Плотность электролита заряженной аккумуляторной батареи

Анализ электролита из аккумулятора и замер его плотности помогает владельцу автомобиля судить о его химическом состоаянии. Плотность кислотосодержащей жидкости внутри банок АКБ зависит от очень многих факторов, поэтому важно уметь правильно определять значение этого параметра в зависимости от условий эксплуатации автомобиля.

Что такое плотность электролита

Плотностью любого физического тела или жидкости считается, как отношение массы вещества к занимаемому объёму. Этот параметр для жидкости, заливаемый в банки свинцового аккумулятора, выражается в граммах на кубический сантиметр.

Определить плотность вещества визуально не представляется возможным поэтому для измерения этого параметра используют специальное устройство.

Чем можно померить плотность электролита

Замерить концентрацию электролита можно с помощью медицинского шприца объёмом 10 см3 и точных цифровых весов. Работа выполняется следующим образом:

1. Пустой шприц без иглы кладётся на весы и показания измерительного прибора записываются в блокнот.
2. На шприц одевается тонкая резиновая трубка, которая опускается в одну из банок аккумулятора.
3. В шприц набирается ровно 10 мл кислотосодержащей жидкости.
4. Шприц, без резиновой трубки, кладётся на весы и результат измерения снова записывается.
5. Производятся несложные арифметические вычисления:
6. Из массы шприца с электролитом вычитается масса пустого медицинского изделия.
7. Получившееся значение делится на 10.

В результате получится точное значение плотности в одной банке. Таким образом нужно измерить этот показатель во всех банках.

Каждый раз осуществлять измерение таким образом невыгодно ни по затраченному времени, ни по удобству выполнения процедуры. Намного удобнее и проще произвести измерение плотности кислотосодержащей жидкости аккумулятора с помощью ареометра.

Он состоит из специальной колбы с находящимся внутри поплавком. Внутренняя деталь поплавка имеет свинцовую огрузку поэтому при закачивании в ёмкость жидкости, эта деталь устанавливается строго в вертикальном положении. На поверхности поплавка имеется градуированная шкала, по которой можно узнать точное значение плотности электролита аккумулятора.

Почему может повыситься или понизиться плотность электролита

Изменение концентрации электролита может произойти по следующим причинам:

1. При изменении уровня заряженности батареи (прямая корреляция).
2. При негерметичном корпусе аккумулятора. Если в нем есть трещины или пробки плохо прикручены, то будет уходить жидкость и при доливке дистиллированной воды плотность будет снижаться.
3. Добавление электролита вместо дистиллированной воды, при испарении жидкости в летнее время (увеличение плотности).
4. Неправильно приготовленный электролит. Наиболее часто такая ситуация может возникнуть при самостоятельном добавлении кислоты в воду.
5. Интенсивное испарение воды из банок в летний период.

Как правило, установить причину изменения концентрации электролита в домашних условиях не составляет большого труда, но чтобы правильно определить величину такого отклонения, необходимо знать, какое значение является эталонным.

Какая плотность электролита в аккумуляторе должна быть

Технические требования по плотности электролита могут существенно отличаться для кислотных аккумуляторов, эксплуатируемых в различных климатических условиях.

Какая должна быть плотность электролита зимой

Необходимость в поддержании концентрации серной кислоты в электролите на более высоком уровне обусловлено опасностью замерзания жидкости при низких температурах воздуха. Полностью заряженный аккумулятор должен обладать плотностью смеси 1,27 – 1,28 г/см3. Тогда он легко переносит морозы до минус 70 градусов.

При падении плотности до 1,20 г/см3 жидкость гарантированно превратиться в лёд уже при температуре минус 30 градусов. В результате кристаллизации, жидкость значительно увеличивается в объёме, поэтому при эксплуатации машины в зимний период необходимо тщательно следить за тем, чтобы аккумулятор был полностью заряжен. Невыполнение этого требования приведёт к разрушению внутренних пластин устройства, что станет причиной полной неработоспособности аккумуляторной батареи.

Плотность электролита (г/см3)	Степень заряженности (%)	Замерзание электролита (С)
1,27	100	-60
1,26	94	-55
1,25	87,5	-50
1,24	81	-46
1,23	75	-42
1,22	69	-37
1,21	62,5	-32
1,2	56	-27
1,19	50	-24
1,18	44	-18
1,17	37,5	-16
1,16	31	-14
1,15	25	-13
1,14	19	-11
1,13	12,56	-9
1,12	6	-8
1,11	0,0	-7

Какая должна быть плотность электролита летом

Летом исключается вероятность образования льда внутри банок аккумулятора, но в обслуживаемых аккумуляторных батареях плотность может произвольно повышаться за счёт испарения воды.

