Přiveďte olověnou baterii zpět z mrtvých: 9 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Ze všech dobových návrhů baterií je olověná kyselina nejpoužívanějším druhem. Jeho energetická hustota (watthodiny na kg) a nízké náklady je činí rozšířenými.

Jako každý druh baterie je založen na elektrochemické reakci: interakci mezi různými chemickými látkami, která v podstatě produkuje nadbytek elektronů na jedné straně a deficit na straně druhé. Tento rozdíl („potenciál“) je napětí a umožňuje tok proudu, když elektrony obíhají kolem obvodu, aby tento deficit vyplnily. Protože rozdíl neutralizuje, dostupné nabití baterie klesá. Klíčem u dobíjecích baterií je, že tato reakce je reverzibilní, protože přivedení proudu do baterie (na rozdíl od odběru z ní) obnoví nabíjení. Jiné elektrochemické reakce mohou vést k vyšší hustotě energie za cenu toho, že nejsou dobíjecí.

Napětí generované každou reakcí je víceméně pevné (trochu se liší v závislosti na procentu nabití). Olověná kyselina je 2 volty. Například dobíjecí články na bázi niklu jsou 1,2 nebo 1,4 V a lithiové články jsou 3,7 V. Z tohoto důvodu, pokud chcete 12v baterii, budete muset umístit několik těchto reakcí do série, abyste přidali napětí. Každý z nich se nazývá buňka. Jak vidíte na obrázcích, 12V olověná kyselina se skládá ze 6 článků. Běžné jsou 12v, 6v, 8v a dokonce i jednobuněčné 2v baterie.

Dále vysvětlím způsoby, jakými lze olovo-kyselinové články konstruovat, abyste mohli určit, co je třeba udělat pro vaši konkrétní baterii.

Krok 1: Identifikujte svůj typ baterie

Tyto baterie mají 3 hlavní součásti. Ano, je to olovo a kyselina. Konkrétně roztok kyseliny sírové, olověné desky a oxidové desky olova. Olověné desky jsou záporné. Oxid olovnatý je pozitivní, protože atomy kyslíku vázané na olovo „postrádají“elektrony (elektrony mají záporný náboj), jsou tedy „méně záporné“= kladné. Kyselina sírová rozpuštěná ve vodě se nazývá elektrolyt a nese elektrony do a z těchto desek a při reakci s olovem uvolňuje elektrony.

Množství, tloušťka a velikost desek se může lišit, stejně jako způsob držení elektrolytu.

Startovací baterie a baterie s hlubokým cyklem

Různé účely těchto baterií znamenají, že velikost desek je odlišná. Startovací baterie je to, co běžně najdete v plynových automobilech. Jejich hlavním úkolem je dodávat na krátkou dobu velký proud, aby se motor, který startuje, roztočil. Jejich běžné používání je příliš nevybíjí - stačí jedno velké, krátké ponoření, které se nabije poměrně rychle. Alternátor v autě udržuje baterii nabitou, když běží světla, stereo, ECU a veškerá další elektronika.

Naproti tomu baterie s hlubokým cyklem jsou navrženy tak, aby zvládaly pomalé, ale značné výboje. Možná nebudou schopni poskytnout tolik „úderu“z rozmaru (tj. Velké proudové rázy), ale mohou být vybiti mnohem více, než způsobí poškození. To je to, co najdete na UPS, solárních systémech, nouzových světlech a mnoha elektrických vozidlech, jako jsou vysokozdvižné vozíky, golfové vozíky, některé dodávkové vozy, elektromobily pro rané a domácí kutily a dětské jízdní hračky.

Zaplavené a utěsněné baterie

Toto rozlišení vyplývá ze způsobu, jakým je elektrolyt zadržován v článku. Aby mohla reakce proběhnout, musí být desky obklopeny roztokem kyseliny sírové. Nejjednodušší způsob, jak toho dosáhnout, je ponořit destičky do kapalného roztoku. Tady to máte: zaplavená baterie. Zaplavené baterie mohou být buď startovací (většina autobaterií), nebo hluboké (například vysokozdvižné nebo golfové vozíky)

Velkou výhodou je, že jelikož se při nabíjení ztrácí trochu vody (o tom později), můžete nabíjet rychleji, protože si můžete dovolit ztratit více vody, a doplňovat ji tak často. Velkou nevýhodou je, že je lze instalovat pouze vodorovně.

