Holen Sie eine Blei-Säure-Batterie von den Toten zurück - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Von allen alten Batteriedesigns ist Blei die am weitesten verbreitete Art, die noch verwendet wird. Ihre Energiedichte (Wattstunden pro kg) und ihre geringen Kosten machen sie weit verbreitet.

Wie jede Art von Batterie basiert sie auf einer elektrochemischen Reaktion: einer Wechselwirkung zwischen verschiedenen chemischen Substanzen, die im Wesentlichen auf der einen Seite einen Elektronenüberschuss und auf der anderen Seite ein Defizit erzeugt. Diese Differenz ("Potenzial") ist Spannung und ermöglicht einen Stromfluss, während Elektronen um den Stromkreis zirkulieren, um dieses Defizit zu füllen. Da sich die Differenz neutralisiert, nimmt die verfügbare Ladung in der Batterie ab. Der Schlüssel bei wiederaufladbaren Batterien ist, dass diese Reaktion reversibel ist, da das Anlegen eines Stroms in die Batterie (im Gegensatz zu einer Entnahme aus ihr) die Ladung wiederherstellt. Andere elektrochemische Reaktionen können zu höheren Energiedichten auf Kosten der Nichtaufladbarkeit führen.

Die von jeder Reaktion erzeugte Spannung ist mehr oder weniger fest (je nach Ladungsprozentsatz variiert sie ein wenig). Bleisäure beträgt 2 Volt. Zum Beispiel haben wiederaufladbare Batterien auf Nickelbasis 1,2 oder 1,4 V und Lithiumzellen 3,7 V. Aus diesem Grund müssen Sie, wenn Sie eine 12-V-Batterie wünschen, mehrere dieser Reaktionen in Reihe schalten, um die Spannungen hinzuzufügen. Jede davon wird als Zelle bezeichnet. Wie Sie auf den Bildern sehen können, besteht eine 12-V-Bleisäure aus 6 Zellen. 12 V, 6 V, 8 V und sogar einzellige 2 V-Batterien sind üblich.

Als nächstes werde ich erklären, wie Blei-Säure-Zellen aufgebaut werden können, damit Sie erkennen können, was mit Ihrer speziellen Batterie getan werden muss.

Schritt 1: Identifizieren Sie Ihren Batterietyp

Diese Batterien bestehen aus 3 Hauptkomponenten. Ja, es ist Blei und und Säure. Insbesondere eine Lösung aus Schwefelsäure, Bleiplatten und Bleioxidplatten. Bleiplatten sind das Negative. Bleioxid macht das Positiv, da den an Blei gebundenen Sauerstoffatomen Elektronen "mangeln" (Elektronen sind negativ geladen), also "weniger negativ" = positiv. Die in Wasser gelöste Schwefelsäure wird Elektrolyt genannt und transportiert Elektronen zu und von diesen Platten und setzt bei der Reaktion mit dem Blei Elektronen frei.

Die Menge, Dicke und Größe der Platten kann variieren, ebenso wie die Art und Weise, wie der Elektrolyt gehalten wird.

Starter- und Deep-Cycle-Batterien

Die unterschiedlichen Zwecke dieser Batterien bedeuten, dass die Größe der Platten unterschiedlich ist. Eine Starterbatterie ist das, was man häufig in Benzinautos findet. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, für kurze Zeit einen großen Strom zu liefern, um den Motor zu drehen, der den Motor zum Starten durchdreht. Ihr normaler Gebrauch entlädt sie nicht zu sehr – nur ein großes, kurzes Bad, das ziemlich schnell wieder aufgeladen wird. Die Lichtmaschine im Auto hält die Batterie geladen, während sie die Lichter, die Stereoanlage, die ECU und alle andere Elektronik betreibt.

Zyklenfeste Batterien hingegen sind für langsame, aber beträchtliche Entladungen ausgelegt. Sie sind möglicherweise nicht in der Lage, aus einer Laune heraus (d. Diese finden Sie auf USVs, Solarstromsystemen, Notlichtern und vielen Elektrofahrzeugen wie Gabelstaplern, Golfwagen, einigen Lieferwagen, frühen und selbstgebauten Elektroautos und Kinderspielzeug.

