Что такое плотность электролита в аккумуляторе: какая должна быть, как проверить, как поднять?

проверка и методы повышения плотности

Владельцы автомобилей часто сталкиваются с проблемой отказа двигателя от запуска. Подобное случается из-за разрядки аккумулятора и ухудшения свойств электролита. Перед тем как поднять плотность в аккумуляторе, нужно выяснить причину ухудшения качества кислотного раствора. После этого можно приступать к восстановлению батареи. Действия не представляют особых сложностей.

В процессе эксплуатации снижение плотности аккумулятора обычное явление, особенно при несвоевременной замены старого электролита.

Почему снижается плотность электролита

Снижению плотности способствуют такие факторы:

1. Разряд. При потере заряда снижается и плотность наполнителя. Во процессе зарядки этот параметр постепенно увеличивается. Если батарея утрачивает большую часть емкости, речь идет о падении концентрации кислоты.
2. Длительная эксплуатация или хранение в условиях низких температур.
3. Выкипание электролита при перезаряде. Если зарядное устройство подает слишком высокое напряжение, жидкий электролит переходит в газообразное состояние и выводится наружу через имеющиеся на корпусе отверстия.
4. Частое добавление воды. Водители добавляют жидкость для поддержания стабильного уровня электролита. Не все пользуются ареометром, измеряющим плотность. Вместе с водой выкипает и кислота, что приводит к снижению концентрации.

Пример сульфатации пластин автомобильного аккумулятора.

Опасности низкой и высокой концентрации кислоты

Повышенная концентрация электролита становится причиной преждевременного выхода батареи из строя. Кислота разрушает металлические пластины. К воздействию составов на основе серной кислоты чувствительна даже сталь.

Низкая концентрация приводит к таким проблемам:

1. Сульфатация. На пластинах появляется налет, состоящий из сульфата свинца. Аккумуляторная батарея становится неспособной принимать заряд.
2. Повышение порога замерзания. Жидкость кристаллизуется уже при -5°С. Лед сдвигает и повреждает металлические детали. При деформации пластин и коротком замыкании емкостей батарею восстановить невозможно. При плотности 1,28 г/см³ электролит замерзнет только при -58°С.
3. Проблемы при запуске двигателя. Наиболее выражен этот признак в зимний период.

Для проверки плотности электролита используют денсиметр (справа).

Проверка плотности электролита

Определить плотность электролита можно в домашних условиях. Процедуру рекомендуется проводить при комнатной температуре.

Перед началом работы подготавливают такие инструменты:

1. Защитные перчатки, костюм и очки. В состав наполнителя аккумулятора входит кислота. При попадании на кожу вещество вызывает химический ожог. Опасными являются и пары кислоты, поэтому работают только в хорошо проветриваемом помещении.
2. Денсиметр. Прибор используется для измерения плотности. Имеет вид стеклянной трубки с грушей и встроенным ареометром.

Самостоятельно измерение плотности выполняют так:

Для проверки плотности электролита конец денсиметра погружают в ёмкость аккумулятора.

1. Аккумулятор вынимают из посадочного гнезда. Защитный кожух демонтируют, вывинчивают пробки.
2. Проверяют уровень электролита. В свинцово-кальциевых батареях раствор должен на 1,5 см закрывать пластины.
3. Батарею полностью заряжают. Проверку плотности начинают через 5-6 часов после завершения зарядки. При нормальном уровне электролита трубку денсиметра погружают в банки, выкачивая небольшое количество жидкого наполнителя.
4. Оценивают показатели прибора. Ареометр должен свободно плавать в растворе. Соприкосновение прибора со стенками емкости не допускается. Показания оценивают с учетом температуры окружающей среды.
5. Проверяют плотность электролита в остальных банках. Показания записывают и сравнивают с нормальной плотностью.

Такой способ проверки подходит только для разборной батареи, когда имеется доступ к электролиту. Необслуживаемый аккумулятор снабжен индикатором, цвет которого меняется в зависимости от плотности наполнителя.

Как откорректировать плотность раствора

Нормальное показание лежит в диапазоне 1,25-1,29 г/см³. Если при температуре +25°С отмечается более низкое значение, его нужно повышать. Падение концентрации в одной из банок свидетельствует о коротком замыкании.

Высокие значения выявляются после зарядки мощным током, сопровождающейся кипением электролита. Повысить плотность можно путем добавления кислоты, заправки готового состава или использования зарядного устройства.

Плотность раствора в холодный период

В холодное время года плотность наполнителя заряженного аккумулятора должна составлять 1,27 г/см³. Дополнительная корректировка в регионах с суровым климатом при смене сезона не проводится.

Таблица зависимости плотности электролита в аккумуляторе от температуры.

Подготовка к восстановлению батареи

На этапе подготовки выполняют такие действия:

1. Зарядка батареи. Нельзя начинать восстановление при низком заряде. Добавление электролита способствует резкому повышению концентрации кислоты. Это приводит к разрушению металлических пластин, при котором батарею утилизируют.
2. Нормализация температуры электролита. Показатель лежит в пределах +20…+25°С. Уровень электролита в каждой банке должен быть нормальным.
3. Осмотр батареи. Корпус не должен иметь трещин и сколов, особенно возле выводов. Повреждению способствует раскачивание при попытке снять прикипевшую клемму.

Повышение плотности электролита

Если плотность составляет более 1,18, доливают готовый состав с нормальной концентрацией серной кислоты.

Процедура включает такие этапы:

1. Разрядка батареи. Долив электролита проводится только при полном разряде. Для этого АКБ подключают к мощной лампе или другому потребителю энергии.
2. Подготовка корректирующего компонента. Уровень кислоты в таком средстве должен составлять не менее 1,4 г/см³.
3. Добавление корректирующего состава. Предварительно откачивают часть имеющегося электролита. Густота раствора должна повыситься до 1,25. Действие выполняется для каждой банки. Объем доливаемой жидкости должен составлять не более 50% от откачанного. После добавления жидкости АКБ встряхивают, давая наполнителю перемешаться.
4. Зарядка батареи. Аккумулятор оставляют на полчаса, что позволяет концентрации в банках выровняться. Элемент питания подключают к зарядному устройству на 30 минут. Сила тока должна быть минимальной. Через 2 часа после прекращения зарядки замеряют плотность и количество наполнителя. Если концентрация не поднимается, вышеуказанные действия повторяют.

Можно ли повысить минимальную плотность

Когда плотность падает до отметки ниже 1,18, добавление кислоты оказывается неэффективным. Для восстановления батареи используют раствор, содержащий большее, чем электролит, количество действующего вещества.

Перед заливкой нового электролита старый нужно слить.

Для замены наполнителя выполняют такие действия:

1. Слив содержимого. Максимальное количество жидкости выкачивают грушей. Затем аккумулятор помещают в большую емкость и переворачивают на бок. В дне каждой банке формируют небольшое отверстие. Батарею возвращают в прежнее положение и дожидаются вытекания жидкого наполнителя.
2. Добавление воды. Жидкость заливается через крышки банок для удаления остатков старого наполнителя. Сделанные ранее отверстия закрываются полимерным материалом, устойчивым к воздействию кислот.
3. Заправка батареи новым раствором. Если все действия выполнены правильно, АКБ становится готовой к использованию. Недостатком метода является снижение срока эксплуатации аккумулятора. Несколько недель устройство проработает, однако потом придется покупать новое.

Как повысить при помощи зарядного устройства

Если концентрация кислоты упала за зиму, ее можно восстановить путем подачи слабого тока. Зарядка занимает не менее 3 суток, она считается эффективной при невозможности восстановления АКБ другими методами. Содержимое набравшей полную мощность батареи при зарядке начинает кипеть. Признаком испарения воды является образование мелких пузырьков на поверхности.

Избыток жидкости испарится, концентрация кислоты увеличится. Общий уровень наполнителя станет маленьким, поэтому придется добавлять готовый аккумуляторный раствор. После завершения процедуры пользуются ареометром. Если показатели прибора слишком низкие, зарядку и добавление электролита повторяют.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе?

Многим этот вопрос кажется простым, а ответ очевидным. Слить электролит с низкой плотностью и залить с более высокой. Или слить только часть, а вместо неё добавить концентрированный раствор. Но перед тем как это делать, стоит задуматься, а надо ли? Такой подход требуется в единичных случаях. Есть ещё один более правильный вариант – это поднятие плотности электролита с помощью зарядки. Чаще всего именно так и следует повышать плотность. В этой заметке речь пойдёт о том, как правильно поднять плотность электролита, зарядкой или заменой. Рассмотрим, что более уместно в той или иной ситуации.

 

Содержание статьи

А какая плотность нормальная?

Как известно, электролит в свинцово-кислотном аккумуляторе является раствором серной кислоты (H₂SO₄) в воде (используется дистиллированная вода без примесей). В рамках этого материала мы не будет рассказывать о сортах серной кислоты, её плотности и т. п. Если интересно, можете прочитать это в отдельном материале про электролит.

