Жидкость для автомобильного аккумулятора

Какая кислота в аккумуляторе автомобиля? Вопрос к химикам

Несколько раз мне задавали этот вопрос в письмах на блог, интересуются многие начинающие водители, которые только постигают вопросы вождения. Многие слышали о кислотно-свинцовых аккумуляторах, но не представляют, как они работают и зачем в принципе внутри кислота. Другие знают, что она там есть, но вот какая именно не представляют! Третьи вообще считают, что внутри только дистиллированная вода и никакой кислоты там нет! Сегодня я все же решил ответить на все эти вопросы. Будет интересно, так что читайте дальше …

ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ

Сразу хочется ответить на такой вопрос – кислота все же в автомобильном аккумуляторе есть, причем залита одна из самых мощных, а именно – «серная» кислота, если вспомнить формулу из химии H2SO4. Так все разговоры, что залита одна лишь вода, мягко сказать неосновательны. Ведь поэтому и получается название кислотно-свинцовые батареи.

Для чего она применяется

Серная кислота является одним из составляющих компонентов для работы аккумулятора, без нее не происходил бы заряд и разряд батареи. Это одна из самых активных неорганических кислот, вступает взаимодействие почти со всеми металлами и их оксидами, также вступает в реакции обмена. Активность зависит от наличия в ней воды.

Однако она применяется не совсем чистая, а разбавленная дистиллированной водой. Соотношение примерно: 70% воды и 30% серной кислоты, это так называемый «электролит». Именно такой состав эффективно будет взаимодействовать с пластинами из свинца.

При заряде аккумулятора, свинец выделяет электроны, которые оксид свинца принимает (плюсовая и минусовая пластины), а при разряде наоборот – этой передаче активно помогает серная кислота. Не будь ее в строении эффективность аккумулятора, падала бы в разы.

Хочется сказать, что свинцово-кислотные батареи, существуют еще с середины 19 века и за такой долгий «путь» до нашего времени, они мало в чем изменились. Посмотрите вот это познавательное видео.

Справедливости ради стоит отметить — что электролитом может являться почти любая жидкая среда, даже обычная вода (есть, конечно исключения, но их не так много).

Аккумуляторный электролит

Как мы уже поняли сверху, это своеобразная смесь различных жидкостей. Электролитом может выступать и другие жидкие среды, а в последнее время и гелевые. Простой эксперимент — возьмите банку с водой и засуньте в нее, два гвоздя — один медный, другой из алюминия. Подсоедините к ним мультиметр, и увидите — что они вырабатывают электрический ток, пусть ничтожно малый, но все же он там будет, это эффект «батареи». Ток будет вырабатываться до тех пор, пока не разложится один из металлов, как правило, имеющий наименьшее сопротивление. Однако принцип аккумулятора немного другой.

Представьте две пластины, из свинца и его оксида. При заряде, как я уже писал выше — свинец начинает отдавать свои электроны оксиду, то есть как бы «разрушается». Но при разряде они возвращаются от «оксида» обратно – происходит восстановление. Вот почему аккумулятор является многоразовой перезаряжаемой батареей. Для активного взаимодействия – разрушения – восстановления пластин, нужна агрессивная среда, способствующая обмену, именно для этого и служит серная кислота, они практически идеальна для такой работы. Но чистую ее применять нельзя, она настолько активна, что просто разрушит свинец, возможно, его растворит. Поэтому и разбавляют ее водой в определенной пропорции, таким образом — получается автомобильный электролит определенной плотности.

Немного про плотность

Последнее что хочется отметить так это то, что концентрация кислоты может влиять на плотность электролита, концентрированная имеет показатель в 1,83 г/см3. Если добавляем в нее дистиллированную воду, то плотность снижается до нужного уровня.

Показатели уже готового электролита могут колебаться от 1,2 до 1,4 г/см3.

Плотность нужно знать в первую очередь для того чтобы понять порог замерзания. Так например плотность в 1,11 замерзнет уже при минус семи градусах. А вот, например, рекомендованные 1,27 – 1,28, имеют порог в -58, -64 градуса. Небольшие таблички для понимания.

НА этом буду заканчивать, думаю, я вам ответил на все ваши вопросы, старался рассказать по максимуму просто. Читайте наш АВТОБЛОГ, будет еще много интересного.

Состав электролита для аккумуляторов

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.

Литиевый аккумулятор для автомобиля

Многие автомобилисты редко задаются вопросом, что находится под капотом их «коня». Мало кого интересует вес аккумулятора и скорость его разрядки. Однако существуют авто, для которых данные проблемы имеют огромное значение. Специально для них производителями были разработаны литиевые системы. Способно ли это оборудование удовлетворять потребности современных авто, и в чём его преимущество перед кислотными батареями?

