Что такое электролит в аккумуляторе автомобиля

Все ниже сказанное писалось как ответ на комментарий к моему посту Десульфатация аккумулятора зарядным IMAX B6 это реально! Хотел ответить в двух словах — не получилось, решил написать вкратце — получился огромный комментарий, по сему выделил его в отдельный пост.
Ниже описанное даст полное абстрактное понимание сути электролита автомобильного свинцового аккумулятора. По чему абстрактное — по тому что электролит это химический состав, а я не химик и пишу это не для химиков, а исключительно для обычных рядовых пользователей автомобильных аккумуляторов. Надеюсь что ниже сказанного будет достаточно для того что бы сломя голову не лить свежий электролит в разряженный аккумулятор, а постараться его правильно зарядить.

В основном электролиты для автомобильных свинцовых аккумуляторов состоят из серной кислоты H2SO4 слабой концентрации. Такой электролит и правда можно приготовить самостоятельно, зная пропорции, понизив концентрацию H2SO4 дистиллированной водой. Смысла делать это не вижу так как купить готовый электролит проще и дешевле.

На счет повышения и понижения плотности электролита — плотность зависит от количества H2SO4, то есть увеличить плотность можно как добавлением готового электролита("кислоты"), понизить — добавлением воды(дистиллированной). В автомобильных свинцовых аккумуляторах не рекомендовано регулировать плотность без крайней необходимости.
Михаил Васильевич Ломоносов был таки прав — "ни что ниоткуда не берется и никуда не исчезает", это закон сохранения масс.

Дело в том что кислота всегда остается в аккумуляторе и никуда не испаряется, она только переходит в другое состояние — в соли(сульфаты), в автомобильном свинцовом аккумуляторе это сульфат свинца PbSo4. Для восстановления кислоты из сульфата(восстановления плотности электролита) нужна зарядка аккумулятора, во время которой идет обратный процесс. То есть аккумулятор разряжен — плотность электролита низкая, аккумулятор зарядили — плотность повысилась, обратили процесс — восстановили "исходное", нужное количество кислоты в электролите, сульфаты стали кислотой. И именно по этой причине крайне не рекомендовано доливать электролит в аккумулятор для повышения плотности, так как в отличии от воды, которая в не значительных количествах испаряется при длительной эксплуатации аккумулятора, исходное количество кислоты всегда остается в аккумуляторе в той или иной форме.
Вкратце
— низкая плотность электролита = много сульфата свинца = сульфатация.
— восстановить плотность электролита = полностью зарядить аккумулятор = вернуть исходную плотность электролита = десульфатация.
Завершенный процесс зарядки аккумулятора = допустимая плотность электролита + нужное напряжение, в случаях когда плотность в процессе зарядки сильно повышается электролит нужно постепенно разбавлять дистиллированной водой, делать это нужно понемногу с постоянным контролем плотности. Это и говорит о том что часть воды испарилась в процессе эксплуатации и соответственно плотность электролита по этой причине увеличивается выше нормы.
Все это само собой не касается случаев когда электролит был, например, разлит — не плотно закрутили крышки банок, перевернули случайно и банально пролили электролит. В этом случае нужно изначально доливать дистилированной водой(!), после чего заряжать — десульфатировать, после чего либо повышать плотность корректирующим электролитом, либо заменить электролит полностью.
Надеюсь все выше сказанное было полезным и пригодится вам при восстановлении ваших аккумуляторов.
Процесс десульфатации свинцового аккумулятора в домашних условиях я описал вот тут "Десульфатация аккумулятора зарядным IMAX B6 это реально!", а продолжение можно почитать тут "WESTA после десульфатации IMAX B6 все еще жив!"
Спасибо за внимание и потраченное время.

В настоящее время выбор аккумуляторных батарей огромен — в продаже можно найти уже готовые к использованию источники питания, а также сухозаряженные батареи, которые требуют осуществить приготовление электролита и его заливку до начала эксплуатации. Дальнейшее обслуживание аккумуляторов многие часто осуществляют в сервисах. По разным причинам может возникнуть необходимость самостоятельно приготовить раствор. Чтобы это мероприятие увенчалось успехом, следует знать, как сделать электролит в домашних условиях.

