Низкая плотность электролита в аккумуляторе после зарядки: как правильно повысить и какая должна быть после зарядки

Содержание

Причины падения плотности электролита в аккумуляторе

Почему плотность электролита падает

Нормальная работа батареи подразумевает постоянную подзарядку и высокотемпературный режим химических процессов на электродах и в электролите. Результатом становится постоянное снижение жидкости в банках АКБ, которая пополняется дистиллированной водой. Среди наиболее распространенных причин снижающих в аккумуляторе плотность раствора:

  1. Не контролируется уровень концентрации раствора в емкостях с электродами после каждого пополнения дистиллятом. С каждым новым разбавлением концентрата снижается доля электролита за счет испарения воды и небольшого количества электролитической жидкости;
  2. Неоднократная зарядка аккумулятора приводит к закипанию раствора и его испарению, что снижает его количество и повышает концентрацию. В этом случае активных молекул для ионизации свинца и его солей становится меньше, соответственно снижается густота жидкости;
  3. Батарея разрядилась.

ВАЖНО: Длительная работа АКБ в режиме сниженной плотности электролита – это дорога к сульфатации пластин и выходе устройства из строя.

Для установления причины низкого заряда батареи производят замеры концентрации раствора в банках АКБ используя ареометр. Оптимальный температурный режим для этой процедуры – от 22 до 25 °С. Плотность электролита может быть выше или ниже нормы. В первом случае повышается вероятность коррозийного разрушения электродов с положительным зарядом. Во втором – опасность подстерегает в холодные периоды года, когда электролитический раствор способен охладиться и затвердеть. Поэтому контроль уровня густоты зимой является первостепенной задачей любого владельца ТС.

Подготовка перед поднятием плотности электролита

Для измерения концентрации электролита в аккумуляторной батарее необходимо, чтобы соблюдались условия:

  1. На АКБ отсутствуют сколы или трещины, корпус абсолютно целый и клеммы без повреждений;
  2. Нормальный уровень жидкости в каждой из банок;
  3. Температурный режим электролитического раствора в диапазоне от 20 до 25°С;
  4. Заряд батареи полный.

При наличии повреждений клемм или корпуса данные могут быть неточными, а причина отсутствия способности выдать нужный разряд для старта ТС совсем не в низкой плотности электролита. Низкий уровень жидкости является более концентрированным, чем его нормальное количество, разбавленное дистиллятом. При низких температурах замеры существенно отличаются от реальных значений в нормальных условиях. В разряженном аккумуляторе густоты раствора всегда ниже, поскольку большинство ионов скопилось на пластинах.

ВАЖНО: Добавление серного концентрата для коррекции плотности электролита должно производиться очень аккуратно, поскольку более высокие показатели способствуют осыпанию пластин и порче АКБ.

Зарядка от генератора автомобиля аккумулятора выполняется не в полном объеме, а всего на 80-90%, что требует подзарядки прибора для измерения концентрации раствора.

В подготовительные работы по поднятию плотности электролита входит:

  • Изъятие АКБ из ТС;
  • Хранение в теплом помещении до приобретения АКБ температуры 20-25 °С;
  • Проверка уровня насыщенности раствора;
  • Зарядка и зачистка клемм по необходимости до пополнения жидкости в банках.

Для определения нормы существуют специальные таблицы, согласно которым эксплуатационный показатель для теплого периода должен быть не ниже 1,27 г/куб. см, а для зимнего – 1,3 г/куб. см.

Поднимаем плотность электролита в АКБ

Для повышения концентрации активного раствора в банках аккумулятора необходимо приготовить:

  • Средства для личной защиты при работе с едкими веществами: старая одежда, защитные очки, респиратор или защитная маска, перчатки резиновые;
  • Мерный стакан;
  • Емкость, в которую будет сливаться старый раствор;
  • Аэрометр с резиновой грушей для откачки имеющейся в банках жидкости;
  • Дрель со сверлом диаметром 3-4 мм;
  • Паяльная лампа или паяльник;
  • Кислотная пластмасса.

Электролит содержит в составе серную кислоту, способную разъесть кожу или одежду, поэтому следует позаботиться о личной защите и постараться все манипуляции делать предельно аккуратно. Повышение плотности раствора достигается несколькими способами:

  • Полной заменой электролита в банках при концентрации ниже 1 г/куб. см;
  • Добавлением аккумуляторной кислоты в раствор;
  • Заливанием дистиллята и серной кислоты до нужного уровня и показателя плотности.

Полная замена электролита

Это является крайней радикальной мерой в случае полной выработки своего ресурса электролитом при снижении его плотности до 1 г/куб. см. Действия осуществляются в следующем порядке:

  1. Аккумуляторная батарея после подготовки подвергается полной откачке раствора из банок с помощью груши;
  2. Перевернув АКБ набок необходимо в дне каждой емкости с электродами просверлить дырки и слить остаток жидкости;
  3. В таком положении нужно продержать прибор и промыть внутренние полости дистиллятом;
  4. Очищенную батарею снова делают герметичной, запаивая кислотной пластмассой, сделанные ранее отверстия дрелью. Для этого пользуются паяльной лампой или паяльником;
  5. В каждую банку заливается нужное количество дистиллята, которое рассчитывается в соотношении от общего объема банки и нужного количества аккумуляторной кислоты для раствора с концентрацией 1,25-1,27 г/куб. см;
  6. Банки хорошо закупориваются, слегка встряхивается батарея без сильного отклонения от вертикали.

ВАЖНО: Первым в банки заливается дистиллят, а после добавляется кислота, в ином случае жидкость вскипит.

Добавление аккумуляторной кислоты

При показателе плотности раствора ниже 1,2 г/куб. см необходимо применять кардинальные меры для повышения значения электролита. Следует приобрести аккумуляторную кислоту, плотность которой составляет 1,84 г/куб. см, и залить тем же способом, что и обычный электролит.

Добавление дистиллята и серной кислоты

Необходимо сначала откачать имеющийся раствор из каждой банки АКБ. Затем залить новую жидкость плотностью 1,25-1,27 г/куб. см. Заполнив банки до отметки «Норма», следует хорошо закрыть крышки и слегка встряхнуть батарею.

ВАЖНО: Запрещается переворачивать вверх дном АКБ. При такой манипуляции могут отколоться кусочки соли свинца с решетки и попасть на соседний электрод, замкнув таким образом банку. После этого поврежденная емкость станет непригодной для эксплуатации.

Замеры концентрации подскажут необходимость повторения процесса замены электролита. Если показатель ниже 1,25 г/куб. см, то следует повторять операцию до тех пор, пока не будет получен нужный результат.

Корректирующая подзарядка АКБ

После замены или манипуляций по повышению плотности электролита в банках батареи устанавливается раствор с отличным друг от друга показателем. Допускается разнос в диапазоне 0,01 г/куб. см. Чтобы выровнять это значение необходимо произвести корректирующую подзарядку. Суть метода заключается в подаче на протяжении 1-2 часов тока при зарядке в 2-3 раза ниже номинального значения.

При отсутствии положительного результата применяются более радикальные способы выравнивания. Применяется зарядка устройствами, оснащенными регуляторами, обеспечивающими стабильное напряжение на входе.

Инструкция восстановления плотности корректирующей подзарядкой:

  1. Заряжается батарея полностью;
  2. В момент достижения максимального заряда при наблюдении кипения электролита сила тока снижается до уровня 1-2 А;
  3. В процессе кипения происходит испарение дистиллята и повышается густота жидкости;
  4. Для каждого отдельного случая время выпаривания может быть разным и иногда достигать 1 сутки;
  5. При снижении плотности ниже 1,25 г/куб. см электролит доливается, концентрация замеряется при остывании прибора до 25 °С;
  6. Производится повторная операция при необходимости.

Единственный недостаток процедуры – большая длительность.

Корректирующий электролит

Под корректирующей смесью понимают электролит, плотность которого составляет 1,4 г/куб. см. Простое добавление такого раствора недопустимо, следует предварительно произвести замеры имеющегося уровня плотности жидкости. Установление причины поможет подобрать наиболее подходящий метод применения корректирующего электролита. Предназначение такого раствора:

  • Скорректировать уровень электролита при вытекании раствора;
  • Поднять уровень плотности жидкости в банке при заливании большего количества, чем нужно, дистиллята.

Порядок использования корректирующего электролита:

  1. С помощью спринцовки или аэрометра откачать из полости банки жидкость;
  2. Заменить откачанный раствор аналогичным объемом корректирующего состава;
  3. Поставить заряжаться аккумулятор на срок от 30 минут до часа;
  4. По окончанию зарядки выдержать прибор в спокойном состоянии часа 2-3;
  5. Провести контрольный замер в каждой из банок;
  6. Повторить процедуру при необходимости.

ВАЖНО:

Откачивая электролит необходимо оставлять поверхность пластин покрытыми жидкостью.

Заключение

В заключении хотим отметить, что работа с АКБ и электролитом не проста. Поэтому, если у вас мало опыта в сервисных работах по вашему авто, то лучше всего обратиться в сервис и доверить это дело профессионалам. В любом случае, следите за плотностью электролита для надежной работы АКБ хоть летом, хоть зимой. 

Причины падения плотности электролита в аккумуляторе – Taxi Bolt

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.

[attention type=yellow]Высокие значения выявляются после зарядки мощным током, сопровождающейся кипением электролита. Повысить плотность можно путем добавления кислоты, заправки готового состава или использования зарядного устройства.[/attention]

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:

  • Замеряется этот основной показатель автомобильной батареи при температуре около 22 градусов. Сделать этом можно при помощи специального прибора – ареометра. При этом работать можно только в перчатках и защитных очках, чтобы избежать возможных ожогов.
  • При приготовлении нового электролита кислота добавляется в воду. Если же сделать наоборот, жидкость начнет кипеть, что может привести к кислотным ожогам.
  • Переворачивать аккумулятор при работе с ним категорически запрещено, поскольку при этом могут посыпаться его пластины, что приведет к выходу прибора из строя.
  • Наперед следует подготовить емкости, в которые будет сливаться старая жидкость и готовиться новая.
  • Потребуются точные расчеты необходимого объема кислоты, поскольку в процессе зарядки плотность жидкости в АКБ возрастет.

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

Если уровень плотности раствора, что проводит ток в АКБ автомобиля упал намного ниже 1,18 г/см3, поднимать ее нет никакого смысла. В таком случае необходимо слить весь раствор, заменив его свежим.

Сначала с банок откачивается с помощью спринцовки как можно больше электролита. Далее батарея помещается в большую емкость, аккуратно переворачивается на бок, в дне каждой банки просверливается небольшое отверстие. Перевернув прибор, с него сливаются все излишки оставшейся жидкости.

Далее через крышки банок заливается дистиллированная вода с целью их промывания. После этого проделанные отверстия запаиваются пластмассой, стойкой к воздействию электролитической жидкости.

