Какая кислота в аккумуляторе автомобиля и для чего нужен электролит

Какую кислоту заливают в аккумулятор

В некоторых видах автомобильных АКБ в качестве электролита может использоваться щелочь. К примеру, никель-кадмиевый тип АКБ. Помимо этого, есть группа гелевых аккумуляторов, где жидкость находится в связанном состоянии. Но, по сути, это раствор серной кислоты, переведенный в гелеобразное состояние или им пропитанное стекловолокно.

Серная кислота широко используется при производстве свинцово-кислотных АКБ для транспортных средств. Ее концентрация в электролите около 30-35%, остальное – дистиллированная вода. Применять обычную водопроводную воду запрещено, поскольку в ее состав входят соли многих металлов и их попадание в АКБ сократит срок его службы.

Как правило, в бытовой сфере серной кислоты с 30%процентов вполне достаточно, однако в сфере производства довольно часто используется кислота с более высокой концентрацией. Получить концентрированную серную кислоту можно в две стадии. Первая – это когда концентрация доводится до 65-70%, вторая – когда ее увеличивают до 98%. Такой состав наиболее пригоден для длительного хранения. Возможно получение высокой концентрации в 99 %, но в дальнейшем из-за значительной потери SO3 она снизится до 98,3%.

Применение серной кислоты и ее сорта

Существует несколько сортов серной кислоты, к ним относятся:

• Нитрозная или башенная. Концентрация составляет 75%, а плотность этого сорта находится в пределах 1,67 г/см3. Такое название он получил благодаря методу производства нитрозным способом в футерованных башнях. Обжиговый газ обрабатывается нитрозой и в процессе реакции получается кислота и оксиды азота.
• Контактная. Концентрация достигает 92,5-98%, плотность – 1,837 г/см3 . Данный сорт также получается из обжигового газа с содержанием двуокиси SO2. В процессе химической реакции происходит ее окисление при контакте с катализатором из ванадия.
• Аккумуляторная. Концентрация 92-94%, плотность – 1,835 г/см3.
• Сорт Олеум. Концентрация довольна высокая –104,5%, плотность – 1,897 г/см 3 , представляет собой концентрированный раствор из кислоты и SO3.
• Высокопроцентный олеум. Концентрация достаточно высокая –114,6%, плотность – 2,002 г/см3.

Понятие электролита

В емкости с электролитом (смесь дистиллированной воды и серной кислоты) опущены два электрода. Катод (отрицательно заряженный электрод) изготовлен из свинца. Анод (положительно заряженный электрод) в основном изготовлен из диоксида свинца. Через электролит слабо идет электрический ток, но легко двигаются ионы. Ионы с положительным зарядом направляются к плюсовому электроду, а отрицательно заряженные частицы направляются к отрицательному электроду. На электродах создается разность потенциалов. Такой процесс называется электролитической диссоциацией. После подключения нагрузки между электродами по проводникам идет ток.

При этом, на аноде происходит преобразование четырехвалентного свинца в двухвалентный с выделением двух электронов.

В процессе работы протекают процессы:

• расходуется триоксид серы;
• восстановление оксида свинца на катоде (до металлического);
• в процессе реакции кислота заменяется водой и плотность электролита снижается;
• окисляется металл с образованием оксида свинца на аноде.

Во время зарядки, наоборот, происходит восстановление свинца на аноде.
После полного восстановления идет электролиз (разложение воды в электролите) на водород и кислород. Они скапливаются в виде пузырьков на электродах и начинают выделяться в атмосферу. В небольшом непроветриваемом помещении при появлении открытого огня или просто искры возможен взрыв. Другой неприятный побочный эффект электролиза – увеличение концентрации кислоты в электролите. Уровень рабочей жидкости в банке понижается и соответственно емкость батареи (способность накапливать и отдавать энергию в виде электрического тока) снижается.

Емкость АКБ со временем, снижается из-за образования сульфата, который покрывает поверхность электродов не растворяемым слоем и снижает их рабочую площадь.

