Prineste olovenú batériu späť z mŕtvych: 9 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Zo všetkých starodávnych prevedení batérií sa olovo-kyselina najčastejšie používa. Jeho hustota energie (watthodiny na kg) a nízke náklady ich robia rozšírenými.

Ako každý druh batérie je založený na elektrochemickej reakcii: interakcii medzi rôznymi chemickými látkami, ktorá v zásade produkuje prebytok elektrónov na jednej strane a deficit na druhej strane. Tento rozdiel („potenciál“) je napätie a umožňuje tok prúdu, keď elektróny obiehajú okolo obvodu, aby vyplnili tento deficit. Keďže rozdiel neutralizuje, dostupný náboj v batérii klesá. Kľúčom v nabíjateľných batériách je, že táto reakcia je reverzibilná, pretože zavedenie prúdu do batérie (na rozdiel od jej čerpania) obnoví nabíjanie. Iné elektrochemické reakcie môžu viesť k vyššej hustote energie za cenu toho, že nie sú nabíjateľné.

Napätie generované každou reakciou je viac -menej pevné (trochu sa líši v závislosti od percenta nabitia). Olovená kyselina je 2 volty. Napríklad nabíjacie články na báze niklu sú 1,2 alebo 1,4 V a lítiové články sú 3,7 V. Z tohto dôvodu, ak chcete 12 V batériu, budete musieť niekoľko týchto reakcií zaradiť do série, aby ste zvýšili napätie. Každý z nich sa nazýva bunka. Ako vidíte na obrázkoch, 12-olovená kyselina sa skladá zo 6 buniek. Bežné sú 12 V, 6 V, 8 V a dokonca aj jednobunkové 2 V batérie.

Ďalej vysvetlím spôsoby, akými je možné zostaviť olovené články, aby ste zistili, čo je potrebné urobiť pre vašu konkrétnu batériu.

Krok 1: Identifikujte svoj typ batérie

Tieto batérie majú 3 hlavné komponenty. Áno, je to olovo a kyselina. Konkrétne roztok kyseliny sírovej, olovené platne a platne z oxidu olovnatého. Olovené platne sú negatívne. Oxid olovnatý je pozitívny, pretože atómom kyslíka viazaným na olovo „chýbajú“elektróny (elektróny majú negatívny náboj), je teda „menej záporné“= pozitívne. Kyselina sírová rozpustená vo vode sa nazýva elektrolyt a prenáša elektróny do a z týchto dosiek a pri reakcii s olovom uvoľňuje elektróny.

Množstvo, hrúbka a veľkosť dosiek sa môže líšiť, ako aj spôsob držania elektrolytu.

Štartovacie batérie a batérie s hlbokým cyklom

Rôzne účely týchto batérií znamenajú, že veľkosť dosiek je odlišná. Štartovacia batéria je to, čo bežne nájdete v plynových autách. Ich hlavnou úlohou je dodať na krátku dobu veľký prúd, aby sa mohol otáčať motor, ktorý štartuje motor. Ich bežné používanie ich príliš nevybíja - stačí jeden veľký, krátky ponor, ktorý sa nabije pomerne rýchlo. Alternátor v automobile udržuje batériu nabitú, keď zapne svetlá, stereo, ECU a všetku ďalšiu elektroniku.

Batérie s hlbokým cyklom sú na druhej strane navrhnuté tak, aby zvládali pomalé, ale značné vybíjania. Možno nie sú schopní poskytnúť taký „úder“z rozmaru (t. J. Veľké prúdové rázy), ale môžu byť vybití oveľa viac, než dôjde k poškodeniu. To je to, čo nájdete na UPS, solárnych energetických systémoch, núdzových svetlách a mnohých elektrických vozidlách, ako sú vysokozdvižné vozíky, golfové vozíky, niektoré nákladné autá, elektrické autá pre deti a malé deti a detské hračky.

Zaplavené a zapečatené batérie

Toto rozlíšenie vyplýva zo spôsobu, akým je elektrolyt v bunke držaný. Platne musia byť obklopené roztokom kyseliny sírovej, aby mohla nastať reakcia. Najjednoduchším spôsobom, ako to dosiahnuť, je ponorenie doštičiek do tekutého roztoku. Tu máte: zaplavená batéria. Zaplavené batérie môžu byť štartovacie (väčšina automobilových batérií) alebo hlboké cykly (napríklad batérie pre vysokozdvižný vozík alebo golfový vozík)

Veľkou výhodou je, že pretože pri nabíjaní sa stratí trochu vody (o tom neskôr), môžete nabíjať rýchlejšie, pretože si môžete dovoliť stratiť viac vody, a dopĺňať ju tak často. Veľkou nevýhodou je, že môžu byť inštalované iba horizontálne.

