Какая кислота используется в аккумуляторах: Ошибка 404. Страница с указанным адресом не существует. — Cheholshop.ru

Содержание

Какая кислота в аккумуляторе автомобиля и для чего нужен электролит — Аккумуляторы WESTA

Практически каждый владелец автомобиля знает, что в автомобильном аккумуляторе есть кислота, но далеко не каждый может сказать, какие функции она выполняет. Из этой статьи мы узнаем, какая кислота в аккумуляторе автомобиля, для чего она нужна и как правильно приготовить электролит.

Какая кислота в аккумуляторе

Практически во всех свинцово-кислотных аккумуляторах, а именно они стоят в автомобилях в качестве стартерных, используется серная кислота (формула — h3SO4) или, как ее еще называют автомобилисты, аккумуляторная кислота.

Серная кислота для аккумуляторов

Но заливается она в батареи не в чистом виде, а в виде водного раствора, который называется электролитом. Примерное соотношение кислоты к воде составляет 3:7 (30% концентрированной кислоты, 70% воды). Для приготовления электролита используется дистиллированная вода, очищенная от солей и других примесей, существенно ухудшающих качество раствора.

Важно! Нередко можно услышать, что в автомобильные аккумуляторы некоторых типов заливается соляная кислота. Это неверно. Свинцово-кислотных аккумуляторов, работающих на соляной кислоте, не существует.

Для чего она нужна

Кислота является важной частью аккумулятора. Она участвует в химических реакциях окисления и восстановления с электродами, благодаря чему возникает ЭДС. При зарядке батареи и подаче на нее обратной ЭДС эта же кислота позволяет аккумулятору накопить получаемую энергию, обеспечивая обратные химические реакции.

Какие процессы протекают при заряде и разряде

Чтобы лучше понять, для чего нужна серная кислота, рассмотрим химические реакции, протекающие в аккумуляторе во время его работы и зарядки.

Как известно, аккумулятор имеет два электрода – анод и катод. Первый изготовлен из диоксида свинца (PbO2), второй — из металлического свинца (Pb). Оба электрода, естественно, погружены в электролит.

Упрощенная конструкция свинцово-кислотного аккумулятора

При подключении к АКБ нагрузки (режим разряда) начинается реакция взаимодействия оксида свинца и серной кислоты, при этом металлический свинец окисляется до сульфата свинца. В это время происходит восстановление диоксида свинца на катоде и окисление свинца на аноде. При заряде протекают обратные реакции.

Электрохимические реакции в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее (слева направо — при разряде, справа налево — при заряде)

При разряде аккумулятора из электролита расходуется серная кислота и выделяется относительно более лёгкая вода, плотность электролита падает. При заряде АКБ происходит обратный процесс.

Даже в нормальном режиме в процессе работы батареи некоторая часть воды разлагается на газообразный водород и кислород, но при нарушении условий эксплуатации (чрезмерный разрядный или зарядный ток) электролиз усиливается, и вода необратимо теряется.

В обслуживаемых аккумуляторах проблема решается доливкой дистиллированной воды. Если устройство необслуживаемое, потеря воды означает конец срока службы аккумуляторной батареи.

Состав электролита и как его приготовить в домашних условиях

Обычно электролит заливают в батарею при ее изготовлении, но в некоторых случаях, к примеру, при покупке сухозаряженного обслуживаемого аккумулятора, раствор кислоты заливается самим покупателем, то есть нами. Прежде чем электролит залить, его нужно приготовить.

То, что в свинцовом аккумуляторе серная кислота, мы выяснили, что ее нужно разбавить водой – тоже. Знаем даже пропорции, но очень примерные. То, какой плотности электролит заливать, будет зависеть от климатических условий, в которых будет эксплуатироваться батарея, и от плотности исходного электролита. Поэтому с понятием плотности придется познакомиться поближе.

Итак, плотность чистой серной кислоты равняется 1.83 г/см3. То есть один миллилитр концентрированной серной кислоты будет весить 1.83 грамма. Плотность воды – 0.998 г/см3 (цифры для температуры +20 °С).

Если смешать кислоту с водой, то плотность электролита будет зависеть от соотношения компонентов.

Таким образом, совсем не нужно отмерять нужное количество жидкостей, достаточно во время приготовления электролита контролировать его плотность.

Более того, при приготовлении электролита пересчитывать плотность в процентное соотношение кислоты к воде вообще не нужно, поскольку в документации на все аккумуляторные батареи производитель указывает необходимую концентрацию электролита именно в единицах плотности.

Как измерить плотность электролита

Для измерения плотности жидкости используются специальные приборы – ареометры. Автомобилистами используются два основных типа ареометров: постоянной массы и многопоплавковые.

Ареометр постоянной массы (слева) и многопоплавковый

Первый тип представляет собой поплавок со шкалой в верхней его части и грузом в нижней. Такой прибор просто опускается в жидкость (в нашем случае электролит). Чем плотность электролита выше, тем на меньшую глубину погрузится поплавок. Показания же плотности считываются со шкалы в зависимости от глубины погружения.

Принцип работы ареометра постоянной массы

Важно. Для аккумулятора такой ареометр не подходит – его не опустишь в банку. Поэтому автомобильные ареометры дополняются специальным «шприцем» с относительно тонкой иглой для забора электролита из банки.

Автомобильный ареометр постоянной массы

Что касается многопоплавкового типа, то принцип его работы тот же, но поплавков несколько (обычно 7). Каждый из них имеет определенную плавучесть, заставляющую его всплывать при той или иной плотности жидкости.

Работают с прибором так: забирают в него электролит (он тоже в виде шприца) и определяют плотность по последнему всплывшему поплавку — каждый из них отмаркирован своей плотностью всплывания. Недостаток такой конструкции очевиден – это очень низкая точность измерения.

Плотность электролита примерно 1.23 г/см3

С понятием плотности разобрались, пора готовить электролит. Для этого нам понадобится серная кислота и дистиллированная вода. Первую можно купить в автомагазине, вторую – в любой аптеке или в крайнем случае сделать самому, использовав перегонный куб (самогонный аппарат).

Какую кислоту использовать? В продаже обычно можно встретить разбавленную серную кислоту, так называемую автомобильную. Ее плотность составляет 1.42 г/см3. Если в нашем распоряжении окажется концентрированная серная кислота (плотность 1.83 г/см3), то подойдет и она, но работать с такой кислотой нужно очень осторожно – она прожигает одежду и кожу мгновенно.

Чистая серная кислота тоже подойдет для приготовления электролита

Теперь определим примерные пропорции, чтобы по 20 раз не перемешивать и не измерять плотность, «вылавливая» нужную концентрацию. Для этого воспользуемся табличками, приведенными ниже.

Пропорции воды к серной кислоте плотностью 1.83 г/см3

Необходимая плотность электролита, г/см3

Пропорции воды к серной кислоте плотностью 1.42 г/см3

Необходимая плотность электролита, г/см3

Какое количество электролита понадобится? В аккумуляторах емкостью 55-75 А/ч залито от 2,6 до 3,7 литров электролита в зависимости от емкости и конструкции батареи.

Теперь нужно решить, какая плотность раствора должна быть в нашем аккумуляторе. Она зависит от климатических условий, в которых будет эксплуатироваться автомобиль. Для определения оптимальной плотности конкретно для наших условий воспользуемся еще одной табличкой.

Зависимость плотности электролита полностью заряженной батареи от температуры эксплуатации

Климатический район (средняя месячная температура в январе, °С)	Плотность электролита полностью заряженного аккумулятора, г/см3
Очень холодный (-50 … -30)	Зима
Лето
Холодный (-30 … -15)	Круглый год
Умеренный (-15 … -8)	Круглый год
Теплый влажный (0 … +4)	Круглый год
Жаркий сухой (-15 … 0)	Круглый год

Готовить электролит будем в кислотостойкой (к примеру, стеклянной) посуде, перемешивать стеклянной палочкой. Из средств защиты нужны очки, перчатки и по возможности прорезиненный фартук.

Прежде чем взяться за работу, твердо усвоим основное правило – льем кислоту в воду и ни в коем случае не наоборот. При вливании более легкой воды почти наверняка произойдет вскипание верхнего слоя раствора с разбрызгиванием кислоты!Льем только кислоту в воду!

Итак, отливаем необходимое количество воды в емкость. Теперь отмеряем нужное количество серной кислоты и аккуратно с небольшой высоты вливаем ее в воду тонкой струйкой. Льем очень медленно, поскольку при быстром вливании может произойти разбрызгивание. Кроме того, в процессе химических реакций температура раствора быстро поднимается, и стеклянный сосуд может лопнуть от резкого перепада температур.

После этого тщательно, но не спеша, перемешиваем раствор и ждем, пока он не остынет до комнатной температуры, иначе показания ареометра будут неверными. Делаем забор электролита в ареометр и измеряем плотность. Если она отличается от желаемой, добавляем воду или кислоту (если плотность высокая – воду, если низкая – кислоту).

Важно! Воду доливаем в электролит только при помощи шприца ареометра! Забираем в него небольшое количество воды, опускаем иглу глубоко в электролит и потихоньку выжимаем воду грушей.

Снова перемешиваем раствор, остужаем и только потом, еще раз проконтролировав плотность, заливаем в аккумуляторную батарею.

Вот мы и узнали, для чего в аккумуляторе электролит, какой плотности он должен быть, и даже сможем самостоятельно его приготовить.

Какая кислота используется в автомобильных аккумуляторах и зачем она нужна

Каждому автомобилисту хорошо знакома проблема износа ресурса аккумуляторной батареи. Её приходится периодически заряжать, доливать специальную жидкость либо же вовсе приобретать новую.

Ресурс во многом зависит от того, в каком состоянии находится электролит. Это кислотно-водный раствор, находящийся внутри батареи.

Чтобы осуществлять контроль, требуется знать об особенностях используемой кислоты, её свойствах, характеристиках и понимать, как следует обслуживать АКБ в тех или иных ситуациях.

Зачем используется кислота

В упрощённом виде АКБ можно представить как обычную батарейку. Внутри располагается катод, анод и аккумуляторная жидкость. Она же электролит.

В состав электролита входит кислота и дистиллированная вода, смешанные в определённых пропорциях. Чтобы понять назначение кислоты, необходимо взглянуть на основные процессы, активно протекающие при разряде и заряде АКБ.

Кислота нужна для того, чтобы обеспечить появление тока. Она вступает в реакции с оксидами и металлами, что позволяет создать условия для работы устройства.

Подключая внешнюю нагрузку, реакция жидкости с оксидами и со свинцом запускает необходимые окислительно-восстановительные реакции.

Причём они являются противоположными в зависимости от того, заряжается или разряжается батарея.

Образование тока происходит за счёт выделения положительных электронов из свинца и приёма оксидов от отрицательной пластины. Передаются заряженные частицы за счёт электролита, залитого в АКБ.

В батарее предусмотрены контакты, на которых протекают различные процессы. А именно:

расходуется триоксид серы;
происходит восстановление оксида свинца на катоде;
выделяется вода;
появляется окись металла на аноде.

Они выделяются в газовом агрегатном состоянии. Потому раствор закипает. Вещества выходят из жидкости и обратно не возвращаются. От этого плотность увеличивается, поскольку оставшаяся в батарее кислота тяжёлая.

Чтобы вернуть прежние параметры и восстановить баланс для лучшей работы АКБ, в неё требуется добавить воду.

В АКБ допускается применение только дистиллированной воды. В обычной водопроводной воде содержится большое количество примесей, при контакте с которыми батарея быстро выйдет из строя.

Применяемый вид кислоты

Одним из самых распространённых вопросов об АКБ является то, какую кислоту используют в аккумуляторе автомобиля.

Здесь есть разные теории и догадки. Одни считают, что в аккумуляторе автомобиля применяется сугубо соляная кислота. Другие, отвечая на вопрос о том, какая там кислота, говорят, что серная.

Нельзя сказать, что вопрос принципиальный для обычного автолюбителя, поскольку в чистом виде иметь дело с кислотой ему вряд ли придётся. Но при этом стоит знать, какая именно кислота находится в аккумуляторе. Это не соляная, а серная.

У серной кислоты есть ещё и другие названия. Это ангидрид или триоксид серы. Но наиболее распространена среди обывателей именно серная кислота.

Если у вас вдруг спросят, какая кислота в действительности заливается в автомобильный аккумулятор, смело и уверенно отвечайте, что серная.

Существуют различные виды АКБ, где могут применяться иные жидкости в качестве электролита. В никель-кидмиевых устройствах это щёлочь. Есть и гелевые аппараты, где электролит имеет достаточно вязкую структуру, хотя по сути внутри находится та же кислота.

Если же говорить о том, какую кислоту на производстве заливают именно в свинцово-кислотный аккумулятор, используемый на автомобилях, то это будет серная.

Концентрация вещества в электролите составляет от 30 до 35%. Всё остальное приходится на дистиллированную воду.

В редких случаях с завода концентрация кислоты превышает 35%. Для решения задач, стоящих перед автомобильными АКБ, даже 30% вполне достаточно.

Зная теперь, какая именно кислота используется в автомобильных аккумуляторах, в какой концентрации и соотношении, можно переходить к ответам на другие вопросы.

Объективно недостаточно знать лишь то, какую кислоту при производстве батарей для автомобиля заливают в аккумулятор и какое альтернативное название она носит.

Если вы планируете самостоятельно обслуживать и контролировать состояние АКБ, следует несколько расширить базу своих знаний. В последующем вам предстоит добавлять в АКБ электролит или просто подливать воду.

