Вземете оловно-киселинна батерия от мъртвите: 9 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

От всички стари дизайни на батерии, оловно-киселината е видът, който все още се използва. Неговата енергийна плътност (ват-часове на кг) и ниската цена ги правят широко разпространени.

Като всеки вид батерия, тя се основава на електрохимична реакция: взаимодействие между различни химични вещества, което по същество произвежда излишък от електрони от едната страна и дефицит от другата страна. Тази разлика ("потенциал") е напрежение и позволява поток от ток, докато електроните циркулират около веригата, за да запълнят този дефицит. Тъй като разликата неутрализира наличния заряд в батерията намалява. Ключът при акумулаторните батерии е, че тази реакция е обратима, тъй като прилагането на ток в батерията (за разлика от изваждането от нея) ще възстанови заряда. Други електрохимични реакции могат да доведат до по -високи енергийни плътности за сметка на това, че не могат да се презареждат.

Напрежението, генерирано от всяка реакция, е повече или по -малко фиксирано (варира малко в зависимост от процента на заряд). Оловната киселина е 2 волта. Например, акумулаторните батерии на никелова основа са 1.2 или 1.4v, а литиевите клетки са 3.7v. Поради това, ако искате 12v батерия, ще трябва да поставите няколко от тези реакции последователно, за да добавите напреженията. Всеки от тях се нарича клетка. Както можете да видите на снимките, 12v оловна киселина се състои от 6 клетки. Често срещани са 12v, 6v, 8v и дори едноклетъчни 2v батерии.

След това ще обясня начините, по които могат да бъдат конструирани оловно-киселинни клетки, за да можете да определите какво трябва да се направи с вашата конкретна батерия.

Стъпка 1: Определете вашия тип батерия

Има 3 основни компонента на тези батерии. Да, това е олово и киселина. По -конкретно, разтвор на сярна киселина, оловни плочи и плочи от оловен оксид. Оловните плочи са отрицателни. Оловен оксид прави положителното, тъй като кислородните атоми, свързани с оловен "липсват" електрони (електроните имат отрицателен заряд), по този начин е "по -малко отрицателен" = положителен. Сярната киселина, разтворена във вода, се нарича електролит и пренася електрони към и от тези плочи и при реакция с оловото освобождава електрони.

Количеството, дебелината и размерът на плочите могат да варират, както и начинът на задържане на електролита.

Стартерни батерии и батерии с дълъг цикъл

Различните цели на тези батерии означават, че размерът на плочите е различен. Стартерната батерия е това, което обикновено срещате в автомобилите на газ. Тяхната основна задача е да доставят голям ток за кратко време, за да завъртят двигателя, който върти двигателя за стартиране. Нормалната им употреба не ги разтоварва твърде много - само едно голямо, кратко потапяне, което се зарежда доста бързо. Алтернаторът в колата поддържа батерията заредена, докато работи с фаровете, стерео, ECU и цялата друга електроника.

Батериите с дълбок цикъл, от друга страна, са проектирани да издържат на бавни, но значителни разреждания. Те може да не са в състояние да осигурят толкова "удар" по каприз (т.е. големи токови удари), но могат да бъдат разредени много повече, преди да нанесат щети. Това намирате на UPS, слънчеви енергийни системи, аварийни светлини и много електрически превозни средства, като мотокари, колички за голф, някои камиони за доставка, ранни и DIY електрически коли и детски играчки за каране.

Наводнени и запечатани батерии

Това разграничение произтича от начина, по който електролитът се задържа в клетката. Плочите трябва да бъдат заобиколени от разтвор на сярна киселина, за да може да настъпи реакцията. Най -простият начин да постигнете това е просто да потопите плочите в течния разтвор. Ето го: напълнена батерия. Наводнените батерии могат да бъдат или стартерни (повечето акумулатори за автомобили) или дълбок цикъл (батерии за мотокар или голф количка например)

Голямо предимство е, че тъй като при зареждане се губи малко вода (повече за това по -късно), можете да зареждате по -бързо, тъй като можете да си позволите да загубите повече вода, и просто да я допълвате от време на време. Голям недостатък е, че те могат да бъдат инсталирани само хоризонтално.