Плотность электролита полностью заряженного аккумулятора должна быть на отметке 1,27 гр/см³. Обычно в разных банках она лежит в интервале 1,25─1,27 гр/см³. При этом ЭДС на выводах аккумуляторной батареи 12,6─12,9 вольта. В таблице ниже можно посмотреть зависимость плотности, напряжения, степени заряженности и температуры замерзания электролита.

Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)	Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)	Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)	Степень заряда АКБ, %	Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1,11	11,7	8,4	0	-7
1,12	11,76	8,54	6	-8
1,13	11,82	8,68	12,56	-9
1,14	11,88	8,84	19	-11
1,15	11,94	9	25	-13
1,16	12	9,14	31	-14
1,17	12,06	9,3	37,5	-16
1,18	12,12	9,46	44	-18
1,19	12,18	9,6	50	-24
1,2	12,24	9,74	56	-27
1,21	12,3	9,9	62,5	-32
1,22	12,36	10,06	69	-37
1,23	12,42	10,2	75	-42
1,24	12,48	10,34	81	-46
1,25	12,54	10,5	87,5	-50
1,26	12,6	10,66	94	-55
1,27	12,66	10,8	100	-60
Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)	Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)	Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)	Степень заряда АКБ, %	Температура замерзания электролита, гр. Цельсия

Падение плотности ниже 1,15 гр/см³ (ЭДС ниже 12 В) рекомендуется не допускать. Это приводит к необратимым последствиям для аккумулятора. Если автомобиль эксплуатируется в холодном климате, то плотность допускается увеличивать до 1,29─1,3 гр/см³. От себя могу добавить, что в последнее время часто встречаю новые аккумуляторы типа Ca/Ca, у которых электролит в заряженном состоянии (ЭДС > 12,6 В) имеет плотность 1,24─1,25 гр/см

3. Об таких фактах можно найти немало отзывов в сети. С чем это связано? Мне кажется, причина может быть только в сульфатации во время хранения.

Вернуться к содержанию
 

А нужно ли поднимать плотность?

Если коротко, то далеко не всех случаях требуется повышение плотности. Точнее не требуется её повышение неестественными способами. Чтобы пояснить мысль, нужно обратиться к процессам, происходящим в свинцово-кислотной электрохимической системе.

Аккумуляторная батарея состоит из наборов положительных и отрицательных электродов, погруженных в раствор серной кислоты. Чтобы исключить замыкание, электроды помещены в изолирующие конверт-сепараторы. Электрод состоит из решётки и обмазки.

Решётки изготавливаются по различным технологиям из разных сплавов и это тема отдельного разговора. А в качестве обмазки на отрицательных электродах присутствует порошкообразный свинец (Pb), а на положительных – паста диоксида свинца (PbO

2). Последний имеет красно-коричневый цвет.

В процессе разряда АКБ на электродах протекают следующие реакции при непосредственном участии электролита.

Положительный электрод (анод)

PbO₂ + SO₄^2- + 4H⁺ + 2e^— => PbSO₄ + 2H₂O

Отрицательный электрод (катод)

Pb + SO₄^2- — 2e^— => PbSO₄

Общая реакция в электрохимической системе описывается уравнением

Pb + 2H₂SO₄ + PbO₂ => 2PbSO₄ + 2H₂O

Как видите, в процессе разряда серная кислота из электролита взаимодействует как с диоксидом свинца на аноде и металлическим свинцом на катоде с образованием сульфата свинца (PbSO₄) и воды (H₂O).

Ток течёт от анода к катоду. В результате реакции постепенно падает плотность электролита. Обычно нижний предел 1,1─1,15 гр/см³. К этому моменту поры обмазки забиваются сульфатом свинца и реакция сходит на нет. Напряжение на выводах к этому моменту падает до 12 вольт и ниже.

При заряде указанные реакции идут в обратном направлении. То есть, сульфат свинца растворяется с расходом воды и образованием Pb, PbO₂ и серной кислоты. Концентрация электролита растёт и плотность увеличивается.

К чему все это было сказано? Дело в том, что плотность электролита должна повышаться «естественным путём» в результате зарядки. Если к моменту окончания заряда плотность не достигла 1,27 гр/см³, то причина проблемы не электролит, а система в целом. Конечно, это условии, что зарядное устройство (ЗУ) работает исправно и плотность вы измеряете исправным ареометром.

Итак, в чём причина пониженной плотности к моменту окончания заряда? Это процесс сульфатации, подробнее о котором можно прочитать здесь. Постепенно в процессе эксплуатации часть PbSO₄ не растворяется до конца во время зарядки и накапливается на активной массе электродов. Это значит (см. реакции выше), что процессы при зарядке прошли не до конца. Поскольку растворился не весь сульфат свинца, то восстановилась не вся серная кислота и осталось больше воды. Результат – концентрация электролита меньше, как и его плотность.

Отсюда вывод. Чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе, нужно в первую очередь заниматься десульфатацией и максимально полной зарядкой АКБ. Если пониженная плотность вызвана сульфатацией, то не следует повышать её увеличением концентрации электролита. Это только усугубит ситуацию.

Даже если плотность ниже 1,27 гр/см

3, все вещества остаются в электрохимической системе. Если вы искусственно увеличиваете плотность электролита, то равновесие нарушается и концентрация PbSO₄ будет ещё больше. При разряде из электролита выделится сульфат свинца, который уже точно не растворится при заряде, поскольку теперь он в избытке. А плотность по окончании заряда снова будет ниже нормы. И так далее.

Что делать? Никому не навязываю своё мнение, но, мне кажется замена электролита (или изменение его плотности «вручную») для увеличения плотности уместна в следующих случаях.

• Перелили воды или она попала туда в результате ЧП. В результате этого снизилась плотность.
• Нужно повысить плотность электролита для использования в холодном климате.

Я менял электролит в АКБ только один раз из-за непредвиденной ситуации. Заряжал его как-то даче рядом с домом под открытым небом. Зарядил, отключил, но пробки закрывать не стал, чтобы газы вышли он отстоялся немного. Занялся другими делами и забыл про него. Пошёл ливень и все залило с верхом. Пришлось выбирать оттуда старый и заливать новый покупной электролит с нормальной плотностью.

Если же просто упала плотность в результате эксплуатации, это не повод увеличивать его концентрацию.

Вернуться к содержанию
 

Как повысить плотность электролита в Pb аккумуляторе?

Итак, вы всё же решили поднять плотность раствора в аккумуляторной батарее. Как это сделать? Вам потребуется электролит (продаётся в автомобильных магазинах с плотностью 1,27─1,29 гр/см³), ёмкость для откачиваемого электролита, резиновая «груша», длинная гибкая трубка из материала стойкого к серной кислоте, пластиковая воронка (удобно заливать электролит обратно в банки), зарядное устройство.

Внимание! Электролит является едким веществом! При попадании на кожу и слизистые вызывает сильный химический ожог! Поэтому при работе обязательно используйте очки для защиты глаз, а также резиновые перчатки для защиты рук. Если будете разводить концентрированную кислоту, помните, что нужно наливать кислоту в воду, а не наоборот. При падании электролита на кожу или слизистые нужно обратиться в больницу.

Процесс выглядит примерно так.

• Зарядили аккумулятор по максимуму.
• Выбрали старый электролит. Именно так, выбрали, откачали и т. п. С помощью гибкой трубки из материала, стойкого к кислоте и обычной резиновой «груши». Не допускается переворачивать АКБ для слива. В этом случае осыпавшиеся частицы со дна могут замкнуть пластины. Или электроды деформируются, порвут сепаратор и будет замыкание. В случае замыкания банки аккумулятор можно смело идти сдавать в приёмку.
• Затем заливаете покупной или самостоятельно приготовленный электролит с плотностью 1,27─1,29 гр/см³.
• Даёте отстояться немного. При необходимости заряжаете.

Это если нужна полная замена электролита, когда он испорчен. Если же нужно увеличить концентрацию, то можно частично отобрать электролит из банок. Я для этого использую колбу от старого ареометра. Поплавок давно разбился, а колбу я оставил и использую вместо «груши».

Затем в банки заливаете такое же по объёму количество раствора более высокой концентрации. Можно использовать аккумуляторную кислоту (92─94%) плотностью 1,835 гр/см³. После этого можно поставить АКБ на зарядку для выравнивания концентрации. Не нужно трясти и бултыхать батарею для перемешивания. Иначе могут быть те же последствия, что и при переворачивании.
Вернуться к содержанию
 

Опрос

Примите участие в опросе!

 Загрузка …
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Исправления и дополнения к материалу, а также ваше мнение о повышении плотности электролита в свинцово-кислотном аккумуляторе, оставляйте в комментариях ниже. Голосуйте в опросе и оценивайте статью.
Вернуться к содержанию

Плотность электролита в аккумуляторе — какая должна быть, проверка, как повысить

Свинцово-кислотным аккумуляторам уже более полутора столетий, но позиции в автомобилестроении они не сдают и по сей день. Главных причин тому две: низкая себестоимость и морозоустойчивость. Литий-ионный аккумулятор, пускай он и  гораздо компактнее и легче при сопоставимой с свинцово-кислотным емкости, но стоит в разы дороже и уже при 0° С его емкость упадет вдвое (в то время как у свинцовой батареи это произойдет только при -30° С). И это не говоря уже о гораздо большей требовательности к условиям заряда и разряда.

