Как заменить электролит в аккумуляторе: Замена электролита в аккумуляторе! | Статьи компании ООО «KRONVUZ» г Москва

Замена электролита в аккумуляторе: шаг за шагом

Несмотря на то, что на сегодняшний день большую часть прилавков в магазинах занимают батареи, не требующие частого обслуживания или так называемые необслуживаемые, бывают ситуации, когда избежать этого нельзя. Одной из самых важных и сложных сервисных операций является замена электролита. О том, как она проводится, и что для этого нужно, поговорим дальше.

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея – это прибор, предназначенный для хранения энергии при помощи химических реакций, происходящих в растворе серной кислоты и воды. Этот раствор называется электролитом, и периодически нуждается в замене. Решение данной задачи особенно актуально, если речь идет о восстановлении старой батареи. В этом случае поменять электролит перед зарядкой необходимо.

Для того чтобы заменить электролит в аккумуляторе, вам понадобится несколько инструментов и несложных приспособлений. Также приготовьте:
• Зарядное устройство для аккумулятора на 12 В.
• Аэрометр – прибор для измерения плотности жидкости.
• Воронка, с помощью которой электролит будет заливаться в «банки».

Помимо этого, для приготовления электролита понадобится вода и серная кислота (возможно применение готового раствора, который продается в магазинах).

Теперь перейдем к главному – рассмотрим пошаговую инструкцию по замене электролита в автомобильном аккумуляторе:
1. Перед заменой электролита промываем батарею изнутри водой. Это поможет удалить загрязнения из корпуса. При промывке аккумулятор желательно интенсивно потрясти, пока вся угольная крошка не выйдет вместе с водой. После этого устраняем отложения солей на электродах, и приступаем к следующей операции.
2. Берем бутылку с готовым электролитом, плотность которого должна составлять 1,28 г/с м³ , и заливаем его в каждую из «банок» через воронку с узким горлышком. При необходимости в электролит можно добавить специальные присадки, например, для удаления сульфата с электродов. После того, как под действие электролита весь воздух выйдет из корпуса, а присадка полностью растворится, можно начинать зарядку. Не торопитесь — обычно полное растворение присадки наступает не ранее, чем через 40-48 часов.
3. Открутите пробки и подключите зарядное устройство к аккумулятору. После замены электролита аккумулятор должен заряжаться циклично, то есть, соблюдая схему «зарядка-разрядка». Этот процесс длится до того момента, пока плотность полностью не восстановится. При таком режиме зарядки ток должен составлять 0,1 А. Следите чтобы электролит не «выкипал». О полной зарядке свидетельствует напряжение 2,4 В на каждый секции или 14-15 В на клеммах.
4. После достижения нужного напряжения следует уменьшить зарядный ток в два раза. В случае, если плотность в течении 2 часов остается неизменной, зарядку можно прекращать.
5. Разряжаем батарею с применением тока 0,5 А до тех пор, пока напряжение не достигнет 10 В. Из времени продолжительности разряда и величины имеющегося тока необходимо вычислить емкость. В случае, если этот показатель ниже 4 ампер/часов, цикл заряда нужно повторить.

Замена электролита в аккумуляторе — что это такое, когда нужна, меры предосторожности

Время на чтение: 3 мин

291

Несмотря на то, что на рынке появляется все больше моделей АКБ, которые не нуждаются в обслуживании, традиционные батареи по-прежнему остаются востребованными.

Многие автолюбители не желают переплачивать за современные образцы, а предпочитают иметь больше контроля над устройством по более доступной цене.

В зимний период, особенно в регионах с низкими температурами, нередко возникают проблемы с аккумуляторами, при этом снижению емкости подвержены, как обслуживаемые, так и необслуживаемые модели.

И в такой ситуации первые имеют бесспорное преимущество, поскольку их можно реанимировать своими силами, а когда что-то случается со вторыми поможет только замена АКБ.