Utesnené alebo „bezúdržbové“batérie majú namiesto toho medzi doskami sklolaminát-absorpčnú sklenenú podložku alebo AGM, čo je tiež iný názov. Sklolaminát nasaje roztok a udrží ho v kontakte s oboma druhmi dosiek, pričom zároveň zabráni ich dotyku a skratu v prípade poškodenia batérie. To znamená, že môžu byť tiež inštalované pod uhlom a môžu byť predmetom väčšieho zneužívania pred rozliatím alebo problémami.

Pretože nabíjacia reakcia uvoľňuje vodík, olovené batérie potrebujú vetranie, aby mohli vypúšťať prebytočný plyn. Utesnené batérie majú ventily na ovládanie uvoľnenia, čo vedie k ďalšiemu názvu zapečatených batérií: VRLA pre ventilom regulovanú olovenú kyselinu

Ďalším druhom sú gélové bunky, ktoré majú v roztoku zahusťovadlo, a teda kombinujú niektoré výhody oboch predchádzajúcich typov. Na tieto som nenarazil, ale v zásade sa dajú obnoviť rovnakým spôsobom, aj keď to môže vyžadovať určité trasenie. Tieto sú v type štartéra bežné ako vysokovýkonné autobatérie.

Krok 2: Ako zomiera olovená batéria

Teraz, keď sme preskúmali spôsob fungovania a konštrukcie batérií, bude jednoduchšie vysvetliť spôsoby, akými môžu zlyhať. Toto sú dva hlavné spôsoby, ako prestať držať poplatok:

Problémy so sírou

Chemicky naklonený si všimol, že keď kyselina sírová ukladá elektrón na druhú stranu, atóm síry musí niekam ísť, takže na vrchnej doske vytvára síran olovnatý. Po dobití sa to teoreticky obráti, ale v skutočnosti to tak nie je pri 100% síry. Môžu sa tvoriť kryštály, ktoré sa môžu buď prilepiť na meď, čím sa zmenší jej aktívny povrch (sulfatácia), alebo spadnú na dno a zanesú časť olova, pričom v jamke zostanú jamky (jamky alebo korózia), ako aj zníženie množstva kyseliny sírovej kyselina dostupná v roztoku.

Určité množstvo sulfatácie je pri cykloch nabíjania a vybíjania nevyhnutné a je to hlavný spôsob, akým batéria starne a stáva sa nepoužiteľnou. Nesprávne nabíjanie a vybíjanie (príliš rýchle alebo príliš hlboké) k tomu môže predčasne viesť.

Problémy s vodou

Kyselina sírová je iba malou časťou kvapaliny vo vnútri batérie, asi 25%. Preto musí byť rozpustený vo vode, aby zasiahol celú plochu tanierov. Pretože majú rôzne teploty varu, voda sa môže zo zmesi odparovať a oddeľovať, čím sa zníži jej objem a batéria sa „vysuší“.

To je bežnejšie u batérií, ktoré sa často necyklujú a namiesto toho sa to deje z environmentálnych faktorov.

Je to mŕtve?

V oboch prípadoch bude napätie na svorkách batérie veľmi nízke (iba niekoľko mV). Odpor bude tiež veľmi vysoký, ale na meranie tohto nepoužívajte ohmový režim vášho multimetra! Znamená to skôr, že ním môže cirkulovať len veľmi malé množstvo prúdu, ako by to robil veľký odpor. Môžete to vidieť tak, že zapojíte ampérmeter medzi batériu a nabíjačku, kde budete merať iba malý prúd (niekoľko miliampérov).

Batéria, ktorú používam ako príklad, mala predčasnú stratu vody. Bol kúpený nový pred 10 rokmi a nikdy nebol použitý. Všetka voda sa odparila, a preto elektróny nemohli obísť.

Ak sa batéria sulfátovala, táto metóda pravdepodobne nebude fungovať veľmi dobre. Nemohlo to priniesť žiadne výsledky, alebo iba obmedzené. Po prvé, kapacita batérie bude pravdepodobne menšia. Čítal som, že na prinútenie kryštálov síranu olovnatého k rozpusteniu síry späť do roztoku a mimo dosiek je možné použiť vysoký prúd, ale nikdy som to neskúsil. Prúdové prúdy sú v rozsahu 100-200 A (áno, celé ampéry!), Takže sa bežne používa zváračka (pri veľmi vysokých ampéroch vydáva nízke napätie)

Krok 3: Otvorte „Er Up“

Vo zvyšných krokoch sa zameriam na zapečatené batérie, ako tie, ktoré sám obnovujem

Zaplavené batérie sú určené na otvorenie a budú naznačovať, kde je možné viečka odopnúť. Sú tiež určené na doplnenie, takže by to malo priniesť dobré výsledky, ak vidíte, že je vysušený.

