باتری سرب اسید را از مردگان برگردانید: 9 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

از بین تمام طرح های قدیمی باتری ، سرب اسید از انواع بیشتری است که هنوز استفاده می شود. چگالی انرژی آن (وات ساعت بر کیلوگرم) و هزینه کم آنها را فراگیر کرده است.

مانند هر نوع باتری دیگر ، بر اساس یک واکنش الکتروشیمیایی است: برهم کنش بین مواد شیمیایی مختلف که در اصل ، الکترونهای اضافی را در یک طرف و کسری را در طرف دیگر تولید می کند. این تفاوت ("پتانسیل") ولتاژ است و با جابجایی الکترونها در مدار برای جبران این کسری ، جریان را قادر می سازد. با خنثی شدن تفاوت ، شارژ موجود در باتری کاهش می یابد. نکته اصلی در باتری های قابل شارژ این است که این واکنش برگشت پذیر است ، زیرا اعمال جریان در باتری (برخلاف خروج از آن) باعث بازگرداندن بار می شود. سایر واکنشهای الکتروشیمیایی ممکن است با هزینه قابل شارژ نشدن ، چگالی انرژی بالاتری را ایجاد کنند.

ولتاژ ایجاد شده توسط هر واکنش کم و بیش ثابت است (بسته به درصد بار کمی متفاوت است). سرب اسید 2 ولت است. به عنوان مثال ، قابل شارژهای مبتنی بر نیکل 1.2 یا 1.4 ولت و سلولهای لیتیوم 3.7 ولت هستند. به همین دلیل ، اگر می خواهید یک باتری 12 ولت داشته باشید ، باید چندین از این واکنش ها را به صورت سری برای افزودن ولتاژها قرار دهید. به هریک از اینها سلول می گویند. همانطور که در تصاویر مشاهده می کنید ، اسید سرب 12 ولت از 6 سلول تشکیل شده است. باتری های 12 ولت ، 6 ولت ، 8 ولت و حتی تک سلولی 2 ولت رایج هستند.

در ادامه روش هایی برای ساخت سلول های سرب اسید توضیح می دهم ، بنابراین شما می توانید آنچه را که باید با باتری خاص شما انجام شود ، مشخص کنید.

مرحله 1: نوع باتری خود را مشخص کنید

این باتری ها 3 جزء اصلی دارند. بله ، سرب و اسید است. به طور خاص ، محلول اسید سولفوریک ، صفحات سرب و صفحات اکسید سرب. صفحات سربی منفی هستند. اکسید سرب مثبت را ایجاد می کند ، زیرا اتم های اکسیژن که به سرب متصل شده اند الکترون ندارند (الکترون ها دارای بار منفی هستند) ، بنابراین "منفی منفی" = مثبت است. اسید سولفوریک ، حل شده در آب ، الکترولیت نامیده می شود و الکترون ها را به این صفحات منتقل می کند و با واکنش با سرب ، الکترون ها را آزاد می کند.

مقدار ، ضخامت و اندازه صفحات و همچنین نحوه نگه داشتن الکترولیت می تواند متفاوت باشد.

باتری های استارت و چرخه عمیق

اهداف مختلف این باتری ها به این معنی است که اندازه صفحات متفاوت است. باتری استارت چیزی است که معمولاً در اتومبیل های بنزینی پیدا می کنید. وظیفه اصلی آنها این است که جریان بزرگی را برای مدت کوتاهی به منظور چرخاندن موتور که موتور را برای شروع به کار می کند بچرخانند. استفاده معمولی آنها باعث تخلیه زیاد آنها نمی شود - فقط یک شیب بزرگ و کوتاه که سریع شارژ می شود. دینام داخل خودرو با استفاده از چراغ ها ، استریو ، ECU و سایر لوازم الکترونیکی ، باتری را شارژ نگه می دارد.

از طرف دیگر ، باتری های چرخه عمیق طوری طراحی شده اند که بتوانند دشارژهای کند اما قابل توجهی را کنترل کنند. آنها ممکن است نتوانند تا حد زیادی "مشت" را بر اساس میل خود ارائه دهند (یعنی افزایش شدید جریان) ، اما می توانند خیلی بیشتر قبل از ایجاد آسیب تخلیه شوند. اینها مواردی است که در UPS ، سیستم های خورشیدی ، چراغ های اضطراری و بسیاری از وسایل نقلیه الکتریکی مانند لیفتراک ، چرخ دستی های گلف ، برخی از کامیون های تحویل ، اتومبیل های برقی اولیه و DIY و اسباب بازی های سواری بچه ها پیدا می کنید.