Это вполне обычный процесс для обслуживаемых батарей.

Концентрация и плотность

Концентрацией называют соотношение кислоты и дистиллированной воды. Чтобы не возникало сложностей с приготовлением раствора, в продаже доступны уже полностью готовые к использованию электролиты.

Но объективно самым важным параметром для АКБ считается плотность электролита.

Нормальным считается показатель в пределах от 1,07 до 1,3 г/см3. Меняя параметры, меняется и порог замерзания.

Плотность также влияет на электропроводимость, являющуюся обратно пропорциональной сопротивлению в автомобильной батарее.

Когда машина эксплуатируется в условиях низких температур, плотность рекомендуется поднять примерно до 1,3 г/см3. Да, с позиции показателей электропроводимости это не лучшее решение. Но если снизить плотность, жидкость может попросту замёрзнуть. А замерзание влечёт за собой разрыв банок и полный выход из строя АКБ.

Оптимальной же плотностью при минимальном сопротивлении считается 1,23г/см3.

В продаже представлены электролиты разной плотности, в зависимости от сезона, для которого они предназначены. Выбирайте те, которые соответствуют текущим погодным условиям.

Применение правильного электролита существенно продлевает срок службы всего аккумулятора.

Контроль состояния

Одной из главных задач, стоящей перед автовладельцем, под капотом машины которого установлена свинцово-кислотная обслуживаемая батарея, является своевременный контроль состояния электролита.

Помимо уровня, необходимо следить и за показателями плотности.

Уровень проверяется довольно просто. Для этого потребуется взять стеклянную трубочку или корпус от прозрачной ручки. Далее выполняются такие операции:

откручиваются пробки на всех банках АКБ;
трубочка погружается в батарею до уровня пластин;
верхний конец трубочки зажимается плотно пальцем;
измерительный прибор поднимается.

Принято считать, что оптимальный уровень должен составлять в пределах от 10 до 15 миллиметров.

Если проверка показала меньшее значение, тогда необходимо долить электролит. Заливать выше оптимального уровня также не рекомендуется.

Срок службы

Теперь вы знаете, какую кислоту при производстве и дальнейшем обслуживании добавляют в автомобильный аккумулятор.

Ведётся много споров касательно того, какой эксплуатационный период у раствора. На самом деле срока годности он не имеет. Период службы определяется эффективностью выполняемых функций. Пока электролит справляется со своими задачами, он считается пригодным к использованию.

Срок службы вещества зависит от:

плотности используемого электролита;
температуры, в которой эксплуатируется батарея;
уровня заряда АКБ.

Если поддерживать эти параметры в оптимальных значениях, тогда и кислота будет служить достаточно долго.

Повышение плотности электролита

Если текущая плотность используемой кислоты в аккумуляторе автомобиля очень высокая, тогда достаточно добавить в банки воды, и показатели будут оптимизированы.

Но в обратном направлении этот приём не работает. Добавляя воду, увеличить кислотность точно не получится.

Плотность вещества в АКБ регулируется уровнем заряда АКБ.

Объяснить это просто. По завершению окислительно-восстановительных реакций вода может распадаться и теряться. Из-за этого концентрация кислоты будет увеличиваться. Используя зарядные устройства, можно компенсировать недостаточную плотность. Если этот метод не помогает, тогда в батарею требуется залить электролит корректирующего типа.

На практике концентрация обычно повышается путём полной замены электролита либо же за счёт добавления разбавленной кислоты.

Используя метод разбавления, нужно выполнить такие операции, причём для каждой банки аккумуляторной батареи:

С помощью шприца или медицинской груши постепенно откачать максимально возможное количество жидкости.
Добавить в банку половину её объёма разбавленную концентрированную кислоту с плотностью около 1,26-1,28 г/см3.
Подать нагрузку на выводы с минимальной мощностью, что позволит тщательно перемешать компоненты.

Замеряя плотность, не забывайте проверять уровень. Если после проведённых манипуляций никаких изменений не наблюдается, тогда добавляется ещё часть электролита. Постепенно контролируя параметры аккумулятора, создаются оптимальные значения концентрации.

Если при проверке плотности обнаруживаются значения ниже 1,2 г/см3, тогда выход только один. Это полная замена электролита, поскольку путём разбавления повысить уровень до нужных значений уже не получится.

Серная кислота, даже в разбавленном виде, очень концентрированная и опасная для кожных покровов и слизистых оболочек.

В процессе работы нужно обязательно предварительно подумать о средствах защиты. Работать с электролитом лучше в резиновых перчатках, очках и в прорезиненном фартуке.

Как правильно заливать и доливать раствор

Особой потребности отдельно приобретать серную кислоту и дистиллированную воду не обязательно. Последняя находится в свободной продаже, в то время как кислоты заполучить намного сложнее.

Поэтому для автомобилистов просто продают уже готовые растворы электролита. Их смешивают в соответствующих пропорциях, и получают составы для разных ситуаций и времени года. К примеру, для получения электролита плотностью 1,29 г/см3, на 1 литр дистиллята добавляется 360 мл. кислоты. То есть здесь соотношение составляет 1 к 3.

Техника безопасности гласит, что добавлять при смешивании можно только кислоту в воду. Добавлять воду в кислоту запрещается, поскольку есть высокая вероятность возникновения реакции, при которой будет выделяться тепло и брызги.

Это потенциально очень опасно для человека. Поэтому запомните, что только в воду добавляется кислота, а не наоборот.

Сам же процесс заливки и доливки выглядит следующим образом:

Заливать или доливать электролит рекомендуется с помощью полиэтиленовой или стеклянной трубки.
Уровень вещества в аккумуляторе автомобиля должен находиться в пределах от 10 до 15 мм над пластинами из свинца.
Добавив необходимое количество раствора, аккумулятор стоит оставить в покое примерно на 2 часа. Но бывает так, что за это время плотность успевает упасть.
Затем аккумулятор следует зарядить током. Его значение должно быть в 10 раз меньше, чем ёмкость батареи.
Зарядка на низком токе продолжается в течение 4 часов.

С целью профилактики и поддержания оптимального состояния, проверка плотности проводится с интервалом в 2-3 месяца. Минимум 3-4 раза в год этот показатель нужно обязательно проверять. Сделать это можно с помощью ареометра.

Как сделать электролит

Создавать себе дополнительные трудности хотят далеко не все. Поэтому самым простым решением станет покупка уже готового раствора из дистиллированной воды и серной кислоты в специализированных магазинах.

Но есть и те, кто предпочитает всё делать своими руками, чтобы быть уверенным в качестве, или просто имея желание научиться чему-то новому.
Чтобы приготовить электролит, потребуется подготовить набор, состоящий из:

дистиллированной воды;
серной кислоты;
ёмкости из подходящего материала;
эбонитовой палочки.

Касательно ёмкости определиться не сложно. Обычно применяют тару из керамики или стекла. Заливать состав в обычную пластиковую бутылку нельзя. Её может разъесть, и вещество выльется. А эбонитовая палочка выполняет функцию инструмента для перемешивания.

В подготовленную ёмкость заливается вода, а уже в воду постепенно добавляется кислота. В зависимости от необходимой плотности, компоненты смешиваются в соответствующих пропорциях. Чаще всего это 1 к 3, где воды в 3 раза больше, чем кислоты.

Но сразу после перемешивания заливать жидкость в аккумулятор нельзя. Необходимо плотно накрыть крышкой ёмкость и оставить минимум на 24 часа. Это требуется, чтобы состав остыл и выпал весь осадок. Всё, раствор готов к использованию.

Как видите, не так всё просто с этими свинцово-кислотными аккумуляторами. Они относятся к категории обслуживаемых, а потому требуют к себе повышенного внимания и периодического контроля. Проверять уровень не сложно, а вот перспектива заливать электролит или добавлять постоянно воду привлекает далеко не всех.

Поэтому всё чаще автовладельцы отказываются от обслуживаемых АКБ и переходят на более современные аналоги, в которых следить требуется только за уровнем заряда. Ничего заливать, добавлять и смешивать уже не нужно.

Какая жидкость в автомобильном аккумуляторе

Практически все владельцы личного транспортного средства прекрасно знают о том, что в аккумуляторах есть кислота. Даже новички, которые только начинают постигать азы вождения, и то осведомлены касательно этого вопроса.

Многие из них слышали о кислотно-свинцовых аккумуляторах, но на деле так и не имеют представления, как именно работает это устройство. А между тем здесь протекают определенные химические реакции.

Какая кислота в аккумуляторе и для чего нужна

Большинство автомобилистов прекрасно знают, какая кислота залита в аккумуляторе. Но находятся и те, кто считают, что внутри аккумулятора ничего кроме дистиллированной воды (или дистиллята) нет. Другие же придерживаются мнения в пользу соляной кислоты, которое также неверно.

В любой автомобильной батарее содержится серная кислота — h3SO4. Если быть точнее, то речь идет о растворе серной кислоты с дистиллированной водой. Такая жидкость имеет общее название – электролит. Так какова роль серной кислоты?

Это основной компонент для работы АКБ. В отсутствие кислоты невозможен процесс заряда и разряда батареи. Это одна из самых активных разновидностей, которая способна вступать во взаимодействие практически с любым металлом, включая их оксиды. К тому же кислота может вступать в реакции обмена, а ее активность зависит от содержания воды.

Когда происходит заряд кислотного аккумулятора, пластины из чистого свинца (отрицательные) начинаются выделять электроны, которые принимаются решетками из оксида свинца (положительные).

При разряде батареи происходит в точности до наоборот.

Иными словами, когда пластины отдают электроны, они как бы «разрушаются» – происходит заряд, а при разряде они возвращаются обратно, что именуется «восстановлением».

И вот как раз для такого процесса разрушения – восстановления и нужна агрессивная среда в виде разбавленной серной кислоты. И без нее эффективность автомобильных батарей была бы на очень низком уровне.

Состав электролита и как правильно сделать

Серная кислота широко используется в современной промышленности для получения электрической энергии (аккумуляторы, батареи, электрические конденсаторы). Что касается состава электролита в АКБ, то соотношение между серной кислотой и дистиллированной водой следующее:

сама кислота – 30%;
дистиллированная вода – 70%.

Перезаряд аккумулятора — последствия и как защититься

Именно такая субстанция эффективным образом взаимодействует со свинцовыми пластинами.

При этом особого внимания заслуживает плотность электролита, на что непосредственным образом оказывает влияние серная кислота. У концентрированной она достигает показателя в 1,83 г/см3.

Добавлением дистиллированной воды обеспечивается понижение плотности до нужных пределов – обычно это диапазон 1,23-1,27 г/см3.

Плотность
электролита
(г/см3)Напряжение
без нагрузки
(В)Напряжение
с нагрузкой
(В)Степень
заряженности
(%)Замерзание
электролита
(С)

1,27	12,66	10,8	100	-60
1,26	12,6	10,66	94	-55
1,25	12,54	10,5	87,5	-50
1,24	12,48	10,34	81	-46
1,23	12,42	10,2	75	-42
1,22	12,36	10,06	69	-37
1,21	12,3	9,9	62,5	-32
1,2	12,24	9,74	56	-27
1,19	12,18	9,6	50	-24
1,18	12,12	9,46	44	-18
1,17	12,06	9,3	37,5	-16
1,16	12	9,14	31	-14
1,15	11,94	9	25	-13
1,14	11,88	8,84	19	-11
1,13	11,82	8,68	12,56	-9
1,12	11,76	8,54	6	-8
1,11	11,7	8,4	0,0	-7

Знать этот параметр необходимо для понимания порога замерзания электролита. При плотности в 1,11 г/см3 субстанция замерзает уже под воздействием относительно небольшого холод: -7 °C. У рекомендованных значений порог этот существенно отличен – от -58 °C до -64 °C. А можно ли самому сделать электролит?

Да, это действительно возможно, только действовать необходимо с предельной осторожностью. И поскольку предстоит иметь дело с серной кислотой высокой концентрации, то такая работа представляет определенную опасность. Необходимо позаботиться о защите рук, тела, органов дыхания.

Собственно в том, чтобы самостоятельно приготовить электролит для АКБ, нет ничего сложного – смешать серную кислоту с дистиллированной водой, соблюдая пропорцию. Стоит заметить, что обычна вода из-под крана для таких целей не подходит, поскольку содержит большое количество разных примесей, которые негативным образом воздействуют на свинцовые пластины.

Собственно сами ингредиенты:

Серная кислота (плотность должна быть 1,83 г/см3 или более, но не менее).
Дистиллированная вода.
Любая фарфоровая посуда.

Почему аккумулятор не держит заряд

Пропорции кислоты и воды нам известны – 30% и 70% соответственно. При этом важен характер подхода к производству – оптимально кислоту добавлять в воду, а не наоборот.

Также стоит учесть, что при их смешивании будет выделяться очень много тепловой энергии и по этой причине недопустимо использовать стеклянную посуду – она просто лопается.

Когда температура электролита упадет, его можно перелить в стеклянную емкость или тару из пластика.

После того как жидкости будут соединены, следует замерить плотность ареометром. Если показатели соответствуют допустимому пределу, электролит готов к эксплуатации. Но такое приспособление имеется далеко не у каждого водителя, а поэтому пригодится следующая подсказка плотности электролита (из расчета на 1 литр дистиллированной воды):

при 1,23г/см3 – 280г;
при 1,25г/см3 – 310г;
при 1,27г/см3 – 345 г;
при 1,29г/см3 – 385 г.

