Электролит в аккумуляторе автомобиля: что это, виды, как приготовить и развести электролит самому

Функционирование аккумуляторов в автомобиле обеспечивается специальным раствором щелочей или кислот, который называют электролитом. Эту жидкость можно приготовить самостоятельно или купить в автомагазине. В статье рассмотрены вопросы того, что такое электролит в аккумуляторе, как его проверить и заменить.

Что такое электролит

Электролит — это вещество в виде жидкости, которое проводит электрический ток вследствие диссоциации на ионы. Он готовится путем растворения кислот или щелочей в дистиллированной воде, где исходные вещества распадаются на электрически активные ионы. В случае его утечки или загрязнения качество генерируемого тока ухудшается, а работа электрических систем машины становится нестабильной.

Принцип работы электролитической смеси рассмотрим на примере свинцово-кислотных аккумуляторов:

• АКБ такого типа состоят из пластин на основе металлического свинца и оксида свинца, которые помещены в жидкий электролит из серной кислоты и воды. В роли анода выступает свинцовая пластина, а в роли катода — пластина на основе оксида свинца.
• При разряде автомобильного аккумулятора чистый свинец и оксид свинца вступают в химические реакции с ионами серной кислоты, что приводит к образованию сульфата свинца и воды. На анодных пластинах образуется избыток электронов, а на катодных — недостаток. Поэтому при замыкании цепи между ними проходит электрический ток.
• При заряде АКБ происходят обратные процессы. Под действием внешнего электрического тока сульфат свинца восстанавливается до свинца и оксида свинца. Зарядка также приводит к накоплению электронов, которые в дальнейшем могут использоваться для выработки электрического тока.
• Во время электрохимических реакций немного меняется плотность и объем исходного вещества. При использовании тока АКБ количество кислоты снижается, а уровень воды растет. Это приводит к снижению плотности и увеличению объема. При заряде происходят обратные реакции.

Характеристики электролита для АКБ

В современных аккумуляторах в среднем находится от 2,5 до 3,5 литров электролитического соединения. Технические свойства электролита зависят в основном от двух показателей — от его плотности и химического состава. Они определяют способность вещества проводить электрический ток и принцип его генерации. Показатель плотности также учитывает температуру окружающей среды. Жидкость с одной и той же плотностью при сильном холоде может замерзнуть, а на жаре может упасть уровень напряжения. Изменение плотности в большую или меньшую сторону позволяет избежать этих проблем.

Состав

По химическому составу различают две категории аккумуляторов — свинцово-кислотные и щелочные. В них нужно заливать электролиты соответствующего типа, поскольку электролитические растворы от разных батарей несовместимы друг с другом. Более подробная характеристика электролитических растворов:

• Свинцово-кислотные АКБ. Для таких батарей в роли электролитического раствора выступает серная кислота, которая разведена в дистиллированной воде. При хранении кислотное соединение распадается на электрически активные ионы, которые передают электрический ток при зарядке или разрядке АКБ. Роль анода выполняет свинцовая пластина, а роль катода — пластина на основе оксида свинца. Свинцово-кислотные батареи обладают хорошей емкостью и недорого стоят, однако они быстрее выходят из строя и их достаточно сложно утилизировать, что создает нагрузку на экологию.
• Щелочные АКБ. Для таких аккумуляторов используется электролит на основе гидрооксида калия, натрия или лития с добавление дистиллированной воды. При разведении этих компонентов водой щелочь распадается на электрически заряженные ионы, которые могут передавать электрический ток. Роль анодов выполняют пластины на основе гидрата окиси никеля и графита, а роль катодов — пластины из губчатого железа. Щелочные батареи легче переносят тряску и охлаждение до низких температур, но они быстрее разряжаются и дороже стоят.

Плотность и на что она влияет

Еще один важный показатель электролита — это его плотность. Чтобы электролитический раствор генерировал электрические импульсы и не замерзал, его плотность должна находиться в пределах от 1,1 до 1,3 грамм на кубический метр. На нее влияет температура окружающего воздуха, поэтому в зимний период рекомендуется использовать более плотные составы, а в теплый — менее плотные. На нее также немного влияет состав, а рекомендуемые показатели можно узнать в таблице ниже:

Обратите внимание! Рекомендуемый коэффициент обычно указывается в документации к транспортному средству.

Как приготовить и разводить электролит самому

Оптимальным вариантом будет покупка готового раствора в магазине. Но при желании вы можете приготовить эту жидкость самостоятельно в домашних условиях. Для приготовления электролитического состава (что щелочного, что свинцового) обязательно понадобится защитная одежда, перчатки и очки, поскольку вы будете работать с химически активными веществами. Работы по смешиванию следует проводить в хорошо проветриваемом помещении.

Щелочной

Для приготовления щелочной электролитической жидкости нужна дистиллированная вода, гидрооксиды лития и калия, два стеклянных сосуда, деревянная палочка для размешивания. При приготовлении раствора часть щелочи уйдет в осадок, поэтому рекомендуется взять также ареометр, чтобы проконтролировать итоговую плотность смеси. Гидрооксиды натрия и калия рекомендуется купить в уже приготовленном виде, где необходимые пропорции веществ уже подобраны.

