Электролит для аккумуляторов — состав и пропорции

Блоки питания

Специфика работы аккумуляторных батарей основана на взаимодействии электролита – смеси серной кислоты и дистиллированной воды с поверхностью металла способного к ионизации. Но только ли серная кислота применима для изготовления электролита или существуют другие виды и возможности? В данной статье будет подробно разобран вопрос о типах аккумуляторных батарей и электролитов для акб.

Что из себя представляет электролит и зачем его использовать

С химической точки зрения электролит представляет собой смесь из кислоты или растворенных солей металлов с дистиллированной водой.

Данный раствор обладает следующими свойствами:

  • Плотность должна варьироваться в диапазоне от 1,1 до 1,3 гр/см³. Параметр можно измерить самостоятельно при приготовлении раствора с помощью денсиметра или ареометра.
  • Однородность. Жидкость должна быть прозрачной, без замутнений и инородных вкраплений.

Важно! При эксплуатации электролит нуждается в периодическом пополнении дистиллированной водой. Если использовать простую воду, то устройство может прийти в негодность во время эксплуатации.

Раствор солей металлов или кислоты с дистиллированной водой необходим в аккумуляторной батарее для накопления энергии. Жидкость является токопроводящей, и именно от ее качества зависят эксплуатационные характеристики АКБ. 

Состав 

Электролит для аккумуляторов подразделяется по качественному составу с одним постоянным компонентом – дистиллированной водой. Второй компонент варьируется для щелочных и кислотных аккумуляторов – это щелочной остаток, полученный из растворения металлов или концентрированная серная кислота.

Важно! Также существуют гелиевые аккумуляторы, но они имеют малое распространение из-за дороговизны и трудностей с подзарядкой.

Пропорции дистиллята к щелочи или кислоте зависят от мощности и энергоемкости батареи. Необходимо придерживаться плотности до 1,3 г/см3. В противном случае аккумулятор будет быстро разряжаться и перестанет выполнять свои функции.

Отличия электролитов для разных типов аккумуляторов

Разные типы АКБ подразделяются не по конструктивным особенностям, а по составу «рабочей» жидкости. В настоящее время максимальное распространение имеют следующие технические разновидности.

Щелочные АКБ

Такое название они получили по составу электролита. За основу применяют едкий калий с химической формулой – КОН и щелочной натрий – NaOH.

Основными преимуществами данных моделей являются:

  • Высокая энергоемкость.
  • Способность долго переносить полную разрядку.
  • Устойчивость к вибрации.

Недостатки:

  • «Память» аккумулятора. Со временем значения максимального заряда снижается.
  • Более опасны для экологии, если в составе используются соли кадмия.

Кислотные АКБ

Второе их название свинцово-кислотные, так как подзарядка и накопление происходит при взаимодействии раствора серной кислоты – H2Sо4 со свинцовыми электродами. Кислота серная для аккумуляторов сама по себе приобретает свойства электропроводности, если в составе появляются примеси металлов.

Читайте также:  Литий-полимерный аккумулятор — характеристики, плюсы и минусы

Такие батареи максимально востребованы из-за следующих преимуществ:

  • Доступная цена, низкая себестоимость.
  • Длительный срок эксплуатации.
  • Простота в обслуживании при самостоятельной подзарядке.

Также есть ряд существенных недостатков:

  • АКБ может храниться только в заряженном виде.
  • Чувствительны к перезарядам, полной разрядке.
  • Электролит кислотный для аккумуляторов выделяет испарения, опасен для экологии.
  • Неправильная подзарядка может привести к воспламенению.
  • Перемерзают и перестают работать в зимний период.

Недостатки свидетельствуют о том, что кислотные акб морально устаревают. Все больше пользователей отдают предпочтение щелочным моделям в следующем исполнении.

Кадмиевоникелевые АКБ

Их основная особенность в том, что электрод имеет пористую структуру, которая покрыта тонким слоем никеля. Это позволило производить рекомбинацию газов, возникающих при зарядке, без их специального отвода.

Данные модели имеют следующие преимущества:

  • Быстрый заряд даже если аккумулятор длительное время был разряжен.
  • Более 1000 циклов зарядки/разрядки.
  • Эксплуатируются при низких температурах.
  • Длительный срок хранения.
  • Низкая стоимость.

Недостатки:

  • Низкий сегмент энергетической емкости.
  • Необходимо периодически выполнять подзаряд даже для рабочей батареи.
  • Токсичность.
  • После длительного хранения требуется подзарядка даже при соблюдении условий хранения.

Железоникелевые АКБ

В качестве основного материала используются положительно и отрицательно заряженные пластины из железоникелевого сплава. Пластины состоят из ряда трубок, которые соединены между собой. При работе аккумуляторной батареи происходит окисление пластин в водном растворе серной кислоты с накоплением заряда. Этот процесс называют гальваническим наполнением энергоемкости.