Что такое литиево-ионные батареи

В эпоху электрического транспорта и гибридных авто литиевые батареи не являются новшеством. Они встречаются в многочисленных электромобилях, успешно дебютирующих на авторынке. Среди них можно назвать Ford Fusion или Toyota Prius. Подобные батареи являются великолепным источником питания для электротранспорта. Чтобы использовать их в обычном автомобиле как стартерный аккумулятор, придётся пойти на определённые компромиссы.

Достоинства литиевых аккумуляторных батарей

Данный источник питания обладает своими неоспоримыми преимуществами:

  • имеют значительно меньший вес, что существенно отражается на массе автомобиля;
  • более длительное время сохраняют заряд;
  • обладают способностью выдерживать многочисленное количество разрядно/зарядных циклов.

Помимо этого, литиево-ионный аккумулятор обладает более высоким соотношением выхода безопасного тока относительно номинальной ёмкости. Поэтому, в сравнении с кислотными АКБ, на выполнение определённого объёма работы потребуется значительно меньше энергии. Исходя из категории, они могут как поглощать, так и сбрасывать огромнейшее количество тока. Однако литиево-ионные аккумуляторы не являются панацеей для автомобилей и обладают достаточным количеством недостатков.

Минусы литиевых аккумуляторов

Мощность литиевых батарей существенно снижается при понижении температуры окружающего воздуха. Из-за сбоев, происходящих внутри локальных ячеек, данные источники питания автомобилей требовательно относятся к качеству зарядки. Учитывая высокую стоимость, в 15 раз превышающую цену стандартных АКБ, литиево-ионные аккумуляторы являются неконкурентоспособными.

Не являясь владельцем автомобиля McLaren, представленного Пекинским автошоу в 2012 году, вы обязаны быть в курсе, что генератор, вырабатывающий переменный ток в авто, не способен должным образом зарядить литиевый аккумулятор, так как для этого не приспособлен. Автомобили, предназначенные для трека Porsche GT3 и ему подобных, укомплектованы опциональным литиево-ионным оборудованием.

Предназначенная для ежедневной эксплуатации в тёплом климате, данная батарея оснащена конвектором заряда, берущего выход из генератора, образующего переменный ток, преобразуя его для применения в литиево-ионных аккумуляторах авто. Благодаря специальной цепи, заряд уравновешивается и равномерно распределяется между всеми четырьмя ячейками. Это при том, что такой источник энергии значительно легче свинцового.

Эксплуатация и безопасность

Необходимо помнить, что минимальным уровнем заряда для литиевых аккумулятором является напряжение 2.7 В, а максимальным – 4.2 В. Для продления сроков эксплуатации производители значительно сузили диапазон этих значений, установив 3.3–4.1 В. Практикой показано, что для достижения максимальных сроков службы заряд литиевого аккумулятора современных авто должен находится в пределах 45%.

Сильный разряд либо перезарядка значительно сокращают срок «жизни» батареи.

Учитывая высокую активность лития, разборку аккумулятора авто необходимо производить при наличии определённых навыков. При работе стоит пользоваться защитными средствами, предохраняющими глаза и руки. Данные источники питания содержат элементы, способные навредить здоровью не только людей, но и животных. Поэтому такие батареи, отработанные в автомобиле, запрещается просто выбрасывать, они подлежат утилизации.

Необходимость дорогостоящих технологий

Использование литиево-ионного аккумулятора для пусковой системы авто обладает неоспоримыми преимуществами. Однако также неопровержимы и недостатки. К наиболее ощутимым достоинствам данной категории батареи относится её малый вес. Если тысячемильные гонки не являются мечтой всей вашей жизни, то пара-тройка килограмм, потерянных при замене источника питания, не сыграют особой роли для автомобиля, томящегося на городских улочках.

Если же вес аккумулятора при выборе играет для вас решающую роль, и несмотря ни на что вы готовы за литиевый комплект отвалить немалую сумму, значит данная технология, предназначена для вас. Учитывая, что подобные устройства, предназначенные для запуска обычных авто, имеют достаточно высокую цену, чтобы избавиться от свинцово-кислотного АКБ, придётся платить.

Вы познакомились с основными характеристиками, преимуществами и недостатками литиево-ионных аккумуляторных батарей. Учитывая все вышесказанное, можно принять решение о выборе литиевого аккумулятора для своего автомобиля.