Необслуживаемые кальциевые и AGM-аккумуляторы завоевывают все большую популярность, но  АКБ традиционной конструкции с возможностью обслуживания все так же можно увидеть под капотом автомобиля. Контроль уровня и состояния электролита  увеличивает ресурс аккумулятора, а самое главное – страхует от проблем зимой, что «рукастому» владельцу только в плюс.

Принцип действия аккумулятора

Говоря о плотности аккумуляторного электролита, нужно начать с самого принципа работы автомобильных аккумуляторов. Во время заряда-разряда в аккумуляторе протекают около 60 реакций, как утверждают исследования еще советских времен,но основной из них является только одна: в процессе разряда оксид свинца на катоде (отрицательном электроде) и свинец на аноде (положительном электроде) «забирают» сульфат-ионы из раствора серной кислоты, превращаясь в сульфат свинца, причем на катоде дополнительно образуется вода, а при заряде сульфат свинца, напротив, «отдает» сульфат-ионы в электролит.

Таким образом, во время разряда плотность электролита падает, при полном разряде между пластинами фактически остается дистиллированная вода, а во время заряда она возрастает. Тогда почему падает плотность раствора в аккумуляторе со временем, если эти процессы зеркальны?

Причина в том, что сульфат свинца, образующийся при разряде аккумуляторной батареи, не всегда полностью расходуется в ходе заряда. Особенно это заметно на морозе и после длительного пребывания батареи в разряженном состоянии: пластины покрываются сначала белыми разводами крупнокристаллического сульфата свинца, а затем эти кристаллы постепенно осыпаются вниз и в дальнейшей реакции, проходящей при зарядке, практически не участвуют.

Поэтому сульфатация пластин аккумулятора является однозначно вредным явлением. Снижается емкость аккумулятора, прочность пластин, а из-за падения плотности электролита батарея хуже набирает заряд: чем ниже плотность раствора, тем хуже проводимость. Полностью разряженный аккумулятор практически не принимает заряд – сопротивление электролита между его пластинами слишком велико.

Однако плотность может со временем и вырастать. Так как электролит – это не чистая серная кислота, а ее водный раствор, то при зарядке АКБ протекает еще одна реакция: банальный электролиз воды, малозаметный в начале цикла, но к концу идущий по нарастающей. Поэтому старые рекомендации по заряду обслуживаемых АКБ советовали дождаться «кипения» аккумулятора – резкого роста выделения кислорода и водорода в банках. Теряя воду, со временем электролит снизит свой уровень, а плотность его неизбежно возрастет – даже с учетом постепенного связывания серной кислоты на пластинах и в осыпи вода при «кипении» теряется быстрее.

Нормальная плотность электролита

Чистая серная кислота в аккумуляторах не используется – это чрезмерно опасно, значительно возрастает скорость сульфатации пластин даже при нормальной эксплуатации. Из эксплуатационных соображений плотность электролита аккумулятора выбрана такой, чтобы обеспечить возможность уверенной работы при отрицательных температурах, достаточную удельную емкость и скорость заряда.

При нормальных условиях (под которыми в физике принято понимать, среди прочего, температуру +20° С) плотность электролита в полностью заряженном аккумуляторе составляет 1,28-1,3 г/см3. Как можно видеть на приведенной иллюстрации, именно такая плотность обеспечивает наибольшую морозоустойчивость. Заодно заметно, что у полностью разряженного аккумулятора риск замерзания зимой очень велик – достаточно температуре опуститься ниже -5, как в электролите образовываются кристаллики льда.

Зимняя и летняя плотность электролита

Однако на практике измерение плотности электролита в аккумуляторе при строго заданной температуре невозможно: зимой в гараже плотность у исправного и заряженного аккумулятора увеличится, а летом, да еще и сразу после поездки, напротив, будет ниже. Поэтому принята система поправок при измерениях в зависимости от температуры аккумулятора, которая отображена в таблице ниже. :

Температура электролита, °С	Поправка, г/см3
От –40 до –26	–0,04
От –25 до –11	–0,03
От –10 до +4	–0,02
От +5 до +19	–0,01
От +20 до +30	0,00
От +31 до +45	0,01

Таким образом, если Вы измеряете плотность зимой во время легкого заморозка (до -10), то у заряженного аккумулятора она должна составлять 1,3-1,32 г/см3, так как с поправкой -0,02 мы и получим «стандартные» 1,28-1,3. На жаре же уже нормой плотности  будут 1,27-1,29 г/см3.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Порядок измерения плотности аккумулятора

Для начала аккумулятор необходимо установить на ровную горизонтальную плоскость и очистить  крышку от пыли и грязи. Лучше для этого использовать ткань, смоченную слабым раствором соды, как самой доступной щелочи: она нейтрализует возможное отпотевание электролита вокруг пробок.

Теперь проверяем уровень электролита. Проще это сделать на аккумуляторах с полупрозрачными стенками – на стенках есть риски, с помощью которых можно сразу понять, находится ли уровень в пределах допустимого. Важна не только сама высота уровня, но и равномерность по банкам: там, где уровень электролита заметно меньше, возможна неисправность (негерметичность стенок или днища, быстрое «выкипание» электролита из-за его чрезмерной изначальной плотности и так далее). Если стенки у аккумулятора непрозрачные, воспользуйтесь прозрачной трубкой, опуская ее в отверстия пробок до упора в набор пластин и затыкая после этого верхний конец пальцем: вытащив трубку, Вы увидите, насколько электролит выше пластин. Нормой считается высота уровня в 10-15 мм над пластинами.

Если в какой-то банке уровень электролита ниже нормы, доведите его до нужного,  аккуратно доливая дистиллированную воду. Как мы уже писали выше, чаще всего уровень снижается из-за потери воды за счет электролиза, поэтому восполнять уровень готовым электролитом нельзя.

Перед проверкой плотности обеспечьте батарее состояние стопроцентной заряженности – подсоедините зарядное устройство до момента «кипения» или до его отключения, если используете автоматическую модель. Это нужно и для того, чтобы плотность в банке выровнялась после доливания дистиллированной воды, иначе измерение даст ошибочный результат.

Распространенный прибор для контроля плотности – это ареометр, представляющий собой прозрачную колбу с грушей для набора жидкости. Внутри этой колбы находится грузик с делениями – в набранный электролит он погрузится на высоту, зависящую от плотности аккумулятора, и риска, по которую он погрузится, и укажет на результат измерения.

Однако есть и более удобный и универсальный прибор – речь идет об оптическом рефрактометре, который способен также измерять температуру замерзания охлаждающей жидкости и «омывайки». Для измерения достаточно капнуть на нужное место из пипетки и прижать каплю прозрачным стеклом-крышкой. Посмотрев на свет через рефрактометр, вы увидите по риске плотность электролита. Это быстрее, да и точнее, чем привычный способ с ареометром.

Как повысить или понизить плотность в аккумуляторе

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе или, наоборот, понизить ее, если измерения показали, что она выходит за пределы нормы? Сразу предупредим: придется повозиться.

Для начала нужно запастись электролитом повышенной (и заранее известной!) плотности. Для удобства возьмем электролит с плотностью 1,4 г/см3 – он достаточно безопасен при работе. Далее необходимо узнать, каков объем одной банки аккумулятора, полностью слив ее в стеклянную градуированную емкость. Отнимая некоторое количество электролита и доливая заранее запасенный «крепкий» (или, наоборот, дистиллированную воду), можно соответствующим образом довести плотность до необходимой. Ориентируйтесь на следующую таблицу для объема в 1 литр:

Измеренная плотность	Отбор электролита, мл	Доливка электролита, мл	Доливка воды, мл
1,24	252	256
1,25	215	220
1,26	177	180
1,27	122	126
1,28	63	65
1,29
1,30	36		38

В результате вы получите 1 литр электролита с плотностью 1,29 г/см3 – эта величина находится ровно посреди допуска.

Приведем пример: из банки слилось 0,8 литра раствора с плотностью 1,24 г/см3. Из простейшей пропорции можно вычислить, что нам нужно отлить 201 мл из этого объема и добавить 204 мл «крепкого» электролита. Почему различаются объем доливки и удаляемый объем? Любой бывалый самогонщик подскажет: раствор серной кислоты в воде, как и в случае со спиртом, меняет свой объем в зависимости от процентного соотношения компонентов, и 100 мл кислоты в смеси со 100 мл воды дадут отнюдь не 200 мл раствора.

Можно ли избежать этой возни? Естественно. Раз уж вам приходится сливать электролит из банки, то гораздо быстрее сразу залить туда свежий электролит нормальной плотности. Не помешает и промыть перед этим его дистиллированной водой: это лишний плюс для ресурса батареи.

Видео: Как правильно поднять плотность электролита в аккумуляторе

Как правильно измерить плотность электролита аккумулятора? 2 способа проверки и 5 полезных советов

Все, кто имел дело с аккумуляторными батареями, знают, что их основными характеристиками являются номинальное напряжение и емкость заряда. Но для поддержания работоспособности АКБ не менее важным является такой параметр как плотность аккумулятора.

