În prezent, alegerea bateriilor reîncărcabile este uriașă - la vânzare puteți găsi surse de alimentare gata de utilizare, precum și baterii încărcate uscate care necesită pregătirea electrolitului și umplerea acestuia înainte de utilizare. Mulți oameni efectuează adesea întreținerea suplimentară a bateriilor la centrele de service. Din diverse motive, poate fi necesar să pregătiți singur soluția. Pentru ca acest eveniment să aibă succes, ar trebui să știi să faci electroliți acasă.

Electrolitul este o soluție conductoare de electricitate care conține apă distilată și acid sulfuric, potasiu caustic sau sodiu, în funcție de tipul sursei de alimentare.

Concentrația acidului sulfuric în baterie

Acest indicator de aciditate depinde direct de densitatea necesară a electrolitului. Inițial, concentrația medie a acestei soluții într-o baterie de mașină este de aproximativ 40%, în funcție de temperatura și climatul în care este utilizată sursa de alimentare. În timpul funcționării, concentrația de acid scade la 10-20%, ceea ce afectează performanța bateriei.

În același timp, merită să înțelegem că componenta de sulf a bateriei este cel mai pur lichid, care este 93% compus direct din acid, restul de 7% fiind impurități. În Rusia, producția acestei substanțe chimice este strict reglementată - produsele trebuie să respecte cerințele GOST.

Diferențele de electroliți pentru diferite tipuri de baterii

În ciuda faptului că principiul de funcționare al soluției este același pentru diferite surse de alimentare, ar trebui să fii conștient de unele diferențe în compoziție. În funcție de compoziție, se obișnuiește să se distingă electroliții alcalini și acizi.

Baterii alcaline

Acest tip de sursă de energie se caracterizează prin prezența hidroxidului de nichel, a oxidului de bariu și a grafitului. Electrolitul din acest tip de baterie este o soluție de 20% potasiu caustic. În mod tradițional, este utilizat aditivul de litiu monohidrat, care permite prelungirea duratei de viață a bateriei.

Sursele de alimentare alcaline se caracterizează prin absența interacțiunii soluției de potasiu cu substanțele formate în timpul funcționării bateriei, ceea ce ajută la minimizarea consumului.

Baterii cu acid

Acest tip de sursă de alimentare este una dintre cele mai tradiționale, motiv pentru care soluția din ele este familiară pentru mulți - un amestec de apă distilată și soluție de sulf. Concentratul de electroliți pentru bateriile plumb-acid este ieftin și se caracterizează prin capacitatea de a conduce curenți mari. Densitatea lichidului trebuie să corespundă condițiilor climatice.

Alte tipuri de baterii: este posibil să le pregătiți singur electrolitul?

Separat, aș dori să atrag atenția asupra surselor de alimentare moderne cu plumb-acid - gel și AGM. Ele pot fi, de asemenea, umplute cu o soluție preparată personal, care este într-o formă specifică - sub formă de gel sau separatoare în interior. Pentru a reumple bateriile cu gel, veți avea nevoie de o altă componentă chimică - silicagel, care va îngroșa soluția acidă.

Baterii nichel-cadmiu și fier-nichel

Spre deosebire de sursele de energie cu plumb, cele cu cadmiu și fier-nichel sunt umplute cu o soluție alcalină, care este un amestec de apă distilată și potasiu caustic sau sodiu. Hidroxidul de litiu, care face parte din această soluție pentru anumite condiții de temperatură, vă permite să creșteți durata de viață a bateriei.

Tabelul 2. Compoziția și densitatea electrolitului pentru bateriile cadmiu- și fier-nichel.

Cum să pregătiți corect electrolitul acasă: măsuri de siguranță

Pregătirea unei soluții presupune lucrul cu acizi și alcaline, așa că luarea măsurilor de precauție este necesară pentru cei mai experimentați oameni. Înainte de a începe, pregătiți-vă echipamentul de protecție:

• manusi din latex
• îmbrăcăminte și șorț rezistente la chimicale;
• ochelari de protecție;
• amoniac, sodă sau soluție boric pentru a neutraliza acidul și alcalii.

Echipamente

Pentru a pregăti electrolitul bateriei, pe lângă sursa de alimentare în sine, veți avea nevoie de următoarele elemente:

• recipient și stick, rezistent la acizi și alcalii;
• apa distilata;
• instrumente pentru măsurarea nivelului, densității și temperaturii soluției;
• acumulator lichid sulf - pentru baterii acide, alcali solide sau lichide, litiu - pentru tipurile corespunzătoare de baterii, silicagel - pentru baterii cu gel.

Secvența procesului: realizarea unui electrolit pentru o sursă de energie plumb-acid

Înainte de a începe lucrul, citiți informațiile din Tabelul 3. Vă va permite să selectați volumul necesar de lichide. Bateriile conțin de la 2,6 până la 3,7 litri de soluție acidă. Vă recomandăm să diluați aproximativ 4 litri de electrolit.

Tabelul 3. Proporțiile de apă și acid sulfuric.

• Se toarnă volumul necesar de apă într-un recipient care este rezistent la substanțe caustice.
• Apa trebuie diluată cu acid treptat.
• La sfârșitul procesului de perfuzie, măsurați densitatea electrolitului rezultat folosind un hidrometru.
• Lăsați compoziția să stea aproximativ 12 ore.

Tabelul 4. Densitatea electroliților pentru diferite climate.

Concentrația soluției de acid trebuie să fie raportată la temperatura minimă la care funcționează bateria. Dacă lichidul este prea concentrat, acesta trebuie diluat cu apă distilată.

Urmăriți videoclipul despre cum să măsurați densitatea unui electrolit.

Atenţie! Nu poți turna apă în acid! Ca urmare a acestei reacții chimice, compoziția poate fierbe, ceea ce va duce la stropirea ei și la posibilitatea arsurilor cu acid!

Vă rugăm să rețineți că căldura este generată în timpul amestecării componentelor. Soluția răcită trebuie turnată în bateria pregătită.

Metodă de diluare a electrolitului pentru o sursă de energie alcalină

Densitatea și cantitatea de electrolit din astfel de baterii sunt indicate în instrucțiunile de utilizare ale sursei de alimentare sau pe site-ul web al producătorului.

