สารอิเล็กโทรไลต์สำหรับแบตเตอรี่

อิเล็กโทรไลต์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของแบตเตอรี่ หากไม่มีของเหลวนี้ แบตเตอรี่จะไม่สามารถทำงานได้ ในบทความนี้ เราจะอธิบายว่าอิเล็กโทรไลต์คืออะไร วิธีการเติม อิเล็กโทรไลต์ควรมีความหนาแน่นจำเพาะเท่าใด และยังมีตารางข้อมูลที่เป็นประโยชน์อีกด้วย

คุณสมบัติและลักษณะของอิเล็กโทรไลต์

สารละลายอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่เป็นส่วนผสมของน้ำกลั่นและกรดซัลฟิวริก

กรดซัลฟิวริกใช้สำหรับแบตเตอรี่อย่างไร?

ลักษณะภายนอกคล้ายสารที่มีลักษณะเป็นน้ำมัน มีน้ำหนักมาก ไม่มีกลิ่น และละลายในน้ำได้อย่างสมบูรณ์ ในระหว่างการผลิตอิเล็กโทรไลต์สำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด จะสังเกตเห็นความร้อนเกิดขึ้น ซึ่งเป็นผลให้กรดละลาย

ผู้ขับขี่ใช้กรดเกรด A มาตรฐาน GOST 667-83 สำหรับแบตเตอรี่ของตน นอกจากนี้ยังมีกรดความบริสุทธิ์สูง GOST 142b2-78 จำหน่ายในร้านค้าทั่วไป ซึ่งโดยทั่วไปจะมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

1. โมโนไฮเดรต 92-94%
2. ความหนาแน่นตามมาตรฐาน 1.830 กรัม/ซม³
3. สิ่งเจือปนไม่เกิน 0.03665% (เหล็ก 0.012%, ไนโตรเจนออกไซด์ 0.0001%, แมงกานีสไม่เกิน 0.0001%, คลอรีน 0.0005%, สารหนู 0.0001%)

น้ำกลั่นสำหรับแบตเตอรี่

หากปราศจากน้ำนี้ การสร้างอิเล็กโทรไลต์คุณภาพสูงนั้นเป็นไปไม่ได้เลย ห้ามใช้ไฮโดรเจน (H) เป็นสิ่งทดแทน₂ไม่อนุญาตให้ใช้น้ำจากแม่น้ำ น้ำประปา หรือน้ำจากก๊อกน้ำ รวมถึงน้ำอุตสาหกรรมและน้ำดื่ม อนุญาตให้ใช้น้ำกลั่นจากไอน้ำได้ แต่ต้องมีการวิเคราะห์ทางเคมีก่อนนำไปใช้ ในระหว่างกระบวนการนี้ ควรตรวจสอบระดับธาตุเหล็ก ซึ่งต้องไม่เกิน 0.0004% และระดับทองแดงต้องไม่เกิน 0.005%

เครื่องกลั่นน้ำแบบอิเล็กทรอนิกส์ใช้ในการผลิตน้ำกลั่นในร้านขายยา โรงงาน โรงพยาบาล และห้องปฏิบัติการ นอกจากนี้ อุปกรณ์เหล่านี้ยังมีจำหน่ายให้ผู้บริโภคทั่วไปได้ใช้ด้วย สามารถผลิตน้ำกลั่นได้โดยใช้เครื่องกลั่นต่างๆ เช่น เครื่องกลั่น HR-01, เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์ Wein, เครื่องกลั่น Pervach Econom และอื่นๆ

คุณควรทดสอบน้ำที่ผลิตจากเครื่องกลั่นทุกๆ 6 เดือน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระดับของแข็งเป็นไปตามนี้:

