Плотность электролита в аккумуляторе зимой таблица: Какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой: оптимальные значения

Содержание

Какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой: оптимальные значения

Плотность электролита – главный параметр всех свинцово-кислотных электрических аккумуляторов, потому что он оказывает влияние на срок эксплуатации и ёмкость прибора.

Необходимо удерживать оптимальное значение показателя, чтобы гарантировать правильную работу АКБ. Оно зависит не только от климатических характеристик региона, в котором находится автомобиль, но и от времени года. К примеру, если плотность аккумулятора в зимний период составляет 1,25 г/см3, то это свидетельствует о критическом уровне, при котором транспортное средство не сможет завестись. Особенно речь идёт о районах, в которых температура может опускаться до -50 градусов. Однако при умеренном климате такое значение соответствует заявленным требованиям нормы. Следовательно, считается, что показатели в разные временные сезоны должны отличаться друг от друга.

Перед многими автовладельцами встаёт дилемма: разная или одинаковая должна быть плотность аккумулятора зимой и летом? Давайте разбираться.

Зима

Плотность электролита на зиму в аккумуляторе транспортного средства должна составлять около 1,27 г/см3. Но такое значение оптимально лишь для центральных районов России. В регионах, в которых температурный режим ниже -35 градусов, показатель изменяется в диапазоне от 1,28 г/см3 до 1,35 г/см3. Например, если автомобиль работает в условиях Крайнего Севера, то величина колеблется в пределах 1,31–1,35 г/см3. Возникает вопрос: почему плотность электролита в аккумуляторе зимой должна иметь такое значение? Существует две причины, дающих ответ на поставленный вопрос:

  1. Жидкость с большой вероятностью превратится в лёд при минусовой температуре, так как в ней доля воды превышает допустимую норму.
  2. Механизмы автомобиля замерзают в мороз и требуют увеличения электродвижущей силы, чтобы осуществить запуск двигателя. Даже лучшие модели автомобилей не смогут работать без дополнительной энергии. Уменьшение значения показателя вплоть до 1,1 г/см3 приведёт к замерзанию электрического аккумулятора.

Зимняя плотность аккумулятора находится на низком уровне. Следовательно, при разрядке она упадёт до критических значений. Чтобы решить эту проблему, желательно постоянно следить за состоянием АКБ. Чтобы проследить взаимосвязь между уровнем заряда и водным соотношением в составе электролита, можно рассмотреть различные сценарии при уменьшении АКБ на 25 % и 50 %:

  1. При первоначальной плотности в 1,30 г/см3 она сократится до 1,26 г/см3 и 1,22 г/см3.
  2. При начальном значении показателя в 1,27 г/см3 объём уменьшится до 1,23 г/см3 и 1,19 г/см3.
  3. При исходной величине в 1,23 г/см3 диапазон упадёт до 1,19 г/см3 и 1,15 г/см3.

Следовательно, плотность аккумулятора на зиму не должна опускаться ниже 1,27 г/см3. Однако нужно помнить, что электролит не может прогреться в результате ежедневных поездок от дома на работу, которые составляют менее получаса. Это в свою очередь влияет на АКБ, который получает необходимый уровень заряда только после осуществления разогрева. Значение показателя стремительно падает по причине того, что аккумуляторная батарея разряжается.

Таким образом, отвечая на вопрос, какая плотность аккумулятора должна быть зимой, можно привести таблицу оптимальных значений. Однако данные показатели характерны исключительно для полностью заряженной батареи. В случае если заряд находится на недостаточном уровне, то они будут больше.

Регион использования транспортного средстваЗначение показателя плотности, г/см3
Южные регионы1,25
Центральные регионы1,27
Северные регионы1,29
Регионы Крайнего Севера1,31

Лето

В летний период аккумуляторная батарея имеет проблему, связанную с потерей большого количества жидкости. Плотность рекомендуется держать на 0,02 г/см3 ниже значения, которое требуется по стандартам. В первую очередь такое замечание относится к регионам, расположенным на юге России.

Летом температурный режим под капотом, в котором располагается аккумулятор, повышен. Это влечёт за собой следующие моменты:

  1. Улетучивание жидкости из состава кислоты.
  2. Активное прохождение процессов превращения электрической энергии в химическую, протекающих в аккумуляторных кислотных батареях.

Всё это обеспечивает сильную отдачу тока, осуществляющуюся даже при минимальных допустимых показателях плотности электролита. Например, значение 1,22 г/см3 характерно для местности с тёплым и влажным климатом. Если уровень электролита систематически опускается, то это приводит к увеличению значения. Такой взаимосвязанный процесс является причиной химического разрушения проводников электрического тока. Поэтому контроль количества воды в АКБ – важная задача, выполнение которой является залогом грамотного ухода за автомобилем. Решение заключается в добавлении дистиллированной жидкости при понижении уровня электролита. Если данное действие опустить, то могут возникнуть проблемы с перезарядом и сульфацией.

Рассеянность автолюбителей – главный фактор, который лежит в основе разрядки аккумулятора. Другими словами, если водитель не уследил за состоянием АКБ, то нужно предпринять определённые меры. Они заключаются в обеспечении батареи зарядом при помощи специального устройства. Однако перед этим необходимо обратить внимание на уровень жидкости, которая могла испариться в процессе функционирования. Если это произошло, требуется долить очищенную воду без содержания каких-либо примесей.

Следовательно, рассмотрев, какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой в зависимости от региона, нельзя не привести значения для летнего сезона.

Регион использования транспортного средстваЗначение показателя плотности, г/см3
Южные регионы1,25
Центральные регионы1,27
Северные регионы1,27
Регионы Крайнего Севера1,27

Как правильно откорректировать плотность электролита?

Автовладельцы часто сталкиваются с необходимостью поднять плотность в аккумуляторной батарее, что объясняется двумя причинами. Во-первых, периодическим регулированием количества дистиллированной жидкости. Во-вторых, частой зарядкой устройства, так как уменьшение интервала осуществления данного действия – первый признак того, что желательно провести процедуру повышения величины. Выделяют два способа корректировки значения показателя:

  • применение электролита, обладающего высокой концентрацией;
  • использование дополнительных кислот.

Чтобы изменить в нужном направлении плотность в аккумуляторной батарее, следует приобрести следующие предметы:

  • специализированный стакан с делениями, применяемыми для измерения объёма;
  • цистерна для создания нового раствора;
  • электролит или кислота корректирующего содержания;
  • очищенная жидкость.

Алгоритм действий по изменению значения включает в себя 5 этапов:

  1. Взять небольшое количество электролита с банки аккумуляторной батареи.
  2. Добавить корректирующий раствор в количестве, которое соответствует взятому на предыдущем этапе. Такое действие осуществляется при условии, что поставлена задача поднять плотность. Если необходимо получить противоположный результат, то регулирующий раствор заменяют на дистиллированную жидкость.
  3. Аккумулятор следует подзарядить с помощью специального устройства, так как номинальный ток даст возможность поступившей воде смешаться.
  4. После отключения АКБ от батареи целесообразно выждать в районе 2 часов. Это позволит плотности во всех банках встать на один уровень, что сделает вероятность возникновения погрешности при контрольном тестировании минимальной.
  5. Вторично осмотреть значение электролита. Если оно осталось на прежнем уровне, то повторно осуществить предыдущие этапы.

Плотность электролита изменяется в результате понижения в определённом отсеке аккумулятора. Причём предварительно полезно изучить номинальный объём, который в нём находится. Например, в классической стартерной батарее 6СТ-55 величина электролита равна 633 см3, а в 6СТ-45 – 500 см3. Если рассматривать его состав, то в него входят серная кислота и очищенная вода в процентном соотношении 40 на 60. Достичь необходимой плотности показателя можно, опираясь на представленные данные в следующей таблице:

Плотность аккумулятора, г/см3Обязательная величина параметра, г/см3
1,241,251,26
Забор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкостиЗабор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкостиЗабор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкости
1,246062120125
1,2544256570
1,2685883940
1,2712212678804043
1,281561621171208086
1,29190200158162123127
1,30

Продолжение таблицы

Плотность аккумулятора, г/см3Обязательная величина параметра, г/см3
1,271,281,30
Забор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкостиЗабор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкостиЗабор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкости
1,24173175252256
1,25118120215220
1,268566177180290294
1,27122126246250
1,28404363658198202
1,297578143146
1,3010911336387981

Отметим, что представленные данные соответствуют корректирующему электролиту с плотностью 1,40 г/см3. Если жидкость будет иметь другое значение, то возникает необходимость использовать следующую формулу расчёта для рассматриваемого показателя:

Представленные вычисления можно заменить методом золотого сечения, который гораздо проще применить на практике:

  1. Откачать больший объём воды из банки аккумулятора.
  2. Вылить полученную воду в специальный стакан с делениями, чтобы получить информацию о величине.
  3. Заполнить половину освободившегося объёма банки необходимым количеством электролита.
  4. Если значение ещё не соответствует требуемому, то долить ¼ от откаченной величины.
  5. Продолжать добавлять раствор до достижения оптимального результата.

Кислотная среда небезопасна для человека при неграмотном обращении. Целесообразно соблюдать все меры предосторожности, чтобы раствор электролита не попал на кожу или в дыхательные пути. Осуществлять корректировку рассматриваемой величины рекомендуется в помещениях с хорошей вентиляцией.

Возникают ситуации, в которых значение показателя опускается ниже 1,18 г/см3. В таких случаях использование электролита должно сопровождаться применением кислоты. Причём алгоритм действий изменения плотности включает в себя аналогичные этапы с одной поправкой: шаг разбавления при таком значении должен быть небольшим. Это связано с тем фактом, что плотность электролита имеет очень большую концентрацию, и возникает вероятность пропустить нужную отметку.

В процессе приготовления раствора в жидкость нужно вливать кислоту, а не наоборот.

При определённых обстоятельствах не представляется возможным исправить плотность электролита. Поэтому есть только один выход: купить новый аккумулятор. Возникает вопрос: как определить такие случаи? Очень просто: электролит становится коричневого оттенка, что свидетельствует об осыпании активной массы, принимающей участие в реакции электрохимического плана. Следовательно, это приводит к постепенной поломке аккумуляторной батареи.

Чтобы такая ситуация не застала врасплох, необходимо знать, что хороший АКБ будет служить в течение 5 лет при следовании всем эксплуатационным правилам. Следовательно, если данный срок истёк, то нет смысла проводить манипуляции по ремонту батареи. Если вы хотите, чтобы ваш прибор прослужил положенный срок, то следуйте следующим указаниям:

  • контролируйте плотность с помощью ареометра;
  • обеспечивайте грамотное обслуживание;
  • проверять уровень заряда.

Чем грозит завышенная или заниженная плотность электролита?

Оптимальный уровень плотности находится в пределах от 1,27 до 1,35 г/см3 в соответствии с сезоном и температурным режимом региона. Если значение рассматриваемого показателя выше нормы, то это свидетельствует о завышении, что отрицательно влияет на функционирование автомобиля. Данный процесс может привести к повреждениям аккумуляторной батареи. В ситуациях, при которых наблюдается противоположная картина, существует вероятность того, что автомобиль не заведётся. Главная причина в том, что АКБ замёрзнет при низких температурах.

Следовательно, необходимо контролировать значение, чтобы плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом соответствовала оптимальной. Это поможет избежать возникновения непредвиденных обстоятельств. Однако сделать подобное проблематично, так как плотность изменяется при разных уровнях заряда аккумулятора. Например, при её уменьшении происходит поглощение дистиллированной жидкости батареей, что приводит к увеличению концентрации показателя. В обратных ситуациях возникает процесс сульфатации, ведущий к снижению уровня плотности. В результате этой химической реакции пластины наглухо закрываются и теряют возможность правильно заряжаться. Главный исход – выход из строя АКБ.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой: значения, как поднять?

Автомобилю, постоянно находящемуся в использовании, требуется надежный АКБ, который позволит быстро запустить двигатель вне зависимости от внешних факторов. Плотность электролита в аккумуляторе зимой необходимо держать в определенных рамках, чтобы жидкость не замерзла. Данный параметр является основным и оказывает существенное влияние на длительность службы источника питания.

При правильной и своевременной корректировке значений кислотности жидкости можно значительно увеличить срок службы АКБ. Ведь плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом должна отличаться, чтобы компенсировать влияние температуры, влажности и других климатических условий на химические процессы.

Что такое плотность электролита и от чего она зависит?

Если говорить простым языком, то плотность — это кислотность жидкости в АКБ. В роли электролита сурьмянистые аккумуляторы используют смесь воды и серной кислоты. Количество последней по отношению к общему объему раствора и называют плотностью. Измеряют ее в граммах на сантиметр кубический (г/см3).

На степень закисленности основное влияние оказывают факторы, способные изменить количество воды в растворе: мороз, жара, влажность. Также на нее влияет степень заряда аккумуляторной батареи. Измерение показателей производятся специальным прибором — ареометром. Процедуру необходимо проводить с полностью заряженным аккумулятором. Особенно это важно делать перед зимой, чтобы выявить проблему заранее и уменьшить риск порчи АКБ, вследствие замерзания воды в ней. Если были выявлены низкие значение, то, скорее всего, проблема кроется в одной из следующих причин:

  • дефект ячейки;
  • обрыв внутренней цепи батарей;
  • глубокий разряд АКБ или одной из его секций.

Почему замерзает аккумулятор?

Все дело в плотности: чем она меньше (воды в растворе больше), тем быстрее замерзнет электролит при понижении температуры. Умеренный климат требует, чтобы этот параметр был в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой и в северных регионах рекомендуемая плотность увеличивается на 0,01 г/см3.

Многих автолюбителей интересует: «При какой температуре замерзает электролит в аккумуляторе?». Получить ответ на этот вопрос поможет следующая таблица:

 

Плотность электролита при 25°C, г/см³ Температура замерзания, °С Плотность электролита при 25°C, г/см³
Температура замерзания, °С
1,09 -7 1,22 -40
1,1 -8 1,23 -42
1,11 -9 1,24 -50
1,12 -10 1,25 -54
1,13 -12 1,26 -58
1,14 -14 1,27 -68
1,15 -16 1,28 -74
1,16 -18 1,29 -68
1,17 -20 1,3 -66
1,18 -22 1,31 -64
1,19 -25 1,32 -57
1,2 -28 1,33 -54
1,21 -34 1,4 -37

Таблица 1. Плотность электролита в аккумуляторе автомобиля зимой.

Как повысить плотность если она низкая?

Поднимать эту характеристику приходится после неоднократного корректирования уровня жидкости в АКБ дистиллированной водой или в случае нехватки параметра для эксплуатации батареи в зимой. Явным признаком недостаточной концентрации серной кислоты является оледенение ячеек. Что делать если замерз электролит в аккумуляторе? Потребуется отогреть АКБ при комнатной температуре, после чего поставить на зарядку.

Внимание! Замерять плотность нужно только в полностью заряженной аккумуляторной батарее.

Помимо правильно проведенной полной зарядки существует еще такие способы поднятия плотности, как добавление концентрированного (корректирующего) электролита или кислоты.

Для корректировки понадобится:

  • ареометр;
  • мерная емкость;
  • посуда для приготовления смеси;
  • спринцовка;
  • серная кислота или корректирующий электролит;
  • дистиллированная вода.

Процедура проводится следующим образом:

  1. Из ячеек батареи отбирается немного кислотного раствора и измеряются показатели кислотности.
  2. Если надо увеличить плотность — доливается столько же корректирующего электролита, если уменьшить —добавляется дистиллированная вода.
  3. После проведения процедуры со всеми ячейками АКБ ставится на зарядку стационарным устройством для смешивания жидкости.
  4. По окончании зарядки надо подождать не меньше часа, чтобы плотность во всех секциях батареи выровнялась.
  5. Проводится проверка показателей и в случае необходимости процедура повторяется с уменьшением шага разбавления вдвое.

Плотность между ячейками не должна отличаться сильнее, чем на 0,01 г/см3. Если добиться этого не вышло — необходимо провести выравнивающую зарядку малым током.

Что делать, когда плотность ниже 1,18 г/см

3

Чтобы зимой не замерзла вода в аккумуляторе нужно не допускать снижения плотности электролита. Если это значение преодолело критический минимум в 1,18 г/см

3, то требуется добавление кислоты. Сама процедура проводится в том же порядке, что был описан ранее, только количество отбираемой и добавляемой жидкости необходимо сократить, чтобы не превысить значение первым доливом.

Важно! При изготовлении электролита нужно вливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот.

Что делать если электролит в аккумуляторе замерз, а после отогрева приобрел багровый цвет? К сожалению, такая батарея уже не сможет нормально работать зимой при температуре ниже 5°C. Скорее всего у такого АКБ осыпалась активная масса, что уменьшило рабочую поверхность пластин. Восстановить нормальные показатели у такого АКБ невозможно.

Поддержание количества электролита и его плотности на должном уровне существенно продлевает срок службы батареи, а также ее способность сопротивляться морозу и безпроблемно запускать двигатель автомобиля.

Плотность электролита зимой и летом

Всем привет! С Вами аккумуляторщик. Сегодня я бы хотел развеять миф про плотность электролита зимой и летом. Многие люди, особенно старой «советской» закалки, которые приходят в магазин или просто приходят со своим аккумулятором и просят им сделать зимнюю или летнюю плотность. Сразу скажу, сейчас это уже не актуально.

Сейчас во все аккумуляторные батареи, в частности для наших широт заливают электролит плотностью 1,27- 1,28 г/см

3. И менять её не требуется, это запрещено вообще! Коррекцию электролита самостоятельно тоже нельзя делать ни в коем случае. Это может сделать только специалист по ремонту аккумуляторов, и то в крайнем случае, например, при восстановлении АКБ.

Если Вы измерите плотность на новом полностью заряженном аккумуляторе, то плотность в нем будет 1,27 ровно. Ничего подливать туда не надо! Дело в том, что многие люди думают что на зиму надо сделать поядрёнее такой покрепче электролит. На самом деле, этого не требуется. При плотности 1,27 г/см3  электролит замерзает при температуре -60 0С. Подробнее об этом Вы можете прочитать тут. В редких городах можно встретить такие экстремальные температуры воздуха, но тем не менее можно. Для таких редких случаев плотность подымают, но это скорее исключение.

Слишком большая плотность делает среду чрезмерно агрессивной. И соответственно, идет быстрее осыпания пластин аккумулятора. Потому что аккумуляторная батарея на автомобиле – это сбалансированное устройство, вмешиваться в его электролит значит выводить из баланса АКБ. Как некоторые делают по старинке: доливают дистиллированную воду на лето, а зимой доливают электролит. Ничего этого делать не нужно!

Лучше позаботьтесь о другом. Например, качественно зарядите аккумулятор перед холодами хорошим зарядным устройством. Для того, чтобы плотность выровнялась по банкам АКБ и вышла у Вас к номинальной 1,27- 1,28 г/см

3. С такой плотностью электролита можно ездить и летом и зимой, так скажем всесезонный аккумулятор.

Вот поэтому никогда не проводите самостоятельно манипуляций с электролитом. Только корректируем уровень дистиллированной водой. То есть, подливая воду в банки до номинального уровня. Напомню, для легковых АКБ это полтора сантиметра над свинцовыми пластинами аккумулятора, для грузовых 2-3 см. Вот и все! Ну и соответственно, заряжаем для того, чтоб достигнуть рабочей плотности.

Надеюсь наши советы по эксплуатации автомобильного аккумулятора помогут Вам в жизни. Не совершайте ошибок.

Также на эту тему:

Напряжение аккумулятора и плотность электролита

ПОДБОР АККУМУЛЯТОРА ПО ХАРАКТЕРИСТИКАМ

ПОДБОР АККУМУЛЯТОРА ПОД АВТОМОБИЛЬ

При эксплуатации аккумулятора рано или поздно приходится сталкиваться с его обслуживанием. Обслуживание аккумулятора всегда подразумевает знакомство с понятием напряжение аккумулятора и плотность электролита.

Напряжение аккумулятора

Напряжение автомобильного аккумулятора делится на 2 типа: номинальное, фактическое и под нагрузкой. Номинальное напряжение легкового автомобильного аккумулятора равняется 12 вольт. Фактическое напряжение у полностью заряженного аккумулятора колеблется в пределах от 12,4В до 12,8В. Напряжение под нагрузкой (200А) должно быть не менее 9,5В, но как правило оно составляет у новой АКБ 10,3-10,7В. Оно при нагрузке в течении 10 секунд не должно упасть ниже минимума. Напряжение под нагрузкой измеряется для получения информации способности АКБ «держать» напряжение при запуске двигателя, то есть при потреблении стартером. Допустимым для эксплуатации является напряжение 12,5 В, что является 82% зарядки аккумуляторной батареи. Более подробно о зависимости степени зарядки АКБ от процента заряженности приведено на рисунке.

Проверка напряжения АКБ.

