В настоящее время производители предлагают автомобилистам огромный выбор аккумуляторных батарей. Приобрести можно как сухозаряженные батареи, так и уже залитые электролитом на заводе. Дальнейшее обслуживание АКБ можно производить в специальных сервисных центрах. Это удобно и безопасно. Однако встречаются ситуации, когда автомобилистам приходится самостоятельно обслуживать аккумулятор своего автомобиля. Чтобы избежать неприятных последствий, важно знать, как правильно приготовить электролит для аккумулятора.
Процесс приготовления электролита несложен, но требует большой осторожности и внимательности, так как в его состав входит чистая аккумуляторная серная кислота, которая при попадании на открытые участки кожи или слизистые оболочки способна вызвать сильнейшие химические ожоги.
Перед приготовлением электролита нужно тщательно подготовиться к этому процессу. Для работы потребуется:
- эбонитовая емкость объемом не менее 5 литров. Можно взять любую другую кислотоустойчивую емкость на ваш выбор. Это может быть не только эбонит, но и хлорвинил, полиэтилен или керамика;
- кислотоустойчивая палочка для перемешивания электролита, подойдет эбонит, но ни в коем случае не металл;
- дистиллированная вода;
- опрокидывающийся разливатель;
- ареометр, уровнемер, термометр;
- серная кислота. Важно, чтобы применялась именно аккумуляторная серная кислота. Применение технической категорически запрещается;
- сама аккумуляторная батарея.
- резиновые перчатки;
- рабочий халат и кислотоустойчивый фартук;
- специальные защитные очки;
- раствор нашатырного спирта или кальцинированной соды 5–10 % (для нейтрализации кислоты);
- раствор борной кислоты 10 % (для нейтрализации щелочи).
{banner_adsense-netboard}
Только после того, как под рукой будет все необходимое, а сам исполнитель будет соответствующим образом защищен спецодеждой, можно приступать к приготовлению электролита. Обязательно убедитесь, что вы достаточно хорошо знаете, как приготовить электролит. Имеются некоторые различия в том, как приготовить щелочной и кислотный электролит для АКБ.
Вместо дистиллированной воды в безвыходных ситуациях можно применять дождевую или талую снеговую воду. При этом нужно убедиться, что она не контактировала с железом. Талая вода с железной крыши или дождевая вода, собранная в железную емкость, для этой процедуры не подходят. При применении талой или дождевой воды ее обязательно нужно пропустить через полотно, чтобы отделить механические примеси.
Перед тем, как сделать электролит для аккумулятора, следует промыть дистиллированной водой всю приготовленную для работы посуду и просушить ее.
Подготавливаемый электролит по своей плотности должен соответствовать тем климатическим нормам, в которых будет использоваться аккумулятор. Учитывайте, что прибор может эксплуатироваться на открытом воздухе в суровых условиях зимы.
Обратившись к руководству по эксплуатации АКБ, в первую очередь необходимо определиться с плотностью заливаемого электролита. Она должна быть приведена к +25°С. Это позволит исключить ее замерзание и вызванные этим повреждения АКБ.
В случае если результаты измерения температуры отличаются от +25°С, нужно внести поправку. Потребуется увеличить плотность на 0, 0035 на каждые 5°С, превышающие +25°С. Если температура ниже указанного порогового значения, плотность снижается на 0, 0035 также на каждые 5°С. Получится плотность, приведенная к +25°С.
Следующим шагом будет определение плотности серной кислоты, которую мы используем для приготовления электролита. Она может равняться значению 1, 83 г/см3. Такую плотность имеет жидкость, поступающая напрямую с завода. С учетом имеющегося спроса, она может представлять собой готовый электролит плотностью 1, 40 г/см3.
Видео о том, как измерить плотность электролита:
Итак, мы определили необходимую плотность подготавливаемого нами электролита, а также определили начальную плотность имеющейся серной кислоты. Остается определить количество дистиллированной воды, необходимой для того, чтобы изготовить электролит. Это значение определяется из таблицы.
Помните, что при перемешивании кислоты с водой происходит химическая реакция. В ее результате итоговое количество вещества будет несколько ниже, чем сумма исходных компонентов.
После проведения всех замеров можно приступать к процедуре приготовления раствора. Наливаем необходимое количество дистиллированной воды в заранее приготовленную посуду. Затем вливаем отмеренное количество серной кислоты. Обязательно соблюдайте указанную последовательность. Результатом вливания воды в кислоту станет бурная химическая реакция, которая может закончиться получением опасных химических ожогов.
Предназначенный для залива в АКБ электролит желательно остудить до температуры 150–300°С. Как и кислота, электролит может храниться в плотно закупоренных стеклянных бутылках. На бутылке должна быть бирка с указанием даты упаковки, наименования вещества и его плотности. Рассмотренные в статье основы приготовления электролита для аккумуляторных батарей ни в коем случае не являются руководством к действию. Этот процесс достаточно опасен, и перед приготовлением следует тщательно взвесить все его преимущества и недостатки. Возможно, оптимальным вариантом будет обращение в сервисный центр для получения качественного и быстрого обслуживания вашей АКБ.
