Какой уровень электролита должен быть в аккумуляторе

Серная кислота в аккумуляторе

По сути то, что залито в аккумулятор — это разбавленная серная кислота. В основе работы любого свинцово-кислотного аккумулятора лежит химический процесс, высвобождающий электрический заряд. Молекулы серной кислоты расщепляют посредством электролитической диссоциации свинцовые электроды, создавая положительно и отрицательно заряженные ионы.

Собираясь на положительных и отрицательных электродах батареи, ионы создают на клеммах АКБ необходимый заряд. Со временем часть молекул связывается без возможности возобновить свою работу в банках, что снижает плотность электролита

Поэтому так важно следить за концентрацией аккумуляторной кислоты

Процесс носит название электролитической диссоциации. При нём ионы с положительным зарядом(катионы) — устремляются к плюсовому электроду. К отрицательному электроду направляются анионы — отрицательно заряженные ионы.

Окислителем выступает диоксид свинца, который в результате взаимодействия с молекулами кислоты восстанавливается, отдавая отрицательный заряд на электроды.  Растворы серной кислоты слабо проводят  электрический ток, однако хорошо справляется с ионным обменом.

При разрядке АКБ положительные ионы свинца устремляются через электролит с губчатого свинца – восстановителя. Здесь происходит превращение в двухвалентный свинец из четырехвалентного, таким образом, оставляя заряд 2 электронов с каждого иона.

На аноде — PbO₂ + SO₄2− + 4H+ + 2e− -> PbSO₄ + 2H₂O — окисление свинца.

На катоде — Pb + SO₄2− − 2e− ->PbSO₄

Во время зарядки идут обратные реакции — свинец движется в сторону пластин.

Оба электрода покрываются слоем сульфата, который образовывается из отрицательных кислотных остатков и положительных двухвалентных ионов свинца. Это называется сульфатацией, которая для пластин аккумулятора весьма опасна и грозит быстрым износом. Выделяемые газы в процессе восстановительно-окислительных реакций считаются побочным эффектом, однако они могут серьёзно повлиять на работоспособность всей батареи.

В процессе разрядки батареи к отрицательно заряженному электроду устремляются электроны, где они производят нейтрализацию ионов свинца. В зависимости от уровня заряда батареи плотность электролита может иметь разное значение.

Измерения делаются при комнатной температуре + 25 °С. Использование кислоты происходит в 1,6 раз больше положительными электродами. Поэтому рост объема электролита наблюдается при разрядке батареи и уменьшение – при зарядке.

Используемый вид кислоты

Автомобилистов закономерно интересует, какие кислоты используются в аккумуляторах автомобилей. В действительности существуют разные варианты и догадки на этот счёт.

Некоторые уверены, что здесь применяется только соляная кислота. Другие делают ставки на серную.

Поэтому важно ответить, какая именно кислота находится в аккумуляторе, серная или же соляная. Запомните раз и навсегда

В АКБ применяют только серную кислоту

Запомните раз и навсегда. В АКБ применяют только серную кислоту.

Если вас когда-то спросят, какая кислота всегда находится в аккумуляторе, смело отвечайте, что серная. Но никак не соляная. Это распространённое заблуждение.

Также будет полезно знать, как ещё называется кислота, используемая в аккумуляторе. Да, чаще всего её называют просто серной. Но есть и другое название. А именно триоксид серы или ангидрид серы. Сами понимаете, что понятие серной кислоты запомнить намного проще.

Определившись с тем, какая кислота всегда заливается в автомобильный аккумулятор, можно рассказать о ней некоторые подробности, а также взглянуть на особенности готового к использованию электролита.

Вообще различают несколько видов аккумуляторов, и не всегда есть смысл спрашивать, какую кислоту в их случае добавляют, поскольку аккумулятор определённого типа не предусматривает её применение. Это те же литиевые АКБ и никель-кадмиевые. В последнем случае вместо кислоты применяется щёлочь.

Несколько иначе обстоят дела с гелевыми АКБ. Если говорить о том, какую кислоту всегда добавляют в такой аккумулятор, то тут ответ будет аналогичным. Кислота там серная. Только находится электролит в гелеобразном состоянии.

Подавляющее большинство АКБ, применяемых в авто, являются свинцово-кислотными. Они делятся на несколько разновидностей, в зависимости от добавок и агрегатного состояния электролита. Но практически всегда речь идёт именно о кислотных устройствах. И вы теперь знаете, какая кислота применяется в АКБ.

Пропорции раствора примерно всегда одинаковые. Это от 30 до 35% кислоты, всё остальное занимает вода.