Собственно на этом работа и заканчивается. Тем, кто проживает в средней полосе России, следует придерживаться плотности – 1,27 г/см3. При этом для зон с холодным климатом (до -30 °С) допустимый показатель составляет 1,26-1,28 г/см3, а жарких субтропических районов – 1,24-1,26 г/см3. Пределы плотности от 1,27 г/см3 до 1,29 г/см3 актуальны для тех регионов, где зима свирепствует до -50 °С.

К чему приведет нарушение рецептуры

Показатель в 1,29 г/см3 является не самым высоким – встречается концентрат электролита с плотностью 1,33 г/см3 (применяется для корректировки), ранее можно было найти даже с плотность 1,4 г/см3, но сейчас он снят с продажи. Однако его все же следует также разбавить водой и только после этого заливать внутрь АКБ. Почему же нельзя лить сильно концентрированный электролит?

Ничего хорошо уж точно не произойдет! Из-за высокой концентрации страдают пластины аккумулятора – их просто разъедает со временем. Это происходит медленно, но верно! Поэтому, если залить высокий концентрат, не следует удивляться тому, что АКБ в скором времени вышла из строя.

Низкая плотность электролита приводит к такому явлению, которое называется сульфатацией. Об этом процессе известно многим опытным водителям. В результате на пластинах оседают кристаллы сульфита свинца, из-за чего металл утрачивает способность к накоплению заряда.

Почему окисляются клеммы на аккумуляторе

К тому же, как выше уже было упомянуто, из-за слишком низких показателей плотности электролит замерзает, обращаясь в лед. Чем это грозит, каждому уже понятно – повреждения пластин не избежать.

Как корректировать плотность жидкости

Владельцам автомобилей необходимо контролировать уровень электролита и его плотность.

Из-за гидролиза и нагрева АКБ в подкапотном пространстве содержание субстанции понижается, а плотность наоборот растет. По этой причине возникает необходимость доливать дистиллированную воду.

Но иногда показатели плотности электролита могут стать меньше нормы. Тогда следует поднять концентрацию кислоты.

Существуют несколько способов как это можно сделать, исходя из степени понижения плотности электролита. Для этого следует замерить его концентрацию в каждой банке по отдельности. Если густота электролита получена от 1,18 г/см3 до 1,20 г/см3, то оптимальное решение – замена части электролита в банке на новый с плотностью 1,27 г/см3. Иными словами делается повышение плотности электролита.

Только предварительно стоит убедиться в том, что АКБ заряжена, иначе батарею следует подзарядить. При низком заряде аккумулятора к такой процедуре нельзя приступать. Иначе концентрация h3SO4 резко поднимется, что приведет только к разрушению пластин.

Сама же процедура выполняется в следующем порядке:

Резиновой грушей откачивает как можно больше жидкости из банки. При этом замерить объем.
Добавляют новый корректирующую жидкость с плотностью 1,27-1,29 гр/см3 в количестве равном половине изъятого объема.
Пусть все перемешается между собой – для этого можно дать нагрузку на выводы, просто подождать некоторое время или потрясти АКБ.
Замеряют плотность. Если показатели по-прежнему не достигли допустимых пределов доливку электролита стоит продолжать до достижения нужных параметров.
Когда предел установлен, банки закрывают, а сам аккумулятор ставится на зарядку.

В том случае, когда плотность электролита снижена ниже уровня в 1,2 гр/см3, тогда необходимо менять его полностью – сливать старый, заливать новый.

Какую кислоту заливают в аккумулятор автомобиля

В некоторых видах автомобильных АКБ в качестве электролита может использоваться щелочь. К примеру, никель-кадмиевый тип АКБ. Помимо этого, есть группа гелевых аккумуляторов, где жидкость находится в связанном состоянии. Но, по сути, это раствор серной кислоты, переведенный в гелеобразное состояние или им пропитанное стекловолокно.

Серная кислота широко используется при производстве свинцово-кислотных АКБ для транспортных средств. Ее концентрация в электролите около 30-35%, остальное – дистиллированная вода. Применять обычную водопроводную воду запрещено, поскольку в ее состав входят соли многих металлов и их попадание в АКБ сократит срок его службы.

Как правило, в бытовой сфере серной кислоты с 30%процентов вполне достаточно, однако в сфере производства довольно часто используется кислота с более высокой концентрацией. Получить концентрированную серную кислоту можно в две стадии.

Первая – это когда концентрация доводится до 65-70%, вторая – когда ее увеличивают до 98%. Такой состав наиболее пригоден для длительного хранения.

Возможно получение высокой концентрации в 99 %, но в дальнейшем из-за значительной потери SO3 она снизится до 98,3%.

Применение серной кислоты и ее сорта

Существует несколько сортов серной кислоты, к ним относятся:

Нитрозная или башенная. Концентрация составляет 75%, а плотность этого сорта находится в пределах 1,67 г/см3. Такое название он получил благодаря методу производства нитрозным способом в футерованных башнях. Обжиговый газ обрабатывается нитрозой и в процессе реакции получается кислота и оксиды азота.
Контактная. Концентрация достигает 92,5-98%, плотность – 1,837 г/см3 . Данный сорт также получается из обжигового газа с содержанием двуокиси SO2. В процессе химической реакции происходит ее окисление при контакте с катализатором из ванадия.
Аккумуляторная. Концентрация 92-94%, плотность – 1,835 г/см3.
Сорт Олеум. Концентрация довольна высокая –104,5%, плотность – 1,897 г/см 3 , представляет собой концентрированный раствор из кислоты и SO3.
Высокопроцентный олеум. Концентрация достаточно высокая –114,6%, плотность – 2,002 г/см3.

Процессы, происходящие в АКБ с участием электролита

Функционирование свинцово-кислотного АКБ основывается на химических процессах, протекающих с помощью электролита. АКБ автомобиля из пластин: положительных и отрицательных, погруженных в раствор кислоты. Пластины имеют токоотводящие решетки, выполненные из свинца с добавками (зависит от типа АКБ), а на решетках отрицательных электродов нанесен сероватый порошок свинца, на положительных – красновато-коричневый диоксид свинца.

Показатель плотности электролита на заряженном АКБ находится в диапазоне 1,128─1,300 г/см3. При разрядке АКБ в результате химической реакции из электролита стремительно расходуется кислота и плотность значительно падает.

Полностью заряженный элемент аккумулятора транспортного средства выдает напряжение в пределах 2,5-2,7 В без нагрузки на выводах.

В случае нагрузки данное напряжение несколько проседает до 2,1 В буквально за несколько минут. За этот короткий период на поверхности отрицательных электродов успевает сформироваться плотный слой PbSO4.

Соответственно, напряжение элемента на подключенной к авто АКБ составляет 2,15 В.

Если разряжать АКБ транспортного средства небольшим током (примерно 10% от номинальной емкости), тогда через 1-2 ч разрядки напряжение элемента снизится до 2 В.

Это обусловлено тем, что в этом момент формируется большое количество PbSO4, который, в свою очередь сильно забивает поры активной массы.

Помимо этого, проявляется рост внутреннего сопротивления элементов аккумулятора и значительно снижается концентрация жидкости.

Контроль за состоянием электролита

Контроль за электролитом – важная процедура, которая должна проводиться регулярно. От владельца транспортного средства требуется контролировать как уровень электролита в АКБ, так и его плотность.

Чтобы проверить уровень электролита рекомендуется использовать стеклянную трубочку, но если ее нет, то можно использовать прозрачный корпус от ручки. Для измерения нужно открыть пробки всех банок и погрузить пластиковую/стеклянную трубочку до пластин.

После чего с верхнего конца ее плотно зажать пальцем и поднять.

Оптимальный уровень электролита в трубке должен быть 10-12 мм. В случае нехватки электролита доливается вода до требуемого уровня. Выше необходимого уровня воду заливать не следует.

Срок службы электролита

Стоит знать, что кислотный электролит – это раствор, который не имеет срока годности. Срок службы для такой жидкости определяется исключительно исходя из того, как она способна выполнять свои функции.

К показателям, которые влияют на срок использования АКБ, относятся:

Плотность электролита.
Температурный режим функционирования АКБ.
Степень заряженности аккумулятора.

Если эти показатели соответствуют норме, срок службы электролита довольно продолжительный.

Как поднять плотность электролита

Повышение плотности жидкости происходит вследствие повышения температуры и в результате процесса, который называется гидролиз. Чтобы этот показатель находился на необходимом уровне, требуется регулярное добавление дистиллята. Если датчик концентрации кислоты в электролите показывает значение ниже, чем 1,275 г/см3, следует его поднимать.

Кислотность электролита можно поднять двумя способами: полной заменой старого электролита на новый или внесением разбавленной концентрированной кислоты.

В случае разбавления жидкости следует провести ряд действий для каждой банки:

Постараться откачать максимальное количество электролита посредством шприца или резиновой груши.
Внести в банку 0,5 его объема плотностью от 1,26 до 1,28 г/см3.
Чтобы тщательно перемешать жидкость, необходимо на выводы подать нагрузку с минимальной мощностью.

При замере плотности стоит определить необходимый уровень. Если не произошло изменений, тогда в половину оставшегося объема требуется внести еще электролит.

С помощью подобных манипуляций можно довести до оптимальной плотности концентрацию кислоты в электролите.

В случае, если показатель индикатора показывает значения плотности ниже, чем 1,2 г/см3, требуется полная замена электролита, так как способом доливки поднять ее не получится. Однако если батарее менее года, то стоит попробовать.

Важно! Серная кислота – агрессивная средой для кожных покровов человека и его одежды. Поэтому во время работ с открытой батареей рекомендуется позаботиться о мерах защиты: обязательно надеть резиновые перчатки, защитные очки. Так же пригодится прорезиненный фартук.

Порядок заливки и доливки кислотного электролита в АКБ

Составляющие компоненты электролита – кислоту и дистиллированную воду, нужно смешать в разных пропорциях. Так, если необходимо получить электролит с уровнем плотности 1,29 г/см³, то к 1 литру необходимо добавить 0,36 л кислоты, то есть в соотношении 1:3.

Заливку электролита производят стеклянной или полиэтиленовой трубочкой до уровня 10-15 мм над свинцовыми пластинами. После этого аккумулятор оставляют на два часа, однако в некоторых случаях плотность при этом падает. Далее АКБ заряжают током в десять раз меньшим его емкости в течение 4 часов.

Проверять плотность АКБ необходимо раз в 2-3 месяца. Для этого используется специальный прибор – ареометр.

Важно! В целях техники безопасности необходимо знать, что заливать нужно именно серную кислоту в дистилированную воду, но не наоборот, поскольку высока вероятность возникновения химической реакции данной смеси с выделением брызг и тепла.

Процесс приготовления электролита

Электролит для АКБ можно, конечно, приобрести в специализированных магазинах, но можно сделать его самостоятельно и при этом научиться регулировать плотность.

Для приготовления электролита потребуются следующие компоненты:

Вода дистиллированная.
Серная кислота.
Емкость из материала, устойчивого к воздействию концентрированного химического вещества: стекла, керамики, свинца.
Эбонитовая палочка (для размешивания жидкости).

Для приготовления в специальную емкость заливается вода, после – серная кислота. Компоненты тщательно палочкой смешиваются. Процедуру проводят последовательно, поскольку при обратном варианте есть вероятность получить ожоги.

Полученное вещество плотно накрывается и оставляется минимум на сутки до выпадения осадка и остывания. Стоит знать, что при обратном проведении заливки (сначала серная кислота, потом – вода), возможна гидратации и образование в кислоте тепла. Соответственно, вода может закипеть и спровоцировать разбрызгивание.

Срок службы АКБ ограничен ее техническими характеристиками. Однако при неправильном его использовании и хранении этот показатель может существенно снизиться. Чтобы АКБ не изнашивалась слишком стремительно, специалисты рекомендуют следить за плотностью электролита и его уровнем.

Akym » Насколько опасна кислота в автомобильном аккумуляторе?

В электролите, который находится внутри всех автомобильных аккумуляторов, содержится разбавленная серная кислота, поэтому они требуют очень осторожного обращения. Обязательно при работе с АКБ и тем более с электролитом надо использовать защитные средства: очки, перчатки и т.д. Если кислота, пусть даже и разбавленная попадет на кожу или в глаза, это может вызвать ожог.

Правила обращения с аккумуляторной кислотой

Существует ряд мер, которые помогут избежать серьезной опасности при работе с серной кислотой:

Необходимо работать только в защитной одежде.
Кислота, которая вдруг попала на кожу или одежду, следует как можно быстрее нейтрализовать раствором пищевой соды или нашатырного спирта, а затем место повреждения надо тщательно промыть водой.
Если нейтрализатора под рукой нет, надо смыть кислоту большим количеством воды, после чего надо сразу же обратиться за врачебной помощью.
При использовании обслуживаемых аккумуляторов иногда приходится изготавливать электролит самостоятельно. При самостоятельном смешивании кислоту надо вливать тонкой струей в воду. Делать наоборот — вливать воду в кислоту нельзя ни в коем случае! В этом случае смесь может начать брызгаться и капли концентрированной кислоты могут попасть на руки или лицо.
Ставя батарею на зарядку, обязательно выкручивайте пробки, чтобы дать выход газам, которые очень активно выделяются в процессе восстановления АКБ. Это очень важно, так как кислота распадается и выделяется большое количество кислорода и водорода. Если они будут накапливаться внутри, риск взрыва батареи будет очень велик.

