Состав электролита для щелочного аккумуляторов

Химический состав электролита для аккумулятора и способы его приготовления

Электролит – это специальная смесь, которая заливается в аккумуляторы. Это один из необходимых компонентов для работы батареи.

О существующих видах химического раствора и о способе приготовления этой жидкости мы расскажем вам здесь.

Что из себя представляет электролит и зачем его использовать

Это жидкость на основе кислоты или щелочи. Работает она как проводник тока. При повышении уровня заряда АКБ плотность жидкости повышается.

Химический раствор должен быть качественным, сделанным без отступлений от технологии изготовления. В противном случае заряд аккумулятора не произойдет.

Какие виды химической жидкости существуют

Поскольку электролит – это смесь либо на основе кислоты либо щелочи, то видов этой смеси два: щелочная и кислотная.

Кислотная – симбиоз кислоты и дистиллированной воды. Аккумуляторы с этим типом электролита нужны, чтобы запустить двигатель.

В щелочном типе жидкости применяется смесь кальциево-литиевой основы и дистиллированной воды.

Такие смеси служат для накапливания электричества в АКБ. Область применения этих батарей – электроприборы, автопогрузчики, военная автотехника.

Способ приготовления кислотного раствора

1. Емкость и шпатель для смешивания, способные противостоять к разъеданию кислотами.
2. Очищенная (дистиллированная) вода.
3. Серная кислота для аккумулятора.
4. Защитная одежда (фартук, очки, перчатки).
5. Сода (нейтрализатор кислоты).

1. В посуду наливаем нужное количество воды и аккуратно и медленно вливаем в воду кислоту.
2. Перемешиваем шпателем.
3. Оставляем на отстаивание не менее полусуток. На литр смеси берем 0,75 воды и 0,285 кислоты.

Готовим щелочной раствор

Нам понадобится посуда, устойчивая к химическим щелочным реакциям, щелочь (едкий калий или едкий натрий), можно добавлять литиевые вещества для улучшения качества раствора, вода.

Важно! Воду добавляем полностью очищенную, т.е. дистиллированную!

1. В посуду наливаем дистиллированную воду.
2. Высыпаем щелочь и тщательно размешиваем. Если плотность неудовлетворительная, то добавляем щелочь или жидкость.
3. Настаиваем три часа.
4. Переливаем полученную жидкость в другой сосуд, не поднимая осадка.

Электролит с повышенной плотностью

Он может понадобиться нам для коррекции плотности находящегося в аккумуляторе. В случае если вы добавили в банки батареи много воды и плотность химической смеси упала, можно откорректировать ее с помощью электролита с большей плотностью.

Для приготовления немного меняем пропорции щелочи (кислоты) и воды (0,423 к-ты на 0,650 воды). Очередность действий такая же, как и при изготовлении основного раствора.

Химические свойства электролита такие же, но температура замерзания ниже. Смесь используется только для корректировки основного электролита.

Для каких аккумуляторов используют разные типы химической жидкости?

Чтобы не ошибиться, следует изучить этикетку на аккумуляторе. Если батарея свинцово-кислотного типа, то используем кислотную смесь.

В щелочные батареи наливаем раствор на основе калиевого или натриевого вещества. Тип щелочи можно узнать по горению. Калий горит фиолетово-красным, а натрий — желтым огнем.

Итак, если вдруг возникнет необходимость самостоятельно приготовить электролит для аккумулятора, то, в принципе, это возможно. Следует соблюдать технику безопасности и быть внимательным к пропорциям веществ — и все обязательно получится.

Источник

Электролит для щелочных аккумуляторов

Щелочной электролит имеет большое количество преимуществ перед другими видами токопроводящих веществ, поэтому широко используется в современных перезаряжаемых источниках питания. Об основных характеристиках, а также о свойствах и химическом составе этого вещества будет подробно рассказано далее.

Что такое щелочной электролит

Щелочной электролит представляет собой химическое соединение, принимающее активное участие при накоплении аккумулятором электроэнергии. Благодаря определённым свойствам такое вещество может многократно участвовать в восстановительно-окислительных реакциях без потери качества.

В щелочных аккумуляторах используются различные химические составы, поэтому аккумуляторы этого типа могут существенно отличаться по многим показателям.