سیل و باتری های آب بندی شده

این تمایز از نحوه نگهداری الکترولیت در سلول ناشی می شود. صفحات باید توسط محلول اسید سولفوریک احاطه شوند تا واکنش ایجاد شود. ساده ترین راه برای رسیدن به این هدف این است که فقط صفحات را در محلول مایع غوطه ور کنید. آنجا بروید: باتری پر شده است. باتری های سیل شده می توانند استارت (بیشتر باتری ماشین) یا چرخه عمیق (برای مثال باتری لیفتراک یا گلف) باشند

یک مزیت بزرگ این است که از آنجا که در هنگام شارژ آب کمی از دست می رود (بیشتر در این مورد بعدا) ، می توانید سریعتر شارژ کنید زیرا می توانید آب بیشتری از دست بدهید و هر چند وقت یکبار آن را خاموش کنید. یک عیب بزرگ این است که آنها را فقط می توان به صورت افقی نصب کرد.

در عوض ، یک باتری فایبرگلاس بین صفحات دارای باتری های مهر و موم شده یا "بدون نیاز به تعمیر و نگهداری" است-یک تشک شیشه ای جاذب یا AGM که نام دیگری نیز برای آنها است. فایبر گلاس محلول را جذب کرده و آن را در تماس با هر دو نوع صفحه نگه می دارد و در عین حال از لمس و کوتاه شدن آنها در صورت آسیب به باتری جلوگیری می کند. این بدان معناست که آنها همچنین می توانند با زاویه نصب شوند و قبل از ریختن یا ایجاد مشکل ، مورد سوء استفاده بیشتر قرار گیرند.

از آنجایی که واکنش شارژ هیدروژن آزاد می کند ، باتری های سرب اسید نیاز به تخلیه دارند تا بتوانند گاز اضافی را خارج کنند. باتری های مهر و موم شده دارای دریچه هایی برای کنترل آزادسازی هستند ، که منجر به نام دیگری برای نبردهای مهر و موم شده می شود: VRLA برای اسید سرب تنظیم شده با شیر

نوع دیگر سلول های ژلی هستند که دارای ضخیم کننده در محلول هستند ، بنابراین برخی از مزایای هر دو نوع قبلی را ترکیب می کند. من با اینها برخورد نکرده ام ، اما در اصل می توان به همان شیوه بازیابی کرد ، اگرچه ممکن است نیاز به کمی تکان دادن داشته باشد. اینها در نوع استارت به عنوان باتری های اتومبیل با کارایی بالا رایج هستند.

مرحله 2: چگونه باتری اسید سربی می میرد

اکنون که نحوه کار و ساخت باتری ها را گذرانده ایم ، توضیح روش های خرابی باتری آسان تر خواهد بود. این دو راه اصلی است که آنها قادر به نگهداری شارژ نیستند:

مشکلات گوگردی

افراد شیمیایی متوجه شده اند که وقتی اسید سولفوریک الکترون را در طرف دیگر قرار می دهد ، اتم گوگرد باید به جایی برسد ، بنابراین سولفات سرب را در بالای صفحه سرب تشکیل می دهد. این امر از لحاظ تئوری پس از شارژ معکوس می شود ، اما در حقیقت برای 100٪ گوگرد رخ نمی دهد. کریستال ها می توانند شکل بگیرند و یا به مس گیر کنند و سطح فعال آن را کاهش دهند (سولفاته شدن) ، یا با پایین آوردن مقداری سرب به پایین ، چاله هایی در صفحه (حفره یا خوردگی) و همچنین کاهش مقدار گوگرد به پایین بیفتد. اسید موجود در محلول

مقداری سولفاته شدن با چرخه های شارژ و تخلیه اجتناب ناپذیر است و اصلی ترین روشی است که در آن باتری پیر می شود و غیر قابل استفاده می شود. شارژ و تخلیه نامناسب (خیلی سریع یا خیلی عمیق) می تواند زودرس به این امر منجر شود.

