Prinesite svinčeno-kislinsko baterijo iz mrtvih: 9 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

Od vseh starih modelov baterij je svinčena kislina še vedno najpogosteje v uporabi. Zaradi svoje gostote energije (vatne ure na kg) in nizkih stroškov so razširjeni.

Kot vsaka vrsta baterije temelji na elektrokemični reakciji: interakciji med različnimi kemičnimi snovmi, ki v bistvu proizvaja presežek elektronov na eni strani in primanjkljaj na drugi strani. Ta razlika ("potencial") je napetost in omogoča pretok toka, ko elektroni krožijo po vezju, da zapolnijo ta primanjkljaj. Ker razlika nevtralizira razpoložljivo napolnjenost baterije, se zmanjša. Ključ pri akumulatorskih baterijah je v tem, da je ta reakcija reverzibilna, saj bo uporaba toka v bateriji (v nasprotju z odvzemom iz nje) obnovila naboj. Druge elektrokemijske reakcije lahko povzročijo večjo gostoto energije, ker se ne morejo ponovno napolniti.

Napetost, ki nastane pri vsaki reakciji, je bolj ali manj fiksna (nekoliko se razlikuje glede na odstotek naboja). Svinčeva kislina je 2 volta. Na primer, akumulatorji na osnovi niklja so 1,2 ali 1,4 V, litijeve celice pa 3,7 V. Če želite 12 -voltno baterijo, boste morali za povečanje napetosti zaporedoma postaviti več teh reakcij. Vsaka od teh se imenuje celica. Kot lahko vidite na slikah, je 12-voltna svinčeva kislina sestavljena iz 6 celic. Pogoste so 12v, 6v, 8v in celo enocelične 2v baterije.

Nato bom razložil načine gradnje svinčevo-kislinskih celic, da boste lahko ugotovili, kaj je treba narediti z vašo posebno baterijo.

1. korak: Določite svojo vrsto baterije

Te baterije imajo 3 glavne komponente. Ja, to je svinec in kislina. Natančneje, raztopina žveplove kisline, svinčeve plošče in plošče svinčevega oksida. Svinčene plošče so negativne. Svinčev oksid je pozitiven, saj atomi kisika, vezani na svinec, "nimajo" elektronov (elektroni imajo negativen naboj), zato so "manj negativni" = pozitivni. Žveplova kislina, raztopljena v vodi, se imenuje elektrolit in prenaša elektrone do teh plošč in iz njih, po reakciji s svincem pa sprošča elektrone.

Količina, debelina in velikost plošč se lahko razlikujejo, pa tudi način zadrževanja elektrolita.

Začetne in akumulatorske baterije

Različni nameni teh baterij pomenijo, da je velikost plošč drugačna. Začetna baterija je tisto, kar običajno najdete v bencinskih avtomobilih. Njihova glavna naloga je, da za kratek čas oddajo velik tok, da se motor za zagon obrne. Njihova običajna uporaba jih ne izprazni preveč - le en velik, kratek potop, ki se napolni precej hitro. Alternator v avtomobilu ohranja napolnjeno baterijo, ko poganja luči, stereo, ECU in vso drugo elektroniko.

Po drugi strani so baterije z globokim ciklom zasnovane tako, da prenesejo počasne, a precejšnje praznjenja. Morda ne bodo mogli zagotoviti toliko "udarca" na muhavost (t.j. velike napetosti toka), vendar jih je mogoče izprazniti veliko več, preden povzročijo škodo. To najdete na UPS-jih, sistemih za sončno energijo, zasilnih lučkah in številnih električnih vozilih, kot so viličarji, vozički za golf, nekateri dostavni tovornjaki, zgodnji in domači električni avtomobili ter otroške igrače.

Potopljene in zaprte baterije

Ta razlika izhaja iz načina zadrževanja elektrolita v celici. Plošče morajo biti obdane z raztopino žveplove kisline, da lahko pride do reakcije. Najlažji način za to je, da plošče preprosto potopite v tekočo raztopino. Evo: napolnjena baterija. Poplavljene baterije so lahko zaganjalne (večina avtomobilskih baterij) ali globoko ciklične (na primer baterije za viličar ali voziček za golf)

Velika prednost je, da se pri polnjenju izgubi malo vode (več o tem kasneje), zato lahko polnite hitreje, saj si lahko privoščite izgubo več vode, in jo vsake toliko dolivate. Velika pomanjkljivost je, da jih je mogoče namestiti le vodoravno.

