Какая плотность электролита  должна быть в аккумуляторе: повышение плотности и плотность после зарядки АКБ

Ареометр для проверки плотности

Проверка плотности аккумулятора ареометром осуществляется в несколько этапов. Прибор имеет простую конструкцию, позволяющую определить плотность жидкости по принципу закона Архимеда. По внешнему виду прибор напоминает герметично запаянную ампулу с нанесенной шкалой деления. Для калибровки ареометра используются дробь и ртуть. Прибор продается в наборе с резиновой «грушей» и стеклянной мерной колбой, позволяющей мерить раствор без риска для приспособлений

При работе с электролитом необходимо соблюдать меры индивидуальной защиты, использовать резиновые перчатки и прорезиненый фартук. Инструкция, как проверить плотность АКБ предусматривает следующий порядок:

1. АКБ очищают от пыли и загрязнений;
2. Размещают агрегат на ровной поверхности;
3. Снимают с банок крышки;
4. «Грушей» набирают электролит и сливают в колбу;
5. Опускают ареометр в жидкость.

Рекомендуем: Аккумулятор Tudor Technica: технология выбора Важным условием проведения процедуры является обязательная полная зарядка аккумулятора перед проверкой плотности электролита. Владельцу автомобиля следует учесть, что процесс зарядки АКБ сопровождается выделением из банок химически активных вещество: водорода и кислорода, соединение которых может привести к взрыву. Избежать неприятной ситуации поможет принудительная вентиляция помещения. Время зарядки может длиться до 6 часов.

Эксплуатация летом

Жара вредит вашему накопителю не меньше, чем экстремальные морозы! В период знойного июля, когда асфальт начинает плавиться, следите за уровнем электролита, если он падает, доливайте дистиллированную жидкость.

При высоких температурах образования водорода внутри устройства батареи становится больше. Следите за вентиляционными каналами, они должны быть чистыми, ничто не должно препятствовать выходу избыточного газа.

Это спасет АКБ от преждевременного завершения эксплуатационного периода! Также летом стоит уделять повышенное внимание избеганию контакта с огнем. Риск взрыва в это время года значительно выше из-за высокой температуры

Причины изменения уровня электролита в АКБ

По прошествии времени в АКБ уменьшается объём жидкости. Это происходит в любом аккумуляторе, даже в тех, которые не требуют регулярного наблюдения и обслуживания. Зачастую при уменьшении количества электролита увеличивается концентрация химического вещества из-за испарения воды.

Причины изменения заключаются в следующем:

1. Трещины в корпусе. Выяснить их наличие можно, просто убрав батарею с привычного места и увидев подтёки или лужу. Повреждённый корпус подлежит спаиванию или заклеиванию трещин, однако обычно АКБ просто заменяют.
2. Вытекание через крышку или отверстия, через которые выходят пары жидкости и газы. Это может произойти во время демонтажа батареи или в условиях сильной вибрации, например, во время поездки по бездорожью.
3. Испарение воды. Очевидное изменение плотности вследствие работы батареи при жаре или же в случае, когда аккумулятор установлен в непосредственной близости от разогретых элементов двигателя.
4. Гидролиз воды. Естественный процесс при зарядке АКБ высокими токами, в течение которого часть поступающей энергии уходит на разложение воды. Заметить это можно по характерному бульканью жидкости в батареи или её кипению.

Причины снижения плотности

Для этого имеется много поводов, рассмотрим некоторые из них. С приходом холодов для батареи наступает период её более интенсивной эксплуатации. Становится более продолжительным запуск двигателя, движение с включенным светом приводят к тому, что работы генератора уже недостаточно для восстановления её ёмкости.

