🧪🔋 Щільність електроліту АКБ

Майбутнє однозначно за АКБ, не потребуючих обслуговування, — немає доступу до електроліту, немає проблем. Умовно. Тим не менш, у наші дні ще досить багато акумуляторів, що називається, із пробками. Причин тому кілька, починаючи від можливостей виробника, закінчуючи тим, що не всі технології дозволяють робити АКБ, що не обслуговуються. Відповідно залишається актуальним питання щільності електроліту. Вона повинна бути на потрібній позначці, причому однакова у всіх відсіках батареї. Як це контролювати та коригувати — ви дізнаєтесь із цієї статті.

Що таке щільність електроліту?

Щільність електроліту — це відношення його маси до об'єму. Вимірюється в грамах на кубічний сантиметр (г/см3). Акумуляторний електроліт є рідиною, що складається з води (H₂O) і сірчаної кислоти (H₂SO₄). Щільність води — 1 г/см³, а концентрованої сірчаної кислоти — 1,83 г/см³. При змішуванні виходить деяка середня густина між цими двома значеннями.

Нормальна щільність електроліту АКБ – це така концентрація кислоти у воді, за якої забезпечується функціональність акумуляторної батареї. Якщо показник вищий за норму, у прискореному темпі відбувається знос і сульфатація свинцевих пластин. При низькій щільності збільшується ризик замерзання електроліту в холодну пору року. Для регіонів із помірним кліматом норма знаходиться в межах 1,27…1,28 г/см³. У північних районах із жорсткими морозами – 1,28…1,30 г/см³. Ближче до екватора нормальна густина електроліту може бути близько 1,23 г/см³.

Пояснення. Чим нижча щільність електроліту, тим за меншого морозу він замерзає. Це пов'язано з тим, що з додаванням кислоти у воду температура її замерзання знижується. Чиста вода перетворюється на лід при 0°C. Електроліт густиною 1,28 г/см3 залишається рідким до позначки -74°C. Тоді як при густині 1,12 г/см3 замерзання починається при морозі всього -10°C.

Різна щільність у відсіках — це завжди результат неправильної експлуатації акумуляторної батареї. Може вказувати на:

• неповноцінний заряд;
• систематичне "кипіння" електроліту;
• вибіркову сульфатацію пластин;
• недостатній рівень електроліту;
• внутрішнє коротке замикання;
• знос АКБ.

У справній свинцево-кислотній акумуляторній батареї щільність електроліту залежить від рівня зарядженості. Її вимірювання дозволяє досить точно оцінити рівень заряду АКБ та її технічний стан. Зміна густини обумовлена принципом роботи свинцево-кислотного акумулятора.

Коли батарея розряджається, кислота взаємодіє зі свинцем, утворюючи на електродах сульфат (PbSO₄). Щільність електроліту прагне до щільності чистої води — 1,00 г/см³. При заряді АКБ сульфат свинцю руйнується і кислота повертається до електроліту, підвищуючи його щільність. Загалом цей процес можна назвати десульфатацією.

Вимірювання щільності електроліту АКБ

Щільність електроліту вимірюється ареометром. Він складається з колби та поплавка з вантажем, на якому є шкала з показниками. Чим вища густина, тим краще спливає поплавок, показуючи більш високу густину. І навпаки. У необслуговуваних АКБ те саме робить індикатор, про який є окрема стаття на сайті Авто без СТО.

Щоб отримати реальні значення густини електроліту, виміри потрібно виконувати коректно. У цій простій процедурі часто припускаються помилок. Отримуючи некоректні значення, користувач робить помилкові висновки і, що ще гірше, робить небезпечні для ресурсу АКБ дії.

Щоб не вводити себе в оману, перед вимірами уважно ознайомтеся з такими правилами:

1. Акумуляторну батарею бажано відключити від бортової мережі та зарядного пристрою, а також витягти з підкапотного простору (щоб не заляпати околиці кислотою).
2. Температура електроліту має бути +25°C. За інших значень необхідно скористатися спеціальними таблицями. Якщо температура знаходиться в межах +15...+30°C, то загострювати на цьому увагу не варто. Покази будуть спотворені на непомітну величину.
3. Рівень електроліту має бути в нормі.
4. Щільність не можна вимірювати після корекції рівня електроліту дистильованою водою.
5. У кальцієвих акумуляторах після класичної зарядки електроліт потребує перемішування. Як це працює, розказано та показано у статті майстер-класі про підзарядку Ca/Ca АКБ.