Zaprte baterije ali baterije, ki ne potrebujejo vzdrževanja, imajo med ploščami list steklenih vlaken-vpojno stekleno podlogo ali AGM, kar je tudi drugo ime za te. Steklena vlakna vpijejo raztopino in jo zadržujejo v stiku z obema vrstama plošč, hkrati pa preprečujeta, da bi se v primeru poškodbe baterije dotaknili in kratki stik. To pomeni, da jih je mogoče namestiti tudi pod kotom in biti predmet večjih zlorab pred razlitjem ali dajanjem težav.

Ker reakcija polnjenja sprošča vodik, je treba svinčevo-kislinske baterije prezračiti, da lahko spustijo odvečni plin. Zaprte baterije imajo ventile za nadzor sproščanja, kar vodi do še enega imena za zapečatene palice: VRLA za ventilno regulirano svinčeno kislino

Druga vrsta so gelne celice, ki imajo v raztopini zgoščevalec, zato združujejo nekatere prednosti obeh prejšnjih vrst. Nisem naletel na te, vendar jih je načeloma mogoče obnoviti na enak način, čeprav bo morda potrebno nekaj tresenja. Ti so pogosti pri zaganjalnikih kot visoko zmogljivi avtomobilski akumulatorji.

2. korak: Kako svinčeva baterija umre

Zdaj, ko smo preučili način delovanja in izdelave baterij, bomo lažje razložili načine, na katere lahko odpovejo. To sta dva glavna načina, da ne moreta zadržati bremenitve:

Težave z žveplom

Kemično nagnjeni bodo opazili, da mora žveplova kislina, medtem ko žveplova kislina odlaga elektron na drugo stran, nekam iti, zato na vrhu svinčeve plošče tvori svinčev sulfat. Teoretično se to ob ponovnem polnjenju obrne, v resnici pa se to ne zgodi pri 100% žvepla. Kristali se lahko tvorijo in se bodisi zataknejo za baker, kar zmanjša njegovo aktivno površino (sulfacijo), bodisi padejo na dno in s seboj nosijo nekaj svinca, pri čemer ostanejo jame v plošči (koščice ali korozija), pa tudi zmanjša se količina žvepla kislina, ki je na voljo v raztopini.

Določena količina sulfacije je pri ciklih polnjenja in praznjenja neizogibna in je glavni način, kako se baterija stara in postane neuporabna. Nepravilno polnjenje in praznjenje (prehitro ali pregloboko) lahko privede do tega prezgodaj.

Težave z vodo

Žveplova kislina je le majhen del tekočine v bateriji, približno 25%. Zato ga je treba raztopiti v vodi, tako da doseže celotno površino plošč. Ker imajo različno vrelišče, lahko voda izhlapi in se loči iz zmesi, kar zmanjša njeno prostornino in učinkovito "izsuši" baterijo.

To je pogostejše pri baterijah, ki se ne uporabljajo pogosto in se zgodijo zaradi okoljskih dejavnikov.

Je mrtev?

V obeh primerih bo napetost na sponkah akumulatorja zelo nizka (le nekaj mV). Upor bo prav tako zelo visok, vendar za merjenje tega ne uporabljajte ohmovega načina multimetra! Prej pomeni, da omogoča le majhno količino toka, ki bi krožil po njem, kot bi to naredil velik upor. To lahko vidite tako, da ampermeter zaporedoma postavite med baterijo in polnilnik, kjer boste merili le majhen tok (nekaj miliamperov).

Baterija, ki jo uporabljam za primer, je imela prezgodnjo izgubo vode. Nov je bil kupljen pred 10 leti in nikoli uporabljen. Vsa voda je izhlapela, zato elektroni niso mogli priti okoli.