Страница 14 из 26
4.3. Приготовление электролита для свинцовых аккумуляторов
Электролит для свинцовых аккумуляторов приготовляется путем разбавления чистой серной кислоты чистой водой. Кислота продается обычно концентрированной, удельного веса от 1,835 до 1,840. При разбавлении концентрированной кислоты раствор сильно нагревается. Во избежание опасности для лица, производящего смешивание, всегда необходимо наливать кислоту в воду, но не наоборот.
Хотя количество теплоты, развиваемой в обоих случаях, одно и то же, однако удельные теплоты воды и концентрированной кислоты совершенно различны. Струя воды, попадая в концентрированную кислоту, освобождает большое количество теплоты, которая благодаря низкой удельной теплоте кислоты вызывает сильное местное повышение температуры. Кислота, приливаемая к воде, не может вызвать столь же большого повышения температуры в силу того, что удельная теплота воды очень высока. Необходимо непрерывно перемешивать раствор все время, пока кислота подливается в воду, для того, чтобы помешать более тяжелой кислоте опуститься на дно сосуда, не смешавшись с водой.
Для смешивания и хранения небольших количеств электролита наиболее подходят сосуды фарфоровые, гончарные или стеклянные; но так как они легко дают трещины, то им следует предпочесть чаны, выложенные свинцом, особенно для более значительных количеств.
Никакие другие металлические сосуды, кроме свинцовых, непригодны.
После разбавления кислоты, до заливки ее в батарею, необходимо подождать, пока она остынет, для того чтобы избежать повреждений пластин и сепараторов.
Охлаждение можно ускорить, пользуясь струей сжатого воздуха, но воздух при этом должен быть чистым.
Избежать сильного повышения температуры при смешивании кислоты с водой можно, применяя вместо воды лед, приготовленный из дистиллированной воды. Понижение температуры происходит вследствие того, что скрытая теплота плавления льда приблизительно равна количеству теплоты, освобождающемуся при растворении серной кислоты. Лед, свободный от воды, можно прибавлять к кислоте непосредственно. Избыток поглощенной теплоты показывает, что раствор должен получить температуру ниже нуля, что и наблюдалось в действительности.
Чтобы облегчить приготовление электролитов любой требуемой концентрации, на рис. 4.1 приведены необходимые пропорции кислоты и воды. Аккумуляторные заводы обычно сообщают сведения о том, какой крепости кислоту следует применять для каждой данной батареи.
Рис. 4.1. Приготовление электролита любого удельного веса из концентрированной кислоты удельного веса 1,835.
1- содержание серной кислоты, %; 2 – требующаяся добавка воды по объему; 3 – то же по весу.
4.4. Приготовление электролита для кадмиевоникелевых и железоникелевых аккумуляторов
Для кадмиевоникелевых и железоникелевых аккумуляторов в качестве электролита служит раствор в дистиллированной воде едкого калия (КОН) или едкого натрия (NaOH).
В зависимости от температуры окружающего воздуха в аккумуляторах (табл. 4.1) применяется раствор соответствующей плотности (концентрации) основного компонента электролита в чистом виде или с добавкой едкого лития (LiOH).
Кадмиевоникелевые аккумуляторы рассчитаны на работу на холоде при температуре до – 40°С, причем при температурах +35...– 19°С с составным электролитом, а при более низких температурах, например, – 20...– 40°С с электролитом без добавки едкого лития.
При температурах – 20...– 40°С при отсутствии чистого едкого калия допускается как исключение применять составной электролит из едкого калия и едкого лития повышенной плотности, при этом емкость аккумулятора снижается на 10 – 15%. При отсутствии составного электролита из едкого калия и едкого лития при температуре – 19...+35°С можно воспользоваться составным электролитом из едкого натрия повышенной плотности 1,17 – 1,19 г/см 3 с добавкой на 1 л раствора 20 г едкого лития, но при этом следует учесть, не гарантируется.
Не гарантируется также долговечность аккумуляторов при работе их с электролитом из раствора чистого едкого калия плотностью 1,19 – 1,21 г/см 3 , т. е. без добавки едкого лития при температуре –19... + 10°С. При работе при температуре + 10...+50°С с рекомендуемым составным электролитом плотностью 1,1–1,12 г/см 3 (табл. 5.1) емкость аккумуляторов также снижается по сравнению с номинальной, а долговечность не гарантируется.
Железоникелевые аккумуляторы рассчитаны на работу в тех же условиях и с тем же электролитом, что и кадмиевоникелевые, но они более чувствительны к низким температурам, поэтому могут применяться при температурах не ниже –20° С.
В процессе эксплуатации температурные условия в зависимости от времени года резко изменяются, поэтому для более эффективного использования емкости аккумуляторов их следует заливать электролитом, по составу и плотности соответствующим этим условиям.
Кроме того, необходимо систематически контролировать количество электролита, т. е. следить за уровнем последнего и поддерживать его в установленных пределах.
