Дистиллированная вода или электролит

Полезные советы по эксплуатации

Чтобы не задаваться вопросом, можно ли поменять электролит в аккумуляторе, лучше правильно следить за его состоянием и учитывать основные правила эксплуатации. Одним из наиболее важных является обеспечение сбалансированного температурного режима: при опускании температуры до определенных отметок кислота может замерзать. Минимальная плотность АКБ при температуре до минус 30 градусов Цельсия должна быть равна 1,29 г. Если температура ниже — до 1,32 г. Если оптимальные показатели отсутствуют, то придется восстановить их посредством добавления серной кислоты.

Дело в том, что электролит с меньшей плотностью очень быстро подвергнется замерзанию и станет непригодным для дальнейшей эксплуатации, так как любые химические процессы перестанут в нем осуществляться. При повышении плотности снижается точка замерзания. Если же так сложилось, что внутри аккумулятора появился лед, остается только надеяться, что он не деформировал свинцовые пластины. При появлении повреждений придется провести ремонт или полную замену батареи.

Зная о том, как правильно поменять электролит в аккумуляторе, можно избежать необходимости обращаться в сервисный центр и переплачивать за дорогой ремонт.

Для чего нужен электролит в аккумуляторе

В свинцово-кислотных батареях происходят электрохимические процессы, благодаря которым получается электричество. Эти процессы возможны только при непосредственном участии электролита.

В АКБ имеются отрицательно и положительно заряженные пластины. В их состав входят свинцовые токоотводящие элементы. Они могут иметь различные добавки, от которых зависит тип аккумулятора.

В зависимости от плотности электролита зависит степень заряженности аккумулятора. Если она будет повышенная, то АКБ будет перезаряжена, а агрессивная среда вообще может нанести вред батареи. Когда она понижена, то батарея будет разряжена. Плотность концентрированной кислоты для аккумуляторной батареи составляет 1,835. Для того чтобы привести к нормальному показателю необходимо использовать дистиллированную воду.

Диапазон показателей нормально заряженного аккумулятора находится в пределах 1,23 – 1,25 гр/см3. При старте двигателя, включении аудио и световых элементов происходит разрядка АКБ. Происходит это из-за протекания электрохимической реакции. Вещество теряет серную кислоту, в результате чего происходит падение плотности и разрядка батареи.

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.

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.

Устройство и принцип работы АКБ

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

Конструкция батареи

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

Устройство секции свинцово-кислотного аккумулятора:

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

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

Как это работает

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

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

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

Рекомендуем: Корейский автомобильный аккумулятор Solite

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

Химические процессы, возникающие в батарее при ее разрядке и зарядке

Подготовка кислоты

Важно понимать, что взять любой электролит и залить его в резервуар нельзя. Для этой цели нужно подобрать специальную кислоту, которая соответствует строгим характеристикам

И одна из них заключается в плотности.

Желательно, чтобы показатель плотности составлял 1,28 г на кубический сантиметр. Для определения точных данных нужно использовать ареометр

Не секрет, что многие магазинные модели обладают плотностью 1,40 г, поэтому на этапе покупки важно уточнить этот момент

Опытные автомобилисты создают электролит своими руками, но его качество далеко от желаемого и находится на низком уровне. В результате эффективность работы аккумулятора оказывается под угрозой.

После завершения очистки банок и подготовительных этапов, можно переходить к заливке электролита. В процессе выполнения этого действия применяются:

1. Лейка.
2. Резиновые перчатки.
3. Сам раствор.

Кроме этого, автомобилисту нужно воспользоваться ареометром, который позволит провести предварительную проверку плотности. В идеале она должна быть на уровне 1,28 г на кубический сантиметр. При условии, что отображенный показатель соответствует норме, можно медленно заполнять резервуар, заранее выделив нужное количество кислоты для каждого из них.

Заполнять резервуары нужно равномерным и постепенным образом, удаляя излишки резиновой грушей. Также их нужно вытирать тканью или салфеткой. Дальнейшее заполнение банок отличается простотой и не нуждается в каком-либо профессиональном подходе. Достаточно лишь определить показатели плотности и постепенно наполнять жидкостью пустые банки.

