A densidade do eletrólito na bateria

Uma bateria de carro, conhecida como bateria,responsável pelos sistemas de partida, iluminação e ignição do carro. Normalmente, as baterias de automóveis são chumbo-ácido, compostas por células galvânicas que fornecem um sistema de 12 volts. Cada uma das células gera 2,1 volts quando totalmente carregada. A densidade do eletrólito é uma propriedade controlada de uma solução aquosa de ácido que garante o funcionamento normal das baterias.

Composição da bateria de chumbo ácido

O eletrólito de bateria de ácido de chumbo é uma solução de ácido sulfúrico e água destilada. A gravidade específica do ácido sulfúrico puro é de cerca de 1,84 g / cm³, e este ácido puro é diluído com água destilada até que o peso específico da solução se torne igual a 1,2-1,23 g / cm³.

Embora em alguns casos a densidade do eletrólito emA bateria recarregável é recomendada dependendo do tipo de bateria, das condições sazonais e climáticas. A gravidade específica de uma bateria totalmente carregada de acordo com o padrão industrial na Rússia é de 1,25-1,27 g / cm³ no verão e para invernos rigorosos - 1,27-1,29 g / cm³.

Gravidade específica do eletrólito

Um dos principais parâmetros da bateriaé a gravidade específica do eletrólito. Esta é a razão entre o peso de uma solução (ácido sulfúrico) e o peso de um volume igual de água a uma determinada temperatura. Normalmente medido com um densímetro. A densidade do eletrólito é usada como um indicador do estado de carga de uma célula ou bateria, mas não pode indicar a capacidade de uma bateria. Durante o descarregamento, a gravidade específica diminui linearmente.

Diante disso, é necessário esclarecer o tamanho da densidade permissível. O eletrólito na bateria não deve exceder 1,44 g / cm³... A densidade pode ser de 1,07 a 1,3 g / cm³... Neste caso, a temperatura da mistura será de cerca de +15 C.

Um eletrólito de alta densidade em sua forma pura é caracterizado por um valor bastante alto deste indicador. Sua densidade é de 1,6 g / cm³.

Estado de carga

Modo estacionário totalmente carregado edurante a descarga, a medição da gravidade específica do eletrólito dá uma indicação aproximada do estado de carga da célula. Gravidade específica = tensão de circuito aberto - 0,845.

Exemplo: 2,13 V - 0,845 = 1,285 g / cm³.

A gravidade específica diminui quando a bateria é descarregada paranível próximo ao valor da água pura e aumenta durante a recarga. Uma bateria é considerada totalmente carregada quando a densidade do eletrólito na bateria atinge o valor mais alto possível. A gravidade específica depende da temperatura e da quantidade de eletrólito na célula. Quando o eletrólito está perto da marca inferior, a gravidade específica é maior do que o nominal, ele cai e água é adicionada à célula para levar o eletrólito ao nível necessário.

O volume do eletrólito se expande quando a temperaturasobe e se contrai com a diminuição da temperatura, o que afeta a densidade ou gravidade específica. Conforme o volume do eletrólito se expande, as leituras diminuem e, inversamente, a gravidade específica aumenta em temperaturas mais baixas.

Antes de aumentar a densidade do eletrólito porbateria, você precisa realizar medições e cálculos. A gravidade específica de uma bateria é determinada pela aplicação em que será usada, levando em consideração a temperatura de operação e a vida útil da bateria.

Reação química em baterias

Assim que a carga for conectada por meio dos terminaisbateria, a corrente de descarga começa a fluir através da carga e a bateria começa a descarregar. Durante o processo de descarga, a acidez da solução eletrolítica diminui e leva à formação de depósitos de sulfato nas placas positivas e negativas. Nesse processo de descarga, a quantidade de água na solução eletrolítica aumenta, o que reduz sua gravidade específica.

As células da bateria podem serdescarregado para a tensão mínima especificada e gravidade específica. Uma bateria de chumbo-ácido totalmente carregada tem uma tensão e gravidade específica de 2,2 V e 1,250 g / cm³ consequentemente, e esta célula pode geralmente ser descarregada até que os valores correspondentes sejam atingidos 1,8 V e 1,1 g / cm³.

