Bilbatteriet, kjent som akkumulatoren, er ansvarlig for start-, lys- og tenningssystemene i en bil. Vanligvis er bilbatterier blysyre, bestående av galvaniske celler som gir et 12-volts system. Hver av cellene lager 2,1 volt når de er fulladet. Elektrolytttetthet er en kontrollert egenskap til en vandig syreløsning som sikrer normal drift av batterier.
Sammensetning av et blybatteri
Bly-syre batterielektrolytt er en løsning av svovelsyre og destillert vann. Den spesifikke vekten til ren svovelsyre er ca. 1,84 g/cm3, og denne rene syren fortynnes med destillert vann til løsningens spesifikke vekt er 1,2-1,23 g/cm 3.
Selv om tettheten til elektrolytten i batteriet i noen tilfeller anbefales avhengig av batteritype, sesongmessige og klimatiske forhold. Egenvekten til et fulladet batteri i henhold til industristandarden i Russland er 1,25-1,27 g/cm3 om sommeren og for strenge vintre - 1,27-1, 29 g/cm3.
Spesifikk tyngdekraft for elektrolytten
En av hovedparametrene til batteriet er den spesifikke vekten til elektrolytten. Det er forholdet mellom vekten av en løsning (svovelsyre) og vekten av et likt volum vann ved en viss temperatur. Måles vanligvis med et hydrometer. Tettheten til elektrolytten brukes som en indikator på ladetilstanden til en celle eller et batteri, men kan ikke karakterisere kapasiteten til batteriet. Under lossing avtar egenvekten lineært.
Gitt dette er det nødvendig å avklare størrelsen på den tillatte tettheten. Elektrolytten i batteriet bør ikke overstige 1,44g/cm3. Tettheten kan være fra 1,07 til 1,3 g/cm3. Temperaturen på blandingen vil da være ca +15 C.
Elektrolytt med økt tetthet i sin rene form er preget av en ganske høy verdi av denne indikatoren. Densiteten er 1,6 g/cm3.
Ladenivå
Når fulladet stasjonær tilstand og under utladning, gir måling av egenvekten til elektrolytten en grov indikasjon på ladetilstanden til cellen. Egenvekt=åpen kretsspenning - 0,845.
Eksempel: 2,13V – 0,845=1,285g/cm3.
Spesifikk tyngdekraft avtar når batteriet utlades til et nivå nær det for rent vann, og øker under opplading. Batteriet anses som fulladet når tettheten til elektrolytten i batteriet når maksim alt mulig verdi. Spesifikkvekten avhenger av temperaturen og mengden elektrolytt i cellen. Når elektrolytten er nær lavmerket, er egenvekten høyere enn nominell, den synker og vann tilsettes cellen for å bringe elektrolytten opp til det nødvendige nivået.
Volumet av elektrolytten utvider seg når temperaturen stiger og trekker seg sammen når temperaturen synker, noe som påvirker tettheten eller egenvekten. Når elektrolyttvolumet utvider seg, synker avlesningen, og omvendt øker egenvekten ved lavere temperaturer.
Før du øker tettheten til elektrolytten i batteriet, må du utføre målinger og beregninger. Egenvekten for batteriet bestemmes av applikasjonen det skal brukes i, og tar hensyn til driftstemperatur og batterilevetid.
| % svovelsyre | % vann | Spesifikk tyngdekraft (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 |
Kjemisk reaksjon i batterier
Så snart en last er koblet over batteripolene, begynner en utladningsstrøm å flyte gjennom lasten og batteriet begynner å utlades. Under utladningsprosessen reduseres surheten til elektrolyttløsningen og fører til dannelse av sulfatavsetninger på både de positive og negative platene. I denne utladningsprosessen øker mengden vann i elektrolyttløsningen, noe som reduserer dens egenvekt.
Battericeller kan utlades til en spesifisert minimumsspenning og egenvekt. Et fulladet blybatteri har en spenning og egenvekt på henholdsvis 2,2V og 1,250g/cm3, og denne cellen kan norm alt utlades til de tilsvarende verdiene ikke når 1,8V og 1,1 g/cm3.