Рекомендуем: Особенности и цена автомобильного аккумулятора Atlas BX

Если резервуары окончательно заполнены, ни в коем случае нельзя начинать работу с аккумулятором. Лучше оставить его на 24−48 часов в режиме бездействия. Это позволит присадочным веществам окончательно раствориться, а воздуху — выйти наружу. Только после этого можно приступать к зарядке и проверке.

Правила эксплуатации и хранения, обслуживание

Срок службы свинцового аккумулятора во многом зависит от правильности его эксплуатации.

Дополнительные рекомендации:

Запускайте двигатель при отключенном сцеплении. 

Во время пуска прокручивайте стартер продолжительностью до 5-7 секунд и делайте перерыв не более 60 секунд.

Своевременно выявляйте и устраняйте неисправности в системе пуска мотора, ведь они могут привести к перегрузке АКБ.

Раз в квартал проверяйте падение напряжения в момент пуска мотора. Измеренный параметр не должен снижаться ниже отметки в 11 В.

Уровень напряжения должен соответствовать требованиям производителя грузового автомобиля. Чаще всего требуется установка двух АКБ напряжением 12 В для получения 24 В.

Запрещена эксплуатация в режиме недозаряда (напряжение меньше 13,9 В) или перезаряда (напряжение от 14,4 В и выше)

При использовании необслуживаемого АКБ особенно важно исключить перезаряд.

Проверяйте объем электролитической жидкости для обслуживаемых АКБ и используйте дистиллят для доливки.

Контролируйте работу электрического оборудования автомобиля и своевременно устраняйте поломки. Периодических проверяйте систему на факт наличия тока утечки

Если он превышает 0,5 А, источник питания будет разряжаться при выключенном моторе.

Поддерживайте АКБ в заряженном состоянии. Выполняйте зарядку свинцового аккумулятора раз в квартал, в первую очередь, при появлении трудностей с пуском.

Для продления ресурса при хранении требуется отбросить «минус», а потом «плюс», почистить корпус АКБ от загрязнений, протереть клеммы и глянуть на уровень заряда (от 12,4 до 12,7 В) и плотность электролита (от 1,26 до 1,28 г/см3.

При обратной установке необходимо снова почистить корпус и клеммы, а также осушить контакты, после чего подключить «плюс», а потом «минус». Для поддержания АКБ в рабочем состоянии рекомендуется хотя бы раз в месяц выполнять подзарядку.

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%.

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.

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.

Поднятие плотности электролита

Поднять уровень электролита намного проще, чем повысить или снизить значение плотности. При нагреве АКБ и в результате гидролиза воды плотность может существенно подняться. Именно поэтому проводится периодический долив дистиллированной воды. Слишком низкая плотность определяет то, что нужно добавлять кислоту.

При работе с кислотой рекомендуется одевать резиновые перчатки и защитные очки. При самостоятельном разводе электролита при применении кислоты и дистиллированной воды стоит учитывать, что при их соединении проходит химическая реакция и выделяется большое количество тепла. Слишком высокая температура становится причиной закипания воды и образования брызг, что очень опасно, так как вещество может попасть на открытые участки кожи.

При средней плотности 1,2 гр/см3 поднять ее можно следующим образом:

Если жидкость имеет низкий показатель плотности в заряженном состоянии аккумулятора после проведения процедуры восстановления, то старый источник питания рекомендуется заменить на новый. При своевременном обслуживании можно продлить срок эксплуатации аккумулятора до 5−7 лет. В некоторых случаях АКБ уже с магазина поставляется с низким показателем плотности, что свидетельствует о неправильном хранении.

Поднятие плотности в АКБ

Повышение плотности электролита происходит как следствие повышения температуры и гидролиза в батарее. Для выравнивания этого показателя требуется постоянное добавление определенного количества дистиллята. При меньшей концентрации аккумуляторной кислоты в электролите, следует ее поднимать, если датчик показывает значение ниже 1,275 г на куб. см.

Кислотность электролита поднимается двумя путями: внесением концентрированной кислоты с помощью постепенного разбавления или полная замена электролита новым.