Також з особистого досвіду я рекомендую робити замір для кожної банки щонайменше тричі поспіль. По-перше, це дозволить ще раз переконатися, що ви не помилилися при зчитуванні показань на шкалі. По-друге, таким чином ви додатково перемішаєте електроліт та отримаєте більш реальні дані. Під час зчитування показань обов'язково тримайте ареометр на рівні очей. Якщо акумулятору більше 5 років, повертайте електроліт у банки гранично акуратно, уникаючи інтенсивного перемішування.

Увага! Сірчана кислота, що міститься в електроліті АКБ, — небезпечна для вашого здоров'я. При маніпуляціях з ареометром будьте дуже уважні та обережні. Виключіть попадання електроліту на шкіру, очі, органи дихання. Якщо таке трапилося, швидко промийте вражене місце великою кількістю проточної води. За потреби викликайте швидку медичну допомогу.

Щільність електроліту завжди вимірюється у всіх банках по черзі. Це необхідно для порівняння показників. Для функціональності та ресурсу АКБ дуже важливо, щоб у всіх банках була однакова щільність. Допускається розкид ±0,01 г/см3.

Порада! Не лінуйтеся записувати результати вимірювань. Це дозволить уникнути плутанини та зробити правильні висновки про щільність електроліту.

Способи коригування щільності електроліту АКБ

Необхідність коригування щільності електроліту виникає лише при неправильній експлуатації автомобільного акумулятора. Якщо з першого дня за АКБ стежили та своєчасно доглядали, ця процедура може не знадобитися до її природної "смерті" та заміни.

Існує всього три адекватні методи коригування щільності електроліту:

1. Вирівнюючий заряд.
2. "Кип'ячення" АКБ.
3. Коригуючий електроліт.

Перед тим, як приступати до примусового підвищення щільності електроліту, переконайтеся, що ви правильно заряджаєте акумулятор. Особливу увагу зверніть на кальцієві батареї. За посиланням є докладна стаття про особливості їх експлуатації.

Увага! Я категорично проти будь-яких маніпуляцій з електролітом, якщо акумулятор не обслуговуваний. Не треба намагатися їх розбирати, колупати, свердлити, шукати заховані хитрим виробником пробки. Нічим добрим це зазвичай не закінчується. Все, що можна робити з такими АКБ, ви знайдете у цій статті.

Перелічені три методи вирівнювання варто застосовувати саме в такій послідовності, як вони описані далі. Поспішати з максимально радикальними діями не слід. Є велика ймовірність зробити ще гірше, ніж було. Аж до "вбивства" цілком працездатного акумулятора.

Вирівнюючий заряд

Цей метод заснований на принципі роботи АКБ. Коли вона заряджається, густина електроліту підвищується. Цю властивість цілком успішно можна використовувати, якщо в якихось відсіках показники відстають на 0,01…0,1 г/см³. Суть методу полягає у тривалій зарядці акумулятора малими струмами. Зазвичай це 0,5...1А. Напруга, при цьому, в жодному разі не повинна перевищувати позначку 14,4 В. В іншому випадку у відсіках може початися електроліз, в процесі якого накопичення енергії не відбувається, зате втрачається вода з електроліту.

Якщо є вільний час, то доцільно застосувати вирівнюючий заряд після примусового розряду АКБ. Заряд з нуля до 100% малим струмом вимагатиме кількох діб. Проте ця методика дуже ефективна. А для акумуляторів у запущеному стані вона просто необхідна.

Увага! Сучасні акумулятори швидко втрачають ємність за тривалого перебування в глибоко розрядженому стані. Застосовуючи вирівнюючий заряд для коригування щільності електроліту, приступайте до зарядки відразу після розряду. Також напруга на клемах не повинна опускатися нижче 10,5 В. Якщо ви залишите розряджену АКБ на тиждень або більше, почнеться сульфатація. Виправити її буде тим складніше, що довше батарея пробуде у глибокому розряді. Через кілька тижнів сульфат свинцю стає настільки міцним, що ніяка десульфатація не допомагає.