Что такое электролит?

Электролит — электропроводящий раствор, содержащий в своём составе дистиллированную воду и серную кислоту, едкий калий или натрий в зависимости от типа источника питания.

Концентрация серной кислоты в АКБ

Этот показатель кислотности напрямую зависит от необходимой плотности электролита. Изначально средняя концентрация этого раствора в автомобильном аккумуляторе — около 40% в зависимости от температуры и климата, в которых используется источник питания. Во время эксплуатации концентрация кислоты падает до 10–20%, что сказывается на работоспособности АКБ.

Вместе с тем стоит понимать, что аккумуляторная серная составляющая — наичистейшая жидкость, которая на 93% состоит непосредственно из кислоты остальные 7% — примеси. На территории России производство этого химиката строго регламентировано — продукция должна соответствовать требованиям ГОСТ.

Отличия электролитов для разных типов аккумуляторов

Несмотря на то что принцип работы раствора одинаков для разных источников питания, следует знать о некоторых различиях составов. В зависимости от состава принято выделять щелочной и кислотный электролиты.

Щелочные АКБ

Этот вид источников питания характеризуется наличием гидроокиси никеля, окиси бария и графита. Электролит в этом виде аккумуляторов представляет собой 20% раствор едкого калия. Традиционно используется добавка моногидрата лития, которая позволяет продлить срок эксплуатации АКБ.

Щелочные источники питания отличаются отсутствием взаимодействия калийного раствора с веществами, образуемыми во время работы аккумулятора, что способствует аксимальному уменьшению расхода.

Кислотные АКБ

Этот вид источников питания является одним из самых традиционных, поэтому и раствор в них знаком многим — смесь дистиллированной воды и серного раствора. Концентрат электролита для свинцово-кислотных аккумуляторов дешёво стоит и характеризуется способностью проводить ток большой величины. Плотность жидкости должна соответствовать климатическим показателям.

Таблица 1. Рекомендуемая плотность электролита

Другие виды АКБ: можно ли приготовить электролит для них самостоятельно?

Отдельно хотелось бы обратить внимание на современные свинцово-кислотные источники питания — гелевые и AGM. Они также могут быть заправлены собственноручно приготовленным раствором, который в них находится в специфической форме — в виде геля или внутри сепараторов. Для заправки гелевых аккумуляторов понадобится ещё один химический компонент — силикагель, который загустит кислотный раствор.

Кадмиевоникелевые и железоникелевые аккумуляторы

В отличие от свинцовых источников питания, кадмиево- и железоникелевые заливаются щелочным растовром, который является смесью дистиллированной воды и едкого калия или натрия. Гидроксид лития, входящий в состав этого раствора для определённых температурных режимов, позволяет увеличить срок службы АКБ.

Таблица 2. Состав и плотность электролита для кадмиево- и железоникелевых и аккумуляторов.

Железоникелевые источники питания рекомендуется эксплуатировать в тех же условиях, что и кадмиево-никелевые. Однако стоит отметить, что они более восприимчивы к низким температурам. Поэтому их следует использовать до минус 20 градусов.

Как правильно приготовить электролит в домашних условиях: техника безопасности

Приготовление раствора — работа с кислотами и щелочами, поэтому соблюдение мер предосторожности необходимо для самых опытных людей. Перед началом действия подготовьте средства защиты:

• резиновые перчатки
• одежду и фартук, устойчивый химическим веществам;
• защитные очки;
• нашатырный спирт, кальцинированную соду или борный раствор, чтобы нейтрализовать кислоту и щёлочь.

Оборудование

Для приготовления аккумуляторного электролита помимо самого источника питания потребуются следующие предметы:

• ёмкость и палочка, устойчивые к воздействию кислот и щелочей;
• дистиллированная вода;
• инструменты для измерения уровня, плотности и температуры раствора;
• аккумуляторная серная жидкость — для кислотной АКБ, твёрдые или жидкие щелочи, литий — для соответствующих видов АКБ, силикагель — для гелевых аккумуляторов.

