Bilbatteriet, känt som ackumulatorn, ansvarar för start-, belysnings- och tändsystem i en bil. Vanligtvis är bilbatterier blysyra, bestående av galvaniska celler som ger ett 12-voltssystem. Var och en av cellerna skapar 2,1 volt när de är fulladdade. Elektrolytdensitet är en kontrollerad egenskap hos en vattenh altig syralösning som säkerställer normal drift av batterier.
Komposition av ett blybatteri
Blybatterielektrolyt är en lösning av svavelsyra och destillerat vatten. Den specifika vikten för ren svavelsyra är cirka 1,84 g/cm3, och denna rena syra späds med destillerat vatten tills lösningens specifika vikt är 1,2-1,23 g/cm 3.
Även om densiteten för elektrolyten i batteriet i vissa fall rekommenderas beroende på batterityp, säsongs- och klimatförhållanden. Den specifika vikten för ett fulladdat batteri enligt industristandarden i Ryssland är 1,25-1,27 g/cm3 på sommaren och under stränga vintrar - 1,27-1, 29 g/cm3.
Specific gravitation of electrolyte
En av batteriets huvudparametrar är elektrolytens specifika vikt. Det är förhållandet mellan vikten av en lösning (svavelsyra) och vikten av en lika stor volym vatten vid en viss temperatur. Mäts vanligtvis med en hydrometer. Elektrolytens densitet används som en indikator på laddningstillståndet för en cell eller ett batteri, men kan inte karakterisera batteriets kapacitet. Under lossning minskar den specifika vikten linjärt.
Med tanke på detta är det nödvändigt att klargöra storleken på den tillåtna densiteten. Elektrolyten i batteriet bör inte överstiga 1,44 g/cm3. Densiteten kan vara från 1,07 till 1,3 g/cm3. Blandningens temperatur blir då ca +15 C.
Elektrolyt med ökad densitet i sin rena form kännetecknas av ett ganska högt värde på denna indikator. Dess densitet är 1,6 g/cm3.
Debiteringsnivå
När fulladdat stationärt tillstånd och under urladdning, mätning av elektrolytens specifika vikt ger en grov indikation på laddningstillståndet i cellen. Specifik vikt=öppen kretsspänning - 0,845.
Exempel: 2,13V - 0,845=1,285g/cm3.
Specifik gravitation minskar när batteriet laddas ur till en nivå nära den för rent vatten, och ökar under omladdning. Batteriet anses vara fulladdat när densiteten av elektrolyten i batteriet når maxim alt möjliga värde. Specifikvikten beror på temperaturen och mängden elektrolyt i cellen. När elektrolyten är nära den låga markeringen är den specifika vikten högre än den nominella, den sjunker och vatten läggs till cellen för att få upp elektrolyten till önskad nivå.
Volymen av elektrolyten expanderar när temperaturen stiger och drar ihop sig när temperaturen sjunker, vilket påverkar densiteten eller densiteten. När elektrolytvolymen expanderar minskar avläsningen och omvänt ökar den specifika vikten vid lägre temperaturer.
Innan du höjer densiteten för elektrolyten i batteriet måste du utföra mätningar och beräkningar. Den specifika vikten för batteriet bestäms av applikationen där det ska användas, med hänsyn till driftstemperatur och batterilivslängd.
| % svavelsyra | % Vatten | Specific Gravity (20°C) |
| 37, 52 | 62, 48 | 1, 285 |
| 48 | 52 | 1, 380 |
| 50 | 50 | 1, 400 |
| 60 | 40 | +1, 500 |
| 68, 74 | 31, 26 | 1, 600 |
| 70 | 30 | 1, 616 |
| 77, 67 | 22, 33 | 1, 705 |
| 93 | 7 | 1, 835 |
Kemisk reaktion i batterier
Så snart en last ansluts över batteripolerna, börjar en urladdningsström flyta genom lasten och batteriet börjar ladda ur. Under urladdningsprocessen minskar surheten i elektrolytlösningen och leder till bildandet av sulfatavlagringar på både de positiva och negativa plattorna. I denna urladdningsprocess ökar mängden vatten i elektrolytlösningen, vilket minskar dess specifika vikt.
Battericeller kan laddas ur till en specificerad lägsta spänning och specifik vikt. Ett fulladdat blybatteri har en spänning och specifik vikt på 2,2V respektive 1,250g/cm3, och denna cell kan norm alt laddas ur tills motsvarande värden inte når 1,8V och 1,1 g/cm3.
Elektrolytsammansättning
Elektrolyten innehåller en blandning av svavelsyra och destillerat vatten. Uppgifterna kommer inte att vara korrekta när de mäts om föraren precis har tillsatt vatten. Du måste vänta ett tag så att färskvatten hinner blandas med den befintliga lösningen. Innan du höjer elektrolytens densitet måste du komma ihåg: ju högre koncentration av svavelsyra, desto tätare blir elektrolyten. Ju högre densitet, desto högre laddningsnivå.