• Turnați apă distilată în vas.
• Adăugați leșie.
• Amestecați soluția, sigilați-o ermetic și lăsați-o să fiarbă timp de 6 ore.
• După ce timpul a trecut, scurgeți soluția ușoară rezultată - electrolitul este gata.

Când apare sedimentul, amestecați-l. Dacă rămâne la sfârșitul depunerii, scurgeți electrolitul, astfel încât sedimentele să nu intre în baterie - acest lucru va duce la o scădere a duratei de viață a acestuia.

Atenţie! În timpul lucrului, temperatura soluției alcaline nu trebuie să depășească 25 de grade Celsius. Dacă lichidul devine excesiv de fierbinte, răciți-l.

După aducerea soluției la temperatura camerei și turnarea acesteia în baterie, sursa de alimentare trebuie să fie complet încărcată cu un curent egal cu 10% din capacitatea bateriei (60Ah - 6A).

După cum puteți vedea, prepararea unei soluții de electrolit nu este o chestiune atât de dificilă. Principalul lucru este să determinați în mod clar cantitatea necesară de ingrediente și să vă amintiți despre siguranță. Ați încercat să diluați electrolitul cu propriile mâini? Împărtășiți-vă experiența cu cititorii noștri în comentarii.

9.1. Înainte de a pregăti electrolitul, trebuie să pregătiți cantitatea necesară de acid sulfuric de baterie, apă distilată și un recipient pentru diluarea electrolitului.
Compoziția chimică a acidului sulfuric al bateriei trebuie să îndeplinească cerințele GOST 667-73*, apă - GOST 6709-72*.
Se admite utilizarea condensului de la turbinele centralelor termice dacă concentrația de impurități nu depășește standardele stabilite prin „Regulile de funcționare tehnică a instalațiilor electrice de consum” și date în Tabel. 9.1.

9.2. Un lot de acid trebuie să fie furnizat cu un pașaport (certificat) cu date de analiză chimică care să ateste conformitatea sa cu GOST 667-73*.
În lipsa unui pașaport (certificat), clientul este obligat să furnizeze un protocol pentru analiza chimică a unei probe medii de apă acidă și distilată. Fără un pașaport (certificat) sau un protocol pentru analiza chimică a acidului și a apei distilate, este interzisă începerea preparării electrolitului.

9.3. Se recomandă prepararea electrolitului cu acid sulfuric într-o baie de oțel acoperită cu cauciuc sau căptușită cu folie de polietilenă, a cărei capacitate ar trebui să fie cu cel puțin 25% mai mare decât cantitatea totală de electrolit necesară pentru o anumită baterie.

Cantitatea de electrolit pentru diferite tipuri de baterii este indicată în Anexa 2.

În lipsa băilor speciale pentru prepararea electrolitului, puteți folosi orice recipient rezistent la acizi: băi din lemn sau oțel căptușite cu vase laminate de plumb, ebonită sau ceramică, precum și rezervoare dreptunghiulare din lemn din scânduri de 30-50 mm grosime, acoperite. cu un strat de hârtie nr 5 cu grosimea de 5-7 mm.

Tabelul 9.1

№№	Index	Norme
1	Conținut de fier,%, nu mai mult	0,0005
2	Conținut de reziduuri nevolatile după calcinare, %, nu mai mult	0,002
3	Conținut de oxizi de azot, %, nu mai mult	0,000003
4	Conținut de arsenic, %, nu mai mult	0,000005
5	Conținut de compuși cloruri, %, nu mai mult	0,00002
6	Conținut de mangan, %, nu mai mult	0,000005
7	Conținut de cupru, %, nu mai mult	0,00005
8	Conținut de substanțe care reduc permanganat de potasiu, ml soluție 1% KMnO4, nu mai mult	0,45
9	Conținutul cantității de metale grele în %, nu mai mult	0,001

9.4. Cada, spălată în interior cu apă distilată, trebuie instalată în camera bateriilor între rândurile de baterii pe suporturi portabile, iar în camera pentru prepararea electrolitului (acid) - pe suporturi metalice staționare (Fig. 17).
Baia pentru diluarea electrolitului trebuie instalată la o astfel de înălțime încât partea inferioară a băii să fie cu 25-30 mm mai mare decât marginea superioară a bateriilor.

9.5. Bateriile de tip SK și SKE trebuie umplute cu electrolit cu o densitate de 1,18 g/cm3 la o temperatură a electrolitului de 25°C.

Orez. 17. Schema de umplere cu electrolit în baterii
1 - recipient pentru prepararea electrolitului; 2 - furtun din cauciuc rezistent la acid cu diametrul de 25 mm; 3 - baterie; 4 - suport metalic pentru montarea containerelor; 5 - pardoseală din scânduri de 25 mm grosime

Dacă temperatura electrolitului este diferită de 25°C, atunci densitatea electrolitului care trebuie turnat în baterii este determinată din tabel. 9.2.

Tabelul 9.2

Densitatea electrolitului la 25°C, g/cm3	Densitatea electrolitului, g/cm3, la temperatură
	10°C	15°C	20°C	30°C	35°C	40°C	45°C	50°C
1,18	1,192	1,188	1,184	1,176	1,172	1,168	1,164	1,16
1,19	1,202	1,198	1,194	1,186	1,182	1,178	1,174	1,17
1,20	1,212	1,208	1,204	1,196	1,192	1,188	1,184	1,18
1,21	1,222	1,218	1,214	1,206	1,202	1,198	1,194	1,19
1,22	1,232	1,228	1,224	1,216	1,212	1,208	1,204	1,20
1,23	1,242	1,238	1,234	1,226	1,222	1,218	1,214	1,21
1,24	1,252	1,248	1,244	1,236	1,232	1,228	1,224	1,22
1,25	1,262	1,258	1,254	1,246	1,242	1,238	1,234	1,23

De exemplu: temperatura electrolitului este de 15°C. Bateriile de tip SK și SKE trebuie umplute cu electrolit cu o densitate de 1,188 g/cm3, și nu 1,18 g/cm3, ca la o temperatură de 25°C.

