В настоящее время выбор аккумуляторных батарей огромен - в продаже можно найти уже готовые к использованию источники питания, а также сухозаряженные батареи, которые требуют осуществить приготовление электролита и его заливку до начала эксплуатации. Дальнейшее обслуживание аккумуляторов многие часто осуществляют в сервисах. По разным причинам может возникнуть необходимость самостоятельно приготовить раствор. Чтобы это мероприятие увенчалось успехом, следует знать, как сделать электролит в домашних условиях.
Электролит - электропроводящий раствор, содержащий в своём составе дистиллированную воду и серную кислоту, едкий калий или натрий в зависимости от типа источника питания.
Этот показатель кислотности напрямую зависит от необходимой плотности электролита. Изначально средняя концентрация этого раствора в автомобильном аккумуляторе - около 40% в зависимости от температуры и климата, в которых используется источник питания. Во время эксплуатации концентрация кислоты падает до 10–20%, что сказывается на работоспособности АКБ.
Вместе с тем стоит понимать, что аккумуляторная серная составляющая - наичистейшая жидкость, которая на 93% состоит непосредственно из кислоты остальные 7% — примеси. На территории России производство этого химиката строго регламентировано - продукция должна соответствовать требованиям ГОСТ.
Несмотря на то что принцип работы раствора одинаков для разных источников питания, следует знать о некоторых различиях составов. В зависимости от состава принято выделять щелочной и кислотный электролиты.
Этот вид источников питания характеризуется наличием гидроокиси никеля, окиси бария и графита. Электролит в этом виде аккумуляторов представляет собой 20% раствор едкого калия. Традиционно используется добавка моногидрата лития, которая позволяет продлить срок эксплуатации АКБ.
Щелочные источники питания отличаются отсутствием взаимодействия калийного раствора с веществами, образуемыми во время работы аккумулятора, что способствует аксимальному уменьшению расхода.
Этот вид источников питания является одним из самых традиционных, поэтому и раствор в них знаком многим - смесь дистиллированной воды и серного раствора. Концентрат электролита для свинцово-кислотных аккумуляторов дешёво стоит и характеризуется способностью проводить ток большой величины. Плотность жидкости должна соответствовать климатическим показателям.
Отдельно хотелось бы обратить внимание на современные свинцово-кислотные источники питания - гелевые и AGM. Они также могут быть заправлены собственноручно приготовленным раствором, который в них находится в специфической форме - в виде геля или внутри сепараторов. Для заправки гелевых аккумуляторов понадобится ещё один химический компонент - силикагель, который загустит кислотный раствор.
В отличие от свинцовых источников питания, кадмиево- и железоникелевые заливаются щелочным растовром, который является смесью дистиллированной воды и едкого калия или натрия. Гидроксид лития, входящий в состав этого раствора для определённых температурных режимов, позволяет увеличить срок службы АКБ.
Таблица 2. Состав и плотность электролита для кадмиево- и железоникелевых и аккумуляторов.
Приготовление раствора - работа с кислотами и щелочами, поэтому соблюдение мер предосторожности необходимо для самых опытных людей. Перед началом действия подготовьте средства защиты:
Для приготовления аккумуляторного электролита помимо самого источника питания потребуются следующие предметы:
Перед началом работ ознакомьтесь с информацией, приведённой в таблице 3. Она позволит выбрать необходимый объем жидкостей. В аккумуляторах залито от 2,6 до 3,7 литра кислотного раствора. Мы рекомендуем разводить примерно 4л электролита.
Таблица 3. Пропорции воды и серной кислоты.
Таблица 4. Плотность электролита для разных климатов.
Концентрация кислотного раствора должна соотноситься с минимальной температурой, при которой эксплуатируется аккумулятор. Если жидкость получилась слишком концентрированной, её необходимо разбавить дистиллированной водой.
Смотрите видео, как измерить плотность электролита.
Внимание! Вливать воду в кислоту нельзя! В результате этой химической реакции может возникнуть закипание состава, что приведёт к его расплескиванию и возможности получить кислотные ожоги!
Обращаем ваше внимание, что во время смешивания компонентов выделяется тепло. В подготовленный аккумулятор следует заливать остывший раствор.
Плотность и количество электролита в таких аккумуляторах указана в инструкции по эксплуатации источника питания или на сайте компании-производителя.
При появлении осадка следует его перемешивать. Если к концу отстаивания он остаётся, слейте электролит так, чтобы осадок не попал в аккумулятор - это приведёт к уменьшению срока его эксплуатации.
Внимание! Во время работ температура щелочного раствора не должна превышать 25 градусов по Цельсию. Если жидкость чрезмерно нагревается, охладите её.
