Аккумуляторы: химические реакции в них

    Существует несколько  способов восстановления емкости  за сульфатированных АКБ: длительный  заряд малыми токами заряд  на дистиллированной воде, разряды  малыми токами;  кратковременный  (1-2ч) заряд батареи током, в  10-20 раз превышающий ток обычного  заряда, и др.

    Если процесс сульфитации  не слишком глубок, электроды  АКБ можно восстановить, разрядив  батарею током  0,05 от ее емкости  до напряжения 1,7 В. После этого  слить электролит, и залить дистиллированную  воду и заряжать током 0,03 от  емкости. При достижении плотности  электролита 1,09 г \см  напряжение  каждого аккумулятора должно  быть 2.3-2.4 В. Если оно ниже ,то заряд прекращают, часть электролита заменяют дистиллированной водой  и  после 2- часового перерыва продолжают заряд тем же током до достижения плотности 1,09г/см и напряжение 2,3-2,4В После этого плотность доводят до нормальной и заряжают батарею током 0,1 от емкости .

  Для восстановления электродов  с глубокой ,но не застарелой , сульфитацией из разряженных  до 1,7 В   сливают электролит и заливают в них дистиллированную воду. Через час аккумуляторы заряжают, установив ток с таким расчетом, чтобы напряжением на выводах 12-вольтовой батареи было 13,8 В .Когда плотность  электролита повысится до 1,12г/см, устанавливают зарядный ток, соответствующий 0,2 от емкости батареи .Зарядку ведут до начала газовыделения во всех аккумуляторах и прекращения увеличения плотности электролита .Затем АКБ включают на1,5-2-часовую разрядку примерно таким же током. Разрядку и зарядку продолжают до тех пор, пока повышается плотность электролита .

Трещины в моноблоках:

Трещины в стенках и перегородках моноблока(банки)заделывают композицией на основе эпоксидной смолы или расплавленным хлорвинилом. Перед заделкой трещину обрабатывают по всему контуру. Снимают фаски под углом 45-60 на глубину , равную 2/3 толщины стенки. Поверхность вокруг трещины зачищают и обезжиривают ацетоном.

Приготовление электролита и зарядка АКБ:

Электролит  готовят из аккумуляторной серной кислоты (плотность1,83г/см)и дистиллированной воды. В пластмассовый, керамический, эбонитовый или свинцовый сосуд сначала наливают воду, затем при непрерывном перемешивании кислоту.

 Аккумулятор, собранные после  ремонта из разряженных пластин(электродов),заливают  электролитом плотностью 1,12г/см  после охлаждения до температуры  25С.Залитую АКБ выдерживают в течение 2-4ч.

  В качестве источника тока  для зарядки АКБ используют  выпрямители типа ВСА или специальные  зарядные агрегаты. Зарядку ведут  током, равным 0,1 от емкости батареи.  Напряжение на каждом аккумуляторе  должно быть 2,7-3,0 В. Во время  зарядки контролируют температуру  электролита. Она не должна  подниматься выше 45С. Если температура  окажется выше ,уменьшают зарядный ток или прекращают зарядку на некоторое время. Заканчивают зарядку после того ,как начнется обильное газовыделение, а плотность электролита стабилизируется и не будет меняться в течение 2 часов. После 30 минут выдержки проверяют плотность электролита. Если она не соответствует установленной для данной зоны эксплуатации то доливают в аккумулятор дистиллированную воду(когда плотность выше нормы) или электролит плотностью 1,4г/см (если плотность ниже нормы).После корректировки необходимо продолжить зарядку в течение 30 минут для перемешивания электролита.

  Проверка уровня электролита:

При эксплуатации аккумуляторных батареи уровень электролита постепенно понижается, так как вода испаряется.

  Не следует допускать чрезмерного  понижения уровня электролита  вследствие того ,что верхние кромки пластин при этом оголяются и под воздействием воздуха подвергаются сульфитации, а это приводит к преждевременному отказу в работе аккумуляторной батареи .Для восстановления уровня электролита необходимо доливать только дистелированную воду.

  Если точно установлено,  что причиной низкого уровня  является    выплескивание электролита,  то необходимо электролит той  же плотности ,что   оставшийся в элементе батарею

  Нормальный уровень электролита  для батареи, имеющий заливную  горловину(тубус),должен доходить до нижнего края отверстия в тубусе, .Для батареи, не имеющей тубуса ,уровень электролита определяется стеклянной трубкой. При этом уровень должен быть на 5-10 мм выше предохранительного щитка.