Для проверки напряжения аккумулятора нам необходим инструмент для измерения – вольтметр, нагрузочная вилка или мультиметр. Чтобы измерить напряжение АКБ, необходимо заглушить автомобиль, подождать 30 минут пока уйдет поверхностное напряжение и вольтметром измерить напряжение на клеммах. Чтобы измерить напряжение под нагрузкой, необходимо использовать нагрузочную вилку. Напряжение АКБ на полюсных выводах зависит от температуры электролита (в идеале надо проверять при температура 25 градусов)– таблица зависимости приведена ниже.

Проверка плотности аккумулятора.

Для проверки плотности АКБ необходимы следующие инструмента: плоская отвертка (если на каждой банке стоит пробка – отвертка должна быть большой), ареометр. Если на аккумуляторы стоит общая крышка-планка, ее необходимо аккуратно отщелкнуть для доступа к электролиту. В ареометр набрать из первой банки электролит, снять показания с меток поплавка. Как правильно снимать данные с поплавка ареометра показано на рисунке. Плотность необходимо измерять в каждой банке – они не являются сообщающимися сосудами и бывает, что плотность может колебаться в банках в пределах до 0,02. Если в одной из банок плотность электролита резко отличается от других и стремится к единице, то скорее всего в этой банке скорее произошло короткое замыкание, что является заводским дефектом и подлежит замене продавцом (хотя это может быть следствием других деффектов). Кстати, индикатор заряда, установленных на некоторых моделях АКБ работает по принипу ареометра — шарик, как и поплавок всплывает при нормальной плотности электролита. Причем это шарик, а не лампочка, как многие думают.

Плотность аккумулятора должна быть в пределах 1,26-1,28 при температуре 25 градусов Цельсия.

Повышение плотности аккумулятора.

Плотность электролита аккумулятора повышают одним единственным путем – путем зарядки аккумулятора. Доливать электролит для поднятия плотности ни в коем случае нельзя – это самый страшный бред, который могли придумать мастера-самоучки, не понимающие законов химии и физики, т.к. это приведет к ускоренному осыпанию активной массы и убьет аккумулятор. Электролит доливают только в случае, если произошло проливания электролита из АКБ, но эту процедуру лучше доверить профессионалом. Есть одно исключение – для северных регионов России (в районах с вечной мерзлотой) допускается поднятие плотности будет доливки электролита до плотности 1,30 – это делают для поднятия температуры замерзания электролита, не более. Такие аккумуляторы служат в среднем 1 год. Для теплого климата плотность электролита намерено уменьшают, чтобы продлить его срок службы.

Напряжение автомобильного аккумулятора и плотность взаимосвязаны. При повышении напряжения, плотность аккумулятора растет. 

Аккумулятор это химический источник тока, для исправной работы которого должны протекать определенные химические процессы. В процессе разряда аккумулятора, серная кислота «прилипает» к отрицательному электроду, образуя нерастворимый сульфат свинца, оставл

Очень часто от продавцов в автомагазинах можно услышать рекомендации о гибридных аккумуляторах. Так что же такое гибридный аккумулятор? Гибридный аккумулятор для автомобиля внешне не отличим от других кислотных аккумуляторов, не считая обозначения на этик

В жигулевскую эпоху завести одну машину от другой было в порядке вещей. А сейчас?


%TEXTAREA_VALUE

Сохранить Отменить

Ваш комментарий успешно добавлен и будет опубликован после просмотра модератором.

Оптимальная плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Споры по вопросу правильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов ведутся давно, и конца им не видно. Это объясняется, в том числе, и тем, что число автолюбителей неуклонно растет, и каждый из тех, кто смог проехать самостоятельно даже пару сотню метров, уже априори считает себя авторитетом в данной области и высказывает «авторские», порой безапелляционные, суждения.

Если «пройтись» по Интернету, то порой встречается и такое, что вполне можно засомневаться в собственной компетенции, пожалеть о напрасно потраченных годах и даже пересмотреть свое мировоззрение.

Но это еще полбеды. Дело в том, что даже у профессионалов мнения по некоторым вопросам не всегда совпадают. Поэтому попробуем суммировать всю доступную информацию и вывести «среднее арифметическое», не кидаясь в крайности. Не будем утруждать читателя пояснениями относительно всех нюансов химических процессов, протекающих в АКБ, специфическими терминами, а рассмотрим проблему поддержания плотности электролита в аккумуляторе зимой и летом на приемлемом уровне с чисто практической точки зрения.

Главный советчик по уходу и сбережению аккумулятора, в том числе, и по плотности электролита – Производитель!

К каждой батарее прилагается сопроводительный документ (памятка, инструкция или что-то еще – не суть важно). Но именно в нем написано то, что необходимо знать автовладельцу и  учитывать при эксплуатации конкретной батареи. Только тот, кто ее изготовил, разбирается во всех тонкостях ухода.

Например, к какой категории относится АКБ – обслуживаемые, малообслуживаемые (не требующие регулярной доливки воды на протяжении многих месяцев) или необслуживаемые. А то, что они бывают разными и по материалам, и по технологии изготовления (и так далее), объяснять, думается, никому не стоит.

Максимальный, причем систематический, разряд батареи резко снижает срок ее пригодности к эксплуатации. Это никем не оспаривается. Дело в том, что он вызывает повышенную сульфатацию пластин (отложение солей), и часто такой процесс становится необратимым. Слишком «запущенный» аккумулятор восстановлению не подлежит, и его дальнейший путь – в утиль, даже если он не так уж и давно приобретен.

Для батареи одинакова вредна как пониженная, так и повышенная плотность электролита. Если он (в силу разряженности аккумулятора) мало чем отличается от воды, то банки при низких температурах могут просто замерзнуть. Кроме того, такие понятия, как «плотность» и «емкость» батареи, взаимосвязаны (прямая зависимость). Следовательно, возникнут не только проблемы с запуском движка, но и с необходимостью более частой постановки на зарядку.

Излишняя же плотность провоцирует активацию химических процессов, которые в батарее протекают постоянно, независимо от того, «работает» она или «отдыхает». А это влечет более интенсивное разрушение пластин и снижает срок службы изделия.

Для каждого региона есть свое значение оптимальной плотности электролита, поэтому единой рекомендации изначально быть не может. Например, для условий Крайнего Севера – не менее 1,29. Поэтому необходимо ориентироваться не только на сезон, но и на критические значения температуры, которыми характеризуется данная местность. Следовательно, встречающиеся в интернете советы о поддержании плотности на уровне 1,26 – 1,27 можно расценивать только как общую рекомендацию. Кстати, такой показатель приемлем для большей части территории РФ, наверное, поэтому его часто и упоминают.

Учитывая сказанное, есть смысл выяснить минимально допустимое (критическое) значение плотности, ниже которого оно не должно опускаться. И вот тут нужно вспомнить об инструкции Производителя! Хотя есть и распространенное правило – не менее 1,23.

Практические советы

  • В зимний период запуск двигателя, как правило, затруднен. Поэтому, если машина стояла в холодном боксе и АКБ с нее не снималась, то ее желательно предварительно прогреть (повысить температуру электролита). Самый простой способ – включить осветительные приборы (например, дальний свет).
  • Необходимо чаще контролировать состояние клемм, особенно при сезонном понижении температуры. Уменьшение плотности электролита влечет увеличение значения внутреннего сопротивления батареи, а, следовательно, и всей эл/цепи «запуска». Вспомнив закон Ома, несложно понять, что пусковой ток становится несколько меньше, что и затрудняет работу стартера (не создается должный крутящий момент).
  • Если в батарею требуется долить воду (дистиллированную), то специалисты рекомендуют делать это, не снимая АКБ с машины и при запущенном двигателе. Объясняется это следующими причинами.

Во-первых, значения плотностей электролита и воды отличаются, и такой способ доведения уровня в банках до нормы обеспечивает качественное перемешивание жидкостей.

Во-вторых, если долить воды и после этого не эксплуатировать машину, а уйти хотя бы на время, то она может элементарно замерзнуть, так как легче электролита и, следовательно, будет являться «поверхностным слоем» жидкости в каждой банке.

  • Ни в коем случае нельзя добиваться повышения значения плотности путем банального добавления в электролит кислоты!!! Объяснение простое – чем агрессивнее среда, тем меньше срок пригодности АКБ к использованию. Именно по этой причине некоторые автомобилисты не могут понять, почему уже через год после приобретения вроде бы новая батарея уже ни на что не годится. Вывод – только постановка на зарядку.
  • Многие автомобилисты в зимний период ставят машину «на прикол». Им не рекомендуется оставлять АКБ по месту установки. Целесообразнее ее снять, полностью зарядить и перенести в прохладное помещение (например, спустить в погреб), предварительно «укутав» во влагонепроницаемый материал. В каждом регионе «своя» зима (по продолжительности). Поэтому не реже раза в пару месяцев ее стоит проверять «на плотность» и при необходимости подзаряжать. Такая аккуратность в уходе вполне окупится более продолжительным сроком эксплуатации батареи.

И напоследок — не нужно стесняться спрашивать советов у людей опытных. В любом гаражном комплексе есть автолюбители, которые характеризуются продолжительной безаварийной эксплуатацией, аккуратностью в уходе за «железным конем». А если такой человек имеет и большой стаж вождения (а значит, и обслуживания), то его рекомендации (и по плотности тоже), лишними никак не будут.

какая должна быть, как проверить, как поднять плотность

Какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе

Добраться до электролита, измерить плотность и отрегулировать показатель можно только в обслуживаемых аккумуляторах. Они изготавливаются по технологии WET или иначе мокрых банок. Представляют собой пластиковый корпус, поделенный на 6 отсеков (банок). В отсеках находятся пакеты пластин, залитые электролитом. Каждая банка это отдельный маленький аккумулятор напряжением 2,1 вольт, соединённые последовательно. Поэтому на крайних контактах в сумме получается 12,5 – 12,6 В. Сверху отсеки закрыты крышкой с пробками. Через эти пробки можно контролировать состояние электролита. Внешне всё выглядит как пластиковая коробка с ручкой, пробками и двумя контактами плюс и минус.

Залитые свинцово – кислотные батареи до сих пор остаются самыми распространёнными АКБ (аккумуляторными батареями). Их используют в легковых и гольф автомобилях, газонокосилках и другой садовой технике, грузовиках и на водном транспорте. Имеют две отличительные особенности – низкую цену и необходимость обслуживания. В составе электролита никаких секретов нет, это водный раствор обыкновенной серной кислоты h3SO4.

Показатель плотности измеряют в весе одного кубического сантиметра раствора. В продаже имеется электролит для заливки плотностью — 1,28 г/см3 и так называемый, корректирующий — 1,33. Для изготовления электролита плотностью 1,28 при температуре 25 °С смешивают 0,285 мл кислоты с 0,781 лм дистиллированной воды.

Оптимальная плотность очень важна для стабильной и долговечной работы аккумулятора. Она зависит от уровня заряда и температуры окружающей среды при измерении. Достоверные данные можно получить только на полностью заряженной батарее с температурой электролита 25 °С.

Немаловажным фактором являются условия эксплуатации. Для жаркого и холодного климата используют батареи с различной плотностью. В условия Крайнего Севера при сильных морозах она должна быть 1,3 и снижаться до 1,23 в жарком климате при высокой температуре. Это связано с поведением электролита при различных температурах. На морозе он должен не замерзнуть и не закипеть в жару. Для эксплуатации в средних климатических условиях допускается плотность 1,27 полностью заряженной АКБ. На разряженной показатель снижается до 1,11 и ниже.

Как проверить плотность электролита аккумулятора

Обслуживаемые АКБ требуют повышенного внимания. Они склонны к выкипанию и разбрызгиванию электролита. Плотность в банках может разнонаправленно меняться. Поэтому замеры необходимо проводить через каждые 15 – 20 тыс. км пробега или весной и осенью.

Для измерения необходим ареометр, очки, резиновые или силиконовые перчатки и старая одежда. Электролит очень агрессивен. В зависимости от чувствительности, при попадании на кожу его можно не почувствовать. А вот глаза и слизистые оболочки нужно беречь. Попадание на одежду на первый взгляд незаметно. Но даже небольшие капли проявят себя. После стирки обнаружатся большие и маленькие дырки на любимых джинсах, рубашке или куртке.

Ареометр – единственный прибор для измерения плотности электролита. Состоит из стеклянной колбы с помещенным внутрь денсиметром. Сверху находится резиновая груша. Денсиметр, это запаянная стеклянная трубка с металлическими шариками в нижней части и утончённым верхом. В утонченной части расположена шкала.

Для измерения нужно открутить пробки. Нажать на грушу и поместить в заливное отверстие кончик ареометра. Отпустить грушу и набрать электролит до всплывания денсиметра. Он не должен касаться донышка и стенок колбы. Ареометр нужно держать в вертикальном положении. Денсиметр будет плавать, на плотность укажет шкала на уровне электролита. Предварительный замер укажет на состояние аккумулятора. Обычно крайние банки разряжены сильнее и плотность в них меньше средних. После замера надо проверить уровень электролита, если необходимо долить дистиллированную воду.

Состояние батареи можно оценить только полностью зарядив её. Заряжаем АКБ и даём отдохнуть пару часов. Зарядка сопровождается кипением и повышением температуры электролита. Для достоверного замера газы должны выйти, температура упасть. После остывания можно проводить измерение. В зависимости от этих результатов можно сделать выводы о состоянии АКБ.

Таблица плотности электролита в аккумуляторе

Состояние можно оценить сопоставив плотность и напряжение аккумулятора, это делают руководствуясь данными таблицы:

Плотность электролита, г/см3

Напряжение без нагрузки, В

Напряжение под нагрузкой 100 А, В

Уровень заряда, %

1,11

11,7

8,4

0

1,12

11,75

8,5

6

1,13

11,8

8,6

12

1,14

11,85

8,8

19

1,15

11,9

9

25

1,16

12

9,2

31

1,17

12

9,3

37

1,18

12,1

9,4

44

1,19

12,2

9,6

50

1,2

12,25

9,7

56

1,21

12,3

9,9

62

1,22

12,35

10

69

1,23

12,4

10,2

75

1,24

12,47

10,3

81

1,25

12,5

10,5

87

1,26

12,6

10,6

94

1,27

Не менее 12,66

10,8

100

Не всегда возможно создать идеальные условия для зарядки и измерения плотности электролита. В большинстве случаев применяют поправки. Для этого пользуются таблицей приведения полученных измерений.

Температура электролита от и до, °С

Температурная поправка, г/см3

+ 47 + 50

+ 0,02

+ 33 + 46

+ 0,01

+ 18 + 32

0

+ 4 + 17

— 0,01

+ 3 – 10

— 0,02

– 11 – 25

— 0,03

– 26 – 39

-0,04

– 40 – 50

-0,05

На что влияет плотность электролита в аккумуляторе

Отрицательно влияют на аккумулятор колебания плотности в обе стороны.

При повышенной бурный химический процесс ведет к выкипанию воды и разрушению пластин. Необходимо постоянно доливать дистиллированную воду. Срок эксплуатации АКБ резко снижается.

Низкая затрудняет пуск двигателя, а при отрицательной температуре электролит может попросту замерзнуть. В теплый период года затруднения можно не заметить, но зимой стартер не сможет прокрутить двигатель. Электролит плотностью 1,11 замерзает при температуре всег лишь — 10 °С. Аккумулятор с пониженной плотностью полностью не заряжается, что провоцирует сульфатацию пластин.

Соблюсти баланс помогает утвердившаяся практика использования электролита различной плотности в зависимости от климата:

  • Очень холодный и в условиях Крайнего Севера 1,3
  • Умеренный климат — большая часть РФ от 1,26 до 1,27
  • Южные районы страны от 1,23 до 1,25
  • Минимально возможное значение 1,23 г/см3

Как следствие, ненормированная плотность приводит к преждевременной сдаче аккумулятора в утиль.

Как поднять плотность электролита

Первое, что необходимо сделать — попробовать поднять плотность полностью зарядив аккумулятор. Открыть пробки, при необходимости долить дистиллированной воды и подключить зарядное устройство. Полная зарядка может привести к следующим результатам:

  1. Плотность во всех банках одинакова.
  2. Во всех ниже нормы.
  3. Различается более на 0,1 г/см3 и более.

В первом случае каких либо действий не требуется.

Во втором случае потребуется специфическая зарядка. На поверхности свинцовых пластин уже хорошо потрудившихся аккумуляторов откладывается сульфат свинца. В таком состоянии батарею невозможно зарядить полностью. Её необходимо разрядить и провести зарядку импульсным устройством автоматически переключив его на Десульфатацию.

Обычным устройством это сделать труднее и процесс длится дольше. Для этого на 2 часа установить ток зарядки в 1/10 от ёмкости АКБ. Например для аккумулятора 65 Ач, ток зарядки выставить 6,5 А. После этого снизить ток до 2 А и заряжать 8 – 12 часов. Дать отстояться батарее до комнатной температуры измерить плотность. Если не пришла в норму, опять разрядить и провести ступенчатую зарядку.

Десульфатация обычно проводится в два – три цикла. Отрицательный результат говорит о том, что с АКБ придётся расстаться. Можно ещё попробовать полностью слить электролит, промыть дистиллированной водой и залить новый. Но этого обычно хватает ненадолго.

В третьем случае, когда плотность в банках разница более чем на 0,1 надо попробовать провести десульфатацию. Не помогло – откорректировать. Для этого приобрести корректирующий электролит плотностью 1,33 – 1,4 и дистиллированную воду. В банках с ненормальной плотностью откачать по 20 мл электролита. Для повышения добавить корректирующий, для снижения дистиллят. Зарядить 30 минут, дать отстояться ещё полчаса и замерить. Скорее всего к успеху приведут несколько корректировок.

Усилия ни к чему не приведут, а аккумулятор окажется непригоден при буром цвете электролита. В этом случае можно не предпринимать никаких действий.

Не сильно изношенным аккумуляторам десульфатация и корректировка значительно продлевает жизнь. Если усилия не увенчались успехом, то с батарей нужно расстаться немедленно и без сожаления. Иначе непредвиденный отказ станет неприятным сюрпризом.

Срок службы АКБ при условии соблюдения элементарных правил до пяти лет. В автомобиле нужно контролировать напряжение, не допускать чрезмерного и нулевого заряда батареи. Периодически заряжать и следить за плотностью электролита. При таком отношении аккумулятор служит долго и безотказно.

как измерить ее в батарее, почему она бывает высокой

Практически каждый автомобилист знает, насколько важно держать аккумуляторную батарею своего автомобиля в порядке. От ее состояния зависит не только возможность пуска двигателя, но и нормальная работа всего электрооборудования машины. К сожалению, далеко не всем известно, что исправность и «боеготовность» батареи зависит не только от своевременной и качественной ее зарядки, но и от нормальной плотности электролита в аккумуляторе.

Устройство и принцип работы АКБ

Для того чтобы качественно провести обслуживание аккумулятора и обеспечить правильную его работу, необходимо хотя бы приблизительно представлять, что у него внутри и как все это работает. Поэтому, прежде чем перейти к вопросам об электролите, необходимо понять, как устроен автомобильный аккумулятор и по какому принципу он работает.

Конструкция батареи

Практически все свинцово–кислотные батареи имеют одинаковую конструкцию. Состоят они из отдельных секций (банок), каждая из которых имеет набор положительных и отрицательных пластин. Первые называются катодными и выполнены из металлического свинца. Вторые, анодные, сделаны из диоксида свинца. Пластины собраны в пакет и помещены в кислотостойкую емкость, в которую впоследствии заливается рабочая жидкость – водный раствор серной кислоты или так называемый электролит.

Устройство секции свинцово-кислотного аккумулятора:

  • 1 – крышка банки;
  • 2 – корпус банки;
  • 3 – ребристый отстойник;
  • 4 – пластины, собранные в пакет;
  • 5 – отрицательный (анодный) вывод;
  • 6 – отрицательный (анодные) пластины;
  • 7 – диэлектрическая прокладка – сепаратор;
  • 8 – положительный (катодный) вывод;
  • 9 – положительные (катодные) пластины.

Готовые секции, соединенные последовательно, и являются аккумуляторной батареей. В шестивольтовых АКБ таких секций три, в 12-ти вольтовых – шесть.

Как это работает

Итак, конструкция АКБ достаточно проста, но каким образом на ее выводах появляется напряжение? Действительно, если взять батарею прямо из магазина и подключить к ней вольтметр, то прибор покажет «0». Отсутствие тока обусловлено тем, что электролит не заливается в батарею сразу после изготовления, и в стоящем на магазинной полке аккумуляторе пластины сухие. Рабочая жидкость заливается в АКБ уже после покупки.

Самое время выяснить, для чего нужен электролит. Поскольку положительные и отрицательные пластины имеют различный химический состав, между ними, погруженными в кислотный раствор, возникает разность потенциалов (примерно 2 В на секцию, чем и обусловлено количество секций в батарее). При подключении к клеммам АКБ нагрузки между пластинами, благодаря высокой электропроводности электролита, начинает течь ток. Одновременно начинается химический процесс преобразования диоксида свинца в сульфат свинца с участием серной кислоты. Как только количество диоксида и серной кислоты упадет до определенного уровня, процесс прекратится, и батарея перестанет вырабатывать ток – разрядится.

