Ta et blybatteri tilbake fra de døde: 9 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Av alle de gamle batteridesignene er blysyre den typen som fremdeles er i bruk. Energitettheten (watt-timer per kg) og lave kostnader gjør dem utbredt.

Som enhver type batteri er det basert på en elektrokjemisk reaksjon: et samspill mellom forskjellige kjemiske stoffer som i hovedsak produserer et overskudd av elektroner på den ene siden og et underskudd på den andre siden. Denne forskjellen ("potensialet") er spenning, og muliggjør en strøm av strøm når elektroner sirkulerer rundt kretsen for å fylle det underskuddet. Når forskjellen nøytraliserer, reduseres den tilgjengelige ladningen i batteriet. Nøkkelen i oppladbare batterier er at denne reaksjonen er reversibel, ettersom strøm på batteriet (i motsetning til å trekke ut fra det) vil gjenopprette ladningen. Andre elektrokjemiske reaksjoner kan gi høyere energitetthet på bekostning av ikke å bli ladet opp.

Spenningen som genereres av hver reaksjon er mer eller mindre fast (den varierer litt avhengig av prosentandelen ladning). Bly-syre er 2 volt. For eksempel er nikkelbaserte oppladbare enheter 1,2 eller 1,4v, og litiumceller er 3,7v. På grunn av dette, hvis du vil ha et 12v batteri, må du plassere flere av disse reaksjonene i serie for å legge til spenningene. Hver av disse kalles en celle. Som du kan se på bildene, består en 12v blysyre av 6 celler. 12v, 6v, 8v og til og med encellede 2v batterier er vanlige.

Deretter forklarer jeg hvordan blysyre-celler kan konstrueres, slik at du kan identifisere hva som må gjøres med akkurat ditt batteri.

Trinn 1: Identifiser batteritypen din

Det er 3 hovedkomponenter i disse batteriene. Ja, det er bly og og syre. Nærmere bestemt en løsning av svovelsyre, blyplater og blyoksidplater. Blyplater er det negative. Blyoksid gjør det positive, ettersom oksygenatomene bundet til blyet "mangler" elektroner (elektroner har negativ ladning), og dermed er "mindre negative" = positive. Svovelsyren, oppløst i vann, kalles elektrolytten og fører elektroner til og fra disse platene, og ved reaksjon med blyet frigjør de elektroner.

Mengden, tykkelsen og størrelsen på platene kan variere, så vel som måten elektrolytten holdes på.

Start- og dypsyklusbatterier

De forskjellige formålene med disse batteriene betyr at platens størrelse er forskjellig. Et startbatteri er det du vanligvis finner i gassbiler. Hovedoppgaven deres er å levere en stor strøm i kort tid for å snu motoren som slår motoren for start. Normal bruk tømmer dem ikke for mye - bare en stor, kort dukkert som lades opp ganske raskt. Dynamoen i bilen holder batteriet ladet mens det kjører lys, stereo, ECU og all annen elektronikk.

Dypsyklusbatterier er derimot designet for å håndtere langsomme, men betydelige utladninger. De er kanskje ikke i stand til å gi så mye "slag" på et innfall (dvs. store strømspenninger), men kan slippes ut mye mer før de påføres skade. Dette er det du finner på UPS-er, solenergisystemer, nødlys og mange elektriske kjøretøyer som gaffeltrucker, golfbiler, noen varebiler, tidlige og DIY-elektriske biler og barneleker.

Oversvømmede og forseglede batterier

Dette skillet oppstår fra måten elektrolytten holdes på i cellen. Platene må være omgitt av svovelsyreoppløsningen slik at reaksjonen kan oppstå. Den enkleste måten å oppnå dette på er å bare senke platene i væskeoppløsningen. Der går du: oversvømmet batteri. Oversvømmede batterier kan enten være starter (de fleste bilbatterier) eller dype sykluser (gaffeltruck eller golfbilbatterier for eksempel)

En stor fordel er at siden litt vann går tapt når du lader (mer om dette senere), kan du lade raskere ettersom du har råd til å miste mer vann, og bare fylle på det med jevne mellomrom. En stor ulempe er at de bare kan installeres horisontalt.