После приведения раствора к комнатной температуре и его заливке в аккумулятор, источник питания необходимо полностью зарядить током, составляющим 10% от ёмкости АКБ (60Ач — 6А).
Как видите, приготовление раствора электролита не такое сложное дело. Главное, следует чётко определиться с необходимым количеством ингредиентов и помнить о безопасности. Вы пробовали развести электролит своими руками? Поделитесь опытом с нашими читателями в комментариях.
В качестве стартерных батарей в автотранспорте используются свинцово-кислотные аккумуляторы. Функционирование аккумулятора обеспечивается специальным раствором серной кислоты — электролитом. О том, что такое аккумуляторный электролит, каких типов он бывает, и как его использовать — читайте в статье.
Аккумуляторный электролит — водный раствор серной кислоты, предназначенный для использования в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях (АКБ). Электролит готовится путем растворения концентрированной серной кислоты в дистиллированной воде, молекулы кислоты в данном растворе диссоциируют (распадаются) на ионы — это явление наделяет электролит электропроводящими свойствами.
Например, если электролит при температуре +25°C имеет плотность 1,28 г/куб. см, то при температуре -15°C он имеет плотность 1,25 г/куб. см, а при нагреве до +50°C (что часто бывает в подкапотном пространстве автомобиля) плотность повышается до 1,3 г/куб. см.
Чтобы компенсировать изменение плотности электролита в АКБ транспортных средств, эксплуатируемых в различных климатических поясах, применяются электролиты большей или меньшей плотности:
Кроме того, при повышении плотности электролита повышается его морозоустойчивость — более плотные электролиты устойчивы к замерзанию, поэтому они лучше подходят для эксплуатации в холодное время года и в холодных климатических поясах.
Сегодня можно купить электролит необходимой плотности, освободив себя от непростой процедуры приготовления правильного по характеристикам электролита из кислоты и воды. Электролит продается в тарах емкостью от 1 до 20 литров, поэтому всегда можно приобрести нужный для работы объем.
Сразу нужно отметить, что электролит не используется для текущего обслуживания аккумулятора. Наиболее часто в АКБ снижается уровень электролита и падает его уровень, в этом случае обслуживание выполняется добавлением воды. Дело в том, что в процессе работы аккумулятора из электролита испаряется вода, а кислота остается на месте. Также потеря воды может возникать в случае перезаряда аккумулятора — при достижении определенной плотности концентрация серной кислоты в электролите снижается и ее уже не хватает для нормального протекания указанных выше электролитических реакций. В этих условиях начинается процесс электрохимического разложения воды на водород и кислород — это проявляется «кипением» электролита, а образовавшиеся газы улетучиваются. В обоих случаях — при испарении и разложении воды — плотность электролита повышается, для ее восстановления необходимо использовать воду.
Наиболее часто электролит применяется для восстановления работы аккумулятора в случае замерзания электролита с последующей потерей его характеристик. Если электролит в АКБ замерз, то, прежде всего, необходимо занести его в теплое помещение и дождаться оттаивания. После этого аккумулятор следует поставить на зарядку с малым током — рекомендуется ток около 1 ампера и срок зарядки до 2 суток. В ходе зарядки нужно измерять плотность электролита, если она начнет повышаться, то его можно нормально зарядить и эксплуатировать.
Если же ни при каких условиях плотность не повышается, то следует произвести замену электролита. Это выполняется следующим образом:
Зарядку следует остановить, когда плотность электролита и напряжение на клеммах будут стабильными в течение хотя бы двух часов.
Но если замерзание аккумулятора вызвало деформацию или разрушение пластин, то менять электролит уже бесполезно — нужно покупать новую батарею.
Аналогично устраняются и другие проблемы с аккумулятором — утечка или загрязнение электролита, ремонт АКБ после короткого замыкания и т.д. Но в этих случаях прежде нужно проверить аккумулятор на целостность и ремонтопригодность, при обнаружении трещин и других физических повреждений батарея ремонту не подлежит, ее нужно утилизировать.
Особый случай — ввод в эксплуатацию сухозаряженных аккумуляторов, которые поставляются без электролита. Обычно для подготовки такого аккумулятора его нужно заполнить электролитом и дождаться достижения необходимой плотности — все эти действия обязательно прописаны в инструкции к аккумулятору. Предварительную зарядку сухозаряженного АКБ проводить не нужно!
Во всех случаях необходимо правильно рассчитывать объем электролита, чтобы сделать правильную покупку. Объем электролита в АКБ зависит от его напряжения и электрической емкости. Наиболее распространенные 12-вольтовые аккумуляторные батареи емкостью 55-60 А·ч вмещают 2,5-3 литра, емкостью 75-90 А·ч — от 3,5 до 5 литров. Большие 24-вольтовые АКБ емкостью свыше 100 А·ч могут содержать 10 и более литров электролита. При покупке рекомендуется брать электролит с небольшим запасом, так как в процессе работы возможны непредвиденные потери и утечки.