В процессе разрядки серная кислота и диоксид свинца расходуются на образование сульфата свинца

Но аккумуляторы, в отличие от гальванических элементов (батареек), могут восстанавливать свои химические свойства. Если подключить АКБ к источнику постоянного тока, то под его действием сульфат начнет разлагаться на диоксид свинца и серную кислоту. Батарея начнет заряжаться, преобразуя электрическую энергию в химическую. Как только количество диоксида и кислоты достигнет исходных величин, батарею можно считать заряженной.

Химические процессы, возникающие в батарее при ее разрядке и зарядке

Серная кислота, входящая в состав электролита, играет одну из основных ролей в работе АКБ. Именно от ее свойств будет зависеть качественная и долговременная работа батареи в целом.

Понятие плотности электролита

Вполне понятно, что количество серной кислоты и диоксида свинца в батарее должно быть сбалансированным – ведь они расходуются вместе. Поскольку количество диоксида свинца определяется производителем, автомобилисту после покупки аккумулятора остается лишь заправить АКБ необходимым количеством кислоты. Емкость секций батареи тоже фиксирована, поэтому в нее больше нормы не зальешь.

Остается единственный вариант – разбавить кислоту нейтральной к свинцу жидкостью, что и делается. Разбавляется кислота обычной водой, но дистиллированной, чтобы соли, содержащиеся в обычной воде, не нарушили чистоту раствора и не вывели АКБ из строя. Обычно автолюбитель покупает уже готовый электролит нужной плотности в автомагазине, хотя приготовить его можно и самостоятельно.

Процентное отношение воды к кислоте в полностью заряженном аккумуляторе составляет 70/30. Но при составлении электролита и его измерениях намного удобнее пользоваться единицами плотности – г/см. куб. или кг/м. куб. Удельный вес воды и кислоты различен, а значит, по общей плотности раствора можно судить о процентном соотношении его составляющих – концентрации.

Оптимальная концентрация кислоты

Пониженная концентрация, как правило, приводит к ускоренной сульфатации пластин – образованию на них нерастворимого сульфата свинца, который уже не может разложиться на кислоту и диоксид. В результате емкость батареи катастрофически падает, КПД уменьшается, а внутреннее сопротивление увеличивается (сульфат – диэлектрик).

Даже полностью заряженная, но сульфатированная батарея, выдающая, казалось бы, нормальное напряжение, садится после первого пуска, а то и вообще не в состоянии провернуть стартер. Кроме того, электролит с низкой плотностью замерзает при более высоких температурах, а значит, на стоянке даже при легком морозе батарею попросту разорвет льдом.

Чрезмерно высокая плотность электролита в аккумуляторной батарее не менее опасна, поскольку излишняя кислотность сокращает ресурс батареи в разы, буквально съедая пластины. Конечно, аккумулятор, залитый одной кислотой, будет крутить «как зверь», но сколько проживет такая АКБ? Сутки, может неделю. Если повезет – месяц.

А теперь пора вернуться к оптимальной плотности. В сети можно увидеть множество таблиц «рекомендованной» плотности, в зависимости от климатических условий. Если тепло – пониже, если мороз – повыше. Чем грозят эти «повыше» и «пониже», было описано в предыдущих абзацах. Поэтому не стоит изобретать велосипед, поскольку все эксперименты уже провели производители АКБ, а рекомендованная плотность приводится в сопроводительной документации.

С новым, сухим (сухозаряженным) аккумулятором все просто – в него заливается электролит комнатной температуры с плотностью 1.28 г/см. куб. Через час концентрация упадет до 1.26 – 1.27 г/см. куб., и батарея готова к работе. Далее, в процессе заряда/разряда аккумулятора и в зависимости от температуры окружающей среды, плотность раствора будет все время колебаться. Больше разряд – ниже плотность, идет заряд – плотность повышается. В нормально функционирующей АКБ отношение плотности к степени заряда и напряжению на клеммах выражается следующими показателями:

  • 1.265 кг/м. куб. — 12.6 … 12.7 В — полностью заряжена;
  • 1.225 кг/м. куб. — 12.3 … 12.4 В — 75%;
  • 1.190 кг/м. куб. — 12.0 … 12.1 В — 50%;
  • 1.115 кг/м. куб. — 11.8 … 11.9 В — 25%;
  • 1.120 кг/м. куб. — 11.6 … 11.7 В — разряжена;
  • ниже 1.120 кг/м. куб. — ниже 11.6 В — глубокий разряд.

Стоит обратить внимание на то, что все параметры батареи, включая плотность и напряжение, сильно зависят от температуры. Поэтому значения справедливы только при 26.7 градусах Цельсия. Если нужно провести измерения при другой температуре окружающей среды, то дополнительно придется воспользоваться таблицей плотности электролита от температуры, которую несложно найти в сети.

Выяснив зависимость плотности от выходного напряжения батареи, а значит, и от степени ее заряда, контролировать концентрацию электролита несложно. Достаточно замерить напряжение на клеммах отключенного аккумулятора любым вольтметром, затем измерить плотность и проверить их соответствие.

Проверка плотности рабочей жидкости

Для измерения плотности жидкостей существуют специальные приборы – ареометры или плотномеры. Есть такой и для автомобильных аккумуляторов. Выполнен он в виде большого шприца, внутри которого расположен поплавок со специально отградуированной шкалой.

Поплавок автоареометра комплектуется специальным «шприцем» для работы в узкогорлых секциях аккумуляторов.

Для того чтобы измерить плотность в аккумуляторе, со всех его секций сворачиваются пробки. Далее грушу ареометра сжимают, а его иглу погружают в секцию. Отпустив грушу, набирают в шприц электролит. При этом поплавок прибора всплывает. Плотность жидкости считывают со шкалы по тому уровню, до которого всплыл поплавок.

Поплавок всплыл до уровня 1.200. Плотность электролита – 1.2 г/см. куб.

После измерения грушу вновь сжимают, а после слива электролита обратно в батарею ареометр промывают проточной водой и сушат. Не следует забывать, что каждая секция – отдельная, независимая часть АКБ, поэтому плотность нужно измерить в каждой.

Когда и чем доливают аккумулятор

Необходимость доливки рабочей жидкости в батарею возникает нечасто, но она бывает необходимв. Что, сколько и в каких случаях нужно доливать? Всего таких случаев два: низкий уровень электролита и ненормальная кислотность рабочей жидкости.

Низкий уровень в секциях

Эта ситуация возникает часто, поскольку в процессе работы батареи вода испаряется или, как принято говорить, выкипает. При этом уровень раствора в секциях уменьшается, и края пластин оказываются сухими. Определить это можно визуально, просто свинтив пробки с секций и заглянув в заливные горловины. Нормальный уровень жидкости в секции должен быть примерно на 1 см выше уровня среза пластин. В некоторых АКБ даже имеется специальная метка, отштампованная на корпусе. Если уровень низкий, то ситуация хоть и серьезна, но устранить ее легко. Для этой операции понадобятся:

  • медицинский шприц без иглы или автомобильный ареометр;
  • дистиллированная вода;
  • средства защиты (очки и резиновые перчатки).

Дистиллированная вода набирается в шприц и заливается в соответствующие секции, до нужного уровня. После доливки жидкости в аккумулятор его ставят на зарядку. В этом плане автоареометр намного предпочтительней, поскольку, долив воду, тут же можно проконтролировать плотность раствора.

Следует соблюдать осторожность: нельзя работать с кислотой, если глаза не защищены.

Ненормальная кислотность

Если изначально батарея была заправлена как положено, то чрезмерно большая плотность электролита в аккумуляторе может появиться только в случае, если выкипела вода или измерения проводились при сильном морозе (с понижением температуры плотность повышается, и это нормально). В первом случае достаточно просто долить воду, во втором – произвести перерасчет или, что проще и правильнее, заняться измерениями в отапливаемом помещении.

А вот падение концентрации кислоты – ситуация реальная. Обычно это происходит из-за неправильной эксплуатации АКБ или ввиду ее «преклонного возраста». Причина – появление нерастворимого сульфата, который при своем образовании использовал кислоту, но уже не разлагается при зарядке, а значит, вернуть ее обратно в раствор не может. Ситуация не особо радостная, но восстановить плотность необходимо хотя бы для того, чтобы дотянуть до покупки новой батареи.

Прежде чем принять решение о доливке кислоты, необходимо еще раз убедиться в том, что плотность действительно ниже положенной при текущем состоянии АКБ. Если решение принято, то понадобятся ареометр, перчатки, очки и корректирующий электролит плотностью 1.35 — 1.40 г/см. куб. (в продаже есть и такой).

Корректирующий электролит для доливки в автомобильный аккумулятор

В крайнем случае подойдет и стандартный 1.28 г/см. куб., но, возможно, придется отобрать лишнюю жидкость из секции в отдельную емкость, чтобы освободить место для более «крепкого».

Методика доливки та же, что и воды, но при этом плотность в банке постоянно контролируется тем же ареометром.

Категорически запрещается поднимать концентрацию раствора доливкой чистой серной кислоты. Во-первых, это очень опасно, во-вторых, даже нескольких грамм концентрированной кислоты достаточно, чтобы кардинально изменить плотность раствора в секции, а значит, выставить нужную плотность пол-литровым ареометром исключительно сложно.

Холодная погода и ваши батареи.

Холодная погода меняет все.

Сейчас декабрь, и на большей части территории США нас ждут серьезные холода. Холод оказывает большое негативное влияние на автономное питание и радиолюбительское оборудование. Если вы не учли холодную погоду должным образом, ваше снаряжение подведет вас, когда оно вам больше всего понадобится. В некоторых случаях отсутствие планирования в холодную погоду может привести к дорогостоящему ущербу. Сегодня мы обсудим влияние низких температур на ваше оборудование и аккумуляторы.Если вы живете в районе, где всегда тепло, я надеюсь, что вы все равно останетесь с нами и получите полезную справочную информацию.

Радиостанции на морозе.

Большинство современных радиоаппаратур достаточно хорошо переносят низкие температуры. Вы можете заметить, что в холодную погоду циферблаты поворачиваются с трудом, а переключатели кажутся немного тяжелыми. ЖК-дисплеи также могут иметь медленный/запаздывающий отклик, а батареи работают не так долго, как обычно. Технические характеристики, касающиеся рабочей температуры окружающей среды, имеют тенденцию быть щедрыми на верхнем уровне и не такими щедрыми на низком уровне.Например, Yaesu FT-818 имеет указанный рабочий диапазон 14-140F (от -10C до +60C). Маловероятно, что вы когда-нибудь увидите 140F, но 14F довольно распространены для многих из нас.

Принося радиоприемники внутрь с холода, некоторые радиолюбители настаивают на том, чтобы их оборудование нагрелось до комнатной температуры перед включением. Это не так важно, как в те времена, когда в радиоприемниках были лампы. О чем должны заботиться современные радиолюбители, так это о конденсате. Если на радиоприемнике образовался конденсат, когда его принесли с холода, дайте ему полностью высохнуть, прежде чем включать его.Имейте в виду, что внутренности радиоприемника будут дольше нагреваться и рассеивать воду, чем внешние поверхности. Холод не убивает радио… но вода убивает!

Залитые батареи и холодная погода.

Это помогает понять, как температура влияет на химический состав и емкость батареи. Типичная полностью заряженная залитая батарея будет иметь плотность электролита около 1,265, измеренную ареометром. Важно знать, что 1.265 предполагает стандартную базовую температуру батареи 80F (27C).Чтобы компенсировать температуру, вычтите 0,004 на каждые десять градусов ниже 80F (27C).

Например, у вас есть полностью заряженный аккумулятор с температурой электролита 50F (10C). Делаем математику:

1,265  (измеренная плотность электролита батареи)

-0,012 (0,004 x 3, с учетом разницы между стандартной базовой температурой и фактической температурой)

=1,253  (измерение плотности с поправкой на температуру.)

Плотность 1,253 соответствует примерно 92%-95% для нашей полностью заряженной аккумуляторной батареи при температуре 50F (10C).Ссылаясь на график ниже, от 50F падение становится более выраженным. Некоторые солнечные контроллеры имеют отдельный датчик температуры. Этот датчик присоединяется к клемме аккумулятора и позволяет контроллеру изменять ток или напряжение для компенсации температуры. Эти устройства работают до определенного момента, но реалии химии нельзя полностью отрицать. В холодную погоду ваша залитая батарея просто уменьшит емкость.

Залитая кривая температуры батареи. ГРАФИКА ПРЕДОСТАВЛЕНА ROLLS BATTERY USA.

Залитые аккумуляторы и фактор замерзания.

Поскольку плотность электролита изменяется в зависимости от цикла зарядки-разрядки, изменяется и температура его замерзания. Это оказывает значительное влияние на вашу залитую батарею.

Электролит в полностью заряженной батарее замерзает при температуре -80F (-62C). Скорее всего, вы никогда этого не увидите, но разряженная батарея замерзнет примерно при 20F (-7C). Имейте в виду, что эти цифры относятся к температуре замерзания электролита, а не к допустимым рабочим температурам.Как только батарея физически замерзнет, ​​она, скорее всего, исчезнет навсегда.

В холодную погоду залитые аккумуляторы разряжаются дольше. Это может показаться плюсом, но помните, что вы теряете часть своей емкости из-за холода. Это сделка с нулевой суммой. С другой стороны, холодные батареи также требуют больше времени для перезарядки.

Примите во внимание, что чем ниже температура, тем дольше заряжаются залитые батареи и тем меньше их емкость. Держите их как можно ближе к «сладкой точке» 80F (27C).

AGM, SLA и гелевые аккумуляторы.

Я смешиваю аккумуляторы с абсорбированным газом (AGM), герметичные свинцово-кислотные (SLA) и гелевые аккумуляторы, потому что они являются двоюродными братьями друг друга и имеют схожие характеристики.

Тем не менее, найти достоверные данные о том, как эти батареи реагируют на холодную погоду, на удивление трудно. Я нашел одно исследование, в котором было установлено, что батареи AGM/геля могут терять до 76% своей емкости при -4F (-20C). Хорошей новостью является то, что если батареи физически не заморозить (что не происходит примерно до -75F или -60C), они восстановят свою полную емкость после того, как снова нагреются.

По большинству показателей аккумуляторы AGM/SLA/гелевые ненамного лучше работают в холодную погоду, чем залитые версии. Многие производители рекомендуют вообще не заряжать батарею, если она ниже 32F (0C). Это, конечно, огромная проблема для многих радиолюбителей. С другой стороны, небольшие AGM/SLA/гелевые батареи, обычно используемые радиолюбителями, относительно недороги. Если их нужно заменять каждый год или около того из-за неправильного обращения, это не большие финансовые затраты.

Вот несколько советов по использованию вашей AGM/SLA/гелевой батареи в холодную погоду:

  • Поддерживайте температуру выше 32F (0C) насколько это возможно.
  • Избегайте зарядки при температуре ниже 32F (0C).
  • Используйте зарядное устройство или контроллер заряда, предназначенные для аккумуляторов AGM/SLA/гелевых аккумуляторов. Многие солнечные контроллеры заряда имеют выбираемые пользователем настройки для различных типов батарей.

Литиевые батареи.

Как и в случае с другими, есть хорошие и плохие новости относительно литиевых батарей в холодную погоду.

Хорошей новостью является то, что они не демонстрируют потери емкости из-за холода, как другие типы.При 32F (0C) литиевая батарея обычно теряет около 17% своего заряда. При температуре -4F (-20C) обычная литиевая батарея будет иметь 70% своей емкости. В этом отношении литиевые батареи явно превосходят другие типы батарей даже при температуре выше 0°F (-17°C). Эти факторы, а также превосходная плотность энергии делают литиевые батареи фаворитом многих радиолюбителей.

ГРАФИКА ПРЕДОСТАВЛЕНА SMARTBATTERY

Плохая новость заключается в том, что литиевые батареи очень легко повредить, если их заряжать при температуре ниже 32F (0C).Явление, известное как литиевое покрытие , может возникнуть во время процесса зарядки. Холод заставляет литий собираться на поверхности графитового анода, а не поглощаться им. Как только это происходит, это необратимо. Аккумулятор может быть безвозвратно испорчен, если зарядить его в холодном состоянии даже один раз.

Решения для зарядки лития на морозе.

Что ты умеешь делать? Одна из возможностей — резко уменьшить зарядный ток. Хотя это звучит просто в теории, на практике это сложно.Если ваша электроника на аккумуляторе не может связываться с зарядным устройством и давать ему команды на снижение тока в зависимости от температуры, это не реальное решение. Тем не менее, технология существует для тех, кто хочет пойти по этому пути. Даже в этом случае у вас будет больше времени зарядки.

Менее сложный вариант — прогреть аккумулятор до температуры выше 32F (0C) перед зарядкой. Нагрейте аккумулятор в автомобиле, кемпере, палатке или даже теплом собственного тела, если он достаточно мал, чтобы носить его в кармане.

По моему собственному опыту, я обнаружил, что довольно легко уберечь мои литиевые батареи от слишком низкой температуры для зарядки.Я живу в районе Верхнего Среднего Запада/Великих озер США, и поверьте мне, у нас есть много возможностей проверить пределы нашего снаряжения в холодную погоду! Хотя температурные ограничения для литиевых аккумуляторов звучат очень обременительно, при небольшой предусмотрительности это не является большой проблемой.

Что мы узнали сегодня.

  • Радиооборудование обычно выдерживает низкие температуры при условии, что оно остается сухим.
  • Холодная погода негативно влияет на все батареи.
  • Плотность электролита в залитых батареях имеет коэффициент температурной компенсации -0.004 на каждые десять градусов ниже 80F (62C).
  • Температура замерзания электролита зависит от уровня заряда.
  • Никогда не допускайте физического замерзания залитых аккумуляторов.
  • Аккумуляторы
  • AGM/SLA/гелевые имеют такую ​​же потерю емкости при низких температурах, как и залитые аккумуляторы.
  • Замораживание не приводит к долговременному повреждению аккумуляторов AGM/SLA/гелевых аккумуляторов.
  • Низкие температуры не влияют на литиевые батареи так сильно, как на другие типы батарей.
  • Зарядка литиевой батареи при температуре ниже 32F (0C) может привести к ее необратимому повреждению.
  • Литиевое покрытие — это состояние, при котором литий связывается с поверхностью графитового анода.

Ресурсы.

Этот очень хороший одностраничный список от Canada Battery предлагает несколько отличных советов по аккумуляторам AGM.

НАСА подготовило очень увлекательный и подробный PDF-файл о литиевых покрытиях. Этому документу девять лет, и с тех пор появились новые разработки, но представленные основные концепции по-прежнему актуальны.

Вот несколько предыдущих статей Off Grid Ham , в которых содержится дополнительная информация:

Литиевые батареи

Аккумуляторы AGM

Уход и техническое обслуживание залитых аккумуляторов.

Сколько батареи вам действительно нужно?

Нравится:

Нравится Загрузка…

Коррекция плотности электролита аккумулятора перед зимой

Аккумулятор — один из основных элементов автомобиля, отвечающий за запуск двигателя. Значение аккумулятора трудно переоценить, ведь без него невозможно запустить двигатель, а, следовательно, автомобиль своим ходом двигаться не может. Именно поэтому батарея требует особого внимания, исключающего возникновение неприятных ситуаций в виде невозможности совершить запланированную поездку.При этом стоит отметить, что для поддержания работоспособности этого важного источника питания не нужно предпринимать никаких сверх усилий, а достаточно проводить лишь небольшой комплекс профилактических мероприятий.

Свинцовая аккумуляторная батарея представляет собой гальванический элемент, внутри которого химическая энергия преобразуется в электрическую в результате реакций. Этот процесс невозможен без электролита — раствора кислоты, обеспечивающего движение заряженных частиц между погруженными в него электродами.Как правило, электролит представляет собой водный раствор серной кислоты определенной плотности. Именно такой параметр, как плотность электролита, оказывает существенное влияние на работоспособность аккумулятора, поэтому периодически его необходимо контролировать.

Измерение плотности электролита батареи

Измерить плотность электролита, залитого в свинцовый аккумулятор, не так уж сложно, но есть определенные нюансы, связанные с особенностями прибора и принципом работы аккумулятора.Вот несколько важных моментов, которые следует учитывать:

  1. Провести процедуру измерения плотности получится только в случае так называемого обслуживаемого аккумулятора, который обеспечивает доступ к банкам (секциям) с электролитом через крышки заливных отверстий. Именно через эти отверстия (обычно их количество равно шести, как и количество секций) берется состав для измерения плотности.
  2. В процессе своей работы автомобильный аккумулятор постоянно заряжается и разряжается.Разрядка происходит при прокручивании стартера, а заряд — когда двигатель уже работает от генератора. В зависимости от степени заряда меняется и плотность электролита. Значения могут варьироваться в пределах 0,15-0,16 г/см 3 . Важно учитывать, что автомобильный генератор не способен полностью зарядить аккумулятор. При обычной работе на машине потенциал аккумулятора используется только на 80-90%. Полную зарядку может обеспечить только внешнее зарядное устройство, к которому обязательно придется прибегнуть перед измерением плотности электролита.
  3. Плотность электролита зависит от его температуры. Обычно измеряется при температуре +25°С, в противном случае вносятся поправки.