Elektrolyttsammensetning
Elektrolytten inneholder en blanding av svovelsyre og destillert vann. Dataene vil ikke være nøyaktige når de måles hvis sjåføren nettopp har lagt til vann. Du må vente en stund slik at ferskvann har tid til å blande seg med den eksisterende løsningen. Før du øker tettheten til elektrolytten, må du huske: jo større konsentrasjonen av svovelsyre, jo tettere blir elektrolytten. Jo høyere tetthet, desto høyere ladenivå.
For elektrolyttløsningen er destillert vann det beste valget. Dette minimerer det muligeforurensninger i løsning. Noen forurensninger kan reagere med elektrolyttioner. Hvis du for eksempel blander en løsning med NaCl-s alter, vil det dannes et bunnfall som vil endre kvaliteten på løsningen.
Påvirkning av temperatur på kapasitans
Hva er tettheten til elektrolytten - dette vil avhenge av temperaturen inne i batteriene. Brukerhåndboken for spesifikke batterier spesifiserer hvilken korreksjon som skal brukes. For eksempel, i Surrette/Rolls-manualen for temperaturer fra -17,8 til -54,4oC under 21oC, trekk fra 0,04 for hver 6. grader.
Mange invertere eller ladekontrollere har en batteritemperatursensor som festes til batteriet. De har vanligvis en LCD-skjerm. Å peke på det infrarøde termometeret vil også gi den nødvendige informasjonen.
Tetthetsmåler
Hydrometeret for elektrolytttetthet brukes til å måle egenvekten til elektrolyttløsningen i hver celle. Syrebatteriet er fulladet med en egenvekt på 1,255 g/cm3 ved 26oC. Egenvekt er en måling av en væske som sammenlignes med en base. Dette er vann som er tildelt et grunntall på 1.000 g/cm3.
Konsentrasjonen av svovelsyre i vann i et nytt batteri er 1,280 g/cm3, som betyr at elektrolytten veier 1,280 g/cm3 ganger vekten av samme volum vann. Et fulladet batteri vil bli testet på opptil1,280 g/cm3, mens utladet vil telle fra 1,100 g/cm3.
Hydrometertestprosedyre
Avlesningstemperaturen til hydrometeret bør justeres til en temperatur på 27oC, spesielt med tanke på elektrolytttettheten om vinteren. Høykvalitets hydrometre har et internt termometer som vil måle temperaturen på elektrolytten og inkluderer en konverteringsskala for å korrigere flyteavlesninger. Det er viktig å erkjenne at temperaturen er vesentlig forskjellig fra omgivelsene hvis kjøretøyet kjøres. Målebestilling:
- Hell elektrolytten i hydrometeret med en gummipære flere ganger slik at termometeret kan justere temperaturen på elektrolytten og ta avlesninger.
- Studer fargen på elektrolytten. En brun eller grå misfarging indikerer et problem med batteriet og er et tegn på at batteriet nærmer seg slutten av levetiden.
- Ret minimumsmengden elektrolytt inn i hydrometeret slik at flottøren flyter fritt uten kontakt med toppen eller bunnen av målesylinderen.
- Hold hydrometeret oppreist i øyehøyde og vær oppmerksom på avlesningen der elektrolytten stemmer med skalaen på flottøren.
- Legg til eller trekk fra 0,004 enheter for lesing hver 6.oC, når elektrolytttemperaturen er over eller under 27oC.
- Juster avlesningen, for eksempel hvis egenvekten er 1,250 g/cm3 og elektrolytttemperaturen er32oC, en verdi på 1,250 g/cm3 gir en korrigert verdi på 1,254 g/cm3. Tilsvarende, hvis temperaturen var 21oC, trekk fra 1,246 g/cm3. Fire punkter (0,004) på 1,250 g/cm3.
- Test hver celle og noteavlesning korrigert til 27oC før du sjekker elektrolytttettheten.
Eksempler på ladningsmåling
Eksempel 1:
- Hydrometer viser 1,333 g/cm3.
- Temperaturen er 17 grader, 10 grader under anbef alt.
- Strekk fra 0,007 fra 1,333 g/cm3.
- Resultatet er 1,263 g/cm3, så ladetilstanden er omtrent 100 prosent.
Eksempel 2:
- tetthetsdata – 1,178 g/cm3.
- Elektrolytttemperaturen er 43 grader C, som er 16 grader over normalen.
- Legg til 0,016 til 1,178 g/cm3.
