Aduceți o baterie cu plumb înapoi din morți: 9 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Dintre toate modelele vechi de baterii, plumb-acidul este cel mai larg utilizat încă. Densitatea sa de energie (wați-oră pe kg) și costul redus le fac răspândite.

Ca orice fel de baterie, se bazează pe o reacție electrochimică: o interacțiune între diferite substanțe chimice care, în esență, produce un exces de electroni pe o parte și un deficit pe cealaltă parte. Această diferență („potențial”) este tensiunea și permite un flux de curent pe măsură ce electronii circulă în jurul circuitului pentru a umple acel deficit. Pe măsură ce diferența neutralizează, încărcarea disponibilă din baterie scade. Cheia în bateriile reîncărcabile este că această reacție este reversibilă, deoarece aplicarea unui curent în baterie (spre deosebire de extragerea din ea) va restabili încărcarea. Alte reacții electrochimice pot produce densități de energie mai mari cu prețul de a nu fi reîncărcabile.

Tensiunea generată de fiecare reacție este mai mult sau mai puțin fixă (variază puțin în funcție de procentul de încărcare). Plumb-acid este de 2 volți. De exemplu, reîncărcabilele pe bază de nichel sunt 1,2 sau 1,4v, iar celulele cu litiu sunt 3,7v. Din acest motiv, dacă doriți o baterie de 12v, va trebui să plasați mai multe dintre aceste reacții în serie pentru a adăuga tensiunile. Fiecare dintre acestea se numește celulă. După cum puteți vedea în imagini, un plumb-acid de 12v este compus din 6 celule. Bateriile de 12v, 6v, 8v și chiar 2v cu o singură celulă sunt comune.

În continuare voi explica modalitățile prin care pot fi construite celulele de plumb-acid, astfel încât să puteți identifica ce trebuie făcut cu bateria dvs. particulară.

Pasul 1: Identificați tipul dvs. de baterie

Există 3 componente principale ale acestor baterii. Da, este plumb și acid. Mai exact, o soluție de acid sulfuric, plăci de plumb și plăci de oxid de plumb. Plăcile de plumb sunt negative. Oxidul de plumb face pozitiv, deoarece atomii de oxigen legați de plumb „lipsesc” de electroni (electronii au sarcină negativă), astfel este „mai puțin negativ” = pozitiv. Acidul sulfuric, dizolvat în apă, se numește electrolit și transportă electronii către și din aceste plăci, iar la reacția cu plumb, eliberează electroni.

Cantitatea, grosimea și dimensiunea plăcilor pot varia, precum și modul în care este ținut electrolitul.

Baterii de pornire și cicluri profunde

Diferitele scopuri ale acestor baterii înseamnă că dimensiunea plăcilor este diferită. O baterie de pornire este ceea ce găsești în mod obișnuit în mașinile cu gaz. Sarcina lor principală este de a furniza un curent mare pentru o perioadă scurtă de timp pentru a roti motorul care pornește motorul pentru pornire. Utilizarea lor normală nu le descarcă prea mult - doar o scufundare mare, scurtă, care se reîncarcă destul de repede. Alternatorul din mașină menține bateria încărcată în timp ce funcționează luminile, stereo, ECU și toate celelalte electronice.

Bateriile cu ciclu profund, pe de altă parte, sunt proiectate pentru a face față descărcărilor lente, dar considerabile. Este posibil ca aceștia să nu poată oferi atât de mult „pumn” pe capriciu (adică supratensiuni mari de curent), dar pot fi descărcați mult mai mult înainte de a provoca daune. Acestea sunt ceea ce găsiți pe UPS-uri, sisteme de energie solară, lumini de urgență și multe vehicule electrice, cum ar fi stivuitoare, căruțe de golf, unele camioane de livrare, mașini electrice timpurii și DIY și jucării pentru copii.

Baterii inundate și sigilate

Această distincție apare din modul în care electrolitul este ținut în celulă. Plăcile trebuie să fie înconjurate de soluția de acid sulfuric, astfel încât reacția să poată avea loc. Cel mai simplu mod de a realiza acest lucru este să scufundați plăcile în soluția lichidă. Gata: baterie inundată. Bateriile inundate pot fi fie de pornire (majoritatea bateriilor auto), fie de cicluri profunde (de exemplu, baterii pentru stivuitoare sau cărucioare de golf)

Un mare avantaj este că, din moment ce se pierde puțină apă la încărcare (mai multe despre asta mai târziu), puteți încărca mai repede, deoarece vă puteți permite să pierdeți mai multă apă și pur și simplu completați-o din când în când. Un mare dezavantaj este că pot fi instalate doar pe orizontală.