  Уровень не должен быть  больше нормального, так как  электролит будет выплескиваться  из элементов при выделение газов, попадать на наконечники, выводы, металлические части автомобиля и вызывать их коррозию.

Зарядка с помощью внешних средств:

Учитывая  вышеуказанное, операция  зарядки  внешними средствами (выпрямителями  постоянного тока)является необходимой только в случае длительных простоев автомобиля или ненормальных условии работы.

  Рекомендуется придерживаться  следующих правил:

Сняв батарею с автомобиля, очистить ее (особенно верхнюю часть) и проверить  уровень электролита;

Включить батарею в цепь зарядки  ;во время зарядки рекомендуется систематически контролировать степень заряженности батареи с помощью автомобильного денсиметра;

После зарядки батареи снова  очистить ее, протереть от попавшего  на ее поверхность электролита и  смазать выводы техническим вазелином.

Свинцово-кислотный аккумулятор  при низких температурах

 

По мере снижения окружающей температуры, параметры аккумулятора ухудшаются, однако в отличие от прочих типов  аккумуляторов, свинцово-кислотные  снижают их относительно медленно, что не в последнюю очередь  обусловило их широкое применение на транспорте. Очень приблизительно можно  считать, что емкость снижается  вдвое при снижении окружающей температуры  на каждые 15°С начиная от +10°С, то есть, при температуре -45°С свинцово-кислотный аккумулятор способен отдать лишь несколько процентов первоначальной емкости. 
Снижение емкости и токоотдачи при низких температурах обусловлено, в первую очередь, ростом вязкости электролита, который уже не может в полном объеме поступать к электродам, и вступает в реакцию лишь в непосредственной близости от них, быстро истощаясь. 
Еще быстрее снижаются зарядные параметры. Фактически, начиная с, примерно -15°С, заряд свинцово-кислотного аккумулятора почти прекращается, что приводит к быстрой прогрессирующей разрядке аккумуляторов при эксплуатации в режиме коротких частых поездок (так называемый, "режим доктора"). В этих поездках аккумулятор практически не заряжается, его необходимо регулярно заряжать внешним зарядным устройством. 
Считается, что не полностью заряженный аккумулятор в мороз может растрескаться из-за замерзания электролита. Однако раствор серной кислоты в воде замерзает совсем не так, как чистая вода - он постепенно густеет, плавно переходя в твердую форму. Такой режим замерзания вряд ли способен вызвать разрыв стенок незамкнутого сосуда (а банка аккумулятора - незамкнутый объем). Электролит, в массовой литературе называемый "замерзшим" фактически еще можно перемешивать. 
Растрескивание стенок аккумулятора при морозах действительно бывает, но в основном является следствием изменения свойств применяемого для стенок материала, а не расширением электролита при замерзании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Никель-кадмиевый аккумулятор

 

 

(NiCd) — вторичный химический источник тока, в котором анодом является гидрат закиси никеля Ni(OH)₂ сграфитовым порошком (около 5–8 %) , электролитом — гидроксид калия KOH плотностью 1,19-1,21 с добавкой гидроксида лития LiOH (для образования никелатов лития и увеличения ёмкости на 21–25 %), катод — гидрат закиси кадмия Cd(OH)₂ или металлический кадмий Cd (в виде порошка). ЭДС никель-кадмиевого аккумулятора около 1,37 В, удельная энергия около 45 — 65 Вт·ч/кг. В зависимости от конструкции, режима работы (длительные или короткие разряды) и чистоты применяемых материалов, срок службы составляет от 100 до 3500 циклов заряд-разряд.

В настоящее  время использование никель-кадмиевых  аккумуляторов сильно ограничено по экологическим соображениям, поэтому  они применяются только там, где  использование других систем невозможно, а именно, в приложениях, характеризующихся  большими разрядными и зарядными  токами. Типичный аккумулятор для  летающей модели можно зарядить за пол-часа, а разрядить за 5 минут. Благодаря очень низкому внутреннему сопротивлению аккумулятор не нагревается даже при зарядке большим током. Только когда аккумулятор зарядится, начинается заметный разогрев, что и используется большинством зарядных устройств как сигнал окончания зарядки. Никель-кадмиевые аккумуляторы стойки к перезарядке и не быстро деградируют при переразрядке. Благодаря этому было возможно использование этих аккумуляторов во времена, когда об электронных контроллерах зарядки-разрядки еще и речи не было. Взрыво-пожаро безопасен, выдерживает короткие замыкания. Конструктивно все никель-кадмиевые аккумуляторы оснащены прочным герметичным корпусом, который выдерживает давление внутренних газов в тяжелых условиях эксплуатации. 
 