Конечно, на самом деле речь идет о плотности электролита, находящегося в аккумуляторной батарее. Но зачастую используется именно это жаргонное выражение. Контролировать концентрированность электролита так же необходимо, как и регулярно заряжать источник тока.

На что влияет плотность электролита

В большинстве аккумуляторных батарей применяются свинцовые пластины, а рабочая среда – серная кислота, разбавленная водой. Насыщенность раствора, измеряемая в грамм/см3, и является той характеристикой, которая влияет на способность аккумулятора накапливать заряд для последующей работы.

Схема устройства свинцово-кислотной АКБ

Концентрация кислоты в растворе электролита и работоспособность аккумуляторной батареи напрямую связаны между собой.

• При малой плотности падает и способность источника тока накапливать ту емкость заряда, которая обеспечивает его рабочие характеристики. При малой плотности батарея быстрее разряжается и не выдает положенный максимальный ток.
• Если величина этого параметра опустится ниже определенного значения, то в мороз вода в электролите может замерзнуть, и аккумулятор полностью выйдет из строя.
• Но при высокой плотности резко ускоряется процесс сульфатации свинцовых пластин. Это означает, что при слабом заряде АКБ на них образуется свинцовый сульфат, который уже не преобразуется при заряде обратно в свинец. Это также приводит к уменьшению способности накапливать необходимый заряд, а с течением времени – к полному выходу батареи из строя.

Поэтому важно поддерживать значение этого параметра в соответствии с установленными и проверенными нормами. Значительное уменьшение или превышение нормативных значений не способствует продуктивной работе аккумуляторной батареи.

Холод, при котором возможно замерзание содержимого батареи, показаны на рисунке.

Точка замерзания водно-кислотного раствора в зависимости от его плотности

Нормативные показатели электролитической плотности

Наверняка многие автолюбители, знакомые с проблемами поддержания работоспособности аккумуляторов, знают цифру 1,27 г/см3. Именно такой считается оптимальная плотность, при которой кислотные аккумуляторы способны максимально реализовывать свои возможности.

Но это значение справедливо не для всех типов аккумуляторов и их рабочих назначений. К тому же оптимальная плотность меняется для разных температур, при которых приходится работать батарее. Поэтому оптимальные значения зимой и летом будут несколько отличаться.

Назначение свинцово-кислотных аккумуляторов

• Стартерные АКБ предназначены для выдачи максимально возможного тока при запуске различных двигателей. Это, в первую очередь, автомобильные АКБ. Нормативное значение плотности для них 1,26 – 1,28 г/см3.
• Тяговые АКБ должны обеспечивать работу электродвигателей постоянным током в течение длительного времени. Одно из их применений – электрокары и другие движущие средства на электрической тяге. Наилучшее значение плотности электролита для этих АКБ тоже находится в пределах 1,26 – 1,28 г/см3.
• Стационарные АКБ применяют для питания любых электрических схем и приборов. Обычно находятся на одном месте в помещении. Для них рекомендована пониженное значение 1,22 – 1,24 г/см3.

Зависимость от температуры работы

Изменяется окружающая температура – изменяются и значения плотности водно-кислотного раствора.

При возрастании температуры способность аккумуляторной батареи накапливать заряд увеличивается примерно на 1% с каждым градусом. С понижением температуры, естественно, эта способность уменьшается.

Поэтому рекомендуется в холодную погоду держать АКБ при повышенных плотностных значениях, а для жаркой погоды – снижать эти показатели.

Работоспособность АКБ при различных температурах в зависимости от плотности

Конечно, никто не будет заниматься изменением при каждом скачке погоды. Просто перед наступлением холодов полезно немного увеличить аккумуляторную плотность, а перед летним сезоном – понизить ее.

Кроме того, существуют нормы оптимальной плотности для районов с различным климатом. Этих нормативных значений полагается придерживаться круглый год, за редкими исключениями.

Для разных регионов считается нормальной:

• В холодном климате 1,27 – 1,30 г/см3
• В средней полосе 1,25 – 1,28 г/см3
• В теплых районах 1,22 – 1,25 г/см3

Более подробно эти нормативы указаны в таблице.

Нормативные значения плотности электролита АКБ для различных температурных условий

Для проверки этой характеристики выпускаются простые измерители, называемые автомобильными ареометрами или денсиметрами. Их работа основана применении закона Архимеда, то есть способности груза погружаться на разную глубину в зависимости от плотности жидкости. Конструктивно ареометр содержит:

• Стеклянную или пластиковую колбу.
• Стеклянный поплавок с грузом и нанесенными на нем делениями, соответствующими измеряемым значениям.
• С одной стороны колбы одевается резиновая груша, предназначенная для засасывания электролита внутрь колбы.
• С противоположной стороны – резиновый носик, через который происходит забор жидкости из заливного отверстия АКБ.

Измеряемое значение определяется по той черте на поплавке, до которой доходит жидкость, набранная в ареометр.

Автомобильный ареометр с одним поплавком

Существуют более простые ареометры, в которых в колбе находятся несколько грузиков-палочек с разным весом у каждой. На каждом грузике (или на самой колбе напротив него) нанесено соответствующее значение плотности. Результат измерения определяется по максимальному значению всплывших грузиков. Такой ареометр более дешевый, но не обладает достаточной точностью.

Автомобильный ареометр с несколькими поплавками

Само измерение ареометром проводится так:

• Носик ареометра опускается в аккумулятор через заливное отверстие. Есть приборы не с резиновым, а с пластиковым носиком. В этом случае нужно погружать его в электролит осторожно, чтобы не повредить свинцовые пластины.
• С помощью груши в колбу набирается электролит. Для ареометров с одним поплавком нужно контролировать количество набираемой жидкости. Ее должно быть столько, чтобы поплавок свободно плавал внутри колбы. Но нельзя набирать и много жидкости. Тогда поплавок может упереться в верхний край колбы. Показания ареометра в этом случае будут недостоверны.
• После забора жидкости смотрим – напротив какой риски на поплавке находится ее уровень. Цифры рядом с риской покажут значение плотности. Для ареометров с несколькими поплавками значение плотности определяется по всплывшим поплавочкам. Плавающий грузик с максимальным числом на нем как раз и показывает результат измерения.

Получение показаний с помощью ареометра

Для аккумуляторных батарей из нескольких элементов проверка проводится отдельно в каждой банке.

Обычная цена деления в аккумуляторных ареометрах составляет 0,01 г/см3. Но выпускаются ареометры и с более точной шкалой.

После окончания измерений необходимо тщательно промыть ареометр дистиллированной водой.

Условия, при которых следует проводить измерения

Прежде чем начать замеры концентрированности электролита, необходимо придерживаться несложных правил. А в некоторых случаях придется корректировать показания ареометра в зависимости от условий, при которых они были получены.

Самым необходимым условием является поддержание требуемого уровня жидкости в самой АКБ. Плотность будет замерена правильно, но для безопасной работы батареи необходимо будет довести уровень до нормы. А это приведет к изменению плотности.

Степень заряженности АКБ

Плотность электролита меняется при заряде/разряде аккумулятора. При разряде она уменьшается, при заряде – увеличивается. В зависимости от степени разряда аккумуляторной батареи значения меняются следующим образом.

Зависимость показаний ареометра от степени заряда батареи

Вряд ли можно точно определить уровень разряда. Поэтому сначала необходимо полностью зарядить аккумулятор, подождать несколько часов, и только потом проводить измерения.

Если с водно-кислотным раствором проводились какие-либо действия – долив дистиллированной воды или самой кислоты, то не стоит замерять плотность сразу после них. Необходимо подождать, пока долитая жидкость полностью перемешается в аккумуляторе.

Температура при проведении измерений

Калибровка стандартных ареометров ориентируется на температуру +25 °С. Для получения наиболее точных показаний замеры плотности электролита нужно проводить при такой же температуре.

Зимой тестируемую АКБ надо занести в теплое место и дать ей прогреться до нужной температуры. Но не стоит проводить измерения буквально в домашних условиях. Раствор кислоты может случайно испортить мебель или одежду.

Лучше воспользоваться отапливаемым помещением, приспособленным для таких работ.

Если же нет возможности проводить измерения при рекомендованной температуре в 20 – 25 °С, то можно сделать замеры при любой температуре, а затем воспользоваться корректировочной таблицей:

Корректировочные значения для измерений при разных температурах

Регулярные проверки плотности электролита в аккумуляторе позволят не только поддерживать его в оптимальных условиях для работы, но и своевременно выявить возможные проблемы и неисправности.

Как восстановить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях?

Очень часто случается, что при долгой эксплуатации ваш автомобиль без видимых на то причин начинает все хуже заводиться. И даже при полном техническом обслуживании никаких причин для такого поведения нет. Конечно, проблема может скрываться где угодно. Но иногда ответ может быть на поверхности – недостаточная плотность электролита в аккумуляторе.

Так же иногда наблюдается такое явление как саморазряд аккумулятора. В этой статье мы хотели бы рассказать о том, как проверить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях. И что делать, если плотность при замерах окажется слишком низкой.

Что такое электролит?