Техника безопасности при работе с автоаккумуляторами

Находясь вблизи аккумулятора, который заряжается, надо соблюдать осторожность и несколько простых правил:

Так как газ, выделяемый при восстановительной реакции очень взрывоопасен, то нельзя допускать в помещении образования искр, нельзя заряжать АКБ вблизи открытого огня, мест для курения и т.д.
Заряжать аккумулятор рекомендуется в хорошо проветриваемом месте с хорошей вентиляцией.
При подключении контактов батареи к транспортному средству зажигание должно быть выключено.
Когда отсоединяете стартерную батарею от автомобиля, первым отключается провод массы, а при подсоединении — наоборот, он подключается последним.

Электролит: основа свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов

В качестве стартерных батарей в автотранспорте используются свинцово-кислотные аккумуляторы. Функционирование аккумулятора обеспечивается специальным раствором серной кислоты — электролитом. О том, что такое аккумуляторный электролит, каких типов он бывает, и как его использовать — читайте в статье.

Что такое электролит?

Аккумуляторный электролит — водный раствор серной кислоты, предназначенный для использования в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях (АКБ). Электролит готовится путем растворения концентрированной серной кислоты в дистиллированной воде, молекулы кислоты в данном растворе диссоциируют (распадаются) на ионы — это явление наделяет электролит электропроводящими свойствами.

Аккумуляторный электролит имеет следующее назначение:

Изготовление аккумуляторных батарей;
Ввод в эксплуатацию сухозаряженных батарей;
Восстановление АКБ при загрязнении или утечке электролита, коротких замыканиях между пластинами и других неисправностях.

Но прежде, чем применять электролит для той или иной цели, необходимо разобраться в его характеристиках и особенностях применения.

Зачем в аккумуляторе электролит?

Электролит, свинцовые пластины и пористый диоксид свинца (PbO₂) — три основных компонента свинцово-кислотного аккумулятора. Именно в присутствии кислотного электролита протекают электрохимические реакции, делающие возможным накопление и отдачу аккумулятором электрического заряда.

Во время разряда АКБ металлический свинец и оксид свинца вступают в реакцию с серной кислотой (точнее — с ее отрицательными ионами SO₄ и положительными ионами H), образуя сульфат свинца (PbSO₄) и воду, при этом на анодных пластинах выделяются избыточные электроны. На катодных пластинах, напротив, наблюдается недостаток электронов, благодаря этому при замыкании анода и катода между ними возникает электрический ток. Во время заряда АКБ проходят обратные реакции — под действием тока от стороннего источника из сульфата свинца образуются чистый свинец, диоксид свинца и кислота.

В ходе данных реакций количество серной кислоты и воды в электролите изменяется, что приводит к изменению его плотности и объема. При разряде АКБ концентрация кислоты понижается, а концентрация воды немного увеличивается, что приводит к падению плотности и к некоторому увеличению объема электролита. В процессе заряда плотность повышается, а объем несколько понижается.

Типы и характеристики электролитов

Электролит изготавливается смешиванием концентрированной серной кислоты и дистиллированной воды в строго определенных пропорциях. Для изготовления электролита используется специальная аккумуляторная серная кислота (по ГОСТ 667-73) и дистиллированная вода (по ГОСТ 6709-72). Данный раствор используется во всех типах современных свинцово-кислотных аккумуляторов.

Главная характеристика электролита — плотность. Для нормальной работы АКБ плотность электролита должна лежать в пределах 1,23-1,4 г/куб. см, так как именно при такой плотности раствор имеет максимальную электропроводность. Однако плотность концентрированной серной кислоты составляет 1,83 г/куб. см, поэтому для достижения необходимой плотности кислота смешивается с водой.

Плотность электролита в значительной степени зависит от двух параметров: температуры и степени заряда аккумулятора.

О зависимости плотности электролита в зависимости от заряда АКБ мы сказали выше: при заряде плотность повышается, при разряде — понижается. Зависимость плотности электролита от температуры простая: при снижении температуры плотность падает, при повышении — возрастает. Поэтому нормальная плотность определяет при температуре +25°C, а чтобы верно измерять плотность при любой температуре, используют таблицу поправок к показаниям ареометра:

Температура электролита, °C	Поправка к показаниям ареометра, г/куб. см
-55 … -41	-0,05
-40 … -26	-0,04
-25 … -11	-0,03
-10 … +4	-0,02
+5 … +19	-0,01
+20 … +30	0
+31 … +45	+0,01
+46 … +60	+0,02

Например, если электролит при температуре +25°C имеет плотность 1,28 г/куб. см, то при температуре -15°C он имеет плотность 1,25 г/куб. см, а при нагреве до +50°C (что часто бывает в подкапотном пространстве автомобиля) плотность повышается до 1,3 г/куб. см.

Чтобы компенсировать изменение плотности электролита в АКБ транспортных средств, эксплуатируемых в различных климатических поясах, применяются электролиты большей или меньшей плотности:

Летние и для жаркого климата — плотностью 1,23-1,24 г/куб.см;
Для умеренного и холодного климата — 1,27-1,28 г/куб.см;
Зимние и для холодного климата — 1,3-1,34 г/куб.см.

Кроме того, при повышении плотности электролита повышается его морозоустойчивость — более плотные электролиты устойчивы к замерзанию, поэтому они лучше подходят для эксплуатации в холодное время года и в холодных климатических поясах.

Сегодня можно купить электролит необходимой плотности, освободив себя от непростой процедуры приготовления правильного по характеристикам электролита из кислоты и воды. Электролит продается в тарах емкостью от 1 до 20 литров, поэтому всегда можно приобрести нужный для работы объем.

Использование аккумуляторного электролита

Сразу нужно отметить, что электролит не используется для текущего обслуживания аккумулятора. Наиболее часто в АКБ снижается уровень электролита и падает его уровень, в этом случае обслуживание выполняется добавлением воды. Дело в том, что в процессе работы аккумулятора из электролита испаряется вода, а кислота остается на месте. Также потеря воды может возникать в случае перезаряда аккумулятора — при достижении определенной плотности концентрация серной кислоты в электролите снижается и ее уже не хватает для нормального протекания указанных выше электролитических реакций. В этих условиях начинается процесс электрохимического разложения воды на водород и кислород — это проявляется «кипением» электролита, а образовавшиеся газы улетучиваются. В обоих случаях — при испарении и разложении воды — плотность электролита повышается, для ее восстановления необходимо использовать воду.

Наиболее часто электролит применяется для восстановления работы аккумулятора в случае замерзания электролита с последующей потерей его характеристик. Если электролит в АКБ замерз, то, прежде всего, необходимо занести его в теплое помещение и дождаться оттаивания. После этого аккумулятор следует поставить на зарядку с малым током — рекомендуется ток около 1 ампера и срок зарядки до 2 суток. В ходе зарядки нужно измерять плотность электролита, если она начнет повышаться, то его можно нормально зарядить и эксплуатировать.

Если же ни при каких условиях плотность не повышается, то следует произвести замену электролита. Это выполняется следующим образом:

Слить электролит из всех банок батареи;
Промыть банки дистиллированной водой;
Добавить новый электролит до указанного уровня;
Оставить аккумулятор на 2-3 часа для пропитки пластин электролитов;
Зарядить АКБ малым током 0,5-1 ампер в течение 2 суток.

Зарядку следует остановить, когда плотность электролита и напряжение на клеммах будут стабильными в течение хотя бы двух часов.

Но если замерзание аккумулятора вызвало деформацию или разрушение пластин, то менять электролит уже бесполезно — нужно покупать новую батарею.

Аналогично устраняются и другие проблемы с аккумулятором — утечка или загрязнение электролита, ремонт АКБ после короткого замыкания и т.д. Но в этих случаях прежде нужно проверить аккумулятор на целостность и ремонтопригодность, при обнаружении трещин и других физических повреждений батарея ремонту не подлежит, ее нужно утилизировать.

Особый случай — ввод в эксплуатацию сухозаряженных аккумуляторов, которые поставляются без электролита. Обычно для подготовки такого аккумулятора его нужно заполнить электролитом и дождаться достижения необходимой плотности — все эти действия обязательно прописаны в инструкции к аккумулятору. Предварительную зарядку сухозаряженного АКБ проводить не нужно!

Во всех случаях необходимо правильно рассчитывать объем электролита, чтобы сделать правильную покупку. Объем электролита в АКБ зависит от его напряжения и электрической емкости. Наиболее распространенные 12-вольтовые аккумуляторные батареи емкостью 55-60 А·ч вмещают 2,5-3 литра, емкостью 75-90 А·ч — от 3,5 до 5 литров. Большие 24-вольтовые АКБ емкостью свыше 100 А·ч могут содержать 10 и более литров электролита. При покупке рекомендуется брать электролит с небольшим запасом, так как в процессе работы возможны непредвиденные потери и утечки.

какая серная или соляная, какую заливают

Автор Акум Эксперт На чтение 8 мин Просмотров 7к. Опубликовано 18.12.2019 Обновлено 11.05.2021

Какая кислота в аккумуляторе

Практически во всех свинцово-кислотных аккумуляторах, а именно они стоят в автомобилях в качестве стартерных, используется серная кислота (формула – H₂SO₄₎ или, как ее еще называют автомобилисты, аккумуляторная кислота.

Серная кислота для аккумуляторов

Важно! Нередко можно услышать, что в автомобильные аккумуляторы некоторых типов заливается соляная кислота. Это неверно. Свинцово-кислотных аккумуляторов, работающих на соляной кислоте, не существует.

Для чего она нужна

Какие процессы протекают при заряде и разряде

Как известно, аккумулятор имеет два электрода – анод и катод. Первый изготовлен из диоксида свинца (PbO₂), второй – из металлического свинца (Pb). Оба электрода, естественно, погружены в электролит.

Упрощенная конструкция свинцово-кислотного аккумулятора

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Состав электролита и как его приготовить в домашних условиях

Итак, плотность чистой серной кислоты равняется 1.83 г/см³. То есть один миллилитр концентрированной серной кислоты будет весить 1.83 грамма. Плотность воды – 0.998 г/см³ (цифры для температуры +20 °С). Если смешать кислоту с водой, то плотность электролита будет зависеть от соотношения компонентов. Таким образом, совсем не нужно отмерять нужное количество жидкостей, достаточно во время приготовления электролита контролировать его плотность.

Более того, при приготовлении электролита пересчитывать плотность в процентное соотношение кислоты к воде вообще не нужно, поскольку в документации на все аккумуляторные батареи производитель указывает необходимую концентрацию электролита именно в единицах плотности.

Как измерить плотность электролита

Ареометр постоянной массы (слева) и многопоплавковый

Принцип работы ареометра постоянной массы

Важно. Для аккумулятора такой ареометр не подходит – его не опустишь в банку. Поэтому автомобильные ареометры дополняются специальным «шприцем» с относительно тонкой иглой для забора электролита из банки.

Автомобильный ареометр постоянной массы

Работают с прибором так: забирают в него электролит (он тоже в виде шприца) и определяют плотность по последнему всплывшему поплавку – каждый из них отмаркирован своей плотностью всплывания. Недостаток такой конструкции очевиден – это очень низкая точность измерения.

Плотность электролита примерно 1.23 г/см3

Какую кислоту использовать? В продаже обычно можно встретить разбавленную серную кислоту, так называемую автомобильную. Ее плотность составляет 1.42 г/см³. Если в нашем распоряжении окажется концентрированная серная кислота (плотность 1.83 г/см³), то подойдет и она, но работать с такой кислотой нужно очень осторожно – она прожигает одежду и кожу мгновенно.

Чистая серная кислота тоже подойдет для приготовления электролита

Пропорции воды к серной кислоте плотностью 1.83 г/см³

Необходимая плотность электролита, г/см³	Количество воды, л	Количество кислоты, л
1.2	0.859	0.2
1.21	0.849	0.211
1.22	0.839	0.221
1.23	0.829	0.231
1.24	0.819	0.242
1.25	0.809	0.253
1.26	0.8	0.263
1.27	0.791	0.274
1.28	0.781	0.285
1.29	0.772	0.295
1.31	0.749	0.319

Пропорции воды к серной кислоте плотностью 1.42 г/см³

Необходимая плотность электролита, г/см³	Количество воды, л	Количество кислоты, л
1.2	0.547	0.476
1.21	0.519	0.5
1.22	0.491	0.524
1.23	0.465	0.549
1.24	0.438	0.572
1.25	0.41	0.601
1.26	0.382	0.624
1.27	0.357	0.652
1.28	0.329	0.679
1.29	0.302	0.705
1.31	0.246	0.76

Какое количество электролита понадобится? В аккумуляторах емкостью 55-75 А/ч залито от 2,6 до 3,7 литров электролита в зависимости от емкости и конструкции батареи.

Зависимость плотности электролита полностью заряженной батареи от температуры эксплуатации

Климатический район (средняя месячная температура в январе, °С)	Время года	Плотность электролита полностью заряженного аккумулятора, г/см³
Очень холодный (-50 … -30)	Зима	1.30
Очень холодный (-50 … -30)	Лето	1.28
Холодный (-30 … -15)	Круглый год	1.28
Умеренный (-15 … -8)	Круглый год	1.28
Теплый влажный (0 … +4)	Круглый год	1.23
Жаркий сухой (-15 … 0)	Круглый год	1.23

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Льем только кислоту в воду!