В аккумуляторах, находящихся в эксплуатации, уровень электролита постепенно снижается вследствие испарения, поэтому его необходимо периодически измерять и при необходимости дополнять до нормы дистиллированной водой. Не реже чем через 10 циклов нужно проверять плотность электролита и также доводить ее до нормы добавлением раствора плотностью 1,41 г/см 3 или дистиллированной воды.
Уровень электролита в аккумуляторах должен постоянно находиться выше края пластин не менее чем на 5 мм и не более чем на 12 мм.
Снижение уровня электролита ниже верхнего края пластин или сетки, а также повышение плотности электролита при положительных температурах окружающего воздуха снижают емкость и долговечность последних. Уровень электролита необходимо проверять и доводить до указанной нормы перед каждым зарядом. Он проверяется с помощью стеклянной трубки диаметром 5 – 6 мм с метками на высоте 5 и 12 мм от конца. Для установления уровня электролита в аккумуляторе надо конец трубки с метками ввести через заливное отверстие до упора в пластины или сетку, после чего другой конец трубки закрыть пальцем. Вынув трубку из аккумулятора по высоте столбика электролита в ней, определим уровень электролита над верхним краем пластин или сетки в аккумуляторе. Для снижения уровня электролита в аккумуляторе можно пользоваться пипеткой или резиновой грушей со стеклянным или пластмассовым наконечником длиной около 100 мм. Доливку электролита или дистиллированной воды в аккумуляторы можно производить с помощью пипетки, резиновой груши или кружки через стеклянную воронку, размеры которых подбирают в зависимости от вместимости аккумуляторов. Проверка плотности электролита производится при помощи сифонного ареометра.
Проверку плотности электролита необходимо производить по возможности перед каждым зарядом, в каждом аккумуляторе, хотя и допускается выборочный контроль в 2 – 3 аккумуляторах батареи. В крайнем случае проверка должна проводиться не реже чем через 10 циклов во всех аккумуляторах батареи.
Таким образом, электролит необходим не только для первой заливки аккумуляторов при формировке, но и для замены, поддержания плотности и уровня электролита в действующих аккумуляторах, поэтому его требуется приготовлять и всегда иметь запас.
Для приготовления электролита поставляются следующие исходные материалы:
а) едкий калий аккумуляторный марки А (твердый) или марки В (жидкий) и едкий литий аккумуляторный;
б) составная щелочь сорта А – готовая смесь едкого калия и едкого лития в отношении едкий литий/едкий калий = 0,04...0,045;
в) едкий натрий аккумуляторный (сода каустическая) сорта А и едкий литий аккумуляторный;
г) составная щелочь сорта Б – готовая смесь едкого натрия и едкого лития в соотношении едкий литий/едкий натрий = 0,028...0,032.
Перед приготовлением электролита необходимо удостовериться, что имеющиеся в наличии химические "компоненты соответствуют приведенным выше требованиям и ГОСТам. Хранить эти материалы необходимо в герметически закрытой таре. Данные материалы могут поставляться как в жидком, так и в твердом состоянии в виде гранул, чешуек, кусков или слитка.
Приготовление электролита следует начинать с определения потребности в нем согласно норме расхода на один аккумулятор при первой заливке, указанной в табл. 4.2.
Определив требуемое количество электролита, приготовим примерно 3/4 этого объема свежей дистиллированной воды. При отсутствии последней допускается применение дождевой воды, собранной с чистой поверхности, или воды, полученной при таянии снега, а также конденсата.
Таблица 4.2
Ориентировочная норма расхода электролита на один аккумулятор при первой заливке
Примечание.
При приготовлении электролита желательно норму увеличить на 10 – 15 % для создания резерва на отход и другие непредвиденные случаи.
В крайнем случае можно использовать любую сырую чистую питьевую воду (кроме минеральной).
Затем, пользуясь данными табл. 5.3, определяем необходимое количество химических компонентов: едкого калия или едкого натрия, а также едкого лития для добавки. Расход дистиллированной воды на 1 кг твердой и на 1 л жидкой щелочи для приготовления электролита необходимой плотности приведен в табл. 4.3.
Таблица 4.3
Расход дистиллированной воды, необходимой для приготовления электролита для кадмиевоникелевых и железоникелевых аккумуляторов
Для определения массы твердых щелочей, необходимой по норме, приведенной в табл. 19, достаточно разделить:
на три требуемое количество воды, если необходимо приготовить калиевый или составной калиево-литиевый раствор плотностью 1,19 – 1,21 г/см 3 ;
на два, если необходимо приготовить калиевый электролит для работы при температуре
– 20...– 40° С или составной калиево-литиевый плотностью 1,25 –1,27 г/см 3 ;
на пять, если необходимо приготовить натриевый или составной натриево-литиевый электролит плотностью 1,17 – 1,19 г/см 3 .
Если составная калиево-литиевая или натриево-литиевая щелочь отсутствуют, а имеется едкий калий, едкий натрий и едкий литий, то расчет потребности в твердых щелочах производится по тому же принципу, как указано выше. Следует иметь в виду, что в частном, полученном в результате деления, учитывается и масса едкого лития.