Bateriile sigilate sau „fără întreținere” au în schimb o foaie de fibră de sticlă între plăci - un covor absorbant de sticlă sau AGM, care este, de asemenea, un alt nume pentru acestea. Fibra de sticlă absorb soluția și o menține în contact cu ambele tipuri de plăci, împiedicând în același timp atingerea și scurtcircuitarea acestora în cazul deteriorării bateriei. Acest lucru înseamnă că, de asemenea, pot fi instalate într-un unghi și pot fi supuse mai multor abuzuri înainte de a vărsa sau de a provoca probleme.

Deoarece reacția de încărcare eliberează hidrogen, bateriile cu plumb-acid trebuie să fie ventilate, astfel încât să poată scoate excesul de gaz. Bateriile etanșe au supape pentru a controla eliberarea, ceea ce duce la un alt nume pentru liniile sigilate: VRLA pentru plumb-acid reglat prin supape

Un alt tip sunt celulele gel, care au un agent de îngroșare în soluție, combinând, prin urmare, unele beneficii ale ambelor tipuri anterioare. Nu am dat peste acestea, dar, în principiu, pot fi restaurate în același mod, deși poate necesita o scuturare. Acestea sunt frecvente la tipul de pornire ca bateriile auto de înaltă performanță.

Pasul 2: Cum moare o baterie cu plumb

Acum, că am trecut peste modul în care funcționează și sunt construite bateriile, va fi mai ușor să explicăm modalitățile prin care acestea pot eșua. Acestea sunt cele două modalități principale prin care devin incapabile să rețină o taxă:

Probleme de sulf

Persoanele înclinate chimic vor fi observat că, pe măsură ce acidul sulfuric depune electronul în cealaltă parte, atomul de sulf trebuie să meargă undeva, deci formează sulfat de plumb deasupra plăcii de plumb. Acest lucru este, în teorie, inversat la reîncărcare, dar în realitate nu apare pentru 100% din sulf. Cristalele se pot forma și pot rămâne lipite de cupru, reducând suprafața sa activă (sulfatare) sau pot cădea pe fund, transportând o parte din plumb, lăsând gropi în placă (gropi sau coroziune), precum și reducând cantitatea de sulfat acid disponibil în soluție.

O anumită cantitate de sulfatare este inevitabilă cu ciclurile de încărcare și descărcare și este principala modalitate prin care o baterie îmbătrânește și devine inutilizabilă. Încărcarea și descărcarea necorespunzătoare (prea rapidă sau prea adâncă) pot duce prematur la aceasta.

Probleme cu apa

Acidul sulfuric este doar o mică parte din lichidul din interiorul bateriei, în jur de 25%. Prin urmare, trebuie dizolvat în apă, astfel încât să ajungă la întreaga zonă a plăcilor. Deoarece au puncte de fierbere diferite, apa se poate evapora și separa din amestec, reducând volumul acestuia și „uscând” în mod eficient bateria.

Acest lucru este mai frecvent în cazul bateriilor care nu sunt frecvent circulate și se întâmplă în schimb din cauza factorilor de mediu.

E mort?

În ambele cazuri, tensiunea la bornele bateriei va fi foarte scăzută (doar câțiva mV). Rezistența va fi, de asemenea, foarte mare, dar nu utilizați modul ohm al multimetrului pentru a măsura acest lucru! Mai degrabă înseamnă că permite doar o cantitate foarte mică de curent să circule prin el, așa cum ar face un rezistor mare. Puteți vedea acest lucru punând ampermetrul în serie între baterie și încărcător, unde veți măsura doar un curent mic (câțiva miliamperi).

Bateria pe care o folosesc ca exemplu a avut pierderi premature de apă. A fost cumpărat nou acum 10 ani și nu a fost folosit niciodată. Toată apa s-a evaporat și, prin urmare, nu a existat nicio modalitate prin care electronii să se poată deplasa.

Dacă bateria dvs. a devenit sulfatată, această metodă probabil nu va funcționa foarte bine. Nu ar putea produce rezultate sau doar unele limitate. Pentru unul, capacitatea bateriei va fi probabil mai mică. Am citit că un curent mare poate fi folosit pentru a forța cristalele de sulfat de plumb să dizolve sulful înapoi în soluție și în afara plăcilor, dar nu l-am încercat niciodată. Curenții implicați sunt în intervalul 100-200 A (da, amperi întregi!), Așa că în mod normal se folosește un sudor (emit volți mici la amperi foarte mari)

Pasul 3: Deschideți „Er Up”

În restul pașilor mă voi concentra pe bateriile sigilate, cum ar fi cele pe care le recuperez eu însumi

Bateriile inundate sunt destinate a fi deschise și vor avea o indicație a locului în care puteți scoate capacele. De asemenea, sunt menite să fie reumplute, deci acest lucru ar trebui să dea rezultate bune dacă vedeți că s-a uscat.