Composição de eletrólito

O eletrólito contém uma mistura de ácido sulfúrico eágua destilada. Os dados não serão precisos quando medidos se o motorista acabou de adicionar água. Você precisa esperar um pouco para que a água doce se misture com a solução existente. Antes de aumentar a densidade do eletrólito, é preciso lembrar: quanto maior a concentração de ácido sulfúrico, mais denso se torna o eletrólito. Quanto maior a densidade, maior o nível de carga.

Para solução eletrolítica, a melhor escolhaé água destilada. Isso minimiza a possível contaminação da solução. Alguns contaminantes podem reagir com íons eletrolíticos. Por exemplo, se você misturar uma solução com sais de NaCl, um precipitado se formará, o que mudará a qualidade da solução.

Influência da temperatura na capacidade

Qual é a densidade do eletrólito - vai dependerna temperatura dentro das baterias. O manual do usuário específico da bateria especifica qual correção deve ser aplicada. Por exemplo, no manual Surrette / Rolls para temperaturas que variam de -17,8 a -54,4^oC em temperaturas abaixo de 21^oC, 0,04 é removido para cada 6 graus.

Muitos inversores ou controladores de carga têmum sensor de temperatura da bateria que se conecta à bateria. Eles geralmente têm um LCD. A indicação de um termômetro infravermelho também fornecerá as informações necessárias.

Medidor de densidade

Um densímetro de eletrólito é usado para medir a gravidade específica da solução de eletrólito em cada célula. Bateria de ácido totalmente carregada com uma gravidade específica de 1,255 g / cm³ em 26^oC. A gravidade específica é uma medida de um fluido que é comparada a uma linha de base. Esta é a água, à qual é atribuído um número base de 1.000 g / cm³.

A concentração de ácido sulfúrico na água em uma bateria nova é de 1.280 g / cm³, isso significa que o eletrólito pesa 1.280 g / cm³ vezes o peso do mesmo volume de água. Uma bateria totalmente carregada será testada até 1.280 g / cm³, enquanto descarregado será contado na faixa de 1.100 g / cm³.

Procedimento de verificação do hidrômetro

A temperatura de leitura do hidrômetro deve ser corrigida para uma temperatura de 27^oC, especialmente no que diz respeito à densidade do eletrólitono inverno. Os hidrômetros de alta qualidade possuem um termômetro interno que mede a temperatura do eletrólito e inclui uma escala de conversão para corrigir a leitura do flutuador. É importante reconhecer que as temperaturas diferem significativamente das do ambiente se o veículo estiver em uso. Procedimento de medição:

1. Despeje o eletrólito no hidrômetro com um bulbo de borracha várias vezes para que o termômetro possa ajustar a temperatura do eletrólito e medir as leituras.
2. Examine a cor do eletrólito. Uma descoloração marrom ou cinza indica um problema com a bateria e é um sinal de que sua vida útil está chegando ao fim.
3. Despeje a quantidade mínima de eletrólito no hidrômetro para que a bóia flutue livremente sem contato com a parte superior ou inferior do cilindro de medição.
4. Segure o hidrômetro na posição vertical ao nível dos olhos e observe a leitura onde o eletrólito corresponde à escala no flutuador.
5. Adicione ou subtraia 0,004 frações de uma unidade para leituras a cada 6^oC, a uma temperatura do eletrólito acima ou abaixo de 27^oC.
6. Ajuste a leitura, por exemplo, se a gravidade específica for 1,250 g / cm³, e a temperatura do eletrólito é 32^oC, valor 1,250 g / cm³ dá um valor corrigido de 1,254 g / cm³... Da mesma forma, se a temperatura fosse 21^oC, subtraia o valor 1,246 g / cm³... Quatro pontos (0,004) de 1,250 g / cm³.
7. Teste cada célula e observe a leitura ajustada para 27^oC antes de verificar a densidade do eletrólito.

Exemplos de medição de carga

Exemplo 1:

1. Leitura do hidrômetro - 1,333 g / cm³.
2. A temperatura é de 17 graus, o que é 10 graus mais baixo do que o recomendado.
3. Subtraia 0,007 de 1,333 g / cm³.
4. O resultado é 1,263 g / cm³, então o estado de carga é de cerca de 100 por cento.

Exemplo 2:

1. Dados de densidade - 1,178 g / cm³.
2. A temperatura do eletrólito é de 43 graus C, ou seja, 16 graus acima do normal.
3. Adicione 0,016 a 1,178 g / cm³.
4. O resultado é 1,194 g / cm³cobrando 50 por cento.