9.6. Electrolitul trebuie pregătit în următoarea ordine:

• Băile se umplu 65-70% din volum cu apă distilată, după care se adaugă acid. Nu turnați apă în acid;
• acidul se toarnă într-un flux subțire în timp ce se agită continuu soluția cu un agitator de tip paletă din lemn, aer comprimat sau oxigen la o presiune de 0,2 - 0,3 kgf/cm2;
• pentru a prepara un electrolit cu o densitate de 1,18 g/cm3, este necesar să adăugați 0,2 litri (366 g) de acid pentru fiecare litru de apă distilată; pentru un electrolit cu o densitate de 1,22 g/cm3, 0,26 litri (477 g). ) de acid trebuie adăugat;
• după răcire la o temperatură de 25°C, electrolitul este modificat și reglat;
• Când faceți ajustări, dacă densitatea electrolitului este sub normă, adăugați acid; dacă este peste normă, adăugați apă.

9.7. Dacă există o pompă rezistentă la acid, aceasta furnizează apă și acid băii pentru a dilua electrolitul, precum și umple bateriile cu electrolit.
În acest caz, nu este nevoie să instalați cada pe suporturi. O cantitate mică de electrolit poate fi adăugată folosind un furtun din cauciuc rezistent la acizi.
Pentru a face acest lucru aveți nevoie de:

• atașați o greutate de plumb (o bucată de tijă de lipit, o bandă de legătură etc.) la capătul furtunului;
• îndoiți furtunul în jumătate și, ținând ambele capete în mână, turnați în el apă distilată;
• Prin prinderea unui capăt al furtunului, celălalt - cu o greutate de plumb - este scufundat rapid în soluția de electrolit:
• Deschideți capătul furtunului, scurgeți apa în vasul pregătit și direcționați furtunul cu electrolitul care curge din el în rezervorul bateriei.

După ce ați umplut bateria cu electrolit, îndoiți din nou capătul furtunului, prindeți-l și direcționați-l către următoarea baterie.
Dacă electrolitul preparat nu este suficient pentru a umple toate bateriile, atunci este distribuit și turnat uniform în toate bateriile. În acest caz, prima umplere cu electrolit se efectuează până la marginea inferioară a electrozilor. După umplerea ulterioară, când electrozii sunt scufundați în electrolit, bateria trebuie încărcată cu un curent slab egal cu 0,1 curent de descărcare în modul de 10 ore până când electrolitul este complet umplut.

9.8. Adecvarea electrolitului furnizat de client trebuie confirmată printr-un raport de analiză de laborator.

9.9. Înainte de a umple rezervoarele cu electrolit și de a începe să formați bateria, ar trebui să:

• verificați conformitatea locației rafturilor și bateriilor cu desenele proiectului;
• verificați instalarea corectă a rezervoarelor de baterii pe rafturi, prezența izolatoarelor și a garniturilor sub baterii, distanța corectă dintre rezervoare, fiabilitatea sudării plăcilor cu benzi de legătură, instalarea corectă a separatoarelor, suporturilor și arcuri;
• testați fiabilitatea încărcătorului, în acest scop porniți unitatea de încărcare la o sarcină corespunzătoare curentului maxim de încărcare timp de 8 ore (testul este efectuat de client); alimentarea cu energie a încărcătorului în timpul formării trebuie să fie neîntreruptă (de la 2 surse de alimentare);
• în bateriile cu rezervoare de plumb, verificați dacă părțile de plumb ating pereții cutiilor și dacă există un scurtcircuit între plăcile rezervoarelor adiacente, precum și ating electrozii căptușiți cu plumb;
• verificați polaritatea magistralelor și tensiunea dintre magistralele pozitive și negative extreme direct în camera bateriei. Pentru a face acest lucru, trebuie să asamblați circuitul pentru încărcare (Fig. 18) și să porniți încărcătorul. Folosind un voltmetru DC conectat la bornele de 300 V, măsurați tensiunea dintre polii primei și ultimei celule a bateriei. Folosind citirea voltmetrului, trebuie să vă asigurați că blocul de electrozi pozitivi al primei baterii este polul pozitiv, iar blocul de electrozi negativi al ultimei baterii este polul negativ. Tensiunea dintre poli trebuie să fie egală cu tensiunea pe baterie, care este indicată de voltmetrul de pe panoul DC;
• verificați funcționarea sistemului de ventilație pornindu-l timp de 3 ore;
• verificați funcționarea blocării automate, care oprește curentul de încărcare atunci când ventilația se oprește.

Orez. 18. Schema de conectare a unei baterii folosind un comutator elementar. Încărcător - încărcător

9.11. Nivelul electrolitului din baterie, măsurat cu un tub de sticlă, trebuie să fie la 10-15 mm deasupra marginilor superioare ale electrozilor.

9.12. Se recomandă pregătirea unei cantități mari de electrolit pentru obiectele situate central în zona de control al instalației cu transportul ulterioar la fața locului (Fig. 19).

Orez. 19. Schema tehnologică de preparare a electrolitului de acid sulfuric pentru baterii. Săgețile arată direcțiile de mișcare a fluxului:

În acest caz, electrolitul trebuie pregătit în următoarea ordine:

• acidul sulfuric de baterie, adus de la bază într-un rezervor special 7, este pompat cu aer comprimat de la un compresor 5 sau cu o pompă în rezervorul 6;
• apa distilată se prepară în distilatoarele termice sau electrice 1, precum și prin purificare anio-cationică și depozitată în rezervorul 2;
• apa distilată și apoi acidul din rezervoare sunt mutate cu aer comprimat sau cu o pompă în reactorul 4 și amestecate energic;
• După răcirea la 25°C și ajustarea densității, electrolitul este pompat în rezervorul 3.

Toate recipientele aflate în procesul tehnologic de procurare centralizată a electroliților trebuie să fie realizate din tablă de oțel și căptușite pe interior cu material rezistent la acid.

9.13. Se recomandă livrarea electrolitului la locurile de instalare în rezervoare speciale rezistente la acid, montate pe o remorcă cu două osii, sau în rezervoare moi rezistente la acizi plasate în recipiente metalice. Cantități mici de electrolit pot fi livrate în sticle de sticlă de 20 de litri sau rezervoare de polietilenă de 50 de litri.

