Vratite olovnu bateriju iz mrtvih: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Od svih starih dizajna 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, ona se temelji na elektrokemijskoj reakciji: interakciji između različitih kemijskih tvari koja, u suštini, proizvodi višak elektrona s jedne strane i nedostatak s druge strane. Ova razlika ("potencijal") je napon i omogućuje protok struje dok elektroni kruže oko strujnog kruga kako bi popunili taj deficit. Kako razlika neutralizira, raspoloživo punjenje baterije se smanjuje. Ključ u punjivim baterijama je u tome što je ova reakcija reverzibilna, jer će se primjenom struje u bateriju (za razliku od izvlačenja iz nje) vratiti naboj. Druge elektrokemijske reakcije mogu proizvesti veće gustoće energije po cijenu da se ne mogu puniti.

Napon generiran svakom reakcijom je manje -više stabilan (malo varira ovisno o postotku naboja). Olovna kiselina je 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. 12v, 6v, 8v pa čak i jednoćelijske 2v baterije su uobičajene.

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

Korak 1: Identificirajte svoju vrstu baterije

Postoje 3 glavne komponente ovih baterija. Da, to je olovo i kiselina. Konkretno, otopina sumporne kiseline, olovne ploče i ploče olovnog oksida. Olovne ploče su negativne. Olovni oksid čini pozitivan, budući da atomi kisika vezani za olovo "nemaju" elektrone (elektroni imaju negativan naboj), stoga je "manje negativan" = pozitivan. Sumporna kiselina, otopljena u vodi, naziva se elektrolit i prenosi elektrone do i od ovih ploča, a nakon reakcije s olovom oslobađa elektrone.

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

Starter i akumulatori dubokog ciklusa

Različite namjene ovih baterija znače da je veličina ploča različita. Starter baterija je ono što se obično nalazi u automobilima na benzin. 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 prilično brzo puni. Alternator u automobilu održava napunjenu bateriju dok radi svjetla, stereo, ECU i sva druga elektronika.

Baterije s dubokim ciklusom, s druge strane, dizajnirane su za podnošenje sporog, ali značajnog pražnjenja. Možda neće moći pružiti toliko "udarca" u hiru (tj. Velike strujne udare), ali se mogu isprazniti mnogo više prije nego što naprave štetu. To je ono što možete pronaći na UPS-ovima, solarnim sistemima, svjetlima za slučaj opasnosti i mnogim električnim vozilima poput viličara, golf-kolica, nekih kamiona za dostavu, ranih i "uradi sam" 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 došlo do reakcije. Najjednostavniji način da se to postigne je samo uranjanje ploča u tekuću otopinu. Izvolite: napunjena baterija. Potopljene baterije mogu biti početne (većina akumulatora za automobile) ili dubokog ciklusa (na primjer, baterije za viljuškare ili kolica za golf)

Velika prednost je 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.

Umjesto toga, zapečaćene baterije ili "koje ne zahtijevaju održavanje" imaju sloj stakloplastike između ploča-upijajuću staklenu prostirku ili AGM, što je također drugo ime za njih. Stakloplastika upija otopinu i održava je u kontaktu s obje vrste ploča, istovremeno ih sprječavajući da se dodiruju i kratki spoj u slučaju oštećenja baterije. To znači da se također mogu instalirati pod kutom i biti izloženi većoj zloupotrebi prije prosipanja 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 ventile regulirane olovne kiseline

Druga vrsta su gel ćelije, koje imaju zgušnjivač u otopini, stoga kombiniraju neke prednosti obje prethodne vrste. Nisam naišao na ove, ali se u načelu mogu obnoviti na isti način, iako će možda trebati malo protresti. 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 konstruiraju se, bit će lakše objasniti načine na koje mogu otkazati. Ovo su dva glavna načina na koja postaju nesposobni držati optužnicu:

Problemi sa sumporom

Hemijski skloni primijetit će da, kako sumporna kiselina taloži elektron na drugoj strani, atom sumpora mora negdje otići, pa stvara olovni sulfat na vrhu olovne ploče. To se u teoriji obrće pri ponovnom punjenju, ali se u stvarnosti 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 kiselina dostupna u rastvoru.

