Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Саморазряд, мороз и опасность прикуривания: 10 глупых вопросов об аккумуляторах

1. Саморазряд батареи – что это такое?

Одноразовые пальчиковые батарейки способны невозбранно храниться годами, пока их не начнут использовать. Но с автомобильным аккумулятором такой фокус не проходит! И сакраментальное «снятие минусовой клеммы» не поможет! Оставляя машину на парковке и уезжая на месяц в отпуск, вернувшись, можно не суметь запустить мотор… Многие из тех, кто привык, что выключенный ноутбук или смартфон может без ущерба для батареи лежать по полгода, неприятно удивляются…

Снимая клемму с АКБ, мы «отсекаем» внешние потребители тока, но не останавливаем естественный процесс внутреннего саморазряда, свойственный свинцовым батареям и почти не свойственный литиевым. Представьте, что внутри батареи параллельно ее клеммам постоянно подключен крошечный паразитный потребитель тока. Саморазряд все производители считают нормой, если в сутки новая батарея теряет не более 0,5-0,8% емкости. Это касается плюсовых температур — зима же в данном случае являет редкий пример союзника, а не врага: при температурах ниже нуля саморазряд замедляется! Но летом даже отключенная от автомобильной бортсети батарея за месяц способна лишиться половины емкости, а уже поработавшая (хотя и вполне исправная!) может иссякнуть почти полностью – для нее 1,5-2% потерь в сутки бывает нормой. Поэтому при длительном простое машины необходимо перед снятием клеммы полностью зарядить аккумулятор сетевым зарядником. А еще лучше – оставить АКБ на постоянной подпитке зарядным устройством, имеющим специальный режим компенсации саморазряда. Этот режим работы в инструкции к заряднику часто называют «буферным» или «компенсационным» — при нем батарея постоянно подпитывается безопасным сверхмалым током в несколько десятков миллиампер без риска испарения воды из электролита или перегрева.

2. Сколько дней можно не заводить машину?

Можно ли спокойно улететь, к примеру, в отпуск, оставив автомобиль на парковке без принятия каких-либо «консервационных» мер? Просто припарковаться и уйти, а через две недели вернуться, завести мотор и поехать? В принципе, можно произвести несложный арифметический расчет.

Если предположить, что электрика машины исправна и не потребляет ток при простое, то остается два основных «паразита», которые имеются у большинства – сигнализация и аудиосистема, «магнитола» в просторечии. Типичное потребление этой парочки – около 30 мА на сигнализацию и около 20 мА – на «магнитолу».

  • Необходимо замерить потребляемый автомобилем в режиме простоя от аккумулятора ток – рассказывает заведующий аккумуляторной лабораторией ФГУП «Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильной электроники и электрооборудования» Александр Казунин.

  • Предположим, у вас получилось 50 миллиампер. Считаем: 50 мА тока = 0,05 А·ч расхода. Умножаем на 24 часа в сутках и на, скажем, 14 дней – получается почти 17 ампер-часов аккумулятор теряет за две недели, и это, заметьте, без учета саморазряда… Для батареи емкостью 55 А·ч это составляет треть от емкости. Но главный вопрос – как интерпретировать эти цифры? Если на улице лето, автомобиль технически исправен, а батарея была заряжена на 100% — то потеря трети емкости не помешает завести мотор и поехать. Если же на улице зима, а машина эксплуатируется в городском режиме с вечным отрицательным энергобалансом, когда аккумулятор перманентно заряжен не более чем на три четверти (в лучшем случае!), картина получается неутешительная. После двухнедельного простоя сигнализация, «музыка» и саморазряд не позволят завести двигатель.

3. Можно ли заряжать аккумулятор, не отключая его от машины?

Вы поставили автомобиль в гараж и решили подзарядить батарею. Нужно ли перед этим отключать АКБ от бортсети машины, снимая с него одну из клемм?

Фактически любое зарядное устройство дает точно такое же напряжение (или незначительно выше), как и штатный генератор автомобиля, и никакого вреда это напряжение электронике автомобиля не нанесет. Тем более, что в массе своей она (включая главное – блоки управления двигателем и трансмиссией) полностью отрублена от бортсети извлеченным ключом зажигания и отключенным главным реле. Иными словами, после выключения зажигания исправное зарядное устройство можно подключать к батарее, стоящей под капотом, не снимая проводов с последней.

Впрочем, ключевое слово – «исправное»… Дело в том, что все современные зарядные устройства построены на бестрансформаторных источниках тока — так называемых инверторах. Их особенность состоит в том, что при практически любой неисправности внутри зарядника на его клеммах просто исчезает напряжение. Да, батарея, конечно, в этом случае не зарядится, но и электроника автомобиля не пострадает. А вот многие зарядные устройства старых лет выпуска, парк которых у автовладельцев по-прежнему очень велик, построены по трансформаторной схеме. Они массивнее, тяжелее, мощнее, но внутри часто представляют собой источники тока с напряжением 18-25 вольт, которое транзисторными или тиристорными регуляторами понижается до нужных при зарядке 14-16 вольт. И если регулирующий транзистор пробивается, что с ним случается нередко, на выходе зарядника появляется высокое напряжение 18-25 вольт, способное повредить и аккумулятор, и те электронные модули, которые не обесточиваются выниманием ключа — штатная или нештатная охранные системы, к примеру, или ряд блоков, относящихся к комфорту и сервису. В зарядном устройстве часто нет защит от подобного ЧП, поэтому при применении олдскульных зарядок клемму с батареи все же полезно снимать.

4. Взорвется ли квартира от зарядки аккумулятора?

Бытует мнение, что заряжать аккумуляторную батарею дома – небезопасно. Действительно, риск взрыва несет выделяющийся при зарядке водород – в соединении с кислородом воздуха он образует так называемый гремучий газ. Но для взрывоопасной концентрации количество водорода должно составить не менее 4% от объема воздуха в помещении. Даже в небольшой комнате аккумулятору нужно стоять на зарядке несколько дней, чтобы возникла такая концентрация, а комната должна быть герметичной, что в условиях квартиры, к счастью, недостижимо…Есть и еще один важный нюанс: на деле во время зарядки составляющая водорода от общего количества газов, выделяемых батареей, мала — менее 10%. В основном аккумулятор порождает водород в первые часы

после зарядки, а не во время нее. Убедиться в этом можно, к примеру, с помощью советского издания «Вентиляция и отопление аккумуляторных помещений», где вопрос газовыделения свинцово-кислотных батарей рассмотрен досконально.

Иными словами, известные строгие и непростые требования по соблюдению взрыво- и пожаробезопасности относятся к аккумуляторным участкам на предприятиях, где круглые сутки идет одновременная зарядка множества АКБ. Распространять эти требования на единоразовую сезонную подзарядку в квартире батареи личного легкового авто при открытой форточке или тем более на балконе не стоит.

5. Можно ли отравиться от зарядки аккумулятора дома?

Помимо водорода из аккумулятора при зарядке выделяются и другие газы, весьма токсичные — например, сернистый. Однако, опять же, если речь идет не о регулярной и массовой зарядке, а разе-другом за зимний сезон, количество этих газов может вызвать лишь головную боль – да и то если совпадут слишком много факторов. На деле же ощутить хоть какое-то недомогание от этого процесса крайне сложно.

Да, намеренно заряжать аккумулятор возле изголовья кроватки грудного ребенка точно не стоит в любом случае! Но если по каким-то причинам вам не удается пристроить АКБ на зарядку где-то помимо коридора или прихожей обычной городской квартиры, ничего серьезно опасного и необратимого со здоровьем не произойдет. Достаточно, если в квартире будут открыты межкомнатные двери и приоткрыто хотя бы одно окошко или форточка – например, на кухне.

Стоит отметить, что больше вреда (правда, не здоровью, а имуществу) могут принести мельчайшие пары серной кислоты, которые способны в незначительном количестве выноситься наружу из банок батареи с выходящими при «кипении» газами. В небольшом радиусе вокруг батареи они способны испортить ткань, пол или ковер из натурального материала. Опасность не сказать чтоб так уж существенна, но, чтобы подстраховаться наверняка, стоит поместить заряжаемую батарею в полиэтиленовый мусорный мешок — не завязывая, разумеется, его горловину.

6. Почему зимой нужно подзаряжать АКБ вне машины?

Не секрет, что при систематических коротких поездках типа «дом-работа-магазин» генератор не успевает восполнять потери энергии аккумулятора, которую тратит стартер, и батарея постепенно теряет емкость даже при абсолютно исправном электрооборудовании. Однако летом у аккумулятора есть хотя бы возможность добраться за долгую поездку до стопроцентного заряда. А зимой такой возможности нет в принципе — даже если вы будете ежедневно кататься из Москвы в Питер и обратно, аккумулятор не сможет зарядиться выше 70-80% от номинальной емкости из-за замедления скорости протекания электрохимических процессов при минусовых температурах. В сильный мороз аккумулятор, стоящий на автомобиле, никогда не зарядится на 100%. Не зарядится он и в неотапливаемом гараже от стационарного зарядного устройства, если на улице сильный мороз.

Для гарантированного наполнения энергией батарею необходимо перенести в теплое помещение и дозарядить до 100% сетевым зарядным устройством. Проведение этой процедуры хотя бы 1-2 раза за зиму гарантированно предупредит проблемы с холодным пуском двигателя – если аккумулятор и электрооборудование исправны, разумеется!

7. Как мороз меняет емкость батареи?

Почти всегда проблемы с зимним запуском – вина владельца автомобиля. Не подзарядил батарею до нормы перед холодным сезоном, игнорировал неисправность электрооборудования и утечки тока, допустил полный разряд аккумулятора «в ноль» ранее и так далее. Однако иногда все исправно, аккумулятор свежий, а стартер крутит вяло! Почему?