Сделав это, в АКБ заливается свежий раствор, после чего прибор будет готов к использованию. Недостатком подобного способа является то, что в конечном результате снижается срок службы устройства, но некоторое время оно все еще поработает до покупки нового.

Почему снижается плотность электролита?

Чаще всего с целью поддерживать на требуемом уровне количество жидкости внутри автомобильной батареи владельцы машины доливают туда дистиллированную воду. При этом редко проверяется плотность получившегося раствора. Вместе с тем, когда количество дистиллированной воды будет достаточно большим, при подзарядке вместе с этой жидкостью будет выкипать и электролит, что и приводит к снижению его плотности.

Рано или поздно этот показатель упадет ниже критического уровня, и завести транспортное средство уже не получиться.

В таком случае возникает необходимость повысить этот параметр раствора в аккумуляторе, что вернет его работоспособность.

Плотность ниже минимального значения

Бывают такие случаи, когда уровень этого показателя опускается ниже отметки 1,18. В таком случае вышеописанный способ ничем не поможет.

Чтобы восстановить работоспособность аккумуляторной батареи, вместо электролитического раствора нужно использовать кислоту, плотность которой выше, чему у электролита. При этом все действия проводятся точно так же, как и в предыдущем случае до того времени, пока показатель не придет в норму.

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 самостоятельно поднять плотность в аккумуляторе / Сервис Газ Vip

Аккумулятор в автомобиле — это устройство, которое необходимо для запуска транспортного средства и поддержании в работоспособном состоянии систем, зависящих от электричества. Со временем характеристики электролита снижаются, и водитель сталкивается с вопросом, как поднять плотность в аккумуляторе.

Содержание статьи:

  1. Почему падает плотность в аккумуляторе?
  2. Какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе?
  3. Как поднять плотность в аккумуляторе самостоятельно?
  4. После зарядки осталась низкая плотность электролита, что делать?
  5. Где установить ГБО в Одессе?

1. Почему падает плотность в аккумуляторе?

Для нормальной работы батареи не нужно допускать разрядку ниже 50% и соблюдать высокие температуры, которые поддерживаются химическими процессами в электродах и электролитах. При недостатке уровень электролита восполняется дистиллированной водой.

Самыми частыми причинами снижения плотности раствора является:

  • Низкая концентрация раствора при добавлении дистиллятора. С каждым таким добавлением, воды будет больше, а электролита меньше. Это чревато испарениями не только воды, но и электрической жидкости.
  • Во время зарядки жидкость может закипать и выпариваться, из-за чего снижается уровень электролита, но при этом повышается его насыщенность. Ионизация свинца и соответствующих веществ происходит сложно, так как количество действующих молекул уменьшается. В конце концов жидкость теряет присущую ей плотность.
  • Низкий заряд батареи.

Иногда зарядить севший аккумулятор не получается. Это признак того, что состояние электролита изменилось. Не знающие водители часто доливают в АКБ дистиллированную воду в больших объемах. И в этом состоит главная ошибка. Если дистиллята будет слишком много, то электролит выкипит, а плотность упадет.

Также причиной снижения плотности может быть глубокий разряд АКБ и его долгий срок хранения без подзарядки.

2. Какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе?

Первое на что обращают внимание при первых же признаках неисправностей, это плотность электролита. Рабочая плотность в стартерных батареях должна быть около 1,24-1,30 г/см³. Ее измеряют специальным прибором под названием ареометр.

Когда аккумулятор разрядился, то плотность электролита снижается, а во время зарядки увеличивается. Именно поэтому плотность замеряют только на полностью заряженной батарее.

Важно! Для повышения плотности электролита можно добавлять серный концентрат. Но делается это предельно осторожно, т.к. при завышенной плотности начинают осыпаться пластины и портится АКБ.

3. Как поднять плотность в аккумуляторе самостоятельно?

Если вы решили самостоятельно повысить плотность в аккумуляторе, то в первую очередь соблюдайте правила техники безопасности. В составе электролита присутствует действующая серная кислота и при попадании на кожу, она может разъесть ее.

Чтобы повысить плотность электролита в АКБ можно воспользоваться одним из представленных способов:

  • Полностью заменить электролит на новую жидкость с нормальной концентрацией 1 г/куб. см;
  • Залейте кислоту аккумулятора в электролит;
  • Доведите имеющийся раствор до нужной концентрации. Этого достигают путем добавления серной кислоты и дистиллированной воды. Жидкость заливают до необходимой насыщенности.

Чтобы полностью заменить электролит следуют следующему плану:

  • Откачивают имеющийся раствор и освобождают емкость. Это можно сделать с помощью груши.
  • В каждой емкости АКБ проделывают отверстия для полного слива остатков электролита.
  • Банки и емкости удерживают в наклоне и отмывают остатки старого раствора дистиллированной водой.
  • Чистые батареи приводят в герметичное состояние. Для этого понадобится паяльная лампа и кислотная пластмасса. Ими заделывают сделанные ранее отверстия.
  • Емкости наполняют дистиллятором в нужных пропорциях. Количество воды будет зависеть от общего объема емкости и необходимого количества кислоты. Концентрация должна рассчитываться на диапазон 1,25-1,27 г/куб. см.
  • Емкость хорошо закрывают и встряхивают аккумуляторную батарею без сильного наклона.

Запомните! Для начала в банку заливается разбавляющее вещество - дистиллят. Только потом добавляется кислота. Если не соблюдать порядок, жидкости начнет кипеть.

4. После зарядки осталась низкая плотность электролита, что делать?

Если процедура по повышению плотности электролита была проведена грамотно, то срок эксплуатации АКБ должен увеличиться. Но процедура по повышению плотности электролита не всегда приводит к успеху. Например, это может быть связано с осыпанием пластин.

Даже если после проведения процедуры плотность раствора быстро сокращается и после зарядки не поднимается до нужного показателя, то придется задуматься о покупке новой АКБ.

Чтобы восстановить прежнюю плотность батареи нужно добавить в нее свежий раствор электролита. Плотность электролита поднимет более концентрированный раствор и тем самым улучшатся показатели в аккумуляторе.

Для начала измерьте показания плотности проблемных банок ареометром. Если показания равны или меньше 1,20, то батарее нужна подобная процедура. В обслуживаемых аккумуляторах имеются специальные отверстия, через которые можно долить электролит.

  • Нужно откачать часть старого раствора грушей и добавить в него концентрированный электролит, например, плотностью 1,30.
  • Затем перемешивают раствор в аккумуляторе и снова измеряют плотность.
  • Если по-прежнему есть отклонения, то процедуру повторяют пока плотность не поднимется до нужного уровня.
  • Если плотность слишком сильно поднялась, то снова откачивают часть электролита, но только теперь добавляют воду.

Также можно из аккумулятора сразу откачать весь электролит, а залить в аккумулятор отдельного подготовленный раствор с нужной плотностью.

Периодическая полная зарядка аккумулятора зарядным устройством поможет сохранить его в полной работоспособности.

5. Где установить ГБО в Одессе?

Установить ГБО в Одессе можно в сервисных центрах Сервис Газ. Мы работаем с европейским оборудованием итальянского и польского производства. Все сотрудники имеют большой опыт работы в сфере установки газобаллонного оборудования.

У нас можно не только установить газ на авто, но и сделать полное техническое обслуживание газовых систем, провести ремонт, настройку и замену запчастей, которые уже выходят из строя.

Приезжайте к нам вовремя, чтобы ваше транспортное средство всегда было на ходу.

Рекомендуем посмотреть видео:

 24.11.2020

 (430 просмотров)

Как повысить плотность электролита в аккумуляторе? ― 130.com.ua

Практически все автовладельцы вообще не уделяют внимание аккумулятору до первых проблем. Именно наша безответственность быстрее приближает моменты поломок, когда автомобиль уже просто отказывается заводиться. Наиболее распространенная причина — севший аккумулятор.

Кстати, даже новое АКБ может помешать вашей поездке. Есть же доля вероятности купить не совсем качественное устройство. Что подразумевается под этим? Чаще всего: не доконца заряженный аккумулятор или недостаточность электролита. Такие нюансы никак не проверяют во время покупок.

Основные способы

Как только отказывается работать аккумулятор, мы ставим его на зарядку. Но что видим: цикл зарядки прошел, а батарея все такая же дохлая. Появляется новая проблема — АКБ просто не держит заряд. Тут нужно выяснить причины, почему так происходит.

Чаще всего это случается с батареями, которые были посажены в 0. Здесь уже появляется новая задача — проверить насколько сильно разряжен аккумулятор. Для начала проверьте плотность электролита с помощью специального устройства: кислотомера.

Делаем это следующим образом:

  • Кислотомер устанавливаем в любую банку аккумулятора.
  • Шкала на ареометре будет показывать плотность электролита.
  • Сравниваем полученные значения с табличными параметрами плотности.

Если вы живете в регионе с суровым климатом, то значение будет равно приблизительно 1,25 кг/литр. Тут учитывайте, что разница плотности между двумя банками не должна быть больше 0,01.

Как поднять плотность?

Способ решить эту задачу зависит от того, какие значения вы получили.

Плотность 1,18-1,20 кг/литр

С помощью груши откачиваем старый электролит: как можно больше. Заливаем новый на половину того объема, который вы откачали. Условно для примера: откачали 1 кг., заливаем 0,5 кг. Тут нужно добиться нормы плотности электролита, а остаток доливаем уже дистиллированной водой.

Плотность менее 1,18 кг/литр

В таком случае нужно использовать аккумуляторную кислоту. Все делаем также, как и в первом случае, но вполне вероятно, что процедуру придется повторять. Ваша главная задача остается прежней — получить значение нормы.

Плотность очень низкая

К сожалению, тут придется менять полностью электролит, чтоб спасти аккумулятор. С помощью груши, вам нужно будет максимально откачать старый электролит, а банки закрыть заглушками. И дальше придерживаемся такого плана:

  • После закручивания заглушек, аккумулятор кладем на бок. Берем сверло 3 мм. или 3,5 мм. и делаем по одному отверстию внизу банки. Так, мы сможем слить электролит полностью.
  • Промываем все банки с помощью дистиллированной воды. Отверстия закрываем кислотостойкой пластмассой. Так, мы сделали все необходимое, чтоб подготовить емкость к новому электролиту.
  • Приготовим электролит самостоятельно. Берем дистиллированную воду и наливаем в нее аккумуляторную кислоту. Обратите внимание, что обратный порядок недопустим, то есть воду в кислоту наливать нельзя. Не забудьте надеть резиновые перчатки.

В итоге, вы должны получить необходимые значения электролита для вашего региона. Если по какой-то причине увеличить плотность электролита не удалось, придется выбрать новый аккумулятор. Аккумулятор купить с доставкой по Украине в Харьков, Киев, Одессу можно на 130.com.ua.

ТОП-3 автомобильных аккумулятора

 

Материалы по теме

Как повысить плотность электролита в аккумуляторе?