Предположим, что все вышеперечисленные условия учтены, и можно переходить непосредственно к измерению плотности. Для этого понадобится специальный прибор — плотномер, который состоит из ареометра, резиновой груши и стеклянной трубки с наконечником. Устройство вводят в аккумуляторную батарею через заливное отверстие, а затем резиновой грушей засасывают электролит.Это происходит до тех пор, пока не всплывет ареометр. Показания считываются после прекращения колебаний ареометра и становится возможным определить точное значение. Показания отсчитывают по шкале, при этом смотреть следует на уровень поверхности жидкости.


Полученное значение должно быть в пределах 1,25-1,27 г/см 3 , если автомобиль эксплуатируется в средней полосе. В зоне холодного климата (среднемесячная температура января ниже -15°С) показатель должен быть в пределах 1.27-1,29 г/см 3. Проверить плотность электролита на соответствие этим цифрам нужно в каждой из шести банок аккумулятора. Показания не должны отличаться более чем на 0,01 г/см 3 , иначе потребуется их корректировка.

Как мы уже говорили, плотность электролита зависит от температуры. Это означает, что зимой и летом жидкость в одном и том же полностью исправном аккумуляторе будет иметь разную плотность. Следующая таблица дает представление о том, насколько будут отличаться показания.

Зависимость температуры замерзания электролита от его плотности демонстрирует другая таблица. На основании этих данных можно установить оптимальную плотность электролита для конкретных климатических условий. Нижняя граница выбранного интервала должна обеспечивать, чтобы электролит не замерзал даже при самых сильных морозах и обеспечивать усилие, необходимое для проворачивания стартера. При этом завышать плотность тоже нельзя, так как на положительных электродах аккумулятора начинают ускоряться коррозионные процессы, приводящие к сульфатации пластин.

Температура замерзания, °С Плотность электролита при 25°С, г/см 3 Температура замерзания, °С
1,09 -7 1,22 -40
1.10 -8 1,23 -42
1.11 -9 1,24 -50
1,12 -10 1.25 -54
1,13 -12 1,26 -58
1,14 -14 1,27 -68
1,15 -16 1,28 -74
1,16 -18 1,29 -68
1,17 -20 1,30 -66
1.18 -22 1,31 -64
1,19 -25 1,32 -57
1,20 -28 1,33 -54
1,21 -34 1,40 -37

Причины изменения плотности электролита

Значения, зафиксированные в результате измерения плотности, не всегда соответствуют требуемым значениям.Расхождения могут касаться как отдельных банок аккумуляторов, так и всех вместе взятых. Если плотность слишком высокая, то нужно в первую очередь обратить внимание на уровень электролита. Низкий уровень в большинстве случаев является следствием электролиза, приводящего к разложению воды, содержащейся в электролите, на водород и кислород. Этот процесс выражается в появлении пузырьков на поверхности жидкости, что обычно происходит при зарядке аккумулятора. Частое «кипячение» может привести к уменьшению концентрации воды, и этот вопрос решается простым ее добавлением.Доливайте в аккумулятор только дистиллированную воду, контролируя уровень электролита. Подробнее о регулировке плотности электролита поговорим ниже.


Если с повышенной плотностью все понятно, то с пониженной ситуация несколько сложнее. Теоретически одной из причин снижения плотности может быть то, что по какой-то причине уменьшилась доля серной кислоты в электролите. Однако на практике это маловероятно, так как сам по себе он имеет высокую температуру кипения, исключающую испарение даже при интенсивном нагреве, что происходит, например, при зарядке аккумулятора.Более распространенной причиной снижения плотности электролита является так называемая сульфатация пластин, заключающаяся в образовании на электродах сульфата свинца (PbSO4). На самом деле это естественный процесс, который происходит при каждой разрядке аккумулятора. Но дело в том, что при нормальной работе после разряда аккумулятора аккумулятор необходимо зарядить (на автомобиле аккумулятор постоянно подзаряжается от генератора). Заряд сопровождается обратным превращением сульфата свинца в свинец (на катоде) и диоксида свинца (на аноде) — в те активные вещества, которые составляют основу электродов и принимают непосредственное участие в химическом процессе внутри аккумулятора.Если батарея длительное время находится в разряженном состоянии, сульфат свинца кристаллизуется, безвозвратно теряя способность участвовать в химических реакциях. Это очень неприятный процесс, в результате которого аккумулятор не сможет полностью зарядиться даже при использовании внешнего зарядного устройства из-за того, что в работе задействована не вся площадь пластин. Поскольку аккумулятор не заряжается до конца, плотность электролита не восстанавливается до исходных значений. По сути уже идет разговор об устранении нарушений в нормальном функционировании аккумулятора.

Частичную сульфатацию пластин можно устранить с помощью контрольно-тренировочных циклов, заключающихся в заряде и последующем разряде аккумулятора до определенного уровня. Эта функция есть у большинства современных зарядных устройств, поэтому есть смысл ею воспользоваться, особенно если аккумулятор по каким-то причинам долгое время находился в разряженном состоянии. Процедура десульфатации очень длительная и может занимать до нескольких дней. Если она не дает результата, то крайняя мера — увеличить плотность путем добавления корректирующего электролита (плотность около 1.40 г/см 3). Этот метод можно рассматривать только как временное решение проблемы, ведь причина как таковая не устраняется.

Как увеличить плотность электролита

Уменьшить или увеличить плотность электролита в аккумуляторе можно, откачав определенное его количество и долив дистиллированной воды или электролита большей плотности (корректирующий). Эта процедура занимает много времени, так как цикл откачки до заполнения может повторяться несколько раз, пока не будет достигнуто желаемое значение.После каждой регулировки нужно поставить аккумулятор на зарядку (не менее 30 минут), а затем дать постоять (0,5-2 часа). Эти действия необходимы для лучшего перемешивания электролита и выравнивания плотности в банках.

В процессе повышения (или понижения) плотности электролита не забывайте о контроле его уровня. Осуществляется стеклянной трубкой с двумя отверстиями по краям. Один край погружается в электролит до соприкосновения с защитной сеткой. Далее верхний конец закрывают пальцем, а саму трубку осторожно приподнимают вместе со столбиком жидкости внутри.Высота этого столбца указывает на расстояние от верхнего края пластин до поверхности залитого электролита. Он должен быть 10-15 мм. Если на аккумуляторе есть индикатор (трубка) или прозрачный корпус с отмеченными минимальными и максимальными отметками, то контролировать уровень намного проще.

Не забывайте, что все операции с электролитом необходимо производить осторожно, используя защитные перчатки и очки.

› Коррекция плотности электролита аккумулятора перед зимой!

Подготовка к регулировке.


Измерение уровня электролита.

 Трубка для измерения уровня электролита.
Перед проверкой плотности электролита и в процессе ее регулировки необходимо следить за уровнем электролита в банках аккумуляторов. В автомобильных аккумуляторах нормальным считается уровень электролита на 10÷15 мм выше верхней кромки пластин (сепараторов).

В батареях с индикатором (трубкой) электролит должен быть на одном уровне с ним или выше его на 5 мм.



Корректирующий электролит — электролит повышенной плотности (обычно 1,40 г/см3) для повышения плотности электролита аккумуляторной батареи или для приготовления электролита нормальной плотности для заливки аккумуляторных батарей.

Вода дистиллированная.
Добавляется в электролит для снижения его плотности.

Важные детали

1. В связи с тем, что кислота и вода имеют разную плотность, при разбавлении электролита или кислоты водой кислоту следует добавлять в воду, а не наоборот.

2. Обращайтесь с аккумулятором очень осторожно. Ни в коем случае нельзя его переворачивать. Это может привести к падению пластин и выходу батареи из строя.

Определение требуемого значения плотности электролита полностью заряженного аккумулятора.
На протяжении всего срока службы батареи плотность электролита постоянно меняется. Есть обратимые изменения плотности — это нормальный заряд и разряд батареи. Интервал изменения плотности электролита при изменении состояния аккумулятора с полностью разряженного на полностью заряженный и наоборот обычно равен 0.15 ÷ 0,16 г/см3 для новой батареи.
Но бывают и необратимые изменения, например, электролиз воды (разложение на водород и кислород) при «кипении» электролита. Плотность электролита увеличивается.

При сульфатации пластин, когда их активная поверхность покрыта слоем нерастворимого сульфата свинца или осыпается активная масса пластин, что уменьшает площадь поверхности пластин, которая участвует в электрохимической реакции — восстановить первоначальную плотность электролита во время зарядки невозможно.Это приводит к необратимому уменьшению плотности электролита и, соответственно, сужает диапазон изменения плотности в диапазоне полный заряд — полный заряд (0,15 ÷ 0,16 г/см3 — для новой, исправной батареи).
Постоянно повышенная плотность электролита приводит к сокращению срока службы батареи.
Стабильно заниженная плотность приводит к снижению ЭДС и затруднению запуска двигателя, а также к повышенному риску замерзания электролита в зимний период эксплуатации.

Для начала нужно определиться, какую плотность электролита мы хотим иметь в нашем аккумуляторе применительно к климатической зоне его эксплуатации.


В этой таблице указана температура замерзания электролита.
Например, для центральных районов России (Москва, Казань…) можно выбрать плотность электролита 1,25÷1,27 г/см3. Необходимо помнить, что на автомобиле аккумуляторная батарея в лучшем случае может быть заряжена до 80÷90% ее максимальной емкости (то есть плотность электролита будет несколько ниже, чем при полной зарядке).Поэтому плотность электролита, исходя из температуры его замерзания (таблица), выбирают несколько большей, чем необходимо для обеспечения гарантированного незамерзания при минимальной температуре воздуха в зимний период.

Полная зарядка аккумулятора.

Необходимо четко понимать и строго соблюдать правило:
Проверка плотности электролита, с целью определения необходимости его регулировки, проводится только при ПОЛНОСТЬЮ ЗАРЯЖЕННОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕ.
Известно, что при исправном состоянии генерирующего оборудования автомобиля и его нормальном напряжении 14.0 ÷ 14,6 В аккумулятор можно зарядить только на 80 ÷ 90% от его максимальной емкости из-за неэффективности процесса зарядки аккумулятора на автомобиле.

При выборе зарядного устройства следует избегать использования «автоматических зарядных устройств» без предварительного ознакомления с логикой его автоматики. Во многих из них автоматическое отключение режима заряда производится просто при достижении напряжения на клеммах аккумулятора 14,5÷14,6 В, а это не всегда обеспечивает полный заряд аккумулятора.

Признаком ПОЛНОГО заряда аккумулятора является постоянство плотности электролита и напряжения на его клеммах при продолжении зарядки в течение 2-х часов.

При достижении условий для полного заряда аккумулятора, то есть напряжение на клеммах и плотность электролита постоянны в течение двух часов при зарядке аккумулятора, его останавливают и выдерживают аккумулятор от 30 минут до двух часов в выключенном состоянии.
Рекомендуется производить отключение в выключенном состоянии от получаса до двух часов после зарядки (разрядки), заливки (регулировки плотности) электролита, регулировки уровня электролита.Это делается для выравнивания плотности электролита в объеме банок, для снижения температуры электролита, выхода пузырьков газа, образующихся при «кипении». В противном случае могут возникнуть недопустимые погрешности измерения плотности и уровня электролита, а также напряжения на клеммах аккумуляторной батареи.

Затем измеряется уровень электролита и его плотность в каждой банке. Если наблюдается значительная разница плотности электролита между банками (более 0,01 г/см3), следует попытаться провести дополнительную, так называемую уравнительную зарядку аккумулятора для выравнивания плотности между банками, при этом ток заряда можно снижается в 2 ÷ 3 раза по сравнению с номинальной, для уменьшения газообразования («кипения»).
Если подзарядка в течение нескольких часов не выравнивает плотность электролита в банках, очевидно, необходимо выровнять ее последующей регулировкой.
По завершении данного этапа работ оформляется этикетка с указанием плотности и уровня электролита в каждой банке. Принимается решение, какие действия производить над каждой конкретной банкой. За основу взято соотношение плотности электролита, которое мы приняли как оптимальный вариант для нашей климатической зоны, и реального значения, измеренного после полной зарядки аккумулятора.

Коррекция плотности электролита.
Суть регулировки плотности электролита в аккумуляторной банке заключается в следующем:
а) из банки отбирается некоторое количество электролита;
б) вместо этого в банку добавляют такой же объем либо воды дистиллированной (плотностью 1,00 г/см3) — для понижения плотности электролита в банке, либо корректирующего электролита (обычно плотностью 1,40 г/см3 ) — для увеличения плотности;

в) аккумулятор включают на 30 мин для заряда номинальным током для лучшего перемешивания электролита в результате газовыделения;
г) аккумулятор отключается от зарядного устройства и удерживается в течение 0.5÷2 часа для выравнивания плотности электролита в объеме банок;
д) измеряют плотность электролита в каждой банке и его уровень, оба параметра нормируют. То есть при необходимости все операции а)÷д) повторяются.

Приведу таблицу, в которой указано «…сколько повесить в граммах», то есть конкретное количество в см3 удаляемого электролита и соответствующее количество добавляемой жидкости (дистиллированная вода или корректирующий электролит в зависимости от направления изменения плотности).

Объем жидкости указан для корректировки 1 л электролита (1000 см3). Таким образом, чтобы скорректировать конкретный аккумулятор, нам необходимо знать количество электролита в одной банке этого аккумулятора в литрах. Полученные из таблицы значения необходимо умножить на объем электролита в литрах в одной банке регулируемого аккумулятора.
Количество электролита в одной банке:
6СТ-45 — 500 см3;
6СТ-55 — 633 см3.


Ориентировочные нормы в см3 корректировки плотности электролита в объеме 1 л.
В таблице предусмотрено использование корректирующего электролита плотностью всего 1,40 г/см3. Ниже приведена формула, по которой можно применять корректирующий электролит с плотностью, отличной от 1,40 г/см3.

где
Ve – объем электролита, удаленного из банки, см3,
Vb – объем электролита в одной банке, см3,
для некоторых типов аккумуляторов, чуть выше указан объем электролита в одной банке,
ρn – начальная плотность электролита до регулировки, г/см3,
ρк – конечная плотность, которую необходимо получить, г/см3,
ρд – плотность добавляемой жидкости, (вода – 1.00 г/см3 или электролит корректирующий — *г/см3)

Следует отметить, что при использовании этой формулы объемы удаляемого и добавляемого электролитов равны.

Если в таблице трудно понять! Вы можете сделать это позже:

Выкачать большую часть жидкости из одной из банок. Эту операцию удобно выполнять с помощью «груши». Измерьте откачиваемый объем и добавьте около половины этого объема электролита. Аккуратно покачайте батарею в разные стороны, затем снова измерьте плотность.Если плотность не достигла необходимого значения, долить еще ¼ объема, сдутого ранее электролитом. Таким образом, необходимо доливать электролит, каждый раз уменьшая его количество вдвое.

Цена вопроса: 200 ₽

О доливке дистиллированной воды в аккумулятор, после двух лет эксплуатации без обслуживания.
После доливки до МАКС дистиллированной воды в каждую банку (0,5 л на 6 влезших банок) и зарядки автоматическим зарядным устройством током от 2 А до 0.5 А за 20 часов, через сутки работы замерил плотность электролита в банках.
Оказалось, что в средних четырех банках плотность одинакова — 1,27, а в двух крайних банках (левом и правом) чувствительно меньше — 1,23; 1.24.

Погуглив, почитав разные статьи на эту тему, выяснил, что как бы не кончилось, неплохо бы позаботиться о продлении срока службы батареи 🙂
Если зарядка не помогла выровнять плотность электролита , необходимо выровнять с помощью концентрированного электролита плотностью 1.4.
По пути я промчался по магазинам по продаже аккумуляторов и автомагазинам.
К моему удивлению концентрированного электролита нигде не было.
В одном из магзиков консультант поделился, что плотность 1,4 запрещена и давно не производится, а стандартный корректирующий электролит плотностью 1,33 уже три месяца не поставляется, в связи с какими-то предстоящими изменения в законодательстве и скорее всего корректирующие будут меньшей плотности.
Правда или нет, но за что купил, за то и продаю:)
Заехал на авторынок, где много мелких магазинчиков-палаток, и в одном из них не было проблем с корректирующим электролитом 1,33, за только 70 рублей 🙂


Итак, что и сколько заливать/доливать…
Статьи в инете в основном старые, т.к. аккумулятор уже давно перешел в разряд расходников и мало кто стремится его обслуживать .
За основу расчетов взято
Суть регулировки плотности электролита в банке аккумуляторов заключается в следующем:
а) из банки берется некоторое количество электролита;
b)  вместо того же объема дистиллированной воды (плотность 1.00) добавляется в банку — для понижения плотности электролита в банке, или для корректировки электролита (обычно с плотностью 1,40) — для повышения плотности;
Равенство объемов забираемой и добавляемой жидкостей используется только для упрощения всей процедуры и упрощения логической интерпретации ее результатов.
По мере накопления опыта это равенство может нарушаться.
а)   аккумулятор включается на 30 минут для заряда номинальным током для лучшего перемешивания электролита в результате газовыделения;
d)  аккумулятор отключен от зарядного устройства и выдерживается в течение 0.5÷2 часа для выравнивания плотности электролита в объеме банок;
г) измеряют плотность электролита в каждой банке и его уровень, оба параметра нормируют.
Тех. при необходимости повторяются все операции а)   и г)  
Ниже приведена формула, используя которую можно нанести корректирующий электролит с плотностью отличной от 1,40

где:
Ve   — объем электролит, извлеченный из банки, см3,
Вб — количество электролита в одной банке, см3,
ρн — начальная плотность электролита до доводки, г/см3,
ρк — конечная плотность получено, г/см3,
ρd   — плотность добавляемой жидкости, (вода — 1.00 г/см3 или электролит корректирующий — *г/см3)
Следует отметить, что при использовании данной формулы объемы удаляемого и добавляемого электролитов равны.

Итак, теперь главный вопрос, какой объем электролита в нашей ISTA CALCIUM 12V 70А/ч?
Ответа на него я не нашел, но было решено, по аналогии с размерами наших российских аккумуляторов, за исходник взять объем 6СТ-55(60) — 3,8 л. В итоге оказалось, что наверное в нашей батарее около 3.5 литров.
По расчетам при плотности 1,24 необходимо заменить 1,33, примерно 211 см3, на корректирующий электролит.
Чтобы не сделать большой ошибки, для начала из каждой крайней банки было изъято четыре раза по 40 единиц объема ареометра, указанного на колбе;
Соответственно столько же и электролита залил 1.33


После смешивания, перебулькивания 🙂 плотность была как раз 1.27
Оставляю заряжаться на 10 часов током 2 в 0.5 А (автоматическая зарядка) и утром плотность почти 1,32 в каждой банке.
Многовато, но это только сразу после отключения зарядки.
Через пару дней проверяю, что в каждой банке ровно 1.30, во всех шести.
Повторяю процедуру с подменой небольших объемов в каждую банку дистиллированной воды.
В этот раз я взял из банки по 60 см3 каждой банки, взамен залив перегонку.
Полчаса подзарядил, день покатался и на проверку.
Ну а теперь по делу, во всех банках плотность электролита одинаковая — 1.26
для скоротечного лета в самый раз 🙂



Если все эти манипуляции помогут продлить жизнь аккумуляторов еще на три года, то в принципе не напрягает.
А когда знаешь, что мерить и доливать, то совсем все просто.
Следующая проверка в октябре/ноябре 🙂

PS : прошло более полутора лет   с момента данной операции с корректирующим электролитом, и после этого я читал много мнений что корректировать невозможно плотность таким образом, правильный вариант только полная зарядка батареи стационарным зарядным устройством, что в конечном итоге после полной зарядки приведет к смещению плотности в банках НО , буквально на днях меня смутила полная зарядка батареи в несколько этапов и в итоге в этих крайних банках плотность в конце заряда такая же как и в остальных — 1.27 все норм.
На этот раз только одна банка вышла из строя посередине, всего 1,27 и 1,25 в одной после полной зарядки.
КТС на аккумулятор держится, полный заряд произведен, думаю терять нечего, с одним сред можно повторить исполнение с корректирующим электролитом

Метка: 70 ₽   Пробег 32400 км

Мало кому из водителей приходилось сталкиваться с такой проблемой, поэтому многим будет полезно узнать, как выровнять плотность электролита в банках аккумуляторов.Есть некоторые владельцы, которые даже не знают, что батарея также нуждается в периодическом обслуживании.

