Как приготовить электролит для щелочных аккумуляторов

Ни для кого не секрет, что современные аккумуляторы работают на электролите. Данное вещество позволяет накапливать батареям заряд и выдавать его в виде конечной электроэнергии при работе. Одними из часто встречаемых электролитов является щелочной, который активно используется в одноименных аккумуляторных батареях. Подобная субстанция отлично проявляет себя в работе аккумулятора, но также имеет некоторые недостатки. Более подробно о них, сущности щелочного электролита и принципах его эксплуатации поговорим в сегодняшней статье.

Пару слов о щелочном электролите

Щелочной электролит – одна из основных составляющих одноименных аккумуляторных батарей. На сегодняшний день подобная субстанция используется во многих АКБ, поэтому актуальность её рассмотрения довольно-таки высока. Типовой состав электролита для щелочных аккумуляторов состоит:

• либо из едкого калия и литиевых соединений;
• либо из едкого натрия и едкого калия, а также того же лития.

Любое из отмеченных выше соединений в определенной концентрации разбавляется с дистиллированной водой, что и формирует раствор-электролит для щёлочи. По формации он жидкий и представляется, на первый взгляд, обычной водой.

На данный момент в сфере аккумуляторных батарей существуют два типовых, борющихся между собой видов электролитов, а именно:

• рассматриваемые нами – щелочные;
• и кислотные.

Первые по сравнению со вторыми более надёжные и долговечные составляющие АКБ. Помимо этого, щелочные электролиты превосходят кислотные во многих параметрах, за исключением одного НО — они не способны выдавать стартовый ток. Этот момент всерьёз подорвал использование «щелочи» в АКБ для автомобилей, поэтому на современных машинах намного чаще встречаются именно кислотные электролиты и соответствующие аккумуляторы.

Срок службы

Калиево-литиевый щелочной электролит при грамотной эксплуатации и качественном приготовлении является одним из самых долго служащих в своей сфере. Экспериментально доказано, что данная жидкость способна выдержать более 1000 циклов «заряд-разряд», что представляет собой просто огромное количество таких процедур. Однако при использовании щелочных электролитов стоит держать в уме факторы, уменьшающие срок их службы. Наиболее важные из таковых следующие:

• Частая неполноценная зарядка аккумулятора;
• Систематический глубокий разряд АКБ;
• Недостаточное количество электролита в сепараторе;
• Долгое использование электролита при высоких температурах окружающей среды;
• Слишком высокие и частые рабочие температуры жидкости.

Не допуская наличия данных факторов конкретно в вашей ситуации, продлить срок службы аккумулятора и щелочного электролита в отдельности можно в разы. Отметим, что при использовании подобных жидкостей также важно постоянно заправлять АКБ однотипным видом электролитов. В ином случае ресурс батареи уменьшается.

Порядок заливки электролита в щелочной аккумулятор

Допустим, щелочной аккумулятор перестал держать заряд или вовсе вышел строя. Что делать в такой ситуации? Скорее всего, придётся менять калиево-литиевый щелочной электролит, однако перед осуществлением его замены или доливки важно удостовериться в том, что:

• электроды аккумуляторной батареи целы;
• сепараторы и их пластины не обсыпались;
• аккумулятор не работает именно потому, что он разряжен.

Если данные моменты успешно подтвердились, то в необходимости заливки электролита можно не сомневаться. Порядок такой процедуры следующий:

1. Демонтируйте аккумуляторную батарею с автомобиля;
2. Поставьте её в месте, защищённом от сторонних лиц, детей и источников тока, огня, воды, а также удобном для работы с АКБ;
3. Подготовьте себе защитную одежду в полном комплекте (как минимум, защитные очки и перчатки), инструмент для открытия крышки аккумулятора и щелочной электролит для залива. Последний, к слову, можно купить как в магазине (стоимость такового начинается от 30 рублей), так и приготовить в домашних условиях;
4. Затем аккуратно демонтируйте крышку АКБ и начните заливать электролит, ориентируясь по соответствующим меткам;
5. После того как жидкость долита до нужно уровня приведите аккумулятор в первоначальный вид и установите его обратно на машину.

Примечание! Перед началом работ убедитесь, что у вас именно щелочной аккумулятор и электролит, используемый в нём, основан на щелочи. Отметим, что, неправильно залив электролит, можно привести АКБ в негодность.

При полной или частичной смене электролита в щелочном аккумуляторе обязательно зарядите его в усиленном режиме (порядка 12 часов) или нормальном (6 часов). В остальных случаях допустимо проведение ускоренной зарядке (около 3 часов) с повышением нормальной силы тока в 2 раза.