Наверняка значительная часть автомобилистов обладают только поверхностными знаниями об устройстве своего аккумулятора, но иногда так хочется покопаться и узнать, что же там внутри, как в детстве разломать, посмотреть. Ломать не нужно, мы постараемся Вам рассказать.
В пред идущих статьях мы разбирали из чего же состоит АКБ. Если в кратце, то из положительных и отрицательных электродов которые чередуются, а между ними пластмассовые сепараторы. Все остальное пространство заполнено электролитом.
Так что же представляет из себя электролит? Ничего сложного, состав электролита для аккумулятора — это раствор серной кислоты и дистиллированной воды. Итак, по порядку.
Аккумуляторная серная кислота
Серная кислота это тяжелая прозрачная маслянистая жидкость. Она хорошо растворима в воде и не имеет запаха. Процесс растворения кислоты в воде при приготовлении электролита для свинцовых АКБ, сопровождается выделением тепла.
Используется серная кислота согласно ГОСТ 667-83 марки А или серная кислота особой чистоты согласно ГОСТ 142б2-78. Содержание моногидрата серной кислоты нормируется в пределах 92-94 %. Плотность по ГОСТ – 1,830 г/см3. Суммарное содержание примесей — не более 0,03665 %, в их числе марганца — не выше 0,0О01 %, железа — 0,012 %, мышьяка – 0,0001%, хлора — 0,0005 %, окислов азота – 0,0001%.
Дистиллированная вода
Процесс приготовления электролита для свинцовых аккумуляторов невозможен без дистиллированной воды. Не допускается применение технической, питьевой и речной воды. Допускается применение конденсата воды паротурбинных установок с обязательным проведением химического анализа на содержание железа, которое не должно превышать величины 0,0004 %, и меди, с максимально допустимым её содержанием 0,005 %.
Для приготовления дистиллированной воды в лабораториях, на аккумуляторных станциях, в аптеках и лечебных учреждениях обычно применяются электрические дистилляторы.
Дистиллятор модели Д-1 мощностью 4 кВт имеет производительность 5 л/час, модели АД-10 — 10 л/час. Могут применяться и дистилляторы других моделей. При работе с конкретными моделями дистилляторов необходимо руководствоваться их инструкциями по эксплуатации.
Целесообразно не реже 1 раза в полгода проводить анализ воды, получаемой в дистилляторах. Содержание сухих веществ не должно превышать 5 мг/л, аммиака и солей аммония — не более 0,05 мг/л, сульфатов — не более 0,5 «г/л, хлоридов — не более 0,02 мг/л, кальция — не более 1,0 мг/.
Кроме того, полученная вода должна проверяться на содержание железа, тяжелых металлов и нитратов. Результаты сводятся в карту химанализа, на основании которой делается вывод о возможности использования дистиллята для приготовления электролита.
Вода должна соответствовать ГОСТ 6709-72.
Стоимость дистиллированной воды в аптеках и магазинах варьируется от 10 до 20 рублей за 1,5 литра.
Электролит для свинцовых батарей представляет собой водный раствор серной кислоты. Серную кислоту и дистиллированную воду применяют с вышеуказанными характеристиками. Для заливки новых стационарных АКБ и вышедших из ремонта, а также для доливки применяется электролит с плотностью 1,18-1,24 г/см3.
Если для приготовления электролита применяется серная кислота с плотностью 1,83 г/см3 — целесообразно работы вести в два этапа. На первом этапе готовится электролит с плотность. 1,4 г/см3. Необходимо обеспечить его остывание до температуры 20С. На втором этапе из электролита с плотностью 1,4 г/см3 готовят электролит необходимой плотности. При двухэтапном процессе степень нагрева раствора серной кислоты будет значительно ниже.
Готовить электролит нужно в чистой эбонитовой, фаянсовой или специальной пластмассовой посуде. Из металлических сосудов можно применять только свинцовые. Применение стеклянной посуды категорически запрещено ввиду возможности разрушения при тепловом ударе.
Вначале в ёмкость вливается мерное количество дистиллированной воды, а потом тонкой струёй, при помешивании стеклянной или эбонитовой палочкой, вливается расчетный объем серной кислоты. Кислоту лучше доливать отдельными порциями.
Необходимо неукоснительно соблюдать следующее правило: лить кислоту в воду, а не наоборот. Оно обусловлено тем, что если вливать воду в кислоту, то вода мгновенно разогревается, вскипает и разбрызгивается, увлекая за собой капли горячей кислоты, падание которых на кожные покровы вызывает ожоги. Именно поэтому все работы необходимо производить в резиновых сапогах, суконном комбинезоне и резиновых перчатках. Так же можно одеть резиновый передник и обязательно защитные очки.
Чтобы приготовить электролит плотностью 1,4 г/см3 из расчета на 1 литр раствора ниже мы приводим таблицу какие пропорции серной кислоты и дистиллированной воды необходимо выдерживать.
Таблицы соотношения серной кислоты и дистиллированной воды
Таблица 1
Для электролита плотностью 1,4 г/см3 нужно выдерживать пропоции из второй таблицы.
