Если плотность электролита выше нормы что будет

7

Плотность у автомобильного аккумулятора

В любой теме по аккумуляторам слово плотность самое популярное.
Чтобы не происходило с аккумулятором нужно мерить плотность.
Чтобы ты не делал с АКБ должна в итоге быть плотность.
Всё плохо — меряй плотность.
Всё хорошо — меряй плотность.
Нет плотности? Применяй 16 вольт или просто долей.
Что ж это за зверь такой плотность загадочного электролита в аккумуляторе?

1.1. ТЕОРИЯ
1.1.1. УСТРОЙСТВО
Типовой автомобильный стартерный аккумулятор это вторичный химический возобновляемый источник тока.
Вторичный потому, что требует сначала зарядки.
Химический потому, что в его основе лежит именно химия.
Возобновляемый потому, что можно заряжать после разрядки.
А стартерный потому, что основная задача аккумулятора в автомобиле это обеспечение работы стартера.

Типовая схема устройства обычного наливного кислотного автомобильного аккумулятора примерно выглядит так:

По схеме вроде всё понятно. Единственное, не указали куда они оксид свинца наносят.
И да стоит обратить внимание, что внизу у аккумулятора нет особо полостей. Полости есть только сверху.
Т.е. осыпать сульфат кипячением некуда, не предусмотрено конструкцией. На это же намекает и наличие конвертов сепараторов.

Очевидно, конструкции могут быть разные, но все они имеют:
— пластины т.е. свинец, правильнее губчатый свинец на отрицательной пластине,
— оксид свинца, правильнее двуокись свинца, на положительной пластине,
— и электролит.

Есть положительный электрод, он же анод, он же положительная пластина, на которой есть решетка, которая убрана в конверт (он же сепаратор), который пропускает электролит, но не дает замыкаться пластинам. И здесь же намазка оксида свинца на пластине. Она же активная масса.

Есть отрицательный электрод, он же катод, он же отрицательная пластина, которая так же имеет решетку. Оно же содержит губчатый свинец. И это тоже активная масса батареи.

Всё это собрано в пакеты, пакеты в блоки, которые залиты электролитом.
Электролита залито с запасом. Обычная норма 2 см над пластинами, но может быть и больше.

Таким образом у аккумулятора есть все базовые элементы для подачи тока на нагрузку при подключении.

Легирование батареи кальцием или сурьмой в данном случае не принципиально т.к. легирующие добавки не являются базовым элементом основного химического процесса.
Да и самих этих легирующих добавок очень мало.

1.1.2. ОСНОВНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА
Основная химическая формула реакция в аккумуляторе при заряде и при разряде выглядит так:

Т.е. при разряде аккумулятора:
— оксид свинца PbO на положительной свинцовой пластине превращается в сульфат свинца PbSO4.
— губчатый свинец Pb на отрицательной свинцовой пластине тоже превращается в сульфат свинца PbSO4.
— из электролита, состоящего из воды H20 и серной кислоты H2S04 уходит серная кислота.
— появляются электроны, которые как раз и создают электродвижущую силу батареи т.е. ток.

При заряде аккумулятора идёт обратная реакция:
— сульфат свинца PbSO4 на положительной пластине превращается в оксид свинца PbO.
— сульфат свинца PbSO4 на отрицательной пластине превращается в губчатый свинец Pb.
— в воду H20 возвращается сульфат SO4 и она снова становится водным раствором серной кислоты H2S04.

Концептуально всё просто.

Есть ещё конечно всякие примеси, легирующие добавки и т.д., что так же участвует или влияет на химические процессы.

Процесс образования бульков т.е. газообразование это уже другой химический процесс, у него другая химическая формула.
И очевидно это уже не заряд.

1.1.3. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА
Принципиальная схема протекающих процессов отлично нарисована на этом рисунке:

Весьма понятно и наглядно что где и что и куда переходит при разряде и при заряде.

1.1.4. ЭЛЕКТРОЛИТ
Электролит это водный раствор серной кислоты.
В нём примерно 30-35% серной H2SO4 кислоты и 65-70% воды H20.
Собственно от объема серной кислоты в воде и будет зависеть плотность электролита.
Вода используется дистиллированная.
Серная кислота используется концентрированная.
На них есть ГОСТы для кислоты ГОСТ Р МЭК 62877-1-2019 и воды ГОСТ Р МЭК 62877-2-2019. Наверняка есть и более свежие.

В электролите важен параметр плотности.
Если плотности недостаточно т.е. одна вода, то химической реакции, а значит и тока, не будет.
Если плотности слишком много, то раствор получится слишком агрессивным и аккумулятор начнет жрать сам себя. Ток будет, но не долго.

Условная норма плотности электролита 1,27-1.30 г/см3.
Если климат очень холодный, то плотность должна быть выше — 1.30-1,34.
Если климат жаркий, то плотность электролита должна быть ниже — 1,22 — 1,24.
Если не использовать воду, то плотность самой серной кислоты будет 1,82 г\см3.
Это всё при +20 — +25 градусах.

При изменении температуры будет меняться и плотность. Это нужно учитывать при замерах.

Плотность будет зависеть от степени заряженности батареи.
Уменьшение плотности на 0,01 ед. соответствует 6% потери ёмкости.
Полностью разряженный аккумулятор будет иметь плотность электролита 1,0 т.е. в электролите только вода.

График заряженности аккумулятора в зависимости от плотности (в общем случае):

От плотности электролита будет зависеть температура замерзания аккумулятора.
График замерзания электролита:

Если плотность не соответствует погоде — быть беде.
Электролит замерзнет. Батарею раздует. Лед подавит и поломает пластины. Может быть и корпус лопнет.

А ещё у электролита есть свойство лежать слоями. Т.е. электролит может расслаиваться и более плотный т.е. тяжелый будет внизу, а более легкий т.е. менее плотный сверху.