Важно! Воду доливаем в электролит только при помощи шприца ареометра! Забираем в него небольшое количество воды, опускаем иглу глубоко в электролит и потихоньку выжимаем воду грушей.

Спасибо, помогло!6Не помогло1

Какую кислоту заливают в автомобильный аккумулятор

Зачем используется кислота

Подключая внешнюю нагрузку, реакция жидкости с оксидами и со свинцом запускает необходимые окислительно-восстановительные реакции. Причём они являются противоположными в зависимости от того, заряжается или разряжается батарея. Образование тока происходит за счёт выделения положительных электронов из свинца и приёма оксидов от отрицательной пластины. Передаются заряженные частицы за счёт электролита, залитого в АКБ.

В батарее предусмотрены контакты, на которых протекают различные процессы. А именно:

расходуется триоксид серы;
происходит восстановление оксида свинца на катоде;
выделяется вода;
появляется окись металла на аноде.

То есть при возникновении реакции кислота замещается водой. Из-за этого плотность электролита снижается. Если идёт заряд, процессы протекают в обратном направлении. Затем ток провоцирует электролиз, при котором вещество распадается на компоненты. Это кислород и водород. Они выделяются в газовом агрегатном состоянии. Потому раствор закипает. Вещества выходят из жидкости и обратно не возвращаются. От этого плотность увеличивается, поскольку оставшаяся в батарее кислота тяжёлая. Чтобы вернуть прежние параметры и восстановить баланс для лучшей работы АКБ, в неё требуется добавить воду.

В АКБ допускается применение только дистиллированной воды. В обычной водопроводной воде содержится большое количество примесей, при контакте с которыми батарея быстро выйдет из строя.

Применяемый вид кислоты

У серной кислоты есть ещё и другие названия. Это ангидрид или триоксид серы. Но наиболее распространена среди обывателей именно серная кислота.

Концентрация вещества в электролите составляет от 30 до 35%. Всё остальное приходится на дистиллированную воду.

Объективно недостаточно знать лишь то, какую кислоту при производстве батарей для автомобиля заливают в аккумулятор и какое альтернативное название она носит. Если вы планируете самостоятельно обслуживать и контролировать состояние АКБ, следует несколько расширить базу своих знаний. В последующем вам предстоит добавлять в АКБ электролит или просто подливать воду. Это вполне обычный процесс для обслуживаемых батарей.

Концентрация и плотность

Но объективно самым важным параметром для АКБ считается плотность электролита.

Нормальным считается показатель в пределах от 1,07 до 1,3 г/см3. Меняя параметры, меняется и порог замерзания.

Когда машина эксплуатируется в условиях низких температур, плотность рекомендуется поднять примерно до 1,3 г/см3. Да, с позиции показателей электропроводимости это не лучшее решение. Но если снизить плотность, жидкость может попросту замёрзнуть. А замерзание влечёт за собой разрыв банок и полный выход из строя АКБ.

Оптимальной же плотностью при минимальном сопротивлении считается 1,23г/см3.

В продаже представлены электролиты разной плотности, в зависимости от сезона, для которого они предназначены. Выбирайте те, которые соответствуют текущим погодным условиям.

Применение правильного электролита существенно продлевает срок службы всего аккумулятора.

Контроль состояния

Помимо уровня, необходимо следить и за показателями плотности.

откручиваются пробки на всех банках АКБ;
трубочка погружается в батарею до уровня пластин;
верхний конец трубочки зажимается плотно пальцем;
измерительный прибор поднимается.

Принято считать, что оптимальный уровень должен составлять в пределах от 10 до 15 миллиметров.

Срок службы

Срок службы вещества зависит от:

плотности используемого электролита;
температуры, в которой эксплуатируется батарея;
уровня заряда АКБ.

Если поддерживать эти параметры в оптимальных значениях, тогда и кислота будет служить достаточно долго.

Повышение плотности электролита

Но в обратном направлении этот приём не работает. Добавляя воду, увеличить кислотность точно не получится.

Плотность вещества в АКБ регулируется уровнем заряда АКБ.

На практике концентрация обычно повышается путём полной замены электролита либо же за счёт добавления разбавленной кислоты.

С помощью шприца или медицинской груши постепенно откачать максимально возможное количество жидкости.
Добавить в банку половину её объёма разбавленную концентрированную кислоту с плотностью около 1,26-1,28 г/см3.
Подать нагрузку на выводы с минимальной мощностью, что позволит тщательно перемешать компоненты.

Серная кислота, даже в разбавленном виде, очень концентрированная и опасная для кожных покровов и слизистых оболочек.

Как правильно заливать и доливать раствор

Техника безопасности гласит, что добавлять при смешивании можно только кислоту в воду. Добавлять воду в кислоту запрещается, поскольку есть высокая вероятность возникновения реакции, при которой будет выделяться тепло и брызги.

Это потенциально очень опасно для человека. Поэтому запомните, что только в воду добавляется кислота, а не наоборот.

Сам же процесс заливки и доливки выглядит следующим образом:

Заливать или доливать электролит рекомендуется с помощью полиэтиленовой или стеклянной трубки.
Уровень вещества в аккумуляторе автомобиля должен находиться в пределах от 10 до 15 мм над пластинами из свинца.
Добавив необходимое количество раствора, аккумулятор стоит оставить в покое примерно на 2 часа. Но бывает так, что за это время плотность успевает упасть.
Затем аккумулятор следует зарядить током. Его значение должно быть в 10 раз меньше, чем ёмкость батареи.
Зарядка на низком токе продолжается в течение 4 часов.

Как сделать электролит

Но есть и те, кто предпочитает всё делать своими руками, чтобы быть уверенным в качестве, или просто имея желание научиться чему-то новому.

Чтобы приготовить электролит, потребуется подготовить набор, состоящий из:

дистиллированной воды;
серной кислоты;
ёмкости из подходящего материала;
эбонитовой палочки.

Как видите, не так всё просто с этими свинцово-кислотными аккумуляторами. Они относятся к категории обслуживаемых, а потому требуют к себе повышенного внимания и периодического контроля. Проверять уровень не сложно, а вот перспектива заливать электролит или добавлять постоянно воду привлекает далеко не всех.

Какая кислота в аккумуляторе автомобиля и какова ее плотность

Владельцы автомобилей часто задаются вопросом о том, какая кислота в аккумуляторе автомобиля, от которой зависит срок его службы. Производители этой продукции в основном заливают серную кислоту, представляющую кислотно-водный раствор определенной плотности и концентрации. Она называется электролитом, и для контроля его качества следует знать определенные особенности обращения, проверки и технические характеристики. В некоторых АКБ используется щелочной электролит, состоящий из элементов лития, натрия, калия и их комбинаций. В основном это сухозаряженные источники питания, которые применяются в суровых климатических условиях.

Состав электролита

Электролит, или серная кислота используется современной промышленностью для производства источников тока:

в батареях;
аккумуляторах;
электрических конденсаторах.

В аккумуляторы заливается серная кислота разбавленного соотношения с водой — примерно 70% воды, 30% H₂SO₄. При ее отсутствии устройство не пригодно к работе. Особого внимания также заслуживает плотность жидкости, которую следует проверять и при необходимости увеличивать.

Контроль плотности

Плотность в автомобильном свинцово-кислотном аккумуляторе измеряют в гр/см³, и она должна быть пропорциональна концентрации раствора с обратной зависимостью температур жидкости. Нормальный показатель — 1,27-1,29 гр/см³. Этот показатель позволяет определить состояние батареи, и если она не держит заряда, то необходимо проверить количество вещества. Со временем уровень электролита аккумулятора автомобиля сокращается, и соответственно, увеличивается плотность при гидролизе воды и нагрева. Для этого требуется периодически доливать дистиллированную воду, снижая концентрацию серной кислоты. Процедуру можно выполнить самостоятельно, если знать, сколько требуется для определенной модели вещества.

Электролит для аккумуляторов можно приобрести в магазинах, либо сделать своими руками и научиться регулировать плотность, своевременно измерять и ухаживать за устройством для продления срока службы.

Для приготовления потребуются следующие компоненты:

Серная кислота.
Вода дистиллированная.
Емкость из стекла, свинца, керамики, устойчивая к воздействию химического вещества.
Эбонитовая баночка для размешивания.

Для приготовления в емкость заливается дистиллированная вода, затем серная кислота, и палочкой параллельно помешивается получаемая смесь. Процедуру проводят последовательно, так как при обратном варианте можно получить ожоги. Если места эксплуатации автотранспорта климат умеренный, то следует придерживаться такой пропорции веществ: на 1 л воды — 0,36 л кислоты. Для теплого климата на 1 л воды следует заливать кислоту в объеме 0,33 л. Полученное вещество накрывается и оставляется на сутки до образования осадков и остывания. При замене электролита в аккумуляторе надевают резиновые перчатки и очки для защиты глаз.

Напомним, что при обратном проведении заливки, в частности, первой воды, возможна реакция гидратации и образования тепла в кислоте. Вероятно, что вода закипит и спровоцирует разбрызгивание.

Проверять плотность аккумулятора необходимо раз в три месяца. Для этого пользуются ареометром.

Составляющий компонент строения АКБ

Без наличия в аккумуляторе электролита не будет выполняться его основная функция, так как вещество является активатором заряда и разряда. В емкости устройства жидкости должно быть много, и, соответственно, вес аккумулятора не маленький. Примерное соотношение конструкции представляет до 20 % веса жидкости, до 25 % пластика и свинцовая составляющая достигает до 80 % веса. Плюсовые пластины состоят из диоксида свинца, минусовые монолитные пластины — чистый свинец. Пластины служат для сборки пакетов, способствующих накоплению заряда.

Следует отметить, что АКБ различается по моделям, и, в частности, модель 55 А/ч относится к одной из самых легких, какую можно встретить в легковых автомобилях достаточно часто. Ее вес не превышает 16 кг. Есть более компактные модели с незначительным весом, как, например, 40 А/ч и другие варианты.

Нейтрализация электролита

Если аккумулятор вышел полностью из строя, его требуется утилизировать грамотно. Но также в случае течи электролита из батареи необходимо узнать, чем нейтрализовать ее.

Бывают ситуации, когда при поломке аккумулятора может быть залита отдельная часть в месте его нахождения. Для этого необходимо вытащить батарею и провести очистку. Нейтрализация этого вещества из аккумулятора, как правило, проводится при помощи специального оборудования и применения технологий. Это важно с экономической и экологической точек зрения. Если проводить неорганизованную нейтрализацию, можно нанести значительный вред окружающей среде.

В настоящее время имеются два варианта нейтрализующего вещества с кислотами промышленным способом. Первый предусматривает устранение фильтрующим методом сброса кислоты в стоки, с пропусканием через магнезит, известняк и другие материалы, а второй способ – регенерация кислоты специальной обработкой с последующим получением товарного продукта. Но на практике многие водители рекомендуют в случае пролива опасного вещества использовать щелочный раствор, который делается из пищевой соды и воды.

При регулярной проверке аккумулятора, в том числе контроле за плотностью и уровнем электролита, можно избежать многих проблем и продлить срок эксплуатации батареи, не допустить механических разрушений. Всегда требуется внимательно относиться к устройствам при эксплуатации, особенно в зимнее время, когда при низких температурах и сниженной плотности электролита может произойти его замерзание или разрушение пластин.