Таблица 2
Для приготовлении электролита из плотностью 1,83 г/см3 воспользуйтесь третей таблицей.
Таблица 3
При измерении плотности используют ареометры с пределами измерения 1,1-1,4 г/см3 и ценой деления не грубее 0,005 г/см3 и, поскольку плотность зависит от температуры, термометры на пределы измерения 0÷50С и ценой деления 1С. Термометры не должны иметь деревянных или металлических оправ. Ареометры с указанными пределами измерения и точностью отсутствуют, поэтому применяют набор с более узкими диапазонами измерений.
Как уже упоминалось выше, в процессе приготовления электролита выделяется тепло. В таком случае измерение плотности нагретого электролита будет не корректным, соответственно при измерении необходимо вносить поправку, ну а лучше подождать пока температура станет 20С.
Температурный градиент плотности равен 0,0007 г/см3 на 1С. При температуре электролита выше приведенной, в данном случае 20С, расчетная поправка прибавляется к измеренному значению плотности. Например: температура фактическая равна 30С, разница с приведенной 20С составляет 10С. Градиент 0,0007 х 10 = 0,07 г/см3. К измеренному значению плотности прибавляем поправку, равную 0.007 г/см3.
При фактической температуре 10С разница с приведенной температурой также 10С. Градиент, равный 0,0007 г/см3 умножаем на 10, получаем поправку 0,007 г/см3, но в данном случае поправка вычитается из измеренного значения плотности при температуре 10С.
Необходимо помнить, что заливать электролит температурой выше 25С в аккумуляторы недопустимо.
Физические свойства сернокислотного электролита
Есть еще один физический фактор, который необходимо учитывать, особенно когда приготавливаются большие объемы раствора серной кислоты и дистиллированной воды. Это то обстоятельство, что при смешивании равных объемов серной кислоты и воды, после охлаждении такого раствора его объем будет меньше, чем сумма первоначальных объёмов. Что бы учесть этот фактор нужно обратится к четвертой таблице, в которой указаны величины уменьшения объёмов для растворов серной кислоты различной плотности.
Таблица 4 Сокращение объема раствора
Вязкость
Вязкость это свойство электролита, наиболее существенно влияющее на работоспособность свинцового аккумулятора. Электрохимические процессы, протекающие при работе аккумулятора, носят диффузионный характер. Скорость диффузии, в основном, зависит от вязкости электролита. Именно скоростью диффузии определяется поступление электролита к поверхности и в поры электродов при разряде, особенно при установке жестких (минутных, часовых) режимов разряда.
Чем вязкость выше, тем диффузия медленнее. При понижении температуры на 25С вязкость электролита возрастает в 2 раза, а при температуре в -50С она возрастает почти в 30 раз по сравнению с вязкостью при нормальной температуре. С увеличением вязкости падает ёмкость. Именно поэтому ра6отоспособность свинцовых аккумуляторов при низких температурах ухудшается. Это обстоятельство необходимо учитывать при установке герметичных аккумуляторов с гелевым (загущённым) электролитом.
Удельное сопротивление электролита
Сопротивление электролита, занимающего объем, ограниченный длиной 1 см и сечением в 1 см3, рассчитывается по формуле:
где r – удельное сопротивление Ом см;
L- длина, см.
S — поперечное сечение см2.
Сопротивление изменяется с изменением концентрации и температуры электролита.
Чтобы иметь минимальное внутреннее сопротивление АКБ, желательно применять электролит с наименьшим удельным сопротивлением.
Величины удельных сопротивлений приведены в таблице 5.
Таблица 5. Удельные сопротивления электролита
Удельное сопротивление электролита возрастает при снижении температуры, наиболее значительно при температуре 0С.
Температура замерзания электролита важна, постольку по мере разряда аккумулятора снижается его плотность и, соответственно, температура его замерзания. При замерзании объем электролита увеличивается, что приводит к разрушению сосуда и электродов аккумулятора. Наиболее низкую температуру замерзания имеет электролит плотностью 1,29 г/см3. Стартерные аккумуляторные батареи, эксплуатируемые в суровых условиях, имеют электролит плотностью 1,26-1,30 г/см3, который не замеряет при самых низких возможных температурах.
Для определения температур замерзания электролитов различной плотности следует пользоваться таблицей 6.
Таблица 6. Температура замерзания электролитов
Щелочные электролиты
Обычно для приготовления электролита щелочных аккумуляторов используют едкий калий и едкий литий.
Едкий калий (КОН) — твердое белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. При растворении едкого калия в воде происходит выделение тепла. Согласно ГОСТ 9285-59 калий едкий технический изготовляется трех сортов: высший, А и Б. Содержание едкого калия в высшем сорте не менее 96%, в сорте А — 92% и в сорте Б — 88%. Кроме того, выпускается реактивный едкий калий (ГОСТ 4203-435), содержащий меньше примесей, чем технический едкий калий.