Но ещё более «коварная» причина кроется в токах саморазряда батареи. Не путайте их с токами потребления часами или автомагнитолой в дежурном режиме, они несравненно малы в сравнении с саморазрядом. В процессе подзарядки от автомобильного генератора происходит газовыделение из банок паров электролита. В процессе этого неизбежно происходит конденсат этих паров и выпадение осадков, в том числе на корпус АКБ. В результате этого появляются токопроводящие дорожки от «минуса» батареи к её «плюсу» приводящие к саморазряду АКБ.

Как откорректировать плотность раствора?

Оптимальное значение должно находиться в пределах 1,25–1,29 г/см3, при нормальных климатических условиях, температуре окружающей среды +25 градусов.

Желая повысить плотность аккумулятора автомобиля в домашних условиях, нужно соблюдать осторожность. Процесс простой – потребуется емкость, куда можно слить старую жидкость из накопителя, спринцовка, мерный стакан

Для восстановления лучше использовать готовый электролит. Желая сделать раствор самостоятельно, учитывают правило – кислота добавляется в воду, в противном случае состав закипит.

Основные этапы:

Проводится снятие АКБ, защиты, откручивание крышечек банок. Далее, используя спринцовку, нужно поочередно из всех баночек изъять как можно больше жидкости

В этот момент важно измерить количество раствора. Чтобы восстановить должный уровень, добавляют корректирующий состав в соответствующем объеме

Накопитель немного покачивают, так, жидкость немного размешивается. Далее, аккумулятор отправляют на подзарядку. Это позволит составу полностью перемешаться. Ведь устройство нельзя сильно трясти, полностью переворачивать – это приводит к осыпанию пластин. Через 30 минут батарею отключают, контроль проводят по истечении 2 часов, чтобы не было погрешностей. Если требуемый уровень не восстановлен, процедура повторяется вновь.

Важно:

Поддержание оптимальной плотности электролита крайне важно для характеристик накопителя, от этого зависит и емкость аккумулятора автомобиля. Рост плотности приводит к увеличению емкости плюсовых электродов, при этом емкость минусовых снижается, особенно когда температура падает

Какой должна быть плотность раствора в холодный период?

Повышенные показатели способствуют сокращению первоначального срока службы устройства. В то же время снижение показателя сопровождается и падением напряжения, из-за чего сложно заводить мотор в холодное время. Задумываясь, какой должна быть плотность аккумулятора в зимний период, можно воспользоваться специальной таблицей.

В холодных районах, где средняя температура находится в пределах -30 – -15, оптимальная плотность раствора в заряженной АКБ – 1,27 г/см3. Такие же параметры устанавливаются и для районов с умеренным климатом, где в зимний период средние показатели находятся на уровне -15 – -8.

Внимание:

Часто результаты снижаются до 1,18 г/см3, а это значит, что замерзание возможно уже при -15 градусах. В таком случае нужно сначала попробовать качественно зарядить накопитель. Так как постоянное передвижение на короткие расстояния не позволяет АКБ хорошо прогреться, поэтому и нормальная зарядка во время эксплуатации невозможна. Постепенно аккумуляторный заряд теряется, а с ним и нужная плотность.

Задумываясь, какая плотность должна быть у аккумулятора зимой, нужно учесть, что при данных ниже 1,18 г/см3 процедура восстановления не даст результата. Придется полностью заменить электролит.

Основные шаги:

1. Удалив старый раствор, батарею переворачивают на бок, что позволит проделать отверстие в дне каждой банки и удалить оставшуюся часть состава.
2. Затем банки промываются дистиллированной водой, а отверстия запаивают специальной пластмассой.
3. Завершив манипуляции, заливают новую жидкость.

Источник тока автомобиля

В современном автомобиле предусмотрено два источника тока: аккумулятор и генератор. Если максимально упростить объяснение, оба работают по очереди — один даёт ток, а второй в это время отдыхает. Аккумулятор является электрохимическим источником тока. Значение таких устройств трудно переоценить, так как невозможно себе представить автомобиль без электрических подъёмников стёкол или подогрева сидений. Более того, некоторые автомобили имеют даже электрический усилитель рулевого управления.