Начнем с того, что электролит – это водный раствор серной кислоты, который при реакции электролиза с сульфатом свинца (свинцовых пластин) создает необходимое напряжение. Чаще всего встречаются аккумуляторы на 12-ть вольт, реже с 6-ти и 24-ех вольтовым напряжением.

Также раствор электролита имеет определенную плотность, при которой он идеально исполняет свои функции.

В случае долгой разрядке аккумулятора, вещества, находящиеся в электролите под действием электрического тока распадаются, что и снижает плотность электролита.

А при недостаточных показателях плотности эффективность электролита снижается, вследствие чего ухудшается работа аккумулятора автомобиля.

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях?

Итак, мы хотим измерить плотность электролита в домашних условиях. Для этого, нам понадобится такой прибор как ареометр. Он представляет собой корпус цилиндрической формы из прозрачного стекла.

На одном конце находится отверстие для забора жидкости, с другой стороны встроена груша, с помощью которой жидкость набирается внутрь. Внутри цилиндра находится поплавок, с нанесенной шкалой для измерения.

Проверять плотность лучше всего спустя 6-12 часов после полной зарядки аккумулятора. Это позволит наиболее точно определить показатели. Для измерения плотности электролита в домашних условиях вам необходимо выполнить следующие действия:

• Для начала нужно отнести аккумулятор в теплое помещение, температура воздуха которого будет в пределах 20-25 °C и дать ему нагреться. Выполнение этого условия позволит узнать более точные показания плотности по ареометру.
• Затем следует снять все пробки с аккумулятора и опустить в один из резервуаров с электролитом носик ареометра.
• Далее все что вам нужно это набрать достаточное количество жидкости, чтобы поплавок в цилиндре смог свободно плавать.

На самом поплавке есть специальные риски, отметив, на какой из них находится жидкость, вы легко определите показатели плотности. Но чтобы показания были наиболее точными, следует держать ареометр только прямо, не наклоняя в стороны. Все эти действия необходимо проделать для каждой из банок аккумулятора индивидуально.

В исправном аккумуляторе плотность электролита должна быть в пределах 1,24-1,29 г/ см³. При этом разница в показаниях между резервуарами не должна превышать 0.01 г/ см³.

Уровень жидкости в каждой банке должен быть также одинаковым. Пластины не должны возвышаться над поверхностью раствора.

В исправном аккумуляторе свинцовые пластины должны быть погружены под слой электролита толщиной от 12 до 15 мм.

Если плотность вашего аккумулятора ниже нормы, то необходимо долить аккумуляторную кислоту.

А если показатели 1,3 и более, то следует добавить дистиллированную воду, чтобы уменьшить концентрацию кислоты внутри аккумулятора.

Хотя для некоторых холодных регионов страны высокий показатель плотности является нормой. Поэтому перед началом любых работ не поленитесь узнать параметры плотности АКБ по вашему региону.

Помните, что для повышения плотности не стоит применять техническую серную кислоту, она только ускорит процесс саморазрядки и сульфатацю. А слишком высокий показатель плотности достаточно сильно уменьшит время жизни аккумулятора.

Если же в вашем аккумуляторе плотность электролита в норме, и уровень жидкости не требует доливки, то можно закрывать пробки и ставить батарею в машину. На этом процесс проверки можно считать завершенным. А если обнаружились какие-либо проблемы с плотностью, то читайте далее о том, как ее повысить.

Техника безопасности по работе с кислотой

В первую очередь необходимо подумать о своей безопасности, так как вы работаете с одной из самых «сильных» кислот на планете. Поэтому лучше соблюдать технику безопасности, заранее приготовив защитные перчатки и соду.

Работайте только в резиновых перчатках и ни в коем случае не используйте тканевые, поскольку кислота не реагирует с резиной, а ткань прожигает очень хорошо.

Имейте под рукой раствор щелочи, а если у вас его нет, то подойдет и обычная пищевая сода. Сода или слабый щелочной раствор необходим для того, чтобы нейтрализовать последствия попадания кислоты на участки кожи.

Если при работе попадания кислоты на кожу избежать не удалось, то немедленно посыпьте это место содой и разотрите массирующими движениями, а затем смойте водой. Ни в коем случае не смывайте водой сразу, иначе вы рискуете к химическому ожогу добавить еще и термический.

Как повысить плотность электролита в аккумуляторе?

Как правило снижение плотности электролита говорит о том, что начался процесс сульфатации пластин. Это сопровождается не только изменением плотности, но и емкости аккумулятора. Поэтому в таких случаях простой доливкой электролита в АКБ проблему не решишь. Плотность конечно повысится, но другие характеристики аккумулятора останутся неизменными.

Многие автолюбители в этих случаях советуют аккумулятор сменить, иначе есть риск того, что батарея откажет в самый неподходящий момент. Однако более опытные водители знают, что сульфатация пластин вполне обратимое явление. Данную процедуру возможно провести и в домашних условиях, воспользовавшись одним из способов:

1. С использованием зарядного устройства. По сути это зарядка АКБ по определенному алгоритму или применение специальных «умных» зарядных устройств. Данный метод считается наиболее эффективным. Он не только повышает плотность в аккумуляторе, но и восстанавливает работоспособность АКБ.
2. Полной сменой электролита и тщательной чисткой банок аккумулятора с использованием содового раствора. Менее эффективный метод, однако и он может вдохнуть в батарею вторую жизнь.

Более подробно о том, как восстановить плотность электролита, подняв его зарядным устройством можете узнать, нажав на эту ссылку. Ниже будет описан второй метод восстановления плотности АКБ, сменой всего раствора.

Для этого придется вылить весь старый электролит и заменить его на новый. Если же у вас неразборный аккумулятор, то придется купить новый источник электроэнергии в автомобиле. Хотя многие автолюбители даже в таких АКБ умудряются заменить раствор, просверлив отверстия в нужных местах.

Восстановление аккумулятора путем замены всего раствора электролита

Перед началом работ, как говорилось выше, нужно снять аккумулятор с автомобиля и занести его в теплое место. После этого следует дать ему нагреться, если вы собрались менять электролит зимой. Следующим шагом будет полная зарядка аккумулятора малым током.

Далее снимите с него защиту и открутите все пробки. Возьмите клизму-грушу и откачайте из всех отсеков максимальное количество электролитического раствора. Избавиться от остатков жидкости, не закоротив банки АКБ можно двумя из способов:

• Медленно и плавно переворачивая аккумулятор сперва на бок, а затем и вовсе повернуть его вверх дном. Это менее безопасный метод, есть большая вероятность закоротить банку при его исполнении.
• Повернуть АКБ на бок, высверлить с обратной стороны отверстия в каждой банке. Через эти отверстия можно безопасно слить остатки раствора. Отверстия в последствии просто запаиваются.

При этом будьте осторожны, вы работаете с кислотой, не забудьте о перчатках. Выливайте старый раствор в банки и закрывайте крышкой, этот раствор может пригодиться в хозяйстве при очистке некоторых поверхностей.

Далее приступаем к изготовлению содового раствора. Делаем его из расчета 3 чайных ложек соды на 100 мл воды. Полученный раствор заливаем в емкость и доводим его до кипения. Следующим шагом будет заливка полученной горячей смеси в банки АКБ на несколько часов. После этого раствор сливается и несколько раз промывается горячей дистиллированной водой.

Когда вы очистите аккумулятор от остатков старого раствора, следует добавить новый. Залейте новый электролит в каждый отсек до нужного уровня, используя воронку.

Если же готового под рукой у вас не имеется, то сделайте его сами! Для этого смешайте серную кислоту и дистиллированную воду так, чтобы получился раствор плотностью 1,27-1,29 грамм на сантиметр кубический, в зависимости от вашего региона.

Помните о главном правиле приготовления кислотных растворов. Добавлять нужно кислоту в воду, а не наоборот. В противном случае вследствие вскипания раствора и его разбрызгивания вы рискуете получить химически ожоги кожи, а также повредить слизистую оболочку.

Залив новый электролит нужно приступать к зарядке аккумулятора. Дело в том, что новый электролит сразу вступает в реакцию электролиза с пластинами сульфата свинца внутри аккумулятора.

А значит, теряет заряд и поэтому аккумулятор нужно заряжать. Зарядку проводят при 0,2 амперах до того времени, пока плотность не достигнет нормального интервала значений.

Хотя можно применять и другие восстановительные методики зарядки аккумулятора.

Десульфатация ТРИЛОНОМ-Б

Помимо содового раствора пользуется довольно большой популярностью специальное средство, которое предназначено для очистки свинцовых пластин от сульфатов свинца. Помимо этого, данное средство хорошо подходит для промывки системы охлаждения автомобиля.

После слива электролита раствор ТРИЛОНА-Б заливается в каждую банку примерно на час. После этого начинается бурная реакция его компонентов, которая в большинстве сопровождается нагревом, а в некоторых даже вспениванием или выплескиванием жидкости из банок. Поэтому проводить данную процедуру лучше всего на улице.