Таблица для анализа, если хочется погадать на плотности:

1.2. ИНСТРУМЕНТЫ
Что нужно чтобы оценить электролит по возможности всесторонне?
Всего 3 простых вещи. Каждая из них удобна в чём-то своём.

Очевидно, после применения инструментов их сразу лучше всего промыть водой и высушить, чтобы внутри не оставалась серная кислота.
И очевидно обращаться осторожно т.к. может капать кислота.
Сода хорошо деактивирует кислоту, но если на измерительных приборах она останется, то потом может попасть в аккумулятор.
Поэтому лучше мыть просто водой.

Очевидно, никакого железного инструмента внутрь аккумулятора пихать не нужно.
Железо очень вредно для внутренностей аккумулятора, будет усиливать саморазряд батареи.
Похожая ситуация и с другими металлами, поэтому только стекло, пластик или специальные составы резины.

1.2.1. СТЕКЛЯННАЯ ТРУБКА
Трубочка нужна чтобы можно было замерить уровень электролита над пластинами.
Уровень над пластинами зависит от конкретной модели аккумулятора.
В общем случае это 1-2 см. У АКОМ, например, 3,5 см.

В идеале трубочка это тонкая стеклянная трубка, у которой есть насечки в сантиметрах от 0 до 5, это с сильным запасом.
Тонкая чтобы, когда пальцем затыкаешь из неё ничего не выливалось.

Если трубочки нет, её легко сделать из обычной одноразовой прозрачной авторучки.
Выкидываем из неё все детали, кроме самого прозрачного корпуса.

Затем делаем на ней насечки, достаточно заметные, каждые 0,5 см, скажем от 0 до 4 см.
Высокая точность ни к чему, шага в 0,5 см вполне хватит.
И вот получаем простую трубочку для замера уровня электролита.

Ничего более трубка не покажет т.к. она очень маленькая.
Правда если электролит будет грязным, то трубочка тоже будет грязной.

Замер очень простой — засовываем в открытую банку до касания пластин, не путать с касанием краев конвертов.
Затыкаем пальцем верх.
Вынимаем и смотрим — в трубке останется электролит и высота его будет как раз уровнем над пластинами.
Потом выливаем кислоту обратно в банку.

Честно пытался найти нормальную трубку для замера уровня, но поисковик мне ничего путного так и не выдал, поэтому у меня корпус от ручки.

1.2.2. АРЕОМЕТР
Ареометр почему-то хочется его называть клизматроном, так смешнее.

Самый дешевый и популярный ареометр примерно такой:

Стоит не дорого. Продается практически в любом автомагазине.
Есть конечно и другие инженерные решения данного прибора.

Это толстая трубка, в которую вставлен резиновый носик с одной стороны, с другой стороны груша.
А внутри у него поплавок с размеченной шкалой.
Именно поплавок у меня чаще всего и бьется.

В основе лежит закон Архимеда. В жидкости разной плотности глубина погружения поплавка будет разной.
И как раз шкала на поплавке будет показывать какая плотность у жидкости, на границе сред жидкость\воздух.

Покупать лучше всего стеклянный. Да его проще расколоть, но зато он не трескается и не лопается как пластик.
Пластик трескается, стекло бьется, т.е. естественный расход ареометров будет и так и эдак.
А ещё пластик достаточно быстро мутнее от кислоты, со стеклом таких проблем нет.

Таким клизьматроном удобно смотреть состояние электролита на предмет чистоты.
Забираемый объем жидкости большой. Стенки трубки стеклянные. Всё отлично видно.

Но вот использовать его для замера плотности уже не очень удобно.
Шкала у поплавка будет плохо читаться, он может болтаться под углом, прилипать к стенкам, плюс край жидкости будет вносить дополнительные сложности. Плюс поплавок всё время повернут не туда.
Вот примерно так. Вот и разгляди что он показывает?!

Точность хоть и до тысячных, но легко читается только с точностью 0,025.

Плюс каждый замер будет расходовать больше кислоты, чем аналогичный замер рефрактометром, потому что внутри остается много капель и слить их не получится.

А, например, перемешивать электролит этим клизьматроном особо тоже не выйдет, хоть обкачайся, до нижних слоёв всё равно не достать.
Может быть получится намешать изменение на 0,01 плотности сливая и заливая жидкость ареометром раз так 100.

При работе с ареометром полезно иметь какую-нибудь чашку с водой для его размещения у места замера плотности.
Кислота из него может капать и прожгёт всё вокруг, тихо и не заметно. Поэтому сразу после замера его лучше разместить над чашей с водой.
Вода будет сильно снижать концентрацию серной кислоты и минимизировать её агрессивность.

1.2.3. РЕФРАКТОМЕТР
Рефрактометр это устройство для оценки только плотности жидкости т.е. электролита, аналогичное ареометру.
Но уже на других физических принципах. В основе лежит эффект преломления света в жидкости разной плотности.

Для оценки плотности достаточно всего одной капли. Таким образом расход электролита на замер — минимальный.
При желании эту же каплю почти всю можно вернуть обратно в банку аккумулятора.

Пригодится и салфетка чтобы вытирать кислоту после замера.

Использовать очень просто — пипеткой набрать электролит, аккуратно капнуть на зеркало прибора, аккуратно опустить прозрачную крышку, посмотреть внутрь и настроить резкость. Всё.
И да нужен какой-нибудь источник света.
Само собой, крышку нужно опускать аккуратно, чтобы не было брызг кислоты.
Замер плотности рефрактометром более длительный, чем ареометром.

Линия преломления света как раз будет на шкале показывать плотность.
Выглядит это примерно так:

После покупки устройства сначала нужно выставить ноль по воде при помощи капли воды и отвертки.

Это очень удобная штука для замера плотности. Замер проще и точнее, чем ареометром. Сама процедура чище и аккуратнее.