Помимо периодической зарядки от внешнего источника питания, следует также проверять уровень и плотность электролита в его банках. Только внимательное отношение к аккумулятору обеспечит его долгий срок службы.

Как выровнять плотность электролита в банках аккумуляторов   мы постараемся донести до всех желающих вполне доступным языком, чтобы даже далекий от «техники» владелец смог самостоятельно выполнить такую операция.Не требует особых требований и условий, легко выполняется в условиях гаража. Далее поговорим о том, зачем нужна регулировка плотности, как правильно ее выполнять.



Несколько слов об аккумуляторе устройства


Много лет прошло с тех пор, как появились первые батарейки. Несмотря на то, что он постоянно совершенствовался, разрабатывались принципиально новые типы аккумуляторов, свинцово-кислотный аккумулятор до сих пор остается самым популярным устройством.Наверное, уже из названия стало понятно, что в его основе свинец для изготовления пластин, а серная кислота для электролита, чтобы пропитать эти пластины.

Аккумулятор состоит из пластикового корпуса, в котором размещены шесть отдельных аккумуляторных банок. Каждая такая секция способна выдавать напряжение 2,1 вольта, при соединении их в последовательную цепь получаем на выходе 12,6 вольта. В каждую такую ​​банку устанавливается своеобразный пакет из отрицательных и положительных пластин. Между ними обязательно должен быть небольшой зазор для свободного доступа к ним раствора электролита.

Изготавливается на основе концентрированной серной кислоты путем добавления к ней дистиллированной воды. Нельзя использовать никакую другую воду, только химически чистую. При смешивании кислоты и воды получают раствор электролита, плотность которого должна быть 1,27 г/см3. Работа аккумулятора состоит из циклов разрядки, а затем подзарядки от работающего автомобильного генератора.



Причины снижения плотности


Причин тому много, рассмотрим некоторые из них.С приходом холодов для аккумулятора наступает период его более интенсивного использования. Заводить двигатель становится дольше, движение с включенным светом приводит к тому, что генератора не хватает для восстановления своей мощности.

Но еще более «коварная» причина кроется в токе саморазряда аккумулятора. Не путайте их с токами потребления часов или автомагнитолы в дежурном режиме, они несравнимо малы по сравнению с саморазрядом. В процессе подзарядки от автомобильного генератора происходит газовыделение из банок паров электролита.При этом неизбежно происходит конденсация этих паров и осадки, в том числе и на корпусе батареи. В результате этого появляются пути тока от «минуса» аккумулятора к его «плюсу», приводящие к саморазряду аккумулятора.



Как корректировать плотность?


Для проведения такой операции необходимо иметь следующие инструменты и материалы:
  • Электролит корректирующий, его плотность должна быть от 1.33 до 1,4 г/см3;
  • Вода дистиллированная;
  • Термометр для измерения температуры;
  • Плотномер, прибор для определения плотности;
  • Стеклянная трубка для отбора жидкости из банок.
Регулировку следует проводить после, когда после зарядки стационарным устройством плотность электролита ниже 1,27 г/см3. Для проведения этой операции необходимо снять аккумулятор с машины, а работу выполнять на открытом воздухе или в помещении с вентиляцией.В первую очередь осмотрите и очистите поверхность аккумулятора, особенно в тех местах, где в его банках установлены пробки.



Далее необходимо открутить все пробки с банок и измерить плотность в каждой из них денсиметром. Его можно увеличить или уменьшить, что одинаково плохо и для аккумулятора, и для срока его службы. После этого с помощью стеклянной трубки в отдельную емкость отбирают определенное количество жидкости из банок. Если плотномер показал значение выше рекомендованного, то нужно добавить такой же объем воды, а если ниже, то доливается корректирующий электролит.

Теперь нужно поставить аккумулятор на 30 минут заряжаться номинальным током, а потом дать постоять пару часов. В это время произойдет полное перемешивание жидкостей в банках и они станут однородными. Снова нужно проверить плотность и уровень электролита в банках и при необходимости снова провести коррекцию.

Как видно из описания, операция достаточно простая и ее могут выполнить все владельцы машин. Надеемся, что всем, кто дочитал эту статью до конца, стало понятно, как выровнять плотность электролита в банках аккумуляторов.Чтобы проводить такую ​​операцию как можно реже, почаще обращайте внимание на состояние аккумулятора вашего автомобиля.

Обслуживание аккумуляторов | Троянская аккумуляторная компания


Компания Trojan Battery Company производит залитые аккумуляторы глубокого цикла уже более трех поколений.

Наш опыт показывает, что ключевым фактором для достижения оптимальной производительности и длительного срока службы батареи является регулярное выполнение программы ухода и технического обслуживания.

Изучая наши советы по обслуживанию аккумуляторов, помните, что все аккумуляторные системы уникальны.Тип батареи, технология зарядного устройства, нагрузка на оборудование, размер кабеля, климат и другие факторы могут варьироваться. Незначительные или значительные, эти различия потребуют соответствующей корректировки технического обслуживания батареи. Это всего лишь рекомендации по правильному уходу за батареей. Каждая конкретная система всегда будет требовать определенной степени индивидуального внимания.

Достижение оптимальной производительности и длительного срока службы батареи

Перед началом работы

  • Убедитесь, что вы знаете напряжение вашей системы, размер батарейного отсека (длину, ширину и высоту) и ваши потребности в энергии.
  • Определите, хотите ли вы использовать аккумулятор глубокого цикла, AGM или гелевый аккумулятор.

Шаг 1. Определите напряжение батареи и количество используемых батарей

1-1 Основываясь на напряжении вашей системы, вы должны сначала решить, какая батарея нужна и сколько использовать, чтобы удовлетворить ваши требования. Например, вы можете подключить серию из восьми 6-вольтовых батарей, шести 8-вольтовых батарей или четырех 12-вольтовых батарей для 48-вольтовой системы.Размер вашего батарейного отсека, ваши требования к производительности и затраты могут ограничивать ваши возможности.
1-2 Убедитесь, что между батареями имеется достаточно места для незначительного расширения батареи, которое происходит во время использования, и для обеспечения надлежащего потока воздуха для снижения температуры батареи в жарких условиях.

СОВЕТ

Последовательное соединение аккумуляторов не увеличивает емкость аккумуляторов; он просто увеличивает общее напряжение в соответствии с требованиями вашей системы.Как только ваши требования к напряжению будут удовлетворены, и если позволяет место, вы можете удвоить количество батарей при параллельном соединении, тем самым удвоив емкость батареи. См. диаграммы ниже.

 

Серия Connect Параллельное соединение Серийное/параллельное подключение
Для увеличения напряжения соедините батареи последовательно.Это не увеличит пропускную способность системы.
Пример
Две батареи T-105, 6 В, номинальной емкостью 225 Ач, соединенные последовательно
Напряжение системы
6 В + 6 В = 12 В Емкость системы = 225 Ач
Для увеличения емкости соедините батареи параллельно. Это не приведет к увеличению напряжения в системе.
Пример
Две батареи T-105, 6 В, номиналом 225 Ач, соединенные параллельно
Напряжение системы
Емкость системы 6 В = 225 Ач + 225 Ач = 450 Ач
Для увеличения напряжения и емкости подключайте дополнительные батареи последовательно и параллельно.
Пример
Четыре батареи T-105, 6 В, номинальной емкостью 225 Ач, соединенные последовательно/параллельно
Напряжение системы
6 В + 6 В = 12 В Емкость системы = 225 Ач + 225 Ач = 450 Ач
Для увеличения напряжения соедините батареи последовательно. Чтобы увеличить емкость в ампер-часах, подключите батареи параллельно. Чтобы увеличить как напряжение, так и емкость в ампер-часах, подключайте батареи последовательно/параллельно.

Шаг 2. Выберите лучшую модель аккумулятора

2-1 При выборе модели батареи в первую очередь учитывайте пространство отсека для батареи, так как это может ограничить ваши возможности.В пределах ваших ограничений по размеру у вас может быть несколько вариантов аккумуляторов на выбор. Например, вы можете использовать Т-605, Т-105 или Т-125 в одном пространстве, так как они имеют одинаковый физический размер. Разница между этими батареями заключается в количестве энергии, которую они предлагают.
2-2 Теперь подумайте о своих потребностях в энергии. При замене существующей батареи используйте ее в качестве ориентира. Если ваша старая батарея обеспечивала достаточную энергию, ее можно заменить на батарею аналогичной емкости.Если вам нужно больше энергии, вы можете увеличить ее, а если вам нужно меньше энергии, вы можете уменьшить ее.

СОВЕТ
Если вы не знаете, какую батарею использовать, обратитесь к производителю оборудования за рекомендуемыми характеристиками батареи. Trojan Battery также предлагает превосходную техническую поддержку, предоставляемую штатными инженерами по применению, которые помогут вам выбрать идеальные батареи.

Шаг 3. Выберите лучший терминал

3-1 Наконец, определите, какой вариант терминала лучше всего соответствует вашим потребностям, исходя из типа кабельных соединений, которые вы планируете использовать.Найдите клеммы, доступные для выбранной батареи.

СОВЕТ
Убедитесь, что вы используете правильный размер кабеля при подключении аккумуляторов, чтобы соединения не перегревались. Для получения информации о правильных размерах проводов вы можете обратиться к National Electric Code, Руководству пользователя Trojan Battery или обратиться в службу технической поддержки Trojan по телефону 800.423.6569.

 

Свинцово-кислотные батареи обычно классифицируются по применению (для чего они используются) и по конструкции (из чего они сделаны).Аккумуляторы глубокого цикла используются для различных типов приложений, таких как RV, автомобили для гольфа, возобновляемые источники энергии и морские суда.

Существует два популярных типа конструкции: залитые батареи (мокрые) и батареи VRLA (свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном). В залитых типах электролит представляет собой раствор серной кислоты и воды, который может вылиться, если аккумулятор опрокинется. В батареях VRLA электролит суспендирован в геле или мате из стекловолокна (технология AGM), что позволяет устанавливать эти батареи в различных положениях.

Перед началом работы обязательно определите тип используемого аккумулятора. В этом разделе рассматривается зарядка и техническое обслуживание как аккумуляторов глубокого цикла, так и аккумуляторов VRLA.

 

Существует множество инструментов, которые могут помочь в надлежащем уходе и обслуживании батарей. Ниже приведен список основных элементов, которые троян рекомендует для этой задачи:

Рекомендуемое оборудование
Пищевая сода Дистиллированная вода Защитные очки и перчатки Ареометр
Очиститель столбов Вазелин Вольтметр Ключ

ВНИМАНИЕ: Всегда надевайте защитную одежду, перчатки и защитные очки при работе с батареями, электролитом и зарядке батареи.

Аккумуляторы следует тщательно проверять на регулярной основе, чтобы обнаруживать и устранять потенциальные проблемы, прежде чем они могут причинить вред. Это отличная идея, чтобы начать эту процедуру, когда вы впервые получили батареи.

 

Осмотр  Рекомендации

1. Осмотрите внешний вид аккумулятора.

  • Ищите трещины в контейнере.
  • Верхняя часть аккумулятора, штыри и соединения должны быть чистыми, без грязи, жидкостей и следов коррозии.Если батареи загрязнены, обратитесь к разделу «Очистка», чтобы узнать, как правильно выполнить очистку.
  • Отремонтируйте или замените поврежденные батареи.

2. Любая жидкость на аккумуляторе или вокруг него может указывать на проливание, выщелачивание или утечку электролита.

  • Протекающие батареи необходимо отремонтировать или заменить.

3. Проверьте все кабели аккумулятора и их соединения.

  • Внимательно осмотрите незакрепленные или поврежденные детали.
  • Кабели батареи должны быть целыми; сломанные или изношенные кабели могут быть чрезвычайно опасными.
  • Замените любой подозрительный кабель.

4. Затяните все соединения проводки согласно спецификации (см. ниже). Убедитесь в хорошем контакте с клеммами.


ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Не затягивайте клеммы слишком сильно. Это может привести к поломке поста, расплавлению поста или возгоранию.


Одного визуального осмотра недостаточно для определения общего состояния батареи.

Как напряжение холостого хода, так и показания удельного веса могут дать хорошее представление об уровне заряда, возрасте и состоянии батареи.Регулярные проверки напряжения и гравитации не только покажут состояние заряда, но и помогут обнаружить признаки неправильного ухода, такие как недостаточная зарядка и чрезмерный полив, и, возможно, даже обнаружить плохой или слабый аккумулятор. Следующие шаги описывают, как правильно выполнять рутинные проверки напряжения и удельного веса аккумуляторов.

I. Испытание на удельный вес (только залитые батареи)

  1. Не добавляйте воду в это время.
  2. Заполните и слейте воду из ареометра 2–4 раза, прежде чем брать пробу.
  3. В ареометре должно быть достаточно электролита пробы, чтобы полностью поддерживать поплавок.
  4. Снимите показания, запишите их и верните электролит обратно в ячейку.
  5. Чтобы проверить другую ячейку, повторите 3 шага выше.
  6. Проверьте все элементы в аккумуляторе.
  7. Установите на место вентиляционные крышки и вытрите пролитый электролит.
  8. Скорректируйте показания до 80ºF (26,6ºC):
    • Добавьте 0,004 к показаниям на каждые 10ºF (5.6º C) выше 80º F (26,6º C)
    • Вычтите 0,004 на каждые 10 º (5,6º C) ниже 80 º F (26,6º C)
  9. Сравните показания.
  10. Проверьте уровень заряда, используя Таблицу 1 ниже.

Показания должны быть на уровне или выше заводской спецификации 1,277 +/- 0,007. Если какие-либо показания удельного веса регистрируются как низкие, выполните следующие действия.

  1. Проверьте и запишите уровень(и) напряжения.
  2. Полностью зарядите батареи.
  3. Снова измерьте удельный вес.

Если какие-либо показания удельного веса по-прежнему регистрируются как низкие, выполните следующие действия.

  1. Проверить уровень(и) напряжения.
  2. Выполните уравнительный заряд. Обратитесь к разделу «Выравнивание» для правильной процедуры.
  3. Снова измерьте удельный вес.

Если какое-либо значение удельного веса по-прежнему ниже, чем заводская спецификация 1,277+/- 0,007, то может иметь место одно или несколько из следующих условий:

  1. Батарея старая, срок службы подходит к концу.
  2. Аккумулятор слишком долго находился в состоянии разрядки.
  3. Электролит был потерян из-за утечки или перелива.
  4. Развивается слабая или поврежденная клетка.
  5. Аккумулятор был чрезмерно залит водой перед тестированием.

Аккумуляторы в условиях 1–4 должны быть доставлены специалисту для дальнейшей оценки или изъяты из эксплуатации.

 

II. Проверка напряжения разомкнутой цепи
Для получения точных показаний напряжения аккумуляторы должны оставаться в режиме ожидания (без зарядки и разрядки) не менее 6 часов, предпочтительно 24 часа.

  1. Отсоедините все нагрузки от батарей.
  2. Измерьте напряжение с помощью вольтметра постоянного тока.
  3. Проверьте уровень заряда по Таблице 1 ниже.
  4. Зарядите аккумулятор, если он заряжен от 0% до 70%.

Если уровень заряда батареи ниже значений, указанных в Таблице 1, могут существовать следующие условия:

  1. Аккумулятор слишком долго находился в разряженном состоянии.
  2. Батарея неисправна.

Аккумуляторы в этих условиях должны быть доставлены специалисту для дальнейшей оценки или изъяты из эксплуатации.

 

ТАБЛИЦА 1
Состояние заряда в зависимости от удельного веса и напряжения холостого хода
Процент заряда Удельный вес с поправкой на Напряжение холостого хода
  12В 24 В 36В 48В
100 1.277 6,37 8,49 12,73 25,46 38,20 50,93
90 1,258 6,31 8,41 12,62 25,24 37,85 50,47
80 1,238 6,25 8,33 12,50 25.00 37,49 49,99
70 1.217 6,19 8,25 12,37 24,74 37,12 49,49
60 1,195 6,12 8,16 12,27 24,48 36,72 48,96
50 1,172 6,02 8,07 12.10 24.20 36,31 48.41
40 1.148 5,98 7,97 11,89 23,92 35,87 47,83
30 1,124 5,91 7,88 11,81 23,63 35,44 47,26
20 1,098 5,83 7,77 11,66 23,32 34,97 46,63
10 1.073 5,75 7,67 11,51 23.02 34,52 46.03

 

ТОЛЬКО ДЛЯ ЗАЛИВШИХ АККУМУЛЯТОРОВ

Залитым батареям нужна вода.

Что еще более важно, полив должен производиться в нужное время и в нужном количестве, иначе производительность и срок службы батареи пострадают.

Воду всегда следует добавлять после полной зарядки аккумулятора. Перед зарядкой должно быть достаточно воды, чтобы покрыть пластины.Если аккумулятор был разряжен (частично или полностью), уровень воды также должен быть выше пластин. Поддержание правильного уровня воды после полной зарядки избавит вас от необходимости беспокоиться об уровне воды при другом уровне заряда.

В зависимости от местного климата, методов зарядки, области применения и т. д. Trojan рекомендует проверять батареи раз в месяц, пока вы не почувствуете, как часто ваши батареи нуждаются в поливе.

 

Важно помнить

  1. Не допускайте контакта пластин с воздухом.Это повредит (разъест) пластины.
  2. Не заполняйте уровень воды в заливном колодце до крышки. Это, скорее всего, приведет к тому, что аккумулятор переполнится кислотой, что приведет к потере емкости и возникновению коррозионного беспорядка.
  3. Не используйте воду с высоким содержанием минералов. Используйте только дистиллированную или деионизированную воду.

ВНИМАНИЕ: Электролит представляет собой раствор кислоты и воды, поэтому следует избегать контакта с кожей.

 

Пошаговая процедура полива

  1. Откройте вентиляционные крышки и загляните внутрь заливных колодцев.
  2. Проверить уровень электролита; минимальный уровень находится в верхней части тарелок.
  3. При необходимости добавьте столько воды, чтобы в это время были покрыты чашки.
  4. Перед добавлением воды полностью зарядите батареи (см. раздел «Зарядка»).
  5. После завершения зарядки откройте вентиляционные крышки и загляните внутрь заливных колодцев.
  6. Добавляйте воду, пока уровень электролита не станет на 1/8 дюйма ниже дна заливного колодца.
  7. Кусочек резины можно безопасно использовать в качестве щупа для определения этого уровня.
  8. Очистите, замените и затяните все вентиляционные крышки.

ВНИМАНИЕ: Никогда не добавляйте кислоту в аккумулятор.

 

Кажется, что батареи притягивают пыль, грязь и грязь. Поддержание их в чистоте поможет обнаружить признаки неисправности, когда они появятся, и избежать проблем, связанных с грязью.

  1. Убедитесь, что все вентиляционные заглушки плотно закрыты.
  2. Очистите верхнюю часть аккумулятора тканью или щеткой, смоченной раствором пищевой соды и воды.
    •  Во время очистки не допускайте попадания чистящего раствора или других посторонних веществ внутрь аккумулятора.
  3. Промойте водой и протрите чистой тканью.
  4. Очистите клеммы аккумулятора и внутреннюю часть кабельных зажимов с помощью чистящего средства для столбов и зажимов.
    • Чистые клеммы будут иметь яркий металлический блеск.
  5. Подсоедините зажимы к клеммам и нанесите на них тонкий слой антикоррозионного спрея или силиконового геля.
  6. Содержите область вокруг батарей в чистоте и сухости.

Периоды бездействия могут быть чрезвычайно вредными для свинцово-кислотных аккумуляторов. При помещении батареи на хранение следуйте приведенным ниже рекомендациям, чтобы батарея оставалась исправной и готовой к использованию.

ПРИМЕЧАНИЕ: Хранение, зарядка или эксплуатация аккумуляторов на бетоне разрешены.

Чего следует избегать в первую очередь

  1. Замораживание. Избегайте мест, где ожидается отрицательная температура. Поддержание батареи в состоянии высокого заряда также предотвратит замерзание. Замерзание приводит к непоправимому повреждению пластин и контейнера батареи.
  2. Тепло. Избегайте прямого воздействия источников тепла, таких как радиаторы или обогреватели. Температура выше 80° F (26.6º C) ускоряют характеристики саморазряда батареи.

Пошаговая процедура хранения

  1. Полностью зарядите аккумулятор перед хранением.
  2. Храните батарею в прохладном, сухом месте, защищенном от непогоды.
  3. Во время хранения следите за удельным весом (залитым) или напряжением. Аккумуляторы, находящиеся на хранении, следует подзарядить, когда они показывают уровень заряда 70 % или меньше. См. Таблицу 1 в разделе «Тестирование».
  4. Полностью зарядите аккумулятор перед повторной активацией.
  5. Для достижения оптимальной производительности выровняйте батареи (залитые) перед повторным вводом их в эксплуатацию. Обратитесь к разделу «Выравнивание» для получения информации об этой процедуре.