1. แคลเซียม – 1.0 มิลลิกรัม
2. แอมโมเนีย – 5 มิลลิกรัมต่อลิตร
3. ซัลเฟต – ไม่เกิน 0.5 กรัม/ลิตร
4. แอมโมเนียมต้องไม่เกิน 0.05 มิลลิกรัม/ลิตร
5. ปริมาณคลอไรด์ต้องไม่สูงกว่า 0.02 มิลลิกรัม/ลิตร

นอกจากนี้ ควรทดสอบน้ำกลั่นหาปริมาณไนเตรต เหล็ก และโลหะหนัก ตารางผลลัพธ์ควรระบุว่าน้ำนี้สามารถนำไปใช้ในการผลิตอิเล็กโทรไลต์ได้หรือไม่ โดยต้องเป็นไปตามมาตรฐาน GOST 6709-72

ในร้านค้าปลีกทั่วไป น้ำดื่มขนาด 1.5 ลิตร จะมีราคาประมาณ 20-30 รูเบิล

การเตรียมอิเล็กโทรไลต์สำหรับแบตเตอรี่

สารละลายอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่โดยพื้นฐานแล้วคือสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในน้ำ₂ดังนั้น₄ใช้น้ำและกรดตามพารามิเตอร์ที่อธิบายไว้ข้างต้น สำหรับการเติมและการเติมเพิ่ม ให้ใช้อิเล็กโทรไลต์ที่มีความหนาแน่น 1.18-1.24 กรัม/ซม³ คุณอาจใช้ความหนาแน่น 1.83 กรัม/ซม³ ก็ได้³ จากนั้นแบ่งกระบวนการออกเป็นสองแนวทาง:

• ขั้นแรกให้สร้างอิเล็กโทรไลต์ที่มีความหนาแน่น 1.4 กรัม/ซม³³รอจนกว่าอุณหภูมิจะลดลงเหลือ 20 องศาเซลเซียส
• ขั้นตอนต่อไป ให้เตรียมอิเล็กโทรไลต์ที่ต้องการจากอิเล็กโทรไลต์นี้

วิธีนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้กรดซัลฟิวริกมีอุณหภูมิสูงเกินไป

สารละลายอิเล็กโทรไลต์จะต้องเตรียมในภาชนะเฉพาะ ซึ่งอาจเป็นพลาสติก เครื่องปั้นดินเผา หรืออีโบไนท์ ตะกั่ว ความจุวิธีนี้ก็ใช้ได้เช่นกัน แต่ห้ามใช้ชามแก้วเด็ดขาด เพราะมันจะแตกเนื่องจากอุณหภูมิสูง

สิ่งแรกที่คุณต้องทำคือเทน้ำกลั่น H ในปริมาณที่กำหนด₂O. หลังจากนั้น ให้ค่อยๆ เทกรดซัลฟิวริกในปริมาณที่ต้องการลงไปเป็นสายบางๆ คนส่วนผสมอย่างต่อเนื่องด้วยแท่งแก้ว จะดีที่สุดถ้า H₂ดังนั้น₄ คุณจะใส่ทีละส่วน

ควรเทกรดลงในน้ำเสมอ มิเช่นนั้น คุณจะได้กรดหยดที่กระเด็นไปทั่วทุกทิศทาง ซึ่งอาจทำให้ร่างกายไหม้และสร้างความเสียหายให้กับสิ่งของใกล้เคียงได้

อุปกรณ์ป้องกันภัยสำหรับการทำงาน:

1. รองเท้าบู๊ตยาง
2. ถุงมือที่ทำจากวัสดุชนิดเดียวกัน
3. ชุดกันเปื้อนผ้าแบบพิเศษ
4. แว่นตาสำหรับป้องกัน
5. ผ้ากันเปื้อนยาง