Каждый год автолюбители сталкиваются с проблемой зарядки аккумулятора, сульфатации и десульфатации. Многие измеряют плотность электролита и пытаются ее восстановить. Но почему нельзя повысить плотность аккумулятора без добавления кислоты в электролит? Давайте ответим на этот вопрос.

Рассмотрим процессы, которые протекают при заряде и разряде аккумулятора — теория аккумулятора

Классическая формула:

                    ⇐ заряд            

Pb + PbO2 + 2H2SO4  ⇐        ⇒  2PbSO4 + 2H2 O  (1)

                    разряд 

Если внимательно разобрать формулу, то очевидно, что при разряде аккумулятора у нас образуется такое вещество, как сульфат свинца. Это вещество (соль) очень плохо растворимо в воде и при определенной концентрации выпадает в осадок, иногда образуя кристаллы. Из за образования данного вещества и уменьшения концентрации кислоты в электролите, соответственно пропадает плотность. Доведя аккумулятор до абсолютного разряда, плотность в электролите станет ровна единице. В растворе, будет отсутствовать кислота.

Если мы вернемся к вопросу: «Почему нельзя повысить плотность не добавляя кислоты в электролит?», а только лишь повышением напряжения, то ответ очевиден.

Предположим у нас при плотности 1,25 г/см3, которую залили на заводе, в аккумуляторе присутствует 100 молекул кислоты при полном заряде, мы начали разряжать аккумулятор, получаем 100 молекул сульфата. Если дальше заряжать аккумулятор мы опять получим те же 100 молекул кислоты и плотность 1,25 г/см3 (если не испарилась вода).

Вывод: если мы не добавляли кислоту в электролит, и у нас повысилась плотность – мы потеряли воду.

Теперь давайте разберемся с коварным веществом сульфатом свинца. Это вещество очень плохо растворимо в воде, а это значит, что насыщенный раствор данного вещества получается при очень небольшой его концентрации в электролите. Когда мы разряжаем аккумулятор, концентрация раствора сульфата свинца возрастает. Поэтому все производители аккумуляторов пишут придельное напряжение разряда аккумулятора (для 12В аккумулятора это 10,8В). Дальнейший разряд приводит к тому, что образуется перенасыщенный раствор сульфата свинца. С перенасыщенными растворами мы встречались в школе. Например, выращивая кристаллы из медного купороса. Когда в перенасыщенный раствор попадает нить, то на ней сразу начинает расти красивый синий камень. Такой же процесс происходит в аккумуляторе, начинают расти кристаллы сульфата свинца и самая большая проблема, они уже обратно не растворяются  в воде. Именно этот процесс принято называть сульфатацией. Эти кристаллы не проводят электричество, поэтому вырастание их на пластинах приводит к умиранию аккумулятора. Свойства этого кристалла можно сравнить с кристаллом оксида алюминия. Например, алюминиевая ложка не растворяется в чае, хотя алюминий, в чистом виде, очень хорошо вступает в реакцию и с водой и с воздухом. Так вот, когда мы изготавливаем алюминиевую ложку, поверхностный слой практически сразу вступает в реакцию с воздухом и ложка покрывается тончайшим слоем оксида алюминия, который мы не видим, и именно этот слой защищает нашу ложку от растворения в чае (или в частности в воде).
Так же и с сульфатом свинца в аккумуляторе, он оседает на поверхности пластин и не дает нормальному протеканию процессов.

Обратим внимание на процессы ускоряющие сулифатацию. Как раз недостаток воды, которая испаряется, очень сильно влияет на ускорение процесса. Мы только что обсудили перенасыщенный раствор сульфата. Так вот перенасыщение его произойдет быстрее, если в аккумуляторе не хватает воды, следовательно и оседание сульфата на поверхностях пластины пройдет быстрее.

Возвращаясь к нашим 100 молекулам — в связанном состоянии теряем группу SO4, далее при заряде мы уже получаем , к примеру, 50 молекул кислоты. Емкость аккумулятора изменилась в меньшую сторону.

Теперь вернемся к процессам заряда аккумулятора зарядными устройствами. Есть две (не будем сильнее углубляться в тему) основные схемы заряда аккумулятора, постоянным током (часто пишут IU) и постоянным напряжением (UI). Например, зарядные устройства Optimate используют первую схему. Она более правильная. Смысл ее в том, что в аккумулятор подается постоянный ток. Происходит та реакция, о которой мы говорили выше, оставшиеся наши молекулы, а их осталось 50, становятся снова кислотой. И так как замещать больше нечего, напряжение на пластинах повышается до 14,4В. Optimate понимает, что замещать больше нечего и переходит в другой режим работы. Дальнейший заряд не приведет к увеличению емкости, а лишь усугубит положение путем выпаривания воды из электролита.

Если мы заряжаем постоянным напряжением, то устройство не понимает, произошла ли вся замена растворенных молекул сульфата свинца на молекулы кислоты. А это ведет к тому, что дальнейшая подача тока в аккумулятор будет замещать не сульфат свинца, а непосредственно восстанавливать воду до молекул водорода и кислорода, выпаривая ее дальше из электролита. Процесс кипения аккумулятора — это активное выделение на пластинах водорода и кислорода приводит к визуальному представлению, что аккумулятор кипит. К чему приводит потеря воды мы рассмотрели выше.

Лучшие инструменты
PL-C010P

Зарядное устройство Battery Service Expert, PL-C010P

14.4/14.7/16В, ток 2,5, 6, 10А, десульфатация - импульсы/16В, SLA, GEL, AGM, Ca/Ca

8 350

Уход за аккумуляторами

ДИАГНОСТИКА АВТОМОБИЛЬНОГО АККУМУЛЯТОРА И ЕГО ОБСЛУЖИВАНИЕ

Автомобильный аккумулятор служит для накопления электрической энергии и питания ею бортовой сети автомобиля, прежде всего электростартера двигателя при запуске. В статье речь пойдет о том, как правильно производится диагностика аккумулятора автомобиля, контроль его заряда, а также будет рассмотрена проверка уровня и плотности электролита в аккумуляторе.

Система электрооборудования большинства автомобилей 12-вольтовая, с отрицательной массой. Конструкция автомобильных аккумуляторов довольно проста: состоят они из 6 блоков свинцовых пластин с наполнителем, погруженных в емкость, которую заполняет электролит. Электролит является водным раствором серной кислоты. Каждый из блоков обеспечивает напряжение около 2-х вольт и соединяются последовательно, в сумме обеспечивая напряжение на уровне 12-13 В. Подзарядка аккумулятора автомобиля осуществляется генератором при работе двигателя. Отдельно стоят гелевые аккумуляторы, которые отличаются по устройству от кислотных аккумуляторов. Достоинства и недостатки гелевых аккумуляторов можно узнать здесь. Перед обслуживанием аккумуляторную батарею необходимо снять с автомобиля. Отсоединение аккумулятора от бортовой сети – процесс ответственный. Сначала обязательно снимается отрицательная клемма, а в процессе установки эту же клемму устанавливают последней.

ПРОВЕРКА УРОВНЯ ЭЛЕКТРОЛИТА В АККУМУЛЯТОРЕ. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА

Проверку уровня и плотности электролита следует проводить раз в три месяца, чтобы своевременно контролировать состояние батареи.
Уровень электролита в аккумуляторе проверяется через заливные отверстия при помощи полой стеклянной трубки, имеющей внутренний диаметр 4-5 мм. Один конец трубки опускается через отверстие до упора в предохранительный щиток. Отверстие трубки на другом конце плотно закрывается пальцем, после чего она вынимается. Столбик электролита, оставшегося в трубке должен быть в пределах 12-15 мм. Если в аккумуляторе имеется индикатор (тубус), то уровень электролита должен находиться на одном уровне или быть выше него на 3-5 мм.

Приготовление электролита для аккумуляторов производится только из аккумуляторной серной кислоты с добавлением дистиллированной воды. Использовать техническую серную кислоту и обычную воду не допускается, так как электролит обязан иметь высокую степень чистоты. В противном случае будет происходить ускоренная саморазрядка (сульфитация) батареи, уменьшение ее емкости и разрушение пластин. При понижении уровня электролита в результате испарения воды для восстановления требуемого объема необходимо доливать исключительно дистиллированную воду и ни в коем случае готовый электролит! В случае, когда уровень электролита превышает нормальный, его следует отсасывать резиновой грушей со стеклянным или эбонитовым наконечником. Если в аккумуляторе будет повышенный уровень электролита, то он способен выплескиваться, что также нежелательно.

Во время приготовления электролита серная кислота тонкой струйкой доливается в воду, при этом раствор перемешивается стеклянной или эбонитовой палочкой. Лить воду в кислоту запрещается, так как плотность воды намного ниже кислоты. Вода не сможет погрузиться в кислоту и останется на поверхности, при этом происходящие химические реакции вызовут нагрев и разбрызгивание кислоты. Существует вероятность получить ожоги.

Проверка уровня электролита аккумулятора

ПРОВЕРКА ПЛОТНОСТИ ЭЛЕКТРОЛИТА. ДЕНСИМЕТР

Одним из важнейших параметров электролита является его плотность. Плотность электролита в аккумуляторе проверяется денсиметром при температуре +25°С. В случае, если температура отличается от требуемой, в показания денсиметра вносятся поправки в соответствии с приведенной таблицей

В период эксплуатации аккумулятора плотность электролита непрерывно изменяется. Существует обратимое изменение плотности – нормальный интервал заряда и разряда батареи. Для новой и исправной АКБ нормальный интервал изменения плотности электролита (полный разряд – полный заряд) составляет 0,15-0,16 .

Существуют также необратимые изменения плотности, например, при испарении воды во время кипения электролита. При этом его плотность увеличивается.

Высокая плотность электролита приводит к снижению срока службы аккумуляторной батареи. Низкая плотность электролита в аккумуляторе приводит к снижению напряжения, затрудненному пуску двигателя.

Ниже приведена таблица рекомендуемой плотности электролита для климатической зоны, в которой эксплуатируется АКБ.

Плотность электролита измеряется специальным прибором – денсиметром.

Он состоит из

1 ареометра 

2 резиновой груши

3 стеклянной трубки

4 наконечника.

Наконечник 4 погружается в электролит через заливное отверстие в корпусе аккумулятора и с помощью резиновой груши часть электролита засасывается внутрь стеклянной трубки. При этом ареометр (поплавок) должен всплыть в корпусе трубки, не касаясь ее стенок. После прекращения колебаний ареометра производится отсчет показаний по шкале вдоль линии жидкости. Взгляд наблюдателя должен находиться на уровне поверхности.

Определение уровня плотности электролита по денсиметру.

Проверка плотности производится в каждом отсеке АКБ отдельно, разница между показаниями не должна превышать 0,01 . Низкая плотность электролита зимой создает опасность его замерзания.