Крайне редко процентное соотношение превышает 35 на 65%. Чтобы выполнять все задачи, поставленные перед автомобильными АКБ, вполне достаточно и 30%.

Теперь вы знаете, какая именно кислота всегда находится в автомобильном аккумуляторе. Это позволит понять, что необходимо покупать для последующего обслуживания.

Смысл обслуживания заключается в том, чтобы добавлять определённое количество готового электролита либо же только дистиллированную воду.

Но объективно мало просто понимать, какая кислота обычно при производстве используется в аккумуляторе того или иного автомобиля. Предстоит ещё немного разобраться с понятиями концентрации и плотности.

Используемый вид кислоты

Автомобилистов закономерно интересует, какие кислоты используются в аккумуляторах автомобилей. В действительности существуют разные варианты и догадки на этот счёт.

Некоторые уверены, что здесь применяется только соляная кислота. Другие делают ставки на серную.

Поэтому важно ответить, какая именно кислота находится в аккумуляторе, серная или же соляная. Запомните раз и навсегда

В АКБ применяют только серную кислоту

Запомните раз и навсегда. В АКБ применяют только серную кислоту.

Если вас когда-то спросят, какая кислота всегда находится в аккумуляторе, смело отвечайте, что серная. Но никак не соляная. Это распространённое заблуждение.

Также будет полезно знать, как ещё называется кислота, используемая в аккумуляторе. Да, чаще всего её называют просто серной. Но есть и другое название. А именно триоксид серы или ангидрид серы. Сами понимаете, что понятие серной кислоты запомнить намного проще.

Определившись с тем, какая кислота всегда заливается в автомобильный аккумулятор, можно рассказать о ней некоторые подробности, а также взглянуть на особенности готового к использованию электролита.

Вообще различают несколько видов аккумуляторов, и не всегда есть смысл спрашивать, какую кислоту в их случае добавляют, поскольку аккумулятор определённого типа не предусматривает её применение. Это те же литиевые АКБ и никель-кадмиевые. В последнем случае вместо кислоты применяется щёлочь.

Несколько иначе обстоят дела с гелевыми АКБ. Если говорить о том, какую кислоту всегда добавляют в такой аккумулятор, то тут ответ будет аналогичным. Кислота там серная. Только находится электролит в гелеобразном состоянии.

Подавляющее большинство АКБ, применяемых в авто, являются свинцово-кислотными. Они делятся на несколько разновидностей, в зависимости от добавок и агрегатного состояния электролита. Но практически всегда речь идёт именно о кислотных устройствах. И вы теперь знаете, какая кислота применяется в АКБ.

Пропорции раствора примерно всегда одинаковые. Это от 30 до 35% кислоты, всё остальное занимает вода.

Крайне редко процентное соотношение превышает 35 на 65%. Чтобы выполнять все задачи, поставленные перед автомобильными АКБ, вполне достаточно и 30%.

Теперь вы знаете, какая именно кислота всегда находится в автомобильном аккумуляторе. Это позволит понять, что необходимо покупать для последующего обслуживания.

Смысл обслуживания заключается в том, чтобы добавлять определённое количество готового электролита либо же только дистиллированную воду.

Но объективно мало просто понимать, какая кислота обычно при производстве используется в аккумуляторе того или иного автомобиля. Предстоит ещё немного разобраться с понятиями концентрации и плотности.

Сколько доливать воды в аккумулятор

Сколько заливать дистиллированной воды в аккумулятор будет зависеть от того, какая его емкость. Так как чем больше батарея, тем больше в ней электролита. Соответственно и ответ на вопрос “сколько дистиллированной воды в аккумуляторе” может быть разным. Более того, объем зависит от конструкции батареи и может отличаться для разных производителей. В таблице указаны средние показатели для АКБ разной емкости.

Сложность в том, что эти цифры не применимы на практике. Они могли бы пригодиться только если вы полностью сольете весь электролит, добавите воды и зальете обратно. Но так делать крайне не рекомендуется! Также такие данные могут пригодиться если уровень был не просто пониженный, а критически низкий — то есть практически одна кислота.

Рассмотрим такой случай на примере популярного аккумулятора 65 Ач, в котором должно быть 3,5 литра электролита. Если проверка плотности показала 1,4 г/см³, что означает полное отсутствие воды в составе, то вам нужно залить воды в количестве 65% от этого объема. 3,5 литра * 0,65 = 2,28 литра (приблизительно по 460 мл. в каждую банку). Если же там плотность 1,3 г/см³ и не хватает жидкости 1…1,5 см поверх пластин, то попросту доливаем воды до такого уровня. Это и будет ответом “сколько воды нужно залить в аккумулятор 65 Ач”.

