Vratite olovnu bateriju iz mrtvih: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Od svih starih baterija, olovna kiselina je vrsta koja se još uvijek najviše koristi. Njegova gustoća energije (vatni sati po kg) i niska cijena čine ih široko rasprostranjenima.

Kao i svaka vrsta baterije, temelji se na elektrokemijskoj reakciji: interakciji između različitih kemijskih tvari koja, u biti, proizvodi višak elektrona s jedne strane i nedostatak s druge strane. Ova razlika ("potencijal") je napon i omogućuje protok struje dok elektroni kruže oko kruga kako bi ispunili taj nedostatak. Kako razlika neutralizira raspoloživo punjenje u bateriji se smanjuje. Ključ u punjivim baterijama je ta reakcija je reverzibilna, jer će se primjenom struje u bateriju (za razliku od izvlačenja iz nje) obnoviti naboj. Druge elektrokemijske reakcije mogu dovesti do veće gustoće energije po cijenu da se ne mogu puniti.

Napon generiran svakom reakcijom manje -više je stabilan (malo varira ovisno o postotku naboja). Olovna kiselina ima 2 volta. Na primjer, punjive baterije na bazi nikla su 1,2 ili 1,4v, a litijeve ćelije su 3,7v. Zbog toga, ako želite bateriju od 12 V, morat ćete postaviti nekoliko ovih reakcija u niz kako biste dodali napone. Svaki od ovih naziva se ćelija. Kao što možete vidjeti na slikama, olovna kiselina od 12V sastoji se od 6 ćelija. Uobičajene su 12v, 6v, 8v pa čak i jednoćelijske 2v baterije.

Zatim ću objasniti načine na koje se mogu izgraditi ćelije s olovnom kiselinom, tako da možete identificirati što treba učiniti s vašom baterijom.

Korak 1: Odredite svoju vrstu baterije

Ove baterije sadrže 3 glavne komponente. Da, to je olovo i kiselina. Točnije, otopina sumporne kiseline, olovne ploče i ploče olovnog oksida. Olovne ploče su negativne. Olovni oksid čini pozitivan, budući da atomi kisika vezani za elektrode "nemaju" elektrone (elektroni imaju negativan naboj), stoga je "manje negativan" = pozitivan. Sumporna kiselina, otopljena u vodi, naziva se elektrolit i prenosi elektrone na te ploče i iz njih, a nakon reakcije s olovom oslobađa elektrone.

Količina, debljina i veličina ploča mogu varirati, kao i način držanja elektrolita.

Starter i baterije dubokog ciklusa

Različite namjene ovih baterija znače da je veličina ploča različita. Starter baterija je ono što obično nalazite u benzinskim automobilima. Njihov glavni zadatak je isporučiti veliku struju za kratko vrijeme kako bi okrenuli motor koji pokreće motor za pokretanje. Njihova normalna upotreba ih ne prazni previše - samo jedan veliki, kratki pad koji se brzo puni. Alternator u automobilu održava napunjenu bateriju dok radi svjetla, stereo, ECU i sva druga elektronika.

S druge strane, baterije s dubokim ciklusom dizajnirane su za podnošenje sporih, ali značajnih pražnjenja. Možda neće moći pružiti toliko "udarca" u hiru (tj. Veliki skokovi struje), ali se mogu isprazniti mnogo više prije nego što naprave štetu. To je ono što možete pronaći na UPS-ima, sustavima solarne energije, svjetlima u nuždi i mnogim električnim vozilima poput viličara, golf-kolica, nekih kamiona za dostavu, ranih i DIY električnih automobila i dječjih igračaka za vožnju.

Potopljene i zapečaćene baterije

Ova razlika proizlazi iz načina na koji se elektrolit drži u ćeliji. Ploče moraju biti okružene otopinom sumporne kiseline kako bi moglo doći do reakcije. Najjednostavniji način da se to postigne je da se ploče samo urone u tekuću otopinu. Izvolite: napunjena baterija. Potopljene baterije mogu biti početne (većina akumulatora za automobile) ili dubokog ciklusa (na primjer, baterije za viličare ili kolica za golf)

Velika je prednost to što se pri punjenju gubi malo vode (više o tome kasnije), možete puniti brže jer si možete priuštiti da izgubite više vode i nadolijevajte je svako toliko. Veliki nedostatak je što se mogu instalirati samo vodoravno.