Дело в том, что емкость аккумулятора – параметр непостоянный. Она очень сильно зависит от температуры окружающей среды. В холод емкость аккумулятора естественным образом снижается вследствие замедления скорости протекания электрохимических процессов. Приблизительно зависимость емкости от температуры можно визуализировать так:

Температура электролита батареи, °С Емкость, % от номинала
-10 80
-20 65
-30 50

Говоря проще, если производитель автомобиля сэкономил на батарее, не поставив «вариант для России» с увеличенными как раз на этот случай пусковым током и емкостью, то «полбатареи», в которые превращается аккумулятор при минус 25-30, запросто может не хватить для стабильного пуска. Особенно если АКБ систематически недозаряжается в городском режиме эксплуатации автомобиля с частыми стартами и короткими по продолжительности поездками.

8. Чем опасно прикуривание?

Если аккумулятор разрядился в ноль – например, от забытых включенными габаритов, аудиосистемы или лампы освещения салона — плотность электролита катастрофически падает, и электролит замерзает, как обычная вода. Замерзая, он расширяется, деформируя пластины и раздувая бока корпуса. Что же происходит после «прикуривания» такой батареи проводами или портативным литий-ионным «пускачом»?

  • Летом «прикуривание» опасности не несет, – рассказывает Александр Казунин.

  • Но зимой – совсем другая история… Если разряженную и замороженную батарею принести домой, отогреть в течении полусуток при комнатной температуре и после этого поставить на зарядку сетевым зарядным устройством – она еще поработает. Но так мало кто поступает… В основном машину «прикуривают» и тут же уезжают, поскольку спешат на работу или по делам. Что происходит в этом случае? Батарея начинает заряжаться от генератора достаточно большим током. Но внутри нее на две трети объема электролита – лед. Фактически работает только треть батареи. От больших зарядных и пусковых токов спекаются сепараторы, и в них начинают прорастать шунты – токопроводящие перемычки из дендритов, которые замыкают пластины между собой. Чаще всего страдают первая и шестая банки, поскольку они находятся по краям, и промерзание начинается именно с них. После такого издевательства батарея почти никогда не держит заряд и требует замены. Прикуривая с утра машину, которая не светит лампами на приборной панели после поворота ключа, и стартер которой не издает ни звука, нужно помнить, что аккумулятор уже не жилец, и вечером крайне желательно заехать в магазин за новым!

9. Нужна ли «шуба» аккумулятору?

Многие видели, как аккумулятор под капотом укутан в мягкий текстильный чехол-коробочку, называемую теплозащитой, термозащитой, «термокейсом» и так далее. На одних машинах такой аксессуар штатно идет с завода, на других его нет и в помине, а сторонние производители выпускают подобные вещи как элементы «тюнинга».

Распространено мнение, что такие термочехлы помогают батарее лучше заряжаться от генератора зимой и эффективнее отдавать ток стартеру. Но, увы, это заблуждение… Для зимы подобные «шубы» совершенно бесполезны – за ночь или день простоя на парковке любая батарея промерзнет до температуры окружающей среды – хоть норковую шубку на нее натяни! Главная задача такой термозащиты – частично прикрыть аккумулятор от перегрева в адском подкапотном пекле летом, чтобы уменьшить испарение воды из электролита, от которого страдают любые батареи, будь они хоть трижды «необслуживаемыми».

Впрочем, в любом случае называть такой аксессуар необходимым нельзя, и приобретать его самостоятельно, если производитель обошелся без него, совершенно необязательно.

10. Нужно ли применять защитные смазки для клемм батареи?

Плюсовая клемма батареи склонна усиленно окисляться, часто покрываясь жутковатой на вид сине-зеленой коркой. Окислы начинают проникать и в плоскость контакта, быстро его ухудшая. Сегодня для предотвращения этого зла продаются специальные защитные смазки, но стоят они в силу специфичности весьма недешево, а востребованы редко и в ничтожном количестве. Да и есть нюанс – чистой и недеформированной клемме с исправным затяжным болтом дополнительный «химический допинг» в плоскости контакта с наконечником аккумулятора, по большому счету, и не требуется. А когда клемма уже «убита» окислением и царапинами, даже дорогое спецсредство не поможет ей восстановить качественный контакт без вольтопотерь – по-хорошему, клемму нужно менять или как минимум тщательно восстанавливать с использованием круглого напильника и наждачной бумаги.

Однако в «дедовские времена» существовал простой способ защиты клемм от окисления, ныне почти забытый. Он неплох для предотвращения будущего износа клеммы, пока она еще новенькая — тем более что стоимость затеи стремится к нулю, а простота — чрезвычайная. Для предотвращения окисления клемм на «плюсовой» контакт батареи в прежние годы опытные водители надевали плоское колечко из толстой ткани или войлока, на которое наносили 2-3 капли моторного масла — а поверх кольца уже надевали и зажимали клемму провода. Масло, дающее легкое испарение от жара подкапотного пространства, «укутывает» контакт батареи и клемму провода своеобразным антикором, не давая ей окисляться.

Опрос

Узнали для себя что-то новое из нашей подборки?

Всего голосов:

Замена электролита в аккумуляторе в домашних условиях

Автомобильные аккумуляторы сегодня представлены двумя наиболее распространенными типами: необслуживаемые и обслуживаемые АКБ. В первом случае штатно реализована только возможность дозаряжать батарею при помощи зарядного устройства.

Второй тип аккумуляторов позволяет не только заряжать батарею, но и производить проверку плотности электролита в «банках» (секциях), анализировать его состояние. При необходимости уровень электролита также можно повысить или полностью заменить жидкость.

Что касается необслуживаемых батарей, получение доступа к электролиту также возможно, однако предполагает самостоятельное внесение изменений в устройство корпуса аккумулятора. Если точнее, потребуется высверливать дополнительные отверстия и затем их герметизировать.

Далее мы поговорим о том, для чего нужен электролит в аккумуляторе, можно ли доливать электролит в аккумулятор и как это правильно сделать. Также будут рассмотрены частые вопросы касательно того, что лучше, дистиллированная вода или электролит в аккумулятор, как производится замер уровня, как выполняется полная замена электролита в АКБ и последующая зарядка батареи.

Содержание статьи

Когда нужно доливать электролит в аккумулятор и как это делается

Начнем с того, что общий принцип работы батареи заключается в возможности накопления электрического заряда благодаря протекающим химическим реакциям между электролитом и свинцовыми пластинами внутри аккумулятора. Указанные реакции протекают под воздействием электрического тока.

Ток подается на АКБ во время работы двигателя. Если точнее, подача электричества происходит от автомобильного генератора. Также  отдельно заряжать аккумулятор можно при помощи внешнего зарядного устройства (ЗУ). В процессе эксплуатации наиболее частой неисправностью аккумулятора является потеря плотности электролита. К основным причинам можно отнести старение, сульфатацию пластин, перезаряд или недозаряд АКБ.

Сульфатация пластин, как правило, является результатом недостаточно заряда. Дело в том, что внутри батареи находятся специальные решетки, в которых находится диоксид свинца. При разряде батареи оксид свинца восстанавливается на катоде, при этом также активизируется окислительный процесс на аноде. Если просто, анод и катод можно условно считать более привычным «плюсом» и «минусом».

Указанные процессы приводят к тому, что происходит усиленное образование сульфата свинца. Результатом такого образования становится снижение плотности серной кислоты в составе электролита. В этом случае необходимо измерить плотность специальным прибором (ареометром), после чего необходимо поднять данный показатель до нужного значения.

При этом неправильным подходом является долив электролита сразу после замеров, то есть прямо на авто. Чтобы избежать ошибок, нужно знать, как добавлять электролит в аккумулятор. Дело в том, что плотность следует измерять на АКБ, которая была предварительно полностью заряжена.

Также в «банках» должен быть нормальный уровень электролита. Игнорирование данных правил приводит к тому, что процесс сульфатации не прекращается, батарея выходит из строя. Если же плотность на заряженной батарее находится в рекомендуемых пределах от 1.27 до 1.29, тогда электролит  просто доливается по уровню и аккумулятор эксплуатируется далее.

Когда плотность оказывается меньше рекомендуемой, тогда для начала следует реализовать несколько циклов, предполагающих полный заряд-разряд АКБ. Только затем можно долить свежий электролит, добиваясь нужной плотности. В тех случаях, когда плотность электролита выше нормы, тогда в аккумулятор доливают дистиллированную воду. Использование обычной воды не рекомендуется, так как возможно выпадение осадка и другие нежелательные последствия.

Добавим, что еще важно учитывать, сколько нужно электролита в аккумулятор. Данная информация пригодится в ситуациях с доливом,  так как в случае полной замены электролита желательно  заранее уточнить необходимое количество у продавцов АКБ, на профильных авто форумах или из других источников.

Что касается обслуживаемого аккумулятора, ответом на вопрос, как проверить уровень электролита в аккумуляторе, является необходимость выкрутить пробки на «банках». После их откручивания можно увидеть метки, указывающие на  уровень. Если таких меток нет, дистиллированную воду или электролит доливают так, чтобы перекрыть поверхность пластин на 5 или 7 мм.

Следует отдельно учитывать, что уровень не должен быть слишком высоким. Нужно добиться того, чтобы оставалось 2 см. до среза пробки. С необслуживаемым аккумулятором возникают дополнительные сложности как с получением доступа к «банкам», так и с определением уровня, количества электролита и т.п. По этой причине производить такие манипуляции без соответствующего опыта не рекомендуется.