В большинстве приложений с глубоким циклом уже установлена ​​какая-либо система зарядки для зарядки аккумулятора (например, солнечные панели, инвертор, зарядное устройство для гольф-кара, генератор переменного тока и т. д.). Однако все еще существуют системы с батареями глубокого разряда, для которых необходимо выбирать индивидуальное зарядное устройство. Следующее поможет сделать правильный выбор.

Сегодня доступно множество типов зарядных устройств. Обычно они оцениваются по начальной скорости, то есть по току в амперах, который зарядное устройство будет подавать в начале цикла зарядки. При выборе зарядного устройства скорость зарядки должна составлять от 10% до 13% от 20-часовой емкости Ач батареи. Например, для батареи с 20-часовой номинальной емкостью 225 Ач будет использоваться зарядное устройство с номинальным током примерно от 23 до 30 ампер (для многократной зарядки батареи используйте номинал Ач всей батареи).Можно использовать зарядные устройства с более низкими характеристиками, но время зарядки будет увеличено.

Trojan рекомендует использовать 3-этапное зарядное устройство. Также называемые «автоматическими», «умными» или «IEI» зарядными устройствами, которые продлевают срок службы батареи благодаря запрограммированному профилю зарядки. Эти зарядные устройства обычно имеют три различных этапа зарядки: объемный, приемный и плавающий.

 

Для правильной зарядки аккумуляторов необходимо подавать правильный ток при правильном напряжении. Большинство зарядных устройств автоматически регулирует эти значения.Некоторые зарядные устройства позволяют пользователю устанавливать эти значения. Как автоматическое, так и ручное оборудование могут создавать трудности при зарядке. В таблицах 2 и 3 перечислены большинство необходимых настроек напряжения, которые могут потребоваться для программирования зарядного устройства. В любом случае для надлежащей зарядки следует также обращаться к оригинальным инструкциям для вашего зарядного оборудования. Вот список полезных вещей, которые следует помнить при зарядке.

  1. Ознакомьтесь с инструкциями производителя зарядного устройства и следуйте им.
  2. Аккумуляторы следует заряжать после каждого периода использования.
  3. Свинцово-кислотные аккумуляторы не имеют памяти и не требуют полной разрядки перед зарядкой.
  4. Заряжайте только в хорошо проветриваемых помещениях. Держите искры или пламя вдали от заряжающегося аккумулятора.
  5. Проверьте правильность настроек напряжения зарядного устройства (таблица 2).
  6. Скорректируйте зарядное напряжение, чтобы компенсировать температуру выше или ниже 77°F (25°C). Вычтите 0,0028 вольта на ячейку на каждый 1°F (0.0,005 вольт на каждый 1°C) выше 77°F (25°C) или добавить 0,0028 вольт на каждый 1°F (0,005 вольт на каждый 1°C) ниже 77°F (25°C) .
  7. Проверить уровень воды (см. раздел «Полив»).
  8. Перед зарядкой затяните все вентиляционные крышки.
  9. Предотвращение перезарядки аккумуляторов. Перезарядка вызывает чрезмерное газообразование (распад воды), накопление тепла и старение батареи.
  10. Предотвращение недозарядки аккумуляторов. Недостаточный заряд вызывает расслоение, что может привести к преждевременному выходу из строя батареи.
  11. Не заряжайте замерзший аккумулятор.
  12. Избегайте зарядки при температуре выше 120° F (48,8° C).

Таблица 2
Настройки напряжения зарядного устройства для залитых аккумуляторов Напряжение системы
Настройка напряжения зарядного устройства 12В 24В 36в 48в
Поглощение/объемная загрузка 7.35 14,7 29,4 44,1 58,8
Плавающая зарядка 6,75 13,5 27,0 40,5 54,0
Выравнивание заряда 8.1 16,2 32,4 48,6 64,8

 

Дополнительные инструкции по зарядке VRLA:

  1. Ознакомьтесь с инструкциями производителя зарядного устройства и следуйте им.
  2. Убедитесь, что зарядное устройство имеет необходимые настройки VRLA.
  3. Установите для зарядного устройства параметры напряжения VRLA (таблица 3).
  4. Не перезаряжайте батареи VRLA. Перезарядка приведет к высушиванию электролита и повреждению аккумулятора.

Таблица 3
Настройки напряжения зарядного устройства для аккумуляторов VRLA Напряжение системы
Настройка напряжения зарядного устройства 12В 24В 36в 48в
Поглощение/объемная загрузка 14.4 28,8 43,2 57,6
Плавающая зарядка 13,5 27,0 40,5 54,0

 

ТОЛЬКО ДЛЯ ЗАЛИВШИХ АККУМУЛЯТОРОВ

Выравнивание — это перезарядка залитых свинцово-кислотных аккумуляторов после их полной зарядки.

Он предотвращает накопление негативных химических эффектов, таких как расслоение, состояние, при котором концентрация кислоты в нижней части батареи выше, чем в верхней.Выравнивание также помогает удалить кристаллы сульфата, которые могли образоваться на пластинах. Если не контролировать это состояние, называемое сульфатацией, оно уменьшит общую емкость аккумулятора.

Многие эксперты рекомендуют проводить выравнивание заряда батарей периодически, от одного раза в месяц до одного-двух раз в год. Тем не менее, Trojan рекомендует выполнять выравнивание только в том случае, если после полной зарядки аккумулятора обнаруживается низкий или широкий диапазон удельного веса (> 0,030).

 

Пошаговое выравнивание

  1. Убедитесь, что батареи залитого типа.
  2. Снимите все нагрузки с аккумуляторов.
  3. Подключить зарядное устройство.
  4. Комплект зарядного устройства для уравнительного напряжения (см. Таблицу 2 в разделе Зарядка). Если ваше зарядное устройство не имеет режима выравнивания, вы можете отключить зарядное устройство и снова подключить его. Это также будет выполнять выравнивающий заряд.
  5. Начать зарядку аккумуляторов.
  6. Батареи начнут сильно пузыриться и выделять газ.
  7. Измеряйте удельный вес каждый час.
  8. Выравнивание завершено, когда значения удельного веса больше не увеличиваются на стадии выделения газа.

 

Разрядка батарей полностью зависит от вашего конкретного применения.

Однако ниже приведен список полезных предметов:

  1. Неглубокие разряды продлевают срок службы батареи.
  2. Рекомендуется разрядка 50% (или меньше).
  3. Разряд 80 % — это максимально безопасный разряд.
  4. Не разряжайте полностью залитые аккумуляторы (80% и более).Это повредит (или убьет) батарею.
  5. Многие эксперты рекомендуют эксплуатировать батареи только в диапазоне от 50% до 85% от полного диапазона заряда. Периодическая уравнительная зарядка является обязательной при использовании этой практики.
  6. Не оставляйте аккумуляторы глубоко разряженными в течение длительного времени.
  7. Свинцово-кислотные аккумуляторы не имеют памяти, и их не нужно полностью разряжать перед зарядкой.
  8. Аккумуляторы следует заряжать после каждого периода использования.
  9. Аккумуляторы, которые заряжаются, но не могут поддерживать нагрузку, скорее всего неисправны и должны быть протестированы.Обратитесь к разделу «Тестирование» для правильной процедуры.
% Разряжено
100 80 60 40 20 0
0 20 40 60 80 100

 

 

Залитым батареям нужна вода.

Но, что более важно, полив должен производиться в нужное время и в нужном количестве, иначе производительность и срок службы батареи пострадают.

 

Общие инструкции по поливу:

  • Добавьте воду, но не кислоту, в ячейки (рекомендуется дистиллированная вода)
  • НЕ ЗАЛИВАТЬ
  • Для полностью заряженных стандартных аккумуляторов глубокого разряда добавьте воды до уровня 1/8 ниже дна вентиляционного колодца (см. диаграмму A ниже)
  • Для полностью заряженных аккумуляторов серии Plus добавьте воды до индикатора максимального уровня воды (см. диаграмму B ниже)
  • Если батареи разряжены, добавляйте воду, только если открыты пластины.Добавьте ровно столько воды, чтобы покрыть пластины, затем зарядите батареи. После полной зарядки добавьте воду до надлежащего уровня, указанного выше
  • .
  • После полива закройте вентиляционные крышки на батареях
Схема А Схема В
Добавьте воды на 0,125 дюйма ниже дна вентиляционного колодца. Долейте воды до отметки максимального уровня воды.

ДЛЯ СОЛНЕЧНОЙ РАБОТЫ

Храните и используйте аккумуляторы в прохладном, сухом месте.
На каждые 18 ° F (10 ° C) повышения температуры в помещении (77 ° F или 25 ° C) срок службы батареи сокращается на 50%.

Полностью заряжайте аккумуляторы после каждого периода использования.
Если ваши батареи будут находиться в состоянии низкого заряда в течение длительного времени, это снизит их емкость и срок службы.

Если вы храните батареи в течение длительного периода времени, полностью заряжайте их каждые 3–6 месяцев.Свинцово-кислотные аккумуляторы саморазряжаются на 5-15 % в месяц, в зависимости от температуры и условий хранения.

Регулярно контролируйте напряжение батареи и удельный вес электролита, чтобы убедиться в полной зарядке. Как правило, общий ток от ваших фотоэлектрических панелей должен составлять от 10% до 20% от общего количества ампер-часов (Ач) аккумуляторной батареи.

Многие контроллеры заряда имеют настройки выравнивания, которые можно настроить для обеспечения исправности аккумуляторов.Выравнивайте свои батареи не реже одного раза в месяц в течение 2–4 часов или дольше, если ваши батареи постоянно недозаряжались.

Напряжение системы
Настройки напряжения 12 В 24 В 36В 48В
Ежедневная оплата 7,4 14,8 29,6 44,5 59,3
Плавающая зарядка 6.7 13,5 27 40,5 54
Выравнивание заряда 8.1 16,2 32,4 48,6 64,8

Регулярно поливайте батареи.
Залитые или мокрые батареи требуют периодического полива. Проверяйте батареи раз в месяц после установки, чтобы определить правильный график полива. Добавьте воду после полной зарядки аккумулятора и используйте дистиллированную воду.

Процедуры полива, проверки напряжения аккумуляторной батареи и другие инструкции по обслуживанию см. в нашем разделе по обслуживанию аккумуляторной батареи.

 

Полностью заряженная батарея – обзор

Состояние заряда

Состояние заряда обычно определяется как фактически доступный уровень заряда в данной батарее ( Q ), связанный с максимально доступным уровнем заряда, который может быть получен от этой батареи после 100% полной зарядки ( C ) и обычно выражается в процентах:

[1]SoC=фактически доступный уровень заряда(Q)максимально доступный уровень заряда(C)×100 %

Это определение для МКБ не является четким и однозначным.Причина этого в том, что оба используемых значения, эталонное значение «максимально доступный объем заряда», так называемая «емкость аккумулятора» и «фактически доступный объем заряда» могут быть определены и, соответственно, измерены по-разному.

Эталонный тест для Q представляет собой разряд определенным током до заданного напряжения отсечки при определенной заданной температуре батареи. Эталонный тест емкости аккумулятора C представляет собой полный заряд с последующим разрядом в условиях, аналогичных описанным выше.В зависимости от тока разряда, температуры батареи, напряжения отсечки и определения «полного заряда» могут быть получены различные значения для Q , C и, следовательно, для SoC.

Чтобы понять определение SoC, сначала следует определить «полный заряд». Как правило, это определяется процедурой зарядки, приводящей к полностью заряженной батарее. Однако «полный» не является «полным» и сильно зависит от определенной процедуры начисления. Ниже приведены некоторые часто используемые определения «полностью заряженной батареи».В новых батареях все активные массы доступны для зарядки. В старых батареях части активной массы могут оторваться из-за эрозии, могут быть недоступны для зарядного тока из-за коррозионных слоев на электродах или могут перейти в необратимые сульфаты и, следовательно, больше не доступны для зарядки. Физический полный заряд достигается в тот момент времени, когда дальнейший зарядный ток используется на 100% для побочных реакций, таких как выделение газов или коррозия.

Номинальный полный заряд достигается, когда применяется процедура зарядки, предписанная изготовителем батареи или данным стандартом.Для новых аккумуляторов это обычно почти такое же состояние, как физический полный заряд. В старых батареях, например, во время работы или в результате процессов рекристаллизации образуются крупнозернистые кристаллы сульфата свинца. Эти кристаллы часто невозможно растворить стандартными процедурами зарядки. Поэтому часть активной массы остается в разряженном состоянии после номинального полного заряда. 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 аккумуляторных батарей с залитым стартерным зажиганием (SLI) определяет как номинальный заряд CCCV-заряд при 25–35 °C и (16,00 ± 0,01) В при ограничение тока 5 I номинальное на 24 ч. В устаревших батареях после этой процедуры зарядки все еще могут оставаться сульфаты свинца. Они могут широко растворяться, если применяется дополнительная загрузка не менее чем на 40 °C.

Рабочий полный 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 зарядного напряжения, температуры батареи и доступного времени зарядки. В результате батарея, будь то новая или старая, не может даже достичь номинального состояния полного заряда. Например, в обычных транспортных средствах напряжение системы обычно не может превышать примерно 15 В (что ниже 16 В, определенных для номинального заряда), а периоды зарядки ограничены временем вождения (обычно намного меньше 24 часов одновременно), так что даже свежая батарея SLI не может быть полностью заряжена в условиях номинального заряда.

Как следует из эталонных испытаний для C и Q , аккумулятор считается разряженным, когда при его разряде определенным номинальным током при определенной температуре достигается заданное напряжение отсечки. Процедура разряда с указанными параметрами известна как стандартная проверка емкости. Это определение более практично, чем физически полностью разряженная батарея, где все активные массы находятся в разряженном состоянии по нескольким причинам.Во-первых, МКБ невозможно полностью физически разрядить, не причинив ей необратимых повреждений. 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. Производитель или пользователь батареи может определить номинальную скорость разряда, конечное напряжение разряда и температуру. Поэтому необходимо упомянуть параметры для определения емкости путем испытания 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 изготовителем при номинальных рабочих условиях (определяется температурой, разрядным током и конечным напряжением разрядки, аналогично стандартному испытанию емкости).

Начальная мощность C 0 . Начальная емкость — это измеренная емкость новой батареи. Эталонное измерение состоит из номинального полного заряда, за которым следует стандартное испытание емкости, как определено выше. Для данного LAB это значение может быть немного выше или ниже номинальной емкости C N из-за производственных допусков, систематического завышения размеров производителем или отсутствия циклов инициализации, что может 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 свежей 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 емкости C a в течение нескольких месяцев или даже лет. Это наблюдалось, в частности, для свинцово-кислотных аккумуляторов с клапанным регулированием (VRLA).

Доступная мощность C ср. . Доступная емкость — это емкость данной новой или устаревшей батареи, доступная в данном приложении. Эталонным измерением часто является рабочий полный заряд, за которым следует разряд при номинальном токе до тех пор, пока не будет достигнуто заданное приложением конечное напряжение разряда при фактической температуре батареи.

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

Общее определение SoC согласно уравнению [1] полезно, когда SoC следует измерять с помощью эталонных испытаний, 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 определенный SoC (чтобы батарея имела определенное количество заряда Q ), невозможно разрядить LAB, пока он не опустеет, а затем снова зарядить его и рассчитать сохраненный объем заряда путем интегрирования заряда. ток.Причина в том, что из-за более высокого напряжения батареи во время зарядки значительная часть зарядного тока идет на реакцию газообразования, и, таким образом, фактически накопленный объем заряда ниже, чем рассчитанный путем интегрирования зарядного тока. Следовательно, чтобы настроить определенный SoC батареи, ее следует полностью зарядить (до 100% SoC) и затем снять определенное количество заряда Q d с батареи разрядкой, чтобы

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

На самом деле это немного другое определение SoC, но если C , Q и Q d измерены при одинаковых условиях разряда (температура, ток разряда, конечное напряжение разряда и одинаковый возраст батареи), тогда

[3]C=Q+ Qd

, и это определение SoC эквивалентно тому, что дано в уравнении [1].

Если упоминается «SoC», обычно имеется в виду фактическая доступная емкость относительно номинальной емкости C N . Поскольку C N часто не является измеренным значением для данной батареи, условие [3] не выполняется. В этом случае, используя уравнения [1] или [2], можно получить разные значения для SoC. С этой точки зрения для новой батареи более предпочтителен SoC, относящийся к исходной емкости ( C 0 ), так как выполняется условие [3].

Например, дан свежий аккумулятор SLI номинальной емкостью C N =100 Ач. Аккумулятор может иметь начальную емкость Кл 0 = 105 Ач. В этом случае, если аккумулятор должен быть настроен на 50% SoC (относительно C N ), то Q d = 50 Ач должны быть разряжены от аккумулятора согласно уравнению [2]. Однако, разряжая батарею при номинальных условиях, емкость 55 Ач можно снять с батареи, пока она не разрядится.Это будет означать, что SoC (относительно C N ) согласно определению [1] составляет 55%.

Для устаревших аккумуляторов SoC, связанный с начальной емкостью и использующий определения [1] или [2], будет несовместимым. В этом случае следует использовать SoC, связанный с фактической емкостью (SoC и ). По той же причине в приложении корректным является только SoC, связанный с доступной емкостью (SoC av ) с использованием определений [1] и [2].

Связь между различными SoC можно объяснить на примере, показанном на рисунке 1.В этом примере дан старый LAB с начальной емкостью C 0 =100 Ач. Из-за больших кристаллов сульфата свинца физический полный заряд не может быть получен в течение ограниченного времени процедуры номинального заряда. Следовательно, емкость 5Ач остается незаряженной. При заданных критериях конечного напряжения разряда батарея обеспечивает меньшую емкость из-за старения по сравнению с новой батареей. В данном примере это приводит к дополнительной потере емкости в 20 Ач. Это приводит к фактической емкости C a = 75 Ач.Окно SoC a от 0% до 100% можно сопоставить с окном SoC 0 от 20% до 95%. В некоторых приложениях доступная емкость батареи может быть только C av = 65 Ач, поскольку при полной зарядке значительная часть активной массы остается 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% SoC относительно ее начальной емкости.

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

Все приведенные выше определения емкости и SoC предполагают номинальную температуру или, по крайней мере, аналогичную температуру в любое время. Поскольку температура оказывает значительное влияние на емкость батареи, при других температурах могут быть получены значительные другие значения этих показателей качества.

Хуже упомянуть, что может возникнуть еще одна проблема для точного определения SoC.Из-за разной скорости побочных реакций в положительном и отрицательном электродах может случиться так, что SoC двух электродов отклонится. Как правило, SoC определяется для батареи в целом, но для некоторых целей важна индивидуальная производительность электродов. Схожей с этой проблемой является неоднородность SoC ячеек при последовательном соединении. Как правило, клетки имеют разную температуру, поэтому побочные реакции происходят с разной скоростью; следовательно, SoC ячеек отклоняется.

Температура при разработке батареи — QuantumScape

Воздействие высоких температур

Если нагрев батареи снижает сопротивление, не должны ли более высокие температуры улучшать работу батареи? Не так быстро. Есть и отрицательные побочные эффекты высоких температур. Например, жидкий электролит обладает высокой реакционной способностью по отношению к материалам, из которых состоят катод и анод. Эти реакции усиливаются при более высоких температурах и потребляют литий, уменьшая общую доступную энергию в батарее.Они также заполняют поверхности электродов мусором[5], что увеличивает сопротивление батареи — так что вместо катания на скейтборде по гладкой, свежевымощенной улице это больше похоже на движение по гравийной дороге. По мере повышения температуры количество этих реакций резко возрастает, производя еще больше мусора и сокращая срок службы батареи.

Это скопление мусора — не единственная проблема, возникающая при высоких температурах. И жидкий электролит, и полимерный сепаратор в старых литий-ионных батареях чрезвычайно огнеопасны.Если температура превысит определенный предел, аккумулятор перейдет в режим теплового разгона, что может привести к самовозгоранию и взрыву. Тепловой разгон — одна из основных угроз безопасности современных электромобилей и причина, по которой они должны иметь более сложные, громоздкие и дорогие системы управления температурным режимом.

Поиск баланса

Из-за этих проблем устаревшие литий-ионные аккумуляторы должны соблюдать баланс. Если батарея слишком холодная, сопротивление высокое, а энергия низкая, электролит может даже замерзнуть и полностью остановить батарею.А при быстрой зарядке на морозе аккумулятор может выйти из строя из-за литиевых дендритов. И все же, если аккумулятор слишком сильно нагревается, электроды заполняются мусором, и аккумулятор безвозвратно теряет свою емкость[6]. Таким образом, на самом деле существует только узкое температурное окно, в котором традиционная литий-ионная батарея может эффективно работать. Это ограничивает их практическую полезность.