Эксплуатация АКБ с повышенной концентрацией электролита приводит к существенному снижению эксплуатационного срока батареи, вследствие более агрессивного воздействия кислотосодержащей жидкости на сепараторы. Чтобы избежать подобных негативных последствий, в обслуживаемых моделях, следует производить регулярный контроль уровня электролита в летний период и при необходимости разбавлять смесь дистиллированной водой.

Как проверить плотность аккумулятора

Если плотность электролита необходимо замерять регулярно, то без ареометра не обойтись. Осуществляется процедура замера следующим образом:

1. Выкручиваются пробки аккумуляторной батареи.
2. Узкая часть вводится в банку.
3. Груша, находящаяся в верхней части прибора, сжимается. Затем необходимо отпустить резиновую верхнюю часть, чтобы образовавшееся отрицательное давление способствовало наполнению резервуара измерительного прибора кислотосодержащей жидкостью.

Определяется концентрация электролита по его уровню на градуированной шкале поплавка. Таким несложным методом производится измерение в каждой банке аккумуляторной батареи.

Как измерить плотность в необслуживаемом аккумуляторе

Необслуживаемые аккумуляторы не имеют в своей конструкции закрываемых технологических отверстий. Это означает, что производителем не была предусмотрена возможность самостоятельного измерения плотности электролита в течение всего срока службы АКБ.

Для умельцев такая особенность конструкции необслуживаемого аккумулятора не является непреодолимой преградой на пути улучшения состояния устройства, в работе которого наблюдаются значительные отклонения от нормы. Они превращают необслуживаемую модель аккумулятора в обслуживаемую при помощи дрели, которым в середине каждой банки делаются отверстия значительные отверстия.

В отверстиях метчиком нарезается резьба, а для изготовления пробки используется пластиковый прут подходящего диметра, на котором с помощью плашки делается определённого диаметра и шага резьба. Получившуюся пластиковую шпильку разрезают на 6 отрезков длинной по 3 – 4 см. Самодельные пробки вкручиваются в сделанные ранее отверстия и далее батарея эксплуатируется как обслуживаемая.

Есть другой популярные метод. Скраю, в крышке просвердивают 6 маленьких отверстий, через которые можно будет получить полноценный доступ к жидкости в каждой банке аккумулятора.

Замерив электролит таким образом, герметичность элемента питания можно восстановить при помощи силиконового герметика. Чтобы при проведении герметизации вещество не попало внутрь аккумулятора, рекомендуется с помощью самодельного проволочного крючка попытаться выпрямить часть пластмассы, которая была продавлена в процессе изготовления отверстия.

При механическом повреждении корпуса аккумулятор слетает с гарантией, и в случае допущения ошибки она может выйти из строя. Мусор провалившийся в банки также может снизить продолжительность жизни батареи.

Как поднять плотность в аккумуляторе

Падает плотность электролита, обычно, при добавлении дистиллированной воды в аккумуляторную батарею, имеющую негерметичный корпус. В этом случае обычно наблюдается разная концентрация в банках. Если плотность в аккумуляторе невозможно выровнять во всех банках до приемлемого значения зарядным устройством, то производят замещения части кислотосодержащей жидкости свежим заводским электролитом. Корректировка плотности электролита выполняется в такой последовательности:

1. Из проблемной банки с помощью груши удаляется максимально возможное количество электролита.
2. В банку заливается свежая кислотосодержащая смесь.

Если в результате подобных действий в банках не происходит достаточного увеличения плотности, то процедуру следует повторить.

Как понизить плотность АКБ

Работа аккумулятора с повышенной плотностью электролита может негативно отразиться на его работоспособности, поэтому при наличии в банке электролита, концентрация которого выше 1,28 проводят процедуру позволяющую снизить концентрацию серной кислоты.

Процесс понижения плотности производится таким же образом, как и при выполнении процедуры повышения концентрации раствора, но вместо электролита в аккумулятор добавляется дистиллированная вода. То есть, вначале из проблемной банки удаляется часть электролита, а затем объём восполняется химически чистой водой.

Measuring the density of electrolyte in combination with measuring the voltage under load and without allows you to quickly identify the cause of the malfunction in the battery. At low density — this can be a defect in any cell, a deep discharge or an open circuit inside the battery. Density is measured by a special device — a hydrometer (densimeter).

As the electrolyte in batteries, a solution of sulfuric acid is used whose density is measured in g / cm3. In general, the density depends on the concentration of the sulfuric acid solution — the greater the concentration of the solution, the greater the density. However, it also depends on the temperature of the solution and on the degree of charge of the battery — when discharged, some of the sulfuric acid "leaves" in the plates, the density decreases.