Как поменять электролит в аккумуляторе автомобиля и когда это нужно

Итак, теперь давайте рассмотрим ситуацию, когда требуется полная замена электролита в АКБ. Чаще всего понять, нужно ли менять электролит в аккумуляторе, помогает его визуальная оценка и некоторые другие  характерные признаки.

Как правило, на необходимость замены указывает:

  • мутный электролит в аккумуляторе, изменение цвета;
  • не удается добиться нужной плотности после зарядки АКБ;

Также специалисты рекомендуют в полном объеме поменять электролит  в тех случаях, когда относительно новый аккумулятор стал быстро разряжаться после полной зарядки при помощи ЗУ, во время проверки было выявлено, что в аккумуляторе в одной банке нет электролита, ранее происходило замерзание электролита и т.д.

На практике помутнение указывает на то, что в АКБ изначально залит электролит низкого качества, также возможен вариант использования низкосортного продукта на долив. Также к помутнениям приводит заливание проточной, а не дистиллированной воды. Еще возможно, что доливаемая вода содержит посторонние примеси.

Следующей причиной того, что электролит мутный, становится повреждение, а также осыпание пластин. Параллельно не следует исключать вероятность короткого замыкания в одной секции или сразу в нескольких. Как правило, появление мутного осадка серого цвета указывает на осыпание пластин, черный или темный цвет электролита выступает признаком плохого качества основных компонентов электролита (воды и/или кислоты). Коричневый цвет свидетельствует о том, что в аккумуляторе короткое замыкание.

Необходимо учитывать, что в случае осыпания или короткого замыкания решение поменять электролит в ряде случаев может не привести к положительному результату. Дело в том, что для восстановления работоспособности необходимо также отдельно ремонтировать секции АКБ, при этом такая операция требует спецоборудования.

В остальных случаях замена электролита в аккумуляторе в домашних условиях вполне возможна. Более того,  правильно выполненная процедура может существенно продлить срок службы АКБ. Для реализации задачи понадобиться заранее подготовить:

  • свежий электролит с нужной плотностью;
  • дистиллированную воду;
  • ареометр для замеров плотности;
  • резиновую грушу или шприц для откачки старого электролита из банок;
  • воронку для удобства залива чистой воды и электролита;
  • емкость для слива старого электролита, выкачиваемых излишков и т.п.

Обычные стеклянные банки или бутылки хорошо подойдут в качестве емкости, так как на них не воздействует серная кислота. Еще желательно иметь защитные очки и резиновые перчатки, так как работа с кислотными растворами предполагает соблюдение  определенных правил техники безопасности.

Дело в том, что электролит после попадания на открытую кожу может причинить химические ожоги. Также значительную опасность такой раствор представляет для глаз. При попадании на кожу электролит нужно немедленно смыть при помощи содового раствора. В случае попадания в глаза нужно промыть их большим количеством воды, после чего немедленно обратиться за профессиональной медицинской помощью.

Итак, перейдем к замене. Сразу отметим, на начальном этапе нужно знать, как правильно слить электролит с аккумулятора.  Вполне очевидно, что многие стремятся быстрее убрать жидкость из АКБ, при этом не задумываясь о том, можно ли переворачивать аккумулятор при замене электролита.

Казалось бы, достаточно открутить пробки на банках, перевернуть батарею и слить из корпуса старый электролит. Обратите внимание, в половине случаев такой подход приводит к окончательному выходу аккумулятора из строя. Дело в том, что частицы осадка, которые осели в нижней части, после переворачивания застревают между пластинами. В результате в АКБ далее возникнет короткое замыкание. Если вы ранее не обслуживали батарею, тогда рекомендуем ознакомиться с тем, как правильно заправить аккумулятор электролитом.

  • Первым делом нужно снять батарею и обтереть корпус, удаляя  различные загрязнения. Для этих целей лучше всего подходить тряпка, которую предварительно смачивают в растворе воды и соды. Чтобы сделать сам раствор, следует пару столовых ложек соды развести в литре воды.
  • Затем нужно окрутить заливные пробки на АКБ, после чего производится проверка уровня электролита, его состояние, цвета. Также нужно оценить степень заряда батареи при помощи мультиметра.
  • Если жидкость явно нуждается в замене, тогда далее старый электролит откачивается из банок грушей, шприцем или при помощи любого другого подобного решения.
  • Далее в опустевшие банки нужно залить дистиллированную воду, после чего аккумулятор слегка покачивают. Это нужно для промывки. Промывают АКБ несколько раз, на каждом этапе сливая воду из банок. Делать это необходимо до тех пор, пока вода не станет полностью прозрачной.
  • Затем можно залить в банки свежий электролит, причем не нужно сразу стремиться довести его плотность до нормы.
  • Теперь аккумулятор нужно поставить на зарядку от ЗУ. Только после полного окончания процесса зарядки производится проверка плотности ареометром.
  • Дополнительно перед замерами рекомендуется выждать время, чтобы батарея успела остыть. Обычно требуется 1.5-2 часа. Затем (на основании полученных при замерах данных) осуществляется корректировка путем подбора нужного соотношения воды или электролита.

На практике процедура замены предполагает откачивание из каждой банки электролита, после чего производится его слив в заготовленную для этих целей емкость. При этом нужно учесть, что удалить жидкость полностью таким способом не выйдет.

  1. Для  наиболее эффективного удаления нужно медленно наклонять корпус АКБ, выбирая жидкость. Однако нужно помнить, что переворачивать корпус категорически запрещено, как и было сказано выше. Чтобы не держать батарею, можно подкладывать под корпус бруски или другие предметы для упора.
  2. Также на носике груши можно дополнительно установить гибкую трубку (например, от капельницы). Главное, чтобы диаметр трубки, позволял плотно ее надеть и зафиксировать.
  3. После слива жидкости из банок наклоненный аккумулятор устанавливается в нормальное положение, затем в каждую банку заливается дистиллированная вода через воронку.
  4. Во время промывки не допускается трясти аккумулятор, резко наклонять корпус и т.д. Будет достаточно нескольких плавных наклонов в разные стороны. После этого вода сливается, процедура промывки повторяется.
  5. Теперь можно залить электролит, однако не следует сразу доводить его количество до нужного уровня. Дело в том, что электролиты в продаже имеют повышенную плотность. Это значит, что далее раствор нужно разбавлять дистиллированной водой. В самом начале будет достаточно придерживаться приблизительных показателей, так как до нормы плотность доводится уже после заряда АКБ.

Также добавим, что после того, как электролит был залит, нужно плавно наклонить аккумулятор несколько раз (как и при промывке). Это позволит удалить воздух из банок аккумуляторной батареи. Теперь пробки можно прикрыть, но не закручивать полностью. Саму батарею необходимо оставить на пару часов. Это нужно для отстаивания жидкости в банках.

Затем потребуется снова проверить уровень электролита и его плотность, доливая кислоту или воду при такой необходимости. Также при необходимости можно добавить в электролит специальную присадку, которая помогает удалить сульфаты с электродов. Далее нужно выждать, пока под действием электролита из корпуса окончательно не выйдут все остатки воздуха, а также растворится присадка. Отметим, что добавка растворяется около 2 суток. После этого АКБ можно ставить на зарядку.

После замены электролита сколько нужно заряжать аккумулятор

В самом начале заряжать батарею после замены электролита рекомендуется малыми токами (0.1 А). Для зарядки нужно открутить пробки и подключить ЗУ. Главное, чтобы аккумулятор после замены электролита заряжался циклично, то есть предполагается схема «заряд-разряд».

Данный процесс  нужно повторять до тех пор, пока плотность электролита не достигнет нужного показателя. Параллельно нужно следить за тем, чтобы электролит в АКБ не выкипал. На полную зарядку укажет напряжение 2.4 В применительно к отдельной секции  или 14-15 В на клеммах батареи.

После того, как будет достигнуто номинальное напряжение, ток заряда следует уменьшить в два раза. Если в течение 2 часов плотность электролита не меняется, тогда можно прекратить процесс зарядки.

Что касается разряда-заряда и цикличности, разряжать батарею нужно, в среднем, до половины емкости, после чего снова производится полная зарядка. Для разряда АКБ к клеммам подключается потребитель (для этих целей можно использовать простые 12 В автолампочки). После подключения производится контроль напряжения батареи, чтобы не допустить глубокого разряда. Когда разрядка достигает отметки 10.5 В, аккумулятор снова ставится на зарядку.

Что в итоге

Как видно, в ряде случаев удается эффективно восстановить работоспособность автомобильного аккумулятора путем промывки банок и заправки нового электролита. При этом  все равно не стоит рассчитывать на то, что замена электролита позволит батарее отработать долгий срок. В одних случаях АКБ нормально работает 6-12 и более месяцев, тогда как в других проблемы могут начаться через несколько дней.

Напоследок добавим, что также не рекомендуется производить какие-либо манипуляции с необслуживаемыми АКБ. Такие батареи лучше сразу менять на новые в том случае, если элементу не удается вернуть работоспособность после одного или нескольких циклов «разряд-заряд».

Что касается утилизации старого электролита, нельзя сливать раствор в водоемы, выливать на землю, в каналаизацию и т.п. Дело в том, что кислоту нужно сначала нейтрализовать. Для решения задачи рекомендуем отдельно изучить этот вопрос на профильных форумах или получить профессиональную консультацию специалистов. Это позволит точно определиться с наиболее подходящим вариантом, кторый будет оптимальным в каждом отдельном случае.

Читайте также

Что представляет собой электролит и насколько он опасен

Электролит в автомобильных аккумуляторах, представленных в продаже, — та среда, в которой происходят химические реакции, в результате которой происходит накопление и отдача электроэнергии для питания электрооборудования транспортного средства при выключенном двигателе.