В первом случае следует провести такие действия для каждой банки:

1. Откачать по возможности максимальное количество электролитической жидкости с помощью резиновой груши или колбы;
2. Внести в банку половину ее объема электролита с плотностью от 1,275 до 1,29 г на куб. см;
3. Для перемешивания электролита на выводы подается нагрузка небольшой мощности, например при подключении обычной лампочки для автомобилей, или выдерживание на протяжении нескольких часов;
4. При замере плотности следует определить нужный уровень. Если не было изменений, то в половину оставшегося объема следует внести еще электролит;
5. Повторное перемешивание с замером;

С помощью подобных манипуляций следует довести до нужной плотности концентрацию серной кислоты в электролите.

При показателе индикатором значения плотности ниже 1,2 г на куб. см, требуется полная замена электролитической жидкости, поскольку подобным способом поднятие ее невозможно. Такой уровень в заряженном состоянии наводит на мысль о целесообразности операции.

Если батарее менее года, то процедура может увенчаться успехом, более старые элементы питания, скорее всего, реанимацию не переживут.

Понятие электролита

Кислота в автомобильном аккумуляторе может находиться в жидком и гелевом состоянии. Внутри АКБ есть катод и анод, между которыми находятся специальная смесь из кислоты и дистиллированной воды.

При изготовлении специального состава для автомобильного аккумулятора нельзя использовать обычную воду. Это связано с тем, что она может содержать самые различные примеси, которые существенно ухудшают эксплуатационные качества источника питания.

Аккумуляторная жидкость может быть представлена щелочью. В продаже встречаются модели никель-кадмиевого и никель-железного типа, а также гелевые батареи. Гель получается при добавлении различных химических веществ, либо проводится пропитка стекловолокном.

Несмотря на довольно большое количество различных источников питания, которые находятся в продаже, на сегодняшний день остаются востребованными свинцово-кислотные АКБ с жидким электролитом. При необходимости они могут обслуживаться путем добавления воды или специального раствора.

Серная кислота в аккумуляторе применяется в качестве связующего элемента. Подобное вещество получило широкое применение в различных отраслях промышленности, добавляется в синтетические красители.

В продаже встречается несколько типов серной кислоты:

1. Нитрозная или башенная. Показатель концентрации в этом случае достигает значение 75%, плотность 1,67 гр/м3. Название этой разновидности кислоты связано с особенностями метода производства. Во время химической реакции происходит образование кислоты и азота. При этом оксиды постоянно циркулируют при производстве.
2. Сорт Олеум. Концентрация подобной кислоты составляет 104,5%. При поставке показатель плотности выдерживается на уровне 1,897%.
3. Контактная. Поставляется подобная кислота при концентрации от 92 до 98%. Плотность сорта составляет 1,837%. Производство предусматривает применение обжигового газа, в ходе реакции происходит окисление основных элементов.
4. Высокопроцентный олеум. Подобная кислота сегодня встречается в продаже крайне редко по причине высокой концентрации (114,6%), а также повышенной плотности (2,002 гр/см3).
5. Аккумуляторная. Этот тип вещества имеет концентрацию 92%, а плотность составляет 1,833 гр/см3. Именно этот тип вещества рассматривается при поиске того, какая кислота в автомобильном аккумуляторе.

Как правильно заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы

Принцип зарядки состоит в том, что нужно изменить направление тока. Из-за этого электролит и материя двух пластин восстанавливает свой прежний химический состав. Данный процесс именуется циклом, и он может быть многократным. Но чтобы не повредить и продлить срок службы батареи, надо знать, как правильно заряжать свинцово-кислотный аккумулятор.

Прежде всего, нужно знать параметры аккумулятора, которые можно посмотреть на самой коробке устройства. Производители часто указывают информацию на английском языке. Обозначается всё это следующим образом:

На английском	На русском
12V	12 вольт
7.2Ah	7.2 ампер-часов

Также производитель может указывать напрямую, :

На английском	На русском
Standby use – 13.5-13,8V	Если вы используете батарею, как резервный источник электричества – 13,5-13,8 вольт
Cycle use – 14.4V	Если вы его применяете в качестве стартёра, то есть циклическое использование – 14.4 вольт
2.16A MAX	При любой зарядке ток не должен превышать 2.16 ампера

А что если производитель не указал, каким током заряжать аккумулятор? В этом случае можно пользоваться простым правилом – напряжение не должно превышать 10% от его номинальной ёмкости. То есть если у батареи указан параметр 7.2Ah, то заряжать надо при 0.72A.