Therefore, density measurement is usually done at 25 ° C and a fully charged battery. The density of the electrolyte in a new fully charged battery should be 1.28 ± 0.01 g / cm3 for the Middle band. But it can vary depending on the climatic zone.

Linearly decreasing, as the battery discharges, it is 1.20 ± 0.01 g / cm3 for batteries, the degree of charging of which has decreased to 50%. A fully discharged battery has an electrolyte density of 1.10 ± 0.01 g / cm3.

If the density value in all banks of the battery is the same (± 0.01 g / cm3), this indicates the degree of charge of the battery and the absence of internal closures. If there is an internal short circuit, the density of the electrolyte in the defective cell will be much lower (by 0.10-0.15 g / cm3) than in the remaining cells.
A low density in one of the cells indicates a defect in it (short circuit between the plates in the block). The same low density in all cells is associated with a deep discharge of the entire battery, its sulphation or obsolescence.
All bathed batteries during charging and operation lose some of the water. This reduces the level of liquid above the plates and increases the acid concentration in the electrolyte. Operation of a battery with a low electrolyte level adversely affects the battery life. Therefore, before checking the density of the electrolyte, you need to check its level in the battery banks. It is considered normal for the electrolyte level to be 10-15 mm above the upper edge of the plates (separators).

There are three main types of batteries:

Sour / Sb is an ordinary "classical" lead battery with additives to antimony plates, they are subject to the greatest self-discharge and boiling of water from the electrolyte solution, but are not afraid of deep discharges, they are easy to charge even at low density of electrolyte.
Calcium (Ca / Ca) plates are calcium-doped, they practically do not require monitoring the level and density of the electrolyte, are vibration-proof, insured against prolonged recharging up to 14.8 V, tolerate voltage fluctuations in the on-board network, have a low self-discharge, a longer service life. However, they have one drawback — they are unstable to deep discharges. The fact is that with prolonged deep discharge their positive plates are covered with calcium sulphate, which blocks electrochemical reactions. This process, unlike the formation of lead sulfate in low-antimony batteries, is irreversible. If the calcium battery is discharged below 11.5 V, then it will not restore the original capacitance, at a discharge below 10.8 V it will lose up to 50% of its capacity. Two or three of these categories — and the battery will have to be thrown away. Also, due to the fact that the plates in these batteries are packed in tight bags, the density of the electrolyte is uneven — heavier sulfuric acid accumulates at the bottom of the cans, and over the plates is a more "light" electrolyte. Because of this, the hydrometer will show an inadequately low density with normal charge.
Such batteries are well suited for those who travel a lot over long distances, who need a shake-resistant battery, well tolerating permanent recharges en route.
Hybrid (Sb / Ca) — are the golden mean. They are quite resistant to deep discharges, and are much less prone to boiling and self-discharge compared to low antimony.

On the example of a calcium battery with a capacity of 60 Ah, we will try to find out the density of the electrolyte and its serviceability. First, check the voltage on the battery terminals with the multimeter to find out the degree of its charge. This check is carried out 6-8 hours after the engine is switched off or the charger is disconnected. In our case, the car stood for about 4 days under the alarm — the voltage is 12 V, which tells us that the battery is almost completely discharged.

Now let’s test selectively the density of electrolyte in two banks — it is 1.23 g / cm3 at an ambient temperature of 0 ° C, so make a correction in the hydrometer readings, bringing them to 25 ° C: 1.23-0.02 = 1.21 g / cm3 — it also tells us that the battery needs urgent recharging.

We remove the battery and transfer it to a warm room for recharging.

For calcium batteries, the old "grandfather" charging methods used for low-fouled batteries with a charging / discharging control cycle and "boiling" are fatal, and some automatic chargers are ineffective.
Nowadays in most of these devices a combined charging method is used, when in the charging process the current decreases with time, and the voltage, on the contrary, increases. This is due to the fact that the EMF of the battery pack is aimed specifically at the voltage, accordingly, when it is increased, it is necessary to increase the voltage. But the current decreases due to the increasing resistance of the battery.
For modern batteries, the installation charge is recommended at 10% of the nominal capacity of 14.4 V and the charging time is not less than 24 hours. However, a short-term voltage rise up to 16.5 V at the end of the charging cycle is permissible.
The battery is considered to be fully charged when the current and voltage remain unchanged for 1-2 hours during the charge. The current should fall almost to zero, and the incoming voltage can rise to 16.5 V, depending on the device.
If you often start the engine, move a short distance, and the car stays idle for a long time, then for such a battery you need a monthly scheduled battery charge by a specialized charger, suitable for calcium batteries.