Правила зарядки щелочной батареи

Так как функционирование щелочного электролита во многом зависит от того, как именно будет заряжаться батарея, в которую он залит, не лишним будет рассмотреть базовые правила зарядки соответствующих АКБ. В общем случае их перечень таков:

1. Заряжайте аккумулятор исключительно на средних и высоких показателях силы тока, так как подобная практика положительно сказывается и на состоянии щелочного электролита, и на состоянии аккумулятора;
2. В процессе заряда обязательно следите за тем, чтобы электролит с наличием в составе лития не превышал по температуре более 45 градусов по Цельсию и 35 – для электролитов без лития;
3. Утеплять щелочные АКБ в процессе зарядки требуется лишь в том случае, если температура окружающей среды менее минус 30 градусов по Цельсию. В остальных случаях батареи заряжаются в обычном режиме;
4. При зарядке аккумулятора следите за отсутствием выплёскивания электролита, ибо это не допустимо;
5. После 10 циклов «заряд-разряд» всегда проверяйте уровень электролита и, при необходимости, доливайте его.

Явным признаком того, что аккумуляторная батарея на щёлочи заряжалась верно, будет наличие 1,4-1,45 Вольт напряжения в начале зарядке на АКБ и 1,75-1,85 Вольт в конце.

Учимся готовить щелочной электролит

В завершение сегодняшнего материала о щелочных электролитах для АКБ не лишним будет обратить внимание на то, как сделать таковые дома. Для достижения подобной цели, в первую очередь, необходимо подготовить:

• исходные материалы для приготовления электролита: дистиллированная вода (ГОСТ 6709-72), кали едкое КОН сорта А,В (ГОСТ 9285-69) и гидрат окиси лития Li(OH)3 (ГОСТ 8595-75);
• железная, чугунная или пластмассовая тара с наличием плотных крышек;
• аналогичные предметы для размешивания раствора;
• ареометр – прибор, который требуется для измерения плотности приготовленного электролита.

Непосредственно приготовление щелочного электролита осуществляется так:

1. В сосуд вливается необходимое количество дистиллированной воды;
2. Аккуратными движениями в жидкость либо наливается щёлочь, либо кладётся стальными шпицами;
3. После этого раствор размешивается специальными приспособлениями, и его плотность корректируется под необходимые показатели посредством использования ареометра, а также добавления тех или иных веществ в электролит.

Важно! Плотность щелочного электролита определяется по специальным таблицам с учётом температуры использования батареи и конкретных особенностей АКБ. Как правило, она составляет около 1,25-1,27 граммов на кубический сантиметр.

Приготовленный электролит разливается в стеклянные тары, которые закрываются плотными резиновыми пробками. Хранить щелочной электролит желательно вдалеке от детей и солнца. Помимо этого, ёмкости с субстанцией стоит соответствующе пометить.

На этом, пожалуй, по рассматриваемому сегодня вопросу наиболее важные положения подошли к концу. Как видите, щелочной электролит – важнейшая составляющая одноименных аккумуляторов, требующая систематичной проверки и замены. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен. Удачи в ремонте автомобиля и на дорогах!

• вода дистиллированная, нормируемая по ГОСТ 6709-72

В случае крайней необходимости допускается применять любую питьевую отстоянную воду, кроме минеральной.

• кали едкое КОН (ГОСТ 9285-69) сорт А или В;
• лития, гидрат окиси технический Li(ОН)3 (ГОСТ 8595-75).

Наличие в растворе электролита едкого лития повышает срок службы аккумулятора в 3 раза и обеспечивает для никель-кадмиевых аккумуляторов 1000 циклов заряд-разряд.

• электролит калиево-литиевый щелочной жидкий ТУ № 6-18-84-70;
• электролит калиево-литиевый твердый ТУ № 6-18-58-69.

Едкие щелочи должны быть герметически укупорены во избежание порчи из-за поглощения углекислого газа из воздуха:

• твердые – в железных запаянных банках;
• жидкие – в стеклянных бутылях, закрытых резиновыми пробками и дополнительно залитых парафином.

Употребление кусков едкой щелочи, окрашенных в бурый или желтый цвет, ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

Приготовление электролита должно производиться в чистой железной, чугунной или пластмассовой посуде с плотно закрывающимися крышками.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ применение оцинкованной, луженной, медной, алюминиевой, свинцовой, керамической и стеклянной посуды, а также посуды, используемой для приготовления электролита кислотных аккумуляторов.