Forseglede eller "vedlikeholdsfrie" batterier har i stedet et glassfiberark mellom platene-en absorberende glassmatte eller AGM som også er et annet navn på disse. Glassfiber suger opp løsningen og holder den i kontakt med begge typer plater, samtidig som de forhindrer at de berører og kortsluttes i tilfelle skade på batteriet. Dette betyr at de også kan installeres på skrå og bli utsatt for mer misbruk før søl eller gir problemer.

Siden ladningsreaksjonen frigjør hydrogen, må bly-syrebatterier lufte ut slik at de kan slippe ut overflødig gass. Forseglede batterier har ventiler for å kontrollere frigjøringen, noe som fører til enda et navn på forseglede slag: VRLA for ventilregulert blysyre

En annen type er gelceller, som har et fortykningsmiddel i løsningen, og kombinerer derfor noen fordeler med begge de foregående slagene. Jeg har ikke støtt på disse, men kan i prinsippet gjenopprettes på samme måte, selv om det kan kreve litt risting. Disse er vanlige i startmotoren som høyytelsesbilbatterier.

Trinn 2: Hvordan et blybatteri dør

Nå som vi har gått over måten batteriene fungerer og er konstruert på, blir det lettere å forklare hvordan de kan mislykkes. Dette er de to viktigste måtene de blir ute av stand til å holde en tiltale på:

Svovelproblemer

Den kjemisk tilbøyelige vil ha lagt merke til at ettersom svovelsyren avsetter elektronet på den andre siden, må svovelatomet gå et sted, så det danner bly -sulfat på toppen av blyplaten. Dette er i teorien reversert ved opplading, men skjer i virkeligheten ikke for 100% av svovelet. Krystaller kan dannes og enten bli sittende fast i kobberet, redusere det aktive overflatearealet (sulfasjon), eller falle til bunnen som bærer noe av blyet med det etterlater groper i platen (grop eller korrosjon) samt redusere mengden svovelsyre syre tilgjengelig i løsningen.

En viss mengde sulfatering er uunngåelig med lade- og utladningssykluser, og er den viktigste måten et batteri eldes og blir ubrukelig. Feil lading og utlading (for fort eller for dypt) kan føre til dette tidlig.

Vannproblemer

Svovelsyren er bare en liten del av væsken inne i batteriet, rundt 25%. Derfor må den oppløses i vann, slik at den når hele platens område. Siden de har forskjellige kokepunkter, kan vann fordampe og skilles ut fra blandingen, redusere volumet og effektivt "tørke ut" batteriet.

Dette er mer vanlig med batterier som ikke ofte sykles og skjer i stedet fra miljøfaktorer.

Er den død?

I begge tilfeller vil spenningen over batteripolene være veldig lav (bare få mV). Motstanden vil også være veldig høy, men ikke bruk multimeterets ohm -modus for å måle dette! Det betyr snarere at det bare lar en veldig liten mengde strøm sirkulere gjennom det, slik en stor motstand ville. Du kan se dette sette ammeteret ditt i serie mellom batteriet og laderen, hvor du bare vil måle en liten strøm (få milliampere).

Batteriet jeg bruker som eksempel hadde for tidlig vanntap. Den ble kjøpt ny for 10 år siden, og aldri brukt. Alt vannet fordampet, og derfor var det ingen måte for elektroner å komme seg rundt.

Hvis batteriet ditt har blitt sulfatert, vil denne metoden sannsynligvis ikke fungere veldig bra. Det kunne ikke gi noen resultater, eller bare begrensede. For det første vil batterikapasiteten sannsynligvis være mindre. Jeg har lest at en høy strøm kan brukes til å tvinge blysulfatkrystallene til å oppløse svovelet tilbake i løsningen og ut av platene, men jeg har aldri prøvd det. Strømmene som er involvert er i området 100-200 A (ja, hele ampere!), Så en sveiser brukes normalt (de avgir lave volt ved veldig høye ampere)

Trinn 3: Åpne Er Er

For resten av trinnene vil jeg fokusere på forseglede batterier som de jeg gjenoppretter selv

Oversvømmede batterier er ment å bli åpnet og vil ha en indikasjon på hvor du kan lirke av lokkene. De er også ment å fylles på igjen, så dette bør gi gode resultater hvis du ser at det er tørket ut.