Стоит ли менять электролит в АКБ

Мнения экспертов и опытных автолюбителей на этот счет разнятся. Одни утверждают, что полная замена не дает долгосрочных результатов и уже через 2-3 месяца аккумулятор снова потеряет номинальную емкость.

Другие советуют воспользоваться возможностью замены электролита и говорят, что батарея таким образом прослужит еще пару лет.

Решения принимать вам, но, если располагаете свободным временем и не готовы выложить деньги за новый аккумулятор, воспользуйтесь информацией, приведенной ниже и убедитесь сами, стоит это того или нет.

Когда следует выполнять полную замену жидкости

Вот основные причины, при которых данная процедура будет уместна:

1. Значительные изменения плотности электролита. Первичными признаками, по которым можно обнаружить проблему является изменения цвета жидкости. Важно помнить, что измерения следует проводить на АКБ с пустой емкостью. Норма — 1/25 г на кубический сантиметр.
2. Электролит стал непрозрачным, появилось, что-то похожее на осадок.
3. Быстрая саморазрядка аккумулятора.
4. Жидкость в АКБ замерзла.
5. Резко упал уровень раствора из-за перегрева.

Еще одной проблемой, которая приводит батарею в негодность может быть деструкция пластин и в этом случае описанная ниже процедура не поможет.

Соблюдайте меры предосторожности при работе

Вот список рекомендаций, которых следует придерживаться:

1. Работайте в резиновых перчатках, плотной одежде с длинными рукавами и специальных очках.
2. Помещение должно хорошо вентилироваться, поскольку пары кислоты опасны для здоровья.
3. По близости не должно быть источников открытого огня, курить также не стоит.
4. Емкости для работы должны быть из стекла или специального пластика.
5. При попадании раствора на открытые участки кожи, необходимо промыть их под проточной водой.

Будьте внимательны и, если не уверены, лучше откажитесь от самостоятельного замены раствора.

Как провести замену

Для начала понадобиться избавится от старого раствора, для этого его необходимо полностью слить их банок аккумулятора. Важно знать, что слив следует выполнять, просверлив небольшое отверстие в нижней крышке АКБ — это наиболее безопасный вариант.

Должно получится где-то полтора, два литра жидкости.

После процедуры отверстие можно будет запаять специальным устойчивым к кислотам пластиком или герметикам. Теперь можно залить новый электролит нужной плотности, подождать 3-4 часа и выполнить полную зарядку АКБ.

БУ-307: Как работает электролит?

Электролит служит катализатором, делающим батарею проводящей, способствуя движению ионов от катода к аноду при зарядке и обратно при разрядке. Ионы – это электрически заряженные атомы, которые потеряли или приобрели электроны. Электролит батареи состоит из растворимых солей, кислот или других оснований в жидком, гелеобразном и сухом виде. Электролит также поставляется в виде полимера, используемого в твердотельной батарее, твердой керамики и расплавленных солей, как в натрий-серной батарее.

Свинцово-кислотный

Свинцово-кислотный использует серную кислоту . При зарядке кислота становится более плотной, так как на положительной пластине образуется оксид свинца (PbO ₂ ), который при полной разрядке превращается почти в воду. Удельный вес серной кислоты измеряют ареометром. (См. также BU-903: Как измерить уровень заряда). Свинцово-кислотные батареи выпускаются в залитых и герметичных форматах, также известных как свинцово-кислотные с регулируемым клапаном (VRLA) или необслуживаемые.

Серная кислота бесцветна с легким желто-зеленым оттенком, растворима в воде и обладает высокой коррозионной активностью. Изменение цвета на коричневатый оттенок может быть вызвано ржавлением в результате анодной коррозии или попаданием воды в аккумуляторную батарею.

Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют разный удельный вес (SG). В батареях глубокого цикла используется плотный электролит с SG до 1,330 для достижения высокой удельной энергии, стартерные батареи имеют средний SG около 1,265, а стационарные батареи имеют низкий SG около 1,225 для сдерживания коррозии и увеличения срока службы. (см. БУ-903: Как измерить уровень заряда).