Необходимое оборудование

Для приготовления электролита необходимо использовать специальное оборудование, которое представляет собой гальваническую ванну.

Она состоит из:

  1. Бортового насоса.
  2. Крышки.
  3. Крана для агрессивных сред.
  4. Уровнемера.

Все конструктивные элементы должны обладать прочностью и герметичностью, которая достигается за счет применения полимерных материалов, инертных к агрессивным средам.

Как самостоятельно приготовить электролит для аккумулятора

Кроме специального заводского оборудования, жидкость для аккумуляторов можно приготовить самостоятельно в домашних условиях.

Оборудование

Для того чтобы приготовить электролит в условиях дома или гаража, необходимо подготовить следующие приспособления и материалы:

  • Сосуд из пластмассы, керамики, свинца или эбонита.
  • Пестик для смешивания из аналогичного материала.
  • Дистиллированная вода.
  • Жидкая щелочь или кислота.
  • Инструменты для измерения уровня и плотности жидкости.

Кроме того, необходимо позаботиться о средствах СИЗ:

  • Резиновых перчатках с нарукавниками.
  • Очках.
  • Респираторе.

Важно! Кислоты и концентрированные щелочи являются крайне опасными для кожных покровов, вызывают сильные ожоги.

Кислотный состав

Сама по себе серная кислота в качестве концентрированного вещества имеет плотность в 1,84 г/см3. Имеет в своем составе водород, который и выделяется при зарядке кислотных аккумуляторов и солевой остаток соединения серы и кислорода. В совокупности получается жидкое активное вещество, которое способно окислять и ионизировать металлы с накоплением электрического заряда.

Важно! Кислота тонкой струйкой вливается в воду, если сделать наоборот, то вода моментально закипит на поверхности кислоты с образованием пара. Это однозначно ситуации, когда на раскаленную сковородку выливается стакан холодной воды.

На щелочной основе

Щелочной электролит для аккумуляторов состав:

  • Активная щелочь на основе водорода и щелочноземельных металлов, типа натрия (Na).
  • Стабилизатор с водородно-кислородным остатком.
Читайте также:  Тяговые аккумуляторы — что это такое, устройство и принцип действия

В итоге получается вещество, активно воздействующее на металлы вроде кадмия или никеля, ионизируя на поверхности металлических стержней электрический заряд, который накапливается в емкости аккумулятора.

Способ развести электролит для щелочного источника питания

Если электролит готовится под конкретную аккумуляторную батарею, то необходимо ознакомиться с сопутствующей инструкцией по эксплуатации, где будут указаны параметры плотности.

Если для приготовления раствора на щелочной основе используется твердая щелочь, то необходимо придерживаться следующих значений:

Необходимая плотность раствора Количество твёрдой щелочи равняется количеству электролита, разделенному на
1,17–1,19 г/см³ 5
1,19–1,21 г/см³ 3
1,25–1,27 г/см³ 2

Поэтапное приготовление:

  • В тару вливается дистиллированная вода.
  • Добавляется щелочь.
  • Раствор смешивается до однородной полупрозрачной массы и выстаивается в закрытой таре не менее 5 часов.
  • По истечении времени электролит считается готовым.

Важно! Если в таре выпал осадок, то он не должен попасть в аккумулятор. Наличие осадка снизит срок эксплуатации и рабочие характеристики батареи.

Возможные сложности в работе

Сложности могут быть вызваны специфическим поведением щелочей и кислот при смешивании их с водой. Если используется дистиллят с примесью обычной воды, то электролит может вспениться и помутнеть. Использовать такую жидкость категорически не рекомендуется.

Процесс смешивания кислот с водой сопровождается выделением тепла и парением, что также может вызвать сложности при самостоятельном изготовлении.

Безопасность при домашнем приготовлении

Как уже было сказано, кислоты и щелочи являются агрессивными химическими соединениями, которые опасны при попадании на открытую кожу. Какой электролит заливать в аккумулятор – щелочной или кислотный, зависит от конкретной модели, но правила безопасности остаются однотипными:

  • Следует подготовить рабочее место. Закрыть его полимерной пленкой, которая инертна к кислотам.
  • Использовать СИЗ.
  • Производить все работы в проветриваемом помещении.
  • В случае работы с кислотой необходимо держать под рукой флакон с жидким мылом – его легкая щелочная основа позволит нейтрализовать действие кислоты на коже.

Важно! Также можно использовать густой раствор пищевой соды.

В статье были представлены приемы приготовления различных по составу электролитов. Используя полученные сведения, можно не только обезопасить себя при производстве работ, но и получить качественный и энергоемкий раствор для работы аккумуляторной батареи.

Оцените статью
Сам себе электрик
Добавить комментарий

Adblock
detector