Кое-что об аккумуляторах

       В настоящем материале мы постараемся кратко, без химических формул и замудренных профессиональных терминов рассказать обобщенный нами материал об аккумуляторных батареях. Если он Вам пригодиться – мы будем очень рады, что наши старания не пропали даром.
       Дадим некоторые понятия, связанные с аккумуляторными батареями:
— электрод или токоотвод – это, попросту говоря, свинцовая решетка (пластина), на которую наносится активная масса;
— активная масса – это специально приготовленная смесь из пасты со свинцовым порошком, присадками, которые контактируют с электролитом и образуют электрический поток;
— сепаратор – такой конверт из специального пористого материала, в который помещается один из электродов, чтобы предотвратить короткое замыкание между разнополярными токоотводами.
Остальное по ходу рассказа.
       Свинцовые стартерные аккумуляторы являются наиболее массовым и недорогим химическим источником тока, благодаря относительной дешевизне используемых материалов и высокой степени автоматизации производства.
       В ходе разряда аккумулятора активная масса обоих электродов превращается из губчатого свинца в сульфат свинца. При этом на формирование сульфата свинца расходуется серная кислота, что вызывает снижение концентрации электролита и, как следствие, снижение его плотности.
При зарядке аккумулятора идут обратные процессы (сульфат превращается в свинец), в ходе которых кроме всего прочего происходит образование серной кислоты, в результате чего при заряде растет плотность электролита.
       Когда реакции преобразования веществ в активных массах положительного и отрицательного электродов завершены, плотность электролита перестает меняться, что служит признаком завершения заряда аккумулятора. При дальнейшем продолжении заряда протекает так называемый вторичный процесс — электролитическое разложение воды на кислород и водород. Выделяясь из электролита в виде пузырьков газа, они создают иллюзию кипения электролита, что тоже служит признаком завершения процесса заряда.
       Традиционные автомобильные аккумуляторы с высоким содержанием сурьмы имеют недостатки, связанные с тем, что сурьма способствует бурному газовыделению в процессе зарядки батареи, что приводит к потерям воды.
       В конце 90-х годов в США и Западной Европе начинается производство аккумуляторов с токоотводами из свинцово-кальциевого сплава с многокомпонентными добавками, в том числе и серебра, которые при глубоких разрядах теряют емкость гораздо медленнее, чем первое поколение аккумуляторных батарей по свинцово-кальциевой технологии. Расход воды у них так мал, что конструкторы убирают с крышек отверстия для доливки воды и делают аккумуляторные батареи полностью необслуживаемыми и исключающими доступ к электролиту при использовании аккумулятора.
Такое изменение конструкции стало возможным благодаря общим усилиям производителей аккумуляторов и автомобильного электрооборудования. Ведь для максимального использования ресурса полностью необслуживаемой аккумуляторной батареи (без отверстий для доливки воды) необходимо обеспечить стабильное зарядное напряжение, обеспечивающие минимальное разложение воды при заряде аккумуляторов. В то же время, степень заряженности аккумуляторной батареи должна быть достаточной для безотказной работы всего электрооборудования. Это стало возможно благодаря созданию системы регулирования зарядного напряжения, обеспечивающей его стабильность с точностью ± 0,1 В.
Но владельцы автомобилей, решившие использовать необслуживаемые аккумуляторы (без отверстий для доливки воды), должны более внимательно относиться к обеспечению исправной работы электрооборудования. Прежде всего, это касается натяжения ремня привода генератора, исправности самого генератора, регулятора напряжения, отсутствия утечек тока в системе электрооборудования или сигнализации и ряда других факторов. Поэтому, прежде чем грешить на аккумуляторную батарею, проверьте состояние электрооборудования Вашего автомобиля.
       С некоторых времен на аккумуляторных батареях появились индикаторы, показывающие состояние заряженности аккумулятора (их в народе называют еще и глазками). По мере того, как происходит заряд аккумуляторной батареи и увеличивается плотность электролита, шарик всплывает со дна трубки индикатора и показывает, что аккумулятор заряжен (как правило, этот шарик окрашен в зеленый цвет). Но необходимо помнить, что эта величина соответствует минимальной степени заряженности (62-64% от номинального значения), при которой индикатор начинает давать информацию о работоспособности аккумуляторной батареи в пусковом режиме. Последующее увеличение плотности электролита (до 100 % заряда) не меняет показания индикатора, что является недостатком данного приспособления. В случаях понижения уровня электролита до оголения пластин, информация индикатора о состоянии заряженности батареи прекращается. Поэтому степень заряженности аккумуляторной батареи лучше определять, измеряя напряжение на выводных клеммах.
       При работающем индикаторе его информация относится только к одной из шести банок (ячеек) аккумуляторной батареи. В тех случаях, когда появляется дефект в другой банке, где нет индикатора, информация индикатора становится бесполезной, не отражающей общее состояние (работоспособность) аккумуляторной батареи. Использование индикатора дает полезную информацию об общем состоянии батареи в тех случаях, когда она не содержит дефекта.
       А что же такое гелевые аккумуляторы? Это такие же свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, только в них используется загуститель, такие как силикагель, аллюмогель, которые при смачивании серной кислотой образуют гелеобразный электролит.. В качестве сепараторов в подавляющем большинстве герметизированных гелевых аккумуляторов используют высокопористые стекломаты из ультратонких волокон. Их применяют не только для батарей с гелеобразным электролитом, но и для аккумуляторов с адсорбированным жидким электролитом. В последнем случае технология производства немного дешевле, но емкостные показатели хуже, чем у автомобильных аккумуляторов с гелеобразным электролитом.
       Нормальная эксплуатация гелевых герметизированных свинцовых автомобильных аккумуляторов возможна при соблюдении гораздо более жесткого диапазона регулирования зарядного напряжения, чем при эксплуатации необслуживаемых аккумуляторов с жидким электролитом (даже не имеющих отверстий для доливки воды). Максимальная величина зарядного напряжения для автомобильных аккумуляторных батарей с загущенным (гелеобразным) и адсорбированным электролитом зависит от рекомендаций производителя (ориентировочно для гелеобразных 14,35В, а для адсорбированных 14,4В). В случае превышения величины рекомендованной производителем на 0,05В скорость газовыделения становится так велика, что ведет к нарушению контакта активной массы электродов с электролитом, а также к высыханию аккумулятора, в результате чего батарея утрачивает работоспособность.
       Весьма жесткие ограничения величины зарядного напряжения, наряду с гораздо более высокой стоимостью герметизированных автомобильных аккумуляторных батарей в сравнении с необслуживаемыми, создают определенные трудности для их широкого использования на автомобилях. Поэтому, прежде чем решить купить гелевый аккумулятор, а тем более на старенькую иномарку, нужно подумать, стоит ли игра свеч, т.к. гелевый аккумулятор значительно дороже обычного и более капризный к состоянию электрооборудования автомобиля.
Концентрация электролита. Повышенная концентрация электролита отрицательно сказывается на сроке службы аккумулятора вследствие ускорения коррозионных реакций на положительном электроде. Поэтому оптимальная концентрация электролита устанавливается исходя из совокупности требований и условий, в которых эксплуатируются аккумуляторы. Так, например, для стартерных аккумуляторов, работающих в умеренном климате, рекомендована рабочая концентрация при которой плотность электролита равна 1,26-1,28 г/см3, а для районов с жарким (тропическим) климатом плотность электролита должна быть 1,22-1,25 г/см3.
       Температура электролита. С понижением температуры разрядная емкость аккумуляторов понижается. Причина этого — повышение вязкости электролита и его электрического сопротивления, что замедляет скорость проникновения электролита в поры активной массы.
Часто встречается такое явление как саморазряд аккумуляторной батареи. Саморазрядом аккумуляторной батареи называют уменьшение емкости аккумуляторов при разомкнутой внешней цепи, то есть при бездействии. Это явление вызвано окислительно-восстановительными реакциями, самопроизвольно проходящими как на отрицательном, так и на положительном электродах. Саморазряду в особенности подвержен отрицательный электрод вследствие самопроизвольного растворения свинца (отрицательной активной массы) в растворе серной кислоты.
       Саморазряд отрицательного электрода сопровождается выделением газообразного водорода. Скорость самопроизвольного растворения свинца существенно повышается с увеличением концентрации серной кислоты. Повышение плотности электролита с 1,27 до 1,32 г/см3 ведет к росту скорости саморазряда отрицательного электрода на 40%. Поэтому не нужно пытаться сделать так называемы «зимний» электролит, доливая концентрированную серную кислоту.
       Саморазряд может возникать также, когда аккумулятор снаружи загрязнен или залит электролитом, водой или другими жидкостями, которые создают возможность разряда через электропроводную пленку, находящуюся между полюсными выводами аккумулятора или его перемычками. Этот тип саморазряда не отличается от обычного разряда очень малыми токами при замкнутой внешней цепи и легко устраняется. Для этого необходимо содержать поверхность автомобильного аккумулятора в чистоте.
Саморазряд аккумуляторов в значительной мере зависит от температуры электролита. С уменьшением температуры саморазряд понижается. При температуре ниже 0°С у новых аккумуляторных батарей он практически прекращается. Поэтому хранить автомобильные аккумуляторы рекомендуется в заряженном состоянии при низких температурах (до -30 °С). В течении эксплуатации саморазряд не остается постоянным и резко усиливается к концу срока службы.
       На этом мы остановимся и прекратим вещать об аккумуляторах, чтобы не погрузить Вас в сон. Надеемся, что эта информация была полезна для Вас.

Удачи Вам на дорогах и пусть дураки не встречаются Вам на пути!

Уголок вопросов: Аккумуляторная кислота — The Hindu

Почему в батареях используется только серная кислота? Почему не соляная кислота или азотная кислота?

ПРИЯНУЙ

Хокраджар, Ассам

Электрохимические реакции составляют основу преобразования химической энергии в электрическую в батареях. Электрохимическая реакция — это окислительно-восстановительная реакция, в которой участвующие электроны хитроумно направляются через внешнюю цепь, где они выполняют полезную работу.

Во время разряда батареи электроны, высвобождаемые на отрицательном электроде (катоде), проходят через внешнюю цепь и достигают положительного электрода (анода). Нейтральность заряда внутри батареи устанавливается движением ионов в электролите.

Таким образом, электролит должен быть хорошим проводником ионов. Электролит в батарее может участвовать или не участвовать в реакциях, происходящих на электродах, но должен поддерживать реакции. Например, электролит не участвует в клеточных реакциях в никель-кадмиевых и литий-ионных батареях.

В случае сухих элементов из цинка и диоксида марганца можно использовать различные нейтральные / щелочные электролиты, такие как хлорид аммония, хлорид цинка и гидроксид калия.

В зависимости от используемых химикатов, цинково-марганцевый элемент с электролитом гидроксида калия может быть выполнен в виде первичного или вторичного элемента.

При работе свинцово-кислотной батареи (обычно используемой для запуска-зажигания-зажигания в автомобилях) происходит образование сульфата свинца за счет окисления свинца на аноде и восстановления диоксида свинца на катоде.

Поскольку продуктом разряда батареи является сульфат свинца на обоих электродах, общую реакцию в элементе иногда называют реакцией двойного сульфата.

В образовании продуктов сульфата свинца участвует серная кислота, которая является электролитом, используемым в этих батареях. Во время зарядки аккумулятора сульфат свинца снова превращается в свинец и диоксид свинца, выделяя серную кислоту в электролит.

Поскольку серная кислота расходуется во время процесса разряда и выделяется во время процесса заряда, удельный вес электролита изменяется во время использования и зарядки аккумулятора.

Следовательно, удельный вес электролита используется как индикатор степени заряда свинцово-кислотных аккумуляторов. Поскольку основные реакции в батарее включают поглощение и высвобождение молекул серной кислоты, в этих батареях используется электролит серной кислоты.

Однако можно использовать другие электролиты с парой свинец-диоксид свинца. Они включают хлорную кислоту, фторборную кислоту, кремнефтористоводородную кислоту и т. Д. Но проблемы с их использованием ограничивают их применимость в качестве электролитов.Например, хлорная кислота потенциально взрывоопасна при контакте с органическими веществами.

Т. ШРИ ДЭВИ КУМАРИ

CSIR-старший научный сотрудник

Отдел функциональных материалов

ЦНИИ-Центральный научно-исследовательский электрохимический институт

Караикуди, Тамил Наду

(копия исправлена из-за фактической ошибки)

Свинцово-кислотные батареи

— обзор

3 Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи существуют в качестве коммерческих продуктов более 100 лет и нашли применение в большом количестве различных систем.Наиболее заметное применение было в автомобильной промышленности для запуска двигателей внутреннего сгорания и для обеспечения энергией электрического оборудования в транспортных средствах, такого как фонари, окна и дисплеи. Эти батареи обычно называются батареями SLI (пусковые, осветительные и зажигательные) и способны обеспечивать высокие токи, необходимые для первоначального запуска двигателя. Другие приложения включают фотоэлектрические накопители энергии, резервные накопители энергии (в частности, для обеспечения резервного аварийного питания и бесперебойного питания стратегического оборудования, такого как освещение, телефон и системы связи), а также транспортных устройств, таких как подземные шахтные конвейеры, подводные лодки (особенно для бесшумного оборудования). маневренность в погружении), тележки для гольфа, грузовики для доставки молока и почты, а также небольшие автомобили и грузовики с электроприводом.Свинцово-кислотные аккумуляторы составляют примерно 40% от общего объема продаж аккумуляторов в мире, что можно объяснить их хорошо разработанной и надежной технологией и значительным преимуществом в цене.

3.1 Общая химия, конструкция и эксплуатация

Свинцово-кислотные батареи состоят из отрицательного электрода из металлического свинца (Pb), положительного электрода из диоксида свинца (PbO ₂) и сернокислотного электролита. Общая реакция ячейки:

Pb + PbO2 + 2h3SO4 → 2PbSO4 + 2h3O.

Напряжение свинцово-кислотных элементов в разомкнутой цепи примерно 2 В; Таким образом, стандартная батарея на 12 В (SLI) состоит из шести отдельных ячеек, соединенных последовательно.Во время разряда сульфат свинца (PbSO ₄) образуется в виде электродов Pb и PbO ₂ с водой (H ₂ O) в качестве побочного продукта реакции. Поскольку удельный вес (SG) или плотность H ₂ SO ₄ заметно отличается от удельного веса H ₂ O, SG электролита можно удобно использовать для контроля состояния заряда элементов и батареи и для выявления «мертвых» клеток. Удельный вес свинцово-кислотных элементов зависит от типа конструкции батареи; полностью заряженные элементы обычно имеют удельную плотность около 1.3, тогда как удельный вес полностью разряженных элементов обычно составляет 1,2 или ниже.

Свинцово-кислотные батареи собираются в разряженном состоянии из электродов, которые производятся путем реакции PbO, Pb и серной кислоты с образованием «трехосновного» (3PbO · PbSO ₄) и «четырехосновного» (4PbO · PbSO ₄). ) соли, которые либо наклеиваются на плоские свинцовые сетки, либо уплотняются в пористые трубчатые электродные контейнеры с центральным токосъемным стержнем, а затем отверждаются в контролируемых условиях влажности и температуры.Процесс образования (начального заряда) необходим для преобразования солей в Pb и PbO ₂ на отрицательном и положительном электродах соответственно. Красный свинец (Pb ₃ O ₄), который является более проводящим, чем PbO, иногда добавляют к положительному электроду, чтобы способствовать образованию PbO ₂.