После того как разобрались с основными параметрами, нужно сделать прибор, которым можно . Для этого потребуется крепкая коробка (лучше пластиковая) с отверстиями для вентиляции, блок питания от ноутбука, плата для регулировки тока и напряжения.

Дополнительно можно встроить многооборотистые переменные резисторы для более тонкой настройки, а также вольтамперметр. Для зарядки автомобильных аккумуляторов потребуется понижающий преобразователь напряжения и более мощный блок питания.

Собрав конструкцию, можно переходить непосредственно к главной процедуре. Для начала на неподключенном к аккумулятору устройстве нужно выставить напряжение, которым надо . Далее необходимо убавить силу тока до минимума, в результате чего сразу же упадёт напряжение. После этого подключаем устройство к аккумулятору (плюс к плюсу, минус к минусу).

В этот момент вольтамперметр будет показывать напряжение, которое есть на батарее. Включаем устройство в розетку и поднимаем силу тока до необходимой величины (метод её расчёта описан выше). В этот момент возможно незначительное снижение напряжения, говорящее о том, что ток уходит на прогрев электролита и преодоление сопротивления аккумулятора. Это нормально.

К концу сила тока на вольтамперметре будет практически равна нулю.

Для чего нужна кислота

Прежде чем приступать к описанию процессов, протекающих при разряде/заряде, стоит сразу сказать, какая кислота используется в аккумуляторе любого автомобиля – это серная (H2SO4), а не соляная или, например, фосфорная.

Она необходима для приготовления электролита – жидкости, в которой присутствуют заряженные частицы – ионы. Электролит представляет собой не просто пассивный раствор, в котором частицы воды и кислоты перемешаны друг с другом. Это активная жидкость, отличительная особенность которой – постоянное протекание в ней взаимно исключающих друг друга процессов – диссоциации и ассоциации.

В аккумуляторе присутствует серная кислота

При диссоциации, которая протекает лишь в водном растворе H2SO4. Молекулы кислоты образуют ионы с положительными и отрицательными зарядами:

Диссоциация кислоты

Параллельно с диссоциацией протекает обратный процесс – превращение ионов в молекулы кислоты. Полной ионизации электролита, а также полной нейтрализации заряженных частиц не происходит. Процессы находятся в динамическом равновесии, которое может измениться лишь под влиянием внешнего воздействия.

Именно наличие ионов и превращает раствор в электролит. Под влиянием электрического поля (во время зарядки) заряженные частицы переносят заряд к пластинам аккумулятора. При реакции между ионами и веществом пластин происходит высвобождение электронов. Они способны двигаться по проводнику при подключении его к электродам (их выводам).

Основные процессы, протекающие при разряде

Отрицательные пластины АКБ и их обмазка изготовлены из свинца (Pb), а у положительных активная масса имеет основой его диоксид (PbO2). Металлический свинец обладает большим количеством свободных электронов, чем его диоксид. Если положительную и отрицательную пластины соединить проводником, то разность потенциалов практически сразу уравновесится и электрический ток не возникнет.

Но если эти пластины погрузить в сернокислотный электролит, то перенос электронов вызовет химические реакции окисления металлического свинца и восстановления его диоксида:

PbO2 + SO42- + 4H++ 2e- = PbSO4 + H2O

Как видите, «конечными продуктами» этих реакций являются:

1. Сульфат свинца PbSO4, образующийся на поверхности пластин.
2. Вода.
3. Свободные электроны (e-), благодаря которым и возникает электрический ток.

При достаточно продолжительном разряде серная кислота может полностью «израсходоваться» на образование сульфата и воды, в результате чего прекратятся химические реакции и свободные электроны не будут образовываться. Поэтому особенно ценным в плане практического использования свинцовых аккумуляторных батарей является возможность протекания обратных реакций при подключении к выводам электрического напряжения.

При зарядке сульфат свинца, прореагировав с водородом, снова становится серной кислотой, в результате чего плотность электролита восстанавливается, а поверхность пластин аккумулятора приобретает первоначальный состав.

Проверка плотности электролита