Пропорции по смешиванию с водой нужно подобрать на основании инструкции к этикетке. Для получения коэффициента 1,21 обычно смешивают щелочь с водой в пропорции 1 к 3, для 1,17 — 1 к 5, для 1,23 — 1 к 2. Детальный алгоритм приготовления электролитического раствора:

1. Наденьте защитную одежду, маску и перчатки. В стеклянную емкость налейте необходимое количество воды и хорошенько размешайте ее с помощью палочки, чтобы получился легкий водоворот. Обратите внимание, что во время смешивания будет активно выделяться тепло с выпадением в осадок части щелочи. Поэтому емкость с водой вы можете поместить в еще одну емкость с водой (например, из пластика), которая будет выполнять функцию охлаждения.
2. Небольшими порциями всыпьте в емкость гидрооксиды. Не забывайте хорошенько перемешивать раствор. После этого накройте емкость крышкой и оставьте на 24 часа, чтобы раствор остыл, а гидрооксиды равномерно распределись по всей воде. Потом откройте крышку и аккуратно перелейте получившийся раствор в другую стеклянную емкость — убедитесь, что в нее не попал осадок со дна. Замерьте коэффициент итогового электролита с помощью ареометра, если он отличается от нужных показателей — добавьте воду или щелочь.

Свинцовый

Для приготовления свинцовой электролитической жидкости понадобится дистиллированная вода, концентрированная серная кислота и стеклянная тара. Чтобы приготовить раствор плотностью 1,28 (большинство регионов России), понадобится 1 литр воды и 360 мл кислоты. Если живете в жарких южных регионах, то берется 330 мл кислоты, чтобы получить 1,22. Также учтите, что кислота часто продается в разбавленном виде, поэтому перед смешиванием необходимо произвести корректирующие подсчеты.

Само приготовление выглядит так:

1. Наденьте защитную одежду, перчатки и очки, чтобы обезопасить себя на случай ожогов. В стеклянную емкость налейте дистиллированную воду.
2. Тонкой струей влейте в воду серную кислоту. При смешивании вода будет сильно нагреваться с образованием пара — это нормальная реакция. Перемешивать смесь не нужно, а по ее приготовлении емкость нужно оставить на 12 часов для остывания и полного смешивания с водой.

Обратите внимание! Если пролили кислоту, ее нужно быстро нейтрализовать с помощью обычной соды (в результате реакции образуется безопасные сульфиты и вода). Также помните, что в воду вливается кислота, а не наоборот.

Проверка электролита в аккумуляторе автомобиля

Для замера плотности рекомендуется купить ареометр, принцип работы которого основан на законе Архимеда. Ареометр имеет вид полого стеклянного цилиндра, внутри которого располагается специальное устройство-поплавок. При замерах часть раствора из АКБ запускается внутрь прибора, которое замеряет плотность. Купить ареометр можно в любом строительном или автомобильном магазине, а его стоимость находится в пределах 300-500 рублей.

Для замеров не понадобится защитная одежда, поскольку вы не будете напрямую контактировать с химически активными веществами. А саму проверку делают в следующем порядке:

• Откройте капот, обесточьте аккумулятор, открутите зажимы и достаньте батарею. Проверьте ареометр и при необходимости вставьте поплавок внутрь устройства, а также прикрепите носик.

• Откройте любую из заглушек на аккумуляторной батарее, сожмите грушу на конце ареометра и вставьте носик устройства внутрь аккумулятора.

• Электролитическая жидкость начнет нагнетаться в ареометр. Когда емкость наполнится и поплавок всплывает, отожмите грушу и достаньте устройство из АКБ.

• Теперь обратите внимание на шкалу внутри прибора — там будет отображаться текущая плотность. Если с показателями все хорошо, слейте раствор обратно в отверстие, закройте заглушку, верните батарею обратно.

После замеров ареометр следует поместить над емкостью с водой, чтобы слить остатки электролитической жидкости. В воду следует добавить немного соды (5-10 г), которая будет нейтрализовывать химически активные соединения.

Замена электролита в аккумуляторе

Потребность в замене электролита обычно возникает при быстрой разрядке аккумулятора, а также в случае потери жидкости по неосторожности во время ремонта автомобиля. Замена осуществляется просто — из аккумуляторной батареи сливается старая жидкость и заливается новая, которая была заранее приготовлена. Работы следует проводить в резиновых перчатках, защитной одежде и очках, поскольку вы будете работать с химически активными веществами. Для работ также понадобится лейка, чтобы не пролить электролитический раствор.

Детальный алгоритм действий:

• Наденьте защитную одежду, откройте капот, снимите минусовую и плюсовую клеммы, освободите зажимы, достаньте аккумуляторную батарею. Поместите ее на стул или любую другую горизонтальную поверхность. Рядом с собой рекомендуется иметь соду — если жидкость прольется, сода нейтрализует кислоту/щелочь.

• Сверху выкрутите заглушки со всех ячеек аккумулятора (при необходимости демонтируйте их с помощью отвертки), аккуратно слейте старую жидкость в стеклянную емкость, наклонив аккумулятор. Если боитесь пролить кислоту на пол, для слива можете использовать шприц или грушу.

• Вставьте в любое отверстие лейку и влейте туда небольшую порцию электролита (где-то на третью часть ячейки). Поместите лейку в другое отверстие и влейте туда жидкость. Повторите операцию для всех отверстий несколько раз, чтобы полностью «заправить» АКБ. Закройте заглушки, верните батарею обратно в автомобиль.

Неподготовленному человеку не рекомендуется готовить электролитический раствор своими руками — лучше купить готовую жидкость. Дело в том, что серная кислота и щелочи весьма токсичны, а в случае прямого контакта с кожей они могут вызывать ожоги различной степени тяжести. Если сомневаетесь в своих навыкам и полностью забыли курс школьной химии, то имеет смысл купить готовое соединение или обратиться за помощью в автомастерскую.