9.14. Electrolitul, livrat la fața locului într-un rezervor sau recipient moale, trebuie umplut cu un furtun (furtunuri) din cauciuc rezistent la acizi. Un capăt al furtunului trebuie fixat pe conducta de scurgere a rezervorului (rezervor moale), celălalt trebuie coborât în ​​rezervorul bateriei (Fig. 20).

9.15. Aplicarea tehnologiei industriale descrise în paragrafe. 9.12, 9.13, 9.14, vă permite să reduceți timpul de instalare și să reduceți ponderea muncii manuale pentru lucrătorii bateriei.

Electrolitul este cea mai importantă componentă a bateriilor reîncărcabile. Fără el, munca lor este imposibilă, iar atât parametrii tehnici, cât și durabilitatea bateriilor depind de calitatea și pregătirea corectă.

În zilele noastre este posibil să achiziționați electrolit pentru toate tipurile de baterii, dar uneori este nevoie să-l fabricați singur. Nu este dificil să pregătiți electrolitul pentru o baterie dacă sunt îndeplinite o serie de condiții.

Compoziția electroliților

Un electrolit este o soluție a substanței active în apă distilată. În funcție de tipul de baterie utilizată, substanța activă este:

• acid sulfuric pentru baterii plumb-acid;
• alcalii (sodiu caustic sau potasiu) pentru bateriile alcaline.

În bateriile alcaline, pentru a îndeplini cerințele speciale, electrolitul poate conține adaos de litiu caustic. De asemenea, litiul caustic este principalul în bateriile litiu-ion și litiu-polimer.

Cerințe ale componentelor

Cursul normal al reacțiilor chimice impune cerințe speciale substanțelor electrolitice. Cerința principală este un grad ridicat de puritate a materialelor. Cu cât substanțele chimice folosite pentru prepararea electrolitului sunt mai pure, cu atât eficiența bateriilor și longevitatea acestora sunt mai mari.

Conform cerințelor standardelor, acidul sulfuric al bateriei trebuie să conțină cel puțin 92 - 94% acid sulfuric. Restul de 6-8% este apă. Conținutul de săruri metalice nu este mai mare de miimi de procent.

Atenţie! Alcaliul este produs sub formă uscată și are cerințe similare.

Dacă de obicei nu apar probleme cu substanțele enumerate (responsabilitatea pentru curățenie revine întreprinderilor care produc materiale și organizațiilor comerciale), atunci cu apă lucrurile sunt oarecum mai rele. Mulți pasionați de mașini nu fac diferența între apa obișnuită și apa distilată.

Apa de la robinet este saturată cu soluții de diferite săruri metalice și substanțe organice. Fierberea simplă poate scăpa de o cantitate mică de săruri de duritate, în timp ce substanțele rămase rămân neschimbate. În apa de la robinet, cele mai periculoase pentru baterii sunt sărurile de fier, care se găsesc acolo în concentrații mari.

Substanțele active pentru electrolit trebuie diluate cu apă distilată, care diferă prin faptul că conținutul de sare este minim. În ceea ce privește parametrii săi chimici și fizici, o astfel de apă corespunde practic apei ideale.

Densitatea electroliților

Pentru a umple bateriile se folosesc compoziții cu concentrații precis definite de substanțe constitutive. Pentru a facilita controlul compoziției cantitative, a fost introdus conceptul de densitate. Acest lucru se explică prin faptul că apa distilată are o densitate de 1 g/cm3 și orice aditivi străini măresc această valoare. Acidul sulfuric și alcalii au valori ale greutății specifice mult mai mari, prin urmare, prin măsurarea densității soluției, compoziția electrolitului poate fi ușor determinată. Densitatea se măsoară folosind un dispozitiv simplu și cum se măsoară densitatea, citește .

Cantitatea de substanțe inițiale

Pentru a pregăti un electrolit cu o valoare dată de densitate, trebuie să luați o cantitate strict definită de substanțe inițiale. Tabelul de mai jos prezintă cele mai comune valori ale densității pentru diferite tipuri de electroliți.

Densitate, g/cm3	Cantitatea de apă, l	Cantitatea de acid, l	Cantitatea de alcali, kg	Temperatura de congelare a electrolitului, °C
1,24	0,819	0,242		-45
1.25	0,809	0,253		-50
1.26	0,8	0,263		-55
1.27	0,791	0,274		-60
1.28	0,781	0,285		-65
1,15 – 1.21	3		1	-19 … +35
1.25 – 1.27	2		1	-20 … -40

Pentru a crește temperatura de funcționare admisă în regiunile cu climă caldă sau în întreprinderile cu temperaturi ambientale ridicate, la bateriile alcaline se adaugă litiu caustic în cantitate de 15-20 g. pe litru de electrolit.

Caracteristicile tehnologiei de preparare a electroliților

Când vă pregătiți, rețineți următoarele:

• densitatea acidului și alcalinei este mult mai mare decât densitatea apei;
• reacțiile de amestecare a acidului cu apă și dizolvare alcaline apar cu eliberarea de temperaturi ridicate (până la 80-90°C);
• acizii și alcaliile reacţionează cu majoritatea metalelor.

Din cele de mai sus rezultă că vasele pentru prepararea electrolitului trebuie să fie din material rezistent la substanțe agresive și la temperatură. Sticlăria și ceramica îndeplinesc cel mai bine aceste cerințe. Utilizarea ustensilelor din plastic este posibilă cu condiția ca acestea să nu fie încălzite la temperaturi ridicate. Nu puteți folosi vase de gătit emailate, deoarece dacă există fisuri invizibile în email, electrolitul va fi contaminat cu săruri metalice. Același lucru este valabil și pentru produsele din oțel inoxidabil. Astfel de materiale nu reacționează cu apa, dar producătorii nu garantează neutralitatea acesteia în ceea ce privește substanțele agresive.

Important!Înainte de a face electrolitul, măsurați în prealabil cantitatea necesară de componente.

Prepararea electrolitului acid

Densitatea mare a acidului și capacitatea de a se încălzi atunci când este amestecat cu apă au determinat specificul preparării soluției: acidul trebuie turnat în apă. Dacă faci invers, atunci apa de deasupra se va încălzi până la punctul de fierbere și se va stropi împreună cu picături de acid.