Überflutete und versiegelte Batterien

Diese Unterscheidung ergibt sich aus der Art und Weise, wie der Elektrolyt in der Zelle gehalten wird. Die Platten müssen von der Schwefelsäurelösung umgeben sein, damit die Reaktion ablaufen kann. Der einfachste Weg, dies zu erreichen, besteht darin, die Platten einfach in die flüssige Lösung einzutauchen. Los geht's: Batterie überflutet. Überflutete Batterien können entweder Starterbatterien (die meisten Autobatterien) oder Deep-Cycle-Batterien (zum Beispiel Gabelstapler- oder Golfwagenbatterien) sein.

Ein großer Vorteil ist, dass Sie, da beim Laden etwas Wasser verloren geht (dazu später mehr), schneller laden können, da Sie es sich leisten können, mehr Wasser zu verlieren und es einfach ab und zu nachfüllen. Ein großer Nachteil ist, dass sie nur horizontal eingebaut werden können.

Versiegelte oder "wartungsfreie" Batterien haben stattdessen eine Glasfaserplatte zwischen den Platten - eine absorbierende Glasmatte oder AGM, was auch ein anderer Name dafür ist. Das Fiberglas saugt die Lösung auf und hält sie mit beiden Arten von Platten in Kontakt und verhindert gleichzeitig, dass sie sich berühren und bei einer Beschädigung der Batterie kurzgeschlossen werden. Dies bedeutet, dass sie auch schräg installiert werden können und mehr Missbrauch ausgesetzt sind, bevor sie verschüttet werden oder Probleme verursachen.

Da bei der Ladereaktion Wasserstoff freigesetzt wird, müssen Blei-Säure-Batterien entlüftet werden, damit sie das überschüssige Gas ablassen können. Versiegelte Batterien haben Ventile, um die Freisetzung zu kontrollieren, was zu einem anderen Namen für versiegelte Vliese führt: VRLA für ventilregulierte Bleisäure

Eine andere Art sind Gelzellen, die ein Verdickungsmittel in der Lösung enthalten und daher einige Vorteile der beiden vorherigen Arten kombinieren. Ich habe diese nicht gefunden, kann aber im Prinzip auf die gleiche Weise wiederhergestellt werden, obwohl es einiges Schütteln erfordern kann. Diese sind in der Starter-Art als Hochleistungs-Autobatterien gebräuchlich.

Schritt 2: Wie eine Blei-Säure-Batterie stirbt

Nachdem wir nun die Funktionsweise und den Aufbau der Batterien durchgegangen sind, ist es einfacher zu erklären, wie sie versagen können. Dies sind die beiden Hauptgründe, wie sie eine Ladung nicht mehr halten können:

Schwefelprobleme

Der Chemiker wird bemerkt haben, dass das Schwefelatom irgendwohin gehen muss, da die Schwefelsäure das Elektron auf der anderen Seite ablagert, so dass es oben auf der Bleiplatte Bleisulfat bildet. Dies wird theoretisch beim Wiederaufladen umgekehrt, tritt jedoch in Wirklichkeit nicht für 100 % des Schwefels auf. Kristalle können sich bilden und entweder am Kupfer haften bleiben, seine aktive Oberfläche verringern (Sulfatierung) oder auf den Boden fallen und einen Teil des Bleis mit sich führen, wodurch Löcher in der Platte entstehen (Lochfraß oder Korrosion) und der Schwefelgehalt reduziert wird Säure in der Lösung verfügbar.

Ein gewisses Maß an Sulfatierung ist bei Lade- und Entladezyklen unvermeidlich und ist der Hauptweg, auf dem eine Batterie altert und unbrauchbar wird. Unsachgemäßes Laden und Entladen (zu schnell oder zu tief) kann vorzeitig dazu führen.

Wasserprobleme

Die Schwefelsäure ist nur ein kleiner Teil der Flüssigkeit im Inneren der Batterie, etwa 25 %. Daher muss es in Wasser gelöst werden, damit es die gesamte Fläche der Platten erreicht. Da sie unterschiedliche Siedepunkte haben, kann Wasser verdampfen und sich aus dem Gemisch abscheiden, wodurch dessen Volumen reduziert und die Batterie effektiv „ausgetrocknet“wird.