After the electrolyte has warmed to 20-25 ° C, we again measure the voltage and density. Now the multimeter shows a voltage of 12.45 V, and the density in the banks is from 1.22 to 1.24 g / cm3, which still indicates undercharging of the battery.

Жидкость, которая обеспечивает работоспособность аккумуляторов называется электролитом. От температуры и объема этой жидкости в отсеках АКБ зависит, как будут происходить электрохимические реакции и работа всей батареи. Поскольку от температуры зависят физико-химические процессы, в разное время года электролит батареи должен иметь разную плотность.

Что такое электролит

Электролит — это жидкое вещество, состоящее из серной кислоты (H2SO4) и дистиллированной воды, проводящее электрический ток из-за диссоциации (распад) на ионы. Автомобильными кислотными аккумуляторами называются такие, в которых залита кислота — электролит. Обслуживаемые АКБ позволяют регулировать плотность электролита, что очень важно для климата с большой разницей в течение года.

Характеристики электролита

Не многие знают, что за кислота в аккумуляторах, как она называется. Ответ: концентрированная серная кислота. Это основной компонент электролита. Второй компонент — дистиллированная вода (очищенная, не содержащая примесей).

Плотность кислоты должна быть не выше 1,84 грамм/милилитр, это максимальный порог. Чтобы уменьшить плотность до специально заданных величин, добавляется дистиллированная вода.

Аккумуляторные батареи заправляют специально очищенной от всяких примесей серной кислотой и водой. Есть Государственный стандарт ГОСТ 667-73 о том, каких требований должна быть кислота для АКБ.

Какие пределы плотности электролита для аккумуляторов

Плотность должна быть в пределах 1,07 — 3,0 г/мл. Если разбавить серную кислоту до такой рабочей величины плотности (1,07-3 г/мл), то концентрация H2SO4 будет 27-40 %.

Как проверять электролит

Рекомендуется проверять электролит в автомобильном аккумуляторы 2 раза в года: когда начало холодать и когда стало тепло.

Инструменты для проверки:

• ареометр — специальный прибор для измерения плотности любых видов жидкостей (продается везде);
• стеклянная трубка с внутренним диаметром от 5 до 7 мм. Если нет трубки, то можно обойтись без нее, но с использованием чистого листа бумаги.

Порядок проверки в обслуживаемых АКБ:

1. Отсоединить АКБ.
2. Выкрутить пробки.
3. Опустить рабочую часть ареометра в электролит одной из секций.
4. Манипуляциями с грушей на ареометре всасываем электролит в прибор до тех пор, чтобы поплавок поднялся и начал плавать не задевая стенок прибора.
5. Реальная плотность будет показываться на шкале в том месте, где электролит и стержень будут касаться друг друга.
6. Записать на бумагу полученные данные.

Такие измерения надо сделать для всех банок аккумулятора.

Плотности в разных секциях одного аккумулятора должны быть почти одинаковыми. Разница между ними должна быть в пределах от 0,2 до 0,3 грамм/милилитр.

При высоком уровне заряда аккумуляторной батареи, температура замерзания жидкости будет ниже, показатели плотности электролита чуть выше, чем при «севшем» АКБ. Поэтому, если плотность электролита немного не дотягивает до нужной величины, то знайте, что когда хорошо зарядите АКБ, плотность чуть-чуть увеличится.

Еще одно важное правило: следить за объемом электролита. Уровень жидкости может быть ниже верха пластин не более 15 мм.

Для измерения количества жидкости в емкостях, надо установить аккумулятор на ровную поверхность. Опустить стеклянную трубку в жидкость до верха свинцовых пластин, закрыть верхний конец трубки, поднять ее и измерить линейкой, сколько миллиметров электролита было над свинцовыми пластинами. При необходимости залить дистиллят по чуть-чуть. Таким способом проверить уровень во всех секциях. Уровень жидкости должен быть на 10-15 мм выше верха пластин.

Важно! Нельзя заливать электролит в АКБ для поднятия уровня жидкости. Это испортит аккумулятор. Надо заливать дистиллированную воду.

Если нет трубки, то уровень жидкости в аккумуляторе измеряют чистой бумагой, завернутой в трубочку. Проводим такие же действия, как и с трубкой, однако следует учитывать погрешность — бумага намокнет выше реального уровня.

Не будут приводить таблицу показателей плотности для каждых температур. Для российского климата плотность должна быть 1,28 г/мл.