Как правильно доливать дистиллированную воду в аккумулятор?

Вливаем шприцем дистиллированную воду, чтобы не перелить

Алгоритм действий выглядит так:

1. Дать отстояться батарее на протяжении 6-8 часов в комнатной температуре.
2. Очистите крышку АКБ и протрите ее содовым раствором, чтобы при откручивании пробок грязь не попала внутрь.
3. Открутите пробки и проверьте уровень электролита, как описано выше. Проверку нужно делать на ровной поверхности, для точности измерений.
4. Начните понемногу доливать дистиллированную воду до нужного уровня. Доливать и отбирать лишнее очень удобно ареометром. Также можно использовать шприц.
5. Закрутите пробки и оставьте АКБ стоять на 6-8 часов — процесс смешивания воды и электролита требует времени.
6. Зарядите аккумулятор. Зарядку нужно прекратить при наступлении бурного электролиза (после закипания электролита).
7. Измерьте плотность электролита ареометром. Она должна быть на нормальном уровне 1,27-1,28 г/см3. Такую АКБ можно установить на автомобиль.

Почему нужно доливать только дистиллированную воду?

В аккумуляторе можно использовать исключительно дистиллированную воду. Потому что в любой другой воде неизбежно присутствуют примеси — хлор, кальций, магний, соли и другие вещества. Все посторонние примеси, которые попадут в АКБ, вступят в химические реакции и ускорят разрушение пластин! Поэтому нужно использовать исключительно дистиллированную воду, которая состоит только из водорода и кислорода и не имеет никаких лишних примесей.

Какие должны быть плотность и уровень электролита

В регионах с умеренным климатом рабочий параметр плотности электролита должен составлять от 1,25 до 1,27 г/см3 ±0,01 г/см3.

Важно знать

Следует учитывать, что чем ниже плотность электролита в полностью заряженной батарее авто, тем дольше она прослужит.

Плотность кислоты с водой в банках автомобильного аккумулятора разная, и зависит от нескольких параметров:

• заряженность батареи;
• процентного содержания серы — чем больше концентрация раствора, тем более высокая плотность жидкости;
• температуры раствора — чем больше это значение, тем ниже уровень плотности.

Оптимальный уровень электролита в аккумуляторе машины должен быть таким, чтобы в каждой банке раствор покрывал пластины с запасом 10-15 мм.

Таблица: плотность в зависимости от климатической зоны

Плотность электролита в аккумуляторе зимой

В странах, где зимой температура воздуха опускается до -30 градусов данное значение должно быть на 0,01 г/см3 больше, а в областях с жарким климатом — на 0,01 г/см меньше. Если в зимнее время года температура воздуха опускается до -50 °C, то уровень плотности рекомендуется увеличивать до 1,29 г/см3. Если данный показатель будет меньше, это станет причиной снижения электродвижущей силы и возможного замерзания рабочего раствора.

Важно знать

Слишком высокий уровень плотности раствора электролита в банках аккумуляторной батареи повлияет на ее срок службы. Пониженный параметр становится причиной падения напряжения и трудному пуску силового агрегата.

Если плотность рабочего раствора в холодное время года снизится до 1,09 г/см3, это станет причиной замерзания аккумуляторной батареи уже при -7 градусах. Надо учитывать, что кратковременные поездки на транспортном средстве, составляющие менее 30 минут, не дают возможности рабочей жидкости полностью прогреться и эффективно заряжаться. Поэтому разряд электролита при низких температурах ежедневно растет, что серьезно влияет на уровень плотности.

Полезно знать

Для нового и исправного аккумулятора нормальная величина изменения плотности рабочей жидкости при полном заряде и разряжении составляет в диапазоне от 0,15 до 0,16 г/см3.

Таблица: температура замерзания электролита в зависимости от его плотности

Плотность электролита в аккумуляторе летом

Важно знать

Данный параметр для теплых и влажных климатических регионов должен составить не менее 1,22 г/см3 (эта величина является критической).

В конце весны и летом температура в моторном отсеке более высокая, что приводит к испарению воды из кислотного раствора и более активному протеканию электрохимических процессов в аккумуляторе. Это становится причиной повышенной токоотдачи.

В жаркое время года из-за высокой температуры особо остро стоит проблема обезвоживания для аккумулятора. Поскольку высокий уровень плотности негативно влияет на свинцовые пластины обслуживаемых и необслуживаемых батарей, рекомендуется, чтобы этот параметр имел отклонение на 0,02 г/см3 меньше номинального. В частности, если речь идет о южных регионах, где используется устройство. При снижении объема или количества рабочей жидкости и увеличения параметра плотности коррозийные процессы на электродных выходах могут увеличиться.