För elektrolytlösningen är destillerat vatten det bästa valet. Detta minimerar det möjligaföroreningar i lösning. Vissa föroreningar kan reagera med elektrolytjoner. Om du till exempel blandar en lösning med NaCl-s alter, bildas en fällning som kommer att ändra kvaliteten på lösningen.
Temperaturens inverkan på kapacitansen
Vad är elektrolytens densitet - detta beror på temperaturen inuti batterierna. Användarmanualen för specifika batterier anger vilken korrigering som ska tillämpas. Till exempel, i Surrette/Rolls-manualen för temperaturer från -17,8 till -54,4oC under 21oC, subtrahera 0,04 för varje 6:e grader.
Många växelriktare eller laddningsregulatorer har en batteritemperatursensor som ansluts till batteriet. De har vanligtvis en LCD-skärm. Om du pekar på den infraröda termometern får du också nödvändig information.
Densitetsmätare
Elektrolytdensitetshydrometern används för att mäta den specifika vikten av elektrolytlösningen i varje cell. Syrabatteriet är fulladdat med en specifik vikt på 1,255 g/cm3 vid 26oC. Specifik vikt är ett mått på en vätska som jämförs med en bas. Detta är vatten som har tilldelats ett bastal på 1 000 g/cm3.
Koncentrationen av svavelsyra i vatten i ett nytt batteri är 1,280 g/cm3, vilket betyder att elektrolyten väger 1,280 g/cm3 gånger vikten av samma volym vatten. Ett fulladdat batteri kommer att testas vid upp till1,280 g/cm3, medan urladdat räknas från 1,100 g/cm3.
Hydrometertestprocedur
Avläsningstemperaturen på hydrometern bör justeras till en temperatur på 27oC, speciellt med avseende på elektrolytdensiteten på vintern. Hydrometrar av hög kvalitet har en intern termometer som mäter elektrolytens temperatur och inkluderar en omvandlingsskala för att korrigera floatavläsningar. Det är viktigt att inse att temperaturen skiljer sig väsentligt från omgivningen om fordonet körs. Mätorder:
- Häll elektrolyten i hydrometern med en gummilampa flera gånger så att termometern kan justera temperaturen på elektrolyten och göra avläsningar.
- Studera färgen på elektrolyten. En brun eller grå missfärgning indikerar ett problem med batteriet och är ett tecken på att batteriet närmar sig slutet på sin livslängd.
- Rikta in den minsta mängden elektrolyt i hydrometern så att flottören flyter fritt utan kontakt med toppen eller botten av mätcylindern.
- Håll hydrometern upprätt i ögonhöjd och var uppmärksam på avläsningen där elektrolyten matchar skalan på flottören.
- Lägg till eller subtrahera 0,004 enheter för avläsning var 6:e oC, när elektrolyttemperaturen är över eller under 27oC.
- Justera avläsningen, till exempel om den specifika vikten är 1,250 g/cm3 och elektrolyttemperaturen är32oC, ett värde på 1,250 g/cm3 ger ett korrigerat värde på 1,254 g/cm3. På liknande sätt, om temperaturen var 21oC, subtrahera 1,246 g/cm3. Fyra punkter (0,004) av 1,250 g/cm3.
- Testa varje cell och notläsning korrigerad till 27oC innan du kontrollerar elektrolytdensiteten.
Exempel på laddningsmätning
Exempel 1:
- Hydrometer visar 1,333 g/cm3.
- Temperaturen är 17 grader, 10 grader under rekommenderat.
- Subtrahera 0,007 från 1,333 g/cm3.
- Resultatet är 1,263 g/cm3, så laddningstillståndet är cirka 100 procent.
Exempel 2:
- Densitetsdata - 1,178 g/cm3.
- Elektrolyttemperaturen är 43 grader C, vilket är 16 grader över det normala.
- Lägg till 0,016 till 1,178 g/cm3.
- Resultatet är 1,194 g/cm3, 50 procent debiterat.
| CHARGE STATUS | SPECIFIK VIKT g/cm3 |
| 100% | 1, 265 |
| 75% | 1, 225 |
| 50% | 1, 190 |
| 25% | 1, 155 |
| 0% | 1, 120 |
Elektrolytdensitetstabell
Följande temperaturkorrigeringstabellär ett sätt att förklara de plötsliga förändringarna i elektrolytdensitetsvärden vid olika temperaturer.
För att använda den här tabellen måste du känna till elektrolytens temperatur. Om mätningen av någon anledning inte är möjlig är det bättre att använda omgivningstemperaturen.