Очевидно, рефрактометром удобно мерить плотность, а вот чистоту электролита уже особо не оценить. Капля маленькая, а сам прибор совсем не микроскоп. Правда в случае грязного электролита, грязь будет оставаться на зеркале прибора, но масштаб бедствия оценить всё равно будет сложно. Поэтому клизьматрон тоже нужен.

Посуду с водой, как ареометр, рефрактометр не требует т.к. кислоты используется мало и убрать её легко салфеткой.

1.3. ПРАКТИКА
Конструкция АКБ примерно понятна.
С инструментарием вроде тоже.
Химические процессы примерно понятны.
Что же на практике?
На практике всё несколько сложнее и проще одновременно.

1.3.1. УРОВЕНЬ
Первое и самое важно — электролит должен закрывать пластины полностью.
Если это не так, то нужно сразу добавлять дистилированной воды, ровно столько чтобы чуть закрыть пластины.
Для этого аккумулятор должен быть с пробками, чтобы можно было заглянуть внутрь.

Сам уровень определяется с помощью трубки и выставлять его имеет смысл только у полностью заряженной батареи.
При разряде плотность падает, уровень падает.
При заряде наоборот плотность растёт, уровень растет.
И если выставить уровень по норме в разряженном аккумуляторе, то когда АКБ зарядится получится перелив.
Этот самый перелив и будет активно пытаться сбежать из батареи через пробки и вентиляционные отверстия.
Вокруг всё будет в кислоте.

Проверить легко — замеряем уровень у подсевшего АКБ, заряжаем, проверяем после зарядки. Уровень вырастет.

1.3.2. ЧИСТОТА
Второй важный момент в электролите это его чистота.
Он должен быть прозрачным и чистым как вода.

Если электролит грязный, значит начала отваливаться активная масса или это отгнившие части пластин.
Чем электролит грязнее, тем хуже. Насколько всё плохо покажет только замер ёмкости и тест тока.

Если электролит похож на кофе серого цвета значит совсем всё плохо почти всё отвалилось.
Такой аккумулятор лучше сдать в утиль.

Есть и тонкость, отстоявшись, весь этот свинцовый мусор может осесть внизу и сверху электролит будет снова кристально чистым.
Поболтать и размешать электролит задача не простая. Переворачивать батарею чревато. Внутрь пролезть сложно. Шатать и качать — не эффективно.
Клизьматрон — тоже особо не поможет.
Только на автомобиле электролит перемешивается нормальным здоровым естественным путем.

Поэтому если АКБ снят с машины и электролит чистый, то скорее всего всё хорошо.
А если АКБ долго стоял и сверху электролит чистый, это уже точно.

1.3.3. ПЛОТНОСТЬ
Основная мистика как раз с замером и оценкой плотности.
И с оценкой степени заряженности по плотности, которые столь популярны в интернете.

Какая задача заряда?
Ещё раз вспоминаем химическую формулу.
В аккумуляторе три ключевых части — губчатый свинец, оксид свинца, электролит.
Задача зарядки аккумулятора преобразовать всё обратно — сульфат свинца в оксид свинца и серную кислоту, а на отрицательной пластине вернуть губчатый свинец.
Т.е. вернуть три ключевые компоненты в начальное состояние заряженной батареи.
Именно все три, а не одну какую-то или только каких-то две компоненты.

Снова та же отличная схема:

Если задачу заряда батареи свести только к задаче возврата плотности, то такой аккумулятор работать не будет.
Потому что сульфат на положительной пластине не преобразован в оксид свинца.
А сульфат на отрицательной пластине не преобразован в губчатый свинец.
Сам по себе сульфат свинца ток не пропускает. Т.е. пластины заросшие сульфатом им же и экранированы, реакции не будет.

Таким образом, если поднимать только плотность за счёт удаления воды — результата не будет.
Если поднимать плотность за счёт добавления электролита — результата не будет.
Результат будет только когда работа ведется со всеми тремя составляющими.
Т.е. замер плотности будет характеризовать только состояние электролита, но ничего не расскажет о состоянии свинца и оксида свинца.

Ещё один простой вывод в аккумулятор добавляется только вода. Только вода покидает аккумулятор при заряде за счет электролиза. Она же ещё и испаряется.
Именно серная кислота особо никуда не улетучивается, так и остается на пластинах или в растворе. Лишь небольшая часть покрывает плёнкой аккумулятор или теряется в рамках оценки электролита. Это очень не существенное количество к общему объему батареи.
Поэтому, если кислоты стало мало, значит её нужно не доливать, а возвращать в раствор обратно.

Долив кислоты имеет смысл только если большой объем электролита был разлит.

Сложности отбора образца
Чисто физически образец электролита для замера плотности можно взять только сверху над пластинами.
Обычный ареометр или пипетка рефрактометра не могут пролезть в середину АКБ или в его вниз — помешают сами пластины.
Поэтому можно взять образец жидкости только сверху.

Можно конечно, прикрутить пластиковую тонкую трубочку к пипетке или ареометру, но далеко не все модели аккумуляторов даже трубочкой позволят добраться в нижнюю часть аккумулятора.
Пластины стоят плотно.
Зазоры между пластинами и корпусом явно присутствуют не всегда.
Пропихивать трубочку между пластин? При плотной компоновке пакетов пластин?
Мне вот поломанные пластины или поврежденные сепараторы ни к чему.

Вот, пример, банки АКБ АКОМ, вот куда здесь запихивать даже тонкую трубочку? Всё плотно.

Конструкционные и химические особенности батареи
Сверху у аккумулятора запас электролита в 2 см в общем случае, иногда больше.
Пластин в этих двух сантиметрах нет.
Значит и химическая реакция там не происходит.
Химическая реакция идёт там где есть все компоненты т.е. там где пластины.

