Для чего служит электролит в аккумуляторе

Химический состав электролита для аккумулятора и способы его приготовления

Электролит – это специальная смесь, которая заливается в аккумуляторы. Это один из необходимых компонентов для работы батареи.

О существующих видах химического раствора и о способе приготовления этой жидкости мы расскажем вам здесь.

Что из себя представляет электролит и зачем его использовать

Это жидкость на основе кислоты или щелочи. Работает она как проводник тока. При повышении уровня заряда АКБ плотность жидкости повышается.

Химический раствор должен быть качественным, сделанным без отступлений от технологии изготовления. В противном случае заряд аккумулятора не произойдет.

Какие виды химической жидкости существуют

Поскольку электролит – это смесь либо на основе кислоты либо щелочи, то видов этой смеси два: щелочная и кислотная.

Кислотная – симбиоз кислоты и дистиллированной воды. Аккумуляторы с этим типом электролита нужны, чтобы запустить двигатель.

В щелочном типе жидкости применяется смесь кальциево-литиевой основы и дистиллированной воды.

Такие смеси служат для накапливания электричества в АКБ. Область применения этих батарей – электроприборы, автопогрузчики, военная автотехника.

Способ приготовления кислотного раствора

Готовим щелочной раствор

Нам понадобится посуда, устойчивая к химическим щелочным реакциям, щелочь (едкий калий или едкий натрий), можно добавлять литиевые вещества для улучшения качества раствора, вода.

Важно! Воду добавляем полностью очищенную, т.е. дистиллированную!

Электролит с повышенной плотностью

Он может понадобиться нам для коррекции плотности находящегося в аккумуляторе. В случае если вы добавили в банки батареи много воды и плотность химической смеси упала, можно откорректировать ее с помощью электролита с большей плотностью.

Для приготовления немного меняем пропорции щелочи (кислоты) и воды (0,423 к-ты на 0,650 воды). Очередность действий такая же, как и при изготовлении основного раствора.

Химические свойства электролита такие же, но температура замерзания ниже. Смесь используется только для корректировки основного электролита.

Для каких аккумуляторов используют разные типы химической жидкости?

Чтобы не ошибиться, следует изучить этикетку на аккумуляторе. Если батарея свинцово-кислотного типа, то используем кислотную смесь.

Источник

Для чего служит 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.

Источник

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.

Источник

Электролит для аккумуляторов

Электролит является неотъемлемой частью аккумулятора. Без этой жидкости он попросту не будет работать. В данной стать разберемся что это такое, как его нужно заливать, какая плотность должна быть, а также приведем ряд полезных таблиц.

Свойства электролита и особенности

Электролит для аккумуляторов – это соединение между собой дистиллированной воды и серной кислоты.

Что из себя представляет серная кислота для аккумулятора?

По внешнему виду она напоминает масленое вещество со значимым весом. У нее отсутствует запах и она прекрасно растворяется в воде. В процессе изготовления электролита для свинцовых АКБ можно заметить, как выделяется тепло. С таким эффектом происходит растворение кислоты.

Водители для своих батарей применяют кислоту согласно стандарту, ГОСТ 667-83 марки A. Так же в торговых точках имеется кислота повышенной чистоты ГОСТ 142б2-78. Обычно у нее такие характеристики:

Дистиллированная вода для аккумулятора

Без этой воды создать качественный электролит попросту невозможно. Запрещено брать в качестве замены H₂O из реки, водопровода, крана, использовать техническую и питьевую. Разрешено использовать конденсат от пара. Но перед использованием нужно провести химический анализ. Процессе, которого следует выяснить уровень железа, а оно не должно быть больше 0,0004%. Кроме этого меди должно быть не более 0,005%.

Чтобы получить заветную жидкость в аптеках, на производстве, больницах, лабораториях используют электронные дистилляторы. Эти устройства доступны и обычному потребителю. Так дистиллированную воду можно получить, используя такие аппараты как дистиллятор HR-01, колонна Вейн Wein, первач эконом и др.

Следует каждые 6 месяцев проверять воду, производимую вашим дистиллятором. Проследите за тем чтобы уровень сухих веществ был следующими:

По мимо этого нужно проверить дистиллированную воду на наличие нитратов, железа, тяжелых металлов. В итоге должна получиться таблица, из которой видно можно эту воду брать для создания электролита или нет. Она должна удовлетворять стандарт ГОСТ 6709-72.

В обычных торговых точках булку воды на 1,5 литра можно прикупить рублей за 20-30.

Приготовление электролита для аккумуляторов

Аккумуляторный электролит это по сути водный раствор H₂SO₄. Используйте воду и кислоту с параметрами, которые написаны выше. Для заливки и доливки используйте электролит с плотностью 1,18-1,24 г/см3. Возможно вы используете плотность 1,83 г/см 3 тогда разделите процесс на два подхода:

Такой подход не даст сильно нагреться серной кислоте.

Выполнять изготовление электролита нужно в специализированной емкости. Это может быть пластмассовая, фаянсовая или эбонитовая посуда. Свинцовая емкость так же подойдет. Но ни в коем случае нельзя пользоваться стеклянной чашей. Из-за высоких температур она лопнет.