På den annen side var forseglede batterier ikke ment å bli åpnet. Men vi har ikke noe imot det for mye. Du vil sannsynligvis merke spor rundt lokket. Dette er faktisk ventilene hvor overflødig hydrogen kommer ut. Du kan bruke disse punktene til å lirke av lokket med en liten flatskrutrekker. Selv om det kan føles som om det har klips, er lokket faktisk limt på flere steder.

Nå kan du se de 6 ventilene som består av de 6 cellene i dette batteriet. For å se innsiden, la oss ta dem av, men vær forsiktig:

• Det kan være noe trykk inne, noe som fører til at ventilen flyr av når den løftes. Tang anbefales.
• Det kan også henge litt syre rundt ventilen, som ved å fjerne den kan bli sprayet på deg. Hansker og/eller vernebriller er foreslått, og det er å beholde en shaker av natriumbikarbonat for å nøytralisere søl
• Ventilene er veldig viktige. Ikke mist dem!

Trinn 4: Inspiser

Tenn inne i ventilhullene og se inn i cellene Du kan sette pris på bly, blyoksid og glassfibermatte.

Hvis alt ser veldig tørt ut, flott! Å legge til litt vann vil gi batteriet liv igjen. I hvert fall litt. Så les videre.

Husk: hvis du tydelig kan se væske, men bare får noen få mV på terminalene, vil denne metoden ikke fungere for deg. Batteriet ditt er sannsynligvis sulfatert.

Poke med multimeterledninger inn i tilstøtende celler og måle spenning og motstand. Dette er for å lete etter shorts. Sjekk spenningen først, så bør du få noen få millivolt. Hvis målingen ser ut til å være null volt, eller for nær den, måler du motstand. En veldig lav verdi indikerer at en celle har kortsluttet, det vil si at motstående plater berører. Jeg vil ikke anbefale å gjenopprette disse, da ladespenningen vil være lavere (du lader færre celler) og en vanlig lader vil skade de andre. Hvis du vet hva du gjør og kan leve med å håndtere spenningen for ditt funksjonshemmede batteri, kan du for all del fortsette og gi det en ny sjanse i livet. Hvis ikke, husk at disse batteriene er omtrent 95% resirkulerbare.

Trinn 5: Få riktig vann

I motsetning til populær kunnskap er ren H2O faktisk ikke ledende. Kranvann vil lede elektrisitet på grunn av urenheter som er oppløst i det. Natrium og andre mineraler som finnes i det danner salter som kan bære elektroner.

Siden reaksjonen i batteriet vårt avhenger av svovelsyren som bærer elektronene, er det veldig viktig at det ikke finnes andre ladningsbærende molekyler i vannet vi tilfører.

Legg inn destillert vann!

Dette vannet har hatt alle urenheter kjemisk separert. Den finnes i mange supermarkeder. Det er vanlig å bruke i klærjern, siden vann fra springen inneholder kalsium som kan tette sine små indre ledninger.

Videre har injiserbart vann blitt håndtert på en steril måte etter destillasjon. Det er ikke nødvendig, men siden dette er tilgjengelig i apotek, kan det for mange (som det var for meg) være lettere å finne, og like billig.

I en klemme, eller i post-apokalyptiske overlevelsesscenarier (hvordan leser du dette?) Fungerer regnvann også bra, siden det har blitt destillert naturlig (det ble fordampet til skyer).

Trinn 6: Påfyll

Tillat meg å gjenta: destillert vann! Jo større batteri jo mer vann det holder, ettersom cellene er større; min 12AH inneholdt omtrent 30 ml per celle (1 oz?). Det er godt å bruke en beholder eller en sprøyte, slik at mengden vann du putter i hver celle er lik.