مشکلات آب

سولفوریک اسید تنها بخش کوچکی از مایع درون باتری ، حدود 25 درصد است. بنابراین باید در آب حل شود تا به کل سطح صفحات برسد. از آنجا که آنها نقاط جوش متفاوتی دارند ، آب می تواند تبخیر شده و از مخلوط جدا شده ، حجم آن را کاهش داده و به طور موثر باتری را "خشک کند".

این بیشتر در مورد باتری هایی که اغلب دوچرخه سواری نمی شوند و به جای عوامل محیطی رخ می دهد ، رایج است.

مرده است؟

در هر صورت ولتاژ روی پایانه های باتری بسیار کم خواهد بود (فقط چند میلی ولت). مقاومت نیز بسیار بالا خواهد بود ، اما از حالت اهم مولتی متر خود برای اندازه گیری آن استفاده نکنید! این بدان معناست که فقط به مقدار بسیار کمی جریان اجازه می دهد در آن بچرخد ، مانند یک مقاومت بزرگ. می توانید این را ببینید که آمپرمتر خود را به صورت سری بین باتری و شارژر قرار می دهد ، جایی که فقط یک جریان کوچک (چند میلی آمپر) را اندازه گیری می کنید.

باتری ای که به عنوان مثال از آن استفاده می کنم ، آب زودرس از دست داده است. 10 سال پیش نو خریداری شد و هرگز استفاده نشد. تمام آب بخار شد و بنابراین راهی برای گردش الکترونها وجود نداشت.

اگر باتری شما سولفاته شده است ، احتمالاً این روش خیلی خوب کار نخواهد کرد. این می تواند هیچ نتیجه ای نداشته باشد ، یا فقط نتایج محدودی داشته باشد. برای اولین بار ، ظرفیت باتری کوچکتر خواهد بود. من خوانده ام که می توان از جریان زیاد برای کریستال های سولفات سرب استفاده کرد تا گوگرد را دوباره در محلول و صفحات حل کند ، اما هرگز آن را امتحان نکرده ام. جریانهای درگیر در محدوده 100-200 A (بله ، کل آمپر!) هستند ، بنابراین معمولاً از یک جوشکار استفاده می شود (آنها ولتاژهای پایین را در آمپرهای بسیار زیاد می دهند)

مرحله 3: Er Up را باز کنید

در بقیه مراحل ، من روی باتری های مهر و موم شده مانند باتری هایی که خودم بازیابی می کنم تمرکز می کنم

باتری های سیل شده باید باز شوند و نشان می دهد که کجا می توانید درب ها را جدا کنید. آنها نیز باید دوباره پر شوند ، بنابراین اگر مشاهده کردید که خشک شده است ، نتایج خوبی خواهد داشت.

از طرف دیگر ، قرار نبود باتری های آب بندی شده باز شوند. اما ما خیلی به این موضوع اهمیت نمی دهیم. احتمالاً متوجه شکاف هایی در اطراف درب خواهید شد. اینها در واقع دریچه هایی هستند که هیدروژن اضافی از آن خارج می شود. با استفاده از این نقاط می توانید درپوش را با یک پیچ گوشتی تخت کوچک جدا کنید. اگرچه ممکن است به نظر برسد که گیره دارد ، اما در واقع در چند نقطه چسبانده شده است.

اکنون می توانید 6 سوپاپ را ببینید که 6 سلول این باتری را تشکیل می دهند. برای دیدن داخل ، اجازه دهید آنها را برداریم ، اما مراقب باشید:

• ممکن است مقداری فشار در داخل وجود داشته باشد که منجر به خروج شیر هنگام بلند شدن می شود. انبردست توصیه می شود.
• همچنین ممکن است مقداری اسید در اطراف شیر آویزان شده باشد که با برداشتن آن می توانید روی شما اسپری کنید. دستکش و/یا عینک محافظ پیشنهاد می شود ، مانند نگه داشتن یک شیکر بی کربنات سدیم برای خنثی کردن هرگونه نشت
• دریچه ها بسیار مهم هستند. آنها را از دست ندهید!

مرحله 4: بازرسی کنید

نور داخل سوراخ های سوپاپ و داخل سلول ها را ببینید می توانید از سرب ، اکسید سرب و تشک فایبرگلاس قدردانی کنید.

اگر همه چیز بسیار خشک به نظر می رسد ، عالی است! افزودن مقداری آب به باتری شما عمر دوباره می بخشد. حداقل کمی. پس ادامه مطلب را بخوانید.