Подсчитано, что в среднем аккумуляторная батарея за свой срок службы совершает около 5 тысяч запусков двигателя. Нужно помнить, что это величина математическая, которая не имеет ничего общего с реальностью. Производители рассчитывают один запуск мотора за секунду, поэтому если возникают проблемы с пуском двигателя, срок службы элемента падает. Как правило, аккумулятор среднего класса работает в течение 3 лет при условии, что плотность АКБ находится в норме.

Проверка плотности аккумулятора.

Для проверки плотности АКБ необходимы следующие инструмента: плоская отвертка (если на каждой банке стоит пробка – отвертка должна быть большой), ареометр. Если на аккумуляторы стоит общая крышка-планка, ее необходимо аккуратно отщелкнуть для доступа к электролиту. В ареометр набрать из первой банки электролит, снять показания с меток поплавка. Как правильно снимать данные с поплавка ареометра показано на рисунке. Плотность необходимо измерять в каждой банке – они не являются сообщающимися сосудами и бывает, что плотность может колебаться в банках в пределах до 0,02. Если в одной из банок плотность электролита резко отличается от других и стремится к единице, то скорее всего в этой банке скорее произошло короткое замыкание, что является заводским дефектом и подлежит замене продавцом (хотя это может быть следствием других деффектов). Кстати, индикатор заряда, установленных на некоторых моделях АКБ работает по принипу ареометра – шарик, как и поплавок всплывает при нормальной плотности электролита. Причем это шарик, а не лампочка, как многие думают.

Плотность аккумулятора должна быть в пределах 1,26-1,28 при температуре 25 градусов Цельсия.

Плотность зимой

Перед началом холодов водителю следует проверить заряд батареи и плотность электролита. Чтобы зимой не было проблем с запуском «движка», эксперты советуют провести утепление капота. Желательно сменить моторное масло на синтетическое.

Если водитель живет в регионе с умеренным климатом, то плотность электролита должна быть 1,27. Если температура на улице чаще всего держится на отметке -35°С, то плотность должна быть 1,28. Иначе запуск двигателя будет сложным. Многие автолюбители не знают, что при значении 1,09 аккумулятор замерзает полностью уже при -7°С.

Если на улице t ниже 20°С, то не нужно запускать мотор сразу. Сначала следует включить дальний свет, чтобы акб «пробудилась». Такие процессы запускают разогрев электролита.

Если плотность акб низкая, то не нужно искать сразу корректирующий раствор. Лучше всего поднять значения с помощью зарядного устройства. К примеру, короткие поездки, менее 30 минут, не дадут электролиту нагреться до нормальных значений. Соответственно, с каждый днем заряд будет снижаться, а плотность уменьшаться.

Эксперты не советуют проводить манипуляции самостоятельно, но допускают корректировку водой.

Опасности низкой и высокой концентрации кислоты

Повышенная концентрация электролита становится причиной преждевременного выхода батареи из строя. Кислота разрушает металлические пластины. К воздействию составов на основе серной кислоты чувствительна даже сталь. Низкая концентрация приводит к таким проблемам:

1. Сульфатация. На пластинах появляется налет, состоящий из сульфата свинца. Аккумуляторная батарея становится неспособной принимать заряд.
2. Повышение порога замерзания. Жидкость кристаллизуется уже при -5°С. Лед сдвигает и повреждает металлические детали. При деформации пластин и коротком замыкании емкостей батарею восстановить невозможно. При плотности 1,28 г/см³ электролит замерзнет только при -58°С.
3. Проблемы при запуске двигателя. Наиболее выражен этот признак в зимний период.

Для проверки плотности электролита используют денсиметр (справа).