Жидкость для аккумулятора

Работоспособность кислотного аккумулятора зависит от качества и процентного содержания его составляющих.

В составе электролита находятся:

• Дистиллированная вода – полученная с помощью дистиллятора (устройства очистки воды от примесей).
• Серная кислота.

Обязательное условие – вода не должна иметь примесей. Наличие примесей сильно сокращают срок службы аккумулятора.

В процессе изготовления серная кислота в аккумуляторе составляет 35% и 65% дистиллированной воды.

Концентрация и плотность

Основным показателем концентрации кислоты в аккумуляторе является его плотность. В нормальном состоянии плотность электролита 1,23 г/см3. В зависимости от времени года кислота в аккумуляторе должна иметь разную плотность. Летом она может быть 1,07 г/см3, зимой 1,3 г/см3. Зимой повышение плотности требуется для того, чтобы жидкость не замерзла и банки не разорвало.

Работа АКБ зависит и от уровня электролита в банках. Для его определения применяется стеклянная трубочка.

Выполняются следующие операции:

• откручиваются пробки на всех банках;
• трубка опускается до уровня пластин;
• отверстие трубки зажимается пальцем;
• вытаскивается трубка и определяется высота заполнения.

Рекомендуется выдерживать расстояние от 10 до 15 мм выше уровня пластин.

Одновременно замеряется плотность электролита. В случае больших отклонений уровня и плотности электролита приступают к регулировке.

Зачем нужен электролит?

Суть работы АКБ базируется на реакциях, проходящих только при помощи этого вещества. Батарея состоит из плюсовых и минусовых пластинок, погружаемых в кислотный раствор. Эти пластины оснащены токоотводными решетками, сделанными из свинца.

Типы и характеристики электролитов

Электролит изготавливается смешиванием концентрированной серной кислоты и дистиллированной воды в строго определенных пропорциях. Для изготовления электролита используется специальная аккумуляторная серная кислота (по ГОСТ 667-73) и дистиллированная вода (по ГОСТ 6709-72). Данный раствор используется во всех типах современных свинцово-кислотных аккумуляторов.

Главная характеристика электролита — плотность. Для нормальной работы АКБ плотность электролита должна лежать в пределах 1,23-1,4 г/куб. см, так как именно при такой плотности раствор имеет максимальную электропроводность. Однако плотность концентрированной серной кислоты составляет 1,83 г/куб. см, поэтому для достижения необходимой плотности кислота смешивается с водой.

Плотность электролита в значительной степени зависит от двух параметров: температуры и степени заряда аккумулятора.

О зависимости плотности электролита в зависимости от заряда АКБ мы сказали выше: при заряде плотность повышается, при разряде — понижается. Зависимость плотности электролита от температуры простая: при снижении температуры плотность падает, при повышении — возрастает. Поэтому нормальная плотность определяет при температуре +25°C, а чтобы верно измерять плотность при любой температуре, используют таблицу поправок к показаниям ареометра:

Температура электролита,°C Поправка к показаниям ареометра,г/куб. см

Например, если электролит при температуре +25°C имеет плотность 1,28 г/куб. см, то при температуре -15°C он имеет плотность 1,25 г/куб. см, а при нагреве до +50°C (что часто бывает в подкапотном пространстве автомобиля) плотность повышается до 1,3 г/куб. см.

Чтобы компенсировать изменение плотности электролита в АКБ транспортных средств, эксплуатируемых в различных климатических поясах, применяются электролиты большей или меньшей плотности:

• Летние и для жаркого климата — плотностью 1,23-1,24 г/куб.см;
• Для умеренного и холодного климата — 1,27-1,28 г/куб.см;
• Зимние и для холодного климата — 1,3-1,34 г/куб.см.

Кроме того, при повышении плотности электролита повышается его морозоустойчивость — более плотные электролиты устойчивы к замерзанию, поэтому они лучше подходят для эксплуатации в холодное время года и в холодных климатических поясах.

