Для чего электролит в аккумуляторе
Для чего электролит в аккумуляторе
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.
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:
Чтобы компенсировать изменение плотности электролита в АКБ транспортных средств, эксплуатируемых в различных климатических поясах, применяются электролиты большей или меньшей плотности:
Кроме того, при повышении плотности электролита повышается его морозоустойчивость — более плотные электролиты устойчивы к замерзанию, поэтому они лучше подходят для эксплуатации в холодное время года и в холодных климатических поясах.
Сегодня можно купить электролит необходимой плотности, освободив себя от непростой процедуры приготовления правильного по характеристикам электролита из кислоты и воды. Электролит продается в тарах емкостью от 1 до 20 литров, поэтому всегда можно приобрести нужный для работы объем.
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:
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.
Что такое электролит для аккумуляторов и как его приготовить?
Электролит – одна из основных составляющих аккумуляторных батарей, которые дают возможность запуска автомобиля. Он бывает нескольких видов, различающихся по своему составу. Своевременный контроль за количеством и качеством электролита в аккумуляторе позволит избежать преждевременный выход аккумулятора из строя и сэкономить на покупке нового устройства.
Виды, состав и особенности
На данный момент различают три вида электролитов для аккумуляторов, для щелочных аккумуляторов — щелочной, а для кислотных — кислотный, но так же выделяют и корректирующий электролит, необходимый при обслуживании батарей.
Как определить кислотный аккумулятор или щелочной? Проще всего это сделать по маркировке корпуса и по материалу, из которого он сделан. Корпус кислотных АКБ всегда изготавливается из специального пластика, тогда как щелочные батареи могут быть сделаны из металла. Так же можно определить протестировав каплю электролита из аккумулятора: кислотный электролит вступит в реакцию с содой или мелом.
Кислотный
Представляет собой смесь серной кислоты, составляющей тридцать пять процентов всего состава, и дистиллированной воды, которая занимает оставшиеся шестьдесят пять. 
Данный состав в аккумуляторе находится в емкости со свинцовыми пластинами, при контакте этих элементов и происходит выработка тока.
Преимущества кислотного электролита:
Недостатки:
Следует отметить, что кислотный электролит используется в большинстве моделей аккумуляторных батарей для автомобилей, так как только он способен давать достаточное количество тока для запуска двигателя. При этом аккумуляторы, изготовленные с использованием данного раствора, делятся на две группы:
Первый вид обеспечивает легкий доступ к содержимому банок. В них можно замерять плотность электролита, при необходимости заливать дистиллированную воду и электролит, просто открутив крышки с банок.
Проводить замену электролита в необслуживаемых моделях стоит только в тех случаях, когда их гарантийный срок истек. Часто это производится исключительно для получения опыта проведения подобных операций.
Щелочной
Щелочной электролит состоит из гидроокиси калия, натрия, лития или всех этих составляющих в комплексе, разведенных в воде.
К достоинствам данного вида относятся:
Недостатки:
Несмотря на долгий срок службы, неприхотливость и другие преимущества применение данного вида электролита в автомобильной промышленности ограничено. Виной тому неспособность выработки достаточного уровня стартового тока, необходимого для запуска двигателя. К минусам также относятся их внушительные габариты.
Однако устройства на щелочном электролите успешно применяются в обеспечении током тяговых и локомотивных составов.
Важно! Перед осуществлением замены следует убедиться, что аккумулятор именно щелочной. В противном случае АКБ можно полностью вывести из строя.
Корректирующий
Данный электролит является специальным составом с высоким содержанием активных веществ, используемый для повышения плотности электролита аккумулятора. Он предназначен для повышения концентрации активных веществ в батарее. 
В продаже можно встретить следующие виды корректирующего электролита:
Корректирующий электролит можно изготовить самостоятельно, имея под рукой необходимые для этого составы, однако зачастую его проще купить, так как стоимость его более чем доступна.
Как пользоваться корректирующим электролитом:
При повторной коррекции количество заменяемого электролита следует уменьшить.
Как приготовить самостоятельно
Перед тем, как самостоятельно заменить электролит для аккумулятора, необходимо принять соответствующие меры безопасности и приготовить предметы индивидуальной защиты:
Проводить действия следует в хорошо проветриваемом помещении с температурой воздуха не выше +25 C°. Следует заранее знать, какой объем готового электролита потребуется для заполнения батарей. В среднем, в современных АКБ количество раствора составляет от 2,6 до 3,7 литра. Поэтому стоит сразу ориентироваться на максимальное количество. За основу можно взять 4 литра конечного раствора.