Запечатаните батерии, които не се нуждаят от поддръжка, имат плочи от фибростъкло между плочите-абсорбираща стъклена подложка или AGM, което също е друго име за тях. Фибростъклото попива разтвора и го поддържа в контакт с двата вида плочи, като същевременно ги предпазва от допир и късо съединение в случай на повреда на батерията. Това означава, че те също могат да бъдат инсталирани под ъгъл и да бъдат обект на повече злоупотреби, преди да се разлее или да създаде проблеми.

Тъй като реакцията на зареждане освобождава водород, оловно-киселинните батерии се нуждаят от вентилация, за да могат да изпускат излишния газ. Запечатаните батерии имат клапани за контрол на освобождаването, което води до още едно име за запечатани прилепи: VRLA за регулирана от клапани оловно-киселинна

Друг вид са гел клетките, които имат сгъстител в разтвора, поради което съчетават някои ползи от двата предишни вида. Не съм попадал на такива, но по принцип може да се възстанови по същия начин, въпреки че може да изисква известно разклащане. Те са често срещани при стартера като високопроизводителни акумулатори за автомобили.

Стъпка 2: Как умира акумулаторна батерия

След като разгледахме начина, по който батериите работят и са конструирани, ще бъде по -лесно да обясним начините, по които те могат да се провалят. Това са двата основни начина, по които те не могат да държат такса:

Проблеми със сярата

Химически наклоненият ще забележи, че тъй като сярната киселина отлага електрона от другата страна, серният атом трябва да отиде някъде, така че образува оловен сулфат върху оловната плоча. На теория това се обръща при презареждане, но в действителност не се случва за 100% от сярата. Кристалите могат да се образуват и да се залепят за медта, намалявайки нейната активна повърхност (сулфатиране), или да паднат на дъното, носейки част от оловото със себе си, оставяйки ями в плочата (костилки или корозия), както и намалявайки количеството на сярата киселина, налична в разтвора.

Известно количество сулфатиране е неизбежно при циклите на зареждане и разреждане и е основният начин, по който една батерия остарява и става неизползваема. Неправилното зареждане и разреждане (твърде бързо или твърде дълбоко) може да доведе до това преждевременно.

Проблеми с водата

Сярната киселина е само малка част от течността вътре в батерията, около 25%. Затова трябва да се разтвори във вода, така че да достигне цялата площ на плочите. Тъй като те имат различни точки на кипене, водата може да се изпари и да се отдели от сместа, намалявайки обема й и ефективно „изсушава“батерията.

Това е по -често при батерии, които не се циклират често и се случват вместо от фактори на околната среда.

Мъртъв ли е?

И в двата случая напрежението на клемите на акумулатора ще бъде много ниско (само няколко mV). Съпротивлението също ще бъде много високо, но не използвайте омовия режим на вашия мултицет, за да го измервате! Това по -скоро означава, че позволява само много малко количество ток да циркулира през него, както би направил голям резистор. Можете да видите това, като поставяте амперметъра си последователно между батерията и зарядното устройство, където ще измервате само малък ток (няколко милиампера).

Батерията, която използвам като пример, имаше преждевременна загуба на вода. Купен е нов преди 10 години и никога не е използван. Цялата вода се изпари и следователно нямаше начин за заобикаляне на електроните.

Ако батерията ви е сулфатирана, този метод вероятно няма да работи много добре. Това не би могло да даде никакви резултати или само ограничени. От една страна, капацитетът на батерията вероятно ще бъде по -малък. Прочетох, че може да се използва голям ток, за да се принудят кристалите на оловния сулфат да разтворят сярата обратно в разтвора и от плочите, но никога не съм го пробвал. Включените токове са в диапазона 100-200 A (да, цели ампери!), Така че обикновено се използва заварчик (те излъчват ниски волта при много високи ампери)

Стъпка 3: Отворете „Er Up“

През останалите стъпки ще се съсредоточа върху запечатани батерии като тези, които възстановявам сам

Потопените батерии са предназначени за отваряне и ще имат указание къде можете да свалите капаците. Те също са предназначени за зареждане, така че това трябва да даде добри резултати, ако видите, че е изсъхнало.

