Bilbatteriet, kendt som akkumulatoren, er ansvarlig for start-, belysnings- og tændingssystemer i en bil. Typisk er bilbatterier bly-syre, bestående af galvaniske celler, der giver et 12-volt system. Hver af cellerne skaber 2,1 volt, når de er fuldt opladet. Elektrolytdensitet er en kontrolleret egenskab ved en vandig syreopløsning, der sikrer normal drift af batterier.
sammensætning af et blybatteri
Bly-syre batterielektrolyt er en opløsning af svovlsyre og destilleret vand. Den specifikke vægt af ren svovlsyre er ca. 1,84 g/cm3, og denne rene syre fortyndes med destilleret vand, indtil opløsningens vægtfylde er 1,2-1,23 g/cm 3.
Selv om densiteten af elektrolytten i batteriet i nogle tilfælde anbefales afhængigt af batteritypen, sæsonmæssige og klimatiske forhold. Vægtfylden af et fuldt opladet batteri i henhold til industristandarden i Rusland er 1,25-1,27 g/cm3 om sommeren og i strenge vintre - 1,27-1, 29 g/cm3.
Elektrolyttens specifik vægt
En af batteriets hovedparametre er elektrolyttens vægtfylde. Det er forholdet mellem vægten af en opløsning (svovlsyre) og vægten af et lige så stort volumen vand ved en bestemt temperatur. Måles norm alt med et hydrometer. Elektrolyttens tæthed bruges som en indikator for ladetilstanden for en celle eller et batteri, men kan ikke karakterisere batteriets kapacitet. Under aflæsning falder vægtfylden lineært.
I betragtning af dette er det nødvendigt at præcisere størrelsen af den tilladte tæthed. Elektrolytten i batteriet må ikke overstige 1,44g/cm3. Densiteten kan være fra 1,07 til 1,3 g/cm3. Blandingens temperatur vil da være omkring +15 C.
Elektrolyt med øget tæthed i sin rene form er karakteriseret ved en ret høj værdi af denne indikator. Dens massefylde er 1,6 g/cm3.
Debiteringsniveau
Når fuldt opladet steady state og under afladning, giver måling af elektrolyttens vægtfylde en grov indikation af cellens ladningstilstand. Specifik vægtfylde=åben kredsløbsspænding - 0,845.
Eksempel: 2,13V - 0,845=1,285g/cm3.
Den specifikke tyngdekraft falder, når batteriet aflades til et niveau tæt på rent vand, og stiger under genopladning. Batteriet anses for at være fuldt opladet, når tætheden af elektrolytten i batteriet når den maksim alt mulige værdi. Bestemtvægten afhænger af temperaturen og mængden af elektrolyt i cellen. Når elektrolytten er tæt på det lave mærke, er vægtfylden højere end den nominelle, den falder, og der tilsættes vand til cellen for at bringe elektrolytten op på det krævede niveau.
Vumfanget af elektrolytten udvider sig, når temperaturen stiger og trækker sig sammen, når temperaturen falder, hvilket påvirker massefylden eller densitet. Efterhånden som elektrolytvolumenet udvider sig, falder aflæsningen, og omvendt stiger vægtfylden ved lavere temperaturer.
Før du hæver tætheden af elektrolytten i batteriet, skal du udføre målinger og beregninger. Den specifikke massefylde for batteriet bestemmes af den applikation, det skal bruges i, under hensyntagen til driftstemperaturen og batteriets levetid.
| % svovlsyre | % vand | 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 belastning er tilsluttet over batteripolerne, begynder en afladningsstrøm at strømme gennem belastningen, og batteriet begynder at aflade. Under afladningsprocessen falder surhedsgraden af elektrolytopløsningen og fører til dannelsen af sulfataflejringer på både de positive og negative plader. I denne udledningsproces øges mængden af vand i elektrolytopløsningen, hvilket reducerer dens specifikke vægtfylde.
Battericeller kan aflades til en specificeret minimumsspænding og massefylde. Et fuldt opladet blybatteri har en spænding og massefylde på henholdsvis 2,2V og 1,250g/cm3, og denne celle kan norm alt aflades, indtil de tilsvarende værdier ikke når 1,8V og 1,1 g/cm3.