Pe de altă parte, bateriile sigilate nu trebuiau deschise. Dar nu ne deranjează prea mult despre asta. Probabil că veți observa sloturi în jurul capacului. Acestea sunt de fapt orificiile de evacuare în care iese excesul de hidrogen. Puteți utiliza aceste puncte pentru a îndepărta capacul cu o șurubelniță mică cu cap plat. Deși s-ar putea să simtă că are cleme, capacul este de fapt lipit în mai multe locuri.

Acum puteți vedea cele 6 supape care compun cele 6 celule ale acestei baterii. Pentru a vedea înăuntru, să le scoatem, dar aveți grijă:

• Ar putea exista o anumită presiune în interior, ceea ce va duce la scăderea supapei atunci când este ridicată. Se recomandă clești.
• Ar putea exista, de asemenea, niște acid agățat în jurul supapei, care prin îndepărtarea acestuia ar putea fi pulverizat pe tine. Se recomandă mănuși și / sau ochelari de protecție, la fel ca păstrarea unui agitator de bicarbonat de sodiu pentru a neutraliza orice deversare
• Supapele sunt foarte importante. Nu le pierde!

Pasul 4: Inspectați

Lumina în interiorul orificiilor supapei și vizualizarea în celule Puteți aprecia plumbul, oxidul de plumb și covorul din fibră de sticlă.

Dacă totul arată foarte uscat, minunat! Adăugarea de apă va reda viața bateriei. Macar putin. Deci, citiți mai departe.

Amintiți-vă: dacă vedeți clar lichid, totuși obțineți doar câțiva mV pe terminale, această metodă nu va funcționa pentru dvs. Bateria dvs. este probabil sulfatată.

Trageți cu cablurile multimetrului în celulele adiacente și măsurați tensiunea și rezistența. Aceasta este pentru a căuta pantaloni scurți. Verificați mai întâi tensiunea și ar trebui să obțineți cel mult câteva milivolți. Dacă măsurarea pare să fie zero volți sau prea aproape de aceasta, măsurați rezistența. O valoare foarte scăzută indică faptul că o celulă a fost scurtcircuitată, adică atingerea plăcilor opuse. Nu aș recomanda să le recuperați, deoarece tensiunea de încărcare va fi mai mică (încărcați mai puține celule) și un încărcător normal îi va deteriora pe ceilalți. Dacă știți ce faceți și puteți trăi cu gestionarea tensiunii pentru bateria cu handicap, mergeți înainte și dați-i o altă șansă la viață. Dacă nu, amintiți-vă că aceste baterii sunt ceva de genul 95% reciclabile.

Pasul 5: Obțineți apa potrivită

Opus cunoașterii populare, H2O pur nu este de fapt conductiv. Apa de la robinet va conduce electricitatea din cauza impurităților dizolvate în ea. Sodiul și alte minerale prezente în el formează săruri care pot transporta electroni.

Deoarece reacția din bateria noastră depinde de acidul sulfuric care transportă electronii, este foarte important ca în apa pe care o adăugăm să nu existe alte molecule purtătoare de sarcină.

Intră în apă distilată!

Această apă a avut toate impuritățile separate chimic. Poate fi găsit în multe supermarketuri. Este obișnuit pentru utilizarea în fierele de călcat, deoarece apa de la robinet conține calciu care le poate înfunda micile conducte interne.

Mai mult, apa injectabilă a fost manipulată în mod steril după distilare. Nu este necesar, dar din moment ce acest lucru este disponibil în farmacii, pentru mulți (așa cum a fost pentru mine) poate fi mai ușor de găsit și la fel de ieftin.

Într-o ciupire sau în scenarii de supraviețuire post-apocaliptice (cum citești asta?), Apa de ploaie funcționează bine și, deoarece a fost distilată în mod natural (a fost evaporată în nori).

Pasul 6: Reumpleți

Permiteți-mi să repet: apă distilată! Cu cât bateria este mai mare, cu atât mai multă apă, deoarece celulele sunt mai mari; 12AH-ul meu deținea aproximativ 30 ml per celulă (1 oz?). Este bine să folosiți un recipient gradat sau o seringă, astfel încât cantitatea de apă pe care o puneți în fiecare celulă să fie egală.