Ved hjelp av en trakt eller sprøyten hell en moderat mengde vann inn i den første cellen, vent på at matten skal absorbere den (med mindre du har et oversvømmet batteri, som ikke har noen matte), og fyll opp til like under toppen av platene.

Nivået kan endres etter et par ladninger ettersom matten absorberer løsningen og noe av vannet skiller seg (elektrolyseres) bort. Fyll resten av cellene med samme mengde.

Se opp for kapillaritet! En celle kan virke full når et fettfall faller fast til ventilhullets vegger. En bomullspinne eller en tapping bør la åpningen være ledig igjen. Alle celler bør ta inn omtrent like mye vann.

Trinn 7: Første nye kostnad

Den første ladningen vil være en "aktiveringsladning", der vi starter reaksjonen på nytt. På dette stadiet vil strømmen som går inn i batteriet være veldig lav. Den vil øke hastigheten og lade opp med normal hastighet innen 2. eller 3. syklus.

Det er viktig å gjøre den første håndfull ladninger med lokket og/eller ventiler av, slik at overflødig løsning som uunngåelig er i batteriet, ikke søler så mye. Dette vil komme ut som hydrogen, så det er også viktig å ha området ventilert for å unngå eksplosjoner!

For å gjøre den første ladningen, kobler du batteriet til laderen med amperemeteret i serie. Vi må måle strøm for dette. Du kan også alltid bruke en justerbar strømforsyning. Den må ha spenningskontroll, mens strømbegrensning er nyttig, men ikke nødvendig.

Kontroller batteriets etikett for en ladestrømgrense. Hvis strømforsyningen din har nåværende begrensning, foreslår jeg at du setter den til omtrent 80% av dette.

Hvis batteriet ditt ikke har noen angitt grense, eller etiketten er utslitt, bør du vurdere grensen til omtrent 40% av den nominelle kapasiteten.

Sett spenningen til 14,4 volt for å begynne. Dette er standard ladespenning for en 12V. Startstrømmen vil være veldig liten. Hvis strømforsyningen din er i stand, kan du øke spenningen for å akselerere reaksjonen. Mange ladere med "gjenopprettingsmodus" gjør dette. Det er trygt å gå opp til 60V for et 12V batteri så lenge du reduserer spenningen etter hvert som batteriet begynner å akseptere høyere og høyere strøm. Den nåværende grensen på forsyningen din vil fortsette å redusere denne spenningen for deg.

Hvis du ikke kan gå utover 14,4v (for eksempel hvis du bruker en dedikert lader), må du bare sjekke strømmen. Det vil bare øke sakte i begynnelsen, deretter raskere og raskere, opp til et punkt der det begynner å falle. Gratulerer, dette er vanlig lading!

Bildene viser denne økningen-deretter-reduksjonen i strøm

Når strømmen når rundt 0,03 ganger batteriets kapasitet, har den blitt ladet til over 90-95%

Trinn 8: Forsegl sikkerhetskopiering og første gangs bruk

(Med mindre batteriet er oversvømmet, er det bare å sette lokkene på igjen) Som nevnt kan vannstanden endres. Hvis du har tid, må du lade og lade ut batteriet et par ganger (koble til en lyspære, motor eller annen last som vil tømme den raskt) for å få løsningen til et stabilt nivå.

Rengjør og tørk ventiler og ventilposter. Sett på ventilene igjen og lim lokket på igjen, se etter stedene der det ble limt og bruk en dråpe cyanoakrylatlim på hver. Legg litt vekt på toppen en stund og la det tørke.

Trinn 9: Hold øye med det

Batteriet er klart, men det ble hentet tilbake fra død, så det kan forståelig nok oppføre seg merkelig. Kapasiteten kan reduseres, avhengig av årsak og skadegrad. Min virket nesten upåvirket, andre kan bare gi 20% av sin tidligere kapasitet. Det er sannsynlig at de har overflødig vann. Dette er bra. Bare husk å la lade i et ventilert, flammefritt område, og at søl vil forekomme av og til. Jeg holder saltristen med natriumbikarbonat i nærheten.