Следующим шагом будет слив раствора, а затем тщательная промывка всех банок АКБ дистиллированной водой. Причем делать это нужно как минимум в 3, а то и в 4 подхода. После всех вышеописанных манипуляций в аккумулятор заливается электролит нужной плотностью и ставится на зарядку.

Помните, что применение данного средства на старых аккумуляторах может приводить к разрушению свинцовых пластин АКБ.

Это все что мы хотели сказать по данному вопросу, теперь вы знаете, как проверить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях. И что делать в случае, если плотность при замерах сильно упала. Надеемся, что данный материал оказался для вас полезным. Желаем успеха в этом нелегком деле!

Плотность электролита в аккумуляторе

Анализ электролита из аккумулятора и замер его плотности помогает владельцу автомобиля судить о его химическом состоаянии. Плотность кислотосодержащей жидкости внутри банок АКБ зависит от очень многих факторов, поэтому важно уметь правильно определять значение этого параметра в зависимости от условий эксплуатации автомобиля.

Что такое плотность электролита

Плотностью любого физического тела или жидкости считается, как отношение массы вещества к занимаемому объёму. Этот параметр для жидкости, заливаемый в банки свинцового аккумулятора, выражается в граммах на кубический сантиметр.

Определить плотность вещества визуально не представляется возможным поэтому для измерения этого параметра используют специальное устройство.

Чем можно померить плотность электролита

Замерить концентрацию электролита можно с помощью медицинского шприца объёмом 10 см3 и точных цифровых весов. Работа выполняется следующим образом:

1. Пустой шприц без иглы кладётся на весы и показания измерительного прибора записываются в блокнот.
2. На шприц одевается тонкая резиновая трубка, которая опускается в одну из банок аккумулятора.
3. В шприц набирается ровно 10 мл кислотосодержащей жидкости.
4. Шприц, без резиновой трубки, кладётся на весы и результат измерения снова записывается.
5. Производятся несложные арифметические вычисления:
   • Из массы шприца с электролитом вычитается масса пустого медицинского изделия.
   • Получившееся значение делится на 10.

В результате получится точное значение плотности в одной банке. Таким образом нужно измерить этот показатель во всех банках.

Каждый раз осуществлять измерение таким образом невыгодно ни по затраченному времени, ни по удобству выполнения процедуры. Намного удобнее и проще произвести измерение плотности кислотосодержащей жидкости аккумулятора с помощью ареометра.

Он состоит из специальной колбы с находящимся внутри поплавком. Внутренняя деталь поплавка имеет свинцовую огрузку поэтому при закачивании в ёмкость жидкости, эта деталь устанавливается строго в вертикальном положении. На поверхности поплавка имеется градуированная шкала, по которой можно узнать точное значение плотности электролита аккумулятора.

  Аккумулятор Varta Blue Dynamic D24

Почему может повыситься или понизиться плотность электролита

Изменение концентрации электролита может произойти по следующим причинам:

1. При изменении уровня заряженности батареи (прямая корреляция).
2. При негерметичном корпусе аккумулятора. Если в нем есть трещины или пробки плохо прикручены, то будет уходить жидкость и при доливке дистиллированной воды плотность будет снижаться.
3. Добавление электролита вместо дистиллированной воды, при испарении жидкости в летнее время (увеличение плотности).
4. Неправильно приготовленный электролит. Наиболее часто такая ситуация может возникнуть при самостоятельном добавлении кислоты в воду.
5. Интенсивное испарение воды из банок в летний период.

Как правило, установить причину изменения концентрации электролита в домашних условиях не составляет большого труда, но чтобы правильно определить величину такого отклонения, необходимо знать, какое значение является эталонным.

Какая плотность электролита в аккумуляторе должна быть

Технические требования по плотности электролита могут существенно отличаться для кислотных аккумуляторов, эксплуатируемых в различных климатических условиях.

Какая должна быть плотность электролита зимой

Необходимость в поддержании концентрации серной кислоты в электролите на более высоком уровне обусловлено опасностью замерзания жидкости при низких температурах воздуха. Полностью заряженный аккумулятор должен обладать плотностью смеси 1,27 – 1,28 г/см3. Тогда он легко переносит морозы до минус 70 градусов.

При падении плотности до 1,20 г/см3 жидкость гарантированно превратиться в лёд уже при температуре минус 30 градусов.

В результате кристаллизации, жидкость значительно увеличивается в объёме, поэтому при эксплуатации машины в зимний период необходимо тщательно следить за тем, чтобы аккумулятор был полностью заряжен.

Невыполнение этого требования приведёт к разрушению внутренних пластин устройства, что станет причиной полной неработоспособности аккумуляторной батареи.

Плотность
электролита (г/см3)Степень
заряженности (%)Замерзание
электролита (С)

1,27	100	-60
1,26	94	-55
1,25	87,5	-50
1,24	81	-46
1,23	75	-42
1,22	69	-37
1,21	62,5	-32
1,2	56	-27
1,19	50	-24
1,18	44	-18
1,17	37,5	-16
1,16	31	-14
1,15	25	-13
1,14	19	-11
1,13	12,56	-9
1,12	6	-8
1,11	0,0	-7

  Аккумуляторы 90D26L /R

Какая должна быть плотность электролита летом

Летом исключается вероятность образования льда внутри банок аккумулятора, но в обслуживаемых аккумуляторных батареях плотность может произвольно повышаться за счёт испарения воды.

Эксплуатация АКБ с повышенной концентрацией электролита приводит к существенному

Какая должна быть плотность в аккумуляторе? Как проверить плотность аккумулятора? Как повысить плотность аккумулятора?

Многим автовладельцам наверняка приходилось сталкиваться с проблемой некорректной работы аккумулятора. Бывает так, что машина простояла всего сутки, а завести ее после этого становится невозможно. При этом даже длительная зарядка батареи не помогает. Подобные симптомы свидетельствуют о снижении плотности электролита. О том, какая должна быть плотность в аккумуляторе, почему она падает, и как ее поднять до нужного уровня, мы и поговорим в этой статье.

Электролит и его плотность

Электролит – это раствор, состоящий из серной кислоты и дистиллированной воды. Эти компоненты содержатся в примерно равных частях: вода – 1 часть, серная кислота – 1,25 части. Показатель 1,25 – это и есть плотность аккумулятора автомобиля. Эксплуатационные свойства АКБ напрямую зависят от этого показателя – чем он выше,
тем ниже у нее температура замерзания, а сама она находится в удовлетворительном рабочем состоянии. Зная, какая должна быть плотность в аккумуляторе, можно судить о реальном состоянии своего устройства.

Замер плотности АКБ

Перед тем как проверить плотность аккумулятора, следует обзавестись специальным прибором под названием ареометр. Он представляет собой устройство, состоящее из нескольких резиновых и стеклянных элементов.

Т.к. электролит является опасным химическим соединением, перед замером его плотности необходимо позаботиться о мерах предосторожности, а именно работы проводить в резиновых перчатках, избегая попадания жидкости на кожу и одежду. Категорически запрещается курить!

Откройте горловину банки, вставьте в нее наконечник устройства и с помощью груши наберите немного электролита так, чтобы поплавок ареометра свободно плавал в корпусе, не задевая дно, боковые стенки и верх. Подождите, пока жидкость в приборе успокоится, и, держа его на уровне глаз, визуально считайте показания. Данную процедуру проведите со всеми банками. Если разница плотности будет превышать 0,01 г на куб. см, то обязательно долейте дистиллированную воду либо поставьте АКБ на выравнивающую зарядку. При снижении плотности до показателя 1,24 г на куб. см или ниже аккумулятор следует подзарядить.

Дополнительные рекомендации

Важно знать не только, как проверить плотность аккумулятора с помощью ареометра,
но и правила внесения поправок к показанию прибора в конкретных температурных условиях. Оптимальная температура электролита для измерения его плотности составляет +15 — +25˚С, но если приходится выполнять эту процедуру при более высокой или низкой температуре, то показания необходимо корректировать.

Температура электролита (˚С)	Поправка к показаниям ареометра
— 45	— 0,04
— 30	— 0,03
— 15	— 0,02
0	0
+ 15	0
+ 30	+ 0,01
+ 45	+ 0,02
+ 60	+ 0,03

Не следует выяснять, какая плотность в аккумуляторе, после того как туда недавно
была долита вода, или после неоднократных попыток запуска стартера. После выполнения всех процедур тщательно промойте ареометр водой.

Как поднять плотность в аккумуляторе?

Самым простым способом поддержания необходимого уровня электролита в АКБ является долив дистиллированной воды. Однако большинство автовладельцев забывают или не знают о том, что периодически необходимо замерять плотность аккумулятора, т.к. вода со временем выкипает, а вместе с ней и электролит, что влечет снижение плотности, иногда до критической отметки. Когда аккумулятор совсем
отказывается работать, то тут же возникает животрепещущий вопрос: «Как поднять плотность в аккумуляторе?»

Используя нижеизложенную инструкцию, вы сможете самостоятельно продлить жизнь АКБ. Однако помните, что эта процедура требует особого внимания и аккуратности.

