Alla som har hanterat uppladdningsbara batterier vet att deras huvudsakliga egenskaper är klassad spänning och laddningskapacitet. Men för att upprätthålla batteriets prestanda är en lika viktig parameter batteritätheten. Naturligtvis talar vi faktiskt om tätheten för elektrolyten i batteriet. Men ofta är det detta slanguttryck som används. Att övervaka elektrolytkoncentrationen är lika nödvändigt som att regelbundet ladda den aktuella källan.
Vad som påverkas av elektrolytdensiteten
De flesta batterier använder blyplattor, och arbetsmediet är svavelsyra utspädd med vatten. Mättningen av lösningen, mätt i gram / cm3, är den egenskap som påverkar batteriets förmåga att ackumulera laddning för senare användning.
Lead Acid Battery Design
Syrakoncentrationen i elektrolytlösningen och batteriets prestanda är direkt relaterade.
- Vid låg densitet minskar också den nuvarande källans förmåga att ackumulera laddningskapaciteten som säkerställer dess prestanda. Vid låg densitet tappar batteriet snabbare och ger inte ut den maximala inställda strömmen.
- Om värdet på denna parameter sjunker under ett visst värde, kan vattnet i elektrolyten frysa i frost, och batteriet kommer helt att misslyckas.
- Men vid hög densitet accelereras processen för sulfatering av blyplattor kraftigt. Detta innebär att med en svag batteriladdning bildas blysulfat på dem, som inte längre konverteras när det laddas tillbaka till bly. Detta leder också till en minskning av förmågan att ackumulera den nödvändiga laddningen och med tiden - till batteriets fullständiga fel.
Därför är det viktigt att bibehålla värdet på denna parameter i enlighet med etablerade och testade standarder. En betydande minskning eller överskott av regleringsvärden bidrar inte till batteriets produktiva arbete.
Förkylning där batteriets innehåll kan frysa visas i figuren.
Fryspunkten för en vattenhaltig syralösning, beroende på densitet
Normativa indikatorer för elektrolytisk densitet
Visst, många bilister som är bekanta med problemen med att upprätthålla batteriets prestanda vet siffran 1,27 g / cm3. Sådan anses vara den optimala densiteten vid vilken syrabatterier kan maximera deras kapacitet.
Men detta värde är inte sant för alla. typer av batterier och deras arbetsuppgifter. Dessutom varierar den optimala densiteten för olika temperaturer vid vilka batteriet måste fungera. Därför kommer de optimala värdena på vintern och sommaren att vara något annorlunda.
Syftet med blysyrabatterier
- Startbatterier är utformade för att ge maximal möjlig ström vid start av olika motorer. Detta är först och främst bilbatterier. Standardtäthetsvärdet för dem är 1,26 - 1,28 g / cm3.
- Dragbatterier måste tillhandahålla likströmsmotorer under lång tid. En av deras applikationer är elbilar och andra elektriska framdrivningsfordon.Det bästa värdet på elektrolytdensiteten för dessa batterier ligger också inom intervallet 1,26 - 1,28 g / cm3.
- Stationära batterier används för att driva alla elektriska kretsar och enheter. Ligger vanligtvis på ett ställe inomhus. För dem rekommenderas ett reducerat värde av 1,22 - 1,24 g / cm3.
Temperaturberoende
Den omgivande temperaturen förändras - densitetsvärdena för den vattenhaltiga syralösningen ändras också. Med ökande temperatur ökar batteriets förmåga att samla laddning med cirka 1% för varje grad. Med sjunkande temperatur sjunker naturligtvis denna förmåga. Därför rekommenderas det att hålla batteriet vid höga täthetsvärden vid kallt väder och att minska dessa indikatorer för varmt väder.
Batteriprestanda vid olika temperaturer beroende på densitet
Naturligtvis kommer ingen att hantera förändringar vid varje hopp i vädret. Strax före början av kallt väder är det användbart att öka batteritätheten något, och innan sommarsäsongen - sänka den. Dessutom finns det normer för optimal täthet för områden med olika klimat. Dessa normativa värden förväntas följa året runt, med sällsynta undantag. För olika regioner anses det vara normalt:
- I kalla klimat 1,27 - 1,30 g / cm3
- I mittbandet 1,25 - 1,28 g / cm3
- I varma områden 1,22 - 1,25 g / cm3
Mer detaljerat anges dessa specifikationer i tabellen.
Standard batteri elektrolyt densitet för olika temperaturförhållanden
Hur man kontrollerar elektrolytdensiteten i ett surt batteri
För att testa detta kännetecken finns enkla mätare som kallas bilhydrometrar eller densimetrar. Deras arbete är baserat på tillämpningen av Archimedes-lagen, det vill säga lastens förmåga att sjunka till olika djup beroende på vätskans densitet. Strukturellt innehåller hydrometern:
- Glas- eller plastkolv.