Свойства и химический состав

Наиболее часто в аккумуляторах применяются щелочные электролиты следующих составов:

• Калиево литиевый.
• Натриевый.
• Никель-кадмиевые.
• Никель-металлогидридные.

Натриевые электролиты обладают большим сроком эксплуатации, но совершенно непригодны для использования при отрицательной температуре воздуха.

Калиево-литиевые в этом отношении значительно превосходят натриево-литиевые составы по морозостойкости, но для работы в тропических условиях не подходят из-за ограничения максимальной эксплуатационной температуры на отметке 35˚С.

Никель-кадмиевые аккумуляторы применяются в современной электронике, но наличие эффекта памяти налагает на использование таких изделий определённые ограничения.

Никель-металлогидридные аккумуляторы лишены этого недостатка, но их стоимость довольно велика, что является серьёзным препятствием на пути широкого применения элементов этого типа в качестве портативных источников электроэнергии.

Области применения

Они могут использоваться для заправки аккумуляторных батарей различной ёмкости и вольтажа. Такие изделия широко используются в следующих областях:

• Системы сигнализации.
• В качестве стартерных батарей для военной техники.
• Резервные источники питания для пассажирских вагонов, троллейбусов и трамваев.
• В качестве тяговых устройств для мощных электроустановок.

Компактные батареи с щелочным электролитом могут применяться также в электроинструменте, различных гаджетах и детских игрушках.

Кроме применения в аккумуляторных батареях щелочной электролит может быть использован для меднения стали. Такой метод является одним из самых эффективных для покрытия медью других металлов.

Аналогичные щелочные смеси можно сделать для цинкования. Наиболее часто таким образом покрываются цинком изделия, имеющие сложные геометрические формы.

Как заправлять аккумуляторы

Если восстановить работоспособность аккумулятора с помощью зарядки не удаётся, то возможно потребуется замена щелочного электролита. От правильного выполнения такой работы будет зависеть продолжительность эксплуатации АКБ. Рекомендуется осуществлять замену жидкости в такой последовательности:

• Отсоединить аккумулятор от потребителей электроэнергии.
• Надеть защитные очки и перчатки. Не лишним будет защитить одежду от едкого вещества с помощью прорезиненного фартука.
• Удалить пробки и вылить старую жидкость из банок.
• Произвести подготовку нового электролита.
• Залить до рекомендуемого заводом-изготовителем аккумулятора уровня.
• Установить на место пробки.
• Подключить аккумулятор к зарядному устройству.

Если причина неработоспособности аккумулятора заключалась в некачественном электролите, то после замены химического состава и полной зарядки, АКБ можно будет использовать в стандартном режиме.

Меры предосторожности

Как уже было сказано выше использование перчаток и очков является обязательным условием при выполнении работ с щелочными растворами. Игнорирование этого правила может привести к очень серьёзным последствиям. Например, можно получить серьёзные ожоги слизистой оболочки глаз или повредить кожные покровы верхних конечностей.

Если в результате выполнения работ попадания едкого вещества на кожу не удалось избежать, то поражённые участки следует немедленно промыть большим количеством воды, с добавлением уксуса или лимонной кислоты. Про попадании электролита в глаза также необходимо промыть поражённый орган зрения и немедленно обратиться за медицинской помощью.

При работе с элетролитом и зарядке батареи не рекомендуется курить или разводить открытый огонь в помещении. Несоблюдение этого требования может закончиться взрывом горючего газа, который может образоваться в процессе протекания химических реакций.

Как приготовить щелочной электролит

Его можно приобрести в специализированных магазинах, но если такой возможности нет, то жидкую смесь для заливки в аккумулятор можно приготовить своими руками. Для

выполнения этой работы следует подготовить твёрдую щёлочь, дистиллированную воду и неметаллическую посуду. Приготавливается натриево или калиево-литиевый электролит в такой последовательности:

• Налить в посуду необходимое количество воды.
• В воду аккуратно всыпать заранее приготовленную порцию щёлочи.
• Медленно перемешать стеклянной или пластмассовой лопаткой смесь.
• Произвести замер плотности электролита. Если этот параметр находится на слишком низком уровне, то следует добавить сухое вещество, если слишком высокий, то добавить воды (оптимальное значение 1,2 г/мм3).
• Накрыть посуду крышкой и дать отстояться раствору в течение 3 часов.
• Аккуратно слить разбавленную щелочь таким образом, чтобы осадок остался на дне ёмкости.