Производитель АКБ «думает о вас» или основа маркетинговой стратегии

Ситуация на сегодняшний день такова, что в условиях реальной эксплуатации кальциевого АКБ, зарядка при 14,8 В провоцирует глубокую сульфатацию пластин, а зарядка при 16,2 В способствует более быстрому оплыванию активной массы. В обоих случаях емкость аккумулятора уменьшается. Каждый из этих ОТДЕЛЬНО ВЗЯТЫХ способов заряда губителен для кальциевого аккумулятора, как ни крути.

Однако самое большое зло, которое таит в себе кальциевый аккумулятор – это непереносимость глубокого циклирования. Говоря проще, при глубоких разрядах потеря емкости ускоряется в разы, по сравнению с сурьмянистыми батареями (причины описаны в начале статьи).

Вы думаете производители об этом не знают? Прекрасно знают, но никогда вам об этом подробно рассказывать не будут. Цель у них совершенно иная

В основе их маркетинговых стратегий лежит одно единственное преимущество кальциевого аккумулятора – это его «необслуживаемость» или отсутствие необходимости уделять ему свое внимание, словом «поставил и забыл». А вот разборки по поводу «болячек» своего «детища» они оставили на усмотрение своих потребителей, поскольку сказать им нечего

Отсюда и «туманность» в их рекомендациях по обслуживанию. Стоит ли теперь удивляться неугасающим спорам по поводу «правильной» зарядки кальциевой АКБ? Ответ очевиден.

Варианты подъёма плотности АКБ

Ответ на вопрос, как повысить плотность электролита в аккумуляторе, прямолинейно зависит от причин возникновения прецедента и критичности снижения показателей. Если источник питания имеет явные повреждения, трещины и сколы, возможность восстановить его работоспособность минимальная, потому профессионалы рекомендуют не тратить время и деньги, купить новый агрегат. В ситуации, когда снижение плотности минимальное, дефектов на устройстве нет, критерии жидкости соответствуют норме, можно попробовать восстановить концентрацию раствора посредством специфической подзарядки устройства, с выполнением последовательных шагов:

1. Осуществить зарядку агрегата слабым током до предельного максимума.
2. Оставить устройство отстояться на период, не менее двенадцати часов.
3. Повторить процедуру, заряжая АКБ под напряжением 14,6 вольта, током до двух ампер.
4. После отстаивания аккумулятора произвести контрольный замер показателей.

Систематическое выполнение такой процедуры позволяет увеличивать плотность батареи до нормальных значений, при отклонениях всего на несколько сотых единиц. Критические отклонения от нормы или расхождения, сопровождающиеся параллельным снижением количества раствора в сотах, предусматривает более радикальные варианты решения проблемы. Если первый вариант корректировки не актуален, его применение не позволяет добиться рабочих показателей, применяют метод добавки электролита. Для проведения процедуры надо иметь аэрометр, грушу для отбора субстанции, мерную ёмкость и резервуар для отработанного раствора, корректирующий электролит и дистиллированную воду.

Процедура проводится согласно следующему инструктажу:

1. С резервуара, в котором плотность ниже стандартной, отбирается раствор: чем больше, тем лучше. Производиться замер объёма отобранной жидкости, путём её залива в мерный резервуар.
2. В банку аккумулятора добавляется новый электролит, объём которого должен равняться половине изъятой жидкости. Батарею необходимо аккуратно пошатать из бока вбок, избегая сильных наклонов, чтобы новый раствор перемешался с остатками жидкости.
3. Измерить показатели. При потребности добавить ещё раз электролит в размере, эквивалентному четвёртой доли откачанной жидкости.
4. Процедуру повторять до тех пор, пока коэффициенты не будут соответствовать стандарту, после чего недостаток жидкости восполняется дистиллированной водой.
5. Аналогичные действия производятся со всеми сотами батареи.