При необходимости производится корректировка плотности. Предварительно из отсека АКБ отсасывается некоторый объем электролита, вместо которого добавляется либо корректирующий электролит, либо дистиллированная вода. Низкая плотность электролита в аккумуляторе устраняется путем добавления корректирующего электролита с плотностью 1,40 . Соответственно при повышенной плотности электролита в аккумуляторе следует добавить дистиллированную воду. После этого производится зарядка батареи номинальным током в течение 30 мин с последующей выдержкой в течение 1-2 часов для лучшего перемешивания электролита и выравнивания его плотности во всех отсеках АКБ.

КАК ПРОВЕРИТЬ ЗАРЯД АККУМУЛЯТОРА

Как проверить заряд аккумулятора автомобиля? Провести эти измерения можно с помощью нагрузочной вилки. Этот прибор состоит из двух контактов, вольтметра, рукоятки и переключателя нагрузочного сопротивления. Один из вариантов представлен на рисунке.

Нагрузочное сопротивление настраивается таким образом, чтобы обеспечить ток разряда, больший значения емкости в 3 раза. К примеру, если емкость аккумулятора составляет 55 Ач, значит,  ток разряда должен быть равен 165 А. Нагрузочная вилка своими контактами подключается к клеммам батареи, после чего замеряется время, в течение которого напряжение снизится с 12,6 до 6 В. Для полностью заряженной и исправной АКБ это время должно составлять не менее 3-х минут.

Заряд аккумулятора также можно оценить по величине выходного напряжения. Для его измерения необходимо воспользоваться вольтметром или мультиметром, предварительно сняв провод с минусовой клеммы АКБ. Ниже приведена таблица зависимости заряда от выходного напряжения.

Современные необслуживаемые батареи имеют индикатор заряда аккумулятора. При полной зарядке индикатор имеет зеленый цвет. При уменьшении заряда его цвет меняется от зеленого до белого или красного.

Для зарядки аккумулятора стоит воспользоваться специальным зарядным устройством. Зарядное устройство представляет собой источник постоянного тока. При подсоединении его к аккумулятору положительный полюс соединяют строго с положительной клеммой батареи, отрицательный – с отрицательной клеммой. Необходимо, чтобы выходное напряжение зарядного устройства было обязательно выше напряжения АКБ для обеспечения прохождения зарядного тока.

Автомобильный аккумулятор заряжается номинальным током, равным 10% от номинальной емкости батареи. Например, при емкости 60 Ач номинальный ток зарядки должен составлять 6 А. При этом зарядка может продолжаться до 13-15 часов. Пробки заливных отверстий должны быть обязательно открыты!

Зарядка аккумуляторной батареи считается завершенной, если наблюдается постоянство плотности электролита и выходного напряжения в течение 2-х часов.

Своевременная проверка электролита и зарядка аккумулятора должна стать хорошей привычкой для автолюбителя. Это позволит продлить срок службы батареи, обеспечить бесперебойное питание всех электроприборов автомобиля и сэкономить средства.

АКБ зимой – ответы на вопросы

Зима пришла – и как обычно, снова «неожиданно». Поэтому на повестку дня (опять же «неожиданно») встали вопросы автовладельцев по поводу стартерных аккумуляторных батарей. Мы собрали эти «зимние» вопросы, проанализировали – и постараемся на них ответить. Итак.

Почему АКБ замерзает?

С наступлением холодов в лаборатории начинают обрывать телефон с одним вопросом:

«У меня в аккумуляторе лед! Скажите, это ведь производственный брак?». Причем простой ответ: «Нет, это ваша небрежность» спрашивающих почему-то не удовлетворяет.

Поэтому разъясняю подробно. Дело в том, что процессы зарядки батарей связаны с изменением содержания серной кислоты в аккумуляторе. При разрядке серная кислота участвует в токообразующей реакции, и ее количество в электролите уменьшается. С этим и связано снижение плотности электролита, что, в свою очередь, меняет его физические свойства.

Проще говоря, чем глубже разряжена аккумуляторная батарея (а значит, концентрация кислоты в электролите меньше), тем вероятнее образование льда даже при слабом морозе.

Кстати, это справедливо для батарей любого исполнения – поэтому особенно важно контролировать состояние заряженности АКБ в зимнее время. Правда, общие крышки в батареях без пробок мешают это сделать.

Николай Курзуков считает, что прежде всего необходимо замерять плотность электролита в АКБ

Восстанавливается ли батарея после того, как в ней замерз электролит?

Далее обычно следует второй вопрос: «Как быстро она оттает, и будет ли потом работать?».

Прежде всего, никогда не оставляйте разряженную АКБ в автомобиле и тем более на морозе! Но если такое произошло и в банках батареи электролит застыл (в результате чего образовался лед), то ее надо выдерживать в теплом помещении не менее суток. И только после полного растаивания льда можно приступать к зарядке.

Дело в том, что попытка заряда АКБ с нерастаявшим льдом внутри банок приводит к тепловому повреждению верхней части сепараторов. И в поврежденных местах при последующей работе батареи происходит прорастание шунтирующих соединений, в свою очередь, приводящих к короткому замыканию блока.

Запомните: льдом повреждается активная масса положительных и отрицательных пластин: они расслаиваются, и образуются зазоры. И в этом случае у АКБ остается только один путь – на утилизацию.

В аккумуляторной лаборатории зимой начинается аврал

АКБ при заряде была переполюсована. Сохранит ли она работоспособность?

Ответственные автовладельцы в преддверие холодов снимают батарею и ставят ее на зарядку. Но при этом они могут совершить (и часто совершают!) серьезную ошибку – путают местами провода зарядного устройства.

Неправильное соединение проводов зарядного устройства к полюсным выводам АКБ после глубокого разряда, когда НРЦ («напряжение разомкнутой цепи» – если не вдаваться в подробности, оно обычно равно всем знакомой ЭДС) близко к нулю, приводит к переполюсовке батареи. То есть положительные пластины становятся отрицательными, а отрицательные – положительными.

После такого заряда батарею нельзя подключать к бортовой сети автомобиля: электронное оборудование и диодный мост генератора выйдут из строя. Про горсть перегоревших предохранителей уже не говорю.

Можно, конечно, выбросить переполюсован-ную АКБ и отправиться в магазин за новой. Но можно и попытаться восстановить работоспособность старого аккумулятора.

Укладка сепаратора в АКБ была проведена с нарушением формы конверта

Что делать в такой ситуации?

1. АКБ вновь разрядить – и как можно глубже, чтобы переполюсованные электроды имели разряженную активную массу (сульфат).

2. Провести зарядку с соблюдением полярности АКБ, заданной при ее производстве. Надо пояснить, что процесс зарядки будет длительным.

3. Провести стартерный разряд током 0,3-0,4 EN до 8,0-9,0 В при комнатной температуре.

4. Выполнить полный заряд АКБ с контролем уровня и плотности электролита по банкам. Если в конце заряда отклонений плотности электролита более 0,2-0,3 г/см3 не было, а сам электролит светлый – АКБ будет работать. Если нет, то все – надо менять батарею.

Повреждение сепаратора — пример брака, приведшего к короткому замыканию блока

И напоследок – самый часто встречающийся вопрос, который не зависит от времени года. Стартерная АКБ утратила пусковые свойства, причем зарядом ее работоспособность не восстанавливается. Пробок у батареи нет. Что делать в гарантийный срок?

Владелец пытается зарядить глубоко разряженную батарею, а она не заряжается, т.е. при подключении к автоматическому ЗУ «не берет» заряд. Что это – производственный дефект или неправильная эксплуатация? Ведь пробок на крышке нет, а значит, нет и возможности замерить плотность электролита в банках.

Вопрос важный: ведь ответ определит, кто будет платить за новую батарею. И он не так уж и прост.

Если батарея еще на гарантии – ее надо предоставить на проверку в лабораторию вместе с гарантийным талоном, так как для принятия решения о дефектности батареи специалисту лаборатории необходимо уточнить немало фактов:

• Когда АКБ была изготовлена (код на АКБ)?

• Когда она была куплена владельцем (запись в гарантийном талоне)?

• На каком автомобиле и сколько эксплуатировалась?

• Были ли отказы у АКБ ранее и проводились ли подзаряды?

• Когда наступил отказ (последний)?

После взрыва и полного разрушения крышки АКБ: сепараторы имеют следы низкого уровня залитого электролита в блокахТепловое повреждение сепараторов. Глубоко разряженную и застывшую (со льдом в банках) АКБ заряжали без отогрева. Такое повреждение возможно и после «прикуривания» в зимнее времяАКБ взорвалась после двенадцати дней работы на автомобиле. Причина — недолив электролита на заводе и отсутствие контроля со стороны автовладельца

После выяснения этих фактов осматривается целостность корпуса батареи – нет ли прокола, через который электролит вытек.

Замеряется значение НРЦ (ЭДС): этот показатель дает специалисту информацию – надо ли применять нагрузочную вилку.

Далее отмечается цвет индикатора. Он извлекается, и в этой банке замеряются плотность электролита и его уровень над блоком пластин.

Плотность электролита банки сопоставляется с величиной НРЦ: если плотность высокая, а НРЦ имеет низкое значение – значит, надо искать банку с низкой плотностью электролита. Если же его плотность в банке с индикатором низкая – возможно, что АКБ глубоко разряжена, а дефекта в батарее нет.

Сверления в крышке над каждой банкой по узнаваемым кружочкам позволяют замерить уровень и плотность электролита в каждой банке. И принятие дальнейших мер по этой батарее возможно только после измерения плотности электролита во всех шести банках.

Возможно, это будет направление на заряд с проверкой плотности электролита в процессе заряда. А после отдыха (отгазовки) в течение 8-10 часов батарею проверяют на разрядном стенде током 0,6 EN.

Сверления запаивают пластмассой с помощью паяльника. Возможные дефекты в АКБ (разрыв цепи внутри батареи, короткое замыкание в какой-либо банке) будут выявлены при заряде, а также при последующем разряде.

Вскрытие и осмотр деталей дефектной банки позволяют установить происхождение дефекта, а значит, понять, страховой это случай или нет. Исправная (т.е. без производственных дефектов) АКБ возвращается ее владельцу, который возмещает затраты лишь на заряд.

Если же батарея имела производственный дефект, владелец может получить официальное заключение, с которым и отправится затем в магазин...

  • Николай Курзуков, научный сотрудник аккумуляторной лаборатории ФГУП НИИАЭ

Полностью заряженная батарея - обзор

Состояние заряда

Состояние заряда обычно определяется как фактически доступное количество заряда в данной батарее ( Q ), связанное с максимально доступным количеством заряда, которое может быть получен от этой батареи после 100% полной зарядки ( C ) и обычно выражается в процентах:

[1] SoC = фактически доступное количество заряда (Q) максимально доступное количество заряда (C) × 100 %

Это определение LAB не является ясным и однозначным.Причина этого в том, что оба используемых значения, эталонное значение «максимально доступное количество заряда», так называемая «емкость аккумулятора» и «фактически доступное количество заряда» могут быть определены и соответственно измерены различными способами.