Электролит приготовляется путем разведения аккумуляторной серной кислоты плотностью 1,83... 1,84 (ГОСТ667—73) в дистиллированной воде с допустимыми примесями.
Химическая чистота электролита оказывает существенное влияние на работоспособность и срок службы батарей. Загрязнение электролита такими вредными примесями, как железо, марганец, хлор и другие, приводит к повышенному саморазряду батарей, снижению отдаваемой емкости, разрушению электродов и преждевременному выходу батареи из строя. Поэтому для приготовления электролита запрещается применять техническую серную кислоту и загрязненную (недистиллированную) воду. При приготовлении электролита, приведении батарей в рабочее состояние и техническом обслуживании батарей в эксплуатации необходимо пользоваться только чистой посудой и соблюдать чистоту.
В исключительных случаях при отсутствии дистиллированной воды для приготовления электролита допускается использование снеговой или дождевой воды, предварительно профильтрованной через чистое полотно для очистки от механических загрязнений. Нельзя собирать воду с железных крыш и в железные сосуды.
Электролит следует готовить в стойкой к действию серной кислоты посуде (эбонитовой, фаянсовой, керамической), соблюдая при этом особую осторожность и правила техники безопасности. Применение железной, медной, цинковой или стеклянной посуды категорически запрещается .
Аккумуляторные батареи в зависимости от климатической зоны заливаются электролитом, имеющим плотность, указанную в графе 5 таблицы 3. Электролит требуемой плотности может быть приготовлен непосредственно из кислоты плотностью 1,83...1,84 г/см 3 и воды. Однако при непрерывном вливании кислоты в воду происходит сильный разогрев раствора (80-90 °C) и требуется длительное время для его остывания. Поэтому для приготовления электролита требуемой плотности более удобно применять раствор кислоты промежуточной плотности 1,40 г/см 3 , так как в этом случае значительно сокращается время охлаждения электролита.
Таблица 3. Плотность электролита при приведении аккумуляторных батарей в рабочее состояние
| Климатические зоны и районы (ГОСТ 16035-70) | Средняя месячная темпе-ратура в январе, °C | Номера зон и районов по карте- схеме | Время года | Плотность электролита, приведенная к 25 °C, г/см 3 | Примечание | |
| заливаемого | полностью заряженной батареи | |||||
| Холодная, климатический район очень холодный | от -50 до -30 | 1а | зима круглый год |
1.28 | для автомобильных батарей для автомобильных батарей для танковых батарей |
|
| Холодная, климатический район холодный | от -30 до -15 | 1б | круглый год | 1.26 | 1.28 | для всех батарей |
| Умеренная | от -15 до -4 | 2 | круглый год | 1.24 | 1.26 | для всех батарей |
| Теплая влажная | от 4 до 6 | 3 | круглый год | 1.20 | 1.22 | для всех батарей |
| Жаркая | от -15 до 4 | 4 | круглый год | 1.22 | 1.24 | для всех батарей |
Таблица 4. Количество дистиллированной воды, кислоты или её раствора плотностью 1,40 г/см 3 , необходимое для приготовления 1 л электролита требуемой плотности (при 25 °C)
| Требуемая плотность электролита, г/см 3 | Кол-во воды, л | Количество серной кислоты плотностью 1,83 г/см 3 | Кол-во воды, л | Количество раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см 3 , л | |
| л | кг | ||||
| 1,20 | 0,859 | 0,200 | 0,365 | 0,547 | 0,476 |
| 1,21 | 0,849 | 0,211 | 0,385 | 0,519 | 0,500 |
| 1,22 | 0,839 | 0,221 | 0,405 | 0,491 | 0,524 |
| 1,23 | 0,829 | 0,231 | 0,424 | 0,465 | 0,549 |
| 1,24 | 0,819 | 0,242 | 0,444 | 0,438 | 0,572 |
| 1,25 | 0,809 | 0,253 | 0,464 | 0,410 | 0,601 |
| 1,26 | 0,800 | 0,263 | 0,484 | 0,382 | 0,624 |
| 1,27 | 0,791 | 0,274 | 0,503 | 0,357 | 0,652 |
| 1,28 | 0,781 | 0,285 | 0,523 | 0,329 | 0,679 |
| 1,29 | 0,772 | 0,295 | 0,541 | 0,302 | 0,705 |
| 1,31 | 0,749 | 0,319 | 0,585 | 0,246 | 0,760 |
| 1,40 | 0,650 | 0,423 | 0,776 | - | - |
Раствор серной кислоты плотностью 1,40 г/см 3 , приведенной к 25 °C, должен готовиться заранее и после охлаждения храниться в стеклянной или полиэтиленовой посуде.