Обновление электролита в верхнем слое над пластинами будет происходит только за счёт диффузии или тряски при эксплуатации авто.
Перемешать клизьматроном не получится.
Опыты с покачиванием АКБ тоже ни к чему особо не привели.
Переворачивать аккумулятор чтобы всё перемешать категорически нельзя, осыпавшийся мусор со дна может всё замкнуть.
Причем при разряде тяжелый электролит сверху будет относительно легко опускаться ниже.
А при заряде тяжелый электролит будет не охотно подниматься вверх.

Таким образом замер плотности будет отображать действительную плотность банки только в том случае, когда электролит полностью перемешан.
Перемешивание электролита происходит медленно. В процессе эксплуатации — быстрее.
Т.е. относительно точный замер плотности возможен на автомобиле до момента начала обслуживания батареи.
Но никак не после.
Замер плотности в процессе заряда или сразу после не имеет особого смысла, рефрактометр будет показывать какую-то плотность, которая будет не характерна для основного объёма аккумулятора.
Например, при импульсном заряде у заряженной батареи можно видеть плотность 1.22. По таблице это разряженный АКБ т.к. норматив 1.28. Но аккумулятор заряжен.

Перемешать 16 вольтами?
Есть популярный вариант с перемешиванием электролита путем подачи 16+ вольт на аккумулятор.
АКБ зарядился, прошла процедура дозаряда, затем поставили 16 вольт и по инструкции от производителя ждем плотности 1.28.
Производитель просто говорит делай так не вникая в детали и не давая пояснений.

В этом случае процесс заряда батареи превращается в электролиз воды, при котором основной объем переданного электричества уходит на разложение воды на водород и кислород.
Т.е. сульфат с пластин уже не преобразовывается, химическая реакция не та. Задача заряда это растворение сульфата и возврат его в кислоту, а не осыпание сульфата вниз АКБ. Пузырьки газа при высоком напряжении будут именно отрывать сульфат от пластин.
Особенно интересно выглядит задача осыпания сульфата на АКБ пластины которого выполнены тонкими и не предназначены для такого метода заряда, плюс они упакованы плотно в сепараторы, а в корпусе АКБ не предусмотрено свободное место, т.е. осыпаться сульфату особо не куда. Значит будут повреждения сепараторов, кз и т.д.
При электролизе на поверхности пластин начинают образовываться пузырьки водорода и кислорода, они поднимаются вверх и таким образом перемешивают электролит.
Кипятили кипятили и накипятили сверху нужную плотность.
Настоящая ли она?

Электролиз это разложение воды. Т.е. в процессе электролиза воды в растворе электролита этой самой воды становится меньше вот плотность и растёт. Т.е. плотность растёт за счёт потери воды, а не за счёт возврата сульфата в кислоту.
Когда в такой прокипяченный АКБ добавят воду до уровня, взамен потерянной в процессе кипячения, плотность опять откатится.
Зачем тогда кипятили?

Ещё одна проблема, такое перемешивание поднимает тяжелую кислоту вверх. Никто не запрещает этой кислоте через некоторое время вернуться обратно вглубь. Т.е. снова сверху плотность упадет.
Зачем тогда кипятили?

Сам метод перемешивания варварский. Идёт куча негативных процессов для ресурса батареи. Детализировать не будут.

Жахнуть кислоты?
Может быть поднять плотность за счёт добавлении кислоты? Плотность станет 1.28, уровень в норме. Ни каких 16 вольт. Всё отлично же.
Вот только опять же работа будет происходить только с электролитом. Да он снова станет как и положено 1.28. Вот только сульфат с пластин это не уберет. И две компоненты из трёх останутся разряженными.

Ещё одна сложность
У аккумуляторов легированных кальцием идёт замедленный рост плотности в процессе заряда.
Т.е. аккумулятор зарядился, а плотность ещё не дошла до нормы и нужно ждать.
Т.е. даже если решить все инженерные сложности с перемешиванием и получить равномерную плотность по АКБ, эта самая плотность всё равно не сможет стать признаком окончания полного заряда.

Современная теория свинцового аккумулятора

1.3.4. РАССЛОЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА
Стратификация электролита это расслоение электролита. Возникает при постоянном не глубоком разряде, при долгом хранении.
Может возникать после КТЦ с глубоким разрядом.
Считается, что если НРЦ АКБ после отстаивание 13, х вольт значит у аккумулятора точно расслоение и нужно бежать всё перемешивать.

Опыты показывают, что расслоение действительно может быть. Оно характерно для сильно просаженных батарей.
Устраняется легко — установкой на автомобиль, как простой и гуманный метод перемешивания электролита.
13.1-13,2 вольта совершенно не означает, что у аккумулятора действительно расслоение.

На подопытном образце расслоение составило всего 0,03-0,05 и до момента установки на автомобиль. Причём это расслоение между дном и верхним слоем где просто запас электролита. Т.е. в основном объеме электролита где есть пластины плотность скорее всего примерно одинаковая т.к. зарядка АКБ подразумевает химическую реакцию по всех поверхности пластин. Замерить это вне лаборатории будет проблематично.
www.drive2.ru/b/634884678108592953/

Определить что есть расслоение электролита и его замерить опять же технически возможно далеко не на всех батареях.
А сама проблема больше похожа на надуманную. Подвергать ради этого батарею кипячению точно не следует.

1.4. ИТОГО ПО ЭЛЕКТРОЛИТУ
Мне не известен безопасный и простой способ перемешивания электролита, кроме как эксплуатация на авто.
Или нужно длительно отстаивать батарею суток 5 не меньше.
Перемешивать электролит высоким напряжением вредно для батареи.
Технически замер плотности из середины АКБ не взять.
У батарей легированных кальцием идет задержка роста плотности.
Верхние 2 см не участвуют активно в заряде батареи без перемешивания.
Плотность характеризует только одну из трёх составляющих аккумулятора, две другие остаются не известными.
А показания плотности нужно корректировать на температуру электролита т.е. ещё как-то нужно оценить температуру электролита внутри батареи, ещё одна сложность.
Таким образом оценка плотности электролита при зарядке АКБ, как степени заряженности метод не верный и даже безполезный.