От друга страна, запечатаните батерии не са предназначени за отваряне. Но ние нямаме нищо против това твърде много. Вероятно ще забележите прорези около капака. Това всъщност са отворите, от които излиза излишъкът от водород. Можете да използвате тези точки, за да свалите капака с малка отвертка с плоска глава. Въпреки че може да изглежда, че има щипки, капакът всъщност е залепен на няколко места.

Сега можете да видите 6 -те клапана, които съставят 6 -те клетки на тази батерия. За да видите вътре, нека ги свалим, но бъдете внимателни:

• Вътре може да има някакво налягане, което да доведе до излитане на клапана при повдигане. Препоръчват се клещи.
• Около клапана може да има и някаква киселина, която, като я премахнете, може да ви напръска. Предлагат се ръкавици и/или очила, както и запазването на шейкър от натриев бикарбонат за неутрализиране на разливи
• Вентилите са много важни. Не ги губете!

Стъпка 4: Проверете

Запалете вътре в отворите на клапаните и вижте в клетките Можете да оцените оловото, оловния оксид и подложката от фибростъкло.

Ако всичко изглежда много сухо, страхотно! Добавянето на малко вода ще върне живота на батерията ви. Поне малко. Така че четете нататък.

Запомнете: ако можете ясно да видите течност, но да получите само няколко mV на клемите, този метод няма да работи за вас. Вероятно батерията ви е сулфатирана.

Пробийте с мултицетните си проводници в съседни клетки и измерете напрежението и съпротивлението. Това е за търсене на къси панталони. Първо проверете напрежението и трябва да получите най -много няколко миливолта. Ако измерването изглежда на нула волта или е твърде близо до него, измерете съпротивлението. Много ниска стойност показва, че клетката е късо съединение, тоест че противоположните плочи се допират. Не бих препоръчал да ги възстановите, тъй като напрежението на зареждане ще бъде по -ниско (зареждате по -малко клетки) и нормалното зарядно устройство ще повреди останалите. Ако знаете какво правите и можете да живеете с управлението на напрежението на вашата батерия с увреждания, непременно продължете и й дайте още един шанс за живот. Ако не, не забравяйте, че тези батерии са 95% рециклируеми.

Стъпка 5: Вземете подходящата вода

За разлика от популярните познания, чистият H2O всъщност не е проводим. Водата от чешмата ще провежда електричество поради примеси, разтворени в нея. Натрият и други минерали, присъстващи в него, образуват соли, които могат да носят електрони.

Тъй като реакцията в нашата батерия зависи от сярната киселина, която носи електроните, е много важно във водата, която добавяме, да няма други молекули, носещи заряд.

Въведете дестилирана вода!

Тази вода е химически отделена от всички примеси. Може да се намери в много супермаркети. Често се използва в ютии за дрехи, тъй като чешмяната вода съдържа калций, който може да запуши малките им вътрешни проводници.

Освен това, инжекционната вода се обработва стерилно след дестилация. Не е необходимо, но тъй като това се предлага в аптеките, за много (както беше за мен) може да бъде по -лесно да се намери и също толкова евтино.

В крайна сметка или в пост-апокалиптични сценарии за оцеляване (как четете това?) Дъждовната вода също работи добре, тъй като е естествено дестилирана (изпарена е в облаци).

Стъпка 6: Напълнете отново

Позволете ми да повторя: дестилирана вода! Колкото по -голяма е батерията, толкова повече вода задържа, тъй като клетките са по -големи; моят 12AH съдържаше около 30mL на клетка (1oz?). Добре е да използвате градуиран контейнер или спринцовка, така че количеството вода, което поставяте във всяка клетка, е равно.