Какой должна быть плотность аккумулятора

Со временем пластины в банках начинают осыпаться, и зарядить аккумулятор уже не удается, его приходится менять. Еще свинцово-кислотная батарея выходит из строя раньше времени:

• от постоянной перегрузки различными потребителями;
• из-за большого напряжения заряда (например, из-за неисправного реле зарядки генератора – электролит в банках в этом случае АКБ закипает);
• в результате постоянной перегрузки (при трудном запуске двигателя зимой в морозы).

Важно аккумулятор держать заряженным, а чтобы он быстро не разряжался, необходимо поддерживать плотность электролита в банках. Достаточно часто возникает стандартная ситуация – после нескольких дней стоянки автомобиля без движения запустить двигатель невозможно, аккумулятор садится

В этом случае в первую очередь необходимо проверить плотность электролита в банках, но для этого нужно знать ее стандартное значение. Чтобы восстановить работоспособность обслуживаемой аккумуляторной батареи, добавляют дистиллированную воду, затем зарядным устройством заряжают АКБ до нормального состояния

Достаточно часто возникает стандартная ситуация – после нескольких дней стоянки автомобиля без движения запустить двигатель невозможно, аккумулятор садится. В этом случае в первую очередь необходимо проверить плотность электролита в банках, но для этого нужно знать ее стандартное значение. Чтобы восстановить работоспособность обслуживаемой аккумуляторной батареи, добавляют дистиллированную воду, затем зарядным устройством заряжают АКБ до нормального состояния.

Плотность электролита в аккумуляторе летом отличается от зимней, и она зависит от температуры окружающей среды – нормальным при t +25ºC считается значение 1,27. Зимой и для условий Крайнего Севера нормальной является плотность 1,29 г/см², и если она слишком низкая, то в мороз банки аккумулятора могут замерзнуть, при значении больше нормы происходит интенсивное разрушение свинцовых пластин.

Емкость батареи напрямую зависит от плотности, и поэтому при отклонении значений от нормы в меньшую сторону мощности аккумулятора не хватает для прокрутки двигателя, и при небрежном отношении можно легко загубить даже почти новую АКБ. Существует таблица плотности, по которой можно понять, какого следует придерживаться значения при разной температуре окружающего воздуха. Проверить плотность можно специальным прибором – ариометром, но измерения проводятся в основном на обслуживаемых аккумуляторах, в необслуживаемых схемах банки часто тщательно запаивают, и добраться до электролита невозможно.

Соотношение электролита к воде

Чтобы получить 1 литр электролитической жидкости плотностью 1,27-1,28, следует смешать 0,772 л корректирующего электролита и 0,295 л дистиллированной воды. При нормальной эксплуатации испаряется только вода, поэтому доливать электролит вместо дистиллята нельзя. Чтобы не ошибиться с плотностью, обслуживание проводят только после полной зарядки аккумулятора.

Перелив воды, при котором плотность опускается на уровень 1,26, считается некритичным. При снижении этой границы уже необходимо откачать часть жидкости, довести плотность до заводской, долив корректирующий электролит.

Для чего нужна кислота

Прежде чем приступать к описанию процессов, протекающих при разряде/заряде, стоит сразу сказать, какая кислота используется в аккумуляторе любого автомобиля – это серная (H2SO4), а не соляная или, например, фосфорная.

Она необходима для приготовления электролита – жидкости, в которой присутствуют заряженные частицы – ионы. Электролит представляет собой не просто пассивный раствор, в котором частицы воды и кислоты перемешаны друг с другом. Это активная жидкость, отличительная особенность которой – постоянное протекание в ней взаимно исключающих друг друга процессов – диссоциации и ассоциации.

В аккумуляторе присутствует серная кислота

При диссоциации, которая протекает лишь в водном растворе H2SO4. Молекулы кислоты образуют ионы с положительными и отрицательными зарядами:

Диссоциация кислоты

Параллельно с диссоциацией протекает обратный процесс – превращение ионов в молекулы кислоты. Полной ионизации электролита, а также полной нейтрализации заряженных частиц не происходит. Процессы находятся в динамическом равновесии, которое может измениться лишь под влиянием внешнего воздействия.

Именно наличие ионов и превращает раствор в электролит. Под влиянием электрического поля (во время зарядки) заряженные частицы переносят заряд к пластинам аккумулятора. При реакции между ионами и веществом пластин происходит высвобождение электронов. Они способны двигаться по проводнику при подключении его к электродам (их выводам).