Для приготовления электролита необходимо заранее приготовить следующие предметы:
Важно! Все используемые материалы должны быть химически нейтральными для исключения возникновения ненужных реакций при их соприкосновении. В качестве емкости вполне подойдут обычные стеклянные банки.
Процесс приготовления щелочного электролита
Ингредиенты для приготовления данного состава могут быть как в жидком виде, так и в твердом. Если с первым все понятно, то перед тем как залить, щелочной электролит из твердого вещества потребуется развести в дистиллированной воде.
Требуемая плотность указывается на сайте производителя аккумулятора, также информацию можно найти в прилагаемой инструкции по эксплуатации. Твердый электролит берется пропорционально нужному количеству окончательного жидкого раствора и составляет:
Процесс приготовления состоит из следующих шагов:
После того, как процесс настаивания будет завершен, необходимо слить светлый раствор. Если часть состава выпадает в осадок, нужно его регулярно перемешивать. При заливке нужно следить, чтобы он остался на дне, не попав в аккумулятор, в противном случае это грозит выходом АКБ из строя.
Приготовление раствора для свинцовых аккумуляторов
Перед тем, как разбавить кислотный электролит, необходимо определить нужные пропорции. Они зависят от климатических условий, в которых планируется эксплуатация устройства.
Для получения электролита плотностью 1,28 г/м³, что приемлемо для средних климатических условий, потребуется в один литр дистиллированной воды влить 0,36 л серной кислоты. Для жарких регионов количество серной кислоты уменьшается до 0,33 л на то же количество воды.
Как разводить аккумуляторную кислоту:
Важно! Нельзя вливать воду в кислоту! Правильно — вливать кислоту в воду. Не следует торопиться, вливая кислоту, давайте возможность ей постепенно раствориться в воде.
Инструкция по замене
Замена электролита производится в следующих случаях:
Замена электролита, независимо от того, является он щелочным или кислотным, производится в несколько шагов:
Уровень заливки определяется метками внутри банок. Если они отсутствуют, нужно руководствоваться правилом – электролит должен быть на уровне выше пластин на 5-7 миллиметров. При этом от его уровня до крышек банок должно оставаться не менее двух сантиметров.
Очень важно при сливе электролита не наклонять его в сторону и тем более не переворачивать. На дне сосудов могут оказаться твердые частицы, которые застрянут в пластинах, полностью выведя их из строя. Допускается легкое покачивание воды из стороны в сторону при промывании, такие же действия можно производить после заливки электролита в аккумулятор.
После этого АКБ устанавливается на зарядку, после чего следует проверить получившуюся плотность. Замеры должны производиться не арене, чем через пару часов после снятия устройства с зарядки, так как существует риск получить завышенные показания. Если плотность недостаточно высокая или, напротив, имеет излишние значения, ее следует отрегулировать добавлением кислоты, щелочи или дистиллированной воды.
Полезное видео
Видео инструкция о замене электролита
Заключение
Независимо от типа электролита, используемого в эксплуатируемой АКБ, можно самостоятельно произвести его полную замену, проверку плотности и других показателей. Однако стоит помнить о технике безопасности, так как электролит – опасный химический состав, способный значительно повредить кожные покровы и глаза.
Что такое электролит для аккумуляторов
Практически на всем протяжении эксплуатации автомобильной техники, водители сталкиваются с таким понятием как уровень и плотность электролита в аккумуляторе. Обслуживаемые батареи до сих пор в большинстве случаев вытесняют свои аналоги по некоторым техническим параметрам, одним и таких параметров является диапазон рабочих температур.
Электролит для аккумуляторов
Жидкость для аккумуляторов представляет собой особый раствор из активных веществ необходимый для накопления и удержания внутренней энергии источника питания. От состава такого электропроводника зависит нормальная работа батареи, а также срок службы, который измеряется количеством циклов заряд-разряд. Непосредственно в самом растворе для АКБ происходит преобразование химической реакции в электричество в процессе зарядки. Многие современные источники питания работают на жидких электролитах.
Для обеспечения питания автомобильной техники применяются два основных вида электролита:
Основным минусом таких батарей является необходимость систематического осмотра и добавления дистиллированной воды в банки. Применять следует только качественные материалы иначе источник питания может выйти из строя.
Важно! Использование в аккумуляторе обычной воды приводит к осыпанию пластин и выходу батареи из строя.