Серная кислота имеет широкий спектр применений, а также входит в состав очистителей канализации и различных чистящих средств. Он также используется в переработке полезных ископаемых, производстве удобрений, переработке нефти, очистке сточных вод и химическом синтезе.

Никель-кадмиевый (NiCd)

Электролит в NiCd представляет собой щелочной электролит (гидроксид калия) . Большинство никель-кадмиевых аккумуляторов имеют цилиндрическую форму, в которой несколько слоев положительных и отрицательных материалов свернуты в рулон. Залитая версия NiCd используется в качестве корабельной батареи в коммерческих самолетах и ​​в системах ИБП, работающих в жарком и холодном климате, требующих частых циклов. NiCd дороже свинцово-кислотных, но служит дольше.

Никель-металлогидридный (NiMH)

NiMH использует тот же или аналогичный электролит, что и NiCd, который обычно представляет собой гидроксид калия. Электроды NiMH уникальны и состоят из никеля, кобальта, марганца, алюминия и редкоземельных металлов, которые также используются в литий-ионных батареях. NiMH доступен только в герметичных версиях.

Гидроксид калия представляет собой неорганическое соединение с формулой KOH, обычно называемое едким калием. Электролит бесцветен и имеет множество промышленных применений, например, ингредиент большинства мягких и жидких мыл. КОН вреден, если его не переварить.

Литий-ионный (Li-ion)

Литий-ионный использует жидкий, гелевый или сухой полимерный электролит. Жидкая версия представляет собой легковоспламеняющийся органический, а не водный тип, раствор солей лития с органическими растворителями, подобными этиленкарбонату. Смешивание растворов с различными карбонатами обеспечивает более высокую проводимость и расширяет диапазон температур. Другие соли могут быть добавлены для уменьшения газообразования и улучшения цикличности при высоких температурах.

Литий-ионные аккумуляторы с гелеобразными электролитами получают множество добавок для повышения проводимости, то же самое относится и к литий-полимерным аккумуляторам. Настоящий сухой полимер становится проводящим только при повышенных температурах, и эта батарея больше не используется в коммерческих целях. Добавки также вводятся для достижения долговечности и уникальных характеристик. Рецепт засекречен и у каждого производителя есть свой секрет соуса. (См. также BU-808b: Из-за чего умирает литий-ионный аккумулятор?)

Электролит должен быть стабильным, но это не относится к Li-ion. На аноде образуется пассивирующая пленка, называемая интерфейс твердого электролита (SEI) . Этот слой отделяет анод от катода, но позволяет ионам проходить через него подобно сепаратору. По сути, слой SEI должен сформироваться, чтобы батарея могла работать. Пленка стабилизирует систему и продлевает срок службы литий-ионных аккумуляторов, но снижает емкость. На катоде также происходит окисление электролита, что необратимо снижает емкость. (См. также BU-701: Как заправить батареи)

Чтобы пленки не становились слишком ограничительными, добавки смешивают с электролитом, который расходуется при формировании слоя SEI. Трудно, если вообще возможно, отследить их присутствие при проведении судебно-медицинской экспертизы. Это держит запатентованные добавки в коммерческой тайне, как их состав, так и используемое количество.

Хорошо известной добавкой является виниленкарбонат (VC). Это химическое вещество увеличивает срок службы литий-ионных аккумуляторов, особенно при более высоких температурах, и поддерживает низкое внутреннее сопротивление по мере использования и старения. VC также поддерживает стабильную пленку SEI на аноде без неблагоприятных побочных эффектов окисления электролита на катоде (Aurbach et al.). Говорят, что академические и исследовательские сообщества отстают от производителей клеток в знаниях и выборе добавок, отсюда и большой секрет. (См. также «Добавки и их влияние на кулоновскую эффективность» в разделе BU-808b: Что заставляет Li-ion умирать?