Сегодня можно купить электролит необходимой плотности, освободив себя от непростой процедуры приготовления правильного по характеристикам электролита из кислоты и воды. Электролит продается в тарах емкостью от 1 до 20 литров, поэтому всегда можно приобрести нужный для работы объем.

Использование аккумуляторного электролита

Сразу нужно отметить, что электролит не используется для текущего обслуживания аккумулятора. Наиболее часто в АКБ снижается уровень электролита и падает его уровень, в этом случае обслуживание выполняется добавлением воды. Дело в том, что в процессе работы аккумулятора из электролита испаряется вода, а кислота остается на месте. Также потеря воды может возникать в случае перезаряда аккумулятора — при достижении определенной плотности концентрация серной кислоты в электролите снижается и ее уже не хватает для нормального протекания указанных выше электролитических реакций. В этих условиях начинается процесс электрохимического разложения воды на водород и кислород — это проявляется «кипением» электролита, а образовавшиеся газы улетучиваются. В обоих случаях — при испарении и разложении воды — плотность электролита повышается, для ее восстановления необходимо использовать воду.

Наиболее часто электролит применяется для восстановления работы аккумулятора в случае замерзания электролита с последующей потерей его характеристик. Если электролит в АКБ замерз, то, прежде всего, необходимо занести его в теплое помещение и дождаться оттаивания. После этого аккумулятор следует поставить на зарядку с малым током — рекомендуется ток около 1 ампера и срок зарядки до 2 суток. В ходе зарядки нужно измерять плотность электролита, если она начнет повышаться, то его можно нормально зарядить и эксплуатировать.

Если же ни при каких условиях плотность не повышается, то следует произвести замену электролита. Это выполняется следующим образом:

1. Слить электролит из всех банок батареи;
2. Промыть банки дистиллированной водой;
3. Добавить новый электролит до указанного уровня;
4. Оставить аккумулятор на 2-3 часа для пропитки пластин электролитов;
5. Зарядить АКБ малым током 0,5-1 ампер в течение 2 суток.

Зарядку следует остановить, когда плотность электролита и напряжение на клеммах будут стабильными в течение хотя бы двух часов.

Но если замерзание аккумулятора вызвало деформацию или разрушение пластин, то менять электролит уже бесполезно — нужно покупать новую батарею.

Аналогично устраняются и другие проблемы с аккумулятором — утечка или загрязнение электролита, ремонт АКБ после короткого замыкания и т.д. Но в этих случаях прежде нужно проверить аккумулятор на целостность и ремонтопригодность, при обнаружении трещин и других физических повреждений батарея ремонту не подлежит, ее нужно утилизировать.

Особый случай — ввод в эксплуатацию сухозаряженных аккумуляторов, которые поставляются без электролита. Обычно для подготовки такого аккумулятора его нужно заполнить электролитом и дождаться достижения необходимой плотности — все эти действия обязательно прописаны в инструкции к аккумулятору. Предварительную зарядку сухозаряженного АКБ проводить не нужно!

Во всех случаях необходимо правильно рассчитывать объем электролита, чтобы сделать правильную покупку. Объем электролита в АКБ зависит от его напряжения и электрической емкости. Наиболее распространенные 12-вольтовые аккумуляторные батареи емкостью 55-60 А·ч вмещают 2,5-3 литра, емкостью 75-90 А·ч — от 3,5 до 5 литров. Большие 24-вольтовые АКБ емкостью свыше 100 А·ч могут содержать 10 и более литров электролита. При покупке рекомендуется брать электролит с небольшим запасом, так как в процессе работы возможны непредвиденные потери и утечки.

Как сделать электролит в домашних условиях?

Рекомендуем купить его в магазине, но его можно сделать и своими руками.

Нам потребуются:

• Дистиллированная вода;
• Серная кислота;
• Емкость из стекла, керамики или свинца, устойчивая к кислотам;
• Эбонитовая палочка.