Электролит, присутствующий в автомобильных и мотоаккумуляторах, представлен разбавленной серной кислотой. Это – агрессивная химическая среда, требующая осторожного обращения. Попадание брызг электролита на кожу или в глаза вызывает очень болезненные ощущения и ожоги. Вылечить их трудно.

Свинцово-кислотный АКБ — один из самых распространенных типов аккумуляторных батарей, использующийся как источник электроэнергии в автомобилях, мотоциклах, мопедах и прочих ТС. Необходимость купить автомобильные аккумуляторы этого типа возникает у большинства авто-мото-любителей. Вот почему с электролитом приходится иметь дело многим владельцам транспортных средств.

Меры предосторожности при обращении с электролитом:

  1. Серная кислота (h3SO4) – ядовитое вещество, поэтому, работая с АКБ, обязательно надевайте специальные очки, резиновые перчатки и фартук. Они защитят от ожогов, порчи кузова машины, мотоцикла и т.д., одежды.
  2. На этот случай всегда имейте под рукой нейтрализующие аккумуляторную кислоту средства – раствор нашатырного спирта или соду. При попадании электролита на тело и проч. сразу же нейтрализуйте ее действие, потом смойте струей воды. При попадании в глаза промывайте их не менее четверти часа, после чего сразу же обращайтесь к врачу.
  3. Если Вы предпочитаете не покупку готового электролита для АКБ своего автомобиля или мототехники, а готовите самостоятельно, то советуем вливать концентрированную h3SO4 в воду тонкой струей (только в не металлическую емкость), постоянно помешивая раствор. Поступать наоборот — вливать воду в кислоту — недопустимо. В этом случае в результате выделяемого при смешивании тепла образуются капельки кислоты, которые начинают брызгать в разные стороны.
  4. При постановке свинцово-кислотных автоаккумуляторов на зарядку, не закручивайте пробки заливочных емкостей. Дайте образующимся в процессе зарядки батареи газам свободный выход иначе корпус АКБ взорвется.
  5. При постановке кислотных обслуживаемых аккумуляторов обязательно выкручиваются пробки заливочных отверстий для свободного выхода образующихся в процессе зарядки газов. В противном случае скопившийся в корпусе водород взорвет аккумулятор.

Выбирая автомобильный аккумулятор в Балашихе или Реутове, можно остановиться на современной необслуживаемой модели. Если же Вы предпочитаете обслуживаемую АКБ, то при работе с ней не пренебрегайте общими мерами предосторожности.

Поблизости от заряжающейся батареи нельзя допускать открытого огня, искр (проводить сварные работы, например), короткого замыкания, курить. Помещение, где происходит зарядка, должно хорошо проветриваться. Если есть необходимость в проверке токопроводящих кабелей автомобиля, то обесточьте электрическую систему и не включайте зажигание. Присоединяя и отсоединяя провода зарядного устройства к АКБ, тоже сначала обесточьте его. И последняя предосторожность, которую нужно строго соблюдать автолюбителю: первым при отключении автоаккумулятора отсоединяйте провод массы, а при подключении он подсоединяется последним.

Как работает аккумулятор — принцип работы АКБ простыми словами

Аккумулятор или сокращённо (АКБ), это основное и необходимое устройство в любом автомобиле. Каждый водитель знает, что серце его машины — это конечно же аккумулятор, и нет таких машин с двигателем внутреннего сгорания, где бы его не было. Как бы это устройство не менялось за 150 лет с момента его изобретения, принцип работы аккумуляторной батареи остался низменным. Однако, современность внесла серьёзные коррективы в технологические процессы их изготовления. В этой статье вы ознакомитесь с и используемыми материалами, из чего состоит аккумулятор и как он работает. Итак, как работает аккумулятор (АКБ)?

Как работает аккумулятор (АКБ)

Понятие аккумулятор и его устройство

В общем понимании этого слова в технике под термином «Аккумулятор» подразумевается устройство, позволяющие при разных условиях эксплуатации накапливать определенный вид энергии, либо же — расходовать ее для человеческих нужд.

Хотите узнать, как построить энергосберегающий дом? Смотрите секреты строительства  дома , который сам экономит

Применимы в тех ситуациях, когда необходимо собрать энергию за определенное время, после чего использовать ее для совершения больших трудоемких процессов. Так — гидравлические аккумуляторы, используемые в шлюзах, позволяют поднимать корабли на новый уровень русла реки.

Электрические аккумуляторы работают с электроэнергией по такому же принципу: когда вначале накапливают (аккумулируют) электричество от внешнего источника заряда, а после отдают его подключенным приборам для совершения дальнейшей работы. По своей природе они относятся к химическим источникам тока, способным совершать много раз периодические циклы разряда и заряда.

В процессе работы постоянно происходят химические реакции между компонентами электродных пластин с заполняющим их веществом — электролитом.

Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.

На рисунке ниже изображена схема устройства аккумулятора. Изображен тот вид, когда в корпус сосуда вставлены две пластины из разнородных металлов с выводами для обеспечения электрических контактов. Между пластинами залит электролит.

Устройство аккумулятора

Как работает аккумулятор (АКБ) при разряде

В момент, когда к электродам подключена нагрузка в виде лампочки, создается замкнутая электрическая цепь, через которую протекает ток разряда. Его формированию способствует движение электронов в металлических частях и анионов с катионами в электролите.

Этот процесс условно показан на схеме с никель-кадмиевой конструкцией электродов.

Заряд и разряд аккумулятора

В данном примере в качестве материала положительного электрода используют окислы никеля с добавками графита, которые повышают электрическую проводимость. Металлом отрицательного электрода работает губчатый кадмий.

Во время разряда частицы активного кислорода из окислов никеля выделяются в электролит и направляются на отрицательные пластины, где окисляют кадмий.

Общее устройство и маркировка аккумуляторных батарей

Работа аккумулятора при заряде

Беря за основу отключенную нагрузку на клеммы пластин, подаем постоянное (в определенных ситуациях пульсирующее) напряжение большей величины, чем у заряжаемого аккумулятора с той же полярностью, когда плюсовые и минусовые клеммы источника и потребителя совпадают.

Таким образом мощность зарядного устройства всегда больше, чем та, которая «подавляет» оставшуюся в аккумуляторе энергию и создает электрический ток с направлением, противоположным разряду. Это приводит к изменениям внутренних химических процессов между электродами и электролитом. К примеру на банке с никель кадмиевыми пластинами положительный электрод обогащается кислородом, а отрицательный — восстанавливается до состояния чистого кадмия.

При разряде и заряде аккумулятора происходит изменение химического состава материала пластин (электродов), а электролита не меняется.

Способы соединения аккумуляторов (как работает аккумулятор)

Параллельное соединение (как работает аккумулятор)

Величина разряда тока, зависит от многих факторов, хотя в первую очередь от конструкции, примененных материалов и их габаритов. Чем значительнее площадь пластин у электродов, тем больший ток они могут выдерживать.

Этот принцип используется для параллельного подключения однотипных банок у аккумуляторов при необходимости увеличения тока на нагрузку. Чтобы зарядить такую конструкцию потребуется поднять мощность источника. Этот способ используется редко для готовых конструкций, в настоящее время куда проще сразу приобрести необходимый аккумулятор. Но им пользуются производители кислотных АКБ, соединяя различные пластины в единые блоки.

Последовательное соединение (как работает аккумулятор)

В зависимости от применяемых материалов, между двумя электродными пластинами распространенных в быту аккумуляторов может быть выработано напряжение 1,2/1,5 или 2,0 вольта. На самом деле этот диапазон гораздо шире. И многим электрическим приборов его явно недостаточно. Поэтому однотипные аккумуляторы подключают последовательно, делают это зачастую в едином корпусе.

Примером подобной конструкции служит широко распространенная автомобильная разработка на основе серной кислоты и свинцовых пластин-электродов.

Часто среди водителей транспорта, под понятием «аккумулятор» принято понимать любое устройство, независящее от количества его составных элементов — банок. Это не является правильным. Собранная из нескольких последовательно подключенных банок конструкция считается уже батареей, за которой закрепилось сокращенное название «АКБ». Ее внутреннее устройство показано на рисунке.

Устройство кислотной аккумуляторной батареи (АКБ)

Любая банка состоит из двух блоков с набором пластин для положительного и отрицательного электродов. Блоки входят друг в друга без металлического контакта с возможностью надежной гальванической связи через электролит.

При этом контактные пластины имеют дополнительную решетку и отдалены между собой разделительной пластиной — сепаратором.

Благодаря соединению пластин в блоки увеличивается их рабочая площадь. Это снижает общее удельное сопротивление всей конструкции, позволяет повышать мощность подключаемой нагрузки.

Компоновка АКБ

С внешней стороны корпуса такая АКБ имеет элементы, показанные на рисунке ниже.

Компоновка кислотной аккумуляторной батареи (АКБ)

Из него видно, что прочный пластмассовый корпус закрыт герметично крышкой и сверху оборудован двумя клеммами. Они обычно имеют конусную форму, для подключения к электрической схеме автомобиля. На их выводах выбита маркировка полярности: «+» и «-». При этом есть одно правило: во избежании ошибок при подключении, диаметр положительной клеммы немного больше, чем у отрицательной.

У обслуживаемых аккумуляторных батарей сверху каждой банки помещена заливная горловина, чтобы контролировать уровень электролита либо доливки дистиллированной воды при эксплуатации. В нее вворачиваются пробка, предохраняющая внутренние полости банки от попадания загрязнений и одновременно не дает выливаться электролиту при наклонах АКБ.