Встречаются аккумуляторы, у которых отличная плотность и совершенно нет ёмкости, например у них "удачно" осыпались пластины или поломка в районе баретки.

Если после заряда и дозаряда плотность не поднимается, это ничего не означает, паниковать не нужно. И если хочется увидеть заветные 1.28, а рефрактометр показывает только 1.24, то нужно просто поставить аккумулятор в автомобиль и через пару дней там появятся заветные 1.28. Разумеется если автомобиль исправен, а аккумулятор был полностью заряжен.

Из оценки электролита аккумулятора полезного можно почерпнуть только:
1. Есть ли электролит в батарее и достаточно ли его по объему.
2. Чистый ли он и не осыпается ли активная масса.
3. Примерная температура замерзания этой конкретной батареи.
И всё.

Увы показания плотности практически никак не раскроют фактическую ёмкость батареи и её способность давать ток. Т.е. плотность не достоверная оценка состояния батареи.
Если у батареи в норме ёмкость и пусковой ток, то и плотность в порядке, и свинец и оксид свинца рабочей.
А если у батарее проверяли только плотность, то ничего кроме примерной температуры замерзания не известно.
И для оценки окончания заряда плотность так же не поможет т.к. пока покажутся заветные 1.27 аккумулятор длительное время будет находится в перезаряде, что негативно отразится на его параметрах.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Повышенная плотность электролита вызывает коррозию решеток, сокращает срок службы и снижает качество работы аккумуляторов. Работа с электролитом повышенной плотности целесообразна только при низких температурах, так как такой электролит замерзает при более низкой температуре.  [1]

Повышенная плотность электролита также вредна для деревянной сепарации. При длительном воздействии электролита повышенной плотности древесина обугливается и приобретает повышенную хрупкость. Комбинированная сепарация аккумуляторов типа СН от повышения плотности ( в пределах, могущих быть практически в эксплуатации) не страдает.  [2]

Повышенная плотность электролита отрицательно сказывается на сроке службы аккумуляторной батареи, поэтому она устанавливается в зависимости от условий и требований эксплуатации.  [3]

Интенсивное сульфатирование происходит также при повышенной плотности электролита , при колебании температуры электролита или наличии примесей в нем, а также при работе аккумулятора с пониженным уровнем электролита.  [4]

Преждевременное разрушение пластин наступает при длительном перезаряде батареи, повышенной плотности электролита , слабом креплении батареи на автомобиле, замерзании воды в электролите.  [5]

Сульфатация пластин ускоряется при длительном хранении батареи без подзаряда, повышенной плотности электролита , большом саморазряде, соприкосновении пластин с воздухом и систематическом недозаряде батареи.  [6]

При эксплуатации аккумуляторных батарей необходимо учитывать, что хранение их с повышенной плотностью электролита существенно сокращает срок службы.  [7]

Сульфатация — образование на поверхности электродов крупных малорастворимых кристаллов сернокислого свинца — происходит при повышенной плотности электролита , длительном хранении батарей без подзаряда, систематическом недозаряде, наличии контакта электродов с воздухом вследствие пониженного уровня электролита. Батареи с сульфатированными электродами быстро теряют емкость при разряде.  [8]

Наиболее вероятными причинами необратимой сульфатации могут служить: систематические недозаряды батареи, работа с повышенной плотностью электролита , усиленный саморазряд вследствие загрязнения электролита вредными примесями или коротких замыканий пластин, слишком низкий уровень электролита.  [9]

В процесе эксплуатации необходимо следить, чтобы на заряд не отправлялись заряженные аккумуляторы, так как систематические перезаряды последних приводят к быстрому нарастанию плотности электролита за счет разложения воды в результате электролиза. Эксплуатация аккумуляторов с повышенной плотностью электролита является, как известно, причиной резкого сокращения срока службы аккумуляторов. Поэтому не следует также допускать эксплуатацию аккумуляторов в условиях положительной температуры окружающей среды с электролитом повышенной плотности, предусмотренным для зимних условий эксплуатации.  [10]

Плотность электролита при этом должна быть не более 1 290, так как хранение батарей с повышенной плотностью электролита ускоряет разрушение пластин и сепараторов.  [12]

Пониженная или повышенная плотность электролита

Плотность электролита понижается в основном при разряде аккумуляторов и сульфатации электродов. При понижении плотности электролита увеличивается внутренние сопротивление батареи и снижается ее емкость. В результате падает сила тока в цепи работающего стартера, а поэтому уменьшаются частота вращения якоря и мощность стартера, что затрудняет пуск двигателя, особенно в зимнее время. Кроме того, в зимнее время может произойти замерзание электролита.

Плотность электролита повышается при испарении воды во время перезаряда аккумуляторов или в результате доливки в аккумуляторы электролита, а не воды. В случае повышения плотности электролита больше нормы ускоряется разрушение активного вещества и решеток электродов, а также ускоряется сульфатация активного вещества, что снижает емкость и срок службы батареи.

Плотность электролита измеряют денсиметром или плотнометром (рис. 3). Денсиметр имеет цену деления 10 кг/м3 (т. е. 0, 01 г/см), а плотномер 0, 02 г/см3. показания приборов зависят от температуры, поэтому измерение плотности необходимо производить совместно с измерением температуры. Если температура электролита значительно отличается от +25 º С, то кпоказаниям приборов необходимо добавить или отнять поправку (табл. 4).