После этих процедур аккумулятор оставляется на период не менее двух часов для отстоя, чтобы растворы в резервуарах стали однородными и ещё раз осуществляются замеры. Бывает так, что после контрольного замера исполнитель диагностирует расхождение плотности в сотах, превышающее сотую долю грамма на сантиметр кубический. Такая ситуация недопустима, требует поиска решения дилеммы, как выровнять плотность электролита в банках аккумулятора.

Выравнивают показатели посредством выпрямленного тока, номиналом ниже в два, а то и три раза ниже стандартного. Ответ на вопрос, как увеличить плотность в аккумуляторе, когда её показатели предельно низкие, не достигают критического норматива 1,18 или же электролит в секциях имеет явные визуальные недочёты, предусматривает выполнение процедуры по абсолютному обновлению жидкости АКБ. Для восстановления работоспособности устройства потребуется провести следующие манипуляции:

1. Удалить жидкость из всех банок посредством груши, насколько это технически возможно.
2. Закрыть пробки банок и поставить устройство так, чтобы появился доступ ко дну батареи, не переворачивая её.
3. Просверлить в дне каждого резервуара небольшой проём, предварительно поставив под АКБ ёмкость для отработки.
4. Открутить крышки банок и основательно очистить резервуары, путём сквозного пролива дистиллированной воды.
5. Запаять дырки на основании посредством материала, устойчивого по отношению к кислоте.
6. Заполнять банки, согласно описанному выше регламенту.

Правильно выполненные процедуры, при отсутствии механических повреждений на устройстве и целостности пластин, позволят продлить эксплуатационный период АКБ на несколько лет.

Опасности низкой и высокой концентрации кислоты

Повышенная концентрация электролита становится причиной преждевременного выхода батареи из строя. Кислота разрушает металлические пластины. К воздействию составов на основе серной кислоты чувствительна даже сталь.

Низкая концентрация приводит к таким проблемам:

1. Сульфатация. На пластинах появляется налет, состоящий из сульфата свинца. Аккумуляторная батарея становится неспособной принимать заряд.
2. Повышение порога замерзания. Жидкость кристаллизуется уже при -5°С. Лед сдвигает и повреждает металлические детали. При деформации пластин и коротком замыкании емкостей батарею восстановить невозможно. При плотности 1,28 г/см³ электролит замерзнет только при -58°С.
3. Проблемы при запуске двигателя. Наиболее выражен этот признак в зимний период.

Для проверки плотности электролита используют денсиметр (справа).

Почему снижается плотность электролита

Снижению плотности способствуют такие факторы:

1. Разряд. При потере заряда снижается и плотность наполнителя. Во процессе зарядки этот параметр постепенно увеличивается. Если батарея утрачивает большую часть емкости, речь идет о падении концентрации кислоты.
2. Длительная эксплуатация или хранение в условиях низких температур.
3. Выкипание электролита при перезаряде. Если зарядное устройство подает слишком высокое напряжение, жидкий электролит переходит в газообразное состояние и выводится наружу через имеющиеся на корпусе отверстия.
4. Частое добавление воды. Водители добавляют жидкость для поддержания стабильного уровня электролита. Не все пользуются ареометром, измеряющим плотность. Вместе с водой выкипает и кислота, что приводит к снижению концентрации.

Пример сульфатации пластин автомобильного аккумулятора.

Проверка плотности электролита

Определить плотность электролита можно в домашних условиях. Процедуру рекомендуется проводить при комнатной температуре. Перед началом работы подготавливают такие инструменты:

1. Защитные перчатки, костюм и очки. В состав наполнителя аккумулятора входит кислота. При попадании на кожу вещество вызывает химический ожог. Опасными являются и пары кислоты, поэтому работают только в хорошо проветриваемом помещении.
2. Денсиметр. Прибор используется для измерения плотности. Имеет вид стеклянной трубки с грушей и встроенным ареометром.

Самостоятельно измерение плотности выполняют так:

Для проверки плотности электролита конец денсиметра погружают в ёмкость аккумулятора.