Если плотность электролита дойдет до 1,1 г/мл, то уже при -6 градусов, жидкость начнет затвердевать, образовывать кристаллы. Водители крайнего севера перевозят аккумуляторные батареи в тепле или в специальном термоконтейнере.

Как подготовить элекролит

В продаже имеются уже заправленные нужной плотности электролитом и заряженные аккумуляторы, а также есть сухозаряженные аккумуляторы. В сухозаряженные АКБ надо залить электролит.

Для приготовления электролита своими руками, потребуются:

1. Дистиллированная вода.
2. Воронка.
3. Серная кислота (H2SO4). Желательно, чтобы плотность чистой кислоты была 1,4 г/см 3 . В крайнем случаем можно использовать кислоту плотностью 1,84 г/см3.
4. Емкость со шкалой.
5. Трубка для перемешивания жидкости. Нужна трубка из нейтральных к кислоте материалов: эбонит, керамика, стекло).
6. Средства индивидуальной защиты (СИЗ): резиновые перчатки, очки, спецовка с длинными руками, сапоги.

Правила техники безопасности при изготовлении раствора

1. Внимание! Запрещается лить воду в кислоту. От этого начинают лететь брызги и можно получить ожоги.
2. Разрешается лить кислоту в воду, но тонкой струей.
3. При доливании, следует перемешивать жидкость.
4. После перемешивания полученного раствора, требуется измерить плотность ареометром.

Сколько жидкости в аккумуляторе

В зависимости от мощности и объема АКБ, объем жидкости в них находится в таком диапазоне: 2,6-3,7 литров. Если после заправки аккумулятора, жидкость осталась, ее надо нейтрализовать пищевой содой и вылить.

Таблица: сколько нужно воды и серной кислоты для достижения разных величин плотностей.

Заправка электролита

Приготовленный раствор следует заливать в аккумулятор через воронку из нейтрального материала.

Заливаем жидкость поочередно в секции АКБ. Делаем одинаковый уровень во всех банках. Уровень должен быть от 1 до 1,5 см выше пластин. 2-3 часа не трогаем аккумулятор. Плотность незначительно может уменьшиться при выстаивании.

Далее следует зарядить автомобильный АКБ до рабочих параметров. Для правильной зарядки заправленного аккумулятора надо выставить ток, в значении в 10 раз меньше, чем указано на корпусе АКБ. Например, если на корпусе аккумуляторе написано 65 А*ч (ампер умножить на час), то на зарядном устройстве ставим силу тока 6,5 А (Ампер). В таком значении надо заряжать в течение 4 часов. После зарядки опять замеряем плотность.

Что портит аккумулятор

В разные периоды эксплуатации этого электро устройства, он подвергается различным физико-химическим и механическим воздействиям. Если на улице мороз, на корпусе появляются кристаллы льда, электролит также начинает замерзать и кристаллизоваться.

Если аккумулятор замер, нельзя использовать горелки и другие отогревающие устройства.

Отогрев батареи должен происходить в естественном режиме. Достаточно снять АКБ, занести в теплое помещение на сутки. При естественном отогревании, все детали конструкции аккумулятора будут согреваться равномерно.

Если в результате мороза или механических ударов, на корпусе аккумуляторе появилась хотя бы одна трещинка, то такой АКБ отслужил свой срок. Дальнейшая эксплуатация его запрещена. При обнаружении трещины, сразу отсоединить от него клеммы и демонтировать.

Можно ли использовать аккумулятор, если корпус его вздулся? Ответ: можно, если не нарушена герметичность устройства.

Восстановить можно 2 способами:

1. Для приведения в порядок такой батареи, надо проверить уровень электролита в нем, плотность. Поставить на зарядку с током 1 А на одни сутки. Во время зарядки можно периодически измерять плотность жидкости. Если плотность увеличивается во время зарядки, то АКБ годный.
2. Также, можно слить полностью старую жидкость, промыть дистиллированной водой, приготовить раствор, залить его и подождать несколько часов. Потом зарядить медленной зарядкой, то есть установить ток от 0,5 до 1 Ампера. Через 2 часа у исправного аккумулятора плотность электролита должна немного увеличиться.

Вывод

Сколько электролита залито, какой чистоты, какой плотности — все это влияет на срок эксплуатации АКБ, который можно прослужить 5 лет, а может пол года.

Если объем жидкость уменьшается, то следует доливать дистиллированную воду. Во время всех работа соблюдать правила техники безопасности, то есть не лениться надевать очки и не стесняться других.

Видео

В этом видео учат, как правильно поднять плотность электролита в аккумуляторе.

Простой способ повысить плотность АКБ.

Как восстановить старый аккумулятор.

Об электролите.