به یاد داشته باشید: اگر می توانید مایع را به وضوح ببینید ، اما فقط چند میلی ولت در پایانه ها دریافت کنید ، این روش برای شما کار نمی کند. احتمالاً باتری شما سولفاته شده است.

با مولتی مترهای خود وارد سلولهای مجاور شده و ولتاژ و مقاومت را اندازه بگیرید. این برای جستجوی شورت است. ابتدا ولتاژ را بررسی کنید ، و حداکثر باید چند میلی ولت دریافت کنید. اگر به نظر می رسد اندازه گیری صفر ولت یا بسیار نزدیک به آن است ، مقاومت را اندازه گیری کنید. مقدار بسیار پایین نشان می دهد که یک سلول کوتاه شده است ، یعنی صفحات مقابل در حال تماس هستند. من توصیه نمی کنم اینها را بازیابی کنید ، زیرا ولتاژ شارژ کمتر است (شما سلولهای کمتری را شارژ می کنید) و یک شارژر معمولی به سایرین آسیب می رساند. اگر می دانید که چه کار می کنید و می توانید با مدیریت ولتاژ باتری معلولان خود زندگی کنید ، به هر طریقی پیش بروید و به آن شانس دیگری در زندگی بدهید. اگر نه ، به یاد داشته باشید که این باتری ها چیزی در حدود 95 درصد قابل بازیافت هستند.

مرحله 5: آب مناسب را دریافت کنید

برخلاف دانش عمومی ، H2O خالص در واقع رسانا نیست. آب لوله کشی به دلیل ناخالصی های حل شده در آن جریان الکتریسیته را هدایت می کند. سدیم و سایر مواد معدنی موجود در آن نمک هایی را تشکیل می دهند که می توانند الکترون حمل کنند.

از آنجا که واکنش باتری ما به اسید سولفوریک حامل الکترون بستگی دارد ، بسیار مهم است که هیچ مولکول حامل بار دیگری در آبی که اضافه می کنیم وجود نداشته باشد.

آب مقطر وارد کنید!

این آب تمام ناخالصی ها را از نظر شیمیایی جدا کرده است. در بسیاری از سوپر مارکت ها یافت می شود. استفاده از آن در اتو لباس معمول است زیرا آب لوله کشی حاوی کلسیم است که می تواند مجاری داخلی کوچک آنها را مسدود کند.

علاوه بر این ، آب تزریقی پس از تقطیر به صورت استریل انجام می شود. لازم نیست ، اما از آنجا که این دارو در داروخانه ها موجود است ، برای بسیاری (همانطور که برای من بود) یافتن آن آسان تر و ارزان است.

به طور کلی ، یا در سناریوهای زنده ماندن پس از آخرالزمان (چگونه این را می خوانید؟) آب باران نیز به خوبی کار می کند ، زیرا به طور طبیعی تقطیر شده است (در ابرها تبخیر شده است).

مرحله 6: دوباره پر کنید

اجازه دهید تکرار کنم: آب مقطر! هرچه باتری بزرگتر باشد ، آب بیشتری در خود نگه می دارد ، زیرا سلول ها بزرگتر هستند. 12AH من حدود 30 میلی لیتر در هر سلول (1oz؟) داشت. خوب است از یک ظرف درجه دار یا سرنگ استفاده کنید تا مقدار آبی که در هر سلول قرار می دهید برابر باشد.

با کمک قیف یا سرنگ مقدار کمی آب به داخل سلول اول بریزید ، منتظر بمانید تا حصیر آن را جذب کند (مگر اینکه یک باتری سیل زده داشته باشید که هیچ حصیری ندارد) و تا زیر قسمت بالای آن را پر کنید. بشقاب ها.

سطح ممکن است بعد از چند بار تغییر کند زیرا تشک محلول را جذب می کند و مقداری از آب جدا می شود (الکترولیز می شود). بقیه سلولها را با همان مقدار پر کنید.

مراقب مویرگی باشید! هنگامی که قطره چربی به دیواره سوراخ دریچه می چسبد ممکن است یک سلول پر به نظر برسد. یک سواب پنبه یا مقداری ضربه باید دهانه را دوباره آزاد بگذارد. همه سلول ها باید کم و بیش به همان میزان آب دریافت کنند.

