до 13,0 V);
• под нагрузкой – от 9,6 до 10,4 V;
• плотность – 1,27-1,28 г/см³.

Для северных районов плотность электролита может устанавливаться больше (до значения 1,31), для южных регионов нередко достаточно 1,26 г/см³. В зависимости от типа АКБ проводить профилактику батареи рекомендуется один-два раза в год, малосурьмянистые аккумуляторы требуют обслуживания чаще, примерно один раз в 3 месяца.

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.

Типы и особенности свинцово-кислотных АКБ

Идеальных аккумуляторов не существует, в инженерных конструкциях часто приходится жертвовать желаемыми характеристиками, чтобы получить необходимые параметры. Для каждой цели создан свой тип устройства.

В первую очередь АКБ делят на герметичные и негерметичные батареи. Вторые требуют постоянного контроля над уровнем электролита и состоянием катодов и анодов, могут работать лишь в определённых положениях. Аккумулятор герметичный свинцово-кислотный используется чаще, так как не нуждается в особом уходе.

Кроме того, все батареи можно разделить на следующие группы:

Стартерные. Выдают большое количество энергии за одно мгновение, из-за чего обладают большим саморазрядом. Отлично подходят для того, чтобы заводить автомобили. Требуют определённого обслуживания и вентиляции.

Буферные батареи. Предназначены для краткосрочного хранения небольшого количества энергии, работают в постоянном режиме подзарядки.

Аккумуляторы для бесперебойной аппаратуры. Устанавливаются в офисах для аварийного завершения работ.

Аккумуляторы длительного электроснабжения. Большие тяжёлые батареи, которые выдают достаточно много энергии длительное время. Используются в реанимационных отделениях на случай отключения электричества.

Гелевые аккумуляторы. Хорошо переносят циклы заряжения-разряжения. Благодаря этому могут использоваться в сильных морозах. Среди них отдельно можно выделить солнечные батареи, которые рассчитаны на многократные циклы.

Как достигается такая вариация характеристик свинцово-кислотных аккумуляторных батарей? Если требуется выдавать огромное количество энергии за короткое время, то пластины делаются тонкими, но высокими и широкими (больше по площади поверхности), а расстояние между ними уменьшается. Благодаря этому увеличивается соотношение поверхности и массы, в результате энергия отдаётся быстрее.

Если требуется дольше сохранять энергию, но можно уменьшить мощность, то пластины делаются толще, но короче и уже (меньше по площади поверхности), а расстояние между ними увеличивается. Из-за чего уменьшается соотношение поверхности и массы, в итоге электроэнергия отдаётся медленнее.

Кроме того, на свойства электролита и другие параметры. Гелевые электролиты хуже реагируют со свинцовыми и оксидно-свинцовыми плитами, а также делают конструкцию защищённой от вытекания. Повышает срок эксплуатации использование свинцово-кальциевых сплавов.

Как поднять плотность электролита

Первое, что необходимо сделать — попробовать поднять плотность полностью зарядив аккумулятор. Открыть пробки, при необходимости долить дистиллированной воды и подключить зарядное устройство. Полная зарядка может привести к следующим результатам:

1. Плотность во всех банках одинакова.
2. Во всех ниже нормы.
3. Различается более на 0,1 г/см3 и более.

В первом случае каких либо действий не требуется.

Во втором случае потребуется специфическая зарядка. На поверхности свинцовых пластин уже хорошо потрудившихся аккумуляторов откладывается сульфат свинца. В таком состоянии батарею невозможно зарядить полностью. Её необходимо разрядить и провести зарядку импульсным устройством автоматически переключив его на Десульфатацию.

Обычным устройством это сделать труднее и процесс длится дольше. Для этого на 2 часа установить ток зарядки в 1/10 от ёмкости АКБ. Например для аккумулятора 65 Ач, ток зарядки выставить 6,5 А. После этого снизить ток до 2 А и заряжать 8 – 12 часов. Дать отстояться батарее до комнатной температуры измерить плотность. Если не пришла в норму, опять разрядить и провести ступенчатую зарядку.

Десульфатация обычно проводится в два – три цикла. Отрицательный результат говорит о том, что с АКБ придётся расстаться. Можно ещё попробовать полностью слить электролит, промыть дистиллированной водой и залить новый. Но этого обычно хватает ненадолго.

В третьем случае, когда плотность в банках разница более чем на 0,1 надо попробовать провести десульфатацию. Не помогло – откорректировать. Для этого приобрести корректирующий электролит плотностью 1,33 – 1,4 и дистиллированную воду. В банках с ненормальной плотностью откачать по 20 мл электролита. Для повышения добавить корректирующий, для снижения дистиллят. Зарядить 30 минут, дать отстояться ещё полчаса и замерить. Скорее всего к успеху приведут несколько корректировок.

Усилия ни к чему не приведут, а аккумулятор окажется непригоден при буром цвете электролита. В этом случае можно не предпринимать никаких действий.

Не сильно изношенным аккумуляторам десульфатация и корректировка значительно продлевает жизнь. Если усилия не увенчались успехом, то с батарей нужно расстаться немедленно и без сожаления. Иначе непредвиденный отказ станет неприятным сюрпризом.

Срок службы АКБ при условии соблюдения элементарных правил до пяти лет. В автомобиле нужно контролировать напряжение, не допускать чрезмерного и нулевого заряда батареи. Периодически заряжать и следить за плотностью электролита. При таком отношении аккумулятор служит долго и безотказно.