Pentru a reduce încălzirea, este recomandabil să diluați acidul în două etape. În prima etapă, se prepară o soluție cu o densitate de 1,40, iar apoi, după răcire, se face electrolitul cu concentrația necesară. O soluție cu o densitate de 1,40 se numește soluție de corecție. Este folosit pentru a corecta densitatea electrolitului din bateriile care funcționează. După adăugarea acidului în apă, amestecul este amestecat ușor cu o baghetă de sticlă. Electrolitul preparat trebuie lăsat ceva timp (de la jumătate până la o zi) pentru amestecarea sa uniformă și răcirea completă.

Atenţie! Perioada de valabilitate a soluției de acid este nelimitată.

Prepararea electrolitului alcalin

Cantitatea necesară de alcali se toarnă într-o cantitate măsurată de apă și se agită până se dizolvă complet. De asemenea, este necesar să așteptați până când sedimentul se dizolvă complet și temperatura scade la normal.

Soluția alcalină trebuie depozitată într-un recipient închis ermetic, împiedicând pătrunderea aerului. Dioxidul de carbon reacționează ușor cu alcalii pentru a forma carbonați - săruri ale acidului carbonic. Ca urmare, conținutul de substanță activă din soluție scade în timp.

Soluțiile de acid și alcali trebuie să fie transparente sau să aibă o ușoară nuanță gălbuie. Prezența turbidității în soluția decantată indică puritatea scăzută a componentelor originale și nu sunt adecvate pentru utilizare în baterii.

Masuri de securitate

Prepararea electrolitului este periculoasă din cauza utilizării unor substanțe foarte agresive. Soluțiile concentrate de acizi și alcalii pot provoca arsuri cu acid greu de vindecat, iar dacă intră în contact cu ochii, pot cauza orbire.

Înainte de muncă, ar trebui să pregătiți o soluție de neutralizare pentru a spăla orice picături de electrolit care cad accidental pe corp:

• Soluție de bicarbonat de sodiu 1% atunci când lucrați cu acid.
• Oțet de masă pentru a neutraliza alcalii. Oțetul trebuie diluat la jumătate cu apă.

Ar trebui să lucrați cu mănuși de cauciuc și să aveți grijă să purtați ochelari de protecție sau o mască. Dacă electrolitul ajunge pe piele, ar trebui să clătiți bine zona de contact cu o soluție de neutralizare, iar după spălarea ochilor, consultați imediat un medic.

Toate lucrările se desfășoară în aer liber sau într-o zonă bine ventilată. Vaporii acizi eliberați în timpul preparării soluției (mai ales când sunt fierbinți) provoacă iritarea căilor respiratorii superioare, exprimată prin tuse severă și umflarea mucoaselor.

Ca haine acasă, le puteți folosi pe cele care nu vă deranjează, deoarece chiar și după spălarea cu o soluție de neutralizare, o parte din substanța agresivă va rămâne între fibrele țesăturii și lucrurile vor fi deteriorate fără speranță.

Cu siguranță, o parte semnificativă a șoferilor au doar cunoștințe superficiale despre structura bateriei lor, dar uneori vrei cu adevărat să sapi și să afli ce se află înăuntru, cum ar fi să o distrugi în copilărie și să o privești. Nu este nevoie să-l spargem, vom încerca să vă spunem.

În articolele anterioare, ne-am uitat la ce constă o baterie. Pe scurt, este format din electrozi pozitivi și negativi care alternează și separatoare de plastic între ei. Restul spațiului este umplut cu electrolit.

Deci, ce este un electrolit? Nimic complicat, compoziția electrolitului bateriei este o soluție de acid sulfuric și apă distilată. Deci, în ordine.

Acid sulfuric de baterie

Acidul sulfuric este un lichid greu, limpede, uleios. Este foarte solubil în apă și inodor. Procesul de dizolvare a acidului în apă la prepararea electrolitului pentru bateriile cu plumb este însoțit de eliberarea de căldură.

Acidul sulfuric este utilizat în conformitate cu GOST 667-83 grad A sau acid sulfuric de puritate specială în conformitate cu GOST 142b2-78. Conținutul de acid sulfuric monohidrat este standardizat între 92-94%. Densitatea conform GOST – 1,830 g/cm3. Conținutul total de impurități nu este mai mare de 0,03665%, inclusiv mangan - nu mai mult de 0,0001%, fier - 0,012%, arsenic - 0,0001%, clor - 0,0005%, oxizi de azot - 0,0001%.

Apa distilata

Procesul de preparare a electrolitului pentru bateriile cu plumb este imposibil fără apă distilată. Nu este permisă utilizarea apei tehnice, potabile și de râu. Este permisă utilizarea condensului de apă din turbine cu abur cu analiză chimică obligatorie pentru conținutul de fier, care nu trebuie să depășească 0,0004%, și cupru, cu un conținut maxim admis de 0,005%.

Distilatoarele electrice sunt de obicei folosite pentru prepararea apei distilate în laboratoare, stații de baterii, farmacii și instituții medicale.

Distilator model D-1 cu o putere de 4 kW are o capacitate de 5 l/ora, model AD-10 - 10 l/ora. Se pot folosi și distilatoare ale altor modele. Când lucrați cu modele specifice de distilatoare, trebuie să urmați instrucțiunile de utilizare ale acestora.

Este indicat să analizați apa obținută în distilatoare cel puțin o dată la șase luni. Conținutul de substanțe uscate nu trebuie să depășească 5 mg/l, săruri de amoniac și amoniu - nu mai mult de 0,05 mg/l, sulfați - nu mai mult de 0,5 g/l, cloruri - nu mai mult de 0,02 mg/l, calciu - nu mai mult peste 1,0 mg/.

În plus, apa rezultată trebuie testată pentru fier, metale grele și nitrați. Rezultatele sunt rezumate într-o hartă de analiză chimică, pe baza căreia se face o concluzie despre posibilitatea utilizării distilatului pentru prepararea electrolitului.

Apa trebuie să respecte GOST 6709-72.

Costul apei distilate în farmacii și magazine variază de la 10 la 20 de ruble la 1,5 litri.

Electrolitul pentru bateriile cu plumb este o soluție apoasă de acid sulfuric. Se folosesc acid sulfuric și apa distilată cu caracteristicile de mai sus. Pentru umplerea bateriilor staționare noi și a celor nereparabile, precum și pentru completare, se folosește un electrolit cu o densitate de 1,18-1,24 g/cm3.