"Кип'ятіння" АКБ

Кипінням умовно називається процес електролізу води, з якої більшою мірою складається електроліт. Назва дана через візуальну схожість із кипінням води при нагріванні до температури +100°C. В акумуляторі відбувається електроліз, який нагадує кипіння води тільки візуально. Природа цього явища зовсім інша. При електролізі вода розкладається на водень та кисень, які у газоподібному стані залишають акумуляторну батарею.

У старих акумуляторах для початку електролізу достатньо було підняти напругу заряду вище 14,5 ... 14,8 В. Зараз цю проблему частково вирішили за допомогою легування свинцевих пластин кальцієм. Щоб змусити сучасний акумулятор закипіти, на його клеми потрібно подати напругу 15…16 В.

Цю особливість можна успішно використовувати для вирівнювання густини електроліту шляхом його фізичного перемішування. Довго і часто кип'ятити АКБ не варто. Кожен тривалий електроліз не тільки випаровує воду, а й скорочує ресурс акумулятора. Тривалий – це скільки за часом? Якщо електроліт "кипить" більше 20 хвилин поспіль, це вже вважається досить довго.

Не варто кип'ятити акумулятор довше 40 хвилин. Максимум 1 година. Також не варто застосовувати цю процедуру частіше, ніж два рази на рік. Якщо це не допомагає вирівняти щільність електроліту, значить потрібно вдатися до радикальніших методів.

Коригуючий електроліт

Якщо жоден із описаних вище методів не допомагає вирівняти густину електроліту, це поганий сигнал. Він вказує на серйозні проблеми з АКБ. Оскільки втрачати вже особливо нічого, залишається лише застосування коригуючого електроліту. Відразу скажу, що не варто сильно сподіватися на цей метод. Позитивний результат виходить вкрай рідко.

Порада! Не витрачайте час на реанімацію акумулятора з внутрішнім коротким замиканням. Уважно прочитайте матеріал з цієї теми на цьому сайті (посилання є вище), змиріться і просто купіть нову батарею.

Алгоритм вирівнювання щільності за допомогою коректуючого електроліту:

1. Повністю зарядіть АКБ.
2. Коректно виміряйте щільність у всіх банках.
3. Позначте відсіки, в яких щільність потребує коригування.
4. За допомогою ареометра відберіть із потрібних відсіків трохи електроліту.
5. Замість нього залийте в банки таку ж кількість коригуючого електроліту.
6. Проведіть вирівнюючий заряд або кип'ятіння, як описано вище.
7. Повторіть виміри.

Операцію можна вважати успішною, якщо густина електроліту в банках однакова або з розкидом до ±0,01 г/см³.

Як не варто коригувати густину електроліту?

На завершення наведу кілька неадекватних методів коригування густини електроліту АКБ. Пропонують їхні блогери, які погано розуміються на акумуляторах і роблять контент заради переглядів. Не робіть так. Витратите свій час і з великою ймовірністю втратите цілком придатний до експлуатації акумулятор.

Неадекватні методи:

1. Заміна всього об'єму електроліту.
2. Змішування електроліту в сусідніх відсіках шприцем або ареометром.
3. Агресивне перемішування електроліту за допомогою шприца чи ареометра.
4. Переполюсування АКБ.
5. Промивання нутрощів акумулятора різними чудо-рідинами.

Щоб уникнути проблем із щільністю електроліту, регулярно стежте за станом АКБ. Своєчасно заряджайте його, не допускайте глибоких розрядів, замерзання, механічних пошкоджень. Періодично вимірюйте густину електроліту (ареометр vs рефрактометр), якщо це дозволяє конструкція АКБ. Це дозволить вчасно виявити "некомфортні" для вашого акумулятора умови експлуатації.

Рекомендація! Від душі раджу ознайомитись з усіма матеріалами, на які є посилання у цій статті. Це гарантовано допоможе розширити ваші знання на цю тему та збільшити ресурс ваших акумуляторів до нормальних 5-7 років. Повірте моєму досвіду — навіть найдешевші АКБ здатні служити набагато довше, ніж 2-3 роки.