Приготовленный раствор следует хранить в стеклянной таре с плотно закупоренными горлышками. В качестве крышек рекомендуется использовать резиновые заглушки либо любой материал, не реагирующий на щёлочь.

При приготовлении электролита также следует соблюдать осторожность и использовать защитные очки и перчатки.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полным и точным.

Источник

Заряд щелочных аккумуляторов и аккумуляторных батарей, методы заряда

Щелочной электролит – одна из основных составляющих одноименных аккумуляторных батарей. На сегодняшний день подобная субстанция используется во многих АКБ, поэтому актуальность её рассмотрения довольно-таки высока. Типовой состав электролита для щелочных аккумуляторов состоит:

• либо из едкого калия и литиевых соединений;
• либо из едкого натрия и едкого калия, а также того же лития.

Любое из отмеченных выше соединений в определенной концентрации разбавляется с дистиллированной водой, что и формирует раствор-электролит для щёлочи. По формации он жидкий и представляется, на первый взгляд, обычной водой.

На данный момент в сфере аккумуляторных батарей существуют два типовых, борющихся между собой видов электролитов, а именно:

• рассматриваемые нами – щелочные;
• и кислотные.

Первые по сравнению со вторыми более надёжные и долговечные составляющие АКБ. Помимо этого, щелочные электролиты превосходят кислотные во многих параметрах, за исключением одного НО — они не способны выдавать стартовый ток. Этот момент всерьёз подорвал использование «щелочи» в АКБ для автомобилей, поэтому на современных машинах намного чаще встречаются именно кислотные электролиты и соответствующие аккумуляторы.

Как правильно хранить аккумуляторы и батареи

Производитель предусмотрел выпуск готовых изделий для временного и длительного хранения. Используя новые аккумуляторы, следует в обязательном порядке проверить плотное прилегание съёмных пробок.
Обратить внимание на исправность вентильной резины. На первоначальном этапе потребуется смазать никелированные пробки и гайки а/батарей

Слой смазки должен быть минимальных размеров.

Корпус аккумуляторов в заводском исполнении покрыт черным битумно-збонитовым лаком. Предотвратить порчу нанесённого лака можно, используя в качестве смазки вещества, предусмотренные и рекомендованные производителем.

Аккумуляторам, которые ранее эксплуатировались, а теперь отправляются на длительное хранение (от 1 года и более), требуется разрядка в ток до 1,0В. Кроме этого, для правильной консервации продукта на длительный период времени необходимо:

1. Удалить весь электролит;
2. Закрыть плотно фиксирующие пробки;
3. Протереть корпус и удалить, используя ветошь, пыль и остатки соли;
4. Если на корпусе не предусмотрено ранее лаковое покрытие(изоляционный лак чёрного цвета), нанести его.

Однако аккумуляторы, переведенные в спокойное состояние (от 30 дней до года), могут находиться в полу разряженном или полностью разряженном состоянии при условии плотно закрытых пробок.

Во время длительной консервации батареи должны периодически проверяться. При обнаружении на корпусе соли, её нужно удалять.

Если батареи нужно перевезти на большие расстояния, их следует перевести в состояние длительного хранения.

Нельзя хранить вместе аккумуляторы щелочного и кислотного принципа действия. Все кислоты, так или иначе, влияют на батареи, портят их.

Аккумуляторы, где используется никель/кадмиевое соединение, в спокойном состоянии хранятся до 5 лет. Условие: они должны быть без электролита.

Срок консервации составляет в сухом закрытом помещении 4,5 года, а в полевых условиях — полгода. В этом случае, необходимо создать условия хранения, при которых исключается попадание осадков и прямых солнечных лучей.

Хранение никель/железных аккумуляторов в разряженном состоянии с удалённым электролитом в закрытом и сухом помещении составляет не более 3,5 лет.

Нюансы маркировки

В маркировку аккумуляторной батареи входят цифры и буквы. Легко узнать отрасли использования, если смотреть на буквы:

1. Т обозначает агрегат для тяговых моделей.
2. ТП — тепловозные аккумуляторы.
3. В — вагонный.