مرحله 7: اولین شارژ جدید

اولین شارژ "شارژ فعال سازی" خواهد بود ، جایی که ما واکنش را دوباره شروع می کنیم. در این مرحله ، جریان وارد شدن به باتری بسیار کم خواهد بود. در چرخه دوم یا سوم سرعت آن افزایش می یابد و با سرعت معمولی شارژ می شود.

مهم است که اولین مشت شارژ را با درب و/یا سوپاپ خاموش کنید تا محلول اضافی که به ناچار در باتری شما وجود دارد به همان اندازه نریزد. این به عنوان هیدروژن خارج می شود ، بنابراین مهم است که برای جلوگیری از انفجار ، منطقه را تهویه کنید!

برای اولین بار شارژ ، باتری را با آمپرمتر به صورت سری به شارژر وصل کنید. ما برای این کار باید جریان را اندازه گیری کنیم. همچنین می توانید همیشه از منبع تغذیه قابل تنظیم استفاده کنید. باید کنترل ولتاژ داشته باشد ، در حالی که محدود کردن جریان مفید است اما لازم نیست.

برچسب باتری را برای محدودیت جریان شارژ بررسی کنید. اگر عرضه شما محدودیت فعلی دارد ، پیشنهاد می کنم آن را در حدود 80 درصد از این مقدار تنظیم کنید.

اگر باتری شما محدودیت مشخصی ندارد یا برچسب آن فرسوده شده است ، محدودیت را حدود 40 درصد ظرفیت نامی در نظر بگیرید.

برای شروع ولتاژ خود را روی 14.4 ولت تنظیم کنید. این ولتاژ شارژ استاندارد برای 12 ولت است. جریان اولیه بسیار کم خواهد بود. اگر منبع تغذیه شما قادر است ، می توانید ولتاژ را برای تسریع واکنش افزایش دهید. بسیاری از شارژرهای دارای "حالت بازیابی" این کار را انجام می دهند. تا زمانی که باتری شروع به پذیرش جریان بیشتر و بالاتر می کند ، می توانید باتری 12 ولت را تا 60 ولت افزایش دهید. محدودیت فعلی منبع تغذیه شما این ولتاژ را برای شما کاهش می دهد.

اگر نمی توانید فراتر از 14.4 ولت بروید (برای مثال اگر از شارژر اختصاصی استفاده می کنید) ، فقط جریان را چک کنید. در ابتدا فقط به آرامی ، سپس سریعتر و سریعتر افزایش می یابد ، تا جایی که شروع به کاهش می کند. تبریک می گویم ، این شارژ معمولی است!

عکسها این افزایش و سپس کاهش جریان را نشان می دهند

هنگامی که جریان به حدود 0.03 برابر ظرفیت باتری می رسد ، بیش از 90-95 charged شارژ شده است.

مرحله 8: پشتیبان گیری را ببندید و اولین استفاده را انجام دهید

(مگر اینکه باتری شما پر شده باشد ، درپوش را دوباره روشن کنید) همانطور که گفته شد ، ممکن است سطح آب تغییر کند. اگر زمان دارید ، باتری را چند بار شارژ و تخلیه کنید (یک لامپ ، موتور یا بارهای دیگر را که به سرعت تخلیه می شود وصل کنید) تا محلول به سطح پایدار برسد.

شیرها و پایه های سوپاپ را تمیز و خشک کنید. دریچه ها را مجدداً قرار دهید و درب را دوباره بچسبانید ، به دنبال نقاطی باشید که در آن چسبانده شده و از یک قطره چسب سیانوآکریلات روی هر کدام استفاده کنید. کمی وزن را روی آن بگذارید و بگذارید خشک شود.

مرحله 9: مراقب آن باشید

باتری شما آماده است اما از حالت مرده بازگردانده شده است ، بنابراین ، قابل درک است ، ممکن است رفتارهای عجیب و غریبی داشته باشد. بسته به علت و درجه آسیب ، ممکن است ظرفیت کاهش یابد. به نظر می رسید که مال من بی تأثیر است ، دیگران ممکن است فقط 20 درصد از ظرفیت قبلی خود را بدهند. به احتمال زیاد آب اضافی دارند. این اشکالی ندارد. فقط به یاد داشته باشید که اجازه دهید در یک منطقه تهویه و بدون شعله شارژ شود و گاهی اوقات نشتی رخ می دهد. نمکدان را با بی کربنات سدیم در نزدیکی خود نگه می دارم.