Zapečaćene ili baterije koje ne zahtijevaju održavanje umjesto toga imaju ploče od stakloplastike između ploča-upijajuću staklenu prostirku ili AGM, što je također drugi naziv za njih. Stakloplastika upija otopinu i održava je u kontaktu s obje vrste ploča, a istovremeno ih sprječava u dodiru i kratkom spoju u slučaju oštećenja baterije. To znači da se također mogu instalirati pod kutom i biti izloženi većoj zlouporabi prije prolijevanja ili stvaranja problema.

Budući da reakcija punjenja oslobađa vodik, olovnim baterijama je potrebno odzračivanje kako bi mogle ispustiti višak plina. Zatvorene baterije imaju ventile za kontrolu otpuštanja, što dovodi do još jednog naziva za zapečaćene šišmiše: VRLA za olovnu kiselinu reguliranu ventilom

Druga vrsta su gel ćelije koje imaju zgušnjivač u otopini, stoga kombiniraju neke prednosti obje prethodne vrste. Nisam na njih naišao, ali se u načelu mogu obnoviti na isti način, iako mogu zahtijevati malo protresanja. To su uobičajene vrste startera kao automobilske baterije visokih performansi.

Korak 2: Kako baterija od olovne kiseline umire

Sada kada smo prešli na način na koji baterije rade i izrađuju se, bit će lakše objasniti načine na koje mogu otkazati. Ovo su dva glavna načina na koja postaju nesposobni držati optužnicu:

Problemi sa sumporom

Kemijski skloni primijetit će da kako sumporna kiselina taloži elektron s druge strane, atom sumpora mora nekamo otići, pa tvori olovni sulfat na vrhu olovne ploče. Teoretski se to mijenja pri ponovnom punjenju, ali u stvarnosti se to ne događa za 100% sumpora. Kristali se mogu formirati i zalijepiti za bakar, smanjujući njegovu aktivnu površinu (sulfatiranje), ili pasti na dno noseći dio olova sa sobom ostavljajući rupe u ploči (koštice ili koroziju), kao i smanjujući količinu sumpora kiseline dostupne u otopini.

Određena količina sulfacije neizbježna je u ciklusima punjenja i pražnjenja i glavni je način na koji baterija stari i postaje neupotrebljiva. Nepravilno punjenje i pražnjenje (prebrzo ili preduboko) može prerano dovesti do toga.

Problemi s vodom

Sumporna kiselina je samo mali dio tekućine unutar baterije, oko 25%. Stoga ga je potrebno otopiti u vodi tako da dosegne cijelo područje ploča. Budući da imaju različita vrelišta, voda može ispariti i odvojiti se iz smjese, smanjujući njezin volumen i učinkovito "isušujući" bateriju.

To je češće kod baterija koje se ne koriste često, već se događaju zbog čimbenika okoliša.

Je li mrtav?

U oba slučaja napon na priključcima akumulatora bit će vrlo nizak (samo nekoliko mV). Otpor će također biti vrlo velik, ali nemojte mjeriti ohmski način rada vašeg multimetra! To prije znači da dopušta cirkuliranje vrlo male količine struje, poput velikog otpornika. Ovo možete vidjeti stavljajući ampermetar u seriju između baterije i punjača, gdje ćete mjeriti samo malu struju (nekoliko miliampera).

Baterija koju koristim kao primjer imala je prerani gubitak vode. Nova je kupljena prije 10 godina i nikad korištena. Sva je voda isparila, pa elektroni nisu mogli zaobići.

Ako je vaša baterija postala sulfatna, ova metoda vjerojatno neće raditi baš najbolje. To ne bi moglo dati nikakve rezultate, ili samo ograničene. Kao prvo, kapacitet baterije vjerojatno će biti manji. Čitao sam da se velika struja može upotrijebiti za prisiljavanje kristala olovnog sulfata da otapaju sumpor natrag u otopini i s ploča, ali to nikad nisam probao. Uključene struje su u rasponu 100-200 A (da, čitavi amperi!), Pa se obično koristi zavarivač (oni daju niske volte pri vrlo visokim pojačalima)

Korak 3: Otvorite 'Er Up'

Ostatak koraka fokusirat ću se na zapečaćene baterije poput onih koje sam obnavljam

Potopljene baterije treba se otvoriti i imat će oznaku gdje možete odvojiti poklopce. Namijenjeni su i za ponovno punjenje pa bi ovo trebalo dati dobre rezultate ako vidite da se osušilo.