Dies ist häufiger bei Batterien, die nicht häufig zyklisch betrieben werden, sondern aufgrund von Umweltfaktoren der Fall.

Ist es tot?

In beiden Fällen ist die Spannung an den Batteriepolen sehr niedrig (nur wenige mV). Der Widerstand wird auch sehr hoch sein, aber verwenden Sie nicht den Ohm-Modus Ihres Multimeters, um dies zu messen! Es bedeutet vielmehr, dass nur eine sehr kleine Strommenge durch ihn fließen kann, wie es bei einem großen Widerstand der Fall wäre. Sie können sehen, dass Ihr Amperemeter zwischen Batterie und Ladegerät in Reihe geschaltet wird, wo Sie nur einen kleinen Strom (wenige Milliampere) messen.

Die Batterie, die ich als Beispiel verwende, hatte einen vorzeitigen Wasserverlust. Es wurde vor 10 Jahren neu gekauft und nie benutzt. Das gesamte Wasser verdunstete und daher gab es keine Möglichkeit für Elektronen, sich zu bewegen.

Wenn Ihre Batterie sulfatiert ist, wird diese Methode wahrscheinlich nicht sehr gut funktionieren. Es konnte keine oder nur begrenzte Ergebnisse liefern. Zum einen wird die Batteriekapazität wahrscheinlich geringer sein. Ich habe gelesen, dass ein hoher Strom verwendet werden kann, um die Bleisulfatkristalle zu zwingen, den Schwefel wieder in die Lösung und von den Platten aufzulösen, aber ich habe es nie versucht. Die beteiligten Ströme liegen im Bereich von 100-200 A (ja, ganze Ampere!), daher wird normalerweise ein Schweißgerät verwendet (sie geben niedrige Volt bei sehr hohen Ampere ab)

Schritt 3: Öffnen Sie 'Er Up

Für den Rest der Schritte konzentriere ich mich auf versiegelte Batterien, wie die, die ich selbst regeneriere

Überflutete Batterien sind zum Öffnen gedacht und weisen darauf hin, wo Sie die Deckel abhebeln können. Sie sind auch zum Nachfüllen gedacht, daher sollte dies gute Ergebnisse liefern, wenn Sie sehen, dass sie ausgetrocknet sind.

Andererseits sollten versiegelte Batterien nicht geöffnet werden. Aber das stört uns nicht so sehr. Sie werden wahrscheinlich Schlitze um den Deckel herum bemerken. Dies sind eigentlich die Entlüftungsöffnungen, aus denen der überschüssige Wasserstoff austritt. An diesen Punkten kannst du den Deckel mit einem kleinen Schlitzschraubendreher abhebeln. Obwohl es sich anfühlt, als hätte es Clips, ist der Deckel tatsächlich an mehreren Stellen verklebt.

Jetzt können Sie die 6 Ventile sehen, aus denen die 6 Zellen dieser Batterie bestehen. Um das Innere zu sehen, nehmen wir sie ab, aber seien Sie vorsichtig:

• Es könnte ein gewisser Druck im Inneren vorhanden sein, der dazu führt, dass das Ventil beim Anheben wegfliegt. Zangen werden empfohlen.
• Es könnte auch etwas Säure um das Ventil hängen, die beim Entfernen auf Sie gesprüht werden könnte. Es werden Handschuhe und/oder Schutzbrillen empfohlen, ebenso wie die Aufbewahrung eines Shakers mit Natriumbicarbonat, um Verschüttungen zu neutralisieren
• Die Ventile sind sehr wichtig. Verlieren Sie sie nicht!

Schritt 4: Inspizieren

Beleuchten Sie die Ventillöcher und sehen Sie in die Zellen Sie können das Blei, das Bleioxid und die Glasfasermatte schätzen.

Wenn alles sehr trocken aussieht, super! Wenn Sie etwas Wasser hinzufügen, wird Ihre Batterie wieder zum Leben erweckt. Zumindest ein Bisschen. Lesen Sie also weiter.