Utěsněné nebo „bezúdržbové“baterie mají místo toho desku ze skleněných vláken mezi deskami-absorpční skleněnou rohož nebo AGM, což je pro ně také jiný název. Sklolaminát nasákne roztok a udrží jej v kontaktu s oběma druhy desek a zároveň zabrání jejich dotyku a zkratu v případě poškození baterie. To znamená, že je lze také instalovat pod úhlem a podléhat většímu zneužití, než se rozlijí nebo způsobí potíže.

Protože nabíjecí reakce uvolňuje vodík, olověné baterie potřebují větrání, aby mohly vypustit přebytečný plyn. Utěsněné baterie mají ventily pro ovládání uvolňování, což vede k dalšímu názvu pro uzavřené baterie: VRLA pro ventilově regulovanou olověnou kyselinu

Dalším druhem jsou gelové buňky, které mají v roztoku zahušťovadlo, takže kombinují některé výhody obou předchozích druhů. Na tyto jsem nenarazil, ale v zásadě je lze obnovit stejným způsobem, i když to může vyžadovat určité protřepání. Ty jsou u startéru běžné jako vysoce výkonné autobaterie.

Krok 2: Jak olověná baterie umírá

Nyní, když jsme přešli způsob, jakým baterie fungují a jsou konstruovány, bude snazší vysvětlit způsoby, kterými mohou selhat. Toto jsou dva hlavní způsoby, jak přestat držet poplatek:

Problémy se sírou

Chemicky naklonění si všimli, že jak kyselina sírová ukládá elektron na druhou stranu, atom síry musí někam jít, takže na povrchu olověné desky vytvoří síran olovnatý. To je teoreticky obráceno při dobíjení, ale ve skutečnosti k tomu nedojde u 100% síry. Mohou se tvořit krystaly, které se buď přilepí na měď, čímž se zmenší její aktivní povrchová plocha (sulfatace), nebo spadnou na dno a ponesou část olova, přičemž v jamce zůstanou jámy (důlky nebo koroze) a také sníží množství kyseliny sírové kyselina dostupná v roztoku.

Určité množství sulfatace je při cyklech nabíjení a vybíjení nevyhnutelné a je hlavním způsobem, jak baterie stárne a stává se nepoužitelnou. Nesprávné nabíjení a vybíjení (příliš rychlé nebo příliš hluboké) k tomu může předčasně vést.

Problémy s vodou

Kyselina sírová je pouze malou částí kapaliny uvnitř baterie, přibližně 25%. Proto musí být rozpuštěn ve vodě, aby dosáhl na celou plochu desek. Protože mají různé teploty varu, voda se může odpařovat a oddělovat ze směsi, zmenšuje její objem a účinně „vysouší“baterii.

To je běžnější u baterií, které nejsou často cyklovány, a dochází k nim místo z faktorů prostředí.

Je to mrtvé?

V obou případech bude napětí na svorkách baterie velmi nízké (pouze několik mV). Odpor bude také velmi vysoký, ale k měření nepoužívejte ohmový režim multimetru! Znamená to spíše, že jím může procházet jen velmi malé množství proudu, jako by to dělal velký odpor. Můžete vidět, že váš ampérmetr je v sérii mezi baterií a nabíječkou, kde budete měřit pouze malý proud (několik miliampér).

Baterie, kterou používám jako příklad, měla předčasnou ztrátu vody. Byl zakoupen nový před 10 lety a nikdy nebyl použit. Veškerá voda se vypařila, a proto nebylo možné elektrony obejít.

Pokud se vaše baterie sulfatovala, tato metoda pravděpodobně nebude fungovat příliš dobře. Nemohlo to přinést žádné výsledky, nebo jen omezené. Za prvé, kapacita baterie bude pravděpodobně menší. Četl jsem, že k přinucení krystalů síranu olovnatého k rozpuštění síry zpět do roztoku a mimo desky lze použít vysoký proud, ale nikdy jsem to nezkoušel. Zapojené proudy jsou v rozsahu 100-200 A (ano, celé ampéry!), Takže se normálně používá svářečka (při velmi vysokých ampérech vydávají nízké napětí)

Krok 3: Otevřete 'Er Up

Ve zbývajících krocích se zaměřím na uzavřené baterie, jako jsou ty, které sám obnovuji

Zaplavené baterie jsou určeny k otevření a budou ukazovat, kde můžete víčka sundat. Jsou také určeny k opětovnému naplnění, takže by to mělo poskytnout dobré výsledky, pokud uvidíte, že je vyschlý.