Также в маркировку могут включаться и другие буквы. О них также необходимо знать, чтобы производить правильно расшифровку:

1. НЖ — никелево-железный агрегат.
2. К — присутствие блока, предназначавшегося для нескольких электродов.
3. Ш — эксплуатация в рудниках.
4. П обозначает, что корпус изготовлен из пластичного материала.
5. М — модернизированный вариант.
6. У означает, что агрегат можно использовать в умеренном климате.
7. Т — тропический климат.

Щелочные батареи — многофункциональные. Они могут включать в себя различные сочетания. Самыми распространёнными моделями являются на 12 В.

Зарядка — щелочной аккумулятор

Мужской сайтВосстановление металлогидридных аккумуляторов
Зарядка щелочных аккумуляторов обычно продолжается 8 — 10 час. Во время зарядки и в течение 2 — 3 час.

Зарядка щелочных аккумуляторов слабыми токами не эффективна.

Принципиальная электрическая схема автоматического агрегата для зарядки щелочных аккумуляторов.

Наиболее экономичная зарядка щелочных аккумуляторов достигается в том случае, когда известно, какое количество электричества израсходовано батареей. Тогда становится возможным, зная коэффициент отдачи аккумуляторов ( по мере увеличения количества циклов заряд — разряд этот коэффициент постепенно снижается), точно определить требуемое для 1 2 J 77 / 7Л полной зарядки число ампер — Т Т Т / часов — При этом устраняются 5 к недозарядки батарей и из — Г — в лишний расход электроэнергии из сети переменного тока в случае перезарядки.

Окончание зарядки щелочного аккумулятора определяется продолжительностью зарядки, величиной зарядного тока и напряжением каждого его элемента.

При зарядке щелочных аккумуляторов на электродах вскоре после начала процесса наблюдается выделение газов вследствие разложения воды. Плотность электролита, как это видно из уравнения (5.6), при зарядке не изменяется. Постоянное увеличение напряжения, выделение газов раньше окончания зарядки и постоянство плотности электролита затрудняет определение конца зарядки щелочного аккумулятора. Поэтому основным признаком окончания зарядки является количество электричества, определяемого силой зарядного тока и временем его пропускания.

При зарядке щелочных аккумуляторов на электродах вскоре после начала процесса наблюдается выделение газов вследствие разложения воды. Плотность электролита, как это видно из уравнения (5.6), при зарядке не изменяется. Постоянное увеличение напряжения, выделение газов раньше окончания зарядки и постоянство плотности электролита затрудняет определение конца зарядки щелочного аккумулятора. Поэтому основным признаком окончания зарядки является количество электричества, определяемое силой зарядного тока и временем его пропускания.

Аккумуляторный элемент НКН-100.

Подготовка к работе и зарядка щелочных аккумуляторов, поступающих с завода без электролита, начинается с его приготовления.

Окисляется или восстанавливается никель при зарядке щелочного аккумулятора.

Принципиальная схема зарядного аппарата типа ВАГЗ-6 / 12 — 6 5. Г — трансформатор. А — амперметр ( 10 а. В — вентиль Д301. / 72 — переключатель 12 — — 24 s. Я / — переключатель сети. 2П — предохранитель СП ( 10 а. Ш — предохранитель СП ( 2 а.

На заводе изготовляются следующие образцы выпрямительных устройств для зарядки щелочных аккумуляторов электрокар, шахтных электровозов и устройств для питания гальванических ванн.

Вследствие того, что эффективность заряда при отрицательных температурах значительно снижается, зарядку щелочных аккумуляторов следует производить при комнатной температуре.

Выпрямленное напряжение 35 — 80 в на ток до 125 а; для зарядки вагонных и тяговых щелочных аккумуляторов.

Получают из растворов сульфата никеля. Применяют для зарядки щелочных аккумуляторов.

В чём заключаются проблемы при эксплуатации щелочных аккумуляторов

Электрические схемы бесплатно. Импульсная диагностика аккумуляторов

Ощутимой проблемой при эксплуатации щелочных аккумуляторов является «эффект памяти». Он выражается в снижении ёмкости батареи в результате многократных неполных циклов разряд-заряд. На электродах щелочного аккумулятора образуются крупные кристаллы, и значительная часть активной массы перестаёт использоваться в работе. Чтобы избавиться от «эффекта памяти», часто рекомендуют провести полную разрядку до напряжения 0,8─1 вольта и затем зарядку. Проводится несколько таких циклов. Если у вас есть инструкция по обслуживанию щелочных аккумуляторов какого-то определенного типа, то действовать нужно в соответствии с ней.