Если электролит приготовляют из едкого калия и едкого лития, то сначала растворяют едкий калий, а затем добавляют едкий литий из расчета 10-20 г на 1 л электролита. Чтобы он остыл после разведения, а также для осаждения примесей необходимо оставить его на 15-20 часов в емкости, закрыв плотно крышкой.
По истечении этого времени очистившийся раствор осторожно сливают в чистую посуду, затем ареометром проверяют плотность, и, если нужно, доводят до нормы, добавляя воду, щелочь или готовый концентрированный электролит.
Рекомендуемую плотность электролита устанавливает завод-изготовитель кадмий-никелевых и железо-никелевых батарей. Если в документации нет жестких рекомендаций, то применяется электролит с плотностью 1,19-1,21 г/см3 при 15С и содержанием 10-20 г/л едкого лития. Раствор с такими параметрами применяется при эксплуатации аккумулятора при температурах не ниже -20С. Если температура ниже, то необходим электролит с плотностью 1,25-1,27 г /см3 без едкого лития.
Для восстановления старых щелочных кадмий-никелевых и железо-никелевых аккумуляторов применяют калиево-литиевый электролит плотностью 1,255-1,279 г/см3 с добавкой 69 г едкого лития на 1 л электролита. Для приготовления электролитов требуемой плотности необходимо руководствоваться таблицей 7.
Таблица 7. Плотность щелочных электролитов
Приготовление щелочных электролитов для железо-никелевых и кадмий-никелевых аккумуляторов
В заключение можно констатировать, что век самостоятельного приготовления электролита в гаражах уже подошёл к концу. В любом автомобильном магазине можно купить готовый и не подвергать себя риску при работе с химическими веществами, например, серной кислотой.
Электролит. Правила приготовления и исходные материалы.
Приготовление электролита аккумулятора.
Электролит приготовляют из аккумуляторной серной кислоты и дистиллированной воды. Применение так называемой технической серной кислоты, имеющей посторонние примеси (железо, медь, хлор и др.), вызывает преждевременный выход из строя аккумулятора. Вода, используемая для приготовления электролита аккумулятора, должна быть химически чистая; поэтому следует применять дистиллированную воду.
Запрещается применять воду из водопровода или из системы парового отопления, так как такая вода содержит железо. Запрещается также применять речную или колодезную воду, содержащую большое количество солей, вредно действующих на аккумулятор.
При отсутствии дистиллированной воды допускается применение дождевой (собранной не с железных крыш и не в железных сосудах), а также воды, полученной в результате таяния снега, помещенного в стеклянный сосуд или сосуд из пластмассы.
Для приготовления электролита нужно применять посуду, стойкую против действия серной кислоты, - керамиковую, эбонитовую или свинцовую.
В посуду заливают сначала дистиллированную воду, а затем при непрерывном перемешивании кислоту. Обратный порядок заливки кислоты не допускается.
При интенсивной эксплуатации автомобиля рекомендуется для увеличения срока службы аккумуляторных батарей снижать плотность электролита на 0,02 единицы, но не ниже 1,240.
Большинству аккумуляторов открытого типа, поставляемых европейскими фирмами, предписывается применение в качестве компонентов для приготовления электролита серной кислоты и дистиллированной воды, чистота которых должна соответствовать германскому стандарту DIN 43530, что не соответствует широко применяемой в отечественной практике кислоте по ГОСТ 667-73 по допустимому количеству отдельных примесей. Сравнение физико-химических показателей серной кислоты по DIN 43530 и по другому отечественному стандарту ГОСТ 4204-77 (кислота для химических анализов) показывает, что последнюю допустимо применять вместо кислоты по германскому стандарту. Поэтому при поставке сухозаряженных аккумуляторов без комплектного электролита возможно применение при приготовлении электролита кислоты по ГОСТ 4204-77 и воды по ГОСТ 6709-72. Возможно также применение кислоты особой чистоты по ГОСТ 14262-78.
Исключение составляют аккумуляторы OPzS производства фирмы SONNENSCHEIN, для которых допустимо использование электролита, составленного из серной аккумуляторной кислоты высшего и первого сорта по ГОСТ 667-73 и дистиллированной воды по ГОСТ 6709-72.
Для аккумуляторов открытого типа отечественного производства (если не указано другого) электролит должен готовиться из серной кислоты высшего и первого сорта по ГОСТ 667-73 и воды по ГОСТ 6709-72.
Для большинства поставляемых импортных аккумуляторов открытого типа плотность заливаемого электролита должна составлять (1,24±0,005) г/см 3 при температуре 20 °С. Поэтому плотность электролита, измеренную при температуре, отличающейся от 20 °С, необходимо приводить к плотности при 20 °С по формуле
δ 20 = δ 1 + a(t - 20 °C), где
δ 20 - плотность электролита при температуре 20 °С, г/см 3 ;
δ 1 - плотность электролита при температуре t, г/см 3 ;
a - коэффициент изменения плотности электролита с изменением температуры на 1 °С, г/см 3 /°С (для конкретного значения плотности - см. табл. 8.1; например, для плотности электролита 1,24 г/см 3 - a = 0,00072 г/см 3 /°С);
t - температура электролита, °С.