Рекомендуемые плотность и состав электролита в зависимости от температуры эксплуатации, а также соотношения компонентов для приготовления электролита необходимой плотности приведены в соответствующих таблицах инструкции по эксплуатации АКБ.

Приготовление электролита необходимо производить в следующей последовательности:

• влить в сосуд необходимое количество воды;
• с помощью чистых стальных щипцов опускать в воду небольшими порциями куски твердой щелочи или тонкой струйкой вливать жидкую щелочь;
• для ускорения растворения щелочи раствор перемешивать пластмассовой, эбонитовой, стальной или стеклянной мешалкой;
• откорректировать плотность электролита

При всех измерениях плотности электролита должна быть измерена и его температура. В случаях, когда она отличается от + 15°С, в результат измерения плотности необходимо внести поправку, имея ввиду, что повышение температуры на каждый 1°С вызывает уменьшение плотности электролита на 0,005 г/см 3 .

• посуду с электролитом прикрыть от доступа воздуха и дать ему остыть до температуры не более 300°С и отстояться в течение 3-6 часов до полного осветления;
• осторожно слить осветленную часть электролита и использовать ее для заливки аккумуляторов.

При использовании для приготовления электролита калиево-литиевой щелочи плотностью 1,41 г/см 3 , имеющей белый осадок не растворившегося лития едкого аккумуляторного, необходимо разбавлять щелочь водой до требуемой плотности, одновременно помешивая раствор электролита до растворения осадка.

Для хранения электролит разлить в стеклянные бутыли, которые закрыть резиновыми пробками и залить парафином. На бутыли укрепить бирки с указанием состава, плотности и даты приготовления электролита.

Электролит является важнейшей составляющей аккумуляторных батарей. Без него невозможна их работа и от качества и правильности приготовления зависят как технические параметры, так и долговечность аккумуляторов.

Сейчас в продаже возможно приобретение электролита для любых разновидностей аккумуляторов, но иногда возникает необходимость в его самостоятельном изготовлении. Приготовить электролит для аккумулятора несложно при выполнении ряда условий.

Состав электролита

Электролит является раствором активного вещества в дистиллированной воде. В зависимости от типа используемых аккумуляторных батарей активным веществом являются:

• серная кислота для свинцово-кислотных аккумуляторов;
• щелочи (едкий натрий или калий) для щелочных аккумуляторов.

В щелочных АКБ для выполнения особых требований в составе электролита может присутствовать добавка едкого лития. Также едкий литий является основным в литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторах.

Требования к компонентам

Нормальное протекание химических реакций предъявляет особые требования к веществам электролита. Основное требование – высокая степень чистоты материалов. Чем чище будут химические вещества для приготовления электролита, тем выше будет КПД аккумуляторов и их долговечность.

Согласно требованиям стандартов, аккумуляторная серная кислота должна содержать не менее 92 – 94% серной кислоты. Оставшиеся 6 – 8% занимает вода. Содержание солей металлов не более тысячных долей процента.

Внимание! Щелочь выпускается в сухом виде и к ней предъявляются подобные требования.

Если с перечисленными веществами вопросов обычно не возникает (ответственность за чистоту возлагается на предприятия, выпускающие материалы и торговые организации), то с водой дела обстоят несколько хуже. Многие автолюбители не делают различие между обычной и дистиллированной водой.

Вода из водопровода насыщенна растворами различных солей металлов и органических веществ. Простое кипячение в состоянии избавиться от незначительного количества солей жесткости, а остальные вещества остаются в неизменном виде. В водопроводной воде наиболее опасными для аккумуляторов являются соли железа, находящиеся там в больших концентрациях.

Активные вещества для электролита нужно разводить дистиллированной водой, которая отличается тем, что содержание солей в ней минимально. Такая вода по своим химическим и физическим параметрам практически соответствует идеальной.

Плотность электролита

Для заливки в аккумуляторы используются составы с точно определенной концентрацией входящих в состав веществ. Для облегчения контроля количественного состава введено понятие плотности. Это объясняется тем, что дистиллированная вода обладает плотностью, равной 1 гр/см3 и любые посторонние добавки увеличивают это значение. Серная кислота и щелочь, имеют гораздо более высокие значения удельного веса, поэтому, измеряя плотность раствора, можно легко определить состав электролита. Плотность измеряется при помощи простейшего устройства, а о том, как замерять плотность, читайте в этой статье .

Количество исходных веществ

Чтобы приготовить электролит с заданным значением плотности, нужно взять строго определенное количество исходных веществ. В таблице ниже приведены данные по наиболее распространенным значениям плотности для разных типов электролита.