Контрольный тест для Q - это разряд с определенным заданным током до заданного напряжения отсечки при определенной заданной температуре батареи. Эталонный тест на емкость аккумулятора C представляет собой полную зарядку с последующей разрядкой в ​​условиях, аналогичных описанным ранее.В зависимости от скорости разрядного тока, температуры батареи, напряжения отключения и определения «полного заряда» могут быть получены разные значения для Q , C и, следовательно, для SoC.

Чтобы понять определение SoC, сначала необходимо дать определение «полной зарядке». Как правило, это определяется процедурой зарядки, приводящей к полностью заряженной батарее. Однако «полный» не является «полным» и сильно зависит от установленной процедуры начисления. Вот некоторые часто используемые определения «полностью заряженной батареи»:

Физическая полная означает, что все доступные активные массы находятся в заряженном состоянии.В новых аккумуляторах для зарядки доступны все активные массы. В старых батареях части активных масс могут ослабнуть из-за эрозии, могут быть недоступны для тока заряда из-за коррозионных слоев на электродах или могут быть преобразованы в необратимые сульфаты и, следовательно, больше не доступны для зарядки. Физическое наполнение достигается в тот момент, когда дополнительный зарядный ток используется на 100% для побочных реакций, таких как выделение газов или коррозия.

Номинальный полный достигается, когда применяется процедура зарядки, предписанная производителем батареи или данным стандартом.Для новых аккумуляторов это обычно почти такое же состояние, как и полное физическое. Например, в старых батареях крупнозернистые кристаллы сульфата свинца образуются во время работы или из-за процессов перекристаллизации. Эти кристаллы часто не могут быть растворены стандартными процедурами зарядки. Следовательно, части активных масс остаются в разряженном состоянии после номинальной полной зарядки. Для достижения полного физического состояния необходимо применять модифицированные стратегии зарядки, такие как зарядка при повышенных температурах или в течение более длительных периодов времени.Например, международный стандарт (EN 50342–1: 2006) для шестиэлементных залитых батарей стартер-свет-зажигание (SLI) определяет номинальный заряд CCCV-заряда на 25-35 ° C и (16,00 ± 0,01) В с ограничение тока 5 I номинальное на 24 ч. В старых батареях после этой процедуры зарядки может оставаться некоторое количество сульфата свинца. Они могут широко раствориться, если применяется дополнительная зарядка не менее чем на 40 ° C.

Полная работоспособность определяется как максимально возможная SoC батареи, которая может быть достигнута в полевых условиях в данном приложении.Номинальные условия заряда часто не могут быть применены к батареям, которые используются в реальных приложениях, из-за конструкции системы, ограничений, касающихся максимального напряжения заряда, температуры батареи и доступного времени зарядки. В результате аккумулятор, новый или старый, не может даже достичь номинального состояния полной зарядки. Например, в обычных транспортных средствах напряжение в системе обычно не может превышать примерно 15 В (что ниже 16 В, определенного для номинального заряда), а периоды заряда ограничиваются временем вождения (обычно намного меньше, чем 24 часа за один раз), так что даже свежий SLI аккумулятор не может быть полностью заряжен по номиналу.

Как следует из эталонных испытаний для C и Q , батарея определяется как разряженная, когда при ее разряде заданным номинальным током при определенной температуре достигается заранее заданное напряжение отсечки. Процедура разряда с указанными параметрами называется стандартным испытанием емкости. Это определение более практично, чем физически полностью разряженная батарея, где все активные массы находятся в разряженном состоянии, по нескольким причинам.Во-первых, ЛАБ нельзя полностью разгрузить физически, не нанеся ей необратимого повреждения. Во-вторых, в большинстве приложений батарея должна обеспечивать определенный уровень напряжения, даже если она «разряжена». В-третьих, полная физическая разрядка будет длиться почти бесконечно долго. Изготовитель или пользователь батареи может определить номинальную скорость разряда, напряжение в конце разряда и температуру. Поэтому необходимо упомянуть параметры для определения емкости с помощью теста емкости.В противном случае результаты несопоставимы.

После четкого определения значений «полная» и «разряженная» батарея, можно ввести различные однозначные определения емкости батареи:

Номинальная емкость или номинальная емкость C N . Номинальная или номинальная емкость - это значение емкости, указанное производителем при номинальных условиях эксплуатации (определяемых температурой, разрядным током и напряжением в конце разрядки, как при стандартном испытании емкости).

Начальная мощность C 0 . Первоначальная емкость - это измеренная емкость новой батареи. Эталонное измерение состоит из номинальной полной зарядки с последующим стандартным испытанием емкости, как определено выше. Для данной лаборатории это значение может быть немного выше или ниже номинальной емкости C N из-за производственных допусков, систематического завышения размеров производителем или отсутствия циклов инициализации, которые могут увеличить емкость в начале срока службы.

Фактическая вместимость C a . Фактическая емкость - это измеренная емкость батареи в ее текущем состоянии. Эталонное измерение такое же, как и для начальной емкости. Следовательно, для новой батареи C a = C 0 . В случае старых батарей C a 0 из-за процессов старения, которые приводят к потере емкости. Однако это не обязательно верно во всех случаях.Некоторые LAB показывают увеличение фактической мощности C a в течение нескольких месяцев или даже лет. Это особенно заметно для свинцово-кислотных аккумуляторов с регулируемым клапаном (VRLA).

Доступная емкость C в среднем . Доступная емкость - это емкость данной новой или устаревшей батареи, доступная для данного приложения. Эталонное измерение часто представляет собой рабочий полный заряд с последующим разрядом с номинальным током до тех пор, пока не будет достигнуто определяемое приложением напряжение конца разряда при фактической температуре батареи.

Теперь можно определить SoC, но перед этим следует отметить важный момент.

Общее определение SoC в соответствии с уравнением [1] полезно, когда SoC следует измерять с помощью эталонных тестов, потому что для обоих значений, Q и C , количество заряда может быть рассчитано во время разряда как ток разряда. умножается на время разряда. Если необходимо настроить определенную SoC (так, чтобы батарея имела определенное количество заряда Q ), невозможно разрядить LAB, пока она не станет пустой, а затем зарядить ее снова и вычислить сохраненный объем заряда путем интеграции заряда Текущий.Причина в том, что из-за более высокого напряжения батареи во время зарядки значительная часть зарядного тока переходит в реакцию выделения газа, и, таким образом, фактически накопленный заряд ниже, чем рассчитанный путем интегрирования зарядного тока. Следовательно, чтобы установить определенную SoC батареи, она должна быть полностью заряжена (до 100% SoC), а затем определенное количество заряда Q d должно быть снято с батареи путем разрядки, так что

[2] SoC = максимально доступное количество заряда (C) - снятое количество заряда (Qd) максимальное доступное количество заряда (C) × 100%

Это фактически немного другое определение SoC, но если C , Q и Q d измеряются при одинаковых условиях разряда (температура, ток разряда, напряжение в конце разряда и тот же возраст батареи), затем

[3] C = Q + Qd

, и это определение SoC эквивалентно определению, данному в уравнении [1].

Если упоминается «SoC», обычно имеется в виду фактическая доступная емкость, связанная с номинальной емкостью C N . Поскольку C N часто не является измеренным значением для данной батареи, условие [3] не выполняется. В этом случае с помощью формул [1] или [2] можно получить разные значения для SoC. С этой точки зрения для новой батареи SoC, относящаяся к начальной емкости ( C 0 ), более предпочтительна, поскольку выполняется условие [3].

Например, свежая батарея SLI номинальной емкостью C N = 100 Ач. Батарея может иметь начальную емкость C 0 = 105 Ач. В этом случае, если аккумулятор должен быть настроен на 50% SoC (относится к C N ), то Q d = 50 Ач должно быть разряжено от аккумулятора в соответствии с уравнением [2]. Однако, разрядив аккумулятор в номинальных условиях, можно извлечь из аккумулятора емкость 55 Ач до полного разряда.Это будет означать, что SoC (относящаяся к C N ) согласно определению [1] составляет 55%.

Для устаревших аккумуляторов SoC, связанная с начальной емкостью и использующая определения [1] или [2], не будет согласована. В этом случае следует использовать SoC, относящуюся к фактической емкости (SoC a ). По той же причине в приложении только SoC, связанная с доступной емкостью (SoC av ) с использованием определений [1] и [2], является правильным.

Связь между различными SoC можно пояснить на примере, показанном на рисунке 1.В этом примере дан старый LAB с начальной емкостью C 0 = 100 Ач. Из-за крупных кристаллов сульфата свинца физический полный заряд не может быть получен в течение ограниченного времени процедуры номинального заряда. Таким образом, емкость 5Ач остается незаряженной. При заданных критериях напряжения в конце разряда батарея имеет меньшую емкость из-за старения по сравнению с новой батареей. В этом примере это составляет дополнительную потерю емкости в 20 Ач. В результате получается фактическая емкость C a = 75 Ач.В SoC окно между 0% и 100% может быть сопоставлено с окном SoC 0 между 20% и 95%. В некоторых приложениях доступная емкость аккумулятора может составлять всего C av = 65 Ач, поскольку при полной зарядке остается значительное количество активных масс в разряженном состоянии. SoC av может быть сопоставлен с окном SoC 0 между 20% и 85%, или, другими словами, в данном приложении батарея может работать только между 20% и 85% от SoC относительно его начальной емкости.

Рисунок 1. Схематическая визуализация отношений между различными определениями состояния заряда (SoC).

Все приведенные выше определения емкости и SoC всегда принимают номинальную температуру или, по крайней мере, аналогичную температуру как должное. Поскольку температура оказывает значительное влияние на емкость батареи, другие значения этих показателей качества могут быть получены при других температурах.

Еще хуже упомянуть, что может возникнуть другая проблема с точным определением SoC.Из-за разной скорости побочных реакций в положительном и отрицательном электродах может случиться так, что SoC двух электродов будет отклоняться. Как правило, SoC определяется для батареи в целом, но для некоторых целей важны индивидуальные характеристики электродов. Схожей с этой проблемой является неоднородный SoC ячеек в последовательном соединении. Как правило, клетки имеют разную температуру, поэтому побочные реакции протекают с разной скоростью; следовательно, SoC ячеек отклоняется.

(PDF) Измерение плотности электролита в свинцово-кислотных аккумуляторах

Sensors 2010, 10

2607

10. Dakin, J .; Калшоу Б. Оптоволоконный датчик; Artech House: Норвуд, Массачусетс, США, 1989;

Том 2.

11. Zubía, J .; Арру, Дж. Пластиковые оптические волокна: введение в их технологические процессы и

приложений. Опт. Fiber Technol. 2001, 7, 101–140.