ด้านล่างนี้คือตารางพิเศษที่จะช่วยให้คุณเข้าใจว่าควรปฏิบัติตามสัดส่วนใดบ้าง

ข้อมูลเกี่ยวกับอัตราส่วนของกรดซัลฟิวริกต่อน้ำกลั่น

เพื่อให้ได้ความหนาแน่น 1.4 กรัม/ซม³³ คุณต้องยึดตามข้อมูลจากตารางที่ 2

เพื่อให้ได้ความหนาแน่น 1.83 กรัม/ซม³³ โปรดใช้ข้อมูลที่ให้ไว้ด้านล่างนี้

ควรใช้ไฮโดรมิเตอร์เพื่อหาค่าความหนาแน่น เมื่อวัดอุณหภูมิ เทอร์โมมิเตอร์ไม่ควรมีส่วนประกอบที่เป็นไม้หรือโลหะ ควรทำการวัดเมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่า 20 องศาเซลเซียส

ความแตกต่างของอุณหภูมิและความหนาแน่นจะเท่ากับ 0.0007 กรัม/ซม³ ต่อ 1°C หากอุณหภูมิสูงกว่า 20°C จะมีการเพิ่มค่าแก้ไขในการคำนวณโดยอิงจากข้อมูลความหนาแน่นที่วัดได้ สมมติว่าอุณหภูมิที่แท้จริงคือ 30°C และอุณหภูมิที่เราวัดได้คือ 20°C ดังนั้นความแตกต่างจะเป็น 10°C⁰ดังนั้น ผลลัพธ์ที่ได้คือ 0.0007 x 10 = 0.07 g/cm³ นั่นคือ เราได้เพิ่มค่าความคลาดเคลื่อน 0.007 g/cm³ เข้าไปในข้อมูลความหนาแน่นที่เราได้มา

ถ้าอุณหภูมิที่แท้จริงคือ 10 องศาเซลเซียส ความแตกต่างกับอุณหภูมิที่ระบุไว้ข้างต้นจะเป็น 10 องศาเซลเซียส⁰0.0007 g/cm³ จะถูกคูณด้วยสิบ และค่าแก้ไขคือ 0.007 g/cm³ ในกรณีนี้ ค่าแก้ไขจะถูกหักออกจากค่าความหนาแน่นที่วัดได้ที่อุณหภูมิ t = 10°C⁰.

ห้ามเติมอิเล็กโทรไลต์ มากกว่า 25 ซี⁰.

คุณสมบัติพื้นฐานของอิเล็กโทรไลต์กรดซัลฟิวริก

นอกเหนือจากที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ควรพิจารณาปัจจัยอีกประการหนึ่งด้วย หากคุณใช้กรดและน้ำในปริมาณเท่ากัน ปริมาตรที่ได้หลังจากผสมแล้วจะน้อยลงอย่างมาก ดังนั้นจึงต้องนำพารามิเตอร์นี้มาพิจารณาด้วยเมื่อเตรียมอิเล็กโทรไลต์ โดยใช้ข้อมูลในตารางประกอบ

คุณสมบัติความหนืด

ส่งผลต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่มีแผ่นตะกั่ว กระบวนการในแบตเตอรี่เป็นแบบการแพร่ การแพร่ในอัตรานี้ขึ้นอยู่กับความหนืด ความหนืดนี้เป็นตัวกำหนดว่าอิเล็กโทรไลต์จะเข้าถึงพื้นผิวและรูพรุนของขั้วไฟฟ้าได้เร็วแค่ไหนในระหว่างการคายประจุ

ถ้าความหนืดเพิ่มขึ้น การแพร่กระจายจะช้าลง เมื่ออุณหภูมิลดลง 25 องศา ความหนืดจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ที่อุณหภูมิ 50°C⁰ การเพิ่มขึ้นของค่านี้เกิดขึ้นถึง 30 เท่าเมื่อเทียบกับค่า t ปกติ

เมื่อความหนืดเพิ่มขึ้นแล้ว ความจุแบตเตอรี่อุณหภูมิจะลดลง ด้วยเหตุนี้ ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดในสภาพอากาศหนาวเย็นจึงลดลง จึงต้องคำนึงถึงเรื่องนี้เมื่อทำการติดตั้ง แบตเตอรี่เจล.