Для того, чтобы предотвратить бурное выделение газов из электролита, который возможен при интенсивной езде, в пробках делаются отверстия для предотвращения повышения давления внутри банки. И через эти отверстия выходят кислород и водород, а также пары электролита. Такие ситуации, связанные с чрезмерными токами заряда, желательно избегать.

На том же рисунке выше показано соединение элементов между банками и расположение пластин-электродов.

Стартерные автомобильные АКБ (свинцово-кислотные) работают по принципу двойной сульфатации. На них во время разряда/заряда происходит электрохимический процесс, что сопровождается изменением химического состава активной массы электродов с выделением или поглощением в электролит (серную кислоту) воды.

Этим явлением можно объяснить повышение удельной плотности электролита при заряде, а так же снижение при разряде батареи. Иными словами, величина плотности дает возможность оценивать электрическое состояние АКБ. Для ее замера используют специальный прибор — автомобильный ареометр.

В состав электролита кислотных батарей входит дистиллированная вода. Она же при отрицательной температуре переходит в твердое состояние — лед. Поэтому, чтобы автомобильные аккумуляторы не замерзали в холодное время, необходимо применять специальные меры, предусмотренные правилами эксплуатации.

Виды аккумуляторов

Классификация АКБ по составу активного вещества

Свинцовые пластины, используемые в старых аккумуляторах перестали устраивать потребителей. Таким образом, возникала необходимость по улучшению качества работы АКБ. Сначала добавили сурьму к свинцу, что позволило заметно продлить срок эксплуатации батареи. На следующем этапе – уменьшили процентное содержания сурьмы до оптимальной концентрации. Такой подход привел к созданию малообслуживаемых аккумуляторов, характерной чертой которых является более редкий процесс долива воды.

При использовании металлического кальция для покрытия пластин появились кальциевые энергосберегающие источники. В предыдущих моделях потери воды из-за электролиза на 12 вольт нуждались в постоянном доливе, а кальций позволил повысить этот порог до 16 вольт. Так появилась возможность в производстве необслуживаемых аккумуляторов и использовать герметичный, неразборной корпус.

Виды АКБ

  • Сурьмянистые батареи. Этот вид относится к классике из-за повышенного состава сурьмы, которая ускоряет процесс электролиза.
  • АКБ со свинцом. В малосурьмянистых АКБ материалом для пластин служит свинец с небольшой примесью сурьмы. В них степень саморазряда значительно меньше, чем в сурьмянистых АКБ.
  • Калициевые источники. При производстве кальциевых источников свинцовые пластины легированы до 0,1% кальцием. Они могут иметь различные заряды, как отрицательный, так и положительный.
  • Гибридные источники энергии вытесняют кальциевые. При их производстве, две объединенные основные технологии имеют конструктивные отличия: одна, когда пластины формируются из сплава свинца и сурьмы, положительные электроды, а другая – когда пластины формируются из сплава свинца и кальция, отрицательные электроды.
  • EFB является улучшенной жидкозаполненной батареей. Свинцовые пластины в ЕФБ аккумуляторах в два раза толще, чем у обычных, вследствие чего увеличивается их ёмкость. Каждая платина закрыта в пакет из специальной ткани, который наполнен жидким сернокислотным электролитом.
  • В гелевых аккумуляторах применяется гелеобразный электролит. Суть такой технологии в том, что она позволяет снизить текучесть электролита, который содержит агрессивную серную кислоту.
  • В литиевых АКБ используется жидкий электролит, представляющий собой раствор фторсодержащих солей лития в смеси эфиров угольной кислоты.
  • AGM имеет отличительную особенность в электролите, где с помощью специальной технологии между пластинами вставляются стекловолоконные микропористые прокладки.
  • Во всех щелочных батареях применяется растворенная в воде щёлочь.

Классификация батарей по типу электролита

Электролиты бывают кислотными и щелочными.

Щелочные растворы применяются в заправке аккумуляторных батарей. Щелочные аккумуляторные жидкости этот такие жидкости, которые проявляют большую активность по отношению к металлам и кислотам. При реакциях с кислотами образуются соль и вода. Растворы щелочей подвергаются гидролизу. Химические свойства позволяют использовать этот тип электропроводящей жидкости для накопления электрической энергии в аккумуляторе.

Кислотные смеси с дистиллированной водой применяются в основном в автомобильных аккумуляторах. Составы этого типа легко можно приобрести в специализированных магазинах либо, при желании, приготовить самостоятельно на дому. На заводе процесс изготовления таких смесей осуществляется в масштабном производстве по ГОСТу. В домашней обстановке его приготовление так же возможно при соблюдении обязательных пропорций и правил техники безопасности. Для этого нужно смешать кислоту с дистиллированной водой.

Как работает аккумулятор — АКБ

Как работает аккумулятор (АКБ)

Принцип работы аккумулятора основан на электрохимической реакции окисления свинца в растворе серной кислоты и воды.

При разрядке батареи на положительной пластине происходит окисление металлического свинца, в то время, как на отрицательной пластине восстанавливается уже диоксид свинца.

При зарядке происходит обратный процесс, количество диоксида свинца на отрицательной пластине уменьшается, а на положительной пластине увеличивается количество металла.

Так же при разрядке АКБ уменьшается количество серной кислоты в электролите и увеличивается количество воды. А при зарядке происходит обратный процесс.

Материалы АКБ

Пластины

На данный момент наиболее качественные батареи потерпели небольшие изменения. И связаны эти изменения с материалом пластин. Теперь пластины делают не из чистого свинца, а из его сплава с серебром. При этом удалось снизить массу батареи на треть, а срок её службы увеличить на 20 %.

Кроме этого, изменилась сама технология их изготовления. Если первые пластины производились путём их литья, то сегодня их делают из тонкого свинцового листа, путём штамповки. Такой метод дешевле и при этом пластины получаются прочнее и тоньше.

Сепараторы

Одной из причин выхода АКБ из строя является короткое замыкание положительных и отрицательных пластин.

Когда из пластин осыпается активная зона внизу банок происходит замыкание. Чтобы этого не случилось на помощь приходят сепараторы, которые делают в виде конвертов, запаянных снизу, под пластинами. Таким образом, когда активная зона осыпается она остаётся внутри конверта и не замыкает.

Литий-ионные аккумуляторы

Эти батареи получили широкое распостранение благодаря мобильным телефонам и иным гаджетам. Сегодня же, существуют разработки и для автомобилей. Однако, невзирая на все свои достоинства, в автотехнике данный вид АКБ не прижился из-за ряда принципиальных недостатков.

Литий-ионные аккумуляторы
  1. Они резко теряют свою мощность из-за низкой температуры.
  2. Для зарядки таких батарей требуется строгое соответствие зарядному току, а это требует переделки электронной части генераторов.
  3. И самое главное, данные АКБ имеют стоимость в 15 раз дороже обычного кислотного аккумулятора.

Электролит

Как было указано выше, электролит представляет собой раствор серной кислоты и воды. Под действием низких температур, известно, что вода замерзает, однако с электролитом этого не происходит.

Но тем не менее она заметно загустевает и теряет свои свойства, из-за чего ёмкость батареи заметно снижается. Что бы избежать этого, сегодня, в электролит добавляют разнообразные присадки.

Гелевые электролиты

Их по праву можно считать вершиной эволюции кислотных батарей. Такие АКБ называются попросту, гелевыми. В этих устройствах электролит модифицирован настолько, что представляет собой нечто наподобие желе.

Такая модификация, в комплексе с другими вышеописанными инновациями дала поистине волшебные результаты. В итоге батареи стали практически вечными, невосприимчивыми к переворачиванию, практически не теряющими свои свойства зимой и при этом на много легче по массе.

Графен-полимерные аккумуляторы

Это, пожалуй, самые перспективные батареи для использования, как в автомобилях, оснащённых ДВС, так и электрической силовой установкой. В производстве этих АКБ использованы нанотехнологии.

Графен-полимерные аккумуляторы

Принцип работы этих поистине чудесных аккумуляторов заключается в следующем: их ёмкость, практически в три раза больше литий-ионных и при этом имеет меньшую стоимость, поскольку в их производстве не используется дорогостоящий литий. Кроме этого они не теряют своих свойств под действием низких температур.

Основные технические характеристики аккумуляторов

Технические характеристики аккумуляторов

Номинальная емкость аккумулятора

Номинальная емкость элемента – способность накапливать и отдавать электроэнергию постоянного тока, определяет время автономной работы ИБП. Емкость электрического аккумулятора показывает время питания подключенной к нему нагрузки.

Важно! Полностью емкость не характеризует энергию аккумулятора, то есть энергию, которая может быть накоплена в полностью заряженном аккумуляторе. Чем больше напряжение аккумулятора, тем больше накопленная в нем энергия.

Емкость всегда указывается на корпусе АКБ, а также на упаковке. Именно по этому критерию, большинство пользователей выбирают нужную модель.

Пусковой ток

Это величину, характеризующая параметр тока, который протекает в стартере автомобиля в момент пуска силового узла. Пусковой или стартерный ток возникает в тот момент, когда в замке зажигания поворачивается ключ и начинает проворачиваться стартер. Единица измерения величины – Ампер. Тот же ток холодной прокрутки является показателем поведения аккумулятора в морозную погоду и сможет запускать двигатель при минусовых показателях. Определяется мощностью тока, которую батарея может выдать в течение первых 30 секунд при температуре -18°С. При высоких показателях пускового тока увеличиваются шансы завести машину при минусовой температуре.

Полярность

Порядок расположения на крышке аккумулятора присоединительных клемм, которые являются токовыводящими соединительными элементами, называется полярностью. Имеет два полюса – положительный и отрицательный и варианты расположения – прямое и обратное.