Рис. 3. Измерение плотности электролита

Таблица 1. Температурные поправки к показаниям денсиметра для приведения плотности электролита к 25 º С

Более точно температурную поправку к показаниям денсиметра можно подсчитать. На каждый градус изменения температуры в показания денсиметра следует вводить поправку, равную 0, 7 кг/м3 (0, 0007 г/см3 ). Если температура выше 25 º С, поправку к показаниям прибавляют, если ниже – вычитают.

Для измерения плотности электролита денсиметром необходимо с помощью резиновой груши (см. рис. 25) несколько раз (для удаления пузырьков воздуха со стенок колбы 1 ) набрать электролит до всплытия поплавка 2. Не вынимая денсиметр из аккумулятора и не допуская касания поплавком стенок колбы, по впадине метиска электролита в колбе и по шкале поплавка определяют плотность электролита.

В корпусе плотнометра 3 помещены семь пластмассовых поплавков различной массы. Поплавок, регистрирующий плотность 1, 27 г/см3, окрашен. На корпусе против каждого поплавка выполнена надпись наименьшей плотности, при которой всплывает поплавок. Плотность определяют по тому всплывающему поплавку, против которого выполнена надпись с большей цифрой.

Определение плотности производят по положению поплавков через некоторое время после заполнения корпуса электролитом, что необходимо для выравнивания температуры электролита и поплавков. После этого поплавки займут определенное положение, т. е. опустятся или поднимутся.

Плотность электролита в проверяемых аккумуляторах батареи не должна отличатся более чем на 0, 01 г/см3 (10 кг/м3 ), в противном случае батарею необходимо зарядить и произвести корректировку плотности электролита доливкой в аккумуляторы воды в случае, когда плотность будет больше нормы, и доливкой электролита плотностью 1, 40 г/см3, когда она будет ниже нормы, предварительно отобрав из аккумуляторов нужное количество электролита. После доливки в аккумуляторы воды или электролита плотностью 1, 40 г/см3 нужно продолжить заряд батареи в течение 25 – 30 мин для полного перемешивания электролита и снова измерить плотность его. Значения плотности электролита в аккумуляторах батареи в зависимости от климатического района эксплуатации и времени года приведены в табл. 2

Таблица 5. Нормы плотности электролита*

* Допускается отклонение плотности от приведенной не более +0, 01 г/см3

По плотности электролита в аккумуляторах судят о степени разреженности аккумуляторов и о пригодности всей батареи к эксплуатации.

Снижение плотности электролита на 0, 01 г/см3 по отношению к плотности у полностью заряженного аккумулятора соответствует разряду аккумулятора соответствует разряду аккумулятора примерно на 6%. Например, если плотность электролита в заряженном аккумуляторе была 1, 28 г/см3, а измеренная при +25 º С – 1, 22 г/см3, то плотность понизилась на 36%.

Степень разряженности всей батареи определяется по степени разряженности всей батареи определяется по степени разряженности аккумулятора, имеющего самую низкую плотность электролита. Батареи, разряженные более чем на 25% зимой и более чем на 50% летом, снимают с эксплуатации и заряжают.

Для определения пригодности батареи к эксплуатации удобно использовать табл. 3.

Таблица 3. Плотность электролита (г/см3 ) при 25 º С и различной степени разряженности аккумулятора

В зимнее время на автомобилях с наружной установкой аккумуляторных батарей их необходимо укреплять, а при эксплуатации батарей в очень холодной зоне увеличить плотность электролита (см. табл. 2).

Короткое замыкание электродов происходит при разрушении сепараторов, большом выпадении активного вещества на дно бака и на кромках сепараторов, выступающих над верхней частью электродов. При работе батареи электролит в аккумуляторах все время перемешивается между нижней и верхней частями бака аккумулятора и переносит частицы высыпавшегося активного вещества на верхние торцы электродов и сепараторов, что и вызывает частичное замыкание электродов. Частичное замыкание электродов возникает и при образовании наростов свинца на кромках минусовых электродов.

Короткозамкнутый аккумулятор быстро разряжается, и электроды его сульфатируются. Плотность электролита в таком аккумуляторе будет менее нормы.

При полном коротком замыкании аккумулятор зарядить нельзя, а напряжение его будет равно нулю. Короткое замыкание пластин определяется сравнением ЭДС аккумуляторов батареи с напряжением, измеренным вольтметром без нагрузки (Рис. 4).

Подсчитывая ЭДС по плотности электролита:

ЭДС = 0, 84 + γ 25,

где γ 25 – плотность электролита, приведенная к 25 º С, г/см3.

Рис. 4. Измерение напряжения аккумулятора без нагрузк

Рис. 5. Схема контрольного разряда аккумуляторной батареи

Если замеренное напряжение будет меньше ЭДС, подсчитанной по плотности электролита (меньше 2 В), то в аккумуляторе имеется частичное короткое замыкание электродов. В случае полного короткого замыкания показание вольтметра будет равно нулю.

При полном коротком замыкании батарею нужно ремонтировать. Для устранения частичного замыкания электродов аккумулятор промывают дистиллированной водой.

Сульфатация электродов

Это явление заключается в образовании крупных труднорастворимых кристаллов сернокислого свинца (сульфата) на поверхности электродов и на стенках пор активного вещества. Кристаллы сульфата забивают поры активного вещества плюсовых и минусовых электродов, что препятствует проникновению электролита в глубь активного вещества. В результате не все активное вещество будет участвовать в работе, что снизит емкость аккумулятора.

Сульфатация электродов ускоряется при длительном хранении батареи без подзаряда, длительном хранении новых сухозаряженных батарей, повышенной плотности электролита, большом разряде, соприкосновении электродов с воздухом при пониженном уровне электролита. Сульфатированная батарея из-за малой емкости быстро разряжается при резком падении напряжения, особенно при включении стартера.