Действительно, этот способ борьбы с «эффектом памяти» приносит определённый результат, но лишь в качестве профилактических мер. Чтобы щелочные аккумуляторы служили долго, за ними требуется периодический квалифицированный уход.

И для восстановления щелочного аккумулятора проведения цикла разряда-заряда будет недостаточно.

Особенности выбора

Чтобы правильно подобрать щелочную аккумуляторную батарею, надо особое внимание уделять ключевым параметрам. Они крайне важны для правильной покупки:

1. В первую очередь смотрим на производство. Всегда нужно изучить дату изготовления. Если АКБ была произведена больше полугода назад, тогда приобретать её не стоит. Такие устройства будут разряжаться — эффект памяти это зафиксирует.
2. Показатель ёмкости. Срок применения зависит от ёмкости. Многие приобретают АКБ с большой ёмкостью. В таком случае генератор не сможет справиться со своей задачей. Но и меньше ёмкость приобретать не стоит. Много зарядов способствуют поломке всего агрегата. Чтобы подобрать правильную ёмкость, необходимо изучить определённые характеристики, указанные в технической эксплуатации.
3. Полярность устройства. АКБ могут различаться по степени полярности. Когда идёт выбор агрегата, потребуется сосредоточиться на расположении полярности электродов.
4. Стоимость батареи. Цена АКБ зависит от элементов, которые входят в состав, изготовителя, ёмкости, мощности. Чем лучше показатели, тем выше цена.

Щелочный агрегат отличается прочностью и надёжностью. Очень выгодно приобретать такие средства для тяговой техники или габаритных автотранспортных средств. Необходимо только правильно выбрать модель, изучив предварительно все характеристики.

Это была краткая характеристика и применение щелочных аккумуляторов. Сведения пригодятся для верной эксплуатации и правильной покупки.

Область применения

Нагрузочная вилка для аккумуляторов своими руками

Щелочные аккумуляторы могут использоваться в качестве:

Они устанавливаются на рудничных электровозах, локомотивах, в пассажирских вагонах. Обеспечивают разные виды сигнализаций и аварийных систем энергетического снабжения.

Незаменимы при складировании продукции на складах: всевозможные погрузочные машины оснащены как раз такими акуумуляторами. Возможно применение для запуска силовых агрегатов (ДВС).

Батареи, о которых идёт речь, используются в портативной технике, домашнем и профессиональном электрическом инструменте.

Мы постоянно соприкасаемся с ними в домашних условиях. Включаем музыкальный центр, телевизор, используем пульт. Повседневно пользуемся телефонами и фотоаппаратами, где в качестве источника питания, работают пальчиковые батарейки.

Редко, но встречается, их использование в качестве стартерных устройств на грузовых автомобилях и военной технике.

Правила зарядки щелочной батареи

Так как функционирование щелочного электролита во многом зависит от того, как именно будет заряжаться батарея, в которую он залит, не лишним будет рассмотреть базовые правила зарядки соответствующих АКБ. В общем случае их перечень таков:

1. Заряжайте аккумулятор исключительно на средних и высоких показателях силы тока, так как подобная практика положительно сказывается и на состоянии щелочного электролита, и на состоянии аккумулятора;
2. В процессе заряда обязательно следите за тем, чтобы электролит с наличием в составе лития не превышал по температуре более 45 градусов по Цельсию и 35 – для электролитов без лития;
3. Утеплять щелочные АКБ в процессе зарядки требуется лишь в том случае, если температура окружающей среды менее минус 30 градусов по Цельсию. В остальных случаях батареи заряжаются в обычном режиме;
4. При зарядке аккумулятора следите за отсутствием выплёскивания электролита, ибо это не допустимо;
5. После 10 циклов «заряд-разряд» всегда проверяйте уровень электролита и, при необходимости, доливайте его.

Явным признаком того, что аккумуляторная батарея на щёлочи заряжалась верно, будет наличие 1,4-1,45 Вольт напряжения в начале зарядке на АКБ и 1,75-1,85 Вольт в конце.