Поскольку Pb является мягким металлом (температура плавления 327 ° C), небольшие количества добавок, таких как сурьма, кальций и селен, были использованы для повышения устойчивости свинцовых решеток к нагрузкам.Сурьма, в частности, значительно увеличивает механическую прочность решеток, но также увеличивает их электрическое сопротивление. Дополнительным недостатком сурьмы является то, что во время зарядки может образовываться токсичный стибен (SbH ₃), что исключает использование свинцово-кислотных аккумуляторов со свинцово-сурьмянистыми электродами в плохо вентилируемых зонах, например, при подземных горных работах и на подводных лодках.

Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов также может быть опасной. Напряжение свинцово-кислотных аккумуляторов (2 В) выше, чем требуется для электролиза воды, в результате чего во время зарядки аккумуляторов выделяются водород и кислород.Улучшения были сделаны с введением свинцово-кислотных («необслуживаемых») батарей с регулируемым клапаном, в которых выделяющийся кислород рекомбинируется со свинцом на отрицательном электроде и в которых выделяемый водород может быть минимизирован добавлением олова к свинцовые сетки, вентилируемые. Тем не менее, выделение водорода может представлять опасность для некоторых конструкций свинцово-кислотных аккумуляторов. Другой неизбежной и неотъемлемой опасностью свинцово-кислотных аккумуляторов является потенциальный риск разлива сернокислотного электролита, который является коррозионным и может вызвать серьезные химические ожоги.

3.2 Транспортные приложения

Несмотря на относительно низкую удельную энергию, свинцово-кислотные аккумуляторные батареи нашли широкое применение во многих транспортных средствах, как отмечалось ранее, где дальность действия транспортного средства не является первоочередной задачей. Недостатки, которые в конечном итоге будут иметь значение для свинцово-кислотных аккумуляторов для транспортных средств перед лицом новых альтернативных технологий, — это их относительно низкая удельная энергия и разрушение при длительном хранении, если они хранятся в разряженном состоянии.Тем не менее за последние несколько лет General Motors добилась больших успехов в разработке компактного электромобиля ограниченного производства, известного как EV1, который сейчас находится во втором поколении. Расчетный запас хода составляет 55–95 миль, в зависимости от условий движения, что достигается за счет аэродинамической, легкой конструкции и рекуперативного торможения аккумуляторной батареи. Самое большое преимущество свинцово-кислотных аккумуляторов перед конкурентными технологиями — это стоимость; они в 10 раз дешевле современных никель-металлогидридных, литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, которые разрабатываются для высокопроизводительных транспортных средств.

Что такое аккумуляторная кислота?

Аккумуляторная кислота обычно относится к кислоте, используемой в свинцово-кислотных аккумуляторах, хотя она необходима для функционирования любой кислотной аккумуляторной батареи или химического элемента. Хранение химической энергии для возможного использования в электричестве — это основной принцип, лежащий в основе аккумуляторов, в том числе батарей, использующих кислоту.

Принцип действия этого электрохимического процесса во многом обусловлен особой структурой и химическим составом этих устройств, но аккумуляторная кислота также играет решающую роль.

Связанный: Купить аккумуляторную кислоту онлайн

Из чего сделана аккумуляторная кислота?

Обычно относится к типу кислоты, используемой в перезаряжаемых свинцово-кислотных аккумуляторах, например, используемых в автомобилях, аккумуляторная кислота состоит из серной кислоты (H ₂ SO ₄), которая была разбавлена очищенной водой до концентрации около 30-50%. В этом контексте кислотный pH аккумуляторной кислоты составляет 0,8. Вот почему с ним нужно обращаться осторожно.

Свинцово-кислотные батареи состоят из двух проводящих свинцовых пластин, называемых электродами, которые заполнены вязким гелеобразным веществом. Между этими пластинами находится разбавленный раствор серной кислоты, также известный как электролит. Другой ключевой частью свинцово-кислотных аккумуляторов является разделитель, который служит изолятором, предотвращая прямое соприкосновение двух пластин друг с другом, что может привести к короткому замыканию.

Аккумуляторная кислота — это серная кислота, разбавленная очищенной водой.

Что делает аккумуляторная кислота?

Проще говоря, аккумуляторная кислота способствует преобразованию накопленной химической энергии в электрическую.Обычная батарея обычно состоит из трех основных частей:

Отрицательный электрод , также известный как анод , который отправляет электроны во внешнюю цепь. Обычно это делается из губчатого свинца
Положительный электрод или катод , который принимает электроны от внешней цепи. Обычно он изготавливается из диоксида свинца
Электролит , который обеспечивает ионную проводимость .Обычно это жидкий раствор растворителя и растворенных солей

Электрохимическая реакция, обеспечиваемая кислотой аккумулятора, позволяет стабильному току проходить через пары электродов, когда электричество входит в анод и выходит из катода.

Когда батарея разряжается или используется в качестве источника питания, серная кислота в электролите реорганизует свои ионы так, чтобы они были менее концентрированными и более похожими на H ₂ O.При этом выделяется серия сульфатов, которые покрывают свинцовые пластины анода и катода. Это уменьшает область, в которой могут происходить дальнейшие электрохимические реакции. Эта площадь поверхности, постоянно выделяя ионы, будет становиться все меньше и меньше по мере того, как израсходуется больше ионов.

Батарея будет продолжать работать до тех пор, пока не перестанет обеспечивать достаточную мощность из-за того, что в ее электролите отсутствуют сульфат-ионы. Чтобы снова заработать, аккумулятор необходимо перезарядить — процесс, который, по сути, является обратной реакцией того, что мы только что описали.

В двух словах, зарядка аккумулятора преобразует электрическую энергию в химическую энергию, а при использовании (или разрядке) аккумулятора используется накопленная химическая энергия, преобразовывая ее в электрическую энергию.

Почему батареи содержат кислоту?

Батареи содержат кислоту, поскольку она играет ключевую роль в протекающей электрохимической реакции. Также называемый аккумуляторным электролитом, аккумуляторная кислота — это среда, которая переносит электрический ток между положительным и отрицательным электродами.

Однако, хотя для облегчения реакции аккумуляторным батареям необходим электролит, это не обязательно должен быть разбавленный раствор серной кислоты. Электролиты в батареях могут быть растворителями, смешанными с растворенными кислотами или щелочами, а типичные батареи AA / AAA / D даже содержат твердые, а не жидкие электролиты.

Насколько сильна кислота в аккумуляторе?

Аккумуляторная кислота обычно имеет концентрацию около 15–35%, хотя ее крепость может достигать 50%.Любая концентрация серной кислоты в свинцово-кислотных аккумуляторах вызывает сильную коррозию. Неправильное обращение с этим химическим веществом может привести к необратимой слепоте, тяжелым ожогам, повреждению внутренних органов при проглатывании или даже смерти.

Аккумуляторная кислота также легко воспламеняется и может воспламениться при сильном нагревании или давлении. Наряду с этими особенностями стоит отметить уникальную химическую структуру аккумуляторной кислоты и то, как она вступает в реакцию с другими материалами, создавая электричество или накапливая химическую энергию.

Какова формула аккумуляторной кислоты?

Аккумуляторная кислота не имеет определенной формулы, но обычно она состоит только из серной кислоты (H ₂ SO ₄) и воды (H ₂ O) с приблизительным уровнем pH 0.8 при концентрации 4-5 моль / л.

Как работает батарея, электроны текут от отрицательно заряженной свинцовой пластины к положительно заряженной пластине из диоксида свинца. Это движение электронов заставляет сульфаты, высвобождаемые из аккумуляторной батареи, покрывать анод кислотой, которая высвобождает избыточные электроны в устройство и обратно на катод, тем самым облегчая электрический поток. Формула этой реакции:

Pb (с) + PbO ₂ (с) + 2 H ₂ SO ₄ (водн.) → 2PbSO ₄ (с) + 2H ₂ O

Аккумуляторная кислота содержится в свинцово-кислотных аккумуляторах, которые обычно используются для питания отстойников в случае аварийного освещения.

Что происходит при использовании батареи?

Что на самом деле происходит при использовании батареи, так это то, что отрицательно заряженные ионы сульфата в кислоте батареи переходят к отрицательному электроду, т.е.е. анод. Здесь они высвобождают свой отрицательный заряд, в то время как остальные ионы сульфата соединяются с электродом, образуя сульфат свинца. Этот процесс сменяется высвобождением избыточных электронов, выходящих из отрицательного электрода и обратно к положительному электроду, то есть катоду.

Это, однако, со временем снижает концентрацию электролита, так как в растворе кислоты образуется больше сульфата свинца и больше воды. Это происходит, когда водород отделяется от H ₂ SO ₄ и вступает в реакцию с диоксидом свинца на катоде, что увеличивает концентрацию воды, поскольку больше ионов SO ₄ будет использоваться для покрытия электрода во время использования батареи. .Это будет происходить до тех пор, пока аккумуляторная кислота не станет все более и более разбавленной, что сделает ее менее способной к дальнейшим электрохимическим реакциям из-за недостатка ионов сульфата.

По сути, постоянное движение ионов — это то, что создает стабильный ток в батареях. Когда кислород в пластине диоксида свинца реагирует с ионами водорода с образованием воды, а отделенный сульфат реагирует с другой пластиной с образованием большего количества сульфата свинца, остается более разбавленный раствор серной кислоты, который можно перезарядить путем реверсирования процесса. я.е. подавая в него электричество и преобразовывая его в накопленную химическую энергию.

Эти электрохимические реакции в батареях были бы невозможны без аккумуляторной кислоты. Однако по мере развития технологий появляются разные типы аккумуляторов, и необходимо пересмотреть технические аспекты работы обычных автомобильных аккумуляторов, чтобы позволить новаторам создавать больше функций для аккумуляторов, с кислотой или без нее.

Плавиковая кислота: химическая опасность, скрывающаяся в аккумуляторах электрических и гибридных транспортных средств

Вы когда-нибудь задумывались, какие типы аккумуляторов используются для питания электрических и гибридных транспортных средств (СВН)? Что ж, в большинстве электромобилей, которые сегодня ездят по нашим дорогам, используются литий-ионные (литий-ионные) или литий-полимерные батареи.

Эти батареи обладают высокой плотностью энергии по сравнению с относительным весом, они могут хранить несколько часов электроэнергии и их можно быстро и легко перезаряжать. Они также представляют собой потенциально смертельную химическую опасность для всех, кто работает на сверхвысокого напряжения или рядом с ними.

Как работают литий-ионные аккумуляторы?

Чтобы понять опасность, которую представляют литий-ионные батареи, мы должны сначала понять, из чего они сделаны и как на самом деле работают.

Литий-ионные батареи

работают за счет химически обратимой реакции литий-ионного обмена между двумя электродами. Отрицательный электрод часто делают из графита, а положительный электрод — из диоксида кобальта или диоксида марганца. Когда эти два электрода погружены в жидкий электролит (обычно раствор солей гексафторфосфата лития в смеси этиленкарбоната и пропиленкарбоната или тетрагидрофурана), происходит реакция, и батарея выделяет энергию в виде электричества.

Поскольку электролит представляет собой жидкость, всегда есть вероятность, что он может вытечь изнутри батареи — мы все видели стандартные батареи AA, которые протекали, оставляя белые кристаллы гидроксида калия на их внешнем корпусе, верно? Что ж, в этом опасность литий-ионных аккумуляторов. Если электролит внутри них протекает и вступает в контакт с влагой воздуха или воды, происходит химическая реакция и образуется плавиковая кислота.

Утечка электролита — не только единственная потенциальная опасность, которую представляют литий-ионные батареи.При работе с сверхвысоким напряжением также существует риск взрыва литий-ионных аккумуляторов в случае их разрушения, неправильного использования или повышения их внутренней температуры выше 75 ° C. Если литий-ионный аккумулятор сгорает, он выделяет фтористоводородную кислоту и фтористый водород — острый яд, который может необратимо повредить наши легкие и глаза.

Что такое плавиковая кислота?

Плавиковая кислота — раствор фтороводорода в воде. Бесцветная жидкость, фтористоводородная кислота очень агрессивна — она может растворять стекло! — и чрезвычайно токсичен.Если он попадет на нашу кожу или глаза, он может вызвать серьезные химические ожоги, которые очень болезненны и медленно заживают. Если его не лечить, он всасывается в ткани и кости организма, вызывая их разрушение. Он нарушает метаболизм кальция в нашем организме, и контакт с концентрированной плавиковой кислотой может привести к системной токсичности, остановке сердца и даже смерти.

Возможно, наиболее тревожным и зловещим свойством плавиковой кислоты является отложенное серьезное повреждение тканей, которое она может вызвать.Если на вашу кожу попала всего одна крошечная капля плавиковой кислоты низкой концентрации, она может не вызвать немедленной боли или жжения. На материализацию боли может пройти несколько часов, после чего может быть нанесен непоправимый ущерб. Именно по этой причине любое воздействие фтористоводородной кислоты, каким бы незначительным оно ни было, должно считаться значительным и должна быть оказана немедленная первая помощь.

Как лечить ожоги плавиковой кислотой с помощью первой помощи

Сначала необходимо промыть пораженный участок водой в течение одной минуты и немедленно нанести гель с антидотом плавиковой кислоты до исчезновения боли.Доказано, что это наиболее быстрое и эффективное средство первой помощи при ожогах плавиковой кислотой.

Гели-антидоты фтористоводородной кислоты действуют путем нейтрализации кислоты. Они содержат глюконат кальция, который смешивается с плавиковой кислотой с образованием фторида кальция. Затем этот фторид кальция предотвращает извлечение кальция из тканей и костей тела.