Na druhé straně zapečetěné baterie neměly být otevírány. Nám to ale příliš nevadí. Pravděpodobně si všimnete štěrbin kolem víka. To jsou vlastně průduchy, odkud vychází přebytečný vodík. Tyto body můžete použít k odepnutí víka malým plochým šroubovákem. Ačkoli se může zdát, že má klipy, víko je ve skutečnosti nalepeno na několika místech.

Nyní můžete vidět 6 ventilů, které tvoří 6 článků této baterie. Chcete -li nahlédnout dovnitř, sundejme je, ale pozor:

• Uvnitř by mohl být nějaký tlak, což by vedlo k odletu ventilu při zvednutí. Doporučují se kleště.
• Kolem ventilu by také mohla viset nějaká kyselina, která by po odstranění mohla na vás stříkat. Rukavice a/nebo brýle se doporučují, stejně jako uchovávání třepačky hydrogenuhličitanu sodného k neutralizaci případných úniků
• Ventily jsou velmi důležité. Neztrácejte je!

Krok 4: Kontrola

Osvětlete dovnitř ventilových otvorů a nahlédněte do buněk Můžete ocenit olovo, oxid olovnatý a sklolaminátovou rohož.

Pokud to všechno vypadá velmi suché, skvělé! Přidání trochu vody vrátí vaší baterii životnost. Alespoň trochu. Takže čtěte dál.

Pamatujte: pokud můžete jasně vidět kapalinu, ale na svorkách dostanete jen několik mV, tato metoda pro vás nebude fungovat. Vaše baterie je pravděpodobně sulfatovaná.

Píchejte multimetrem do sousedních buněk a změřte napětí a odpor. To je hledat šortky. Nejprve zkontrolujte napětí a měli byste získat maximálně několik milivoltů. Pokud se měření zdá být nulové nebo příliš blízko, změřte odpor. Velmi nízká hodnota znamená, že se článek zkratoval, to znamená, že se dotýkají opačné desky. Nedoporučoval bych je obnovit, protože nabíjecí napětí bude nižší (nabíjíte méně článků) a normální nabíječka poškodí ostatní. Pokud víte, co děláte, a dokážete žít se správou napětí pro vaši handicapovanou baterii, v každém případě pokračujte a dejte jí další šanci na život. Pokud ne, pamatujte, že tyto baterie jsou z 95% recyklovatelné.

Krok 5: Získejte správnou vodu

Na rozdíl od populárních znalostí, čistý H2O ve skutečnosti není vodivý. Voda z vodovodu povede elektřinu kvůli nečistotám, které jsou v ní rozpuštěny. Sodík a další minerály v něm přítomné tvoří soli, které mohou nést elektrony.

Protože reakce v naší baterii závisí na kyselině sírové nesoucí elektrony, je velmi důležité, aby ve vodě, kterou přidáváme, nebyly přítomny žádné další molekuly nesoucí náboj.

Zadejte destilovanou vodu!

Tato voda má všechny nečistoty chemicky odděleny. Najdete ji v mnoha supermarketech. Je běžné v žehličkách na prádlo, protože voda z vodovodu obsahuje vápník, který může ucpat jejich malé vnitřní potrubí.

Kromě toho se s injekční vodou manipulovalo po destilaci sterilním způsobem. Není to nutné, ale vzhledem k tomu, že toto je k dostání v drogeriích, pro mnohé (jako pro mě) to může být snazší najít a stejně levné.

V nouzi nebo v postapokalyptických scénářích přežití (jak to čtete?) Funguje dešťová voda dobře, protože byla přirozeně destilována (byla odpařena do mraků).

Krok 6: Doplňte

Dovolte mi zopakovat: destilovaná voda! Čím větší je baterie, tím více vody pojme, protože články jsou větší; můj 12AH obsahoval asi 30 ml na buňku (1 oz?). Je dobré použít odměrnou nádobu nebo stříkačku, aby bylo množství vody, které do každé buňky vložíte, stejné.