Плотность, г/см3	Количество воды, л	Количество кислоты, л	Количество щелочи, кг	Температура замерзания электролита, °С
1,24	0,819	0,242	-45
1.25	0,809	0,253	-50
1.26	0,8	0,263	-55
1.27	0,791	0,274	-60
1.28	0,781	0,285	-65
1,15 – 1.21	3	1	-19 … +35
1.25 – 1.27	2	1	-20 … -40

Для повышения допустимой температуры эксплуатации в регионах с жарким климатом или на предприятиях с высокой температурой окружающего воздуха, в щелочные аккумуляторы вводится добавка едкого лития в количестве 15-20 гр. на литр электролита.

Особенности технологии приготовления электролита

При самостоятельном приготовлении следует помнить следующее:

• плотность кислоты и щелочи намного выше плотности воды;
• реакции смешивания кислоты с водой и растворения щелочи происходят с выделением высокой температуры (до 80-90°С);
• кислоты и щелочи взаимодействуют с большинством металлов.

Из перечисленного следует, что посуда для приготовления электролита должна быть из материала, стойкого к действию агрессивных веществ и температуры. Наиболее соответствует этим требованиям посуда из стекла и керамики. Использование пластиковой посуды возможно при условии недопускания ее нагрева до высоких температур. Нельзя использовать эмалированную посуду, поскольку при наличии незаметных трещин в эмали будет происходить загрязнение электролита солями металлов. То же самое относится к изделиям из нержавеющей стали. Такие материалы не вступают в реакцию с водой, но производители не гарантируют ее нейтральность по отношению к агрессивным веществам.

Важно! Перед тем, как сделать электролит, заранее отмеряют необходимое количество компонентов.

Приготовление кислотного электролита

Высокая плотность кислоты и способность разогрева при смешивании с водой обусловили специфику приготовления раствора: кислоту нужно вливать в воду. Если поступить наоборот, то вода, оказавшись сверху, нагреется до температуры закипания и выплеснется наружу вместе с каплями кислоты.

Чтобы уменьшить нагрев, кислоту целесообразно разбавить в два этапа. На первом готовится раствор плотностью 1.40, а затем, после остывания, делают электролит необходимой концентрации. Раствор с плотностью 1.40 называют корректирующим. Он применяется для коррекции плотности электролита в рабочих аккумуляторах. После добавления кислоты в воду смесь аккуратно перемешивают стеклянной палочкой. Приготовленный электролит необходимо оставить на некоторое время (от половины до суток) для его равномерного смешивания и полного остывания.

Внимание! Срок хранения кислотного раствора неограничен.

Приготовление щелочного электролита

Необходимое количество щелочи высыпают в отмеренное количество воды и перемешивают до полного растворения. Также необходимо выдержать время, пока осадок не растворится полностью и температура не опустится до нормальной.

Раствор щелочи нужно хранить в герметично закрытой таре, не допуская попадания воздуха. Углекислый газ легко вступает в реакцию со щелочами с образованием карбонатов – солей угольной кислоты. В результате содержание активного вещества в растворе с течением времени падает.

Растворы кислоты и щелочи должны быть прозрачными или иметь легкий желтоватый оттенок. Наличие мутности отстоявшегося раствора говорит о низкой чистоте исходных компонентов и для использования в аккумуляторах непригодны.

Меры безопасности

Приготовление электролита представляет собой опасность из-за использования очень агрессивных веществ. Концентрированные растворы кислоты и щелочей способны вызвать труднозаживающие кислотные ожоги, а при попадании в глаза вызывают слепоту.

Перед работой следует приготовить нейтрализующий раствор для смывки случайно попавших на тело капель электролита:

• 1% раствор пищевой соды при работе с кислотой.
• Столовый уксус для обезвреживания щелочи. Уксус нужно наполовину разбавить водой.

Работать следует в резиновых перчатках и обязательно в защитных очках или маске. При попадании электролита на кожу нужно обильно промыть место попадания нейтрализующим раствором, а после промывки глаз немедленно обратиться к врачу.

Все работы производятся на открытом воздухе или хорошо вентилируемом помещении. Пары кислоты, выделяющиеся при приготовлении раствора (особенно в горячем состоянии) вызывают раздражение верхних дыхательных путей, выраженные сильным кашлем и отеком слизистых оболочек.

В качестве одежды в домашних условиях можно использовать ту, которую не сильно жалко, поскольку даже после промывки нейтрализующим раствором между волокнами ткани останется часть агрессивного вещества и вещи будут безнадежно испорчены.