Cu ajutorul unei pâlnii sau a seringii, turnați o cantitate moderată de apă în prima celulă, așteptați ca covorul să o absoarbă (cu excepția cazului în care aveți o baterie inundată, care nu are covor) și umpleți-o chiar sub partea de sus a farfuriile.

Nivelul se poate schimba după câteva încărcări, deoarece covorul absoarbe soluția și o parte din apă se separă (se electrolizează). Umpleți restul de celule cu aceeași cantitate.

Atenție la capilaritate! O celulă poate apărea plină atunci când o picătură de grăsime se agață de pereții orificiului supapei. Un tampon de bumbac sau o bătaie ar trebui să lase din nou deschiderea liberă. Toate celulele ar trebui să ia mai mult sau mai puțin aceeași cantitate de apă.

Pasul 7: Prima nouă taxă

Prima încărcare va fi o „încărcare de activare”, unde vom reporni reacția. În acest stadiu, curentul care intră în baterie va fi foarte scăzut. Va ridica viteza și se va încărca la viteza normală până la al doilea sau al treilea ciclu.

Este important să faceți prima mână de încărcări cu capacul și / sau supapele oprite, astfel încât excesul de soluție care se află în mod inevitabil acum în baterie să nu se varsă la fel de mult. Acest lucru se va dezvolta ca hidrogen, deci este, de asemenea, important să aveți zona ventilată pentru a evita exploziile!

Pentru a efectua prima încărcare, conectați bateria la încărcătorul cu ampermetrul în serie. Va trebui să măsurăm curentul pentru acest lucru. De asemenea, puteți utiliza întotdeauna o sursă de alimentare reglabilă. Trebuie să aibă control de tensiune, în timp ce limitarea curentului este utilă, dar nu este necesară.

Verificați eticheta bateriei pentru o limită de curent de încărcare. Dacă aprovizionarea dvs. are o limită de curent, vă sugerez să o setați la aproximativ 80% din aceasta.

Dacă bateria dvs. nu are o limită indicată sau dacă eticheta s-a uzat, considerați că limita este de aproximativ 40% din capacitatea nominală.

Setați tensiunea la 14,4 volți pentru a începe. Aceasta este tensiunea de încărcare standard pentru un 12V. Curentul inițial va fi foarte mic. Dacă sursa dvs. de alimentare este capabilă, puteți crește tensiunea pentru a accelera reacția. Multe încărcătoare cu „modul de recuperare” fac acest lucru. Este sigur să urcați până la 60V pentru o baterie de 12V, atâta timp cât reduceți tensiunea, deoarece bateria începe să accepte curent din ce în ce mai mare. Limita de curent pentru alimentarea dvs. va continua să scadă această tensiune pentru dvs.

Dacă nu puteți depăși 14,4v (de exemplu, dacă utilizați un încărcător dedicat), continuați să verificați curentul. Va crește doar încet la început, apoi din ce în ce mai repede, până la un punct în care începe să cadă. Felicitări, aceasta este încărcarea normală!

Fotografiile arată această creștere-apoi-scădere a curentului

Când curentul ajunge la aproximativ 0,03 ori capacitatea bateriei, acesta a fost încărcat cu peste 90-95%

Pasul 8: Sigilați copiile de rezervă și primele câteva utilizări

(Cu excepția cazului în care bateria este inundată, apoi deschideți capacele din nou) După cum sa menționat, nivelul apei se poate schimba. Dacă aveți timp, încărcați și descărcați bateria de câteva ori (conectați o bec, un motor sau o altă sarcină care o va descărca rapid) pentru a obține soluția la un nivel stabil.

Curățați și uscați supapele și stâlpii supapelor. Puneți din nou supapele și lipiți capacul din nou, căutând locurile unde a fost lipit și folosind o picătură de adeziv cianoacrilat pe fiecare. Puneți o greutate deasupra pentru o vreme și lăsați-o să se usuce.

Pasul 9: Fii cu ochii pe el

Bateria dvs. este gata, dar a fost readusă din moarte, astfel încât, înțeles, se poate comporta ciudat. Capacitatea poate fi redusă, în funcție de cauza și gradul de deteriorare. Al meu părea aproape neafectat, alții pot acorda doar 20% din capacitatea lor anterioară. Este probabil ca acestea să aibă exces de apă. Este în regulă. Nu uitați să lăsați încărcarea într-o zonă ventilată, fără flacără, și că deversările vor apărea ocazional. Țin sablonul cu bicarbonat de sodiu în apropiere.