S druge strane, zapečaćene baterije nisu se trebale otvarati. No, ne smeta nam to previše. Vjerojatno ćete primijetiti proreze oko poklopca. To su zapravo otvori iz kojih izlazi višak vodika. Pomoću ovih točaka možete odvojiti poklopac malim odvijačem. Iako se može činiti da ima isječke, poklopac je zapravo zalijepljen na nekoliko mjesta.

Sada možete vidjeti 6 ventila koji čine 6 ćelija ove baterije. Da bismo vidjeli unutra, skinimo ih, ali budite oprezni:

• Unutra bi mogao postojati određeni tlak, što bi dovelo do odlijepljenja ventila pri podizanju. Preporučuju se kliješta.
• Također bi oko ventila moglo visjeti neka kiselina, koja bi vas uklanjanjem mogla poprskati. Predlažu se rukavice i/ili naočale, kao i držanje šejkera natrijevog bikarbonata za neutraliziranje prolijevanja
• Ventili su vrlo važni. Nemojte ih izgubiti!

Korak 4: Pregledajte

Svjetlo unutar rupa ventila i uvid u ćelijeMožete cijeniti olovo, olovni oksid i prostirku od stakloplastike.

Ako sve izgleda jako suho, super! Dodavanjem malo vode vašoj bateriji ćete vratiti život. Barem malo. Pa čitajte dalje.

Upamtite: ako jasno vidite tekućinu, a na stezaljkama dobijete samo nekoliko mV, ova metoda vam neće uspjeti. Baterija vam je vjerojatno sulfatizirana.

Probodite multimetrom u susjedne ćelije i izmjerite napon i otpor. Ovo je za traženje kratkih hlača. Prvo provjerite napon i trebali biste dobiti najviše nekoliko milivolta. Ako se čini da je mjerenje nula volti ili mu je preblizu, izmjerite otpor. Vrlo niska vrijednost pokazuje da je ćelija spojena, to jest da se suprotne ploče dodiruju. Ne bih preporučio njihovo oporavak jer će napon punjenja biti niži (punite manje ćelija), a uobičajeni punjač oštetit će ostale. Ako znate što radite i možete živjeti s upravljanjem naponom vaše baterije s invaliditetom, svakako naprijed i dajte joj još jednu životnu priliku. Ako ne, zapamtite da se ove baterije mogu otprilike 95% reciklirati.

Korak 5: Nabavite pravu vodu

Nasuprot popularnom znanju, čisti H2O zapravo nije provodljiv. Voda iz slavine provodit će struju zbog nečistoća otopljenih u njoj. Natrij i drugi minerali prisutni u njemu tvore soli koje mogu prenositi elektrone.

Budući da reakcija u našoj bateriji ovisi o sumpornoj kiselini koja prenosi elektrone, vrlo je važno da u vodi koju dodamo nema drugih molekula koje nose naboj.

Unesite destiliranu vodu!

Ova voda je kemijski odvojila sve nečistoće. Može se naći u mnogim supermarketima. Uobičajeno se koristi u peglama za odjeću jer voda iz slavine sadrži kalcij koji može začepiti njihove male unutarnje vodove.

Nadalje, vodom za injektiranje nakon destilacije se rukovalo sterilno. Nije potrebno, ali budući da je to dostupno u ljekarnama, za mnoge (kao što je bilo za mene) može se lakše pronaći, a jednako jeftino.

Za malo, ili u post-apokaliptičnim scenarijima preživljavanja (kako ovo čitate?) I kišnica dobro funkcionira jer je prirodno destilirana (isparila je u oblake).

Korak 6: Ponovno napunite

Dopustite mi da ponovim: destilirana voda! Što je veća baterija, to više vode drži jer su ćelije veće; moj 12AH je držao oko 30 ml po stanici (1 oz?). Dobro je upotrijebiti graduirani spremnik ili špricu kako bi količina vode koju stavite u svaku ćeliju bila jednaka.