Количество воды, кислоты или её раствора плотностью 1,40 г/см 3 , необходимое для приготовления 1 л электролита, указано в табл. 4. Примерное количество электролита, необходимое для заливки одной аккумуляторной батареи, дано в табл. 1. Пользуясь таблицами 1 и 4, можно рассчитать количество электролита заданной плотности для заливки как одной, так и нескольких батарей любого типа.
Расчет проводится в такой последовательности: из определяется общий объем электролита для заливки нужного числа батарей, затем по табл. 4 подсчитывается количество дистиллированной воды и раствора кислоты плотностью 1,40 г/см 3 (или крепкой кислоты), нужное для приготовления электролита заданной плотности для заливки всех батарей.
Плотность электролита измеряется с помощью денсиметра ГОСТ 1300-57 или аккумуляторного ареометра ТУ 25-11-968-77 (рис. 35). В первом случае электролит наливают в мерный цилиндр (мензурку) или другой стеклянный сосуд высотой 200...300 мм, диаметром 50...70 мм и опускают в него денсиметр (поплавок). Деление денсиметра, совпадающее с уровнем электролита в цилиндре, указывает на его плотность. Способ измерения плотности электролита в цилиндре применяют главным образом для контроля плотности электролита в баке, где его приготовляют.
Ареометр позволяет измерять плотность электролита непосредственно в аккумуляторе. Он состоит из цилиндра с резиновой грушей и заборной трубкой и денсиметра (поплавка). При определении плотности электролита необходимо сжать рукой резиновую грушу ареометра, ввести конец заборной трубки в электролит и постепенно отпустить грушу. После того, как денсиметр всплывет, по его шкале определить плотность электролита в аккумуляторе. При измерениях надо следить за тем, чтобы денсиметр свободно плавал в электролите ("не прилипал" к стенкам цилиндра).
Плотность электролита зависит. от температуры. При повышении температуры на 1 °C плотность электролита уменьшается, а при понижении температуры на 1 °C, наоборот, увеличивается на 0,0007 г/см 3 . На каждые 15 °C изменения температуры плотность изменяется примерно на 0,01 г/см 3 . Исходной считается температура электролита 25 °C. Поэтому при измерении плотности электролита следует учитывать его температуру и в необходимых случаях вносить поправку к показаниям ареометра, пользуясь табл. 5
Таблица 5. Величины поправок к показанию ареометра (денсиметра) в зависимости от температуры электролита
Заливку электролита в аккумуляторы нужно проводить в такой последовательности:
Аккумуляторные батареи заливаются электролитом, имеющим плотность в зависимости от климатической зоны, указанной в табл. 3.
Температура электролита, заливаемого в аккумуляторные батареи, должна быть не ниже 15° и не выше 25 °C.
В жаркой и теплой влажной зонах допускается заливка батарей электролитом с температурой до 35 °C.
Заливать электролит следует небольшой струей до тех пор, пока зеркало электролита не коснется нижнего торца тубуса горловины. В батареи, не имеющие тубуса, заливку электролита производить до уровня на 15...20 мм выше предохранительного щитка для танковых и на 10...15 мм выше предохранительного щитка для автомобильных батарей.
Уровень электролита проверяется с помощью стеклянной трубки диаметром 5...6 мм с делениями (рис. 37). Погрузив трубку в электролит до упора в предохранительный щиток, нужно зажать пальцем верхний конец, затем приподнять ее: высота столбика в трубке соответствует уровню электролита в аккумуляторе.
Корректировка уровня электролита в аккумуляторах при заливке батарей упрощается при применении для этой цели резиновой груши со специальным наконечником (рис. 38). Груша имеет сменный эбонитовый наконечник в виде трубки с заглушённым нижним концом, в котором на некотором расстоянии от конца наконечника просверлено отверстие диаметром 2...2,5 мм. Практически нужно иметь четыре сменных наконечника с расстоянием отверстий от конца: 12, 15, 17 и 20 мм. Наконечник груши вводят в заливное отверстие крышки аккумулятора до упора в предохранительный щиток, после чего грушу сжимают и отпускают. Если уровень электролита ниже нормы, в отверстие наконечника будет засасываться воздух: в аккумулятор следует добавить электролит. Если уровень электролита выше нормы, излишек его будет отсасываться в грушу и уровень установится на нужной высоте над предохранительным щитком.
Автомобильные батареи с автоматической регулировкой уровня электролита следует заливать (при пробке, надетой на вентиляционный штуцер) до верхнего среза заливной горловины. После снятия пробки со штуцера уровень электролита снизится автоматически до установленной нормы.
Примерное количество электролита, необходимое для заливки батарей разных типов, указано в табл. 1.