Перед приготовлением электролита для аккумуляторов следует убедиться в соответствии чистоты концентрированной кислоты и дистиллированной воды требованиям стандартов. Качество воды и кислоты должно удостоверяться заводским сертификатом или протоколом химического анализа, проведенного в соответствии с требованиями стандартов.
Приготовление большого количества электролита должно производиться в баках из эбонита или винипласта либо в деревянных баках, выложенных свинцом или пластиком.
В бак сначала заливают воду в количестве не более 3/4 его объема, а затем кислоту кружкой из кислотостойкого материала вместимостью до 2 л.
Заливку производят тонкой струей, постоянно перемешивая раствор мешалкой из кислотостойкого материала и контролируя его температуру, которая не должна превышать 60 °С. Учитывая, что количество выделяемого тепла при растворении серной кислоты в большой степени зависит от разности ее начальной концентрации и конечной плотности электролита, целесообразно растворение концентрированной серной кислоты проводить в два приема:
Сначала концентрированную серную кислоту разбавляют до получения раствора удельной плотностью 1,400 г/см 3 ;
Затем производят понижение плотности полученного раствора до требуемой плотности электролита, что уже не связано со значительным выделением тепла.
Температура электролита, заливаемого в аккумуляторы, должна быть не выше 35 °С.
Батарея, залитая электролитом, оставляется на 2 - 4 ч для полной пропитки электродов. Время после заливки электролитом до начала заряда не должно превышать 15 ч во избежание сульфатации электродов.
Заливка аккумулятора электролитом.
В зависимости от климатической полосы, в которой работают автомобили, а также от времени года аккумуляторы заливают растворами серной кислоты различной плотности.
В элементы батареи следует наливать электролит, охлажденный до температуры не выше 25° С.
Перед заливкой электролита в батареи, которые не были в употреблении, надо удалить герметизирующие диски из-под пробок (эти диски на батарею больше не устанавливают).
После заливки электролита в батарею следует проверить его уровень в элементах с помощью стеклянной трубки длиной 100- 150 мм, наружным диаметром 6-8 мм и внутренним диаметром 5-6 мм. На трубке должны быть нанесены метки на расстоянии 10 и 15 мм от нижнего конца.
При измерении уровня трубку следует опустить в элемент до предохранительного щитка, затем зажать верхнее отверстие пальцем и вынуть. Столбик оставшегося в трубке электролита указывает его уровень над пластинами элемента.
Уровень электролита должен быть на 10-15 мм выше верхнего края пластин.
Ни для кого не секрет, что современные аккумуляторы работают на электролите. Данное вещество позволяет накапливать батареям заряд и выдавать его в виде конечной электроэнергии при работе. Одними из часто встречаемых электролитов является щелочной, который активно используется в одноименных аккумуляторных батареях. Подобная субстанция отлично проявляет себя в работе аккумулятора, но также имеет некоторые недостатки. Более подробно о них, сущности щелочного электролита и принципах его эксплуатации поговорим в сегодняшней статье.
Пару слов о щелочном электролите
Щелочной электролит – одна из основных составляющих одноименных аккумуляторных батарей. На сегодняшний день подобная субстанция используется во многих АКБ, поэтому актуальность её рассмотрения довольно-таки высока. Типовой состав электролита для щелочных аккумуляторов состоит:
- либо из едкого калия и литиевых соединений;
- либо из едкого натрия и едкого калия, а также того же лития.
Любое из отмеченных выше соединений в определенной концентрации разбавляется с дистиллированной водой, что и формирует раствор-электролит для щёлочи. По формации он жидкий и представляется, на первый взгляд, обычной водой.
На данный момент в сфере аккумуляторных батарей существуют два типовых, борющихся между собой видов электролитов, а именно:
- рассматриваемые нами – щелочные ;
Первые по сравнению со вторыми более надёжные и долговечные составляющие АКБ. Помимо этого, щелочные электролиты превосходят кислотные во многих параметрах, за исключением одного НО — они не способны выдавать стартовый ток. Этот момент всерьёз подорвал использование «щелочи» в АКБ для автомобилей, поэтому на современных машинах намного чаще встречаются именно кислотные электролиты и соответствующие аккумуляторы.
Срок службы
Калиево-литиевый щелочной электролит при грамотной эксплуатации и качественном приготовлении является одним из самых долго служащих в своей сфере. Экспериментально доказано, что данная жидкость способна выдержать более 1000 циклов «заряд-разряд», что представляет собой просто огромное количество таких процедур. Однако при использовании щелочных электролитов стоит держать в уме факторы, уменьшающие срок их службы. Наиболее важные из таковых следующие:
- Частая неполноценная зарядка аккумулятора;
- Систематический глубокий разряд АКБ;
- Недостаточное количество электролита в сепараторе;
- Долгое использование электролита при высоких температурах окружающей среды;
- Слишком высокие и частые рабочие температуры жидкости.
Не допуская наличия данных факторов конкретно в вашей ситуации, продлить срок службы аккумулятора и щелочного электролита в отдельности можно в разы. Отметим, что при использовании подобных жидкостей также важно постоянно заправлять АКБ однотипным видом электролитов. В ином случае ресурс батареи уменьшается.