Uz pomoć lijevka ili šprice ulijte umjerenu količinu vode u prvu ćeliju, pričekajte da je prostirka upije (osim ako nemate napunjenu bateriju koja nema prostirku) i napunite je malo ispod vrha tanjuri.

Razina se može promijeniti nakon nekoliko punjenja jer prostirka upija otopinu i dio vode se odvaja (elektrolizira). Ostale ćelije napunite istom količinom.

Pazite na kapilarnost! Ćelija se može pojaviti punom ako se kap masti prilijepi za stijenke rupice ventila. Vatreni štapić ili neko tapkanje trebali bi otvor ostaviti ponovno slobodnim. Sve ćelije trebaju unositi manje -više istu količinu vode.

Korak 7: Prvo novo punjenje

Prvo punjenje bit će "aktivacijsko punjenje", gdje ponovno započinjemo reakciju. U ovoj fazi struja koja ulazi u bateriju bit će vrlo niska. Povećat će brzinu i puniti se normalnom brzinom do 2. ili 3. ciklusa.

Važno je napraviti prvu šaku punjenja s poklopcem i/ili ventilima kako se višak otopine koji je neizbježno sada u vašoj bateriji ne prolije toliko. Ovo će izaći kao vodik pa je također važno provjetriti prostor kako biste izbjegli eksplozije!

Za prvo punjenje spojite bateriju na punjač s ampermetrom u seriji. Za ovo ćemo morati izmjeriti struju. Također uvijek možete koristiti podesivo napajanje. Mora imati kontrolu napona, dok je ograničavanje struje korisno, ali nije nužno.

Provjerite ograničenje struje punjenja na naljepnici baterije. Ako vaša opskrba ima ograničenje struje, predlažem da je postavite na oko 80% ove vrijednosti.

Ako vaša baterija nema navedeno ograničenje ili je naljepnica istrošena, smatrajte da je granica oko 40% nazivnog kapaciteta.

Za početak postavite svoj napon na 14,4 volti. Ovo je standardni napon punjenja za 12V. Početna struja bit će vrlo mala. Ako je vaše napajanje sposobno, možete povećati napon kako biste ubrzali reakciju. Mnogi punjači s "načinom oporavka" to rade. Sigurno je ići na 60V za 12V bateriju sve dok smanjujete napon kako baterija počinje prihvaćati sve veću i veću struju. Ograničenje struje na vašem napajanju nastavit će vam smanjivati ovaj napon.

Ako ne možete prijeći 14,4 V (na primjer ako koristite namjenski punjač), samo nastavite provjeravati struju. U početku će se samo sporo povećavati, a zatim sve brže, sve do točke gdje počinje opadati. Čestitamo, ovo je normalno punjenje!

Fotografije pokazuju ovo povećanje, a zatim smanjenje struje

Kad struja dostigne približno 0,03 puta kapacitet baterije, napunjena je na više od 90-95%

Korak 8: Zatvorite sigurnosnu kopiju i prvih nekoliko upotreba

(Osim ako vam baterija nije napunjena, samo ponovno otvorite poklopce) Kao što je spomenuto, razina vode se može promijeniti. Ako imate vremena, napunite i ispraznite bateriju nekoliko puta (spojite žarulju, motor ili neko drugo opterećenje koje će je brzo isprazniti) kako biste rješenje dobili na stabilnoj razini.

Očistite i osušite ventile i stupove ventila. Vratite ventile natrag i zalijepite poklopac, tražeći mjesta na kojima je zalijepljen i na svaku nanesite kapljicu ljepila cijanoakrilata. Stavite malo utega na vrh neko vrijeme i pustite da se osuši.

Korak 9: Pazite na to

Baterija je spremna, ali je vraćena iz mrtvih pa se razumljivo može ponašati čudno. Kapacitet se može smanjiti, ovisno o uzroku i stupnju oštećenja. Moje se činilo gotovo neizmijenjenim, drugi mogu dati samo 20% svojih prijašnjih kapaciteta. Vjerojatno ima viška vode. Ovo je ok. Ne zaboravite pustiti punjenje u prozračenom prostoru bez plamena i to će se povremeno pojaviti. Držim solinicu sa solju s natrijevim bikarbonatom u blizini.