Прямая полярность – отечественная разработка. Дла ее определения нужно повернуть аккумулятор таким образом, чтобы этикетка была перед глазами. При расположении плюсовой клеммы слева, а минусовой справа, можно утверждать, что АКБ с прямой полярностью. На иномарках устанавливаются аккумуляторные батареи обратной полярности.

Прямая и обратная полярность АКБ

Устройство корпуса

У большинства аккумуляторов корпус состоит из ударопрочного полипропилена. Он характеризуется как легкий материал, не вступающий в химическую реакцию с агрессивным электролитом АКБ. Полипропилен имеет весьма хорошую стойкость к перепадам температур, возникающих под капотом автомобиля, где нагрев может достигать до +60 ̊С, а при морозах до -30°С. Корпус большинства АКБ состоит из ручки для переноса, пробок, индикатора заряда, клемм для подключения к электросети. Вес АКБ емкостью 55Ач около 16,5 кг. Известными типами аккумуляторов, обладающих спросом являются: американский, европейский, азиатский и российский типы корпусов.

Европейский тип корпуса характерен тем, что АКБ клеммы находятся в углублении, их верхний край не выступает над плоскостью крышки. В некоторых случаях клеммы дополнительно защищаются от внешнего воздействия специальными крышечками. Азиатский тип корпуса – это коробка, на которой клеммы расположились на верхней крышке. Верхний край клемм является самой высокой точкой аккумулятора.

Российский стандарт АКБ

ОбозначениеОписание букв
ААКБ имеет общую крышку для всего корпуса
ЗКорпус батареи залит и она является полностью заряженной изначально
ЭКорпус-моноблок АКБ выполнен из эбонита
ТКорпус-моноблок АБК выполнен из термопластика
МВ корпусе использованы сепараторы типа минпласта из ПВХ
ПВ конструкции использованы полиэтиленовые сепараторы-конверты
Аккумулятор (АКБ) ALPHALINE 60 Ач

Тип крепления аккумулятора

Особое внимание при выборе АКБ следует уделять типу крепления АКБ, при котором батарея может крепиться снизу или сверху. С помощью специальной монтажной рамки, которая охватывает аккумулятор, элемент крепится вверху. Крепление аккумулятора происходит с помощью планки и двух шпилек. Чаще всего такой вид установки и фиксации аккумуляторной батареи встречается на автомобилях китайского или корейского производства.

Тип крепления на АКБ

Нижнее крепление применимо на европейских автомобилях. На нижней части корпуса АКБ находится выступ. За этот выступ аккумулятор прижимается к платформе с помощью пластины и винта.

Выступ для фиксации АКБ

Заключение

Теперь вы знаете, как работает аккумулятор. Его роль в работе приборов трудно оспорить. Данный источник энергии применяться почти во всех отраслях. Что доказывает его значимость и необходимость знаний о принципе работы АКБ. А также ее внутреннем содержимом. Аккумуляторы широко используются в автомобилях, разнообразных электроприборах, кондиционерах, мультимедийных центрах. Там, где, генераторы не всегда справляются с обеспечением их энергией. И тогда в «игру» вступает АКБ, которая кроме подпитки энергией еще и выполняет основную функцию, обеспечивая электроэнергией стартер двигателя. Водителю необходимо знать, как устроен аккумулятор. Ведь в нужное время придется устранять сбои в работе источника энергии. К тому же, важно иметь представление о назначении и видах аккумулятора, чтобы правильно использовать ресурс, подобрать батарею к условиям эксплуатации и автомобилю.

Как работает аккумулятор (АКБ)

Power в вашем кармане: как работает аккумулятор | EAGLE

Трудно представить себе мир без батареек. Попрощайтесь со смартфоном, который таскаете в кармане. Или ноутбук, который вы берете с собой куда угодно. О, а та машина, которую ты водишь? Боюсь, вам нужно научиться заводить его вручную, когда батарейки здесь уже нет. Эти маленькие химические супергерои играют огромную и жизненно важную роль в нашей современной жизни, но многие из нас принимают их как должное. Мы просто предполагаем, что они подключаются и обеспечивают питание для более важных целей, но как именно все это работает? К счастью, вы дизайнер электроники, поэтому вам нужно знать немного больше.Возможно, вы просто размещаете держатель батареи на макете печатной платы, но это помогает узнать, что делает эта батарея и почему.

Что такое аккумулятор?

Это может показаться риторическим вопросом, но что такое батарея? Конечно, мы знаем, что он обеспечивает питание, когда мы подключаем его к цепи, но в этом металлическом контейнере могут быть маленькие инженерные гномы, работающие за кулисами! Вы можете думать о батареях как о небольших капсулах с химическим потенциалом. Если оставить его в покое, химическое вещество внутри батареи ничего не делает, но когда вы подключаете его к цепи, эти химические вещества оживают, превращая химическую энергию в электрическую для питания всех ваших самых любимых электронных устройств.

Этот процесс преобразования химической энергии в электрическую может выделяться в течение нескольких дней, месяцев или лет, в зависимости от того, какой тип батареи вы выберете и сколько химикатов в ней. Например, вы можете заменять батарею в часах только раз в пять лет, но батареи AA в вашем контроллере Xbox, возможно, придется менять каждый месяц. Чтобы понять, как устроена батарея изнутри, полезно начать с общей анатомии и строения этих маленьких химических супергероев.

Внешняя структура

Начиная с внешней стороны, любая батарея, независимо от формы и размера, всегда будет иметь две клеммы, одну положительную (+) и одну отрицательную (-). В обычных сухих батареях типа AA или AAA эти две клеммы находятся на каждом конце устройства. Но на чем-то более крупном, например, автомобильном аккумуляторе, положительная и отрицательная клеммы находятся на верхней части устройства.

Обычная батарея на 9 В с положительной и отрицательной клеммами на одной стороне.(Источник изображения)

Независимо от того, где расположены клеммы аккумулятора, результат всегда один и тот же. Вы соединяете две клеммы вместе в цепь, чтобы выполнить определенную задачу, называемую нагрузка . Нагрузкой может быть что угодно, от питания смартфона до вращения мотора.

Внутренняя работа

Внутри батареи происходит передача энергии. Здесь вы всегда найдете три основных компонента, независимо от того, на какую батарею вы смотрите:

  • Электроды .Сначала вы найдете пару электродов. Одним из них является анод , , положительно заряженный электрод, который подключается к отрицательному выводу батареи. Другой — это катод , , отрицательно заряженный электрод, который подключается к положительному выводу.
  • Разделитель . Эти два электрода всегда нужно держать отдельно друг от друга, иначе при включении в цепь произойдет короткое замыкание батареи. Вот где пригодится сепаратор ; он не позволяет электронам течь прямо от анода к катоду.
  • Электролит . Наконец, все батареи имеют своего рода химическую пасту или жидкую начинку с ионизированным элементом. У этих ионов много дополнительных электронов. Электролит — это, в конечном счете, то, что позволяет электрическому заряду течь между катодом и анодом. Без электролита в батарее не произошло бы никакого волшебства.

Здесь вы можете увидеть внутреннюю структуру типичной сухой аккумуляторной батареи. (Источник изображения)

Как работает аккумулятор?

Мы уже знаем, что батарея преобразует химическую энергию в электрическую для питания наших электронных устройств.Но как именно работает этот преобразующий процесс? Опять же, независимо от того, с какой батареей вы работаете, первичная электрохимическая реакция всегда одинакова.

Во-первых, вы должны подключить аккумулятор к цепи, имеющей нагрузку, или к той работе, которую должна выполнять батарея. После соединения двух клемм батареи между анодом, катодом и электролитом начинает происходить множество электрохимических реакций.

Первое, что происходит, это то, что анод подвергается процессу, называемому реакцией окисления .Это причудливый способ сказать, что на аноде накапливается куча избыточных электронов из-за смеси ионов в электролитной пасте. Если что-то и нужно знать об электронах, так это то, что они ненавидят находиться рядом друг с другом, когда их слишком много, и поэтому они будут искать новое место, чтобы называть их своим домом. Они могут просто пройти прямо к катоду, но их путь преграждает разделитель, поэтому им придется пройти долгий путь по цепи.

Пока на аноде происходит реакция окисления, на другой стороне батареи происходит реакция восстановления на катоде посредством обмена ионами и свободными электронами.Здесь катод сокращает количество электронов, создавая свободное пространство для электронов на аноде.

В реакциях окисления и восстановления электроны перемещаются от анода к катоду, чтобы найти баланс. (Источник изображения)

Итак, теперь у вас есть две противоположные переменные. У вас слишком много электронов на аноде и недостаточно электронов на катоде. Что просходит? Когда вы подключаете эту батарею к цепи, избыточные электроны на аноде будут проходить по цепи, питая все ваши компоненты, пока они, наконец, не достигнут катода.Этот процесс происходит снова и снова, все благодаря электрохимическому процессу, который приводит в движение электролит. В конце концов, электролитная паста закончится, и когда это произойдет, химическая реакция прекратится, и ваша батарея разрядится.

Чтобы любая батарея преобразовывала химическую энергию в электрическую, анод и катод должны быть сделаны из двух проводящих металлов. Почему это? Один металл в батарее должен быть готов накапливать избыточные электроны, а другой — для их уменьшения.Если бы вы использовали два металла одного и того же типа, они оба выполняли бы одно и то же действие, и электрохимический процесс никогда не сработал бы.

Используя два разных металла, например цинк в аноде и диоксид марганца в катоде, вы можете гарантировать, что существует сила, толкающая и тянущая электроны от одного вывода к другому. Весь этот процесс называется электроотрицательностью .