Dacă se folosește acid sulfuric cu o densitate de 1,83 g/cm3 pentru prepararea electrolitului, se recomandă efectuarea lucrării în două etape. În prima etapă, se prepară un electrolit cu densitate. 1,4 g/cm3. Este necesar să se asigure răcirea acestuia la o temperatură de 20C. În a doua etapă, se prepară un electrolit cu densitatea necesară dintr-un electrolit cu o densitate de 1,4 g/cm3. Într-un proces în două etape, gradul de încălzire al soluției de acid sulfuric va fi semnificativ mai mic.

Trebuie să pregătiți electrolitul într-un recipient curat de ebonită, faianță sau plastic special. Dintre vasele metalice, numai plumbul poate fi folosit. Utilizarea sticlei este strict interzisă din cauza posibilității de distrugere din cauza șocului termic.

Mai întâi, o cantitate măsurată de apă distilată este turnată în recipient, apoi volumul calculat de acid sulfuric este turnat într-un flux subțire, în timp ce se amestecă cu o tijă de sticlă sau cauciuc dur. Este mai bine să adăugați acid în porții separate.

Următoarea regulă trebuie respectată cu strictețe: turnați acid în apă și nu invers. Se datorează faptului că, dacă turnați apă în acid, apa se încălzește instantaneu, fierbe și stropește, purtând cu ea picături de acid fierbinte, a căror cădere pe piele provoacă arsuri. De aceea toate lucrările trebuie făcute în cizme de cauciuc, salopete de pânză și mănuși de cauciuc. De asemenea, puteți purta un șorț de cauciuc și asigurați-vă că purtați ochelari de protecție.

Pentru a prepara un electrolit cu o densitate de 1,4 g/cm3 la 1 litru de soluție, mai jos oferim un tabel cu ce proporții de acid sulfuric și apă distilată trebuie menținute.

Tabelele raportului dintre acid sulfuric și apă distilată

tabelul 1

Pentru un electrolit cu o densitate de 1,4 g/cm3, trebuie să mențineți proporțiile din cel de-al doilea tabel.

masa 2

Pentru a prepara un electrolit cu o densitate de 1,83 g/cm3, utilizați cel de-al treilea tabel.

Tabelul 3

La măsurarea densității, se folosesc hidrometre cu un interval de măsurare de 1,1-1,4 g/cm3 și o valoare a diviziunii nu mai mare de 0,005 g/cm3 și, deoarece densitatea depinde de temperatură, termometre cu un domeniu de măsurare de 0÷50C și o valoare a diviziunii. din 1C. Termometrele nu trebuie să aibă rame din lemn sau metal. Nu există hidrometre cu limite de măsurare și precizie specificate, așa că se folosește un set cu domenii de măsurare mai înguste.

După cum sa menționat mai sus, procesul de preparare a electrolitului generează căldură. În acest caz, măsurarea densității electrolitului încălzit nu va fi corectă; în consecință, trebuie făcută o corecție în timpul măsurării, dar este mai bine să așteptați până când temperatura ajunge la 20C.

Gradientul de temperatură al densității este de 0,0007 g/cm3 per 1C. Când temperatura electrolitului este mai mare decât cea dată, în acest caz 20C, corecția calculată se adaugă la valoarea densității măsurate. De exemplu: temperatura reală este de 30C, diferența față de 20C dată este de 10C. Gradient 0,0007 x 10 = 0,07 g/cm3. La valoarea măsurată a densității adăugăm o corecție egală cu 0,007 g/cm3.

Când temperatura reală este de 10C, diferența cu temperatura dată este, de asemenea, de 10C. Înmulțim gradientul egal cu 0,0007 g/cm3 cu 10, obținând o corecție de 0,007 g/cm3, dar în acest caz corecția se scade din valoarea densității măsurată la o temperatură de 10C.

Trebuie amintit că turnarea electrolitului cu o temperatură peste 25C în baterii este inacceptabilă.

Proprietățile fizice ale electrolitului de acid sulfuric

Există un alt factor fizic de care trebuie luat în considerare, mai ales atunci când se prepară volume mari dintr-o soluție de acid sulfuric și apă distilată. Acesta este faptul că atunci când amestecați volume egale de acid sulfuric și apă, după răcirea unei astfel de soluții, volumul acesteia va fi mai mic decât suma volumelor inițiale. Pentru a ține cont de acest factor, trebuie să consultați cel de-al patrulea tabel, care arată valorile de reducere a volumului pentru soluțiile de acid sulfuric de diferite densități.

Tabelul 4 Reducerea volumului soluției

Viscozitate

Vâscozitatea este o proprietate a electrolitului care afectează cel mai semnificativ performanța unei baterii plumb-acid. Procesele electrochimice care au loc în timpul funcționării bateriei sunt de natură difuziune. Viteza de difuzie depinde în principal de vâscozitatea electrolitului. Rata de difuzie este cea care determină fluxul de electrolit la suprafață și în porii electrozilor în timpul descărcării, mai ales când se setează moduri de descărcare dure (minut, oră).

Cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât difuzia este mai lentă. Cand temperatura scade cu 25C, vascozitatea electrolitului creste de 2 ori, iar la o temperatura de -50C creste de aproape 30 de ori fata de vascozitatea la temperatura normala. Pe măsură ce vâscozitatea crește, capacitatea scade. Acesta este motivul pentru care performanța bateriilor plumb-acid se deteriorează la temperaturi scăzute. Această circumstanță trebuie luată în considerare la instalarea bateriilor sigilate cu electrolit gel (îngroșat).

Rezistivitate electrolitică

Rezistența unui electrolit care ocupă un volum limitat de o lungime de 1 cm și o secțiune transversală de 1 cm3 se calculează prin formula:

unde r este rezistivitatea Ohm cm;

L- lungime, cm.

S - sectiune transversala cm2.

Rezistența se modifică odată cu modificările concentrației și temperaturii electrolitului.

Pentru a avea o rezistență internă minimă a bateriei, este indicat să folosiți un electrolit cu cea mai mică rezistivitate.

Valorile rezistivității sunt date în tabelul 5.

Tabelul 5. Rezistivitățile electroliților

Rezistența specifică a electrolitului crește odată cu scăderea temperaturii, cel mai semnificativ la o temperatură de 0C.