12. Хармер А.Л. В оптоволоконном рефрактометре с использованием ослабления мод оболочки.В материалах

1-й Международной конференции по оптоволоконным датчикам, Лондон, Великобритания, 26–28 апреля 1983 г.

13. Lomer, M .; Quintela, A .; López-Amo, M .; Zubía, J .; Лопес-Хигуэра, Дж. М. Квазираспределенный датчик уровня

, основанный на изогнутом полированном сбоку пластиковом оптоволоконном кабеле. Измер. Sci. Technol. 2007,

18, 2261–2267.

14. Эль-Шериф, М .; Бансал, Л .; Юань Дж. Оптоволоконные датчики для обнаружения токсичных и биологических угроз.

Датчики 2007, 7, 3100–3118.

15. Montero, D .; Vázquez, C .; Möllers, I .; Arrúe, J .; Джеггер, Д. Полимерный оптоволоконный датчик

на основе саморегулирующейся интенсивности для обнаружения жидкостей. Датчики 2009, 9, 6446–6455.

16. Armenta, C .; Doria, J .; de Andrés, M.C .; Urrutia, J .; Fullea, J .; Graña, F. Новый метод

, устанавливающий степень заряда свинцово-кислотных аккумуляторов с циркуляцией электролита. J. Power

Источники 1989, 27, 189–200.

17. Snyder, A .; Любовь, Дж.Теория оптических волноводов, 2-е изд .; Чепмен и Холл: Лондон, Великобритания, 1983.

18. Маркузе, Д. Деформация поля и потери, вызванные кривизной оптических волокон. J. Opt. Soc. Являюсь.

1976, 66, 311–320.

19. Love, J .; Винклер, К. Затухание мощности в изогнутых многомодовых ступенчатых пластинах и волоконных волноводах.

Электрон. Lett. 1978, 14, 32–34.

20. Маркузе Д. Формула потери кривизны для оптических волокон. J. Opt. Soc. Являюсь. 1975, 66, 216–220.

21.Глоге Д. Потери на изгибе в многомодовых волокнах с градиентным и неклассифицированным индексом сердцевины. Прил. Опт.

1972, 11, 2506–2513.

22. Ghatak, A .; Sharma, E .; Компелла, Дж. Точные пути в изогнутых волноводах. Прил. Опт. 1988, 27,

3180–3184.

23. Snyder, A .; Лав, Дж. Отражение на изогнутой диэлектрической границе раздела - электромагнитное туннелирование. IEEE

Пер. Теория СВЧ. 1975, 23, 134–141.

24. Durana, G .; Zubía, J .; Arrue, J .; Алдабалдетреку, Г.; Матео, Дж. Зависимость потерь на изгибе от толщины оболочки

в пластиковых оптических волокнах. Прил. Опт. 2003, 42, 997–1002.

25. Club Des Fibers Optiques Plastiques. Пластиковые оптические волокна. Практическое применение; John Wiley

& Sons: Hoboken, NJ, USA, 1997.

26. Cao, A .; Marcos, J .; Doval, J .; Peñalver, C. Оптимизированный оптоволоконный датчик для измерения

плотности электролита в свинцово-кислотных аккумуляторах. In Proceedings of Eurosensors XIX, Barcelona, ​​

Spain, 11–14 сентября 2005 г.

27. Cao, A .; Marcos, J .; Doval, J .; дель Рио, А. Компенсация температурной зависимости компонентов оптоэлектроники

с помощью оборудования и обработки данных. В материалах

POF & MOC 2006, Совместная международная конференция по пластиковому оптическому волокну и микрооптике,

Сеул, Корея, 11–14 сентября 2006 г .; С. 126–131.

28. Marcos, J .; Álvarez, J .; Doval, J .; Cao, A .; Peñalver, C .; Nogueiras, A .; Лаго, А. Менеджмент

Электронная система для быстрой зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.In Proceedings of Advanced Automotive

Batteries Conference, AABC-05, Honolulu, HI, USA, 13–17 июня 2005 г.

Новый анод для водных аккумуляторов позволяет использовать дешевую, обильную морскую воду в качестве электролита - ScienceDaily

Литий Аккумуляторы -ion имеют решающее значение для современной жизни, от питания наших ноутбуков и мобильных телефонов до этих новых праздничных игрушек. Но есть риск для безопасности - батареи могут загореться.

Водные батареи на основе цинка позволяют избежать опасности возгорания за счет использования электролита на водной основе вместо обычного химического растворителя.Однако неконтролируемый рост дендритов ограничивает их способность обеспечивать высокую производительность и длительный срок службы, необходимые для практических приложений.

Теперь исследователи сообщили в Nature Communications , что новый трехмерный анод из цинк-марганцевого наносплава преодолел ограничения, что привело к созданию стабильной, высокопроизводительной водной батареи без дендритов, использующей морскую воду в качестве электролита.

Сяонан Шань, соавтор работы и доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в Университете Хьюстона, сказал, что открытие открывает многообещающие перспективы для накопления энергии и других приложений, включая электромобили.

«Это недорогой, стабильный аккумулятор с высокой плотностью энергии», - сказал он. «Это должно быть полезно для надежных аккумуляторных батарей».

Шань и аспирант UH Гуансиа Фэн также разработали метод оптической визуализации на месте, позволяющий непосредственно наблюдать динамику реакции на аноде в режиме реального времени. «Эта платформа дает нам возможность напрямую отображать динамику реакции электродов на месте», - сказал Шан. «Эта важная информация предоставляет прямые доказательства и визуализацию кинетики реакции и помогает нам понять явления, к которым раньше было трудно получить доступ.«

Испытания показали, что новый трехмерный анод из цинк-марганцевого наносплава оставался стабильным без разрушения в течение 1000 часов циклического заряда / разряда при высокой плотности тока (80 мА / см2).

Анод - это электрод, который отводит ток от батареи, а электролиты - это среда, через которую ионный заряд протекает между катодом и анодом. Использование морской воды в качестве электролита вместо воды высокой степени очистки дает еще один способ снизить стоимость батареи.

Традиционные анодные материалы, используемые в водных батареях, склонны к образованию дендритов, крошечных наростов, которые могут привести к потере заряда батареи. Шан и его коллеги предложили и продемонстрировали стратегию эффективного минимизации и подавления образования дендритов в водных системах путем управления термодинамикой поверхностных реакций с помощью цинкового сплава и кинетикой реакции с помощью трехмерной структуры.

Шан сказал, что исследователи из UH и Университета Центральной Флориды в настоящее время исследуют другие металлические сплавы, помимо цинк-марганцевого сплава.

Помимо Шаня и Фэна, исследователями проекта являются Хуацзюнь Тянь, Чжао Ли, Дэвид Фокс, Лэй Чжай, Акихиро Кусима и соавтор-корреспондент Ян Ян, все из Университета Центральной Флориды; Чжэньчжун Ян и Ингэ Ду, оба из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории; Маою Ван и соавтор-корреспондент Чжэньсин Фэн, оба из Университета штата Орегон; и Хуа Чжоу из Аргоннской национальной лаборатории.

История Источник:

Материалы предоставлены Хьюстонским университетом .Оригинал написан Джинни Кевер. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Батареи (Часть вторая)

Жизненный цикл батареи

Срок службы батареи определяется как количество полных циклов зарядки / разрядки, которое батарея может выполнить до того, как ее нормальная зарядная емкость упадет ниже 80 процентов от первоначальной номинальной емкости. Срок службы батареи может варьироваться от 500 до 1300 циклов. Различные факторы могут вызвать износ аккумулятора и сократить срок его службы.Первый - это чрезмерная разрядка, которая вызывает избыточное сульфатирование; во-вторых, слишком быстрая зарядка или разрядка, приводящая к перегреву пластин и отслаиванию активного материала. Накопление наплавленного материала, в свою очередь, вызывает короткое замыкание пластин и приводит к внутреннему разряду. Батарея, которая остается разряженной или разряженной в течение длительного периода времени, может быть необратимо повреждена. Ухудшение может продолжаться до такой степени, что емкость элемента может упасть до 80 процентов после 1000 циклов.Во многих случаях элемент может продолжать работать почти до 2000 циклов, но с уменьшенной емкостью на 60 процентов от исходного состояния.

Методы испытаний свинцово-кислотных аккумуляторов

Состояние заряда аккумуляторной батареи зависит от состояния ее активных материалов, в первую очередь пластин. Однако состояние заряда батареи определяется плотностью электролита и проверяется ареометром, прибором, который измеряет удельный вес (вес по сравнению с водой) жидкостей.

Наиболее часто используемый ареометр состоит из небольшой герметичной стеклянной трубки, утяжеляемой на нижнем конце так, что она плавает в вертикальном положении. [Рисунок 12-195] Внутри узкого стержня трубки находятся бумажные весы с диапазоном значений от 1,100 до 1,300.

Рисунок 12-195. Ареометр (показания удельного веса).

При использовании ареометра количество электролита, достаточное для плавания ареометра, набирается в шприц. Глубина погружения ареометра в электролит определяется плотностью электролита, а значение шкалы, указанное на уровне электролита, является его удельным весом.Чем плотнее электролит, тем выше плавает ареометр; следовательно, наибольшее число на шкале (1,300) находится в нижней части шкалы ареометра.

В новой полностью заряженной аккумуляторной батарее самолета электролит состоит примерно на 30 процентов из кислоты и на 70 процентов из воды (по объему) и в 1,300 раз тяжелее чистой воды. Во время разряда раствор (электролит) становится менее плотным, и его удельный вес падает ниже 1,300. Показатель удельного веса от 1,300 до 1.275 указывает на высокий уровень заряда; от 1,275 до 1,240 - средний уровень заряда; а между 1.240 и 1.200 - низкий уровень заряда. Аккумуляторы для самолетов обычно имеют небольшую емкость, но подвержены большим нагрузкам. Значения, указанные для состояния заряда, поэтому довольно высоки. Ареометры периодически проводятся на всех аккумуляторных батареях, установленных в самолетах. Аккумулятор самолета в низком уровне заряда может иметь, возможно, оставшийся заряд на 50 процентов, но, тем не менее, считается низким перед лицом высоких требований, которые вскоре его исчерпают.Считается, что аккумулятор в таком состоянии заряда нуждается в немедленной подзарядке.

При проверке батареи с помощью ареометра необходимо учитывать температуру электролита. Показания удельного веса на ареометре отличаются от фактического удельного веса при изменении температуры. При температуре от 70 ° F до 90 ° F коррекция не требуется, поскольку изменение недостаточно велико, чтобы его можно было учесть. Когда температура выше 90 ° F или ниже 70 ° F, необходимо применить поправочный коэффициент.Некоторые ареометры оснащены шкалой коррекции внутри трубки. Для других ареометров необходимо обращаться к таблице, предоставленной производителем. В обоих случаях поправки следует добавлять или вычитать из показаний ареометра.