С помощта на фуния или спринцовка изсипете умерено количество вода в първата клетка, изчакайте постелката да я поеме (освен ако нямате напълнена батерия, която няма подложка) и напълнете до малко под горната част на чиниите.

Нивото може да се промени след няколко зареждания, тъй като постелката абсорбира разтвора и част от водата се отделя (електролизира). Напълнете останалите клетки със същото количество.

Внимавайте за капилярност! Клетка може да изглежда пълна, когато мастна капка се залепи за стените на отвора на клапана. Памучен тампон или леко потупване трябва да оставят отвора отново свободен. Всички клетки трябва да приемат горе -долу същото количество вода.

Стъпка 7: Първо ново зареждане

Първото зареждане ще бъде „такса за активиране“, при което рестартираме реакцията. На този етап токът в батерията ще бъде много нисък. Той ще набира скорост и ще се зарежда с нормална скорост до 2 -ри или 3 -ти цикъл.

Важно е да направите първата шепа зареждания с изключен капак и/или клапани, така че излишният разтвор, който неизбежно е сега в батерията ви, да не се разлее толкова много. Това ще излезе като водород, така че е важно също така да се проветри зоната, за да се избегнат експлозии!

За да извършите първото зареждане, свържете батерията към зарядното устройство с амперметър последователно. За това ще трябва да измерим тока. Винаги можете да използвате и регулируемо захранване. Той трябва да има контрол на напрежението, докато ограничаването на тока е полезно, но не е необходимо.

Проверете етикета на батерията за ограничение на тока на зареждане. Ако вашите доставки имат ограничение на тока, предлагам да го настроите на около 80% от това.

Ако вашата батерия няма деклариран лимит или етикетът е износен, считайте, че границата е около 40% от номиналния капацитет.

За да настроите напрежението си на 14,4 волта. Това е стандартното зарядно напрежение за 12V. Първоначалният ток ще бъде много малък. Ако захранването ви е в състояние, можете да увеличите напрежението, за да ускорите реакцията. Много зарядни устройства с "режим на възстановяване" правят това. Безопасно е да се достигне до 60V за 12V батерия, стига да намалите напрежението, когато батерията започне да приема все по -висок ток. Ограничението на тока на вашето захранване ще продължи да намалява това напрежение за вас.

Ако не можете да надхвърлите 14.4v (например, ако използвате специално зарядно устройство), просто продължете да проверявате тока. Първоначално ще се увеличава само бавно, след това все по -бързо, до момент, в който започва да пада. Поздравления, това е нормално зареждане!

Снимките показват това увеличение, а след това намаляване на тока

Когато токът достигне около 0,03 пъти капацитета на батерията, тя е заредена до над 90-95%

Стъпка 8: Запечатайте резервно копие и първите няколко употреби

(Освен ако батерията ви не е наводнена, просто отворете отново капаците) Както бе споменато, нивото на водата може да се промени. Ако имате време, заредете и разредете батерията няколко пъти (свържете електрическа крушка, двигател или друг товар, който ще я разреди бързо), за да получите разтвора до стабилно ниво.

Почистете и подсушете клапаните и стълбовете на клапаните. Поставете клапаните отново и залепете обратно капака, търсейки петна, където е залепен и използвайте по капка цианоакрилатно лепило върху всяко. Сложете малко тегло отгоре за известно време и оставете да изсъхне.

Стъпка 9: Следете го

Батерията ви е готова, но е върната от мъртва, така че разбираемо може да се държи странно. Капацитетът може да бъде намален в зависимост от причината и степента на повреда. Моят изглеждаше почти незасегнат, други може да дадат само 20% от предишния си капацитет. Вероятно те имат излишна вода. Това е добре. Само не забравяйте да оставите да се зарежда в проветриво, без пламък място и това ще се случи от време на време. Държа солницата с натриев бикарбонат наблизо.