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 sa vodom

Sumporna kiselina je samo mali dio tekućine unutar baterije, oko 25%. Stoga ga je potrebno otopiti u vodi tako da dosegne cijelu površinu ploča. Budući da imaju različitu tačku ključanja, 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 i događaju se zbog faktora 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 koristiti ohmski način rada vašeg multimetra za mjerenje ovoga! To prije znači da dopušta samo vrlo malo struje da cirkulira kroz njega, kao što bi to učinio veliki otpornik. 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. Nov je kupljen prije 10 godina i nikad korišten. Sva je voda isparila i stoga nije bilo načina da se elektroni zaobiđu.

Ako je vaša baterija postala sulfatna, ova metoda vjerojatno neće dobro funkcionirati. To ne bi moglo dati nikakve rezultate, ili samo ograničene. Kao prvo, kapacitet baterije će vjerovatno biti manji. Čitao sam da se velika struja može upotrijebiti za prisiljavanje kristala olovnog sulfata da otapaju sumpor natrag u otopinu 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 amperima)

Korak 3: Otvorite 'Er Up'

Za ostale korake fokusirat ću se na zapečaćene baterije poput onih koje sam obnavljam

Potopljene baterije treba otvoriti i imat će oznaku gdje možete odvojiti poklopce. Treba ih i napuniti, pa bi ovo trebalo dati dobre rezultate ako vidite da se osušilo.

S druge strane, zapečaćene baterije nisu trebale biti otvorene. Ali ne brinemo previše o tome. Vjerojatno ćete primijetiti proreze oko poklopca. Ovo su zapravo otvori iz kojih izlazi višak vodika. Pomoću ovih tačaka 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 ih vidimo unutra, skinimo ih, ali budite oprezni:

• Unutra bi moglo biti pritiska, što dovodi do toga da ventil odleti prilikom podizanja. Preporučuju se kliješta.
• Moglo bi biti i neke kiseline koja visi oko ventila, a uklanjanjem bi vas mogla poprskati. Predlažu se rukavice i/ili naočale, kao i držanje šejkera natrij bikarbonata za neutraliziranje prolijevanja
• Ventili su veoma važni. Nemojte ih izgubiti!

Korak 4: Pregledajte

Svijetlite unutar rupa ventila i pogledajte u ćelije. Možete cijeniti olovo, olovni oksid i prostirku od stakloplastike.

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

Upamtite: ako možete jasno vidjeti tekućinu, a na priključcima dobiti samo nekoliko mV, ova metoda neće raditi za vas. Baterija vam je vjerovatno sulfatizirana.

Zabodite 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 da ih oporavljate jer će napon punjenja biti niži (punite manje ćelija), a uobičajeni punjač oštetit će ostale. Ako znate šta radite i možete živjeti s upravljanjem naponom vaše baterije sa invaliditetom, svakako naprijed i dajte joj još jednu životnu priliku. Ako ne, imajte na umu da se ove baterije mogu otprilike 95% reciklirati.

Korak 5: Nabavite pravu vodu

Nasuprot popularnom znanju, čisti H2O zapravo nije provodljiv. Voda iz slavine će provoditi električnu energiju 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 koji nose naboj.

Unesite destiliranu vodu!

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

Nadalje, vodom za injekcije se rukuje sterilno nakon destilacije. Nije potrebno, ali budući da je to dostupno u ljekarnama, za mnoge (kao što je to bilo za mene) može biti 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: Dopunite

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

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

Nivo 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 može izgledati puna ako se kap masti prilijepi za stijenke rupice ventila. Vatreni štapić ili neko tapkanje trebali bi otvor ostaviti ponovo slobodnim. Sve ćelije trebaju unositi manje -više istu količinu vode.

Korak 7: Prvo novo punjenje

Prvo punjenje bit će "aktivacijsko punjenje", gdje ponovo pokrećemo 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 važno i prozračiti prostor kako bi se izbjegle eksplozije!

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

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.

Postavite napon na 14,4 volti za početak. 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 povećavati samo polako, 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 ponovo otvorite poklopce) Kao što je spomenuto, nivo 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 stabilan nivo.

Očistite i osušite ventile i stupove ventila. Vratite ventile i zalijepite poklopac, tražeći mjesta na kojima je zalijepljen i na svaku nanesite kapljicu ljepila cijanoakrilata. Na vrh stavite malo težine i ostavite 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% svog prethodnog kapaciteta. Vjerojatno imaju viška vode. Ovo je u redu. Samo zapamtite da pustite punjenje u prozračenom prostoru bez plamena i to će se povremeno pojaviti. Držim solinicu u blizini s natrijevim bikarbonatom.