Меры предосторожности

• Соблюдайте максимальную осторожность при работе с электролитом: все действия выполняйте в защитных очках и резиновых перчатках.
• При самостоятельном разведении электролита обязательно следует добавлять кислоту в воду, но не наоборот! Эти жидкости имеют разную плотность, и результатом ошибки могут стать серьезные ожоги.
• Запрещено переворачивать АКБ вверх дном, т.к. вследствие этого активная поверхность пластин может осыпаться и вызвать короткое замыкание.
• Заранее подготовьте емкости для слива старого электролита и приготовления новой смеси.
• Предварительно проверьте пластмассу, которую будете использовать для запайки отверстий, на стойкость к электролиту.
• Помните, что заряженный аккумулятор будет иметь большую плотность.

Подготовительный этап

Для того чтобы поднять плотность электролита аккумуляторе, потребуются:
• ареометр;
• мерная емкость;
• клизма-груша;
• паяльник;
• дрель;
• электролит;
• аккумуляторная кислота;
• дистиллированная вода.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе: подробная инструкция

Производим замеры плотности электролита в каждой банке. Помня, какая должна быть
плотность в аккумуляторе, сопоставляем свои реальные показатели. Итак, если плотность составляет 1,25-1,28, а разброс значений в каждой банке не превышает 0,01, то аккумулятор вполне работоспособен, и каких-либо процедур ему не требуется. Если же показатели варьируются на уровне 1,18-1,20, то единственным вариантом будет долив электролита с плотностью 1,27.

• Из одной банки откачайте с помощью клизмы-груши максимальное количество старого электролита и замеряйте его объем.
• Долейте свежий раствор в количестве, составляющем половину от откачанного.
• Активно, но аккуратно покачайте аккумулятор, чтобы перемешались жидкости.
• Замеряйте плотность. Если значение не такое, какая должна быть плотность в аккумуляторе, долейте еще ½ электролита от оставшегося количества. Операцию следует повторять, пока не получите требуемые показатели.
• Остаток долейте дистиллированной водой.

Что делать при критическом уровне плотности

Если показатель плотности ниже 1,18, то данную проблему решить доливом электролита не получится. В этом случае потребуется аккумуляторная кислота, имеющая существенно большую плотность. Данный процесс производится аналогично схеме добавления электролита. Если с одного раза не удалось достичь нужных результатов, повторяйте процедуру необходимое количество раз.
Если в аккумуляторе плотность даже ниже 1,18, то необходимо прибегнуть к процедуре полной замены электролита. Для этого сразу надо откачать с помощью груши максимальное количество раствора. Затем на аккумуляторных банках герметично закройте вентиляционные отверстия пробок. Поставьте АКБ набок и поочередно просверлите 3-3,5-миллиметровые отверстия в дне каждой из банок. Перед тем как проделывать очередное отверстие, из предыдущего сливайте остатки электролита.

Далее необходимо тщательно промыть аккумуляторную батарею дистиллированной водой. После этого запаяйте высверленные отверстия кислотостойкой пластмассой (к примеру, для этого можно использовать пробки с ненужного аккумулятора).
Проделав все подготовительные процедуры, можете приступать к заливке свежего электролита. В этом случае рекомендуется использовать раствор, приготовленный самостоятельно, плотность которого будет несколько выше, чем предусмотрена для вашего климатического пояса. При этом следует учесть, что даже полная замена электролита в старом аккумуляторе не сможет обеспечить ему такой же срок службы, как у новой АКБ.

Совет: если вы хотите, чтобы аккумулятор служил вам как можно дольше, не забывайте его вовремя заряжать и проверяйте периодически его плотность.

Плотность и другие характеристики электролита в тяговых аккумуляторах

Плотность электролита является важной эксплуатационной характеристикой.

В зависимости от условий эксплуатации, типа и конструкции аккумуляторов диапазон изменения состава электролита и его рабочей плотности достаточно широк.

У кислотных аккумуляторов, в отличие от щелочных, плотность электролита изменяется в зависимости от степени заряженности. 

При разряде кислотного аккумулятора Плотность электролита при этом уменьшается. При заряде аккумулятора происходит обратный процесс, плотность электролита увеличивается. Поэтому по изменению плотности электролита можно судить о количестве полученных или отданных кислотным аккумулятором ампер-часов. Этот же показатель пригоден для определения степени саморазряда кислотных аккумуляторов, находящихся на хранении.

Свинцовые аккумуляторы заливаются водным растовором серной кислоты. Плотность раствора электролита является наиболее существенным фактором, определяющим напряжение, ёмкость и срок службы аккумуляторов.

Основная задача, которую приходится решать при контроле плотности раство-ра электролита, состоит в том, чтобы выбранной концентрации серной кислоты было достаточно для получения требуемой емкости с учетом заданных усло-вий изменения напряжения.

В действительности аккумуляторы всех типов содержат значительно большее количество кислоты, чем это необходимо теоретически, никогда вся кислота даже при самом глубоком разряде аккумулятора не используется полностью. В стационарных аккумуляторах, к массе и размерам которых нет жёстких требований, раствора электролита больше, а в аккумуляторах для транспортных средств его значительно меньше. Поэтому в стационарных аккумуляторах можно применять раствор серной кислоты невысокой плотности, а в аккумуляторах других типов плотность раствора электролита выше.

Изменение плотности раствора электролита у свинцовых аккумуляторов является надежным индикатором их заряженности, хотя сопряжено с точностью измерений плотности, т. е. с зависимостью от температуры.

 При контроле состояния аккумулятора по плотности раствора электролита следует учитывать, что в процессе заряда происходит неравномерное изменение плотности электролита по вертикали. Расслоение по плотности усиливается, когда заряду предшествует глубокий разряд. В результате плотность раствора электролита в верхней части аккумулятора заметно меньше, чем в нижней.

Не содержащий хлоридов электролит и органический катод повысили плотность энергии и стабильность — ScienceDaily

Исследователи из Хьюстонского университета и Американского исследовательского института Toyota обнаружили многообещающую новую версию высокоэнергетических магниевых батарей с потенциальными применениями, начиная от электрических автомобили для аккумуляторов для систем возобновляемой энергии.

Батарея, о которой 21 декабря сообщалось в Джоулях , является первой батареей, которая, как сообщается, работает с ограниченным количеством электролитов при использовании органического электрода, изменение, по словам исследователей, позволяет ей накапливать и разряжать гораздо больше энергии, чем предыдущие магниевые батареи.Они использовали электролит, не содержащий хлоридов, что является еще одним изменением от традиционного электролита, используемого в магниевых батареях, что позволило сделать открытие.

Ян Яо, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в UH, сказал, что исследователи смогли подтвердить, что хлорид в обычно используемом электролите способствует снижению производительности. «Проблема, которую мы пытались решить, — это воздействие хлорида», — сказал он. «Это повсеместно используется».

Яо, который также является главным исследователем Техасского центра сверхпроводимости в UH, и его команда использовали электролит, не содержащий хлоридов, для испытания катодов из органических хиноновых полимеров с анодом из металла магния, сообщив, что они выдавали до 243 ватт-часов на килограмм. , с мощностью до 3.4 киловатта на килограмм. Батарея оставалась стабильной через 2500 циклов.

Ученые потратили десятилетия на поиск высокоэнергетической магниевой батареи, надеясь воспользоваться естественными преимуществами магния перед литием, элементом, используемым в стандартных литий-ионных батареях. Магний гораздо более распространен и, следовательно, менее дорог, и он не склонен к нарушениям своей внутренней структуры, известным как дендриты, которые могут вызвать взрыв и возгорание литиевых батарей.

Но магниевые батареи не будут конкурентоспособными с коммерческой точки зрения, пока они не смогут накапливать и разряжать большое количество энергии. Яо сказал, что предыдущие материалы для катодов и электролитов были камнем преткновения.

Катод — это электрод, от которого течет ток в батарее, а электролиты — это среда, через которую протекает ионный заряд между катодом и анодом.

Среди других исследователей проекта — первые авторы: Хуэй Донг, докторант UH, и Янлян Леонард Лян, доцент-исследователь из UH; Оскар Тутусаус и Рана Мохтади из Исследовательского института Toyota в Северной Америке; и докторанты UH Е Чжан и Фан Хао.

«Благодаря оптимальному сочетанию катодов из органических карбонильных полимеров и электролитов, способных накапливать магний, мы можем продемонстрировать высокую удельную энергию, мощность и стабильность при циклических нагрузках, которые редко встречаются в магниевых батареях», — пишут они.

Лян отметил, что до сих пор лучшим катодом для магниевых батарей был сульфид молибдена в фазе Шевреля, разработанный почти 20 лет назад. По его словам, у них нет ни мощности, ни емкости для хранения энергии, чтобы конкурировать с литиевыми батареями.

Но недавние отчеты показывают, что органические катодные материалы могут обеспечивать высокую емкость хранения при комнатной температуре. «Нам было любопытно, почему», — сказал Лян.

Донг сказал, что оба испытанных катода из органического полимера обеспечивали более высокое напряжение, чем фазовый катод Шевреля.

Яо сказал, что дальнейшие исследования будут направлены на дальнейшее улучшение удельной емкости и напряжения батарей, чтобы они могли конкурировать с литиевыми батареями.