Tabela de densidade de eletrólito

A tabela de correção de temperatura a seguir é uma maneira de explicar as mudanças abruptas nos valores de densidade do eletrólito em diferentes temperaturas.

Para usar esta tabela, você precisa saber a temperatura do eletrólito. Se a medição não for possível por algum motivo, é melhor usar a temperatura ambiente.

A tabela de densidade do eletrólito é mostrada abaixo. Estes são os dados que dependem da temperatura:

Como você pode ver nesta tabela, a densidade do eletrólito na bateria no inverno é muito maior do que na estação quente.

Manutenção da bateria

Essas baterias contêm ácido sulfúrico. Sempre use óculos de proteção e luvas de borracha ao manuseá-los.

Se as células estão sobrecarregadas, as propriedades físicaso sulfato de chumbo muda gradualmente e são destruídos, o que interrompe o processo de carregamento. Consequentemente, a densidade do eletrólito diminui devido à baixa taxa da reação química.

A qualidade do ácido sulfúrico deve ser alta.Caso contrário, a bateria pode ficar inutilizável rapidamente. O baixo nível de eletrólito ajuda a secar as placas internas do aparelho, impossibilitando o reparo da bateria.

Baterias sulfonadas podem ser facilmente reconhecidas porolhando para a mudança de cor das placas. A cor da placa sulfatada torna-se mais clara e sua superfície fica amarela. São essas células que apresentam uma diminuição de poder. Se a sulfonação ocorrer por muito tempo, ocorrem processos irreversíveis.

Para evitar essa situação, é recomendável carregar as baterias de chumbo-ácido por um longo tempo com uma baixa taxa de corrente de carga.

Sempre há uma grande chance de danoblocos de terminais de células de bateria. A corrosão afeta principalmente as juntas aparafusadas entre as células. Isso pode ser facilmente evitado garantindo que cada parafuso seja vedado com uma fina camada de graxa especial.

Enquanto a bateria está carregando, há um altoa probabilidade de spray ácido e gases. Eles podem poluir a atmosfera ao redor da bateria. Portanto, uma boa ventilação é necessária perto do compartimento da bateria.

Esses gases são explosivos, portanto, chamas abertas não devem entrar no espaço onde as baterias de chumbo-ácido são carregadas.

Para evitar que a bateria exploda, o que podecausar ferimentos graves ou morte, não insira um termômetro de metal na bateria. É necessário usar um hidrômetro com termômetro embutido, que é projetado para testar baterias.

Vida útil da fonte de alimentação

O desempenho da bateria diminui com o tempocom o tempo, seja usado ou não, ele também se deteriora com frequentes ciclos de carga e descarga. A vida é o tempo que uma bateria inativa pode ser armazenada antes de se tornar inutilizável. Em geral, acredita-se que tenha cerca de 80% de sua capacidade original.

Existem vários fatores que afetam significativamente a vida útil da bateria:

1. Vida cíclica. A vida da bateria é determinada principalmente pelos ciclos de uso da bateria. Normalmente, a vida útil é de 300 a 700 ciclos em uso normal.
2. Efeito de profundidade de descarga (DOD). A falha em obter um desempenho superior resultará em um ciclo de vida mais curto.
3. Efeito da temperatura.Este é um fator importante no desempenho da bateria, vida útil, carregamento e controle de tensão. Em temperaturas mais altas, ocorre mais atividade química na bateria do que em temperaturas mais baixas. Uma faixa de temperatura de -17 a 35 é recomendada para a maioria das baterias^oC.
4. Recarregue a tensão e a velocidade.Todas as baterias de chumbo-ácido liberam hidrogênio da placa negativa e oxigênio da placa positiva durante o carregamento. A bateria pode armazenar apenas uma certa quantidade de eletricidade. Normalmente, a bateria carrega 90% em 60% do tempo. E 10% da capacidade restante da bateria é carregada em cerca de 40% do tempo total.

Boa duração da bateria - 500 a 1200ciclos. O processo de envelhecimento real leva a uma diminuição gradual da capacidade. Quando a célula atinge uma determinada vida útil, ela não para de funcionar repentinamente, esse processo se prolonga no tempo, deve ser monitorado a fim de se preparar para a substituição da bateria em tempo hábil.