- Resultatet er 1,194 g/cm3, 50 prosent belastet.
| CHARGE STATUS | SPESIFIK VEKT g/cm3 |
| 100% | 1, 265 |
| 75% | 1, 225 |
| 50% | 1, 190 |
| 25% | 1, 155 |
| 0% | 1, 120 |
Tabell for elektrolytttetthet
Følgende temperaturkorreksjonstabeller en måte å forklare de brå endringene i elektrolytttetthetsverdier ved forskjellige temperaturer.
For å bruke denne tabellen, må du vite temperaturen på elektrolytten. Hvis målingen av en eller annen grunn ikke er mulig, er det bedre å bruke omgivelsestemperaturen.
Tabellen for elektrolytttetthet er vist nedenfor. Disse dataene er basert 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 tabellen, er elektrolytttettheten i batteriet om vinteren mye høyere enn i den varme årstiden.
Batterivedlikehold
Disse batteriene inneholder svovelsyre. Vernebriller og gummihansker skal alltid brukes når du håndterer dem.
Hvis cellene overbelastes, endres de fysiske egenskapene til blysulfat gradvis og de blir ødelagt, noe som forstyrrer ladeprosessen. Derfor avtar tettheten til elektrolytten på grunn av den langsomme hastigheten på den kjemiske reaksjonen.
Kvaliteten på svovelsyre må være høy. Ellers kan batteriet raskt bli ubrukelig. Lave elektrolyttnivåer hjelper til med å tørke ut de interne platene på enheten, noe som gjør det umulig å gjenopprette batteriet.
Sulfaterte batterier kan lett gjenkjennes ved å se på den endrede fargen på platene. Fargen på den sulfaterte platen blir lysere og overflaten blir gul. Slike celler viser en reduksjon i kraft. Hvis sulfonering oppstår i lang tid, irreversibelprosesser.
For å unngå denne situasjonen, anbefales det å lade blybatterier i lang tid med lav ladestrømhastighet.
Det er alltid stor mulighet for skade på terminalblokkene til battericellene. Korrosjon påvirker hovedsakelig boltede forbindelser mellom celler. Dette kan enkelt unngås ved å sørge for at hver bolt er forseglet med et tynt lag spesialfett.
Når batteriet lades, er det stor mulighet for syrespray og gasser. De kan forurense atmosfæren rundt batteriet. Derfor er det nødvendig med god ventilasjon i nærheten av batterirommet.
Disse gassene er eksplosive, derfor bør åpne flammer ikke komme inn i rommet der blybatterier lades.
For å forhindre at batteriet eksploderer, noe som kan forårsake alvorlig personskade eller død, må du ikke sette inn et metalltermometer i batteriet. Du må bruke et hydrometer med innebygd termometer, som er laget for å teste batterier.
Strømforsyningslevetid
Batteriets ytelse forringes over tid, enten den brukes eller ikke, den forringes også med hyppige lade-utladingssykluser. Levetid er hvor lang tid et inaktivt batteri kan lagres før det blir ubrukelig. Det antas generelt at dette er omtrent 80 % av den opprinnelige kapasiteten.
Det er flere faktorer som påvirker batterilevetiden betydelig:
- Syklisk liv. Tidbatterilevetiden bestemmes hovedsakelig av batteribrukssykluser. Vanligvis 300 til 700 sykluser ved normal bruk.
- Depth of Discharge (DOD)-effekt. Å gi avkall på høyere ytelse vil resultere i en kortere livssyklus.
- Temperatureffekt. Dette er en viktig faktor i batteriytelse, holdbarhet, lading og spenningskontroll. Ved høyere temperaturer skjer det mer kjemisk aktivitet i batteriet enn ved lavere temperaturer. For de fleste batterier er det anbef alte temperaturområdet -17 til 35oC.
- Spenning og ladehastighet. Alle blybatterier frigjør hydrogen fra den negative platen og oksygen fra den positive platen under lading. Et batteri kan bare lagre en viss mengde elektrisitet. Som regel lades batteriet til 90 % i 60 % av tiden. Og 10 % av det gjenværende batteriet lades ca. 40 % av den totale tiden.
God batterilevetid er 500 til 1200 sykluser. Selve aldringsprosessen fører til en gradvis reduksjon i kapasitansen. Når en celle når en viss levetid, slutter den ikke plutselig å fungere, denne prosessen forlenges over tid, den må overvåkes for å forberede seg i tide for batteribytte.