Če je vaša baterija sulfatirana, ta metoda verjetno ne bo delovala dobro. To ne bi moglo prinesti rezultatov ali pa le omejenih. Prvič, zmogljivost baterije bo verjetno manjša. Prebral sem, da lahko z visokim tokom prisilimo kristale svinčevega sulfata, da žveplo raztopi nazaj v raztopino in s plošč, vendar tega nikoli nisem poskusil. Vključeni tokovi so v območju 100-200 A (ja, celi amperi!), Zato se običajno uporablja varilec (oddajajo nizke volte pri zelo visokih amperih)

Korak: Odprite 'Er Up'

V preostalih korakih se bom osredotočil na zaprte baterije, kot so tiste, ki jih sam obnavljam

Poplavljene baterije je treba odpreti in na njih je navedeno, kje lahko odstranite pokrove. Napolnjene so tudi, zato bi moralo to dati dobre rezultate, če vidite, da je posušeno.

Po drugi strani pa zaprte baterije niso bile namenjene odpiranju. Vendar nas to ne moti preveč. Verjetno boste opazili reže okoli pokrova. To so pravzaprav odprtine, od koder prihaja odvečni vodik. S temi točkami lahko odstranite pokrov z majhnim izvijačem. Čeprav se zdi, da ima sponke, je pokrov dejansko lepljen na več mestih.

Zdaj lahko vidite 6 ventilov, ki sestavljajo 6 celic te baterije. Če si želite ogledati notranjost, jih odstranimo, vendar bodite previdni:

• V notranjosti je lahko nekaj pritiska, zaradi česar ventil odleti, ko ga dvignete. Priporočamo klešče.
• Okrog ventila lahko visi tudi nekaj kisline, ki bi vas z odstranitvijo lahko poškropila. Priporočajo se rokavice in/ali očala, prav tako pa je treba hraniti stresalnik natrijevega bikarbonata za nevtralizacijo razlitja
• Ventili so zelo pomembni. Ne izgubite jih!

4. korak: Preglejte

Svetloba v odprtinah ventila in pogled v celice Lahko cenite svinec, svinčev oksid in preprogo iz steklenih vlaken.

Če je vse videti zelo suho, super! Če dodate nekaj vode, boste bateriji povrnili življenjsko dobo. Vsaj malo. Torej beri naprej.

Ne pozabite: če jasno vidite tekočino, a na sponke dobite le nekaj mV, vam ta metoda ne bo delovala. Vaša baterija je verjetno sulfatizirana.

Pobodite z multimetrskimi vodi v sosednje celice in izmerite napetost in upor. To je za iskanje kratkih hlač. Najprej preverite napetost in dobili boste največ nekaj milivoltov. Če se zdi, da je meritev nič voltov ali preblizu, izmerite upor. Zelo nizka vrednost kaže, da je celica kratka, to je, da se nasprotne plošče dotikajo. Ne priporočam, da jih obnovite, saj bo polnilna napetost nižja (polnite manj celic), običajen polnilnik pa poškoduje druge. Če veste, kaj počnete, in lahko živite z obvladovanjem napetosti za vašo hendikepirano baterijo, nadaljujte in ji dajte še eno življenjsko priložnost. Če ne, ne pozabite, da so te baterije približno 95% reciklirane.

5. korak: Pridobite pravo vodo

V nasprotju s splošnim znanjem čisti H2O pravzaprav ni prevoden. Voda iz pipe bo prevajala elektriko zaradi nečistoč, raztopljenih v njej. Natrij in drugi minerali v njem tvorijo soli, ki lahko prenašajo elektrone.

Ker je reakcija v naši bateriji odvisna od žveplove kisline, ki prenaša elektrone, je zelo pomembno, da v vodi, ki jo dodamo, ni drugih molekul, ki nosijo naboj.

Vnesite destilirano vodo!

V tej vodi so bile kemično ločene vse nečistoče. Najdemo ga v številnih supermarketih. Običajno se uporablja v likalnikih za oblačila, saj voda iz pipe vsebuje kalcij, ki lahko zamaši njihove majhne notranje kanale.

Poleg tega so z destilacijo z vodo za injiciranje ravnali sterilno. Ni nujno, ker pa je to na voljo v lekarnah, ga je za mnoge (tako kot zame) lažje najti in prav tako poceni.

Konec koncev ali v postapokaliptičnih scenarijih preživetja (kako to berete?) Tudi deževnica dobro deluje, saj je bila naravno destilirana (izhlapela je v oblake).

6. korak: Napolnite

Dovolite mi, da ponovim: destilirana voda! Večja je baterija, več vode je v njej, saj so celice večje; moj 12AH je imel približno 30 ml na celico (1 oz?). Dobro je uporabiti merilno posodo ali brizgo, da bo količina vode, ki jo vlijete v vsako celico, enaka.