Основные процессы, протекающие при разряде

Отрицательные пластины АКБ и их обмазка изготовлены из свинца (Pb), а у положительных активная масса имеет основой его диоксид (PbO2). Металлический свинец обладает большим количеством свободных электронов, чем его диоксид. Если положительную и отрицательную пластины соединить проводником, то разность потенциалов практически сразу уравновесится и электрический ток не возникнет.

Но если эти пластины погрузить в сернокислотный электролит, то перенос электронов вызовет химические реакции окисления металлического свинца и восстановления его диоксида:

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

Как видите, «конечными продуктами» этих реакций являются:

1. Сульфат свинца PbSO4, образующийся на поверхности пластин.
2. Вода.
3. Свободные электроны (e-), благодаря которым и возникает электрический ток.

При достаточно продолжительном разряде серная кислота может полностью «израсходоваться» на образование сульфата и воды, в результате чего прекратятся химические реакции и свободные электроны не будут образовываться. Поэтому особенно ценным в плане практического использования свинцовых аккумуляторных батарей является возможность протекания обратных реакций при подключении к выводам электрического напряжения.

При зарядке сульфат свинца, прореагировав с водородом, снова становится серной кислотой, в результате чего плотность электролита восстанавливается, а поверхность пластин аккумулятора приобретает первоначальный состав.

Проверка плотности электролита

Как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор?

Если владелец хочет добавить воду или залить электролит в необслуживаемую батарею, то ему понадобится снять крышку банок или проделать отверстия в верхней части кожуха (схема зависит от конструкции и производителя изделия). Каналы прокалываются острым шилом до момента упора в свинцовые электроды. Методика позволяет определить расстояние между верхней кромкой крышки и свинцовыми пластинами. Для обеспечения нормальной работы источника питания уровень электролита должен находиться на 10-15 мм выше верхней кромки электродов.

Если уровень раствора находится ниже требуемого значения, то необходимо добавить дистиллированную воду. Жидкость необходимо заливать при помощи медицинского шприца или резиновой груши вместимостью 10-20 см². Инструмент оснащается укороченной иглой, длина элемента позволяет контролировать уровень жидкости в банках. Пластиковое основание иглы не должно упасть в полость банки через отверстие.

После достижения требуемого уровня во всех банках рекомендуется покачать корпус батареи, обеспечивая смешивание воды и кислотосодержащего раствора. Резко трясти и переворачивать АКБ на бок запрещено, поскольку происходит попадание шлама между электродами. Нужно провести контрольный замер уровня: если жидкости в банках мало, то необходимо ввести дополнительную порцию дистиллированной воды. Отверстия заделываются герметиком, затем производится зарядка источника питания. Следует учитывать, что доливка воды позволяет временно восстановить параметры батареи.

Подготовка кислоты

Важно понимать, что взять любой электролит и залить его в резервуар нельзя. Для этой цели нужно подобрать специальную кислоту, которая соответствует строгим характеристикам

И одна из них заключается в плотности.

Желательно, чтобы показатель плотности составлял 1,28 г на кубический сантиметр. Для определения точных данных нужно использовать ареометр

Не секрет, что многие магазинные модели обладают плотностью 1,40 г, поэтому на этапе покупки важно уточнить этот момент

Опытные автомобилисты создают электролит своими руками, но его качество далеко от желаемого и находится на низком уровне. В результате эффективность работы аккумулятора оказывается под угрозой.

После завершения очистки банок и подготовительных этапов, можно переходить к заливке электролита. В процессе выполнения этого действия применяются:

1. Лейка.
2. Резиновые перчатки.
3. Сам раствор.

Кроме этого, автомобилисту нужно воспользоваться ареометром, который позволит провести предварительную проверку плотности. В идеале она должна быть на уровне 1,28 г на кубический сантиметр. При условии, что отображенный показатель соответствует норме, можно медленно заполнять резервуар, заранее выделив нужное количество кислоты для каждого из них.

Заполнять резервуары нужно равномерным и постепенным образом, удаляя излишки резиновой грушей. Также их нужно вытирать тканью или салфеткой. Дальнейшее заполнение банок отличается простотой и не нуждается в каком-либо профессиональном подходе. Достаточно лишь определить показатели плотности и постепенно наполнять жидкостью пустые банки.

Рекомендуем: Особенности обмена старого аккумулятора автомобиля на новый

Если резервуары окончательно заполнены, ни в коем случае нельзя начинать работу с аккумулятором. Лучше оставить его на 24−48 часов в режиме бездействия. Это позволит присадочным веществам окончательно раствориться, а воздуху — выйти наружу. Только после этого можно приступать к зарядке и проверке.