Tabellen för elektrolytdensitet visas nedan. Dessa data är baserade på temperatur:
| % | 100 | 75 | 50 | 25 | 0 |
| -18 | 1, 297 | 1, 257 | 1, 222 | 1, 187 | 1, 152 |
| -12 | 1, 293 | 1, 253 | 1, 218 | 1, 183 | 1, 148 |
| -6 | 1, 289 | 1, 249 | 1, 214 | 1, 179 | 1, 144 |
| -1 | 1, 285 | 1, 245 | 1, 21 | 1, 175 | 1, 14 |
| 4 | 1, 281 | 1, 241 | 1, 206 | 1, 171 | 1, 136 |
| 10 | 1, 277 | 1, 237 | 1, 202 | 1, 167 | 1, 132 |
| 16 | 1, 273 | 1, 233 | 1, 198 | 1, 163 | 1, 128 |
| 22 | 1, 269 | 1, 229 | 1, 194 | 1, 159 | 1, 124 |
| 27 | 1, 265 | 1, 225 | 1, 19 | 1, 155 | 1, 12 |
| 32 | 1, 261 | 1, 221 | 1, 186 | 1, 151 | 1, 116 |
| 38 | 1, 257 | 1, 217 | 1, 182 | 1, 147 | 1, 112 |
| 43 | 1, 253 | 1, 213 | 1, 178 | 1, 143 | 1, 108 |
| 49 | 1, 249 | 1, 209 | 1, 174 | 1, 139 | 1, 104 |
| 54 | 1, 245 | 1, 205 | 1, 17 | 1, 135 | 1, 1 |
Som du kan se i den här tabellen är elektrolytdensiteten i batteriet på vintern mycket högre än under den varma årstiden.
Batteriunderhåll
Dessa batterier innehåller svavelsyra. Skyddsglasögon och gummihandskar ska alltid användas när du hanterar dem.
Om cellerna överbelastas ändras de fysiska egenskaperna hos blysulfat gradvis och de förstörs, vilket stör laddningsprocessen. Därför minskar elektrolytens densitet på grund av den långsamma hastigheten för den kemiska reaktionen.
Kvaliteten på svavelsyra måste vara hög. Annars kan batteriet snabbt bli obrukbart. Låga elektrolytnivåer hjälper till att torka ut enhetens inre plattor, vilket gör det omöjligt att återställa batteriet.
Sulfaterade batterier kan lätt kännas igen genom att titta på den ändrade färgen på plattorna. Färgen på den sulfaterade plattan blir ljusare och dess yta blir gul. Sådana celler visar en minskning i kraft. Om sulfonering sker under en längre tid, irreversibelprocesser.
För att undvika denna situation rekommenderas det att ladda blybatterier under lång tid med låg laddningsströmhastighet.
Det finns alltid stor risk för skador på battericellers terminalblock. Korrosion påverkar främst bultförband mellan celler. Detta kan lätt undvikas genom att se till att varje bult tätas med ett tunt lager specialfett.
När batteriet laddas finns det stor risk för syrasprej och gaser. De kan förorena atmosfären runt batteriet. Därför krävs god ventilation nära batterifacket.
Dessa gaser är explosiva, därför bör öppna lågor inte komma in i utrymmet där blybatterier laddas.
För att förhindra att batteriet exploderar, vilket kan orsaka allvarliga skador eller dödsfall, sätt inte in en metalltermometer i batteriet. Du måste använda en hydrometer med en inbyggd termometer, som är designad för att testa batterier.
Strömförsörjningslivslängd
Batteriets prestanda försämras med tiden, oavsett om det används eller inte, det försämras också med frekventa laddnings-urladdningscykler. Livslängden är hur lång tid ett inaktivt batteri kan lagras innan det blir oanvändbart. Det anses allmänt att detta är cirka 80 % av dess ursprungliga kapacitet.
Det finns flera faktorer som avsevärt påverkar batteritiden:
- cykliskt liv. Tidbatteritiden bestäms huvudsakligen av batterianvändningscykler. Vanligtvis 300 till 700 cykler vid normal användning.
- Depth of Discharge (DOD) effekt. Att avstå från högre prestanda kommer att resultera i en kortare livscykel.
- Temperatureffekt. Detta är en viktig faktor för batteriprestanda, hållbarhet, laddning och spänningskontroll. Vid högre temperaturer uppstår mer kemisk aktivitet i batteriet än vid lägre temperaturer. För de flesta batterier är det rekommenderade temperaturintervallet -17 till 35oC.
- Spänning och laddningshastighet. Alla blybatterier avger väte från den negativa plattan och syre från den positiva plattan under laddning. Ett batteri kan bara lagra en viss mängd el. Som regel laddas batteriet till 90 % på 60 % av tiden. Och 10 % av det återstående batteriet laddas ungefär 40 % av den totala tiden.
Bra batteritid är 500 till 1200 cykler. Den faktiska åldringsprocessen leder till en gradvis minskning av kapacitansen. När en cell når en viss livslängd slutar den inte plötsligt att fungera, denna process förlängs över tid, den måste övervakas för att förbereda i tid för batteribyte.