Удельный вес элемента является надежным только в том случае, если в электролит не было добавлено ничего, кроме случайных небольших количеств дистиллированной воды для восполнения потерь в результате нормального испарения. Всегда снимайте показания ареометра перед добавлением дистиллированной воды, а не после.Это необходимо, чтобы дать воде время для тщательного смешивания с электролитом и избежать втягивания в шприц ареометра пробы, которая не отражает истинную концентрацию раствора.

Соблюдайте особую осторожность при проверке свинцово-кислотной ячейки ареометром. Обращайтесь с электролитом осторожно, потому что серная кислота обжигает одежду и кожу. Если кислота попала на кожу, тщательно промойте это место водой, а затем нанесите бикарбонат соды.

Способы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов

При пропускании постоянного тока через аккумулятор в направлении, противоположном направлению тока разряда, аккумуляторная батарея может быть заряжена.Из-за внутреннего сопротивления (IR) в батарее напряжение внешнего источника заряда должно быть больше, чем напряжение холостого хода. Например, напряжение холостого хода полностью заряженной 12-элементной свинцово-кислотной батареи составляет примерно 26,4 В (12 × 2,2 В), но для ее зарядки требуется примерно 28 Вольт. Это большее напряжение необходимо для зарядки из-за падения напряжения в батарее, вызванного внутренним сопротивлением. Следовательно, зарядное напряжение свинцово-кислотной батареи должно равняться напряжению холостого хода плюс падение ИК-излучения внутри батареи (произведение зарядного тока и внутреннего сопротивления).

Батареи заряжаются методом постоянного напряжения или постоянного тока. В методе постоянного напряжения [Рисунок 12-196A] мотор-генератор с постоянным регулируемым напряжением проталкивает ток через батарею. В этом методе ток в начале процесса высокий, но автоматически снижается, достигая значения примерно 1 ампер, когда аккумулятор полностью заряжен. Метод постоянного напряжения требует меньше времени и контроля, чем метод постоянного тока.

Рисунок 12-196. Способы зарядки аккумулятора.

В методе постоянного тока [Рисунок 12-196B] ток остается почти постоянным в течение всего процесса зарядки. Этот метод требует больше времени для полной зарядки аккумулятора и к концу процесса представляет опасность перезарядки, если не соблюдать осторожность.

В самолете аккумуляторная батарея заряжается постоянным током от системы генератора самолета. Этот метод зарядки является методом постоянного напряжения, поскольку напряжение генератора поддерживается постоянным с помощью регулятора напряжения.

Когда аккумуляторная батарея заряжается, она вырабатывает определенное количество водорода и кислорода. Поскольку это взрывоопасная смесь, важно принять меры для предотвращения воспламенения газовой смеси. Ослабьте вентиляционные колпачки и оставьте на месте. Не допускайте появления открытого огня, искр или других источников воспламенения поблизости. Перед отключением или подключением аккумулятора к зарядке всегда отключайте питание дистанционным выключателем. На Рис. 12-197 показано оборудование для зарядки аккумулятора.

Рисунок 12-197.Зарядное устройство.

Flight Mechanic рекомендует

Marine Battery Maintenance 101 - e Marine Systems

Техническое обслуживание морских аккумуляторов 101


Как однажды выразился кто-то из представителей отрасли, «несколько батарей умирают естественной смертью, большинство - убито» . Следующая информация предназначена для того, чтобы рассказать вам, как максимально продлить срок службы батареи , банк , а также узнать, почему батареи выходят из строя.

Почему выходят из строя морские аккумуляторы

Когда свинцово-кислотный аккумулятор разряжен, на пластинах аккумулятора образуется мягкий сульфат свинца.Во время перезарядки батареи этот материал снимается с пластин и снова превращается в раствор электролита батареи. Если, однако, аккумулятор оставить в состоянии частичной разрядки всего на 3 дня, материал сульфата свинца начнет затвердевать и кристаллизоваться, образуя постоянный изолирующий барьер. По мере того, как этот барьер становится все толще и толще, способность батареи принимать заряд или передавать энергию снижается, в результате чего создается впечатление, что батарея больше не может использоваться.Накопление таких отложений, также известное как сульфатирование, является самым разрушительным процессом в жизни любой свинцово-кислотной батареи.

Многоступенчатая зарядка аккумулятора

Обычная 12-вольтовая свинцово-кислотная батарея должна быть доведена до 14,2–14,4 В постоянного тока, прежде чем она будет полностью заряжена. (Для систем на 24 вольта удвойте эти цифры.) Если снизить уровень напряжения, часть сульфатных отложений, которые образуются во время разряда, останутся на пластинах. Со временем эти отложения приведут к тому, что аккумулятор на 200 ампер-час будет действовать как аккумулятор на 100 ампер-час, и срок службы аккумулятора значительно сократится.После полной зарядки морские батареи должны находиться под значительно более низким напряжением для поддержания заряда - обычно от 13,2 до 13,4 вольт. Более высокие уровни напряжения «загазируют» батарею и испарят электролит, снова сокращая срок службы батареи.

Большинство конструкций зарядных устройств и стандартные генераторы , установленные на лодках, не могут удовлетворить противоречивые требования к напряжению начальной «основной зарядки» и последующей стадии «плавающего режима» или этапа технического обслуживания.Эти конструкции могут работать только с одним зарядным напряжением и, следовательно, должны использовать компромиссную настройку - обычно 13,8 вольт. Результатом является медленная неполная зарядка, накопление сульфатных отложений, чрезмерное выделение газов и сокращение срока службы батареи. Зарядные устройства с тонкой струйкой поддерживают напряжение на уровне 13,8 вольт, которое вскипает и в конечном итоге разрушает батарею.

Зарядное устройство, доступное в большинстве судовых инверторов , «умных» зарядных устройствах и генераторах с «умными» внешними регуляторами, автоматически циклически переключает аккумуляторы в правильной многоступенчатой ​​последовательности (иногда называемой трехступенчатой ​​зарядкой), чтобы обеспечить быструю и полную зарядку без чрезмерное газообразование.

Лучшие контроллеры заряда или солнечный контроллер , используемые в солнечных системах зарядки, могут управлять зарядкой батареи с использованием технологии ширины импульса. Напряжение поддерживается на желаемом значении во время фазы приема, но ток включается только на время, достаточное для обеспечения требуемого тока заряда. Напряжение снижается на стадии плавающего режима, и ток включается только на время, достаточное для поддержания напряжения плавающего режима.

Трехступенчатая зарядка аккумулятора

Аккумулятор обычно полностью заряжен до 75% на фазе полной зарядки.Фаза приема или абсорбции продолжает заряжать аккумулятор до полного заряда. После того, как батарея полностью заряжена, достаточно тока заряда, чтобы поддерживать батарею в полностью заряженном режиме (это плавающая фаза). Плавающую фазу не следует путать с «капельным зарядным устройством», которое перезаряжает (сваривает) многие батареи.

Напряжение объемного заряда

Напряжение накопительной зарядки типичных батарей с жидким электролитом должно быть около 14.4 В постоянного тока; батареи AGM около 14,2 В постоянного тока; гелевые батареи около 14,1 В постоянного тока. Не существует единого правильного напряжения для всех типов батарей. Неправильное напряжение ограничит производительность аккумулятора и срок его службы. Ознакомьтесь со спецификациями и рекомендациями производителя батарей.

Напряжение холостого хода

Параметры Float Voltage должны удерживать батареи на достаточно высоком уровне, чтобы поддерживать полный заряд, но не на таком высоком, чтобы вызвать чрезмерное «газообразование», которое «выкипит» электролит.Для батареи с жидким электролитом на 12 В в состоянии покоя обычно подходит напряжение 13,2–13,4; гелевые клетки обычно поддерживаются между 12,9 и 13,1. Если батареи используются на стадии поплавка, могут потребоваться несколько более высокие настройки.

Температурная компенсация

Температурная компенсация важна для всех типов батарей, но AGM и гелевый элемент (батареи с регулируемым клапаном) более чувствительны к температуре.Имейте в виду, что даже если вы находитесь в месте, где температура не сильно колеблется, в месте установки батарей могут быть значительные колебания температуры. Это может быть вызвано зарядкой и разрядкой аккумуляторов, которые сами по себе будут выделять тепло из-за неэффективности прохождения циклов зарядки. Кроме того, аккумуляторный отсек может сильно нагреться из-за палящего солнца на палубу лодки или остаточного тепла от двигателя, повышающего температуру аккумуляторного отсека. Добавление недорогого датчика температуры аккумулятора к контроллеру заряда или регулятору защитит аккумуляторы от падения. или перезаряжается из-за этого колебания температуры, обеспечивая более длительный срок службы батареи.

Глубокий цикл по сравнению с мелким циклом

Цикл в мире батареи происходит, когда вы разряжаете батарею, а затем снова заряжаете ее до того же уровня. Насколько глубоко разряжен аккумулятор, называется «глубиной разряда». Мелкий цикл происходит, когда верхние 20% или менее заряда батареи разряжаются, а затем перезаряжаются. Некоторые аккумуляторы, например автомобильные стартерные, предназначены только для этого типа езды на велосипеде. Пластины из активного материала тонкие, с большой общей площадью поверхности.Эта конструкция может обеспечить большую мощность за очень короткое время.

Второй тип цикла - это глубокий цикл, при котором до 80% емкости аккумулятора разряжается и заряжается. Батареи, предназначенные для глубоких циклов , сделаны с более толстыми пластинами из активного материала, у которых общая площадь поверхности меньше. Из-за меньшей доступности площади поверхности для химической реакции эти батареи вырабатывают столько же энергии, что и их размер, но делают это в течение более длительного периода времени.Этот тип конструкции батареи предпочтителен на круизном судне, потому что разрядка батареи на более глубокий уровень является нормальным явлением во время постановки на якорь из-за освещения, инструментов, вентиляторов и другого обычного использования батареи.

Определение уровня заряда аккумулятора

Уровень заряда аккумулятора определяется путем считывания напряжения на клеммах или удельного веса электролита.

Плотность или удельный вес сернокислотного электролита свинцово-кислотной батареи зависит от степени заряда (см. Таблицу ниже).Удельный вес считывается ареометром. Показания ареометра покажут точное состояние заряда . Ареометр нельзя использовать с герметичными, AGM или гелевыми батареями.

Вольтметры также используются для индикации состояния заряда аккумулятора . Цифровые вольтметры обеспечивают точность считывания напряжения до сотых долей, они относительно недороги и просты в использовании. Основная проблема, связанная с считыванием показаний напряжения, - это сильные колебания напряжения батареи в течение дня.Напряжение аккумулятора сильно реагирует на зарядку и разрядку. По мере зарядки аккумулятора указанное напряжение увеличивается, а при разрядке указанное напряжение уменьшается. Имея опыт, можно точно определить состояние заряда с помощью вольтметра.