ความต้านทานจำเพาะของอิเล็กโทรไลต์

ในการคำนวณ คุณจะต้องใช้สูตร =rS/L สูตรนี้มีความเกี่ยวข้องเมื่อความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์ที่ครอบครองอยู่ ความจุโดยมีความยาวจำกัดที่ 1 เซนติเมตร และหน้าตัดที่ 1 เซนติเมตร³ความหมายของตัวอักษรในสูตร:

• L – ความยาว
• r – ความต้านทานจำเพาะในหน่วยโอห์ม-เซนติเมตร
• S – พื้นที่หน้าตัด (ซม.)².

ค่า R จะเปลี่ยนแปลงในขณะที่อุณหภูมิและความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์เปลี่ยนแปลง ความต้านทานภายในถ้าแบตเตอรี่มีขนาดเล็ก คุณควรใช้อิเล็กโทรไลต์ที่มีค่าความต้านทานจำเพาะต่ำที่สุด

ค่าพารามิเตอร์ของความต้านทานดังกล่าวแสดงอยู่ในตารางนี้

ค่า R จะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่ำกว่าศูนย์องศา

อันที่จริง จุดเยือกแข็งของอิเล็กโทรไลต์เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญ เมื่อแบตเตอรี่คายประจุ ความหนาแน่นและจุดเยือกแข็งจะลดลง ในอุณหภูมิที่ต่ำ ปริมาตรของของเหลวจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะทำให้ขั้วไฟฟ้าและแบตเตอรี่เสียหายได้

อิเล็กโทรไลต์ที่มีความหนาแน่น 1.29 กรัม/ซม³³ มีจุดเยือกแข็งต่ำที่สุด

แบตเตอรี่สตาร์ทที่ใช้ในสภาพอากาศหนาวเย็นมีความหนาแน่น 1.26-1.30 กรัม/ซม³²สารละลายอิเล็กโทรไลต์นี้ไม่แข็งตัวแม้ในสภาพอากาศที่หนาวจัด

ตารางด้านล่างแสดงระดับความหนาแน่นที่ทำให้เกิดการเยือกแข็ง

อิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์

ลิเธียมและโพแทสเซียมถูกนำมาใช้ในการผลิต โดยทั้งสองชนิดมีฤทธิ์กัดกร่อน

โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ หรือ KOH เป็นของแข็งสีขาว และละลายได้ดีมากในไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์₂A. เมื่อละลายจะเกิดความร้อนขึ้น ตามมาตรฐาน GOST สารนี้ผลิตได้ 4 เกรด:

• สูงกว่า
• เอ
• ประเภท B
• เครื่องบินเจ็ต

เกรดแรกมีโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์สูงถึง 96% เกรดที่สอง "A" มีโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์สูงถึง 92% เกรดที่สาม "B" มีโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 88% และเกรดที่สี่มีสิ่งเจือปนน้อยกว่าเกรดทางเทคนิค

ในการเตรียมสารละลายอิเล็กโทรไลต์จากลิเธียมและโพแทสเซียม ให้ละลายโพแทสเซียมก่อน จากนั้นจึงเติมลิเธียม ในอัตราส่วน 10-20 กรัมต่อสารละลายอิเล็กโทรไลต์ 1 ลิตร หลังจากนั้น ทิ้งไว้ 15-20 ชั่วโมง เพื่อให้อุณหภูมิลดลงและสิ่งเจือปนตกตะกอน ก่อนทิ้งสารละลาย ให้ปิดฝาให้สนิท

จากนั้นให้เทสารละลายที่ได้ลงในภาชนะที่สะอาด ต่อไปให้ตรวจสอบความหนาแน่นสัมพัทธ์ด้วยไฮโดรมิเตอร์ หากจำเป็น ให้ปรับความหนาแน่นสัมพัทธ์ให้อยู่ในระดับที่ถูกต้อง หลังจากนั้นให้เติมด่างและน้ำ หรืออีกทางเลือกหนึ่ง คุณสามารถเติมอิเล็กโทรไลต์เข้มข้นสำเร็จรูปได้