Последовательность процесса: делаем электролит для кислотно-свинцового источника питания

Перед началом работ ознакомьтесь с информацией, приведённой в таблице 3. Она позволит выбрать необходимый объем жидкостей. В аккумуляторах залито от 2,6 до 3,7 литра кислотного раствора. Мы рекомендуем разводить примерно 4л электролита.

Таблица 3. Пропорции воды и серной кислоты.

• В ёмкость, устойчивую к едким веществам, налейте нужный объем воды.
• Разбавлять воду кислотой следует постепенно.
• По окончании процесса вливания замеряйте плотность получившегося электролита с помощью ареометра.
• Дайте составу отстояться около 12 часов.

Таблица 4. Плотность электролита для разных климатов.

Концентрация кислотного раствора должна соотноситься с минимальной температурой, при которой эксплуатируется аккумулятор. Если жидкость получилась слишком концентрированной, её необходимо разбавить дистиллированной водой.

Смотрите видео, как измерить плотность электролита.

Обращаем ваше внимание, что во время смешивания компонентов выделяется тепло. В подготовленный аккумулятор следует заливать остывший раствор.

Способ развести электролит для щелочного источника питания

Плотность и количество электролита в таких аккумуляторах указана в инструкции по эксплуатации источника питания или на сайте компании-производителя.

Необходимая плотность раствора

Количество твёрдой щелочи равняется количеству электролита, разделенному на

Для современных кислотных аккумуляторов основной средой, в которой происходят реакции, является электролит. От его количества, температуры, электрохимических характеристик в полной мере зависит работа всей батареи. Для каждого сезона состав электролита для аккумуляторов должен иметь определенную плотность. Это обеспечит длительность и правильность его эксплуатации.

В обслуживаемых батареях можно контролировать состав и плотность этой жидкости. Данную операцию выполняют с помощью определенного набора инструментов.

Характеристика состава

Основные компоненты, из которых состоит электролит, знакомы даже школьнику. Поэтому ответом на вопрос, какая кислота в аккумуляторе автомобиля, является «концентрированная серная кислота». Для обеспечения работы автомобильной АКБ ее разбавляют дистиллированной водой.

Максимальное значение плотности кислоты составляет 1,84 г/мл. Однако автомобилисты чаще пользуются разбавленной жидкостью, имеющей показатель 1,4 г/см 3 . В процессе разбавления серной кислоты выделяется много тепла.

Работа с электролитом

Нужно знать, что для аккумуляторных батарей применяются кислотные растворы, имеющие очень высокую степень очистки от нежелательных примесей.

Параметры, которым должна соответствовать кислота, даже описаны в государственных стандартах ГОСТ 667-73. Это обусловлено тем, что мусорные примеси существенно снижают срок службы электроприбора.

Основным критерием, по которому отличают между собой растворы, является плотность жидкости. Необходимо, чтобы этот параметр не выходил за пределы 1,07…1,3 г/мл. Такие результаты обеспечивают примерное содержание концентрата H₂SO₄ на уровне 27-40% в растворе.

Нужно знать, что в справочниках показания кислоты в растворе чаще всего указывается при 15 С. При изменении окружающей температуры необходимо включать в расчет поправочный температурный коэффициент.

Работы по проверке электролита в батареи

Данную операцию нужно осуществлять хотя бы дважды в год: с началом наступления холодов и при установлении летней теплой погоды. Именно смена температуры должна стать определяющей в начале проведения проверки.

Проведение работ осуществляется при наличии такого вспомогательного набора:

• ареометр – прибор, с помощью которого осуществляется проверка плотности жидкостей (его легко найти практически в любом автомагазине);
• стеклянная трубка с внутренним диаметром 5-7 мм (в некоторых случаях ее заменит чистый лист бумаги).