При заряде сульфатированной батареи быстро повышается напряжение и температура электролита и начинается бурное газовыделение, в то время как плотность электролита повышается незначительно, поскольку часть серной кислоты остается связанной в сульфате. Сульфатацию электродов определяют сравнением ЭДС, подсчитанной по плотности, с напряжением, измеренным вольтметром без нагрузки. Если замеренное напряжение будет больше ЭДС, подсчитанной по плотности, электроды аккумулятора сульфатированны. Сульфатацию устраняют несколькими циклами разряда-заряда при малой плотности электролита (1, 11 – 1, 12 г/см3 ). Заряд производят силой тока не более 0, 05С А (С – номинальная емкость батареи в ампер-часах), доводят плотность электролита до нормы, а затем проводят контрольный разряд батареи силой тока 0, 1С. Схема включения батареи и приборов при контрольном разряде приведена на рис. 5. Силу тока в цепи регулируют реостатом. Разряд заканчивают, когда на зажимах одного из наихудших аккумуляторов напряжение понизится до 1, 7 В (или 10, 2 В на батарее). Батарея считается исправной, если время разряда будет не менее: 7, 5 ч для батарей с плотностью 1, 29г/см3; 6, 5 ч – для 1, 27г/см3; 505 ч – для 1, 25 г/см3.

Если время разряда батареи будет меньше указанных значений, то такую батарею подвергают нескольким циклам заряда-разряда, контролируя время разряда. Если при повторных разрядах не увеличивается время разряда, то такая батарея требует ремонта. Годные батареи заряжают в обычном порядке и направляют для эксплуатации или на склад хранения.

Контрольный разряд также производят для определения годности работавших батарей к дальнейшей эксплуатации и перед постановкой батарей на длительное хранение.

Какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе

Плотность электролита в аккумуляторе – это важная характеристика, которую автолюбители должны регулярно проверять. Необходимо знать, какой показатель считается нормальным, и как его измерить. Также нужно разобраться, как своими силами повлиять на плотность аккумулятора в емкостях, где присутствует раствор H2SO4.

Важно!Плотность электролита напрямую влияет на ёмкость батареи, а также на ее период эксплуатации.

Проверять данный показатель необходимо с помощью специального инструмента. Он называется денсиметр. Делать это следует при температурном показателе +25°С. Если температура будет другой, то показания понадобится подкорректировать.

Очевидно, что проверку необходимо выполнять регулярно. Другой вопрос: на какие цифры необходимо ориентироваться? Какой показатель можно считать хорошим, а какой – нет?

Какая плотность должна быть в аккумуляторе

Крайне важно для АКБ, чтобы поддерживалось определенное значение плотности электролита. Данный показатель может меняться, так как зависит от погоды в регионе, где находится автомобиль. По этой причине плотность определяется с учетом условий использования транспортного средства и существующих требований. Например, для основного климатического пояса показатель плотности обязан оставаться в диапазоне 1,25–1,27 г/см3. Допускается отклонение в большую или меньшую сторону на 0,01 г/см3. Если климатическая зона холодная, а с декабря по февраль на улице температура до -30°С, то показатель будет увеличен на 0,01 г/см3. В субтропиках он будет на 0,01 г/см3 ниже. Плотность аккумулятора зимой, когда на улице до -50°С, будет отличаться. Нужно ориентироваться на то, что в норме показатель будет от 1,27 до 1,29 г/см3.

У автомобилистов может возникнуть еще один вопрос: какая плотность должна быть в аккумуляторе в разные времена года, будут ли показатели отличаться? Есть ли потребность целый год поддерживать значение на одинаковом уровне? Рекомендуется подробнее рассмотреть эту тему, сверившись с таблицей. Там значения имеют зависимость от погоды в определенном регионе.

Есть важный момент – чем более низкая плотность электролита в заряженном аккуме, тем более долгий срок он проработает.

Не следует забывать о том, что АКБ при регулярном использовании обычно заряжена на 80–90%, но не больше. Из-за этого плотность электролита обычно ниже, чем при 100% заряде. Следовательно, подходящее значение должно быть немного выше, чем прописано в таблице. В такой ситуации даже при падении температуры батарея не выйдет из строя. В холодное время года она не станет замерзать. Плотность аккумулятора летом отличается. Если она окажется выше положенного, то это приведет к закипанию. Подобное нельзя допускать, иначе возникнут поломки.

Если плотность электролита станет чрезмерно высокой, то это сократит период службы АКБ. При этом низкая плотность приведёт к тому, что напряжение снизится. В итоге затруднится запуск мотора.

Таблица плотности электролита в АКБ

При составлении таблицы плотности аккумулятора необходимо ориентироваться на средний температурный показатель в середине зимы. Если в области на термометре не бывает меньше -30°С, то не нужно снижать или увеличивать концентрацию кислоты. На протяжении года нет нужды менять плотность электролита, необходимо следить за данным показателем, чтобы не возникло отклонений от установленного значения.

Другое дело, если автомобиль эксплуатируется при сильном морозе. То есть температура может опускаться ниже -30°С. В данной ситуации разрешена коррекция значения.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой

Отдельно необходимо разобраться, какая плотность аккумулятора должна быть зимой. В норме показатель будет равен 1,27. Если же на улице будет холоднее -35°С, то значение станет равным 1,28 г/см3. В той ситуации, когда наблюдаются отклонения в меньшую сторону, это спровоцирует ухудшение электродвижущей силы. Мотор будет хуже запускаться, а электролит начнёт покрываться льдом. Если плотность упадёт до 1,09 г/см3, то аккумулятор замёрзнет уже при -7°С.

Когда в морозные дни плотность оказывается ниже положенной, нет смысла сразу выполнять коррекцию с помощью специального раствора. Правильным решением будет качественно зарядить батарею.

Если человек в основном ездит из дома на работу и обратно, тратя на это около 30 минут, то это не поможет электролиту достаточно прогреться. Как итог, он не сможет полноценно зарядиться. АКБ способен принимать заряд только после того, как прогреется. Из-за этого с каждым днем будет уменьшаться плотность.