Для большинства коммерческих литий-ионных аккумуляторов слой SEI разрушается при температуре элемента 75–90°C (167–194°F). Тип элемента и уровень заряда (SoC) влияют на пробой при повышенной температуре. Может возникнуть самонагрев, который может привести к тепловому разгону при неправильном охлаждении. Лабораторные тесты, проведенные на ячейках 18650, показали, что такое тепловое событие может развиваться в течение двух дней.

Еще одной проблемой является воспламеняемость литий-ионного электролита, и проводятся эксперименты по получению негорючих электролитов или электролитов с пониженной горючестью с помощью добавок или разработки неорганических ионных жидкостей. Также проводятся исследования по эксплуатации Li-ion при низких температурах. На момент написания ни один из этих электролитов не имел широкого коммерческого применения.

Высыхание или медленное превращение жидкого электролита в твердую форму — еще одно явление старения, снижающее производительность Li-ion. «Когда жидкость ушла, батареи разряжены», — говорит Джефф Дан, специалист по литий-ионным батареям и профессор физики. Жидкость электролита — еще один индикатор состояния, относящийся ко всем химическим веществам батареи.

Аккумуляторы в портативном мире

Материал Университета аккумуляторов основан на незаменимом новом 4-м издании » Аккумуляторы в портативном мире — Справочник по перезаряжаемым батареям для не инженеров », который можно заказать на Amazon.com. Технология

Удельный вес электролита аккумулятора Обзор

Одним из основных параметров работы аккумулятора является удельный вес электролита. Удельный вес – это отношение веса раствора к весу равного объема воды при определенной температуре. Удельный вес используется в качестве индикатора состояния заряда элемента или батареи. Однако измерения удельного веса не могут определить емкость батареи. Во время разрядки удельный вес уменьшается линейно по мере разрядки в ампер-часах, как показано на рисунке ниже.

Изменения напряжения и удельного веса
во время заряда и разряда

Таким образом, при полной зарядке в установившемся режиме
эксплуатации и на выгрузке, измерение удельного
плотность электролита обеспечивает приблизительную
индикация состояния заряда элемента. Нисходящий
наклонная линия для удельного веса во время разряда
аппроксимируется уравнением ниже:

Удельный вес = напряжение холостого хода элемента
— 0,845

или

Напряжение холостого хода ячейки = удельный вес
+ 0,845.

Приведенные выше уравнения допускают электрические
периодический контроль приблизительного удельного веса
основа. Как упоминалось ранее, измерения удельного веса
нельзя брать на герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы. Измерение
напряжение холостого хода ячейки использовалось в качестве
индикатор состояния заряда герметичной батареи. Более
надежные методы определения состояния заряда
герметичные батареи находятся в стадии разработки.

Удельный вес уменьшается во время
разряд батареи до значения, близкого к чистой воде
и увеличивается во время перезарядки. Батарея
считается полностью заряженным, когда удельный вес достигает своего
максимально возможное значение.

Удельный вес, конечно, зависит от
температура и количество электролита в ячейке. Когда
электролит близок к отметке низкого уровня, удельная
плотность выше номинальной и падает по мере добавления воды
в ячейку, чтобы довести электролит до полного уровня.
объем электролита увеличивается при повышении температуры и
сужается при понижении температуры, что влияет на
плотность или удельный вес. Так как объем
электролит расширяется, показания снижаются и,
наоборот, удельный вес увеличивается с понижением температуры.
температуры.

Удельный вес данной батареи составляет
определяется приложением, в котором он будет использоваться, принимая
с учетом рабочей температуры и времени автономной работы. Типичный
удельный вес для определенных применений показан в
Таблица 1.

Таблица 1

При подборе аккумулятора по заданному
применение, некоторые эффекты высокой или низкой удельной
силы тяжести, которые следует учитывать:

Раствор с большей плотностью
тяжелее на единицу объема, чем вещество с меньшим удельным весом.