Порядок заливки электролита в щелочной аккумулятор
Допустим, щелочной аккумулятор перестал держать заряд или вовсе вышел строя. Что делать в такой ситуации? Скорее всего, придётся менять калиево-литиевый щелочной электролит, однако перед осуществлением его замены или доливки важно удостовериться в том, что:
- электроды аккумуляторной батареи целы;
- сепараторы и их пластины не обсыпались;
- аккумулятор не работает именно потому, что он разряжен.
Если данные моменты успешно подтвердились, то в необходимости заливки электролита можно не сомневаться. Порядок такой процедуры следующий:
- Демонтируйте аккумуляторную батарею с автомобиля;
- Поставьте её в месте, защищённом от сторонних лиц, детей и источников тока, огня, воды, а также удобном для работы с АКБ;
- Подготовьте себе защитную одежду в полном комплекте (как минимум, защитные очки и перчатки), инструмент для открытия крышки аккумулятора и щелочной электролит для залива. Последний, к слову, можно купить как в магазине (стоимость такового начинается от 30 рублей), так и приготовить в домашних условиях;
- Затем аккуратно демонтируйте крышку АКБ и начните заливать электролит, ориентируясь по соответствующим меткам;
- После того как жидкость долита до нужно уровня приведите аккумулятор в первоначальный вид и установите его обратно на машину.
Примечание! Перед началом работ убедитесь, что у вас именно щелочной аккумулятор и электролит, используемый в нём, основан на щелочи. Отметим, что, неправильно залив электролит, можно привести АКБ в негодность.
При полной или частичной смене электролита в щелочном аккумуляторе обязательно зарядите его в усиленном режиме (порядка 12 часов) или нормальном (6 часов). В остальных случаях допустимо проведение ускоренной зарядке (около 3 часов) с повышением нормальной силы тока в 2 раза.
Правила зарядки щелочной батареи
Так как функционирование щелочного электролита во многом зависит от того, как именно будет заряжаться батарея, в которую он залит, не лишним будет рассмотреть базовые правила зарядки соответствующих АКБ. В общем случае их перечень таков:
- Заряжайте аккумулятор исключительно на средних и высоких показателях силы тока, так как подобная практика положительно сказывается и на состоянии щелочного электролита, и на состоянии аккумулятора;
- В процессе заряда обязательно следите за тем, чтобы электролит с наличием в составе лития не превышал по температуре более 45 градусов по Цельсию и 35 – для электролитов без лития;
- Утеплять щелочные АКБ в процессе зарядки требуется лишь в том случае, если температура окружающей среды менее минус 30 градусов по Цельсию. В остальных случаях батареи заряжаются в обычном режиме;
- При зарядке аккумулятора следите за отсутствием выплёскивания электролита, ибо это не допустимо;
- После 10 циклов «заряд-разряд» всегда проверяйте уровень электролита и, при необходимости, доливайте его.
Явным признаком того, что аккумуляторная батарея на щёлочи заряжалась верно, будет наличие 1,4-1,45 Вольт напряжения в начале зарядке на АКБ и 1,75-1,85 Вольт в конце.
Учимся готовить щелочной электролит
В завершение сегодняшнего материала о щелочных электролитах для АКБ не лишним будет обратить внимание на то, как сделать таковые дома. Для достижения подобной цели, в первую очередь, необходимо подготовить:
- исходные материалы для приготовления электролита: дистиллированная вода (ГОСТ 6709-72), кали едкое КОН сорта А,В (ГОСТ 9285-69) и гидрат окиси лития Li(OH)3 (ГОСТ 8595-75);
- железная, чугунная или пластмассовая тара с наличием плотных крышек;
- аналогичные предметы для размешивания раствора;
- ареометр – прибор, который требуется для измерения плотности приготовленного электролита.
Непосредственно приготовление щелочного электролита осуществляется так:
- В сосуд вливается необходимое количество дистиллированной воды;
- Аккуратными движениями в жидкость либо наливается щёлочь, либо кладётся стальными шпицами;
- После этого раствор размешивается специальными приспособлениями, и его плотность корректируется под необходимые показатели посредством использования ареометра, а также добавления тех или иных веществ в электролит.
Важно! Плотность щелочного электролита определяется по специальным таблицам с учётом температуры использования батареи и конкретных особенностей АКБ. Как правило, она составляет около 1,25-1,27 граммов на кубический сантиметр.
Приготовленный электролит разливается в стеклянные тары, которые закрываются плотными резиновыми пробками. Хранить щелочной электролит желательно вдалеке от детей и солнца. Помимо этого, ёмкости с субстанцией стоит соответствующе пометить.
На этом, пожалуй, по рассматриваемому сегодня вопросу наиболее важные положения подошли к концу. Как видите, щелочной электролит – важнейшая составляющая одноименных аккумуляторов, требующая систематичной проверки и замены. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен. Удачи в ремонте автомобиля и на дорогах!
Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них