Вы можете увидеть, как все это сочетается, на практическом примере, таком как фонарик:

  • Когда вы вставляете батарею в фонарик, вы замыкаете цепь, и химическая энергия внутри батареи начинает преобразовываться в электрическую.
  • Внутри батареи избыточные электроны накапливаются на аноде в результате окисления, а электроны на катоде восстанавливаются.
  • Электронам теперь нужно куда-то идти, поэтому они выбирают путь наименьшего сопротивления через вашу цепь для питания вашего фонарика, от анода до катода.

Батареи будут вести себя одинаково в любом устройстве. Всегда будет разница в электрическом заряде между положительным и отрицательным полюсами, что заставляет электроны течь и генерировать электричество.Без этой разницы в заряде электроны уже были бы в покое и балансе, так зачем им заставлять схему работать?

Когда используется более одной батареи

Ваш простой фонарик может работать от одной батареи, но большинству устройств требуется более одного химического супергероя для выработки электроэнергии. От смартфонов до электромобилей вы обычно найдете аккумуляторы, расположенные одним из двух способов: Parallel или Serial . Вот разница между ними:

Параллельно

При параллельном подключении нескольких батарей вы получаете одинаковое общее напряжение, но увеличиваете ток.Этот повышенный уровень тока измеряется в ампер-часах или миллиампер-часах. Например, аккумуляторная батарея, измеренная на 500 миллиампер-часов, может производить 500 миллиампер тока на нагрузку в течение часа.

Батареи, включенные параллельно, увеличивают ток. (Источник изображения)

Серийный

При последовательном подключении нескольких батарей вы получаете тот же общий ток, но теперь ваше напряжение будет выше. Например, автомобильный аккумулятор состоит из шести отдельных аккумуляторных ячеек, каждая из которых на 2 вольта.В сумме этот автомобильный аккумулятор работает от 12 вольт.

Батареи, включенные последовательно, увеличивают свое напряжение. (Источник изображения)

Типы аккумуляторов

В мире аккумуляторов существует множество разновидностей на выбор в зависимости от ваших конкретных потребностей. Вместо того, чтобы просто заваливать вас огромным списком, имеет смысл разделить батареи на две основные категории: Primary и Secondary .

Первичные батареи

Первичные батареи или первичные элементы — это типичные одноразовые батареи, которые работают один раз, пока не разрядятся, а затем выбрасываются.Эти батареи предлагают мгновенный источник энергии в вашем кармане и включают:

Цинк-углерод

Этот первичный элемент представляет собой одноразовую батарею для повседневного использования, которая, вероятно, лежит у вас дома. Этот недорогой аккумулятор питает повседневные электронные устройства, от фонарика до пульта дистанционного управления. В угольно-цинковой батарее положительный электрод сделан из углерода, окруженного порошкообразным углеродом и оксидом марганца. Отрицательный электрод изготовлен из сплава цинка, а электролит состоит из пасты хлорида аммония.

Типичная угольно-цинковая батарея различных размеров. (Источник изображения)

Щелочной

Трудно отличить щелочную батарею от угольно-цинковой, но щелочные батареи могут накапливать и производить больше энергии и часто могут оставаться заряженными годами. В щелочной батарее вы найдете положительный электрод из оксида марганца, отрицательный электрод из цинка и электролит, состоящий из щелочного раствора гидроксида калия.

Щелочные батарейки выглядят как цинковые, но обладают большей мощностью. (Источник изображения)

Литий

Обычно эти литиевые батарейки размером с пуговицу используются в часах и слуховых аппаратах, но они содержат тот же набор химических веществ, что и щелочные батарейки. Верхняя сторона литиевого элемента, отрицательный электрод, сделана из цинка или лития. Нижняя сторона, или положительный электрод, сделана из оксида марганца, оксида серебра или оксида меди.

Эти литиевые батареи могут питать часы годами. (Источник изображения)

Вторичные батареи

В отличие от первичных батарей, которые могут вырабатывать электроэнергию только до тех пор, пока не иссякнет ее химическая энергия, аккумуляторные вторичные батареи могут обратить вспять процесс их старения. Эти батареи направляют всю реакцию электрохимического процесса в обратном направлении, запуская электроны от катода к аноду, пока элемент батареи не будет полностью восстановлен. Типы вторичных батарей:

Свинцово-кислотный

Это аккумулятор, который вы найдете в своем автомобиле, и он состоит из шести отдельных аккумуляторных ячеек, каждая из которых вырабатывает 2 вольта, что дает вам 12-вольтовый аккумулятор, подключенный параллельно.Каждая ячейка в свинцово-кислотной батарее имеет положительный электрод из диоксида свинца, отрицательный электрод из металлического свинца и электролит из серной кислоты.

Свинцово-кислотные аккумуляторы делают всю тяжелую работу по питанию вашего автомобиля. (Источник изображения)

Никель-кадмиевый

Nicad, или Ni-Cd, был традиционной технологией перезаряжаемых батарей, которая использовалась до 1990-х годов и часто использовалась как альтернатива утилизации 1,5-вольтовых батарей. Хотя эти аккумуляторные батареи дешевы и их можно перезаряжать сотни раз, они также имеют небольшую проблему с памятью.Как же так? Если вы не разрядите аккумулятор Nicad полностью перед его повторной зарядкой, то со временем заряд будет уменьшаться.

Аккумуляторы Nicad склонны к потере памяти. (Источник изображения)

Никель-металлогидрид
Аккумуляторы NiMH

работают так же, как аккумуляторы Nicad, но менее подвержены проблемам с памятью. Эта батарея в значительной степени заняла место Nicad после 1990-х годов, главным образом потому, что она менее токсична, чем батарея Nicad, и не требует полной разрядки перед зарядкой.

Вся мощь аккумулятора Nicad без забот о потере памяти. (Источник изображения)

Литий-ионный

Большинство основных электронных устройств в наши дни используют литий-ионные батареи, в том числе ваши смартфоны, ноутбуки, планшеты и т. Д. Литий имеет массу преимуществ по сравнению с батареями Nicad и NiMH, в том числе более экологичен, работает при более высоких напряжениях и дважды хранится столько же энергии. Кроме того, вы можете заряжать и разряжать литий-ионный аккумулятор без каких-либо проблем с памятью.

Вы когда-нибудь разбирали свой сотовый телефон? Это литиевая батарея, которую вы найдете внутри. (Источник изображения)

Кто изобрел батарею?

Большинство приписывают изобретение Алессандро Вольта в 1791 году, но слышали ли вы когда-нибудь о Багдадской батарее?

Еще в 1938 году археолог Вильгельм Кениг обнаружил несколько странно выглядящих глиняных горшков во время раскопок в Багдаде, Ирак. Горшки датируются примерно 200 г. до н. Э. и содержал железный стержень, окруженный медью.При тестировании внутри были обнаружены следы кислой жидкости, и если что-то нужно знать об аккумуляторах, у нас есть два разных металла, смешанных с химическим электролитом. Была ли это первая древняя батарея? Были произведены современные копии, и эти багдадские батареи действительно производят электрический заряд.

Багдадская батарея была первой древней батареей? (Источник изображения)

Но что касается 1792 года, багдадских батарей просто не существовало, и поэтому наша история начинается с итальянского врача Луиджи Гальвани, экспериментирующего с ногой мертвой лягушки.Вставив два разных металла в лапу лягушки, он смог произвести то, что он назвал «животным электричеством», когда лапа лягушки подпрыгнула. Однако в то время Гальвани не знал, что лягушка не испускает какое-то первичное электричество. Скорее, он должен был благодарить строительные блоки современной батареи.

Чтобы доказать это, итальянский физик Алессандро Вольта поставил эксперимент, в котором он сложил слои цинка и серебра друг на друга, которые были разделены пропитанным рассолом картоном.Эта гальваническая батарея, которая сейчас считается первой современной батареей, способна производить постоянный ток.

Гальваническая батарея по замыслу Алессандро Вольта.

Что здесь общего между экспериментами Гальвани и Вольта? Оба использовали основные принципы батарей, используя два разных металла и электролит. Гальвани использовал два разных металлических скальпеля, а лапа лягушки действовала как своего рода химический электролит. В гальванической котле Вольта рассол действовал как электролит между двумя разными проводящими металлами, цинком и серебром.

После его новаторского эксперимента Алессандро Вольта приписали изобретение первой батареи, а остальное хорошо… история. Сегодня мы усовершенствовали этот базовый набор принципов для питания всех наших электронных устройств.

Конструкция батарей и печатной платы

Начинающим конструкторам электроники батареи часто кажутся второстепенными. В конце концов, может быть, вам просто нужно 5 В для стабильного питания постоянного тока. Но что произойдет, если вы работаете с источником батареи 9 В, а одна из ваших микросхем может справиться только с 1.8В? Вот когда соображения по поводу батарей и схемы питания немного усложняют задачу.

Хотя мы не будем вдаваться в подробности проектирования источников питания в этом блоге, он поможет понять основы того, на что обращать внимание как в схеме, так и в топологии печатной платы при работе с батареями. На схеме, планируете ли вы использовать стандартные щелочные батареи или литий-ионные, вы увидите следующие символы:

Типичный символ одноклеточной и двухклеточной батарейки, который вы найдете на схеме.

На этом условном обозначении более длинная линия представляет положительный вывод, а более короткая линия — отрицательный вывод. Вы также можете увидеть батареи с более чем двумя линиями, что означает, что в батарее более одной ячейки.

