Всего на сайте:
282 тыс. 988 статей

Главная | Химия

Разрядно-зарядные характеристики  Просмотрен 21

 

Связь ЭДС с плотностью электролита: эксп. формула

, здесь - плотность электролита [г/мл], приведённая к 25С

От полностью заряженного а. до полностью разряженного имеем изменение плотности на 0.16 г/мл: 1.26 г/мл – 2.1В (х6 = 12.6В), 1.10 г/мл – 1.94В (х6 = 11.64В) или 1.28 г/мл – 2.12В (х6 = 12.72В), 1.12 г/мл – 1.96В (х6 = 11.76В).

Вопрос. Как определить номинальную плотность - плотность полностью заряженного а.?

- Зарядить полностью и дать "отдохнуть".

Вопрос. Можно ли сделать номинальную пл. электролита 1.17?

- Формально – да. В полностью разряженном а. плотность составит 1.01

Диапазон номинальных плотностей 1.23-1.32 г/мл.

 

Таблица. Температура застывания электролита в зависимости от плотности

, г/мл при 25С 1.10 1.12 1.14 1.16 1.20 1.23 1.25 1.27 1.28 1.30 1.32 1.40
Т, С -8 -10 -14 -18 -28 -42 -54 -68 -74 -66 -57 -37

Вопрос. Какие шансы испортить а., если ном. плотность составляет 1.23, а на улице -18С?

- Шансы возрастают по мере увеличения общей продолжительности включения стартера, т.к. средняя плотность может понижаться вплоть до 1.23-0.16=1.07, а также ситуация ухудшается тем больше, чем ниже фактическая плотность (степень заряженности). Спасение от кристаллизации – внутренний разогрев пластин и электролита в месте реакции, а также диффузионное перемешивание порций электролита разных плотностей.

Вопрос. Какие шансы испортить а., если фактическая плотность равна 1.23, ном. плотность составляет 1.32, а на улице те же -18С?

- Вероятность порчи минимальна. Даже при полном разряде (считаем это невозможным) средняя плотность не может снизиться ниже, чем 1.32-0.16=1.16.

Вывод. При низких температурах приходится повышать номинальную плотность.

 

Разрядная характеристика (при постоянной величине тока)

Ось времени – горизонтальная

Ось напряжения – вертикальная. Спадающая линия ЭДС и плотности

 

Под действием разрядного тока напряжение на клеммах а. снизится на величину, пропорциональную внутреннему сопротивлению и т.н. сопротивлению поляризации.

Внутреннее сопротивление Rвн – это сумма сопротивлений электродов, активных веществ и электролита – в основном - сопротивление электролита. Сопротивление электролита зависит от плотности нелинейно. При величинах плотности э. более 1.20 г/мл сопротивление можно считать постоянным. А если плотность меньше этой величины – линейно увеличивается и при 1.10 становится в 2.5 раза больше минимальной величины.

Сопротивление поляризации Rпол – это кажущееся сопротивление, которое отражает эффект поляризации – изменение потенциала электродов относительно электролита при прохождении тока, связанного кроме прочего с неоднородностью плотности электролита. "Кажущееся" - потому что зависит от самой величины тока (и к счастью, чем больше ток, тем меньше это сопротивление). Более правильно говорить о потенциале поляризации, т.е. иметь ввиду произведение тока на сопротивление поляризации (это сопротивление зависит от самой величины тока), а также при отсутствии тока потенциал может быть не равен 0. Наблюдение за эффектом п. – при включении и выключении процесса разряда – изменение напряжения и ЭДС (от нескольких секунд до десятков секунд). (… установление или рассасывание градиента плотности, т.е. поляризации).

В конце разряда следует вовремя остановить процесс. Иначе напряжение будет падать стремительно, плотность останется практически неизменной, но могут начаться необратимые процессы деградации пластин.

 

Зарядная характеристика (при постоянной величине тока)

Ось времени – горизонтальная

Ось напряжения – вертикальная. Восходящая линия ЭДС и плотности

 

Под действием зарядного тока напряжение увеличится на величину, пропорциональную внутреннему сопротивлению и сопротивлению поляризации.

В конце заряда следует также вовремя остановить процесс, либо значительно снизить зарядный ток. Иначе напряжение будет нарастать стремительно вплоть до 2.7В (х6=16.2В), плотность останется неизменной, начнётся бурный гидролиз воды. В а., у которых пластины легированы сурьмой в количестве 4-6%, гидролиз воды наступает задолго до указанного уровня напряжения – практически при напряжении 2.33В (х6 = 14В).