Однако многие из этих ограничений возникают из-за проблем, связанных с жидким электролитом и графитовым анодом. Если бы ученые-батареечники могли избавиться от жидкости и графита, проблемы химического мусора при высоких температурах и литиевого покрытия при низких температурах можно было бы свести к минимуму или даже полностью решить.Идеальным был бы анод из чистого лития (то есть литий-металлический анод) в сочетании со стабильным твердым электролитом. Вот где на помощь приходят твердотельные батареи.

 

Альтернативные подходы к твердотельным батареям
Проблема сопротивления

Основная проблема с переходом на твердый электролит заключается в том, что твердые электролиты обладают гораздо большим сопротивлением, чем жидкости, так как это проще. плыть по воде, чем по льду. Распространенным решением этой проблемы является нагрев элемента батареи, поскольку многие твердые электролиты имеют относительно приемлемый уровень сопротивления при высоких температурах.Обычно альтернативные твердотельные технологии испытываются при температуре 60 °C (140 °F) или выше. При таких высоких температурах атомы лития очень легко скользят через твердый электролит даже при высоких мощностях, таких как 1C[7].

Однако при снижении температуры до более реалистичного уровня для автомобильных приложений (25–30 °C или 77–86 °F) сопротивление имеет тенденцию к резкому увеличению даже при очень низких показателях мощности (C/10[8 ]). По мере увеличения потребности в энергии эти альтернативные твердые электролиты не позволяют ионам лития проходить беспрепятственно, и доступная энергия резко падает.При мощности 1C нередко можно увидеть менее 20% энергии, доступной при комнатной температуре, что делает аккумулятор практически бесполезным для электромобилей. Такая батарея похожа на скейтборд, застрявший на гравийной дороге, который не может обеспечить больше, чем крошечное количество энергии.

Ключевым моментом, который следует помнить, является то, что сопротивление в твердотельной батарее можно уменьшить и, следовательно, повысить производительность, если сильно нагреть батарею. Например, в некоторых электробусах используются твердотельные батареи, работающие при температуре 80 ° C (176 ° F).Но это не сработает для легковых автомобилей, потому что для этого требуются большие, тяжелые и дорогие системы управления температурным режимом, чтобы поддерживать аккумулятор при высокой температуре и снижать сопротивление до рабочего уровня.[9]

И даже если сопротивление твердотельного сепаратора приемлемо, если он не может предотвратить образование дендритов, его все равно придется эксплуатировать при высоких температурах, при которых литий размягчается и становится менее вероятным рост дендритов. В случае нестабильных твердых электролитов, таких как сульфиды, это ускорит разложение электролита на границах раздела с электродами и сократит срок службы батареи, как и в обычной батарее с жидким электролитом.

 

Ячейка QuantumScape

Первое различие между другими твердотельными батареями и ячейкой QuantumScape заключается в нашем керамическом твердоэлектролитном сепараторе. Мы опубликовали данные, показывающие, что наш сепаратор может предотвращать образование дендритов при практических условиях эксплуатации и температурах. Сепаратор также можно сделать очень тонким, что означает очень низкое сопротивление не только при комнатной температуре, но и при гораздо более низких температурах. Кроме того, керамика не реагирует с литием так, как это делают жидкости или сульфиды.Это означает, что анод не заполняется мусором, а эффективность остается очень высокой, в отличие от многих альтернативных технологий.

Вторым преимуществом нашей технологии является католит – комбинация органической жидкости и полимера, которая способствует плавному переходу ионов лития от катода в твердоэлектролитный сепаратор. Однако, поскольку наш керамический твердоэлектролитный сепаратор химически изолирует катод от анода, существует минимальный риск того, что католит будет реагировать с металлическим литием на аноде, в отличие от других литий-металлических подходов, в которых используется жидкий электролит вместо твердого.

Кроме того, в отличие от жидких электролитов в старых литий-ионных батареях, которые должны быть стабильными как в высоковольтном катоде, так и в низковольтном аноде, ячейка QuantumScape разработана таким образом, чтобы полностью предотвратить контакт католита с анодом. Таким образом, вместо того, чтобы оптимизировать стабильность в диапазоне напряжений, католит можно оптимизировать для обеспечения проводимости при более низких температурах, помогая минимизировать сопротивление на холоде. Вот почему ячейки QuantumScape хорошо показывают себя в низкотемпературных испытаниях.

Свинцово-кислотные аккумуляторы | PVEducation

5 свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные батареи являются наиболее часто используемым типом батарей в фотоэлектрических системах. Хотя свинцово-кислотные батареи имеют низкую плотность энергии, лишь умеренную эффективность и высокие требования к обслуживанию, они также имеют длительный срок службы и низкие затраты по сравнению с другими типами батарей. Одним из исключительных преимуществ свинцово-кислотных аккумуляторов является то, что они являются наиболее часто используемой формой аккумуляторов для большинства применений перезаряжаемых аккумуляторов (например, в пусковых двигателях автомобилей) и, следовательно, имеют хорошо зарекомендовавшую себя зрелую технологическую базу.

Рисунок: Изменение напряжения в зависимости от уровня заряда для нескольких различных типов батарей.

Свинцово-кислотный аккумулятор состоит из отрицательного электрода, изготовленного из губчатого или пористого свинца. Свинец является пористым, чтобы облегчить образование и растворение свинца. Положительный электрод состоит из оксида свинца. Оба электрода погружены в электролитический раствор серной кислоты и воды. В случае, если электроды соприкасаются друг с другом в результате физического перемещения батареи или изменения толщины электродов, два электрода разделяет электрически изолирующая, но химически проницаемая мембрана.Эта мембрана также предотвращает короткое замыкание через электролит. Свинцово-кислотные аккумуляторы накапливают энергию за счет обратимой химической реакции, показанной ниже.

Суммарная химическая реакция:

PbO2+Pb+2h3SO4⇔заряд-разряд2PbSO4+2h3O

На отрицательной клемме реакции заряда и разряда:

Pb+SO42-⇔заряд-разряд PbSO4+2e-

На положительной клемме реакции заряда и разряда:

PbO2+SO42-+4H++2e-⇔заряд-разряд PbSO4+2h3O

Как показывают приведенные выше уравнения, разрядка батареи вызывает образование кристаллов сульфата свинца как на отрицательном, так и на положительном выводах, а также высвобождение электронов из-за изменения валентного заряда свинца.Для образования этого сульфата свинца используется сульфат из сернокислотного электролита, окружающего батарею. В результате электролит становится менее концентрированным. Полный разряд приведет к тому, что оба электрода будут покрыты сульфатом свинца и водой, а не серной кислотой, окружающей электроды. При полном разряде два электрода изготовлены из одного и того же материала, и между ними отсутствует химический потенциал или напряжение. На практике, однако, разрядка прекращается при напряжении отсечки, задолго до этого момента.Поэтому аккумулятор не должен разряжаться ниже этого напряжения.

В промежутке между полностью разряженным и заряженным состояниями свинцово-кислотная батарея будет испытывать постепенное снижение напряжения. Уровень напряжения обычно используется для индикации состояния заряда батареи. Зависимость аккумулятора от состояния заряда аккумулятора показана на рисунке ниже. Если аккумулятор оставить в состоянии низкого заряда в течение длительного периода времени, могут вырасти крупные кристаллы сульфата свинца, что необратимо снизит емкость аккумулятора.Эти более крупные кристаллы отличаются от типичной пористой структуры свинцового электрода, и их трудно превратить обратно в свинец.

Реакция зарядки превращает сульфат свинца на отрицательном электроде в свинец. На положительном полюсе реакция превращает свинец в оксид свинца. В качестве побочного продукта этой реакции выделяется водород. В течение первой части цикла зарядки доминирующей реакцией является превращение сульфата свинца в свинец и оксид свинца. Однако по мере того, как зарядка продолжается, и большая часть сульфата свинца превращается либо в свинец, либо в диоксид свинца, зарядный ток электролизует воду из электролита, и выделяются газообразные водород и кислород, процесс, известный как «загазование» батареи.Если ток подается на батарею быстрее, чем может быть преобразован сульфат свинца, то выделение газа начинается до того, как весь сульфат свинца будет преобразован, то есть до того, как батарея будет полностью заряжена. Газирование создает несколько проблем для свинцово-кислотных аккумуляторов. Выделение газа из батареи не только вызывает опасения по поводу безопасности из-за взрывоопасной природы образующегося водорода, но также приводит к уменьшению количества воды в батарее, которую необходимо заменять вручную, вводя в систему компонент обслуживания.Кроме того, выделение газа может привести к выделению активного материала из электролита, что приведет к необратимому снижению емкости аккумулятора. По этим причинам аккумулятор не следует регулярно заряжать выше напряжения, вызывающего газообразование. Напряжение газообразования изменяется в зависимости от скорости заряда.

Сульфат свинца является изолятором, поэтому то, как сульфат свинца образуется на электродах, определяет, насколько легко может разрядиться аккумулятор.

Для большинства систем возобновляемой энергии наиболее важными характеристиками батареи являются срок службы батареи, глубина разрядки и требования к обслуживанию батареи.Этот набор параметров и их взаимосвязь с режимами зарядки, температурой и возрастом описаны ниже.

Глубина разряда в сочетании с емкостью батареи является фундаментальным параметром при проектировании блока батарей для фотоэлектрической системы, поскольку энергия, которую можно извлечь из батареи, определяется путем умножения емкости батареи на глубину разряда. Аккумуляторы классифицируются как аккумуляторы с глубоким или неглубоким циклом. Батарея глубокого разряда будет иметь глубину разряда более 50% и может достигать 80%.Чтобы достичь такой же полезной емкости, банк батарей с неглубоким циклом должен иметь большую емкость, чем банк батарей с глубоким циклом.

Помимо глубины разрядки и номинальной емкости аккумулятора, на мгновенную или доступную емкость аккумулятора сильно влияют скорость разряда аккумулятора и рабочая температура аккумулятора. Емкость аккумулятора падает примерно на 1% на каждый градус ниже 20°C. Тем не менее, высокие температуры также не идеальны для аккумуляторов, так как они ускоряют старение, саморазряд и использование электролита.На приведенном ниже графике показано влияние температуры аккумулятора и скорости разряда на емкость аккумулятора.

Рисунок: Зависимость между емкостью аккумулятора, температурой и скоростью разряда.

Со временем емкость батареи снижается из-за сульфатации батареи и осыпания активного материала. Деградация емкости батареи наиболее сильно зависит от взаимосвязи между следующими параметрами:

  • режим зарядки/разрядки аккумулятора
  • DOD батареи в течение срока службы
  • воздействие на него длительных периодов низкой разрядки
  • средняя температура батареи за время ее жизни

На следующем графике показано изменение функции батареи в зависимости от количества циклов и глубины разрядки свинцово-кислотной батареи с малым циклом.Свинцово-кислотная батарея глубокого цикла должна иметь срок службы более 1000 циклов даже при глубине разряда более 50%.

Рисунок: Зависимость между емкостью батареи, глубиной разрядки и сроком службы для батареи с неглубоким циклом.

Помимо DOD, режим зарядки также играет важную роль в определении срока службы батареи. Перезарядка или недозарядка батареи приводит либо к осыпанию активного материала, либо к сульфатации батареи, что значительно сокращает срок службы батареи.

Рисунок: Влияние режима зарядки на емкость аккумулятора.

Окончательное влияние на зарядку аккумулятора оказывает температура аккумулятора. Хотя емкость свинцово-кислотного аккумулятора снижается при работе при низких температурах, работа при высоких температурах увеличивает скорость старения аккумулятора.

Рисунок: Зависимость между емкостью батареи, температурой и сроком службы для батареи глубокого разряда.

Кривые разряда постоянного тока для свинцово-кислотного аккумулятора емкостью 550 А·ч при различных скоростях разряда с предельным напряжением 1.85 В на элемент (Mack, 1979). Более длительное время разрядки дает более высокую емкость батареи.

Производство и утечка водорода и газообразного кислорода из батареи приводит к потере воды, поэтому в свинцово-кислотных батареях необходимо регулярно заменять воду. Другие компоненты аккумуляторной системы не требуют регулярного обслуживания, поэтому потеря воды может стать серьезной проблемой. Если система находится в удаленном месте, проверка потери воды может увеличить расходы. Аккумуляторы, не требующие обслуживания, ограничивают потребность в постоянном внимании, предотвращая или уменьшая количество газа, выходящего из аккумулятора.Однако из-за коррозионной природы электролита все батареи в той или иной степени вносят дополнительный компонент обслуживания в фотоэлектрическую систему.

Свинцово-кислотные батареи обычно имеют кулоновский КПД 85% и КПД порядка 70%.

В зависимости от того, какая из вышеперечисленных проблем вызывает наибольшую озабоченность в конкретном приложении, соответствующие модификации базовой конфигурации батареи повышают ее производительность. При использовании возобновляемых источников энергии вышеуказанные проблемы будут влиять на глубину разряда, срок службы батареи и требования к техническому обслуживанию.Изменения в батарее обычно связаны с модификацией в одной из трех основных областей:

  • изменения состава и геометрии электрода
  • заменяет раствор электролита
  • модификаций корпуса или клемм аккумуляторной батареи для предотвращения или уменьшения утечки образующегося газообразного водорода.

Залитые свинцово-кислотные аккумуляторы характеризуются глубокими циклами и длительным сроком службы. Однако залитые батареи требуют периодического обслуживания. Мало того, что уровень воды в электролите должен регулярно контролироваться путем измерения его удельного веса, эти батареи также требуют «ускоренной зарядки».

Ускоренная зарядка

Ускоренная или выравнивающая зарядка включает кратковременный периодический перезаряд, при котором выделяется газ и смешивается электролит, что предотвращает расслоение электролита в аккумуляторе. Кроме того, ускоренная зарядка также помогает поддерживать одинаковую емкость всех аккумуляторов. Например, если одна батарея имеет более высокое внутреннее последовательное сопротивление, чем другие батареи, то батарея с более низким значением SR будет постоянно недозаряжаться во время нормального режима зарядки из-за падения напряжения на последовательном сопротивлении.Однако, если аккумуляторы заряжаются при более высоком напряжении, то это позволяет полностью зарядить все аккумуляторы.

Удельный вес (SG)

Залитая батарея подвержена потере воды из электролита из-за выделения водорода и газообразного кислорода. Удельный вес электролита, который можно измерить ареометром, укажет на необходимость добавления воды в аккумуляторы, если аккумуляторы полностью заряжены. С другой стороны, ареометр точно покажет SOC батареи, если известно, что уровень воды правильный.SG периодически измеряется после ускоренной зарядки, чтобы убедиться, что в аккумуляторе достаточно воды в электролите. SG батареи должен быть предоставлен производителем.

Особые указания для гелевых герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов

Гелевые или свинцово-кислотные батареи AGM (обычно герметичные или с регулируемым клапаном) имеют несколько потенциальных преимуществ:

 

  • они могут быть подвергнуты глубокому циклированию с сохранением срока службы батареи
  • им не нужна ускоренная зарядка
  • требуют меньше обслуживания.

Однако для этих аккумуляторов обычно требуется более точный режим зарядки с более низким напряжением. Режим зарядки с более низким напряжением обусловлен использованием свинцово-кальциевых электродов для минимизации газовыделения, но для минимизации газовыделения от батареи требуется более точный режим зарядки. Кроме того, эти батареи могут быть более чувствительными к перепадам температуры, особенно если режим зарядки не компенсирует температуру или не предназначен для этих типов батарей.

Аккумулятор для фотоэлектрической системы будет рассчитан на определенное количество циклов при определенном DOD, режиме зарядки и температуре.Однако аккумуляторы могут испытывать либо преждевременную потерю емкости, либо внезапный выход из строя по целому ряду причин. Внезапный отказ может быть вызван внутренним коротким замыканием батареи из-за выхода из строя электрического сепаратора внутри батареи. Короткое замыкание в аккумуляторе снизит напряжение и емкость всего блока аккумуляторов, особенно если секции аккумулятора соединены параллельно, а также приведет к другим потенциальным проблемам, таким как перезарядка оставшихся аккумуляторов.Батарея также может выйти из строя из-за обрыва цепи (то есть может иметь место постепенное увеличение внутреннего последовательного сопротивления), и это также повлияет на любые батареи, соединенные последовательно с этой батареей. Замерзание аккумулятора, в зависимости от типа используемого свинцово-кислотного аккумулятора, также может привести к необратимому выходу аккумулятора из строя.

Постепенное снижение емкости может усугубляться неправильной эксплуатацией, в частности ухудшением DOD. Однако работа одной части аккумуляторной батареи в условиях, отличных от другой, также приведет к снижению общей емкости и увеличению вероятности выхода из строя батареи.Аккумуляторы могут непреднамеренно эксплуатироваться в различных режимах либо из-за колебаний температуры, либо из-за выхода из строя батареи в одной цепочке батарей, что приводит к неравномерному заряду и разряду в цепочке.

Установка

Установка батарей должна производиться в соответствии с действующим стандартом страны, в которой они устанавливаются. В настоящее время существуют австралийские стандарты AS3011 и AS2676 для установки батарей. Существует также проект стандарта для батарей для приложений RAPS, который в конечном итоге станет австралийским стандартом.

Среди других факторов, которые необходимо учитывать при установке аккумуляторной системы, — вентиляция, необходимая для конкретного типа аккумуляторного блока, условия заземления, на которых должен быть размещен аккумуляторный блок, и меры, принятые для обеспечения безопасности тех, кто может иметь доступ к блоку аккумуляторов. Кроме того, при установке блока аккумуляторов необходимо следить за тем, чтобы температура аккумулятора находилась в пределах допустимых условий эксплуатации аккумулятора и чтобы температура аккумуляторов в блоке аккумуляторов большего размера была одинаковой.Аккумуляторы в очень холодных условиях могут замерзнуть при низком уровне заряда, поэтому зимой аккумулятор с большей вероятностью будет находиться в состоянии низкого заряда. Чтобы предотвратить это, блок аккумуляторов можно закопать под землю. Батареи, регулярно подвергающиеся воздействию высоких рабочих температур, также могут сократить срок службы.

Аккумуляторы потенциально опасны, и пользователи должны знать о трех основных опасностях: Серная кислота в электролите вызывает коррозию. Защитная одежда в дополнение к средствам защиты ног и глаз необходима при работе с батареями.

Аккумуляторы обладают высокой способностью генерировать ток. Если металлический предмет случайно положить на клеммы батареи, через него может протекать сильный ток. Наличие ненужных металлических предметов (например, ювелирных изделий) должно быть сведено к минимуму при работе с батареями, а инструменты должны иметь изолированные ручки.

 

Опасность взрыва вследствие выделения водорода и газообразного кислорода. Во время зарядки, особенно перезарядки, некоторые аккумуляторы, в том числе большинство аккумуляторов, используемых в фотоэлектрических системах, могут выделять потенциально взрывоопасную смесь газообразного водорода и кислорода.Чтобы снизить риск взрыва, используется вентиляция для предотвращения накопления этих газов, а потенциальные источники воспламенения (т. е. цепи, которые могут генерировать искры или дуги) удаляются из корпуса батареи.

Аккумуляторы представляют компонент периодического обслуживания в фотоэлектрической системе. Для всех аккумуляторов, включая «необслуживаемые» аккумуляторы, требуется график технического обслуживания, который должен гарантировать, что:

  • клеммы аккумулятора не покрыты коррозией
  • соединения аккумулятора тугие
  • корпус аккумулятора не должен иметь трещин и следов коррозии.

Залитые аккумуляторы требуют дополнительного и более частого обслуживания. Для залитых аккумуляторов необходимо регулярно проверять уровень электролита и плотность электролита для каждого аккумулятора. Проверку удельного веса аккумулятора с помощью ареометра следует проводить не менее чем через 15 минут после уравнительного или ускоренного заряда. В аккумуляторы следует заливать только дистиллированную воду. Водопроводная вода содержит минералы, которые могут повредить электроды батареи.

Свинец в свинцово-кислотном аккумуляторе представляет опасность для окружающей среды, если его не утилизировать должным образом.Свинцово-кислотные батареи следует перерабатывать, чтобы можно было восстановить свинец, не нанося ущерба окружающей среде.

 

Материалы, из которых изготовлены электроды, оказывают большое влияние на химический состав батареи и, следовательно, влияют на напряжение батареи и ее зарядно-разрядные характеристики. Геометрия электрода определяет внутреннее последовательное сопротивление и скорость зарядки и разрядки.

Основными материалами анода и катода в свинцово-кислотной батарее являются свинец и диоксид свинца (PbO2).Свинцовый электрод выполнен в виде губчатого свинца. Желателен губчатый свинец, так как он очень пористый, и поэтому площадь поверхности между свинцом и сернокислотным электролитом очень велика. Добавление небольших количеств других элементов к свинцовому электроду для образования свинцовых сплавов может уменьшить некоторые недостатки, связанные со свинцом. Основные типы используемых электродов: свинец/сурьма (с использованием нескольких процентов сурьмы), сплавы свинца/кальция и сплавы свинца/сурьмы/кальция.