Pomocí trychtýře nebo stříkačky nalijte do prvního článku mírné množství vody, počkejte, až jej podložka absorbuje (pokud nemáte zaplavenou baterii, která nemá rohož), a naplňte ji těsně pod horní část talíře.

Hladina se může změnit po několika nabitích, protože rohož absorbuje roztok a část vody se oddělí (elektrolyzuje). Naplňte zbytek buněk stejným množstvím.

Pozor na vzlínavost! Buňka se může zdát plná, když se kapka tuku přichytí ke stěnám otvoru ventilu. Bavlněný tampon nebo nějaké poklepání by mělo ponechat otvor opět volný. Všechny buňky by měly přijmout více či méně stejné množství vody.

Krok 7: První nový poplatek

První nabití bude „aktivační poplatek“, kde znovu spustíme reakci. V této fázi bude proud procházející baterií velmi nízký. Zvedne rychlost a nabije se normální rychlostí do 2. nebo 3. cyklu.

Je důležité provést první hrst náloží s vypnutým víkem a/nebo ventily, aby se přebytečný roztok, který je nevyhnutelně nyní ve vaší baterii, nerozlil. To bude vypadat jako vodík, takže je také důležité mít prostor větraný, aby se zabránilo výbuchům!

Chcete -li provést první nabíjení, připojte baterii k nabíječce sériovým ampérmetrem. K tomu budeme muset změřit proud. Vždy můžete také použít nastavitelný napájecí zdroj. Musí mít řízení napětí, zatímco omezení proudu je užitečné, ale není nutné.

Zkontrolujte na štítku baterie limit nabíjecího proudu. Pokud má vaše dodávka aktuální omezení, doporučuji ji nastavit asi na 80%.

Pokud vaše baterie nemá stanovený limit nebo je štítek opotřebovaný, zvažte limit asi 40% jmenovité kapacity.

Začněte nastavením napětí na 14,4 voltů. Toto je standardní nabíjecí napětí pro 12V. Počáteční proud bude velmi malý. Pokud je váš napájecí zdroj schopen, můžete zvýšit napětí a urychlit tak reakci. Mnoho nabíječek s „režimem obnovy“to dělá. Je bezpečné dosáhnout až 60 V pro baterii 12V, pokud snížíte napětí, protože baterie začne přijímat vyšší a vyšší proud. Aktuální limit vaší dodávky bude toto napětí pro vás stále snižovat.

Pokud nemůžete překročit 14,4 V (například pokud používáte vyhrazenou nabíječku), pokračujte v kontrole proudu. Zpočátku se bude zvyšovat jen pomalu, pak rychleji a rychleji, až do bodu, kdy začne klesat. Gratulujeme, toto je normální nabíjení!

Fotografie ukazují toto zvýšení-pak snížení proudu

Když se proud dostane na přibližně 0,03násobek kapacity baterie, byl nabit na více než 90-95%

Krok 8: Uzavřete zálohu a několik prvních použití

(Pokud není vaše baterie zaplavena, pak víčka opět zasuňte) Jak již bylo zmíněno, hladina vody se může změnit. Pokud máte čas, nabijte a vybijte baterii několikrát (připojte žárovku, motor nebo jinou zátěž, která ji rychle vybije), abyste dostali řešení na stabilní úroveň.

Vyčistěte a vysušte ventily a ventilové sloupky. Znovu nasaďte ventily a znovu nalepte víko, hledejte místa, kde bylo lepeno, a na každé použijte kapku kyanoakrylátového lepidla. Na chvíli položte trochu váhy a nechte zaschnout.

Krok 9: Sledujte to

Vaše baterie je připravena, ale byla vrácena z mrtvých, takže se pochopitelně může chovat podivně. Kapacita může být snížena v závislosti na příčině a stupni poškození. Můj vypadal téměř nedotčený, jiní mohou dát jen 20% své předchozí kapacity. Je pravděpodobné, že mají přebytečnou vodu. To je v pořádku. Nezapomeňte nechat nabít ve větraném prostoru bez plamenů a občas dojde k rozlití. Poblíž držím třepačku soli s hydrogenuhličitanem sodným.