Свинцовые пластины современных а. имеют концентрацию сурьмы около 1.5%, а для улучшения (сохранения) удовлетворительных литейных свойств введены добавки кальция (для обеих пластин или почему-то только для положительных). Это мероприятие значительно снизило газовыделение (повысило реальный потенциал разложения воды). Однако наличие кальция создало новые проблемы, с которыми борются, например, добавками фосфорной кислоты, легированием серебром и т.д.

Заряд при постоянном токе не слишком эффективен как с т.з. общего времени заряда, так и в связи с неприятностями в конце заряда. Практически, если приходится заряжать а. "вручную", то следует в начале зарядки устанавливать больший ток (10-15А), а в конце – всё меньший и меньший (в т.ч. и номинального из расчёта заряда 20 часов). Напряжение не должно превышать 15В и к концу зарядки ток должен снизиться до 200-100 мА и менее. По величине остаточного тока после полной зарядки можно судить о качестве акк.

 

Рассмотреть зависимость тока зарядки при постоянном напряжении от степени заряженности (спадающая хар-ка)…. величина зарядного тока может служить индикатором степени заряженности. Метод неточный и годен для качественного анализа. Учесть эффект поляризации, т.е. дождаться стабилизации процесса.

Что касается автомобиля, то там а. фактически заряжается в условиях постоянного напряжения. Разряженный а. при напряжении 14В (/6=2.33В) будет принимать очень большой ток (десятки ампер) и это приведёт к перегрузке генератора (что тот обязан терпеть). Каких-либо сведений о нежелательности и вреде этой ситуации в литературе не приводится (у меня -нет!). Скорее всего, считается, что сильно разряженный а. на авто – это редкое явление и обсуждать не обязательно.

Саморазряд. Причин потери степени заряженности при бездействии а. несколько. Наличие разницы в плотностях электролита сверху и снизу сосуда – смесь воды и серной кислоты не идеальна (аккумуляторы не делают высокими). Наличие примесей в электролите. Изначально их не должно быть – хуже всего - солей меди и железа (отсюда следует добавлять воду только дистиллированную). Наличие на поверхности а. электропроводящей грязи (того же электролита). Интенсивность с. сильно зависит от Т. При отрицательных Т с. практически отсутствует. Саморазряд существенно выше у изношенных а.(?) и повышенной Т.

Старение и износ. Изначальная пористость акт. массы ухудшается, особенно на отрицательных пластинах. Коррозия пластин увеличивает сопротивление токоподводящих элементов, ухудшается контакт с активной массой, уменьшая максимальную токоотдачу. Осыпание активной массы вплоть до получения короткого замыкания.

Диагностика и обслуживание

В прежние времена к аккумуляторам относились весьма бережно. Это иллюстрируется различными инструкциями, которые, особенно в армии, неукоснительно исполнялись. В наше ленивое время ситуация существенно изменилась и а. стали называть малообслуживаемыми или даже необслуживаемыми. Измерение плотности электролита – степень заряженности и показатель «здоровья». Если плотность в разных банках различается более чем на 0.02, следует сделать восстанавливающий заряд.

 

Вопрос. Как заряжать? (при постоянном напряжении, снижать ток по мере приближения к финалу, импульсами, в т.ч. разнополярными, т.е. заряд/разряд)

Вопрос. Как продлить жизнь а.? (ном. плотность снизить до мин., держать заряженным)

Вопрос. На сколько а. заряжен на авто и от чего это зависит (короткие/длинные пробеги)

Вопрос. Почему разряженный а. портится?

Вопрос. Когда следует добавлять электролит вместо воды?

Вопрос. Какими способами можно проверить степень заряженности а.?

-- вольтметром, после отдыха

-- по изм. плотности. надо знать номинальную. 1.20, 1.21, 1.22 ???

-- по глазку. !!! без коррекции пл.

-- по зарядному току (после стабилизации процесса поляризации)

Вопрос. Что делать, если в разных банках разная плотность и из-за чего. 1.20, 1.21, 1.22 ???

Вопрос. Как понять, что заряд завершён?

Вопрос. Поляризация – эффект положительный / отрицательный??

 

Предыдущая статья:Параметры автомобильных акк. Следующая статья:Генератор
page speed (0.0148 sec, direct)