Denken Sie daran: Wenn Sie Flüssigkeit deutlich sehen können, aber nur wenige mV an den Anschlüssen erhalten, wird diese Methode für Sie nicht funktionieren. Ihre Batterie ist wahrscheinlich sulfatiert.

Stoßen Sie mit Ihrem Multimeter in benachbarte Zellen und messen Sie Spannung und Widerstand. Dies ist, um nach Shorts zu suchen. Überprüfen Sie zuerst die Spannung, und Sie sollten höchstens ein paar Millivolt erreichen. Wenn die Messung Null Volt zu sein scheint oder zu nahe daran liegt, messen Sie den Widerstand. Ein sehr niedriger Wert zeigt an, dass eine Zelle kurzgeschlossen ist, dh dass sich gegenüberliegende Platten berühren. Ich würde nicht empfehlen, diese wiederherzustellen, da die Ladespannung niedriger ist (Sie laden weniger Zellen) und ein normales Ladegerät die anderen beschädigt. Wenn Sie wissen, was Sie tun und mit der Spannungsversorgung Ihrer Behindertenbatterie leben können, geben Sie ihr auf jeden Fall eine weitere Chance auf Leben. Wenn nicht, denken Sie daran, dass diese Batterien zu etwa 95 % recycelbar sind.

Schritt 5: Holen Sie sich das richtige Wasser

Entgegen der landläufigen Meinung ist reines H2O eigentlich nicht leitfähig. Leitungswasser leitet Strom aufgrund der darin gelösten Verunreinigungen. Natrium und andere darin enthaltene Mineralien bilden Salze, die Elektronen tragen können.

Da die Reaktion in unserer Batterie von der elektronentragenden Schwefelsäure abhängt, ist es sehr wichtig, dass keine anderen ladungstragenden Moleküle im Wasser vorhanden sind.

Geben Sie destilliertes Wasser ein!

Dieses Wasser hat alle Verunreinigungen chemisch getrennt. Es ist in vielen Supermärkten zu finden. Es wird häufig in Bügeleisen verwendet, da Leitungswasser Kalzium enthält, das ihre kleinen inneren Leitungen verstopfen kann.

Darüber hinaus wurde injizierbares Wasser nach der Destillation steril behandelt. Es ist nicht notwendig, aber da es in Drogerien erhältlich ist, ist es für viele (wie für mich) einfacher zu finden und genauso billig.

Zur Not oder in postapokalyptischen Überlebensszenarien (wie lesen Sie das?) funktioniert auch Regenwasser gut, da es natürlich destilliert wurde (es wurde zu Wolken verdampft).

Schritt 6: Nachfüllen

Erlauben Sie mir zu wiederholen: destilliertes Wasser! Je größer die Batterie, desto mehr Wasser fasst sie, da die Zellen größer sind; mein 12AH fasste ungefähr 30 ml pro Zelle (1oz?). Es ist gut, einen graduierten Behälter oder eine Spritze zu verwenden, damit die Wassermenge, die Sie in jede Zelle geben, gleich ist.

Gießen Sie mit Hilfe eines Trichters oder der Spritze eine mäßige Menge Wasser in die erste Zelle, warten Sie, bis die Matte es aufgenommen hat (es sei denn, Sie haben eine überflutete Batterie, die keine Matte hat) und füllen Sie bis knapp unter die Oberkante des die Teller.

Der Füllstand kann sich nach einigen Ladevorgängen ändern, da die Matte die Lösung absorbiert und ein Teil des Wassers sich abscheidet (elektrolysiert). Füllen Sie die restlichen Zellen mit der gleichen Menge.

Auf Kapillarität achten! Eine Zelle kann voll erscheinen, wenn ein Fetttropfen an den Wänden des Ventillochs haftet. Ein Wattestäbchen oder etwas Klopfen sollte die Öffnung wieder frei lassen. Alle Zellen sollten ungefähr gleich viel Wasser aufnehmen.

Schritt 7: Erste neue Ladung

Die erste Ladung wird eine "Aktivierungsladung" sein, bei der wir die Reaktion neu starten. In diesem Stadium ist der Strom, der in die Batterie fließt, sehr niedrig. Es nimmt Geschwindigkeit auf und lädt sich im 2. oder 3. Zyklus mit normaler Geschwindigkeit auf.