แบตเตอรี่ของคุณต้องการความหนาแน่นเท่าใด? คุณสามารถค้นหาข้อมูลนี้ได้จากเอกสารทางเทคนิค หากเอกสารไม่ได้ระบุข้อแนะนำที่สำคัญใดๆ ก็สามารถใช้อิเล็กโทรไลต์ที่มีความหนาแน่น 1.19-1.21 กรัม/ซม³ ได้³ ที่อุณหภูมิ 15 องศาเซลเซียส และควรมีลิเธียม 10-20 กรัม/ลิตร

สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ ของเหลวที่มีคุณสมบัติเหล่านี้ควรใช้ที่อุณหภูมิไม่ต่ำกว่า 20 องศาเซลเซียส ที่อุณหภูมิต่ำกว่านั้น ความหนาแน่น 1.25–1.27 กรัม/ซม³ จะเหมาะสมกว่า³แต่โดยไม่ใช้สารกัดกร่อนอย่าง Li

ในการฟื้นฟูแบตเตอรี่เหล็ก-นิกเกิลและแบตเตอรี่แคดเมียม-นิกเกิลแบบอัลคาไลน์ จะใช้อิเล็กโทรไลต์ที่มีส่วนประกอบของลิเธียมและโพแทสเซียม โดยมีความหนาแน่น 1.255-1.279 กรัม/ซม³³นอกจากนี้ คุณยังต้องเติมลิเธียมกัดกร่อน 69 กรัมต่ออิเล็กโทรไลต์ 1 ลิตรอีกด้วย

เพื่อความสะดวกในการเตรียมการ โปรดใช้ตารางประกอบ

 

อายุการเก็บรักษาของอิเล็กโทรไลต์

สามารถเก็บรักษาได้นานโดยไม่มีกำหนด เพื่อป้องกันการตกตะกอน ควรเก็บให้พ้นจากแสงแดดโดยตรง และหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน อายุการใช้งานที่แท้จริงของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่นั้นไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด เนื่องจากได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย

วิธีตรวจสอบระดับอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่รถยนต์?

ควรตรวจสอบปีละสองครั้ง คือก่อนฤดูหนาวและต้นฤดูร้อน

อุปกรณ์ที่ใช้ในการดำเนินการตามขั้นตอนนี้:

• ไฮโดรมิเตอร์ – ช่วยให้คุณวัดความหนาแน่นได้
• หลอดแก้วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5-7 มิลลิเมตร

อัลกอริทึมการตรวจสอบ:

1. ถอดแบตเตอรี่ออกจากรถ
2. คลายสกรูทั้งหมดออก
3. วางไฮโดรมิเตอร์โดยให้ปลายใช้งานอยู่ในช่องใดช่องหนึ่ง
4. ใช้ลูกยางบนอุปกรณ์ดูดสารละลายอิเล็กโทรไลต์จนกระทั่งลูกลอยยกตัวขึ้นและเริ่มลอยโดยไม่สัมผัสกับผนังของไฮโดรมิเตอร์
5. สามารถสังเกตความหนาแน่นได้ที่จุดที่แท่งโลหะและสารละลายอิเล็กโทรไลต์สัมผัสกัน
6. จดข้อมูลที่ได้รับลงบนกระดาษ

ควรทำตามขั้นตอนที่คล้ายกันนี้กับแบตเตอรี่แต่ละชุด

ปัจจุบันมีคนใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์แบตเตอรี่ที่ทำเองน้อยมาก คนส่วนใหญ่มักไปซื้อสารที่ต้องการจากร้านค้าทั่วไปในราคาไม่แพง วิธีนี้จะช่วยประหยัดเวลาและปกป้องชีวิตคุณได้!