Приготовление электролита для аккумуляторов начинается с проверки текущего состояния жидкости во всех банках. Для этого можно применить простой алгоритм:

• в обслуживаемых аккумуляторах выкручивают пробку из тестируемой банки;
• неглубоко погружаем рабочую часть ареометра в емкость с электролитом;
• при помощи резиновой груши на ареометре втягиваем небольшой объем жидкости так, чтобы поплавок перешел в поднятое состояние и плавал, не касаясь стенок сосуда;
• на линии соприкосновения электролита и стержня будут реальные данные плотности;
• записываем результат на листе бумаги.

Процедуру измерения проводим для каждой емкости отдельно.

Нужно знать, что значения плотности во всех банках должны быть максимально близкими между собой и обязаны различаться друг от друга более чем на 0,2-0,3 г/см 3 .

Недостаток плотности можно компенсировать более высоким уровнем заряда. Это обеспечит больший показатель плотности, а соответственно более низкую температуру замерзания жидкости.

Кроме плотности водитель во время эксплуатации автомобиля обязан поддерживать достаточный уровень жидкости в АКБ. Опускать его ниже, чем 10-15 мм над верхним уровнем пластин не рекомендуется.

Уровень жидкости в АКБ

Замеры уровня легко проводить с помощью стеклянной трубки на ровно установленном по горизонтали аккумуляторе. Для этого опускаем ее в выбранную банку так, чтобы нижний конец ее касался верхней части пластин. После этого закрываем плотно открытый конец трубки пальцем, для того чтобы не происходила утечка жидкости из полости трубочки. Замеряем получившийся уровень с помощью любой линейки.

При выявлении недостаточного количества жидкости необходимо в несколько заходов долить дистиллят в проблемную банку. Во время процедуры будет проходить небольшое выделение тепла либо вскипание.

Нужно знать, что ни в коем случае нельзя проводить долив в АКБ электролита для доведения жидкости до необходимого уровня. Этим действием можно испортить батарею.

Проверка электролита с помощью стеклянной трубки

Проверку уровня при отсутствии стеклянной трубки допускается проводить с помощью чистого бумажного листа, свернутого в небольшую трубу. Процедура будет такой же, однако следует учесть, что в этом случае намокание будет показывать немного больший уровень электролита за счет погрешности измерения.

Параметры электролита в разных температурных условиях

Для каждого сезона или климатических зон выдерживаются соответствующие параметры электролита по плотности.

Нужно знать, что для зимних условий и более холодных климатических зон плотность электролита должна быть более высокой, так как это обеспечит существенное снижение температуры замерзания данной жидкости.

В жарких климатических зонах и во время теплого температурного режима окружающей среды желательно поддерживать меньшую плотность электролита, так как она обеспечивает гораздо больший срок службы батареи.

Правильные параметры можно поддерживать благодаря специальной таблице, определяющей благоприятную плотность для времени года и климатических условий. В суровых условиях и при экстремальном снижении температуры рекомендуется заносить АКБ в теплое помещение. Там же можно проводить ее дозарядку и проверку электрохимических параметров.

Пробки в обслуживаемой АКБ

При низкой плотности на уровне 1,1 г/мл жидкость способна уже к появлению кристаллов льда даже при -6 С. Поэтому даже для езды в мороз автомобилисты северных регионов применяют специальные термоконтейнеры, защищающие АКБ.

Подготовка электролита

В автомагазинах новые аккумуляторы предлагаются к продаже уже залитые необходимым количеством подготовленной жидкости. Однако, есть экземпляры, требующие заправки, сухозаряженные АКБ. Этот вариант будет более уместным для экстремальных климатических зон, требующих индивидуального подхода в приготовлении электролита. Для начинающих автомобилистов наиболее выгодным вариантом будет покупка уже подготовленной жидкости для конкретных климатических зон.