- Glas flyter med last och markeringar på det, motsvarande de uppmätta värdena.
- En gummikula bärs på ena sidan av kolven, utformad för att dra elektrolyt in i kolven.
- På motsatt sida finns ett gummimunstycke genom vilket vätska tas från batteriets hål.
Det uppmätta värdet bestäms av den linje på flottören, till vilken vätskan som samlas in i hydrometern når.
Enkel flytande bilhydrometer
Det finns enklare hydrometrar, i vilka det finns flera små stickvikter med olika vikter för var och en. På varje vikt (eller på motsatt kolv) appliceras motsvarande densitetsvärde. Mätresultatet bestäms av det maximala värdet på popup-vikterna. En sådan hydrometer är billigare, men har inte tillräcklig noggrannhet.
Multi-float bilhydrometer
Själva hydrometermätningen utförs enligt följande:
- Hydrometernosen faller ner i batteriet genom påfyllningshålet. Det finns enheter inte med gummi, utan med en plastnäs. I det här fallet måste du fördjupa den i elektrolyten försiktigt för att inte skada blyplattorna.
- Med hjälp av ett päron samlas en elektrolyt i en kolv. För hydrometrar med en enda flottör måste du kontrollera mängden vätska som samlas in. Det ska räcka så att flottören flyter fritt in i glödlampan. Men du kan inte få mycket vätska heller. Då kan flottören vila mot den övre kanten på glödlampan. Avläsningarna av hydrometern i detta fall är opålitliga.
- Efter att ha tagit vätskan ser vi - tvärtom, vad som är riskerna med flottören är dess nivå. Siffrorna bredvid risken anger täthetsvärdet.
För hydrometrar med flera flottörer bestäms densitetsvärdet av de flytande flottörerna. Den flytande vikten med det maximala antalet på det visar bara mätresultatet.
Läsning med hjälp av en hydrometer
För uppladdningsbara batterier i flera celler utförs verifiering separat i varje bank.
Det vanliga uppdelningspriset i batterihydrometrar är 0,01 g / cm3. Men hydrometrar finns också med en mer exakt skala.
Efter mätningarna ska hydrometern spola noggrant med destillerat vatten.
Förhållanden under vilka mätningar ska göras
Innan mätningarna av elektrolytkoncentrationen påbörjas är det nödvändigt att följa enkla regler. Och i vissa fall kommer det att vara nödvändigt att korrigera avläsningarna av hydrometern beroende på förhållandena under vilka de erhölls.
Det mest nödvändiga villkoret är att bibehålla den nödvändiga vätskenivån i själva batteriet. Densiteten kommer att mätas korrekt, men för säker batteridrift är det nödvändigt att bringa nivån till normal. Och detta kommer att leda till en förändring i densitet.
Batteriets laddningsnivå
Elektrolytens densitet ändras när batteriet laddas / urladdas. Med en urladdning minskar den, med en laddning ökar den. Beroende på batteriets urladdningsgrad ändras värdena enligt följande.
Beroende av hydrometeravläsningar på batteriets laddningsgrad
Det är knappast möjligt att exakt bestämma urladdningsnivån. Därför måste du först ladda batteriet helt, vänta några timmar och först sedan mäta.
Om några åtgärder genomfördes med en vatten-syra-lösning - genom att tillsätta destillerat vatten eller själva syran, bör du inte mäta densiteten omedelbart efter dem. Det är nödvändigt att vänta tills den tillsatta vätskan är helt blandad i batteriet.
Temperatur under mätningar
Kalibrering av standardhydrometrar är inriktad på en temperatur på +25 ° С. För att få de mest exakta avläsningarna bör mätningarna av elektrolytdensiteten utföras vid samma temperatur. På vintern ska det testade batteriet föras till en varm plats och låta värmas upp till önskad temperatur. Men du bör inte göra mått bokstavligen hemma. En sur lösning kan av misstag förstöra möbler eller kläder. Det är bättre att använda ett uppvärmt rum anpassat för sådant arbete.
Om det inte är möjligt att göra mätningar vid en rekommenderad temperatur på 20 - 25 ° C, kan du göra mätningar vid valfri temperatur och sedan använda korrigeringstabellen:
Korrigeringsvärden för mätningar vid olika temperaturer
Regelbundna kontroller av elektrolytens densitet i batteriet gör det inte bara möjligt att underhålla den under optimala arbetsförhållanden, utan också att identifiera möjliga problem och funktionsfel i tid.