Батареи из сурьмяно-свинцового сплава имеют несколько преимуществ по сравнению с электродами из чистого свинца.К этим преимуществам относятся: более низкая стоимость свинца/сурьмы; повышенная прочность свинцово-сурьмяного электрода; и способность к глубокому разряду в течение короткого периода времени. Однако сплавы свинца и сурьмы подвержены сульфатации, и их нельзя оставлять при низком уровне заряда на продолжительное время. Кроме того, сплавы свинца и сурьмы увеличивают газовыделение батареи во время зарядки, что приводит к высоким потерям воды. Поскольку в эти батареи необходимо добавлять воду, они требуют более высокого обслуживания.Кроме того, свинцово-сурьмяные батареи имеют высокую скорость разряда и короткий срок службы. Эти проблемы (xx — проверьте, вызваны ли обе проблемы металлизацией)) вызваны растворением сурьмы на одном электроде и ее отложением или металлизацией на другом электроде. (xx повышенная адгезия PbO2 xx)

Свинцово-кальциевые батареи представляют собой технологию промежуточной стоимости. Как и сурьма, кальций также увеличивает прочность свинца отрицательного электрода, но, в отличие от сурьмы, добавление кальция снижает газообразование батареи, а также снижает скорость саморазряда.Однако свинцово-кальциевые аккумуляторы не следует сильно разряжать. Следовательно, эти типы батарей можно считать «необслуживаемыми», но они относятся только к батареям с коротким циклом.

Добавление в электроды сурьмы, а также кальция обеспечивает некоторые из преимуществ как сурьмы, так и свинца, но при повышенной стоимости. Подобные аккумуляторы с глубоким разрядом также могут иметь длительный срок службы. Кроме того, в электроды могут быть добавлены следовые количества других материалов для повышения производительности батареи.

В дополнение к материалу, используемому для изготовления электродных пластин, физическая конфигурация электродов также влияет на скорость зарядки и разрядки и на срок службы. Тонкие пластины обеспечивают более быструю зарядку и разрядку, но менее прочны и более склонны к осыпанию материала с пластин. Поскольку высокие токи зарядки или разрядки обычно не являются обязательным свойством батарей для систем возобновляемой энергии, можно использовать более толстые пластины, которые имеют меньшее время зарядки и разрядки, но также имеют более длительный срок службы.

В открытой залитой батарее любой образующийся газ может попасть в атмосферу, вызывая как проблемы безопасности, так и проблемы с техническим обслуживанием. Герметичная свинцово-кислотная (SLA), свинцово-кислотная батарея с регулируемым клапаном (VRLA) или рекомбинированная свинцово-кислотная батарея предотвращают потерю воды из электролита, предотвращая или сводя к минимуму утечку газообразного водорода из батареи. В герметичном свинцово-кислотном (SLA) аккумуляторе водород не уходит в атмосферу, а перемещается или мигрирует к другому электроду, где он рекомбинирует (возможно, с помощью процесса каталитической конверсии) с образованием воды.Вместо того, чтобы быть полностью герметичными, эти батареи имеют клапан сброса давления, чтобы предотвратить накопление избыточного давления в батарее. Герметичные батареи требуют строгого контроля зарядки, чтобы предотвратить накопление водорода быстрее, чем он может рекомбинировать, но они требуют меньше обслуживания, чем открытые батареи.

Свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном (VRLA) по своей концепции аналогичны герметичным свинцово-кислотным батареям (SLA), за исключением того, что клапаны должны выделять некоторое количество водорода почти при полном заряде.Аккумуляторы SLA или VRLA обычно имеют дополнительные конструктивные особенности, такие как использование гелеобразных электролитов и использование свинцово-кальциевых пластин для сведения к минимуму выделения газообразного водорода.

Несмотря на разнообразие типов батарей и областей применения, особенно важными характеристиками в фотоэлектрических приложениях являются требования к обслуживанию батареи и возможность глубокой зарядки батареи при сохранении длительного срока службы. Чтобы обеспечить длительный срок службы при глубоком разряде, батареи глубокого цикла могут быть либо открытого типа, с избытком электролитического раствора и толстыми пластинами, либо батареи с иммобилизованным электролитом.Герметичные гелевые батареи могут быть классифицированы как батареи глубокого цикла, но они обычно выдерживают меньше циклов и более низкие разряды, чем специально разработанные батареи с залитыми пластинами или батареи AGM. В батареях с малым циклом обычно используются более тонкие пластины, изготовленные из свинцово-кальциевых сплавов, и глубина разряда обычно не превышает 25%.

Аккумуляторы для фотоэлектрических или удаленных источников питания (RAPS)

Строгие требования к батареям, используемым в фотоэлектрических системах, побудили некоторых производителей производить батареи, специально предназначенные для фотоэлектрических или других удаленных систем питания.Батареи, наиболее часто используемые в автономных фотоэлектрических системах, представляют собой свинцово-кислотные батареи с глубоким циклом или необслуживаемые батареи с более коротким циклом. Аккумуляторы глубокого цикла могут быть открытыми залитыми батареями (которые не требуют обслуживания) или батареями AGM с невыпадающим электролитом, которые не требуют обслуживания (но требуют осторожности при выборе регулятора). Специальные необслуживаемые батареи с коротким циклом, выдерживающие нечастую разрядку, также могут использоваться в фотоэлектрических приложениях, и при условии, что блок батарей спроектирован соответствующим образом, никогда не требуется глубина разряда более 25%.Батарея с длительным сроком службы в надлежащим образом спроектированной фотоэлектрической системе при правильном обслуживании может прослужить до 15 лет, но использование батарей, не рассчитанных на длительный срок службы или условий в фотоэлектрической системе, или являющихся частью плохой конструкции системы может привести к тому, что банк батарей выйдет из строя всего через несколько лет.

Доступны несколько других типов батарей специального назначения, которые описаны ниже.

Батареи пусковые, осветительные запальные (СЛИ). Эти батареи используются в автомобильной промышленности и имеют высокую скорость разрядки и зарядки.Чаще всего используют электродные пластины, укрепленные либо свинцово-сурьмяным в залитой конфигурации, либо свинцово-кальциевым в герметичной конфигурации. Эти батареи имеют хороший срок службы в условиях мелкого цикла, но очень плохой срок службы при глубоком цикле. Аккумуляторы SLI не следует использовать в фотоэлектрических системах, поскольку их характеристики не оптимизированы для использования в системах с возобновляемыми источниками энергии, поскольку срок службы в фотоэлектрических системах очень мал.

Тяговые или двигательные батареи. Тяговые или двигательные батареи используются для обеспечения электроэнергией небольших транспортных средств, таких как тележки для гольфа.По сравнению с батареями SLI, они имеют большую способность к глубокому циклу при сохранении длительного срока службы. Хотя эта особенность делает их более подходящими для фотоэлектрических систем, чем для систем, в которых используются батареи SLI, батареи с движущей силой не следует использовать ни в каких фотоэлектрических системах, поскольку их скорость саморазряда очень высока из-за использования свинцово-сурьмяных электродов. Высокая скорость саморазряда приведет к большим потерям мощности в батарее и сделает всю фотоэлектрическую систему неэффективной, если только батареи не будут ежедневно испытывать большой DOD.Способность этих батарей выдерживать глубокие циклы также намного ниже, чем у настоящей батареи глубокого цикла. Поэтому эти батареи не подходят для фотоэлектрических систем.

RV или морские батареи. Эти батареи, как правило, представляют собой компромисс между батареями SLI, тяговыми батареями и настоящими батареями глубокого цикла. Хотя они не рекомендуются, в некоторых небольших фотоэлектрических системах используются как моторные, так и морские батареи. Срок службы таких батарей будет ограничен в лучшем случае несколькими годами, так что экономичность замены батарей означает, что такие батареи, как правило, не являются экономически эффективным вариантом в долгосрочной перспективе.

Стационарные батареи. Стационарные батареи часто используются для аварийного питания или источников бесперебойного питания. Это батареи с неглубоким циклом, предназначенные для того, чтобы оставаться почти полностью заряженными в течение большей части их срока службы с редкими глубокими разрядами. Их можно использовать в фотоэлектрических системах, если размер блока батарей таков, что его глубина разряда никогда не падает ниже 10–25 %.

Батареи глубокого разряда. Аккумуляторы глубокого разряда должны иметь срок службы в несколько тысяч циклов при высоком уровне разряда (80% и более).С двумя типами батарей глубокого цикла могут наблюдаться большие различия в характеристиках циклов, поэтому следует сравнивать срок службы и глубину разряда различных батарей глубокого цикла.

Свинцово-кислотный аккумулятор состоит из электродов из оксида свинца и свинца, погруженных в раствор слабой серной кислоты. Потенциальные проблемы, возникающие в свинцово-кислотных батареях, включают:

Газообразование: выделение водорода и кислорода. Газообразование батареи приводит к проблемам с безопасностью и к потере воды из электролита.Потеря воды увеличивает требования к техническому обслуживанию батареи, поскольку воду необходимо периодически проверять и заменять.

Повреждение электродов. Вывод на отрицательном электроде мягкий и легко повреждается, особенно в приложениях, в которых батарея может подвергаться непрерывным или энергичным движениям.

Расслоение электролита. Серная кислота представляет собой тяжелую вязкую жидкость. По мере разрядки аккумулятора концентрация серной кислоты в электролите снижается, а при зарядке концентрация серной кислоты увеличивается.Это циклическое изменение концентрации серной кислоты может привести к расслоению электролита, когда более тяжелая серная кислота остается внизу батареи, а менее концентрированный раствор, вода, остается вверху. Непосредственная близость электродных пластин внутри батареи означает, что физическое встряхивание не смешивает серную кислоту и воду. Однако контролируемое газообразование электролита способствует смешиванию воды и серной кислоты, но его необходимо тщательно контролировать, чтобы избежать проблем с безопасностью и потери воды.В большинстве свинцово-кислотных аккумуляторов требуется периодическое, но нечастое выделение газа из аккумулятора для предотвращения или устранения расслоения электролита в процессе, называемом «ускоренной» зарядкой.

Сульфатация аккумулятора. При низком уровне заряда на свинцовом электроде могут расти большие кристаллы сульфата свинца, в отличие от мелкозернистого материала, который обычно образуется на электродах. Сульфат свинца является изоляционным материалом.

Разлив серной кислоты. Вытекание серной кислоты из корпуса аккумуляторной батареи представляет серьезную угрозу безопасности.Гелеобразование или иммобилизация жидкой серной кислоты снижает вероятность разлива серной кислоты.

Зависание аккумулятора при низком уровне разряда. Если батарея находится на низком уровне разрядки после превращения всего электролита в воду, то температура замерзания электролита также снижается.

Потеря активного материала электродов. Потеря активного материала с электродов может происходить в результате нескольких процессов. Одним из процессов, который может вызвать необратимую потерю емкости, является отслаивание активного материала из-за объемных изменений между ххх и сульфатом свинца.Кроме того, ХХХ. Неправильные условия зарядки и выделение газа могут привести к осыпанию активного материала с электродов, что приведет к необратимой потере емкости.

В зависимости от того, какая из вышеперечисленных проблем вызывает наибольшую озабоченность в конкретном приложении, соответствующие модификации базовой конфигурации батареи повышают ее производительность. При использовании возобновляемых источников энергии вышеуказанные проблемы будут влиять на глубину разряда, срок службы батареи и требования к техническому обслуживанию.Изменения в батарее обычно связаны с модификацией в одной из трех основных областей:

  • изменения состава и геометрии электрода
  • заменяет раствор электролита
  • модификаций корпуса или клемм аккумуляторной батареи для предотвращения или уменьшения утечки образующегося газообразного водорода.

Коррозия состоит из множества областей восстановления/окисления, в которых обе реакции протекают на одном и том же электроде. Для аккумуляторной системы коррозия приводит к нескольким пагубным последствиям.Одним из эффектов является преобразование металлического электрода в оксид металла.

Все химические реакции протекают как в прямом, так и в обратном направлении. Для протекания обратной реакции реагенты должны получить достаточно энергии, чтобы преодолеть электрохимическую разницу между реагентами и продуктами, а также перенапряжение. Обычно в аккумуляторных системах вероятность протекания обратной реакции мала, так как мало молекул с достаточно большой энергией. Однако, несмотря на малые размеры, некоторые частицы обладают достаточной энергией.В заряженной батарее существует процесс, посредством которого батарея может разряжаться даже в отсутствие нагрузки, подключенной к батарее. Величина, которую батарея разряжает при стоянии, называется саморазрядом. Саморазряд увеличивается с повышением температуры, потому что большая часть продуктов будет иметь достаточно энергии для протекания реакции в обратном направлении.

Идеальным набором химических реакций для батареи был бы такой, при котором существует большой химический потенциал, который высвобождает большое количество электронов, имеет низкое перенапряжение, самопроизвольно протекает только в одном направлении и является единственной химической реакцией, которая может произойти.Однако на практике существует несколько эффектов, которые ухудшают работу батареи из-за нежелательных химических реакций, таких эффектов, как изменение фазы объема реагентов или продуктов, а также из-за физического движения реагентов и продуктов внутри батареи.

Во время химических реакций многие материалы изменяются либо в фазе, либо, если они остаются в одной и той же фазе, объем и плотность материала могут изменяться в результате химической реакции. Наконец, материалы, используемые в батарее, в первую очередь анод и катод, могут изменить свою кристалличность или структуру поверхности, что, в свою очередь, повлияет на реакции в батарее.Многие компоненты в окислительно-восстановительных реакциях претерпевают фазовый переход либо при окислении, либо при восстановлении. Например, в свинцово-кислотном аккумуляторе ионы сульфата переходят из твердой формы (в виде сульфата свинца) в растворы (в виде серной кислоты). Если сульфат свинца рекристаллизуется где-либо, кроме анода или катода, то этот материал теряется в аккумуляторной системе. При зарядке в электронном обмене могут участвовать только материалы, соединенные с анодом и катодом, и поэтому, если материал не касается анода или катода, то он уже не может быть перезаряжен.Образование газовой фазы в аккумуляторе также представляет особые проблемы. Во-первых, газовая фаза обычно имеет больший объем, чем исходные реагенты, что приводит к изменению давления в батарее. Во-вторых, если предполагаемые продукты находятся в газообразном состоянии, они должны быть ограничены анодом и катодом, иначе они не смогут быть заряжены.

Изменение громкости также обычно отрицательно сказывается на работе батареи.

В стандартной «затопленной» свинцово-кислотной батарее электроды погружены в жидкую серную кислоту.Несколько модификаций электролита используются для улучшения характеристик батареи в одной из нескольких областей. Ключевыми параметрами электролита, которые контролируют работу батареи, являются объем и концентрация электролита, а также образование «захваченного» электролита.

Изменение объема электролита может быть использовано для повышения надежности батареи. Увеличение объема электролита делает аккумулятор менее чувствительным к потерям воды и, следовательно, делает регулярное техническое обслуживание менее критичным.Увеличение объема батареи также увеличит ее вес и снизит плотность энергии батареи.

В батареях с «неподвижным» электролитом серная кислота иммобилизуется либо путем «желирования» серной кислоты, либо с помощью «абсорбирующего стекломата». Оба имеют более низкое выделение газа по сравнению с залитой свинцово-кислотной батареей и, следовательно, часто встречаются в герметичных свинцово-кислотных батареях, не требующих обслуживания.

Геллинг. В «гелеобразной» свинцово-кислотной батарее электролит может быть иммобилизован путем гелеобразования серной кислоты с использованием силикагеля.Преимущество гелеобразного электролита заключается в том, что газовыделение уменьшается, и, следовательно, батареи не требуют особого обслуживания. Кроме того, в гелеобразных батареях не происходит расслоения электролита и, следовательно, не требуется ускоренная зарядка, а поскольку электролит гелеобразен, также снижается вероятность разлива серной кислоты. Однако для дальнейшего снижения газовыделения в этих батареях с «гелевыми элементами» также обычно используются свинцово-кальциевые пластины, что делает их непригодными для приложений с глубоким разрядом.Еще одним недостатком является то, что условия зарядки гелевой свинцово-кислотной батареи должны контролироваться более тщательно, чтобы предотвратить перезарядку и повреждение батареи.

Абсорбирующее матирование стекла. Вторая технология, которую можно использовать для иммобилизации серной кислоты, — это «абсорбирующий стеклянный мат» или батареи AGM. В аккумуляторе AGM серная кислота поглощается стекловолоконным матом, который помещается между пластинами электродов. Аккумуляторы AGM обладают многочисленными преимуществами, в том числе возможностью глубокой разрядки без ущерба для срока службы, высокой скоростью заряда/разряда и расширенным диапазоном рабочих температур.Основным недостатком этих аккумуляторов является необходимость в более тщательно контролируемых режимах зарядки и их более высокая начальная стоимость.

измерение удельного веса: Техническая поддержка

Удельный вес:

 

Самый точный и прямой способ проверить состояние заряда элемента батареи — определить удельный вес электролита батареи. Чем выше удельный вес электролита, тем выше степень заряда. Лучший способ по-настоящему контролировать вашу систему в течение всего срока ее службы — это регулярно снимать и записывать показания удельного веса.


К сожалению, пользоваться ареометрами непросто. Тестирование может занять много времени, возможны ошибки, и необходимо учитывать безопасность. По этим причинам мы представляем этот бюллетень.

 
Типы ареометров


Ареометры бывают разных размеров и форм. Мы рекомендуем ареометр с поплавком, помещенный в стеклянный сосуд с резиновой грушей, чтобы набрать кислоту в трубку. Держитесь подальше от плавающих цветных шариков, так как дополнительная неточность приводит к очень субъективному тестированию.Ареометр должен давать вам числовые показания непосредственно с прибора. Хороший ареометр имеет точность +/- 0,005 пункта, поэтому 1,265 может считываться в диапазоне 1,260-1,270. Точность прибора должна быть известна.

 
Проверка калибровки


Как и в случае любого измерительного оборудования, делать выводы на основе результатов не стоит усилий, если оборудование не откалибровано.

Правильный способ проверить калибровку ареометра — проверить ареометр на известном эталоне, который имеет точность еще на один десятичный знак.Эти ареометры; однако очень дорогой (100-150 долларов США) и его легко сломать.

Самый простой и дешевый способ, когда есть оборудование, это отмерить объем кислоты и взвесить его. Небольшой градуированный цилиндр и электронные весы идеальны. Затем рассчитывается удельный вес следующим образом:

SG = масса (г) / объем (мл)

Для преобразования в шкалу удельного веса на основе воды необходимо использовать метрические единицы. Влагомер калибруется, если он соответствует образцу в пределах производственного допуска.

 
Метод использования


Точные процедуры зависят от прибора, и они даны как общая процедура и предполагают ареометр со стеклянным поплавком и корпусом.

  1. Наденьте защитные очки и резиновые перчатки.
  2. Рекомендуется отключать аккумулятор, особенно при высокой скорости заряда/разряда.
  3. Снимите крышку вентиляционного отверстия. Аккуратно вставьте ареометр в ячейку, не нажимая на верхнюю часть пластин.
  4. Осторожно наберите жидкость в ареометр, избегая ударов по ареометру.Будьте осторожны, поплавок не залит (слишком много жидкости) и не прилипает к стенкам стеклянной трубки.
  5. Получите показания, глядя прямо на поплавок.
  6. Повторите шаги 3–5, чтобы подтвердить чтение.
  7. ЗАПИШИТЕ номер ячейки и результат.
  8. Если очень тепло или очень холодно, скорректируйте удельный вес по температуре. Если температура окружающей среды достаточно постоянна и берется первоначальный вес при вводе батарей в эксплуатацию, коррекция температуры не так критична и необходима только в случае возникновения проблем.Убедитесь, что электролит не горячий, если он только что выведен из эксплуатации. Дайте ему достичь комнатной температуры.


Простая процедура состоит в том, чтобы пронумеровать ячейки, начиная с положительной ячейки, и двигаться от ячейки к ячейке по направлению к отрицательной клемме. Если это часть программы профилактического обслуживания, полезно пронумеровать батареи.

 
Поправка на температуру


SG кислоты зависит от температуры. Если температура очень низкая или очень высокая, это может привести к неверным показаниям.Чтобы скорректировать температуру, используйте следующие уравнения: уравнения или ниже 70ºF вычтите баллы (0,003 на 10ºF), а выше 70ºF добавьте баллы.


Это действительно для 0-130ºF или -17,8- 54,4ºC

 

Ниже показано приблизительное состояние заряда при различной плотности при 77ºF / 25ºC.

 

65
Заряженный Удельный вес
615

100% 8255-1.275

75% 95% 9015-1.23159 9015-1.2315
50%
.200
25% 1.155-1.165
0% 1,110-1,130

 

Точность ареометров в лучшем случае составляет +/-0,05 пункта Напряжение можно использовать для оценки состояния заряда, однако следует соблюдать осторожность при интерпретации показаний напряжения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.