Es ist wichtig, die erste Handvoll Ladungen ohne Deckel und/oder Ventile durchzuführen, damit die überschüssige Lösung, die sich jetzt unweigerlich in Ihrem Akku befindet, nicht so viel verschüttet wird. Dies wird als Wasserstoff austreten, daher ist es auch wichtig, den Bereich zu belüften, um Explosionen zu vermeiden!

Um die erste Ladung durchzuführen, schließen Sie die Batterie mit dem Amperemeter in Reihe an das Ladegerät an. Dazu müssen wir den Strom messen. Sie können auch immer ein einstellbares Netzteil verwenden. Es muss eine Spannungssteuerung haben, während eine Strombegrenzung nützlich, aber nicht notwendig ist.

Überprüfen Sie das Batterieetikett auf eine Ladestrombegrenzung. Wenn Ihre Versorgung eine Strombegrenzung hat, schlage ich vor, sie auf etwa 80% davon einzustellen.

Wenn Ihr Akku keinen angegebenen Grenzwert hat oder das Etikett abgenutzt ist, betrachten Sie den Grenzwert als etwa 40 % der Nennkapazität.

Stellen Sie Ihre Spannung auf 14,4 Volt ein, um zu beginnen. Dies ist die Standard-Ladespannung für 12V. Der Anfangsstrom wird sehr klein sein. Wenn Ihr Netzteil dazu in der Lage ist, können Sie die Spannung erhöhen, um die Reaktion zu beschleunigen. Viele Ladegeräte mit "Wiederherstellungsmodus" tun dies. Es ist sicher, bei einer 12-V-Batterie bis zu 60 V zu erreichen, solange Sie die Spannung verringern, da die Batterie einen immer höheren Strom akzeptiert. Die Strombegrenzung Ihrer Versorgung wird diese Spannung für Sie weiter verringern.

Wenn Sie nicht über 14,4 V hinausgehen können (z. B. wenn Sie ein dediziertes Ladegerät verwenden), überprüfen Sie einfach den Strom. Es wird zunächst nur langsam ansteigen, dann immer schneller bis zu einem Punkt, an dem es zu fallen beginnt. Herzlichen Glückwunsch, das ist normales Laden!

Die Fotos zeigen diese Zunahme-dann-Abnahme des Stroms

Wenn der Strom etwa das 0,03-fache der Kapazität des Akkus erreicht, ist er zu über 90-95% aufgeladen

Schritt 8: Sicherung versiegeln und erste Anwendungen

(Es sei denn, Ihre Batterie ist überflutet, dann klappen Sie einfach die Deckel wieder auf) Wie bereits erwähnt, kann sich der Wasserstand ändern. Wenn Sie Zeit haben, laden und entladen Sie den Akku einige Male (schließen Sie eine Glühbirne, einen Motor oder eine andere Last an, die ihn schnell entlädt), um die Lösung auf ein stabiles Niveau zu bringen.

Reinigen und trocknen Sie die Ventile und Ventilpfosten. Setzen Sie die Ventile wieder auf und kleben Sie den Deckel wieder auf, suchen Sie nach den Stellen, an denen er geklebt wurde, und verwenden Sie jeweils einen Tropfen Cyanacrylatkleber. Etwas Gewicht darauf legen und trocknen lassen.

Schritt 9: Behalten Sie es im Auge

Ihr Akku ist betriebsbereit, wurde jedoch von einem toten Zustand zurückgeholt, sodass er sich verständlicherweise seltsam verhalten kann. Die Kapazität kann je nach Ursache und Grad des Schadens reduziert sein. Meine schien fast unberührt, andere geben vielleicht nur 20% ihrer vorherigen Kapazität. Es ist wahrscheinlich, dass sie überschüssiges Wasser haben. Das ist in Ordnung. Denken Sie nur daran, das Aufladen in einem belüfteten, flammenfreien Bereich zu lassen, da es gelegentlich zu Verschüttungen kommen kann. Ich halte den Salzstreuer mit Natriumbicarbonat in der Nähe.