Чтобы сделать электролит надо залить воду в специальную емкость и добавить туда серную кислоту в пропорции 3:1. Тщательно перемешать смесь эбонитовой палочкой. Вещество плотно накрыть и оставить на 1 день до выпадения осадка.

Таблица  для расчета приготовляемого электролита

Необходимо сказать, что превышения в допустимой концентрации электролита может привести к самым неприятным последствиям. От чрезмерно концентрированного вещества пластины аккумулятора очень быстро «разъест», что в кратчайшие сроки вызовет выход аккумулятора из рабочего состояния.

В дист вода добавляем кислоту, а не наоборот

А вот слишком низкий уровень плотности вещества может очень быстро вызывать сульфатацию. Наверняка вы знаете, что это такое. Нет? Это процесс оседания кристаллических осадков на пластинах, в результате чего аккумулятор теряет свои свойства и просто оказывается неспособным держать заряд долгое время.

К чему приведёт нарушение рецептуры

Самые большие значения параметров электролита необходимо смешивать, а не добавлять их сразу в аккумулятор. Электролитическая жидкость с большой концентрацией может привести к неприятным последствиям.

Из-за низкой разбавленности начинают в первую очередь разъедаться металлические пластины. Поэтому после того, как автовладелец добавит сильный концентрат электролита, он не должен удивиться тому, что аккумуляторная батарея испортилась.

Если параметр плотности будет слишком низким, то это вызовет известный процесс, который носит название — сульфатация.

Во время такого процесса происходит накопление сульфитов свинцового металла, что мешает этому свинцу накапливать необходимое количество заряда. Помимо этого, при сильных морозах низкая концентрация электролита может привести к тому, что он замёрзнет. Процесс сульфатации.

Как измерить и откорректировать плотность электролита

Для измерения и корректировки электролитической жидкости потребуется дополнительный прибор, который называется — ареометр. Автовладельцы обычно используют две разновидности прибора: плавкие и с образованием постоянной массы.Ареометр с постоянной массой, имеет специфический шкалистый поплавок с дополнительным грузом. Если плотность будет низкая, поплавок погрузится на малую глубину. При высокой плотности грузик уйдёт глубоко в электролит.

Стоит учесть, что такой вариант ареометра не подходит в аккумуляторные батареи автомобиля, из-за того, что у него нет дополнительного шприца. Он нужен для забора электролита. Многопоплавковая разновидность имеет несколько грузиков, которые плавают на поверхности смеси.

Также как и с предыдущим вариантом, глубина зависит от количества плотности электролитической жидкости.

Огромным и важным минусом данной модели является то, что его измерения бывают достаточно не точными.

Теперь с плотностью всё понятно, можно перейти к приготовлению раствора электролитической жидкости. Чтобы это сделать потребуется, как уже упоминалось, дистиллированный раствор и серная кислота. Найти каждый из этих компонентов не составит труда.

Они продаются либо в технических магазинах для автомобилей, либо в аптечных пунктах. Использовать можно как разбавленную кислотную массу, так и концентрированную. Со вторым вариантом настоятельно рекомендуется работать очень осторожно и соблюдать все техники и правила безопасности.

Так как эта разновидность может моментально прожечь не только одежду, но и кожу. Выискивать требуемую плотность, можно при помощи инструкций, которые указаны на этикетке кислоты. Необходимо примерно разбавить нежное количество, а после этого при помощи ареометра, настроить точные параметры и свойства электролитической жидкости.

Разные аккумуляторные батареи требуют разное количество электролитического раствора. В среднестатистические аккумуляторы 50 — 75 Ампер-час, понадобится около 2,5 — 3,6 литров смеси. Различные ареометры.

Срок эксплуатации электролита

У такого электролита нет срока эксплуатации. Данный критерий может быть определен только по способности выполнения своих функций на 100%. Среди факторов, которые могут повлиять на жизненный цикл электролита, важнейшими являются:

• Плотность;
• Температуру работы аккумулятора;
• Заряд.