1. Аккумулятор вынимают из посадочного гнезда. Защитный кожух демонтируют, вывинчивают пробки.
2. Проверяют уровень электролита. В свинцово-кальциевых батареях раствор должен на 1,5 см закрывать пластины.
3. Батарею полностью заряжают. Проверку плотности начинают через 5-6 часов после завершения зарядки. При нормальном уровне электролита трубку денсиметра погружают в банки, выкачивая небольшое количество жидкого наполнителя.
4. Оценивают показатели прибора. Ареометр должен свободно плавать в растворе. Соприкосновение прибора со стенками емкости не допускается. Показания оценивают с учетом температуры окружающей среды.
5. Проверяют плотность электролита в остальных банках. Показания записывают и сравнивают с нормальной плотностью.

Такой способ проверки подходит только для разборной батареи, когда имеется доступ к электролиту. Необслуживаемый аккумулятор снабжен индикатором, цвет которого меняется в зависимости от плотности наполнителя.

А нужно ли поднимать плотность?

Если коротко, то далеко не всех случаях требуется повышение плотности. Точнее не требуется её повышение неестественными способами. Чтобы пояснить мысль, нужно обратиться к процессам, происходящим в свинцово-кислотной электрохимической системе.

Решётки изготавливаются по различным технологиям из разных сплавов и это тема отдельного разговора. А в качестве обмазки на отрицательных электродах присутствует порошкообразный свинец (Pb), а на положительных – паста диоксида свинца (PbO₂). Последний имеет красно-коричневый цвет.

Положительный электрод (анод)

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

Отрицательный электрод (катод)

Pb + SO₄2- — 2e— => PbSO₄

Общая реакция в электрохимической системе описывается уравнением

Pb + 2H₂SO₄ + PbO₂ => 2PbSO₄ + 2H₂O

Как видите, в процессе разряда серная кислота из электролита взаимодействует как с диоксидом свинца на аноде и металлическим свинцом на катоде с образованием сульфата свинца (PbSO₄) и воды (H₂O). Ток течёт от анода к катоду. В результате реакции постепенно падает плотность электролита. Обычно нижний предел 1,1─1,15 гр/см3. К этому моменту поры обмазки забиваются сульфатом свинца и реакция сходит на нет. Напряжение на выводах к этому моменту падает до 12 вольт и ниже.

₂

Итак, в чём причина пониженной плотности к моменту окончания заряда? Это процесс сульфатации, подробнее о котором можно прочитать здесь. Постепенно в процессе эксплуатации часть PbSO₄ не растворяется до конца во время зарядки и накапливается на активной массе электродов. Это значит (см. реакции выше), что процессы при зарядке прошли не до конца. Поскольку растворился не весь сульфат свинца, то восстановилась не вся серная кислота и осталось больше воды. Результат – концентрация электролита меньше, как и его плотность.

десульфатацией

Даже если плотность ниже 1,27 гр/см3, все вещества остаются в электрохимической системе. Если вы искусственно увеличиваете плотность электролита, то равновесие нарушается и концентрация PbSO₄ будет ещё больше. При разряде из электролита выделится сульфат свинца, который уже точно не растворится при заряде, поскольку теперь он в избытке. А плотность по окончании заряда снова будет ниже нормы. И так далее.

• Перелили воды или она попала туда в результате ЧП. В результате этого снизилась плотность.
• Нужно повысить плотность электролита для использования в холодном климате.

Я менял электролит в АКБ только один раз из-за непредвиденной ситуации. Заряжал его как-то даче рядом с домом под открытым небом. Зарядил, отключил, но пробки закрывать не стал, чтобы газы вышли он отстоялся немного. Занялся другими делами и забыл про него. Пошёл ливень и все залило с верхом. Пришлось выбирать оттуда старый и заливать новый покупной электролит с нормальной плотностью. Если же просто упала плотность в результате эксплуатации, это не повод увеличивать его концентрацию.