S pomočjo lijaka ali brizge nalijte zmerno količino vode v prvo celico, počakajte, da jo preproga absorbira (razen če imate napolnjeno baterijo, ki nima podloge), in jo napolnite do tik pod vrhom plošče.

Raven se lahko spremeni po nekaj polnjenjih, ko podloga absorbira raztopino in se nekaj vode loči (elektrolizira). Preostale celice napolnite z enako količino.

Pazite na kapilarnost! Celica se lahko pojavi polna, ko se maščobna kapljica oprime stene odprtine ventila. Z vatirano palčko ali z nekaj tapkanjem bi morali odprtino ponovno pustiti prosto. Vse celice bi morale vzeti več ali manj enako količino vode.

7. korak: Prvo novo polnjenje

Prvo polnjenje bo "aktivacijsko polnjenje", kjer znova zaženemo reakcijo. Na tej stopnji bo tok v bateriji zelo nizek. Do 2. ali 3. cikla bo dvignil hitrost in se polnil pri normalni hitrosti.

Pomembno je, da prvo peščico polnil odstranite s pokrova in/ali ventilov, da se odvečna raztopina, ki je neizogibno zdaj v akumulatorju, ne razlije toliko. To bo prišlo kot vodik, zato je pomembno tudi prezračevanje prostora, da se izognete eksplozijam!

Za prvo polnjenje priključite baterijo na polnilnik z zaporedno ampermetrom. Za to bomo morali izmeriti tok. Vedno lahko uporabite tudi nastavljiv napajalnik. Imeti mora nadzor napetosti, medtem ko je omejevanje toka koristno, ni pa nujno.

Omejitev polnilnega toka preverite na nalepki akumulatorja. Če je vaša dobava omejena, predlagam, da jo nastavite na približno 80% tega.

Če vaša baterija nima navedenih omejitev ali je nalepka obrabljena, upoštevajte, da je omejitev približno 40% nazivne zmogljivosti.

Za začetek nastavite napetost na 14,4 voltov. To je standardna napetost polnjenja za 12V. Začetni tok bo zelo majhen. Če je vaš napajalnik sposoben, lahko povečate napetost, da pospešite reakcijo. Mnogi polnilniki z "načinom obnovitve" to počnejo. Za 12V baterijo je varno preiti na 60V, dokler zmanjšate napetost, ko baterija začne sprejemati vedno večji tok. Trenutna omejitev vaše oskrbe bo za vas še naprej zmanjševala to napetost.

Če ne morete preseči 14,4V (na primer, če uporabljate namenski polnilnik), samo preverite tok. Najprej se bo le počasi povečeval, nato pa vse hitreje, do točke, ko bo začel padati. Čestitamo, to je normalno polnjenje!

Fotografije prikazujejo to povečanje, nato zmanjšanje toka

Ko tok doseže približno 0,03-kratno zmogljivost baterije, je bila napolnjena na več kot 90-95%

8. korak: Zaprite varnostno kopijo in nekaj prvih uporab

(Razen če je vaša baterija poplavljena, znova odprite pokrove.) Kot je navedeno, se lahko nivo vode spremeni. Če imate čas, nekajkrat napolnite in izpraznite baterijo (priključite žarnico, motor ali drugo obremenitev, ki jo bo hitro izpraznila), da rešitev doseže stabilno raven.

Očistite in posušite ventile in stebre ventilov. Ponovno namestite ventile in prilepite pokrov, poiščite mesta, kjer je bil lepljen, in na vsako uporabite kapljico cianoakrilatnega lepila. Na vrh za nekaj časa položite nekaj teže in pustite, da se posuši.

9. korak: Pazite na to

Vaša baterija je pripravljena, vendar je bila vrnjena iz mrtvega, zato je razumljivo, da se lahko obnaša čudno. Zmogljivost se lahko zmanjša, odvisno od vzroka in stopnje poškodbe. Moje se je zdelo skoraj nespremenjeno, drugi lahko dajo le 20% svojih prejšnjih zmogljivosti. Verjetno imajo odvečno vodo. To je v redu. Ne pozabite pustiti polnjenja v prezračevanem prostoru brez plamena in to se bo občasno pojavilo. Solnik z natrijevim bikarbonatom imam v bližini.