Первым делом нужно налить определенный уровень дистиллированной H₂O. После этого следует тонкой струйкой влить нужны объем серной кислоты. При этом данную смесь нужно постоянно помешивать палочкой из стекла. Лучше будет если H₂SO₄ вы дольете порциями.

Всегда лейте кислоту в воду. Иначе вы получить брызгающий коктейль с летящими во все стороны каплями опасной кислоты. Из-за этого могут быть ожоги на теле и повреждение находящихся вокруг предметов.

Защитный инвентарь для работы:

Ниже вашему вниманию будут представлены специальные таблицы, из которых можно понять какие пропорции следует соблюдать.

Данные соотношений серной кислоты и дистиллированной воды

Для получения плотности 1,4 г/см 3 нужно придерживаться данным из 2-й таблицы.

Чтобы получить плотность 1,83 г/см 3 воспользуйтесь данными представленными ниже.

Следует воспользоваться ареометром для получения информации о плотности. При измерении температуры градусник не должен содержать элементы дерева или металла. Производить измерения следует, когда градус упадет до 20.

Основные свойства сернокислотного электролита

Кроме выше описанного следует учитывать еще одно обстоятельство. Взяв один объем кислоты и воды на выходе после смешивания этот объем будет значительно меньше. Получается так что этот параметр так же нужно учитывать при приготовлении электролита. Для этого воспользуйтесь данными из таблицы.

Свойство вязкость

Оказывает влияние на функционирования аккумулятора со свинцовыми пластинами. Процесс в АКБ являются диффузными. То с какой скоростью будет идти эта диффузия зависит от вязкости. От нее зависит скорость поступления электролита к поверхности и в поры электродов в момент разрядки.

Если вязкость будет повышаться, то диффузия замедлится. Когда t падает на 25 градусов вязкость увеличивается в два раза. При t=50 C 0 ее увеличение происходит в 30 раз, если сравнивать с нормальной t.

Когда вязкость растет, то емкость АКБ снижается. В связи с этим функционирование свинцово кислотных аккумуляторов в мороз падает. Это нужно учитывать, когда ставите гелевые аккумуляторы.

Удельное сопротивление электролита

R меняется в тот момент когда происходит изменение t электролита и концентрации. Чтобы внутреннее сопротивление аккумулятора было малым следует использовать электролит с наименьшим удельным R.

Параметры таких сопротивлений находятся в этой таблице.

R увеличивается когда температура снижается особенно при нуле градусов.

В действительности t замерзания электролита — это важный показатель. Так как при разряде падает его плотность и его t замерзания. При холоде объем жидкости возрастает и это приводит к порче электродов и самой аккумуляторной емкости.

Электролит с плотностью 1,29 г/см 3 обладает самой низкой t замерзания.

В таблице ниже приведены уровни плотности при которых происходит замерзание.

Щелочные электролиты

Для их создания применяют литий и калий, они обои являются едкими.

Едкий калий или сокращенно КОН является белым, твердым и отлично растворимым в H₂O. Когда идет растворение выделяется тепло. По гост стандарту это вещество выпускается четырех сортов:

В первом варианте едкого калия содержится до 96%. Во втором типе «А» до 92%. В третьем сорте Б его 88%. Четвертый вариант имеет мало примесей чем технический.

Когда создание электролита планируется из лития и калия первым делом необходимо растворить калий, а потом добавить литий. Все это делается из расчета 10-20 грамм на 1 литр электролита. После этого его нужно оставить на 15-20 ч. Это нужно для того чтобы температура упала и примеси выпали в осадок. Перед оставлением его раствор нужно закрыть хорошо крышкой.

Затем получившийся жидкий раствор следует слить в чистую посуду. Далее проверить уровень плотности ареометром. Если необходимо плотность доводят до нормы. После этого добавляют щелочь и воду. Так же можно добавить готовый концентрированный электролит.

Какая плотность нужна для вашего аккумулятора? Это информацию можно узнать в его технической документации. Если документы не содержат какие-то критические советы, то можно использовать электролит 1,19-1,21 г/см 3 при t 15 градусов. Так же в нем должно быть 10-20 г/л Li.

Для удобства приготовления воспользуйтесь таблицей.

Срок годности электролита

Он может храниться бесконечно долгое время. Чтобы не было осадков уберите его из-под солнечных лучей. Так же старайтесь чтобы не было скачков температуры. Электролит находящийся в АКБ в действительности не известно сколько прослужит. Так как на него влияют многие факторы.

Как проверить электролит для автомобильного аккумулятора?

Выполнять проверку следует 2 раза в 12 месяцев. Перед началом зимы и вначале лета.

Инструментарий для выполнения данной процедуры:

Алгоритм проверки:

Подобную процедуру следует повторить с каждой банкой АКБ.

На сегодняшний день мало кто использует самодельный электролит для аккумуляторов. Достаточно зайти в любую торговую точку прикупить нужное вещество за небольшую плату. Это поможет сэкономить время и обезопасить свою жизнь!

Источник