Справочная таблица состояния заряда аккумулятора

Процент заряда Аккумулятор 12 В Аккумулятор 24 В Удельный вес
100 12.70 25,40 1,265
95 12,64 25,25 1,257
90 12,58 25,16 1,249
85 12,52 25,04 1,241
80 12.46 24,92 1,233
75 12,40 24.80 1,225
70 12,36 24,72 1,218
65 12,32 24,64 1,211
60 12.28 год 24,56 1,204
55 12,24 24,48 1,197
50 12,20 24,40 1,190
45 12,16 24,32 1,183
40 12.12 24,24 1,176
35 12,08 24,16 1,169
30 12,04 24,08 1,162
25 12,00 24,00 1,155
20 11.98 23,96 1,148
15 11,96 23,92 1,141
10 11,94 23,88 1,134
5 11,92 23,84 1,127
Разряжено 11.90 23,80 1,120

Мониторинг и обслуживание

Напряжение аккумулятора должно поддерживаться на уровне 50% или выше для максимального срока службы аккумулятора. Поддерживайте уровень электролита в батарее на указанном уровне и никогда не позволяйте пластинам выступать над электролитом. При заправке батарей используйте только дистиллированную воду, а не воду из-под крана. Вода - единственный элемент, используемый вашей батареей.Никогда не добавляйте кислоту в аккумулятор. Не переполняйте и не заливайте, когда батареи разряжены. Избыточный полив чрезмерно разбавляет кислоту, и при зарядке будет вытекать электролит.

Выравнивание

Уравнение - это управляемая перезарядка полностью заряженной батареи. Этот перезаряд смешивает электролит, выравнивает заряд между различными элементами батареи и снижает постоянное сульфатирование пластин батареи. Это энергия, вложенная в продление срока службы батареи.Мы считаем, что, как показывает практика, выравнивание следует проводить каждые 60–90 дней.

Equalization разряжает ваши батареи до 15 вольт или выше (30 вольт в 24-вольтовой системе), поэтому перед началом работы убедитесь, что все нагрузки постоянного тока отключены. В процессе выравнивания расходуется вода и происходит выделение газа. Убедитесь, что ваши батареи хорошо вентилируются во время зарядки. Во время этого процесса следует внимательно следить за батареями. Вначале проверьте удельный вес всех ячеек, отметив все ячейки с низким содержанием.Продолжайте проверять плотность электролита во время процесса, пока не получите три показания с интервалом в 30 минут, которые не укажут на дальнейшее увеличение значений удельного веса.

Испарения, образующиеся во время выравнивания, могут быть очень разрушительными для ткани и обивки, если батареи расположены в жилой зоне лодки. Помещение необходимо хорошо проветривать.

Кондиционер для батарей

Аккумуляторные кондиционеры (десульфатор) являются альтернативой выравниванию.Кондиционеры для аккумуляторов используют широкий импульс энергии, излучаемый в аккумуляторный блок, который устраняет и предотвращает этот процесс ограничения срока службы. Частоты, с которыми излучаются эти импульсы, настроены для возбуждения структурных компонентов сульфатных отложений. Этот процесс позволяет сульфатированию вернуться обратно в электролит.

Защитные батареи

Защитные устройства для аккумуляторов могут сэкономить на замене домашнего аккумулятора и обеспечить лучший страховой полис за небольшую цену.Защитные устройства для аккумуляторов располагаются между аккумуляторным блоком и домашними нагрузками. Если по какой-либо причине вы должны разрядить батарею ниже заданного уровня (обычно 10,5 В), защитное устройство батареи отключит нагрузку, сохраняя батарею.

Обычно охлаждение остается на борту, когда вы покидаете лодку, разряжая ваши батареи, в результате чего вы теряете аккумуляторный блок и, в конечном итоге, остаетесь пищей в холодильнике. Защитный кожух отсоединит холодильник, сохранив аккумуляторную батарею дома, но да, в холодильнике все равно будет плохая еда.

Разрушение и старение аккумулятора | SpringerLink

Глава

  • 1 Цитаты
  • 865 Загрузки

Abstract

Батареи подвержены разложению при хранении из-за различных химических механизмов, таких как ограниченная термическая стабильность материалов при хранении, например.грамм. оксид серебра в серебряно-цинковых батареях или коррозия металлических электродов, например свинец в свинцово-кислотных батареях или литий в литиевых / тионилхлоридных батареях. Рабочие характеристики батареи могут ухудшаться во время использования из-за паразитных реакций, таких как реакции металлического лития / электролита батареи в перезаряжаемых батареях из металлического тия. Скорость разложения может быть связана с рядом факторов, такими как температура хранения или температурные колебания. Стандарты батарей требуют тестирования после различных температурных режимов хранения, чтобы обнаружить это.

Эффект снижения производительности можно оценить с помощью измерений при хранении в реальном времени или ускоренного старения при высоких температурах. Другие методы оценки скорости разложения включают тепловые измерения (микрокалориметрию). Причины повышенной скорости разрушения батареи включают неточный контроль зарядного напряжения, например: перезаряд свинцово-кислотных аккумуляторов вызовет перегрев и чрезмерную потерю электролита из-за выделения газов. Обслуживание аккумуляторов необходимо для обеспечения хорошей работы, e.грамм. полная разрядка никель-кадмиевых аккумуляторов во избежание потери емкости из-за «эффекта памяти» или регулярной зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов во избежание потери емкости при хранении из-за сульфатации (образования нереактивного сульфата свинца в пластинах аккумулятора).

Батареи могут быть спроектированы таким образом, чтобы избежать деградации при хранении, за счет использования резервных конструкций, в которых один компонент, обычно электролит, не производится при производстве и затем добавляется непосредственно перед использованием, например в батареях с морской водой магниевый анод быстро подвергнется коррозии, поэтому батареи хранятся сухими (без электролита), а батарея активируется при погружении в морскую воду.

Ключевые слова

Диоксид марганца Тионилхлорид Аккумуляторная батарея Срок хранения оксида серебра

Эти ключевые слова были добавлены машиной, а не авторами. Это экспериментальный процесс, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Список литературы

  1. Banner, J.А. и Винчестер К., 1997, Безопасность высокоэнергетических батарей, анекдоты, проблемы и подходы, J. Power Sources

    65

    : 271 - 274, Источники энергии 16, Труды 20-го Международного симпозиума по источникам энергии, Брайтон, апрель 1997.

    CrossRefGoogle Scholar
  2. Chan, ML., 1999, Надежность и производительность первичных литиевых батарей для ультразвуковых счетчиков газа, J. ​​Power Sources

    80

    : 121-128, Источники энергии 17, Proceedings of the 21st International Симпозиум по источникам энергии, Брайтон, май 1999 г.

    CrossRefGoogle Scholar
  3. Даллек С., Кокс В.Г. и Килрой В.П., 1996, Исследование проблемы задержки напряжения в резервной батарее из оксида серебра / цинка, 31–34, Труды 37-й конференции по источникам энергии, Черри-Хилл, США, Июнь 1996 г.

    Google Scholar
  4. Карпинский А.П., Моковецкий Б., Рассел С.Дж., Сереньи. Р. и Уильямс, округ Колумбия, 1999 г., Серебро - цинк: состояние технологий и приложений, J. Power Sources

    80

    : 273 - 277, Power Sources 17, Proceedings 21-го Международного симпозиума по источникам энергии, Брайтон, май 1999 г. .

    CrossRefGoogle Scholar
  5. Lewis H., Grun C. and Salkind A., 1997, Целлюлозные сепараторы: новые и улучшенные сепараторы для щелочных перезаряжаемых элементов, J. Power Sources

    65

    : 29 - 38, Источники питания 16 , Материалы 20-го Международного симпозиума по источникам энергии, Брайтон, апрель 1997 г.

    CrossRefGoogle Scholar
  6. Линден Д., 1995 г., Справочник по батареям, 2-е изд. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк.

    Google Scholar
  7. Ричи, А.Г., 1996, Военное применение резервных батарей, Фил. Пер. Рой. Soc. 354: 1643-1652.

    CrossRefGoogle Scholar
  8. Ritchie AG, Lee JC, Giwa CO и Gilmour A., ​​1998, Безопасность портативных батарей, Отчет ERA 98–0109, 2.2.1 - 2.2.9, Материалы конференции, Портативные батареи: новые технологии и Ответственность за охрану окружающей среды.

    Google Scholar
  9. Шмидт К. Л. и Скарстад П. М., 1997, Разработка модели эквивалентной схемы для литиево-йодной батареи, J.Источники энергии 65,121-128, Источники энергии 16, Труды 20-го Международного симпозиума по источникам энергии, Брайтон, апрель 1997 г.

    CrossRefGoogle Scholar
  10. Скелтон Дж. И Сереньи Р., 1997, Улучшенные вторичные элементы из серебра / цинка для подводных применений. J. Power Sources 65, 39–45, Power Sources 16, Труды 20-го Международного симпозиума по источникам энергии, Брайтон, апрель 1997 г.

    CrossRefGoogle Scholar

Информация об авторских правах

© Springer Science + Business Media New York 2001

Авторы и принадлежность

  1. 1. Агентство оценки и исследований защитыGosportUK

Аккумуляторная батарея с длительным сроком службы Al ионный аккумулятор на основе расплавов солей

Доступные и масштабируемые системы накопления энергии необходимы для смягчения колебаний выходной мощности энергосистемы, объединяющей периодически возобновляемые источники энергии.Традиционные аккумуляторные технологии не могут удовлетворить жесткие требования к низкой стоимости и длительному сроку службы, предъявляемым к сетевым приложениям, хотя некоторые из них продемонстрировали впечатляюще высокую плотность энергии и емкость. Совсем недавно прототип алюминиево-ионной батареи был разработан с использованием дешевых электродных материалов (Al и графит) в органическом ионно-жидком электролите при комнатной температуре. Здесь мы реализуем другой ионно-алюминиевый аккумулятор в электролите с расплавом неорганической соли, который содержит только чрезвычайно дешевый и негорючий расплав хлоралюмината натрия, работающий при 120 ° C.Благодаря превосходной ионной проводимости расплавленного электролита и улучшенной динамике взаимодействия / деинтеркаляции ионов алюминия при повышенной температуре 120 ° C, батарея обеспечивала разрядную емкость 190 мА чг −1 при плотности тока 100 мА г -1 и показал отличные циклические характеристики даже при чрезвычайно высокой плотности тока 4000 мА г -1 : 60 мА ч г -1 Емкость после 5000 циклов и 43 мА ч г −1 производительность после 9000 циклов, с кулоновским КПД, постоянно превышающим 99%.Недорогие и безопасные характеристики, а также выдающаяся длительная цикличность при высоких плотностях тока позволяют масштабировать эту совершенно новую батарею для крупномасштабных приложений хранения энергии.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент... Что-то пошло не так. Попробуй еще раз? .

Comments |0|

Legend *) Required fields are marked
**) You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>
Category: Разное