Elektrolytsammensætning
Elektrolytten indeholder en blanding af svovlsyre og destilleret vand. Dataene vil ikke være nøjagtige, når de måles, hvis føreren lige har tilføjet vand. Du skal vente et stykke tid, så ferskvand har tid til at blande sig med den eksisterende løsning. Før du hæver densiteten af elektrolytten, skal du huske: Jo større koncentrationen af svovlsyre, jo tættere bliver elektrolytten. Jo højere tæthed, jo højere opladningsniveau.
Til elektrolytopløsningen er destilleret vand det bedste valg. Dette minimerer det muligeforurenende stoffer i opløsning. Nogle forurenende stoffer kan reagere med elektrolytioner. Hvis du for eksempel blander en opløsning med NaCl-s alte, vil der dannes et bundfald, som vil ændre kvaliteten af opløsningen.
Temperaturens indflydelse på kapacitansen
Hvad er densiteten af elektrolytten - dette afhænger af temperaturen inde i batterierne. Brugervejledningen til specifikke batterier specificerer, hvilken korrektion der skal anvendes. For eksempel, i Surrette/Rolls-manualen for temperaturer fra -17,8 til -54,4oC under 21oC, skal du trække 0,04 fra for hver 6. grader.
Mange vekselrettere eller laderegulatorer har en batteritemperatursensor, der fastgøres til batteriet. De har norm alt en LCD-skærm. At pege på det infrarøde termometer vil også give de nødvendige oplysninger.
Densitetsmåler
Elektrolytdensitetshydrometeret bruges til at måle den specifikke vægt af elektrolytopløsningen i hver celle. Syrebatteriet er fuldt opladet med en vægtfylde på 1,255 g/cm3 ved 26oC. Vægtfylde er en måling af en væske, der sammenlignes med en base. Dette er vand, der er tildelt et basistal på 1.000 g/cm3.
Koncentrationen af svovlsyre i vand i et nyt batteri er 1,280 g/cm3, hvilket betyder, at elektrolytten vejer 1,280 g/cm3 gange vægten af den samme mængde vand. Et fuldt opladet batteri vil blive testet ved op til1.280 g/cm3, mens afladet tæller fra 1.100 g/cm3.
Hydrometertestprocedure
Hydrometerets aflæsningstemperatur bør justeres til en temperatur på 27oC, især med hensyn til elektrolytdensiteten om vinteren. Hydrometre af høj kvalitet har et internt termometer, der måler elektrolyttens temperatur og inkluderer en konverteringsskala for at korrigere flydeaflæsninger. Det er vigtigt at erkende, at temperaturen er væsentligt forskellig fra omgivelserne, hvis køretøjet køres. Målerækkefølge:
- Hæld elektrolytten i hydrometeret med en gummipære flere gange, så termometeret kan justere elektrolyttens temperatur og tage aflæsninger.
- Undersøg farven på elektrolytten. En brun eller grå misfarvning indikerer et problem med batteriet og er et tegn på, at batteriet er ved at være slut.
- Ret den mindste mængde elektrolyt ind i hydrometeret, så flyderen flyder frit uden kontakt med toppen eller bunden af målecylinderen.
- Hold hydrometeret oprejst i øjenhøjde, og vær opmærksom på aflæsningen, hvor elektrolytten passer til skalaen på flyderen.
- Tilføj eller fratræk 0,004 enheder for aflæsning for hver 6oC, når elektrolyttemperaturen er over eller under 27oC.
- Juster aflæsningen, hvis f.eks. vægtfylden er 1,250 g/cm3, og elektrolyttemperaturen er32oC, en værdi på 1,250 g/cm3 giver en korrigeret værdi på 1,254 g/cm3. Tilsvarende, hvis temperaturen var 21oC, trækkes 1,246 g/cm3 fra. Fire punkter (0,004) af 1,250 g/cm3.
- Test hver celle og noteaflæsning korrigeret til 27oC, før elektrolytdensiteten kontrolleres.
Eksempler på ladningsmåling
Eksempel 1:
- Hydrometer viser 1,333 g/cm3.
- Temperaturen er 17 grader, 10 grader under anbefalet.
- Træk 0,007 fra 1,333 g/cm3.
- Resultatet er 1,263 g/cm3, så ladetilstanden er omkring 100 procent.
Eksempel 2:
- Densitetsdata - 1,178 g/cm3.
- Elektrolyttemperaturen er 43 grader C, hvilket er 16 grader over normalen.
- Tilføj 0,016 til 1,178 g/cm3.