Электролит кислотный
Самым распространенным раствором, применяемым в автомобильных источниках, питания является кислотный. Такая специальная жидкость состоит из двух элементов:
Для кислотных аккумуляторов есть одна особенность, их необходимо постоянно обслуживать, доливать кислоту или воду. Такие меры следует выполнять из-за испарения электролита в режиме эксплуатации, либо заряда.
Интересно знать! Плотность и уровень электролита являются основными показателями, за которыми необходимо постоянно следить.
Аккумуляторная кислота
В качестве кислотной составляющей применяется раствор на основе серы (серная кислота). Такое вещество является очень опасным и может привести к химическим ожогам при попадании на кожные покровы или слизистую.
Дистиллированная вода
В процессе приготовления электролита необходимо применять очищенную от примесей воду. Категорически запрещается использовать водопроводную и речную, это приведет к необратимым реакциям в источнике питания. Допускается добавлять в раствор конденсат, образующийся в котельных установках повышенной мощности.
Для промышленного изготовления дистиллированной воды применяют специальные электрические дистилляторы. Установка мощностью 4 кВт имеет производительность до пяти литров в час.
Совет! Перед применением воды после очистки необходимо проверить содержание посторонних примесей в ней.
Основные соотношения составляющих
Для приготовления электролита необходимой концентрации необходимо руководствоваться следующими рекомендациями при подборе пропорций вещества:
Для того, чтобы приготовить жидкость плотностью 1,4 г/см 3 необходимо соблюдать пропорции в таблице:
Изготовление раствора из кислоты плотностью 1,83 г/см 3 рекомендуется по следующим пропорциям:
Существует еще один необходимый параметр, который следует учитывать это уменьшение количества изготовленного раствора кислоты и воды при понижении температуры. Для контроля за этим свойством создана таблица сокращения количества раствора:
Вязкость
В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи в каждой банке протекают химические реакции. Скорость взаимодействия напрямую зависит от вязкости электролита. Данный параметр характеризует процессы диффузии при разряде и заряде батареи. При повышении вязкости снижаются скорости реакций в электролите, происходит уменьшение внутренней емкости аккумулятора. Пониженная температура пагубно влияет на показания этого параметра, поэтому при установке источника питания следует учитывать это условие.
Удельное сопротивление
При полезных свойствах проводимости электролит имеет и характеристику сопротивления. Она рассчитывается по формуле:
где r — это внутренне удельное сопротивление источника питания;
S- это поперечное сечение проводника;
L- это длина проводника.
Значение удельного сопротивления обратно пропорционально показаниям температуры окружающей среды.
Для сохранения широкого диапазона рабочих температур повышают плотность электролита. В таблице указана температура замерзания электролита в аккумуляторе:
Щелочной электролит
Состоит данный электролит из щелочной составляющей и дистиллированной воды. Щелочь представляет собой соединения на основе калия (КОН) или лития.
КОН- твердое вещество белого цвета, полностью растворяется в воде при этом выделяется тепло. Электролит для щелочных аккумуляторов изготавливают трех видов:
Внимание! В процессе производства щелочного электролита необходимо соблюдать меры предосторожности, так как едкий калий является опасным веществом.
Плотность щелочного электролита указана в таблице:
Утилизация электролита
При выходе из строя источника питания необходимо заменить его на новый. Тогда возникает вопрос, а куда деть старый. В настоящее время существует большое число пунктов приема и утилизации отработавших аккумуляторов. Специальные станции переработки электролита нейтрализуют вредные вещества в нем, при этом оберегая окружающую среду от опасности загрязнения.
Изготовление электролита самостоятельно это трудоемкий и опасный процесс, поэтому целесообразнее будет приобрести готовый в магазине. Заводская жидкость, приготовленная с соблюдением всех технологий, значительно увеличит срок службы аккумулятора и убережет от опасного осыпания пластин внутри батареи.
Как выбрать электролит для автомобильного аккумулятора
Многие автолюбители уверены в том, что обслуживаемые и малообслуживаемые аккумуляторы на порядок лучше необслуживаемых – залил новый электролит и можно пользоваться автомобилем дальше. Несмотря на то что многие производители стараются делать запчасти современных автомобилей «разовыми», пригодные к ремонту и обслуживанию элементы по-прежнему остаются востребованными. Они нескоро уйдут с рынка. В данном материале мы расскажем вам об особенностях щелочных и кислотных аккумуляторов, их правильной эксплуатации, а также о замене электролита и особенностях выбора этого компонента.