Если не удается подобрать готовый объем, то можно создать раствор под свои условия самостоятельно. Необходимые атрибуты:

• емкость с дистиллированной водой, которую можно найти либо в аптеке, либо в автомагазине;
• кислота H₂SO₄ (серная) с уровнем плотности 1,4 г/см 3 (предпочтительный показатель) или 1,84 г/см 3 (используется в крайнем случае);
• тарированная емкость, с помощью которой получится отмерять необходимый объем жидкости для работы;
• трубка или прут из химически нейтральных материалов (эбонит, стекло, керамика) для перемешивания раствора;
• индивидуальные элементы защиты (очки, качественные резиновые перчатки, защитный фартук, пиджак с длинными рукавами).

При работе с химическими реагентами понадобится соблюдать некоторые правила:

• запрещено вливать воду в кислоту, особенно резким движением, так как это приводит к разбрызгиванию и возникновению химических ожогов;
• допускается долив кислоты в воду тонкой струей;
• во время долива нужно проводить перемешивание с помощью трубочки или эбонитовой палочки.

После внесения необходимых доз проводится обязательный замер плотности с помощью ареометра.

Во время приготовления электролита, необходимо знать требуемое количество жидкости в АКБ. Объем в разных моделях варьируется в диапазоне 2,6…3,7 л. Для замены можно приготовить жидкость с запасом, а остатки утилизировать с помощью пищевой соды.

Существуют определенные пропорции для приготовления раствора заданной плотности. Вводными данными является пропорциональное количество кислоты и дистиллята.

Заправка электролита

Заливать подготовленную жидкость нужно очень аккуратно. Делается это с помощью стеклянной воронки либо из иного химически нейтрального материала. Подойдет и стеклянная кружка со специальным отогнутым носиком.

Операцию проводим до тех пор, пока жидкость не поднимется над пластинами в банках на 10-15 мм. Далее оставляем всю систему на 2-3 часа в покое. После этого времени плотность среды может немного упасть, что является допустимым явлением.

Заправленную АКБ необходимо зарядить до рабочего режима. Для этой операции используется ток, который в 10 раз меньше значения, указанного в качестве емкости на корпусе аккумулятора. Это значит, что для показания снаружи батареи 60 А*ч потребуется сила тока в 6 А. Зарядку надо продолжить в течение 4 часов. После этого снова вымеряется плотность и уровень жидкости. Электроприбор подготовлен к работе.

Возможные сложности в работе

Автомобильный аккумулятор в процессе эксплуатации может попадать в различные ситуации, например, в его корпусе электролит начнет замерзать и кристаллизоваться. Никаких горелок в этом случае использовать нельзя. Достаточно отключить его от электропроводки и занести в теплое помещение на 12-20 часов. Данная процедура обеспечит равномерное оттаивание всех холодных емкостей.

Если же водитель заметил трещины, возникшие от промерзания или по иным причинам, то такой аккумулятор не подлежит дальнейшей эксплуатации. Его необходимо отсоединить от клемм и сразу достать из подкапотного пространства.

При вздутии корпуса без его повреждения можно ставить на зарядку, отрегулировав зарядное устройство на подачу силы тока в 1 А на срок около 1 суток.

При этом понадобится несколько раз проводить контроль плотности электролита. При заметном повышении плотности во время зарядки нужно знать, что АКБ сможет прослужить еще некоторое время.

Отдельные экземпляры АКБ при существенном разряде не набирают нужной емкости во время зарядки. Допускается полная замена электролита во всех емкостях. Предварительно банки вымывают дистиллированной водой перед заливкой подготовленного раствора. Затем оставляют батарею на пару часов для пропитки пластин, а после ставят на двое суток для зарядки током от пол-ампера до 1 ампера. Процедуру завершают после того, как плотность не меняется в течение 2 часов.

Заключение

Количество и качество электролита влияет на работу аккумулятора. Показания плотности в обслуживаемых батареях контролируются минимум дважды в год. Если уровень жидкости в банках падает, то необходимо доливать дистиллированную воду. При покупке АКБ с сухой зарядкой желательно также приобретать подготовленный раствор от известных производителей, использующих кислоту высокой очистки. Во время самостоятельного приготовления раствора нужно соблюдать все меры индивидуальной безопасности.