Определение электролитической жидкости в аккумуляторной батарее

Существует два типа источников энергии, широко применяемых сегодня для автомобильной промышленности:

• Необслуживаемые устройства – заключены в герметичный корпус, полностью предотвращающий доступ из вне. Они, как правило, вырабатывают свой ресурс и подлежат замене. Восстановить их работоспособность самостоятельно нельзя. Единственное, что может делать владелец такой АКБ, – осуществлять её зарядку по мере необходимости.
• Обслуживаемые – требуют постоянного внимания и контроля. Необходимо регулярно следить за уровнем электролитного раствора, а также за его плотностью и состоянием пластин.

Как узнать уровень электролита

Электролитическая жидкость по мере хранения и эксплуатации способна изменять свой объём. Как можно проверить уровень электролита в аккумуляторной батарее? Существует несколько вариантов, каждый из которых может быть применён в конкретной ситуации:

1. По специальным меткам, нанесённым на корпус. Некоторые источники энергии имеют на внешней поверхности корпуса в её верхней части две горизонтальные линии, параллельные друг другу. Нижняя обозначена «min» – показывает минимально возможный уровень электролитного раствора. Верхняя имеет надпись «max» – максимально допустимый предел жидкой среды.
2. С помощью визуального осмотра. Он позволяет определить количество жидкого содержимого приблизительно. При отсутствии меток и других подручных средств достаточно просто открутить пробки на верхней крышке корпуса, установив при этом устройство на ровной горизонтальной поверхности. Заглянув внутрь, особенно при наличии хорошего освещения, можно понять по следующим критериям, достаточно раствора или нет:
   • пластины полностью скрыты жидкой средой, подтёки на внешней стороне корпуса отсутствуют – уровень в норме;
3. электроды видны (находятся вровень или выше поверхности жидкости) – требуется доливка.
4. Путём выполнения несложных замеров. Уровень электролита в аккумуляторе можно проверить, используя:
   • Прибор ареометр. Он позволит узнать плотность жидкости в каждой банке, что даст возможность сделать вывод о её количестве. Опускаем его поочередно в каждое отверстие, набираем при помощи груши раствор и смотрим на показания. Если значение выше нормы, то уровень недостаточен.
5. Подручные средства: прозрачную трубочку от сока или такой же корпус шариковой ручки. В отверстие на месте открученной пробки опускаем трубку до тех пор, пока она не упрётся в верхний край банки. Конец, оставшийся на поверхности, зажимаем пальцем, таким образом перекрыв поступление в неё воздуха. Удерживая палец, вынимаем трубку и замеряем высоту столбика жидкости, оказавшейся внутри неё. При нормальном уровне электролита её величина должна находиться в диапазоне от 11 до 15 мм.

Низкий уровень электролита в аккумуляторе

Как определить, что в аккумуляторе низкий уровень электролита? Об этом весьма красноречиво свидетельствуют:

• существенное повышение плотности;
• появление пластин над поверхностью жидкой среды.

Причин этому может быть несколько:

1. Испарение дистиллированной воды – это самый распространённый фактор уменьшения объёма в летнее время года. Как известно, слишком высокие температуры наружного воздуха провоцируют испарительные процессы. А при эксплуатации аккумуляторной батареи в этот период под капотом очень жарко.
2. Выкипание жидкости вследствие неисправности температурного реле – регулятора.
3. В результате разряда батареи на протекание электрохимических реакций расходуется часть кислоты.

Снижение уровня электролита ниже нормы в АКБ приводит к очень серьёзным последствиям:

• во-первых, раствор повышенной концентрации способствует ускоренному разрушению материала пластин;
• во-вторых, та часть поверхности электродов, что расположена выше границы жидкости, подвергается сульфатации.

В обоих случаях исход одинаков: быстрая утрата ёмкости и преждевременный выход из строя источника энергии. Значит, потребуется его замена. А где гарантия, что новая аккумуляторная батарея столь же быстро не утратит свою работоспособность?

Вариант один – научиться правильно эксплуатировать и обслуживать АКБ, а в первую очередь поддерживать в норме жидкую составляющую.

Какой должен быть уровень электролита в аккумуляторе? Норма – когда электролитный раствор на 1–1,5 сантиметра находится выше электродных пластин, полностью покрывая их при движении авто

Причём уровень электролита должен быть одинаков в каждой банке – это очень важно для надёжной работы батареи

Процессы, происходящие в АКБ с участием электролита

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

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

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

PbO2 + SO42− + 4H+ + 2e− -> PbSO4 + 2H2O

На отрицательном электроде (катоде) протекает такой процесс:

Pb + SO42− − 2e− ->PbSO4

При заряде АКБ эти реакции протекают в обратном направлении.

Электролит в свинцово-кислотном автомобильном аккумуляторе имеет разную плотность в зависимости от степени заряженности АКБ. Как уже говорилось выше, концентрированная кислота аккумуляторного сорта имеет плотность 1,835 гр/см3. Плотность электролита на заряженном аккумуляторе лежит в диапазоне 1,127─1,300 гр/см3. При разрядке аккумулятора автомобиля в результате электрохимической реакции из электролита расходуется серная кислота и его плотность падает. Пока через батарею проходит ток разряда кислота рядом с электродами расходуется в результате вышеописанной реакции. Идёт диффузия H2SO4 из объёма к электродам. Таким образом, поддерживается напряжение на выводах аккумулятора.

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

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

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

График разрядки аккумулятора

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