Punctul de îngheț al electrolitului este important deoarece pe măsură ce bateria se descarcă, densitatea acestuia și, în consecință, punctul de îngheț scade. La congelare, volumul electrolitului crește, ceea ce duce la distrugerea vasului și a electrozilor bateriei. Electrolitul cu o densitate de 1,29 g/cm3 are cel mai mic punct de îngheț. Bateriile de pornire folosite în condiții grele au un electrolit cu o densitate de 1,26-1,30 g/cm3, care nu măsoară la cele mai scăzute temperaturi posibile.

Pentru a determina temperaturile de îngheț ale electroliților de diferite densități, utilizați Tabelul 6.

Tabelul 6. Punctul de îngheț al electroliților

Electroliți alcalini

În mod obișnuit, potasiul caustic și litiu caustic sunt folosite pentru a pregăti electrolitul pentru bateriile alcaline.

Potasiul caustic (KOH) este o substanță cristalină albă solidă, foarte solubilă în apă. Când potasiul caustic se dizolvă în apă, căldura este eliberată. Conform GOST 9285-59, potasiul caustic tehnic este produs în trei grade: cel mai mare, A și B. Conținutul de potasiu caustic în cel mai înalt grad este de cel puțin 96%, în gradul A - 92% și în gradul B - 88% . În plus, se produce potasiu caustic reactiv (GOST 4203-435), care conține mai puține impurități decât potasiul caustic tehnic.

Dacă electrolitul este preparat din potasiu caustic și litiu caustic, atunci mai întâi dizolvați potasiul caustic și apoi adăugați litiu caustic la o rată de 10-20 g per 1 litru de electrolit. Pentru ca acesta să se răcească după diluare, precum și pentru sedimentarea impurităților, este necesar să se lase în recipient timp de 15-20 de ore, închizându-l ermetic cu un capac.

După acest timp, soluția limpezită este turnată cu grijă într-un recipient curat, apoi densitatea este verificată cu un hidrometru și, dacă este necesar, ajustată la normal prin adăugarea de apă, alcali sau un electrolit concentrat gata preparat.

Densitatea electrolitului recomandată este stabilită de producătorul bateriilor cadmiu-nichel și fier-nichel. Dacă nu există recomandări stricte în documentație, atunci se folosește un electrolit cu o densitate de 1,19-1,21 g/cm3 la 15C și un conținut de 10-20 g/l de litiu caustic. O soluție cu acești parametri este utilizată atunci când se funcționează bateria la temperaturi nu mai mici de -20C. Dacă temperatura este mai mică, atunci este necesar un electrolit cu o densitate de 1,25-1,27 g / cm3 fără litiu caustic.

Pentru a restaura bateriile vechi alcaline cadmiu-nichel și fier-nichel, se folosește un electrolit de potasiu-litiu cu o densitate de 1,255-1,279 g/cm3 cu adăugarea a 69 g de litiu caustic la 1 litru de electrolit. Pentru a pregăti electroliți cu densitatea necesară, trebuie să urmați Tabelul 7.

Tabelul 7. Densitatea electroliților alcalini

Prepararea electroliților alcalini pentru bateriile fier-nichel și cadmiu-nichel

În concluzie, putem afirma că epoca de a face singur electrolit în garaje a ajuns deja la sfârșit. Puteți cumpăra unul gata făcut la orice magazin de automobile și nu vă expuneți în pericol atunci când lucrați cu substanțe chimice, cum ar fi acidul sulfuric.

Detalii despre ce fel de acid este în bateria mașinii și de ce este necesar

Mulți pasionați de mașini își pun întrebarea ce fel de acid este în bateria mașinii. Din ignoranță se fac diverse presupuneri incorecte. Unii spun că conține acid clorhidric. Unii oameni cred că există apă acolo. Este timpul să clarificăm această problemă. Bateria plumb-acid a unei mașini este plină cu acid sulfuric. Pentru a fi foarte precis, se toarnă o soluție de acid sulfuric în apă distilată. Această soluție se numește electrolit.

În general, alcalii pot fi folosite ca electrolit în unele tipuri de baterii auto. De exemplu, baterii de tip nichel-cadmiu sau nichel-fier. Există, de asemenea, un grup de AGM și GEL, unde electrolitul este într-o stare legată. Dar aceasta este aceeași soluție de acid sulfuric. Pur și simplu este fie pus într-o stare de gel folosind aditivi (GEL), fie fibră de sticlă este impregnată cu ea (AGM). Cele mai comune astăzi sunt bateriile auto cu plumb-acid cu electrolit lichid. Prin urmare, vom vorbi în special despre o soluție apoasă de acid sulfuric destinată turnării în baterie.

Acidul sulfuric este utilizat într-o varietate de sectoare ale economiei naționale. De exemplu, este folosit pentru curățarea suprafeței metalice înainte de acoperire; este folosit la prepararea diverșilor coloranți sintetici. În plus, acidul sulfuric este solicitat în producția de îngrășăminte, explozivi, industria farmaceutică și rafinarea petrolului.

Acidul sulfuric este utilizat pe scară largă în producția de baterii plumb-acid pentru mașini. Concentrația de acid în electrolit este de 30-35 la sută (greutate). Restul este apă distilată. Nu puteți folosi apă obișnuită de la robinet deoarece conține săruri de diferite metale. Dacă intră în bateria unei mașini, aceasta își va scurta semnificativ durata de viață.

În sfera casnică este suficientă o concentrație de H 2 SO 4 de 30 la sută, dar în sfera industrială se folosește adesea acid sulfuric cu o concentrație mai mare. Acidul sulfuric concentrat este produs în două etape. În prima etapă, concentrația este adusă la 70 la sută, apoi crește la 98 la sută. Acidul sulfuric cu această concentrație este cel mai potrivit pentru depozitarea ulterioară. Este posibil să se obțină o concentrație de 99 la sută, dar ulterior din cauza pierderii de SO 3 scade la 98,3 la sută.