Конструктивные особенности

Аккумулятор состоит из гидроокиси никеля, а также некоторых иных элементов. Из-за того, что в составе имеется графит, это оказывает положительное влияние на электрическую проводимость. Различные примеси осуществляют нормальную работоспособность и стабильность аппарата.

Чтобы подготовить отрицательный элемент, используют металлический сплав кадмия, никеля и определённого порошка. В каждом случае АКБ будет иметь свои особенности. Электролит включает в себя моногидрат лития. Благодаря этому элементу обеспечивается долгая деятельность агрегата.

В состав батареи входят следующие компоненты:

1. Изоляционный слой, изготовленный из качественного сырья.
2. Прокладка из пластика, которая дополняется специальным клапаном.
3. Корпус.
4. Выводы и контакты.

Это все основные элементы щелочного аккумулятора. Все компоненты выполнены из надёжных материалов, а потому проблем с работой не возникает.

Химические процессы

Принцип работы очень простой. Когда происходит полная разрядка, гидроокись никеля начинает взаимодействовать с щелочным раствором. В результате образовывается гидрат закиси никеля. На выводе с минусом будет происходить очень похожий процесс. Начинают формироваться определённые элементы.

Когда идёт процесс зарядки, проходит обратная реакция. В результате получится гидроокись никеля, которая восстанавливает минусовый электрод.

От кислотных агрегатов щелочный отличается тем, что субстанция, выработанная в ходе химической реакции, не будет растворяться. Она также не в состоянии реагировать с похожими компонентами. Если говорить проще — принцип действия источника питания зависит от определённых канонов.

Этот источник питания необходимо полностью заряжать. Если произойдёт неполный заряд батареи, то период использования сильно сократится. Но при этом нельзя перезаряжать устройство, поскольку это приведёт к сильному перегреву. В результате электроды просто разрушатся.

Замена электролита

Замену электролита необходимо производить через 100 и 150 циклов. До смены потребуется полностью разрядить АКБ и проследить, чтобы номинальный ток составлял до 1 В.

Электролит нужно предельно тщательно удалять из батареи. Чтобы осадок не остался, необходимо встряхнуть аккумулятор во время чистки.

После того, как электролит будет вылит, нужно хорошо промыть агрегат дистиллированной водой. А также можно применять раствор из щёлочи.

Когда процесс очистки завершится, можно сразу же залить новый электролит. После его потребуется оставить в залитом состоянии примерно на 3 часа. Только тогда можно проверить плотность нового вещества.

Следует знать, что электроды и пластины не должны находиться в сухом состоянии. Если пренебрегать этим правилом, то внутри появится коррозия.

Срок службы

Калиево-литиевый щелочной электролит при грамотной эксплуатации и качественном приготовлении является одним из самых долго служащих в своей сфере. Экспериментально доказано, что данная жидкость способна выдержать более 1000 циклов «заряд-разряд», что представляет собой просто огромное количество таких процедур. Однако при использовании щелочных электролитов стоит держать в уме факторы, уменьшающие срок их службы. Наиболее важные из таковых следующие:

• Частая неполноценная зарядка аккумулятора;
• Систематический глубокий разряд АКБ;
• Недостаточное количество электролита в сепараторе;
• Долгое использование электролита при высоких температурах окружающей среды;
• Слишком высокие и частые рабочие температуры жидкости.

Не допуская наличия данных факторов конкретно в вашей ситуации, продлить срок службы аккумулятора и щелочного электролита в отдельности можно в разы

Отметим, что при использовании подобных жидкостей также важно постоянно заправлять АКБ однотипным видом электролитов. В ином случае ресурс батареи уменьшается

Способ приготовления кислотного раствора

1. Емкость и шпатель для смешивания, способные противостоять к разъеданию кислотами.
2. Очищенная (дистиллированная) вода.
3. Серная кислота для аккумулятора.
4. Защитная одежда (фартук, очки, перчатки).
5. Сода (нейтрализатор кислоты).

1. В посуду наливаем нужное количество воды и аккуратно и медленно вливаем в воду кислоту.
2. Перемешиваем шпателем.
3. Оставляем на отстаивание не менее полусуток. На литр смеси берем 0,75 воды и 0,285 кислоты.

Источник