Обслуживание ремонт щелочных батарей

Устранение неисправностей щелочных аккумуляторов

Аккумуляторные батареи бывают нескольких типов: никель-кадмиевые, никель-металлгидридные, литий-ионные, свинцово-кислотные. Применяются они обычно в автомобильной и садовой технике, преобразователях напряжения (инверторах).
Большинство неисправностей, которые возникают в аккумуляторе в результате плохого ухода и неправильной эксплуатации, проявляется в снижении его емкости. Основные причины ее снижения: накопление в электролите углекислого калия, вредных примесей, короткие замыкания и повышенная утечка тока, длительная работа на электролите из едкого калия, систематический недозаряд, продолжительные разряды слабыми токами. Если установлено, что в электролите имеется углекислый калий или вредные примеси, то его заменяют, после чего емкость, как правило, восстанавливается.

Причиной коротких замыканий и утечки тока является образование солей или загрязнение электролита. В этом случае заменяют электролит, проверяют изоляцию между аккумуляторами, очищают их от пыли и грязи. Замыкания, вызванные разбуханием пластин, устранить нельзя. Продолжительная эксплуатация щелочных аккумуляторов на электролите из раствора едкого калия при повышенных температурах (свыше 25 °С) часто приводит к понижению емкости на 25—40% из-за изменения структуры положительного электрода. Такие аккумуляторы выявляются при периодическом проведении контрольно-тренировочных циклов.

Потеря емкости может происходить и вследствие систематического недозаряда аккумуляторов, например из-за неисправного амперметра на зарядном устройстве, длительного их бездействия или при частых разрядах слабыми токами. При этом АБ теряют часть своей емкости в результате неполного восстановления активной массы в глубинных слоях электродов.

Необходимо отметить, что даже нормально работающие щелочные аккумуляторы имеют саморазряд. Их минимально допустимая емкость при эксплуатации должна составлять 40% от номинального ее значения, а при хранении — 70%. Так, никель-кадмиевые аккумуляторы за месяц саморазряжаются на 10—20%, никель-железные — на 40—60%. Характерной особенностью щелочных аккумуляторов является то, что интенсивность саморазряда уменьшается при хранении. Таким образом, исправный аккумулятор не может саморазрядиться до нуля. Если же наблюдается повышенный саморазряд, а основной его признак — медленный заряд и быстрая потеря напряжения после заряда, то надо проверить, нет ли короткого замыкания или утечки тока вследствие загрязнения электролита.

У аккумуляторов с повышенным саморазрядом можно восстановить емкость путем замены электролита и последующим проведением контрольно-тренировочных циклов.

Однако существует ряд причин повышенного саморазряда, многие из которых в обычных условиях устранить нельзя. Одна из них — загрязнение электролита вредными примесями, удалить которые не всегда удается даже при его замене. К вредным примесям относятся карбонаты, а также медь, алюминий и олово. Медь, например, может попадать в электролит с дистиллированной водой (из труб и кранов дистиллятора), олово — с водой, которая хранится в луженой посуде.

Случайное попадание в аккумуляторы кислот также выводит их из строя. Поэтому при обслуживании щелочных аккумуляторов нельзя применять ту же посуду и принадлежности (воронки, мензурки, стаканы, ареометры, груши и т. п.), которые использовались при работе с электролитом кислотных аккумуляторов.

У корпусов щелочных аккумуляторов возможно разбухание (выпучивание) стенок вследствие превышения давления внутри аккумулятора при газообразовании из-за засорения вентильных пробок. Чтобы устранить это, осторожно выворачивают пробку и выпускают скопившийся газ. Если стенки аккумулятора остаются выпученными, то его разряжают до напряжения 1 В нормальным током, выливают электролит и с помощью тисков и деревянных прокладок придают корпусу аккумулятора требуемую форму. Затем его заряжают.

Отремонтированные аккумуляторы заливают электролитом с плотностью 1,23 г/см3, подвергают 1—2 тренировочным циклам, заряжают нормальным током и сдают в эксплуатацию.

При эксплуатации щелочных батарей может наблюдаться ненормально интенсивное газовыделение из отключенного аккумулятора или полное его отсутствие из одного неисправного аккумулятора во время заряда батареи, в то время как из других ее аккумуляторов происходит нормальное газовыделение.

Ненормально высокое газовыделение из отключенного аккумулятора происходит потому, что в активную массу пластин проникли вредные примеси, находящиеся в электролите. Причиной полного отсутствия газовыделения являются короткие замыкания или слишком глубокий разряд аккумулятора. Устранить короткие замыкания внутри аккумулятора сложно. Они обычно возникают либо из-за накопления осадков активные массы между пластинами, либо из-за чрезмерного набухания отдельных ламелей, а иногда и их разрыва. В первом случае осадки активной массы, попавшие между пластинами, можно сравнительно легко удалять, промывая аккумулятор подщелоченной водой и одновременно резко встряхивая его. Во втором случае промывка эффекта не дает, и такие аккумуляторы заменяют новыми..