Самостоятельно выполнять процедуры, связанные с электролитом, не рекомендуется. Нужно только корректировать показатель очищенной от солей и примесей водой. Для новых батарей считается нормальным интервал изменения плотности электролита в диапазоне 0,15–0,16 г/см3.

Необходимо запомнить, что запрещено пользоваться АКБ с низким уровнем заряда, когда на дворе температура ниже 0°С. Иначе электролит замерзнет, что приведет к порче пластин из свинца.

Ориентируясь на таблицу зависимости температурного показателя замерзания электролита от его плотности, удастся узнать, при каком значения на термометре в батарее начнёт образовываться лёд.

Выходит, что у заряженной на 100% батареи появление льда происходит при температуре ниже -70°С. Когда зарядка составляет 40%, то данный процесс начинается при -25°С. При заряде около 10% мотор в зимний день не запустится. Появление льда произойдет уже при значении -10°С.

Если человек не знает плотность электролита, то уровень зарядки можно узнать с помощью нагрузочной вилки. Важно убедиться, что разность напряжения в разных элементах одной батареи составляет не более 0,2 В.

Если батарея разрядилась на 50% или больше в зимний период, ее потребуется подзарядить. Для лета показатель другой – он составляет 25%. Если же заряд будет выше этого значения, подзарядка не потребуется.

Плотность электролита в летнее время

Правильная плотность аккумулятора в жаркое время года другая. Батарея сталкивается с новой проблемой – обезвоживанием. Слишком высокая плотность оказывает негативное влияние на пластины из свинца. По этой причине она должна быть на 0,02 г/см3 меньше необходимого значения.

Летом температурный показатель под капотом обычно высокий. Из-за этого начинает испаряться вода, присутствующая в кислоте. Также начинают активно проходить электрохимические процессы в батарее. Из-за этого наблюдается высокая токоотдача, даже если плотность электролита находится на минимальном значении. Если уровень электролита снижается, то увеличивается его плотность. Это способствует быстрому возникновению коррозии, поражающей электроды. По этой причине необходимо следить за уровнем жидкости в батарее. Если он снижается, то потребуется долить дистиллированную воду. В ином случае возникнет перезаряд, а также сульфатация.

Бывают ситуации, что батарея оказывается разряженной из-за халатности владельца. В этой ситуации можно попытаться вернуть её в рабочее состояние. Потребуется воспользоваться зарядкой. Перед этим важно узнать уровень, а затем воспользоваться дистиллятом.

Спустя время плотность аккумулятора автомобиля станет меньше. Это связано с регулярным разбавлением дистиллятом. Когда значение становится ниже минимального, приходится увеличивать плотность электролита. Для начала необходимо узнать её значение.

Как проверить плотность аккумулятора

Чтобы АКБ правильно работала, необходимо проводить проверку плотности аккумулятора спустя каждые 15 000 км пробега. Для этого нужно пользоваться денсиметром. Это устройство включает в себя трубку из стекла, в которой расположен ареометр. На концах находится резиновый наконечник, а с другой стороны расположена груша. Благодаря плавающему ареометру удаётся узнать требуемые сведения.

Плотность необслуживаемого АКБ будет отображаться цветным индикатором. Он присутствует в отдельном окошке. Если загорится зеленый индикатор, значит, всё в порядке. Уровень заряда находится в диапазоне от 65 до 100%. Когда необходима подзарядка, индикатор становится чёрным. В окошке возникает красная или белая лампочка. Это говорит о том, что нужно незамедлительно долить дистиллированную воду.

Смотреть плотность электролита для проведения корректировки можно только у аккума, прошедшего зарядку. Потребуется уточнить уровень электролита. Далее – зарядить АКБ, оставить на 2 часа и проверить. Если посмотреть данные сразу после подзарядки, сведения получаются неправильными.

Плотность зависит от температурного показателя воздуха. Нужно выполнять забор жидкости из банки АКБ, а потом поставить прибор так, чтобы его было хорошо видно. Ареометр не нужно трогать, он обязан плавать в данной жидкости, но не притрагиваться к ёмкости. Замеры необходимо провести для отдельных отсеков, а полученные значения записать.

При определении заряженности батареи можно ориентироваться на плотность электролита.

Если в любой ячейке плотность значительно снижена, это указывает на дефекты. Когда она завышена, можно заподозрить кипение АКБ.

Можно с помощью мультиметра проверить плотность. Следует воспользоваться таблицей.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе

Повысить плотность электролита в аккумуляторе удастся с использованием корректирующего электролита или кислоты. Для выполнения этой задачи нужны ареометр, медицинская клизма, стакан с обозначением мл, очищенная вода, емкость для электролита, корректирующий электролит или кислота.

1. Из банки АКБ берут немного электролита.
2. Вместо него добавляют концентрированный состав или очищенную воду.
3. АКБ ставят подзарядиться, это занимает не больше получаса.
4. Затем отключают зарядку, ждут 1–2 часа.
5. Повторно проводят замер плотности электролита. Если показатель низкий, повторяют процедуру.

Чтобы добиться нужной плотности, можно ориентироваться на таблицу:

Подъём плотности в АКБ, если она ниже 1,18

В данной ситуации только электролитом не получится обойтись. Придётся приобрести кислоту (1,8 г/см3). Порядок действий был описан выше, но шаг разбавления будет меньше. Иначе будет риск не проскочить необходимую отметку.

Когда электролит окрашивается в темный цвет, это значит, он холода не переживёт. Приходится проводить полную замену аккумулятора. АКБ рассчитан примерно на 5 лет. Чтобы он дольше прослужил, нужно регулярно проверять плотность, не допускать низкой уровень зарядки и не откладывать обслуживание на потом.