В отличие от обычных, одноразовых, элементов питания, NiCd-аккумулятор держит напряжение «до последнего», а затем, когда энергия аккумулятора будет исчерпана, напряжение быстро снижается. Это приводит к проблемам при использовании батарей, состоящих из большого количества элементов. Недорогой контроллер аппаратуры, использующей аккумуляторы, может "не заметить" переразряда одного элемента, в результате чего резко падает ресурс батареи в целом. 
 
Электроды никель-кадмиевых аккумуляторов изготавливаются как штамповкой из листа, так и прессованием из порошка. Прессованные электроды технологически дешевле и обладают более высокими показателями заявленной емкости, в связи с чем все аккумуляторы "бытового" назначения — прессованные. Однако прессованные системы подвержены так называемому "эффекту памяти". Эффект памяти проявляется, когда аккумулятор подвергают зарядке раньше, чем он реально разрядится. В электро-химической системе аккумулятора появляется "лишний" двойной электрический слой и его напряжение снижается на 0.1В. Типичный контроллер аппарата, использующего аккумулятор, интерпретирует это снижение напряжения как разрядку батареи и сообщает, что батарея "плохая". Реального снижения энергоемкости при этом не происходит, и хороший контроллер может обеспечить полное использование емкости аккумулятора. Тем не менее, в типичном случае, контроллер побуждает пользователя производить все новые и новые циклы зарядки. А это и приводит к тому, что пользователь своими руками, из лучших побуждений, "убивает" батарею. То есть, можно сказать, что батарея выходит из строя не столько от "эффекта памяти" прессованных электродов, сколько от "эффекта беспамятства" недорогих контроллеров. 
 
Аккумулятор, разряжаемый и заряжаемый слабыми токами (например, в пульте дистанционного управления телевизором), быстро теряет ёмкость и пользователь считает его вышедшим из строя. Так же и аккумулятор, длительное время стоявший на подзарядке (например, в системе бесперебойного питания) потеряет емкость, хотя напряжение будет правильным. То есть, использовать никель-кадмиевый аккумулятор в буферном режиме нельзя. Тем не менее, один цикл глубокой разрядки и последующая зарядка полностью восстановят ёмкость аккумулятора. 
 
При систематических недозарядках NiCd аккумуляторы теряют первоначальную ёмкость, но перезарядов они не боятся, а наоборот, повышают свою активность. Поэтому их лучше перезаряжать, чем недозаряжать. 
 
При хранении NiCd аккумуляторы также теряют ёмкость, хотя и сохраняют выходное напряжение. Чтобы избежать неверной разбраковки при снятии аккумулятора с хранения, рекомендуется хранить их в разряженном виде, тогда после первой же зарядки аккумулятор будет полностью готов к использованию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

 

В этой работе были рассмотрены такие  вопросы как назначение, устройство, принцип действия, неисправности, основные регулировки и техническое обслуживание источников электрического тока в автомобилях. Мы выяснили, что состояние электрооборудования  автомобиля оказывает влияние на надежность и долговечность работы двигателя.

Безотказная работа приборов электрооборудования  достигается всесторонней их диагностикой и комплексом регулировочных и профилактических воздействий при техническом  обслуживании автомобиля. От исправного состояния аккумулятора, генератора, реле-регулятора и других приборов зависит работоспособность всей системы электрооборудования и в конечном счете всего автомобиля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. «Химические источники тока» Багоцкий В.С., Скундин А.М. 1981г., 360 стр.

2. Большая Российская энциклопедия

3.«Химические источники тока: Справочник» Под ред. Н. В. Коровина и А. М. Скундина., 2003., 740 стр.

4. «Современная теория свинцового аккумулятора» Дасоян М. А., 1975 г. 315 стр.

5.«Аккумуляторы» Хрусталёв Д. А., 2003 г.,224 стр.

6. systemsauto.ru

7. wikipedia

¹ «Аккумуляторы»  Хрусталёв Д. А., 2003 г

² «Современная теория свинцового аккумулятора» Дасоян М. А., 1975 г

³ «Химические источники тока: Справочник»  Под ред. Н. В. Коровина и А. М. Скундина., 2003.,

⁴ «Химические источники тока» Багоцкий В.С., Скундин А.М. 1981г.