После оказания первой помощи пациенту следует немедленно обратиться за профессиональной медицинской помощью.

Prosol UK products (для получения дополнительной информации перейдите по ссылке):

Аптечка первой помощи при попадании кислоты на кожу литиевой батареи (FAA8660)

Аптечка первой помощи при ожогах, включая гель H-F (BFA8602)

Предупреждающий знак аккумуляторной батареи (W18)

Полевое руководство по химическим веществам в автомобильном аккумуляторе

Автомобильные аккумуляторы используют химические реакции для образования электрического тока. Типичный автомобильный аккумулятор намного сложнее, чем вы думаете, он состоит из нескольких различных химических соединений и электрических цепей.Какие химические вещества отвечают за преобразование своей энергии в электрические заряды, заставляющие автомобиль двигаться?

Традиционные свинцово-кислотные батареи
Автомобили, работающие на газе, чаще всего оснащаются так называемыми «свинцово-кислотными» аккумуляторами. Эти батареи экономичны и имеют относительно высокое отношение мощности к весу, что делает их идеальными для серийно выпускаемых автомобилей.

Свинцово-кислотные батареи состоят (как минимум) из двух пластин , свинца , разделенных химическим раствором, обычно состоящим из 30-50% серной кислоты , a.к.а. «Аккумуляторная кислота». При полной зарядке отрицательная пластина батареи сплошная свинцовая, электролит — концентрированная серная кислота, а положительная пластина — из диоксида свинца .

Когда батарея разряжена, электроны перемещаются через раствор от отрицательно заряженной пластины к положительно заряженной пластине. Если аккумулятор полностью разряжен («мертв»), то обе пластины станут сульфатом свинца , разделенными раствором воды .

Батареи для электромобилей
Батареи для электромобилей гораздо более разнообразны, чем батареи, используемые в традиционных транспортных средствах, работающих на топливе. Хотя некоторые электромобили по-прежнему работают на свинцово-кислотных аккумуляторах, усовершенствование процесса производства альтернатив делает их более жизнеспособной альтернативой.

Литий-ионные аккумуляторы

, пожалуй, самые перспективные. Эти батареи состоят из катода из оксида лития-кобальта и анода из графита .Было показано, что добавление химических веществ, таких как фосфаты и титанаты , продлевает срок службы литий-ионных батарей; Аналогичным образом, химические вещества, такие как литий-ванадийоксид и кремний , постоянно проходят испытания на предмет их использования для повышения плотности энергии.

Батареи Zebra относительно новы на рынке, и в них в качестве электролита используется хлоралюминат натрия . Несмотря на то, что они обладают высокой плотностью энергии, они имеют относительно низкую удельную мощность и для зарядки их необходимо нагревать.

Никель-металлогидридные батареи — это отработанная технология. У них очень высокая плотность энергии. Металлическая часть электрода может состоять из многих веществ, от неодима до лантана до церия . Другие часто используемые металлы включают никель (отсюда и название), кобальт , алюминий и марганец . Электролит, используемый в таких батареях, является щелочным, обычно гидроксид калия .

Химия аккумуляторов увлекательна, и ее изучение имеет огромное и серьезное влияние на наш мир. Noah Chemicals поставляет химические вещества производителям аккумуляторов и исследователям по всей стране; когда чистота важна, штатные химики Noah Chemicals всегда готовы помочь.

Хотите узнать больше? Свяжитесь с нашей командой здесь.

Для индивидуального заказа щелкните здесь.

Чтобы запросить ценовое предложение, нажмите здесь.

Для общих вопросов и проблем щелкните здесь.

Вот наши ответы на часто задаваемые вопросы.

Руководство по конструкции герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи являются наиболее часто используемыми типами аккумуляторных батарей и хорошо известны своими различными приложениями, включая ИБП, автомобильную промышленность, медицинские устройства и телекоммуникации. Батарея состоит из ячеек, каждая ячейка состоит из пластин, погруженных в электролит разбавленной серной кислоты. Конструкция свинцово-кислотной батареи показана ниже.

Конструкция герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов
Клеммы аккумулятора
В зависимости от модели, батареи поставляются с клеммами типа AMP Faston из луженой латуни, клеммами типа «столб» того же состава с резьбовыми гайками и болтами или с мощными флажковыми клеммами из свинцового сплава.В качестве уплотнительного материала вокруг клемм используется специальная эпоксидная смола.
Батарейные пластины (электроды)
Power Sonic использует новейшие технологии и оборудование для литья решеток из свинцово-кальциевого сплава, не содержащего сурьму. Небольшое количество кальция и олова в сплаве решетки придает пластине прочность и гарантирует долговечность даже при длительном цикле эксплуатации. Паста из диоксида свинца добавляется в сетку для образования электрически активного материала. В заряженном состоянии паста для отрицательной пластины представляет собой чистый свинец, а паста для положительной пластины — диоксид свинца.Оба они имеют пористую или губчатую форму, чтобы оптимизировать площадь поверхности и, таким образом, максимизировать емкость. Сверхмощные решетки из свинцово-кальциевого сплава обеспечивают дополнительный запас производительности и срока службы как в циклическом, так и в поплавковом режимах, а также обеспечивают беспрецедентное восстановление после глубокой разгрузки.
Электролит
Иммобилизованная разбавленная серная кислота: h3S04.
Предохранительный клапан аккумуляторной батареи
В случае чрезмерного повышения давления газа внутри батареи предохранительный клапан открывается и сбрасывает давление.Односторонний клапан не только гарантирует, что воздух не попадет в батарею, где кислород вступит в реакцию с пластинами, вызывая внутренний разряд, но также представляет собой важное защитное устройство в случае чрезмерной перезарядки. Давление выпуска воздуха составляет 2-6 фунтов на квадратный дюйм; Материал уплотнительного кольца — неопреновый каучук.
Разделители батарей
Сепараторы свинцово-кислотных аккумуляторов
Power Sonic изготовлены из нетканого стекловолокна с высокой термостойкостью и стойкостью к окислению. Материал также обеспечивает превосходную абсорбционную и удерживающую способность электролита, а также отличную ионную проводимость.
Уплотнение контейнера и корпуса батареи
Материал корпуса и крышки — АБС-пластик, ударопрочная смола с высокой стойкостью к химическим веществам и воспламеняемостью. Корпус и крышка изготовлены из непроводящего АБС-пластика в соответствии с UL94-HB, например PS-1270, или UL94 V-0, например PS-1270 FR. В зависимости от модели герметизация корпуса бывает ультразвуковой, эпоксидной или термосваркой.
Какие опасные газы связаны со станциями зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов?
Ответ:
Спасибо за очень хороший вопрос.
Свинцово-кислотные батареи используются для питания вилочных погрузчиков, тележек и многих других типов оборудования во многих промышленных условиях. На многих предприятиях есть зарядные зоны, где одновременно заряжаются несколько мощных свинцово-кислотных аккумуляторов. В некоторых случаях на предприятиях имеются большие блоки свинцово-кислотных аккумуляторов, которые используются для обеспечения резервного питания критически важных систем во время аварийной ситуации. Пожарные машины, HAZMAT и автомобили аварийного реагирования часто включают в себя батареи свинцово-кислотных аккумуляторов для той же цели.Газы, выделяемые или выделяемые батареями во время зарядки, могут представлять серьезную проблему для безопасности, особенно когда батареи расположены или заряжаются в замкнутом или плохо вентилируемом помещении или на грузовике.
Серная кислота содержит серу, а сероводород (H ₂ S) является возможным побочным продуктом перезарядки и разложения аккумулятора. Если вы чувствуете запах тухлого яйца H ₂ S в зоне зарядки, вы должны предположить, что это очень опасный газ.Вам следует покинуть зону и использовать газоанализатор с датчиком H ₂ S, чтобы проверить наличие газа перед возвращением.
Однако H ₂ S — не самый распространенный газ, связанный с зарядкой или разрядкой свинцово-кислотных аккумуляторов, содержащих серную кислоту. Учитывая перегрев и другие проблемы, о которых вы упомянули, вы можете не найти H ₂ S, но вы, вероятно, обнаружите наличие других атмосферных опасностей, когда вы проверите атмосферу в этом районе с помощью детектора газа.
Наиболее распространенными побочными продуктами реакции, связанными с серной кислотой (H ₂ SO ₄), являются водород и диоксид серы. При перезарядке или неисправности свинцово-кислотных аккумуляторов может образовываться водород. На самом деле, если вы посмотрите, почти всегда есть хотя бы немного H ₂ в местах, где заряжаются свинцовые батареи.
Избыточная зарядка, особенно если батарея старая, сильно корродированная или поврежденная, может привести к образованию H ₂ S. Изношенные, старые или поврежденные свинцово-кислотные батареи должны быть выведены из эксплуатации, поскольку поврежденные батареи с большей вероятностью будут связаны с образованием H. ₂ с.
Серная кислота реагирует с рядом металлов и веществ с образованием SO ₂, а также других «оксидов серы» (SOx), таких как SO ₃, SO ₄, S ₂ O и т. Д. Большое количество серы оксиды имеют резкий запах, но это НЕ H ₂ S. H ₂ S — это восстановленный сульфид, а не оксид. При разливе SO ₂ обычно является наиболее распространенным газообразным побочным продуктом реакции серы.
Во время разряда свинцово-кислотной батареи происходят две следующие реакции полуэлемента.Ни SO ₂, ни H ₂ S обычно не образуются, даже при катастрофических выбросах!
Отрицательная реакция пластины:
Pb (твердый) + HSO ₄ ^— (водный) → PbSO ₄ (твердый) + H ⁺ (водный) + 2e ^—
Положительная реакция пластины:
PbO ₂ (твердый) + HSO ₄ ^— (водный) + 3H ⁺ (водный) + 2e ^— → PbSO ₄ (твердый) + 2H ₂ O
Суммарную реакцию можно записать как:
Pb (твердый) + PbO ₂ (твердый) + 2H ₂ SO ₄ (водный) → 2PbSO ₄ (твердый) + 2H ₂ O
Во время зарядки (особенно в случае перезарядки) свинцово-кислотные аккумуляторы выделяют кислород и водород.Эти газы производятся электролизом воды из водного раствора серной кислоты. Поскольку вода теряется, может закончиться электролит. Вот почему вам нужно добавлять воду в «мокрые» (затопленные) негерметичные свинцово-кислотные батареи. Когда элемент свинцово-кислотной аккумуляторной батареи «взрывается» или становится неспособным заряжаться должным образом, количество выделяемого водорода может катастрофически увеличиваться:
Вода окисляется на отрицательном аноде: 2 H ₂ O (жидкость) → O ₂ (газ) + 4 H ⁺ (водный) + 4e ^—
Протоны (H ⁺), образующиеся на аноде, восстанавливаются на положительном катоде: 2 H ⁺ (водный) + 2e ^— → H ₂
Итак, в зоне зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов первым измеряемым газом является H ₂.
Водород не токсичен, но при высоких концентрациях является очень взрывоопасным газом. Концентрация 100% нижнего предела взрываемости для водорода составляет 4,0% по объему. При такой концентрации все, что нужно, — это источник возгорания, чтобы вызвать взрыв. Искры от клеммы аккумулятора при ее подключении или отключении от системы зарядки более чем достаточно в качестве источника энергии зажигания. Поэтому свинцово-кислотные аккумуляторы следует заряжать только в хорошо вентилируемых помещениях.
Лучший способ измерить содержание водорода в зоне зарядки аккумуляторов — это использовать стационарно установленную систему мониторинга.Вы можете использовать стандартный каталитический датчик НПВ или измерять водород с помощью электрохимического датчика для конкретного вещества. Датчик и корпус должны быть спроектированы и сертифицированы для установки и использования во взрывоопасных зонах, в которых возможно присутствие горючего газа. Поскольку водород легче воздуха, датчики H ₂ обычно устанавливаются на стене или потолке на высоте, по крайней мере, немного выше источника газа.
Показания датчиков H ₂ могут отображаться прямо там, где расположен датчик, или на удаленном контроллере или мониторе.Показания датчиков могут использоваться для активации реле, вентиляторов или сигналов тревоги, или информация может быть передана и интегрирована в общие системы охраны окружающей среды и безопасности, а также системы обнаружения пожара.
Для измерения диапазона НПВ рекомендуется использовать стандартный каталитический датчик горючих газов (СС) с диапазоном 0–100% НПВ. В ситуациях, когда вам нужно действовать при более низкой концентрации, использование электрохимического (ЕС) датчика токсичных газов для измерения водорода может быть лучшим подходом.Типичный диапазон для датчика водорода EC составляет 0–2 000 ppm. (Это эквивалентно диапазону 0–5,0% НПВ.)
В случае разлива серной кислоты или контакта серной кислоты с металлами и / или другими материалами может потребоваться также измерение SO ₂. Хотя обычно в этом нет необходимости в зонах зарядки, где кислота полностью содержится в батареях.
Если вас интересуют аэрозольные капли серной кислоты, вы также можете напрямую измерить H ₂ SO ₄.Опять же, это обычно не проблема в зонах зарядки аккумуляторов.
Изношенные, старые или поврежденные свинцово-кислотные батареи должны быть выведены из эксплуатации, так как поврежденные батареи с большей вероятностью связаны с утечкой, ведущей к образованию SO ₂, или сбоями при зарядке, которые могут привести к образованию H _2. S
Надеюсь, эта информация будет вам полезна!
в Спросите Боба
.