Если все показатели в норме, то и электролит не будет тревожить Вас годами.

Как увеличить плотность?

Если плотность составляет менее 1,27 г / см3, вам необходимо увеличить концентрацию серной кислоты. Для этого есть два варианта: либо купить готовый электролит, либо сделать свой собственный электролит.

Если вы остановитесь на втором варианте, вы должны быть очень, очень осторожны!

Перед началом работы наденьте резиновые перчатки и защитные очки и закрепите их хорошо. Выберите комнату с достаточной вентиляцией и не позволяйте детям приближаться, пока вы работаете.

Разбавление серной кислоты проводят в дистиллированной воде тонким потоком/струйкой. При заливании кислоты необходимо постоянно помешивать раствор стеклянной палочкой. Когда закончите, вы должны покрыть вещество полотенцем и дать ему остыть и отстояться на ночь.

Крайне важно! Всегда сначала наливайте воду в миску, а затем добавляйте в нее кислоту. Если вы измените последовательность, вы получите тепловую реакцию и ожоги!

Если вы собираетесь эксплуатировать батарею в умеренном климате, соотношение кислота / вода должно составлять 0,36 л. кислоты на 1 литр дистиллированной воды, а если климат теплее, соотношение составляет 0,33 л. кислота на литр воды.

Совет. Хотя вы можете увеличить плотность рабочей жидкости самостоятельно, более разумным решением, особенно если ваша батарея старая, является ее простая замена на новую. Таким образом, вам не придется беспокоиться о правильном разбавлении кислоты, равно как и об ошибке при смешивании или заливке в аккумулятор.

Порядок заливки и доливки кислотного электролита в АКБ

Основные элементы для создания электролитического раствора, дистиллированную жидкость и концентрированную или разбавленную кислоту потребуется смешать в нужных пропорциях. Обычно среднее значение соотношения этих компонентов составляет примерно 30 процентов кислотной массы, на 70 процентов дистиллированной воды.

Осуществить залив приготовленной смеси можно при помощи специальной трубки, шириной 10 миллиметров.

После процедуры приготовления настоятельно рекомендуется остудить смесь. Отстоять её примерно 3 часа, чтобы она дошла до комнатной температуры.

После этого, обязательно удалить старый электролит из аккумуляторной батареи, при помощи резиновой груши. Далее промыть банки аккумулятора дистиллированной водой. Только после этого можно приступать к заливке новой электролитической жидкости, конечно если у владельца не сухая разновидность аккумулятора.

Добавить новую смесь, аккуратно при помощи трубки. Дальше понадобится зарядить аккумуляторную батарею примерно в течение 4 часов. При этом не закрывать банки, чтобы выходили газы во время кипения. Тестировать параметр плотности рекомендуется раз в 3 месяца.

Техника безопасности при работе с кислотой

Всегда, при выполнении абсолютно любых видов работ, необходимо в первую очередь изучить все главные и основные требования техники безопасности. Особенно, это касается таких видов работ с опасными активными веществами и аккумуляторными батареями.

1. Проводить все виды мероприятий, связанных с вредными парами для организма, требуется в специально оборудованных или хорошо проветриваемых помещениях. Для того чтобы не навредить здоровью.
2. Использовать одежду, которую будет не жалко выкинуть. Также применять фартук, резиновые или другие виды перчаток, защитные очки. При необходимости можно воспользоваться респиратором если помещение закрытое.
3. Не допускать попадания кислоты на кожу. Если всё же это случилось, необходимо воспользоваться раствором соды и промыть под проточной водой.
4. Во время выполнения замены электролита нужно соблюдать важное правило. Первым делом в банки аккумуляторной батареи добавляется дистиллированная вода, а уже после этого понемногу добавлять разбавленную или концентрированную кислоту. В противном случае вода среагирует с кислотой и некоторое количество раствора создаст брызги, которые могут попасть в незащищённые глаза или на участки кожи.
5. После процедуры выполнить чистку рабочего места.

Как вам статья?