«Магния гораздо больше и он безопаснее», — сказал он.«Люди надеются, что магниевая батарея может снизить риски литиевых батарей».

Яо получил премию Хьюстонского университета за выдающиеся достижения в области исследований и был назван высоко цитируемым исследователем, выбранным Clarivate Analytics на основании «исключительной исследовательской эффективности, входящей в 1% лучших цитируемых материалов в Web of Science» в 2018 году.

История Источник:

Материалы предоставлены Университетом Хьюстона . Оригинал написан Джинни Кевер. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Battery — Energy Education

Рис. 1. 9-вольтовая батарея. ^[1]

Батарея — это устройство, которое накапливает энергию, а затем разряжает ее, преобразовывая химическую энергию в электричество. Обычные батареи чаще всего производят электричество химическим путем за счет использования одного или нескольких электрохимических элементов. ^[2] В аккумуляторах могут использоваться и использовались многие различные материалы, но наиболее распространенными типами аккумуляторов являются щелочные, литий-ионные, литий-полимерные и никель-металлогидридные.Батареи могут быть соединены друг с другом в последовательную или параллельную цепь.

Существует широкий выбор батарей, которые можно купить, и эти разные типы батарей используются в разных устройствах. Большие батареи используются для запуска автомобилей, а батареи меньшего размера могут питать слуховые аппараты. В целом, батареи чрезвычайно важны в повседневной жизни.

Ячейки

Элемент — это единое целое, которое каким-либо способом вырабатывает электричество. Вообще говоря, клетки генерируют энергию с помощью термического, химического или оптического процесса.

Типичная ячейка имеет два вывода (называемых электродами , ), погруженными в химикат (называемый электролитом ). Два электрода разделены пористой стенкой или перемычкой , которая позволяет электрическому заряду проходить с одной стороны на другую через электролит. Анод — отрицательный вывод — получает электроны, а катод — положительный вывод — теряет электроны. Этот обмен электронами позволяет развивать разность потенциалов или разность напряжений между двумя выводами, позволяя течь электричеству. ^[2]

В батарее может быть огромное количество ячеек, от одной ячейки в батарее AA до более 7100 ячеек в батарее Tesla Model S. ^[3]

Рис. 2. Схема в разрезе, показывающая анатомию щелочной батареи. ^[4]

Первичные элементы («сухие»)

В этих элементах химическое взаимодействие между электродами и электролитом вызывает необратимые изменения, что означает, что они не перезаряжаются . ^[2] Эти батареи предназначены для одноразового использования, что приводит к большему количеству отходов от использования этих батарей, так как они утилизируются через относительно короткий период времени.

Вторичные элементы («мокрые»)

Этот тип элемента (обозначается как влажный из-за использования жидкости

Роль межфазной границы твердого электролита в литий-ионных батареях

Роль межфазной границы твердого электролита в литий-ионных батареях

Келси Пиан
7 декабря 2018

Представлено как курсовая работа для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2018 г.

Введение

Фиг.1: Схематическое изображение Слой SEI между анодом и электролитом. Слой проницаема для положительных ионов лития, но не для электронов. (Источник: Викимедиа Commons)

Рост глобального спроса на энергию требует улучшения методы накопления энергии, перспективным из которых являются литий-ионные аккумуляторы. Литиевые металлы с низким электрохимическим потенциалом и высоким теоретическим емкость делает его желательным материалом для использования с высокой плотностью энергии аккумуляторные батареи, от бытовой электроники до военной энергетики источники.[1] Литий-ионные элементы работают за счет обратимого интеркаляция ионов лития между двумя электродами батареи при электроны секвестрируются через внешнюю цепь и используются для питания поколение. Хотя и многообещающе, барьеры в производстве, в том числе оптимизация электродных материалов и кинетическая неэффективность, присутствующая препятствия к раскрытию полного теоретического потенциала литий-ионных батареи.

Структура CNT

УНТ представляют собой аллотроп углерода, состоящий из один или несколько листов графена свернуты в цилиндр.Их уникальные свойства объясняются квантовыми эффектами, вызванными их высокое соотношение сторон: диаметр от 0,2 до 5 нм и длина от 10 нм — 1 см. Кроме того, направление вращения УНТ, что диктует их специфическую структуру, приводит к тому, что УНТ с разными структуры, проявляющие различные свойства (см. рис. 1). Использование их свойства, в том числе высокая механическая прочность, эластичность, отношение поверхности к объему, теплопроводность и подвижность электронов, может улучшить преобразование и хранение текущей и потенциальной энергии Приложения.

Происхождение межфазной границы твердого электролита

Во время зарядки и разрядки ионы лития перемещаются между катодом и анодом через электролит аккумулятор компонент, который разделяет два электрода и проводит к ионам, но не электронам. Литий, металл с высокой реакционной способностью, первоначально разлагается при контакте с электролитом с образованием твердого межфазный электролит (SEI) (см. рис. 1). [2] Этот слой, примерно 30-50 толщиной нанометров, пассивирует литиевый электрод и предотвращает металлический литий расходуется на реакции с электролитом.Однако его очень сложно анализировать, и хотя он был тщательно изучен, это один из наименее понятых компоненты аккумуляторной батареи. [3] Состоит из сети органических и неорганических молекул, SEI хрупок и сокращает срок службы ячейка из-за необратимого использования лития и реакции неэффективность. [2] Эффективные SEI требуют механической стабильности для обеспечения не ломается при изменении объема электрода, электронная изоляция чтобы предотвратить дальнейшее потребление литиевого электрода и ионного проводимость, позволяющая переносить ионы лития между электродами, и необходимо провести дальнейшие исследования, чтобы определить, как понять и оптимизировать эти свойства.

Характеристика

В исследованиях морфологии и химии SEI использовались многочисленные поверхностно-чувствительные методы, включая рентгеновскую спектроскопию, электронная микроскопия и спектроскопия ядерного магнитного резонанса. [3] Эти методы характеризации требуют специальной подготовки проб. требования, и часто должны выполняться ex situ. Эти требования ограничить объем исследования, так как SEI сильно зависят от изменений в окружающая среда, а внешняя среда неточно представляет, как SEI функционирует внутри ячейки.Натурные эксперименты с нейтроном рефлектометрия (NR), атомно-силовая микроскопия (AFM) и рентгеновская рефлектометрии были выполнены и пролили свет на ключевые идеи раннее формирование SEI. In situ NR выявил формирование богатый литием слой и скорость роста в зависимости от напряжения на электроде, и эти результаты были подтверждены другими методами.

Другое исследование изучало изменение химических состав SEI с использованием мягкой рентгеновской абсорбционной спектроскопии (XAS).[4] Результаты показывают, что при использовании углеродистого анодного материала в качестве каркас для удержания лития, возможно обратимое образование SEI между электродом и электролитом. Анализируя поглощение спектры мягкого рентгеновского излучения с меньшей энергией, исследователи отслеживали сложные химические вещества в SEI и определили, что некоторое количество слоя разлагается при разрядке ячейки.

Заключение

Литий с высокой гравиметрической и объемной энергией плотности делают его очень желательным электродным материалом для обеспечения высокой плотности энергии батареи.Литий-ионные аккумуляторы можно использовать в различных областях, например и поэтому были тщательно исследованы. Несмотря на это, текущий технологии не достигли теоретических пределов производительности из-за кинетических потери в эффективности. SEI играет решающую роль в производительности литий-ионных аккумуляторов и, несмотря на значительные исследования, все еще не совсем понятный. Последние исследования морфологических и химических структура SEI привела к выводам, которые являются первым шагом в раскрытии природы и поведения слоя SEI.Это в свою очередь улучшит конструкцию электродов и электролита для оптимизации работы литий-ионных аккумуляторов. Таким образом, понимание и улучшение SEI окажет значительное влияние на новейшие аккумуляторные технологии.

© Келси Пиан. Автор гарантирует, что работа принадлежит автору, и Стэнфордский университет не предоставил никаких других материалов чем инструкции по набору и реферированию. Автор грантов разрешение на копирование, распространение и отображение этой работы в неизмененном виде, со ссылкой на автора, только для некоммерческих целей.Все другие права, включая коммерческие, сохраняются за автор.

Список литературы

[1] М. К. Гульбинска, изд., Литий-ионная батарея. Материалы и инженерия: актуальные темы и проблемы из Производственная перспектива (Springer, 2014).

[2] S. Jurng et al. , «Влияние электролита» по наноструктуре межфазной границы твердого электролита (SEI) и Характеристики литий-металлических анодов, Energy Environ.Sci. 11 , г. 2600 (2018).

[3] M. Steinhauer et al. , «Исследования на местах Образование межфазной границы твердого электролита (SEI) на кристаллическом углероде Поверхности методами нейтронной рефлектометрии и атомно-силовой микроскопии, АСУ ТП. Appl. Mater. Интер. 9 , 35794 (2017).

[4] Y. Kim et al. , «Возвращаясь к Solid Межфазное покрытие электролита на углеродистых электродах с использованием мягкого рентгеновского излучения Абсорбционная спектроскопия, «АСУ.Appl. Mater. Интер. 10 , 29992 (2018).

.