- Resultat er 1,194 g/cm3, 50 procent opkrævet.
| CHARGE STATUS | SPECIFIK VÆGT g/cm3 |
| 100% | 1, 265 |
| 75% | 1, 225 |
| 50% | 1, 190 |
| 25% | 1, 155 |
| 0% | 1, 120 |
Tabel for elektrolytdensitet
Følgende temperaturkorrektionstabeler en måde at forklare de bratte ændringer i elektrolytdensitetsværdier ved forskellige temperaturer.
For at bruge denne tabel skal du kende temperaturen på elektrolytten. Hvis målingen af en eller anden grund ikke er mulig, er det bedre at bruge den omgivende temperatur.
Tabellen over elektrolytdensitet er vist nedenfor. Disse data er baseret 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 fra denne tabel, er elektrolytdensiteten i batteriet om vinteren meget højere end i den varme årstid.
Batterivedligeholdelse
Disse batterier indeholder svovlsyre. Sikkerhedsbriller og gummihandsker bør altid bruges, når du håndterer dem.
Hvis cellerne overbelastes, ændres blysulfats fysiske egenskaber gradvist, og de ødelægges, hvilket forstyrrer opladningsprocessen. Derfor falder elektrolyttens tæthed på grund af den langsomme hastighed af den kemiske reaktion.
Kvaliteten af svovlsyre skal være høj. Ellers kan batteriet hurtigt blive ubrugeligt. Lave elektrolytniveauer hjælper med at udtørre enhedens indvendige plader, hvilket gør det umuligt at genoprette batteriet.
Sulfaterede batterier kan let genkendes ved at se på den ændrede farve på pladerne. Farven på den sulfaterede plade bliver lysere, og dens overflade bliver gul. Sådanne celler viser et fald i kraft. Hvis sulfonering forekommer i lang tid, irreversibelprocesser.
For at undgå denne situation anbefales det at oplade bly-syre-batterier i lang tid ved lav ladestrøm.
Der er altid stor risiko for beskadigelse af battericellernes terminalblokke. Korrosion påvirker hovedsageligt boltede forbindelser mellem celler. Dette kan nemt undgås ved at sikre, at hver bolt er forseglet med et tyndt lag specialfedt.
Når batteriet oplades, er der stor risiko for syrespray og gasser. De kan forurene atmosfæren omkring batteriet. Derfor er god ventilation påkrævet i nærheden af batterirummet.
Disse gasser er eksplosive, derfor bør åben ild ikke trænge ind i det rum, hvor blybatterier oplades.
For at forhindre batteriet i at eksplodere, hvilket kan forårsage alvorlig personskade eller død, må du ikke sætte et met altermometer i batteriet. Du skal bruge et hydrometer med et indbygget termometer, som er designet til at teste batterier.
Strømforsyningslevetid
Batteriets ydeevne forringes over tid, uanset om det bruges eller ej, det forringes også med hyppige opladnings-afladningscyklusser. Levetid er den tid, et inaktivt batteri kan opbevares, før det bliver ubrugeligt. Det antages generelt, at dette er omkring 80 % af dets oprindelige kapacitet.
Der er flere faktorer, der væsentligt påvirker batteriets levetid:
- Cyklisk liv. Tidbatterilevetid bestemmes hovedsageligt af batteriforbrugscyklusser. Typisk 300 til 700 cyklusser ved normal brug.
- Depth of Discharge (DOD) effekt. At give afkald på højere ydeevne vil resultere i en kortere livscyklus.
- Temperatureffekt. Dette er en vigtig faktor i batteriets ydeevne, holdbarhed, opladning og spændingskontrol. Ved højere temperaturer sker der mere kemisk aktivitet i batteriet end ved lavere temperaturer. For de fleste batterier er det anbefalede temperaturområde -17 til 35oC.
- Spænding og genopladningshastighed. Alle bly-syre-batterier frigiver brint fra den negative plade og ilt fra den positive plade under opladning. Et batteri kan kun lagre en vis mængde elektricitet. Som regel oplades batteriet til 90 % i 60 % af tiden. Og 10 % af det resterende batteri oplades omkring 40 % af den samlede tid.
God batterilevetid er 500 til 1200 cyklusser. Den faktiske ældningsproces fører til et gradvist fald i kapacitansen. Når en celle når en vis levetid, holder den ikke pludselig op med at fungere, denne proces forlænges over tid, den skal overvåges for at forberede sig i tide til batteriudskiftning.