Există principalele clase de acid sulfuric, care sunt enumerate mai jos:

• Turn sau nitros. Concentrație 75 la sută. Densitatea acestui soi este de 1,67 g/cm3. Acest soi și-a primit numele datorită metodei de producție în turnuri căptușite folosind metoda nitroasă. Gazul de prăjire cu dioxid de sulf (SO 2 ) este tratat cu nitroză (H 2 SO 4 cu adaos de oxizi de azot). Reacția chimică produce oxizi de azot și acid. În acest caz, oxizii circulă constant în ciclul de producție;
• A lua legatura. Concentrație de la 92,5 la 98 la sută. Densitatea soiului este de 1,837 g/cm 3 . Acest grad este, de asemenea, produs din gaz de prăjire, care conține dioxid de SO2. În timpul reacţiei, acesta este oxidat la S03 la contactul cu un catalizator solid de vanadiu;
• Soiul Oleum. Concentrație 104,5 la sută. Densitatea este de 1,897 g/cm3. Varietatea este o soluție de SO 3 în acid sulfuric (H 2 SO 4). Raportul dintre S03 este 20 la sută, H2S04 este 104,5 la sută;
• Procent mare de oleum. Concentrația este de 114,6 la sută, iar densitatea este de 2,002 g/cm3;
• Reîncărcabil. Concentrația este de la 92 la 94 la sută, iar densitatea este de 1,835 g/cm3.

Procese care au loc în baterie cu participarea electrolitului

Funcționarea bateriei auto cu plumb-acid se bazează pe procese electrochimice care au loc cu participarea unui electrolit. O baterie de mașină constă din plăci pozitive și negative scufundate într-o soluție apoasă de acid sulfuric. Plăcile pozitive și negative au grile conductoare din plumb cu diverși aditivi în funcție de tipul bateriei.

Grilele electrozilor pozitivi sunt acoperite cu dioxid de plumb maro-roșcat (PbO2). Electrozii negativi conțin pulbere de plumb cenușiu (Pb). Caracteristicile electrice ale bateriei depind direct de densitatea electrolitului. Pentru a înțelege scopul electrolitului, trebuie să luați în considerare principalele procese care au loc într-o baterie de mașină.

Când o baterie este descărcată la electrodul pozitiv (anod), are loc următoarea reacție:

PbO 2 + SO 4 2− + 4H + + 2e − -> PbSO 4 + 2H 2 O

Următorul proces are loc pe electrodul negativ (catod):

Pb + SO 4 2− − 2e − ->PbSO 4

La încărcarea bateriei, aceste reacții au loc în direcția opusă.

Electrolitul dintr-o baterie de mașină cu plumb-acid are densități diferite în funcție de starea de încărcare a bateriei. După cum sa menționat mai sus, acidul concentrat de calitate bateriei are o densitate de 1,835 g/cm3. Densitatea electrolitului pe o baterie încărcată este în intervalul 1,127─1,300 g/cm 3 . Când o baterie de mașină este descărcată ca urmare a unei reacții electrochimice, acidul sulfuric este consumat din electrolit și densitatea acestuia scade. În timp ce curentul de descărcare trece prin baterie, acidul din apropierea electrozilor este consumat ca urmare a reacției descrise mai sus. Există difuzie de H 2 SO 4 de la volum la electrozi. Astfel, tensiunea este menținută la bornele bateriei.

La începutul descărcării, procesul de difuzie a acidului în electrozi. Acest lucru se explică prin faptul că porii din masa activă a electrozilor nu sunt încă înfundați cu sulfat. Pe măsură ce se formează un strat de sulfat pe ele și înfundă porii, procesul de difuzie încetinește. În teorie, procesul de descărcare poate continua până când electrolitul se transformă în apă. Dar în practică, descărcarea continuă până când densitatea scade la 1,15 g/cm 3 . În momentul în care densitatea scade la 1,15 g/cm3, se eliberează atât de mult sulfat de plumb încât este suficient să înfunde masa activă a plăcilor. Densitatea electrolitului poate fi utilizată pentru a aprecia gradul de încărcare a bateriei. Pentru a face acest lucru, puteți folosi tabelul de mai jos.

			Nivel de încărcare a bateriei, %
Densitatea electrolitului, g/cm. cub (+15 grade Celsius)	Tensiune, V (fără sarcină)	Tensiune, V (cu sarcina 100 A)	Nivel de încărcare a bateriei, %	Temperatura de congelare a electrolitului, gr. Celsius
1,11	11,7	8,4	0	-7
1,12	11,76	8,54	6	-8
1,13	11,82	8,68	12,56	-9
1,14	11,88	8,84	19	-11
1,15	11,94	9	25	-13
1,16	12	9,14	31	-14
1,17	12,06	9,3	37,5	-16
1,18	12,12	9,46	44	-18
1,19	12,18	9,6	50	-24
1,2	12,24	9,74	56	-27
1,21	12,3	9,9	62,5	-32
1,22	12,36	10,06	69	-37
1,23	12,42	10,2	75	-42
1,24	12,48	10,34	81	-46
1,25	12,54	10,5	87,5	-50
1,26	12,6	10,66	94	-55
1,27	12,66	10,8	100	-60

O celulă de baterie de mașină complet încărcată produce o tensiune de 2,5-2,7 volți fără sarcină la bornele. La conectarea unei sarcini, tensiunea scade la 2,1 volți în câteva minute. În acest timp, un strat de PbSO4 are timp să se formeze pe suprafața electrozilor negativi. Adică, tensiunea unui element de pe bateria conectată la mașină este de aproximativ 2,15 volți.

Dacă descărcați o baterie de mașină cu un curent mic (10% din capacitatea nominală), atunci după o oră de descărcare tensiunea celulei scade la 2 volți. Acest lucru se datorează faptului că în acest moment se formează rapid o cantitate mare de PbSO 4, care înfundă porii masei active. Ca urmare, rezistența internă a elementelor bateriei crește și concentrația de electrolit scade. După ceva timp, procesul de descărcare continuă direct (vezi graficul).

Această linie dreaptă corespunde echilibrului dintre densitatea electrolitului din apropierea electrozilor și din restul volumului. Treptat, acidul curge din volum către electrozi și reacționează cu eliberarea de sulfat de plumb. Densitatea electrolitului scade treptat, iar tensiunea scade mai lent decât în ​​stadiul inițial. Și în etapa finală, când masa activă este blocată de sulfatul de plumb rezultat, reacția încetinește și tensiunea scade rapid.