Особенности используемых электролитов
В аккумуляторах одним из основных компонентов является электролит – раствор химически агрессивной щелочи или кислоты в дистиллированной воде. За счет электролита аккумулятор может накапливать электроэнергию и отдавать ее в бортовую электросистему автомобиля при соблюдении некоторых условий. Итак, основной составляющей электролита может быть:
Для чего в аккумуляторах электролит
Логичен вопрос: каким образом жидкость может «удержать» электрический заряд. Все не так уж и сложно. Суть в том, что при разрядке аккумулятор свинец начинает реагировать с серной кислотой. А именно, и отрицательными ионами «правой части формулы» (SO4) и положительными ионами «левой» (H2) – легко себе представить, видя формулу серной кислоты: H2SO4. На выходе мы имеет воду (H2O) и сульфат свинца (PbSO4), т.е. некоторые элементы как бы поменялись местами в формулах. Однако при такой смене образуется значительное число избыточных электронов на т.н. анодных пластинах и недостаток этих самых электронов на катодной. Стоит только замкнуть друг с другом катод и анод, как мы получим электрический ток.
Характеристики аккумуляторных электролитов
Определение характеристик электролита бесполезно, если под рукой нет справочного пособия. Проблема в том, что данные в пособиях относятся только к электролиту, температура которого равняется 15 градусам Цельсия. Мы приводим таблицу с поправками к показаниям имеющегося у вас ареометра, дабы при замере плотности вы смогли занести точные данные о плотности раствора (это понадобится чуть позже):
Запчасти на Hyundai elantra
Запчасти на Mitsubishi lancer
Отметим один важный момент: самостоятельный долив непосредственно электролита, вопреки советам неопытных автолюбителей, – прием запрещенный. Кислота в электролите не испаряется, в отличие от воды, которую и нужно подливать.
Выбор электролита по плотности
Ранее определенную с помощью ареометра плотность раствора стоит записать. Если плотность велика, то из раствора испарилась вода (хотя это же можно определить по падению уровня раствора). Учтите, что электролиты различной плотности рекомендованы к использованию в разные времена года. Вот например:
Сопоставьте вышеприведенные данные с теми, что вы записали в ходе замера ареометром и введения поправок из таблицы. Если что-то не сходится, у вас есть два варианта: подлить дистиллированной воды в аккумулятор или же купить электролит подходящей плотности (опционально – приготовить самостоятельно) и произвести полную замену старого раствора на новый. Первый случай самый распространенный, так как вода со временем испаряется и плотность раствора растет. Во втором же случае полная замена целесообразна лишь тогда, когда электролит натурально замерз в ходе эксплуатации автомобиля в очень холодную погоду. Этот случай интереснее.
Правильное восстановление кислотного аккумулятора
Основным поводом остановить зарядку станет наведение напряжения на клеммах ровно в 12 Вольт. Если оно постоянно растет на протяжении нескольких часов, то аккумулятор нужно разрядить и повторить процедуру зарядки.
Как провести десульфацию аккумулятора
Явно не лишним во время очистки аккумулятора будет изучение его пластин. Если они деформировались, то все устройство уже непригодно – вам придется покупать новую батарею. А вот если пластины покрыты слоевым налетом, то без десульфации не обойтись.
Процедура не таит в себе подводных камней. Более того, у вас есть несколько вариантов :
Для десульфации чуть ли не в кухонных условиях вам нужно:
Экскурс по брендам
Даже если вам в руки попал иностранный электролит, он не будет ничем отличаться от отечественного. Так что нет смысла искать зарубежный продукт в надежде, что он будет качественнее ближайшего аналога из магазина автохимии.
Почему аккумулятор выходит из строя
Закрывая тему электролитов, укажем, по какой же причине даже самый долговечный немецкий аккумулятор может выйти из строя. Некоторые из причин связаны с заправкой АКБ, а некоторые связаны с нарушением простейших правил эксплуатации. Вот о чем стоит знать автолюбителям:
Вывод
Умение правильно выбирать электролит – один из базовых навыков, которым должен обладать владелец обслуживаемого и малообслуживаемого аккумулятора. Первые сегодня встречаются редко, а вот вторые, в силу отсутствия серьезных ограничений в эксплуатации, завоевали доверие большинства автолюбителей. Если вы хотите чтобы такой аккумулятор прослужил как можно дольше, то не забывайте о правилах эксплуатации, контроле плотности электролита и правилах хранения.
Электролит – крайне опасное вещество. При контакте с кожей свежий электролит может оставить сильные химические ожоги. Пары серной кислоты являются сильнейшим ядом. При работе с аккумуляторами не забывайте о правилах безопасности. Всегда работайте в проветриваемых помещениях, защищайте глаза специальными очками, а руки – химически стойкими латексными перчатками.