Вам также необходимо знать, как физический держатель батареи будет выглядеть на вашей печатной плате. Многие начинающие разработчики электроники совершают ошибку, думая, что они кладут настоящую батарею на свою плату, в то время как вы просто устанавливаете держатель для батареек.Если вы когда-нибудь вскрывали электронное устройство, чтобы проверить его внутреннее устройство, возможно, вы видели одно из них:

Типичные держатели батарей, которые можно найти на печатной плате или корпусе. (Источник изображения)

Существует также держатель литиевой батареи таблеточного типа, как показано на изображении ниже, который имеет уникальный физический размер.

Вот держатель литиевой батареи гораздо меньшего размера с его размерами. (Источник изображения)

Хорошо и легко разместить держатель для одноразовой батареи и забыть о нем, но что произойдет, если вы захотите добавить в свою конструкцию автоматическое зарядное устройство? Здесь все немного сложнее.Взгляните на схему ниже, это принципиальная схема автоматического зарядного устройства, и в ней много чего происходит, в том числе:

Схема автоматизированного зарядного устройства может включать в себя множество соединенных деталей. (Источник изображения)

  • У нас есть основной источник переменного тока 230 В, который попадает в трансформатор, понижающий напряжение до 15 В.
  • Отсюда следует использовать два диода, D1 и D2, для преобразования переменного напряжения в постоянное.
  • Эта мощность постоянного тока затем проходит через регулятор напряжения LM3177, который обеспечивает постоянное и стабильное выходное напряжение постоянного тока независимо от того, как изменяется входное напряжение переменного тока.
  • Когда аккумулятор полностью заряжен, загорится КРАСНЫЙ светодиод, а стабилитрон D6 начнет проводить. Это направит ток через транзистор BD139 на землю, поэтому полностью заряженный аккумулятор не повредится.

Питание в кармане

Кто бы мог подумать, что эти маленькие химические супергерои могут иметь так много применений, разделяя так много принципов! Сегодня невозможно представить мир без батареек.Эти электростанции отвязали нашу жизнь от шнуров, позволяя нам быть мобильными с нашими электронными устройствами, куда бы мы ни пошли. Независимо от того, какую батарею вы используете, основа всегда одна и та же. У вас есть набор электродов в виде анода и катода, а также электролит, обеспечивающий химическую реакцию. Находясь в движении, химическая энергия превращается в электрическую энергию в виде избыточных электронов, которые перемещаются от анода к катоду, питая вашу цепь.Наши батареи могут становиться более совершенными и дольше удерживать заряд, но в конце концов все они работают одинаково. Помни это.

Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE поставляется с множеством бесплатных библиотек батарей, так что вам не нужно тратить время на их создание с нуля? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня, чтобы попробовать их!

Состав электролита контролирует работу аккумулятора

Мы обнаружили, что добавление воды значительно снижает разницу в напряжении (перенапряжения) между зарядкой / разрядкой.Предоставлено: АВТОРСКОЕ ПРАВО (C) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТОЙОХАШИ.

Исследовательская группа кафедры электротехнической и электронной информационной инженерии технологического университета Тоёхаси сообщила, что добавление воды в электролит улучшает функцию оксида ванадия, материала положительного электрода в ионно-кальциевых батареях. Хотя известно, что вода в электролитах вызывает множество отрицательных эффектов, теперь было обнаружено, что она вызывает явление, которое ускоряет обычно медленную реакцию кальций-ионных батарей.Результаты показывают, что это явление вызвано изменениями в структуре электролита. Исследователи полагают, что это открытие принесет большую пользу при разработке электролитов для реализации кальций-ионных батарей в будущем.

Вторичные батареи являются ценным ресурсом для различных отраслей промышленности. Сегодня вторичные батареи необходимы для многоразовой энергии и электромобилей.Литий-ионные вторичные батареи уже широко используются в качестве мощных вторичных батарей. Однако в последние годы безопасность вторичных батарей подвергается сомнению, и в бесчисленных отчетах упоминается возгорание. Ожидается, что потребность во вторичных батареях будет расти в геометрической прогрессии вместе с ростом количества электромобилей. Это означает более высокий спрос на литий и, в свою очередь, такие проблемы, как более высокие цены и потенциальное истощение ресурсов.

Кальциево-ионные батареи — это тип вторичных батарей нового поколения, в которых не используется литий и которые могут обеспечивать напряжение батареи, которое может соперничать с литий-ионными батареями.По сравнению с литий-ионными батареями, кальций-ионные батареи безопаснее, дешевле в производстве, а их ресурсы намного больше. Однако с кальциево-ионными батареями по-прежнему существует ряд проблем. Одна из таких проблем заключается в том, что они работают со скоростью намного меньшей, чем у литий-ионных батарей.

Добавление воды вызывает уменьшение содержания органического растворителя вокруг иона кальция и увеличение содержания воды. Вода также вызывает важные структурные изменения: отрицательный ион отделяется от иона кальция.Предоставлено: Технологический университет Тоёхаси.

В этом исследовании Университет Тоёхаси сообщил, что медленную скорость работы кальциево-ионных батарей можно улучшить, добавив в электролит воду. Графики результатов испытаний показывают, что перенапряжение, возникающее во время зарядки / разрядки, значительно уменьшается с увеличением количества добавленной воды, и эта реакция протекает без каких-либо проблем. Исследователи доказали, что это явление вызвано тем, что структура электролита сильно изменяется при добавлении воды.

Ёсиаки Мурата, доктор философии студент и первый автор исследования говорит: «Электролит состоит из положительных ионов (ионов кальция), отрицательных ионов и молекул растворителя, и состояние вокруг иона кальция сильно меняется при добавлении воды. Это означает, что, Чтобы улучшить характеристики кальциево-ионной батареи, желательно, чтобы отрицательный ион не был присоединен к иону кальция в электролите, а молекула растворителя, которая легко отделяется, присоединяется к иону кальция. Хотя нам все еще необходимо найти электролит с этими характеристики, которые не включают воду, чтобы получить ионно-кальциевые батареи, открытие этого явления, несомненно, поможет в разработке электролитов в будущем.«

Результат настоящего исследования фактически является вторичным результатом, полученным при изучении новых электролитов. Электролиты должны быть в достаточной степени обезвожены, когда они проявятся, но этот процесс обезвоживания труден. Настоящее исследование проводилось в связи с улучшением характеристик аккумулятора при тестировании недостаточно обезвоженного электролита.Хотя есть сообщения о явлении, при котором характеристики, например, магниево-ионного аккумулятора улучшаются из-за добавления воды, механизм этого не был четко известен. Было удивительно, что то же явление можно наблюдать в кальциево-ионных батареях, и мы считаем, что выяснение механизма, лежащего в основе этого поведения, окажется полезным для будущего развития электролитов.

Наша исследовательская группа стремится разработать и оценить новые электролиты на основе этой недавно обнаруженной структуры электролита, которая улучшает характеристики кальциево-ионных батарей.Более того, мы были не единственными, кто это изучал; В последние годы наблюдается стремительный рост количества исследований кальциево-ионных батарей. В конечном итоге мы хотели бы разработать кальциево-ионную батарею, которая сможет конкурировать или обгонять литий-ионные батареи.


Совершенно ясно: кристалличность снижает сопротивление в твердотельных аккумуляторах
Дополнительная информация: Йошиаки Мурата и др., Влияние воды в электролите на свойства введения / извлечения Ca 2 + V2O5, Electrochimica Acta (2018).DOI: 10.1016 / j.electacta.2018.10.103 Предоставлено Технологический университет Тоёхаси

Ссылка : Структура электролита контролирует работу аккумулятора (5 декабря 2018 г.) получено 15 января 2021 г. с https: // физ.org / news / 2018-12-electrolyte-battery.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Статья об электролите по The Free Dictionary

жидкое или твердое соединение или система, в которой присутствует заметная концентрация ионов, обеспечивающих прохождение электрического тока.В узком смысле электролиты — это вещества, растворы которых проводят электрический ток посредством ионов, образующихся в результате электролитической диссоциации.

Различают сильные и слабые электролиты в растворах. Сильные электролиты практически полностью диссоциируют на ионы в разбавленных растворах. Они включают множество неорганических солей и несколько неорганических кислот и оснований в водных растворах и в растворителях, обладающих высокой диссоциативной способностью, таких как спирты и амиды.Молекулы слабых электролитов в растворе лишь частично диссоциируют на ионы, которые находятся в динамическом равновесии с недиссоциированными молекулами. Слабые электролиты включают большинство органических кислот и многие органические основания в водных и неводных растворителях. Разделение электролитов на сильные и слабые электролиты несколько условно, поскольку оно отражает не свойства самих электролитов, а их состояние в растворе, которое зависит от концентрации, природы растворителя, температуры и давления.

На основе количества ионов, на которые диссоциирует одна молекула электролита в растворе, различают бинарные электролиты (записываются 1–1 электролиты; например, KCl), одновалентные электролиты (обозначаются 1-2 электролита; например , CaCl 2 ) и так далее. Электролиты типов 1–1, 2–2 и 3–3 называются симметричными электролитами, а электролиты типов 1–2 и 1–3 — несимметричными электролитами.

Свойства разбавленных растворов слабых электролитов удовлетворительно описываются классической теорией электролитической диссоциации.Теория неприменима для недостаточно разбавленных растворов слабых электролитов и для растворов сильных электролитов, так как это сложные системы, состоящие из ионов, недиссоциированных молекул или ионных пар и более крупных агрегатов. Свойства таких растворов определяются природой взаимодействий ион-ион и ион-растворитель, а также изменениями свойств и структуры растворителя, вызванными растворенными частицами. Современные статистические теории сильных электролитов адекватно описывают свойства только очень разбавленных растворов (<0.1 моль / литр).

Электролиты чрезвычайно важны в науке и технике. Все жидкие системы в живых организмах содержат электролиты. Полиэлектролиты составляют важный класс электролитов ( см.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.