Na druhej strane uzavreté batérie nemali byť otvárané. Nám to ale príliš nevadí. Pravdepodobne si všimnete štrbiny okolo veka. Toto sú vlastne prieduchy, z ktorých vychádza prebytočný vodík. Tieto body môžete použiť na odlepenie veka malým plochým skrutkovačom. Napriek tomu, že sa môže zdať, že má spony, veko je v skutočnosti prilepené na niekoľkých miestach.

Teraz môžete vidieť 6 ventilov, ktoré tvoria 6 článkov tejto batérie. Ak sa chcete pozrieť dovnútra, vyzlečme ich, ale dávajte si pozor:

• Vnútri môže byť určitý tlak, čo vedie k tomu, že ventil pri zdvihnutí odletí. Odporúčajú sa kliešte.
• Okolo ventilu môže visieť aj nejaká kyselina, ktorá by sa po odstránení mohla na vás nastriekať. Odporúčame rukavice a/alebo ochranné okuliare a trepačku hydrogenuhličitanu sodného na neutralizáciu rozliatia.
• Ventily sú veľmi dôležité. Nestrácajte ich!

Krok 4: Kontrola

Svetlo do ventilových otvorov a nahliadnutie do komôrok Oceníte olovo, oxid olovnatý a sklolaminát.

Ak to všetko vyzerá veľmi suché, skvelé! Pridanie trochy vody vráti vašej batérii životnosť. Aspoň trochu. Tak čítajte ďalej.

Pamätajte si: ak jasne vidíte kvapalinu, ale na svorkách dostanete iba niekoľko mV, táto metóda pre vás nebude fungovať. Vaša batéria je pravdepodobne sulfátovaná.

Pokepe s multimetrom do susedných buniek a zmerajte napätie a odpor. To je hľadať šortky. Najprv skontrolujte napätie a mali by ste dostať maximálne niekoľko milivoltov. Ak sa zdá, že meranie je nula voltov alebo je príliš blízko, zmerajte odpor. Veľmi nízka hodnota naznačuje, že sa článok skratoval, to znamená, že sa dotýkajú protiľahlé platne. Neodporúčam ich obnovovať, pretože nabíjacie napätie bude nižšie (nabíjate menej článkov) a bežná nabíjačka poškodí ostatné. Ak viete, čo robíte, a dokážete žiť s riadením napätia pre svoju handicapovanú batériu, v každom prípade pokračujte a dajte mu ďalšiu šancu na život. Ak nie, pamätajte, že tieto batérie sú z 95% recyklovateľné.

Krok 5: Získajte správnu vodu

Na rozdiel od populárnych znalostí, čistý H2O v skutočnosti nie je vodivý. Voda z vodovodu bude viesť elektrický prúd kvôli nečistotám, ktoré sú v nej rozpustené. Sodík a ďalšie minerály v ňom prítomné tvoria soli, ktoré môžu prenášať elektróny.

Pretože reakcia v našej batérii závisí od kyseliny sírovej nesúcej elektróny, je veľmi dôležité, aby vo vode, ktorú pridávame, neboli prítomné žiadne ďalšie molekuly nesúce náboj.

Zadajte destilovanú vodu!

Táto voda má všetky nečistoty chemicky oddelené. Nájdete ho v mnohých supermarketoch. Bežne sa používa v žehličkách na prádlo, pretože voda z vodovodu obsahuje vápnik, ktorý môže upchať ich malé vnútorné potrubia.

Okrem toho sa s injekčnou vodou po destilácii manipulovalo sterilným spôsobom. Nie je to potrebné, ale keďže je to dostupné v drogériách, pre mnohých (ako to bolo pre mňa) to môže byť jednoduchšie nájsť, a rovnako lacné.

V núdzi alebo v postapokalyptických scenároch prežitia (ako to čítate?) Dobre funguje aj dažďová voda, ktorá bola prirodzene destilovaná (odparená do oblakov).

Krok 6: Doplňte

Dovoľte mi zopakovať: destilovaná voda! Čím väčšia je batéria, tým viac vody pojme, pretože články sú väčšie; môj 12AH obsahoval asi 30 ml na bunku (1 oz?). Je dobré použiť odmernú nádobu alebo striekačku, aby bolo množstvo vody, ktoré do každej bunky vložíte, rovnaké.

