При разряде аккумулятора активная масса отрицательных пластин преобразуется из губчатого свинца Pb в сернокислый свинец PbSO4c изменением цвета из серого в светло-серый.
Активная масса положительных пластин аккумулятора преобразуется из перекиси свинца PbO2 в сернокислый свинец PbSO4 с изменением цвета из темно- коричневого в коричневый .
Сернокислый свинец PbSO4 принято называть сульфатом свинца .
Практически при допустимом разряде аккумулятора в химических реакциях участвует не более 40-50 % активной массы пластин , так как к глубоким слоям активной массы вследствие недостаточной ее пористости электролит в необходимом количестве не поступает .Отложение кристаллов PbSO4 на поверхности стенок пор сужает и даже закупоривает поры активной массы, что затрудняет проникновение электролита к ее внутренним, более глубоким слоям. В виду этого часть химической энергии ,запасенной в виде PbO2 и Pb во внутренних слоях активной массы, не будет вступать в контакт с электролитом, что уменьшит емкость каждого аккумулятора батареи.
Так как в процессе разряда серная кислота идет на образование сернокислого свинца PbSO4 при одновременном выделении воды H2O, то плотность электролита соответственно уменьшается с 1,25-1,31 до 1,09-1,15 г/см.
Таким образом , плотность электролита при 100%-ном разряде уменьшается на 0,16 г/см, следовательно, в период разряда аккумулятора уменьшение плотности электролита на 0,01 г/см соответствует снижению емкости аккумулятора на 6%.
ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЭЛЕКТРОЛИТА ЯВЛЯЕТСЯ
ОДНИМ ИЗ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СТЕПЕНИ РАЗРЯДА
АККУМУЛЯТОРА.
Состояние разряженного аккумулятора характеризуется следующим химическим составом активной массы пластин и составом электролита:
Положительные пластины ……………………PbSO4
Отрицательные пластины ……………………PbSO4
2H2O
Электролит………………………………………H2SO4
При этом плотность электролита равна 1,09-1,15г/см.
Для заряда аккумулятор включает в цепь параллельно источнику постоянного тока (генератору, выпрямителю),напряжение которого должно превышать э.д .с заряжаемого аккумулятора.
ПРИ ЗАРЯДЕ активная масса отрицательных пластин постепенно превращает из сернокислого свинца PbSO4 в губчатый свинец Pb(серого цвета ), а активная масса положительных пластин превращается из PbSO4 в перекись свинца PbO2(темно-коричневого цвета) .При этом вследствие образования H2SO4 при одновременном уменьшении H2Oплотность электролита увеличивается с 1,09-1,15 до 1,25-1,31 г/см .
Состояние заряженного аккумулятора характеризуется следующим химическим составом активной массы пластин и составом электролита:
Положительные пластины……………………PbO2
Отрицательные пластины……………………Pb
2H2SO4
Электролит…………………………………….H2O
Как только активная масса пластин преобразуется в PbO2 и Pb,плотность электролита при дальнейшем заряде аккумулятора перестает повышаться, что служит признаком конца заряда аккумулятора .При дальнейшем заряде будет происходить только разложение воды на водород и кислород, которые, выделяясь в воздух, вызывают сильное бурление электролита.
РЕМОНТ АКБ.
КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ В АКБ . Короткое замыкание внутри АКБ возникает между разноименными электродами из-за накопления на дне банки выпавшего активного вещества, образования на кромках отрицательных электродов свинцового мостика (губки) и в результате разрушение сепараторов. Эти явления возможны при длительной пере заряде батарей, заряде токами большой силы, загрязнении и замерзании электролита. Внешние признаки короткого замыкания: очень малая величена э.д. с; быстрое повышение температуры при заряде; медленное повышение напряжение при заряде и быстрое его падение при выключение тока; понижение плотности электролита.
Для устранения короткого замыкания АКБ разбирают, заменяют поврежденные сепараторы и электроды, удаляют осадок и губку с кромок электродов. После сборки АКБ заряжают с одной перезарядкой .
КОРОБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДОВ. Коробятся электроды из-за большой силы зарядного и разрядного тока, повышенной температуры электролита, нарушение правил пуска двигателей стартером(часты и длительны его включения).Признаками коробления являются изменения внешней их формы и уменьшения емкости АКБ из-за сокращения количества активного вещества вследствие его выведения .Покоробленные электроды при ремонте АКБ заменяют.
УСКОРЕННЫЙ САМОРАЗРЯД АКБ .Саморазряд батарей, превышающий 1% в сутки, считается ускоренными .Он происходит в результате загрязнения поверхности АКБ и попадания примеси в электролите .Для уменьшения саморазряда необходимо содержать в чистоте поверхность батареи (загрязнения образуют между клеммами токопроводящий мостик ), не допускать «прорастания» сепараторов. Если электролит загрязнен, то батарею нужно разрядить током 0,1 от ее емкости до напряжения 1,1-1,2 В на каждый аккумулятор. При этом посторонние металлы и окислы с электродов переходят в электролит. Затем вылить электролит, промыть батарею дистиллированной водой, залить свежий электролит прежней плотностью зарядить .
СУЛЬФАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОДОВ .Сульфитация(образование на поверхности активного вещества электродов кристаллов сульфата свинца) возникает при длительных и глубоких разрядах и ускоряется при снижении уровня электролита (оголение верхней части электродов), наличие в электролите органических примесей , повышение плотности и температуры электролита, наличии ускоренного саморазряда. Признаки сульфитации электродов АКБ: уменьшение емкости батареи; снижение плотности электролита быстрое повышение при заряде напряжение батареи и температуры; преждевременное бурное газовыделение ; при запуске двигателя резкий спад напряжения вследствие малой емкости батареи.
Существует несколько способов восстановления емкости за сульфатированных АКБ: длительный заряд малыми токами заряд на дистиллированной воде, разряды малыми токами; кратковременный (1-2ч) заряд батареи током, в 10-20 раз превышающий ток обычного заряда, и др.
Если процесс сульфитации не слишком глубок, электроды АКБ можно восстановить, разрядив батарею током 0,05 от ее емкости до напряжения 1,7 В. После этого слить электролит, и залить дистиллированную воду и заряжать током 0,03 от емкости. При достижении плотности электролита 1,09 г \см напряжение каждого аккумулятора должно быть 2.3-2.4 В. Если оно ниже ,то заряд прекращают, часть электролита заменяют дистиллированной водой и после 2- часового перерыва продолжают заряд тем же током до достижения плотности 1,09г/см и напряжение 2,3-2,4В После этого плотность доводят до нормальной и заряжают батарею током 0,1 от емкости .
Для восстановления электродов с глубокой ,но не застарелой , сульфитацией из разряженных до 1,7 В сливают электролит и заливают в них дистиллированную воду. Через час аккумуляторы заряжают, установив ток с таким расчетом, чтобы напряжением на выводах 12-вольтовой батареи было 13,8 В .Когда плотность электролита повысится до 1,12г/см, устанавливают зарядный ток, соответствующий 0,2 от емкости батареи .Зарядку ведут до начала газовыделения во всех аккумуляторах и прекращения увеличения плотности электролита .Затем АКБ включают на1,5-2-часовую разрядку примерно таким же током. Разрядку и зарядку продолжают до тех пор, пока повышается плотность электролита .
ОТСТАЮЩИЕ АККУМУЛЯТОРЫ. Если в АКБ хотя бы один аккумулятор разряжается раньше остальных, то работа способность батареи будет определяться именно этим аккумулятором ,который при дальнейшем разряде пере плюсуется и будет заряжать обратным током остальные аккумуляторы, что приведет к значительному снижению напряжения АКБ. У отстающих аккумуляторов плотность электролита при заряде растет значительно медленнее ,а температура быстрее, чем у остальных аккумуляторов. Батарея с таким аккумуляторами должна быть подвергнута 2-3-разовому контрольно-тренировочному циклу(заряд-разряд).
ТРЕЩИНЫ В МОНОБЛОКАХ. Трещины в стенках и перегородках моноблока(банки)заделывают композицией на основе эпоксидной смолы или расплавленным хлорвинилом. Перед заделкой трещину обрабатывают по всему контуру. Снимают фаски под углом 45-60 на глубину , равную 2/3 толщины стенки. Поверхность вокруг трещины зачищают и обезжиривают ацетоном.
ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА И ЗАРЯДКА АКБ. Электролит готовят из аккумуляторной серной кислоты (плотность1,83г/см)и дистиллированной воды. В пластмассовый, керамический, эбонитовый или свинцовый сосуд сначала наливают воду, затем при непрерывном перемешивании кислоту.
Аккумулятор, собранные после ремонта из разряженных пластин(электродов),заливают электролитом плотностью 1,12г/см после охлаждения до температуры 25С.Залитую АКБ выдерживают в течение 2-4ч.
В качестве источника тока для зарядки АКБ используют выпрямители типа ВСА или специальные зарядные агрегаты. Зарядку ведут током, равным 0,1 от емкости батареи. Напряжение на каждом аккумуляторе должно быть 2,7-3,0 В. Во время зарядки контролируют температуру электролита. Она не должна подниматься выше 45С. Если температура окажется выше ,уменьшают зарядный ток или прекращают зарядку на некоторое время. Заканчивают зарядку после того ,как начнется обильное газовыделение, а плотность электролита стабилизируется и не будет меняться в течение 2 часов. После 30 минут выдержки проверяют плотность электролита. Если она не соответствует установленной для данной зоны эксплуатации то доливают в аккумулятор дистиллированную воду(когда плотность выше нормы) или электролит плотностью 1,4г/см (если плотность ниже нормы).После корректировки необходимо продолжить зарядку в течение 30 минут для перемешивания электролита.