Pomocou lievika alebo striekačky nalejte do prvého článku mierne množstvo vody, počkajte, kým ho podložka absorbuje (pokiaľ nemáte zaplavenú batériu, ktorá nemá podložku) a naplňte ju tesne pod hornú časť taniere.

Hladina sa môže zmeniť po niekoľkých nábojoch, pretože rohož absorbuje roztok a časť vody sa oddelí (elektrolyzuje). Naplňte zvyšok buniek rovnakým množstvom.

Dávajte si pozor na kapilárnosť! Bunka sa môže javiť plná, keď sa tuková kvapka prichytí k stenám otvoru ventilu. Vatový tampón alebo nejaké poklepanie by mali nechať otvor opäť voľný. Všetky bunky by mali prijať viac -menej rovnaké množstvo vody.

Krok 7: Prvý nový poplatok

Prvé nabitie bude „aktivačný poplatok“, pri ktorom znova spustíme reakciu. V tejto fáze bude prúd vstupujúci do batérie veľmi nízky. Naberie rýchlosť a nabije sa normálnou rýchlosťou do 2. alebo 3. cyklu.

Je dôležité urobiť prvú hrsť nábojov s vypnutým vekom a/alebo ventilmi, aby sa prebytočný roztok, ktorý je nevyhnutne teraz vo vašej batérii, nerozlial. Bude to pôsobiť ako vodík, takže je tiež dôležité mať priestor vetraný, aby ste predišli výbuchom!

Na prvé nabitie zapojte batériu do nabíjačky pomocou ampérmetra v sérii. Na to budeme musieť zmerať prúd. Vždy môžete tiež použiť nastaviteľný zdroj napájania. Musí mať ovládanie napätia, pričom obmedzenie prúdu je užitočné, ale nie nevyhnutné.

Limit nabíjacieho prúdu nájdete na štítku batérie. Ak má vaša dodávka aktuálne obmedzenie, navrhujem ju nastaviť na približne 80% z toho.

Ak batéria nemá stanovený limit alebo je štítok opotrebovaný, považujte tento limit za približne 40% menovitej kapacity.

Začnite nastavením napätia na 14,4 voltov. Toto je štandardné nabíjacie napätie pre 12V. Počiatočný prúd bude veľmi malý. Ak je váš zdroj napájania schopný, môžete reakciu urýchliť zvýšením napätia. Mnoho nabíjačiek s „režimom obnovy“to robí. Je bezpečné ísť na 60 V pre 12 V batériu, pokiaľ znížite napätie, pretože batéria začne prijímať stále vyšší prúd. Súčasný limit vašej dodávky bude pre vás toto napätie stále znižovať.

Ak nemôžete prekročiť napätie 14,4 V (napríklad ak používate špeciálnu nabíjačku), pokračujte v kontrole prúdu. Najprv sa bude zvyšovať len pomaly, potom stále rýchlejšie, až do bodu, kedy začne klesať. Blahoželáme, toto je normálne nabíjanie!

Fotografie ukazujú tento nárast-potom pokles prúdu

Keď sa prúd dostane na približne 0,03-násobok kapacity batérie, nabije sa na viac ako 90-95%

Krok 8: Utesnite zálohu a prvé použitie

(Pokiaľ nie je batéria zaplavená, vráťte kryt). Ako bolo uvedené, hladina vody sa môže zmeniť. Ak máte čas, nabite a vybite batériu niekoľkokrát (pripojte žiarovku, motor alebo inú záťaž, ktorá ju rýchlo vybije), aby sa riešenie dostalo na stabilnú úroveň.

Vyčistite a vysušte ventily a stĺpiky ventilov. Znovu nasaďte ventily a prilepte viečko. Hľadajte miesta, kde boli prilepené, a na každé použite kvapku kyanoakrylátového lepidla. Na chvíľu naneste trochu hmotnosti a nechajte uschnúť.

Krok 9: Sledujte to

Vaša batéria je pripravená, ale bola vrátená z vybitia, takže sa pochopiteľne môže správať zvláštne. Kapacita môže byť znížená v závislosti od príčiny a stupňa poškodenia. Môj sa zdal takmer nedotknutý, iní môžu dať iba 20% svojej predchádzajúcej kapacity. Je pravdepodobné, že majú prebytočnú vodu. Toto je v poriadku. Nezabudnite nechať nabiť vo vetranom priestore bez plameňov a občas dôjde k rozliatiu. Neďaleko držím soľničku s hydrogenuhličitanom sodným.