Если же рекомендуемые действия не приносят желаемых результатов, то неисправность можно устранить смещением блока пластин. Для этого снимают междуэлементные соединения неисправного аккумулятора с соседними исправными, ослабляют гайки выводов, которыми крепятся блоки пластин к крышке аккумулятора, и легким постукиванием деревянной или свинцовой киянки по концам выводных борнов осаживают блок пластин (насколько возможно) вниз. Затем, закручивая гайки выводов, подтягивают блок пластин к крышке корпуса на прежнее место. После устранения короткого замыкания аккумулятор снова собирают для дальнейшей эксплуатации.

При нормальной работе отдельных аккумуляторов батарея, составленная из них, может не отдавать полной емкости. Одна из причин этого явления — неудовлетворительная изоляция аккумуляторов один от другого и от ящика или каркаса, в котором собрана батарея, что и приводит к утечке тока через покрытые грязью, солями или влагой детали. В этом случае достаточно поверхности аккумуляторов и ящика (каркаса) батареи вытереть насухо ветошью. Если же утечка тока продолжается, то все детали батареи очищают от грязи и солей и затем ее собирают.

Устранив все неисправности, проводят контрольно-тренировочные циклы заряд—разряд. В процессе контрольного цикла определяют емкость аккумуляторов и батарей.

Серебряно-цинковые аккумуляторы имеют ряд особенностей. Ремонт их сложен, и восстановление в войсковых условиях возможно только при возникновении простых легкоустранимых неисправностей.

Источник

Какие существуют способы восстановить щелочные аккумуляторы различных типов

Аккумуляторы любого типа, в том числе и щелочные, представляют собой устройства, в которых протекает большое количество химических реакций. В результате вместе с основными электрохимическими процессами в АКБ протекает множество побочных реакций. Часто это приводит к потере аккумулятором своих свойств и выходу из строя. Поэтому для аккумуляторных батарей важно проводить профилактические мероприятия. Но мы часто об этом забываем, из-за чего аккумулятор выходит из строя, не отработав своего ресурса. К счастью, в некоторых случаях есть возможность восстановить АКБ. Сегодня мы поговорим про восстановление щелочных аккумуляторов.

В чём заключаются проблемы при эксплуатации щелочных аккумуляторов?

Ощутимой проблемой при эксплуатации щелочных аккумуляторов является «эффект памяти». Он выражается в снижении ёмкости батареи в результате многократных неполных циклов разряд-заряд. На электродах щелочного аккумулятора образуются крупные кристаллы, и значительная часть активной массы перестаёт использоваться в работе. Чтобы избавиться от «эффекта памяти», часто рекомендуют провести полную разрядку до напряжения 0,8─1 вольта и затем зарядку. Проводится несколько таких циклов. Если у вас есть инструкция по обслуживанию щелочных аккумуляторов какого-то определенного типа, то действовать нужно в соответствии с ней.

Если батарея уже отработала несколько лет, то к образованию кристаллов на электродах добавляется ещё ряд проблем. В частности, изменение состава и объёма электролита, образование кристаллов на сепараторах, короткие замыкания и т. п.

И для восстановления щелочного аккумулятора проведения цикла разряда-заряда будет недостаточно.

Но в целях профилактики полный разряд и последующий заряд рекомендуют делать раз в месяц. При этом желательно, чтобы зарядное устройство имело функцию разрядки аккумулятора с контролем по нижнему порогу напряжения. Это позволит отключить разряд вовремя и не допустить глубокого разряда. Этот режим полезен и при разряде батареи из аккумуляторных элементов, которые имеют разную степень заряженности. Если вы будете выполнять циклы разряд-заряд восстановление сразу для нескольких аккумуляторных элементов, то перед этим нужно выровнять их степень заряда. Это делается полной зарядкой. Но в идеале такую «тренировку» лучше выполнять для каждой батарейки в отдельности.

Способы восстановления щелочных аккумуляторов

Ранее мы уже рассказывали о восстановлении Ni─Cd аккумуляторов и, как ремонтируют Ni─Cd аккумуляторы для шуруповёрта. Также публиковался материал о восстановлении Ni─MH аккумуляторов. По указанным ссылкам вы можете понять суть методики восстановления батарей с электродами рулонного типа. Здесь же мы рассмотрим примеры восстановления щелочных аккумуляторов дисковой и ламельной конструкции.
Вернуться к содержанию

Восстановление дисковых щелочных аккумуляторов

Для начала рассмотрим восстановление старых дисковых щелочных аккумуляторов Д-0,55 ещё советского производства. Этот способ мне встречался на различных форумах и судя по отзывам владельцев таких батареек, он весьма результативный.

• если батарейки находятся в наборе какого-то аккумулятора, то их нужно разделить. Оборачиваете в полиэтиленовый пакет и кладёте в морозилку на пару суток;
• после того как батарейки отлежались, кладёте их в посуду с водой и ставите на огонь. Нужно дождаться пока вода закипит и кипятить их около 15 минут;
• затем даёте остыть батарейкам полчаса, не вынимая из воды. После этого вынимаете их и промываете холодной водой;
• далее укладываете аккумуляторы на металлическую пластину и прогреваете в печке 5─10 минут при температуре 60─70 градусов. Даём батарейкам остыть;
• заключительный этап – это зарядка переменным током. Для этого помещаем батарейки обратно в набор или заряжаем по отдельности. Схема зарядного устройства приводится ниже. Время зарядки 30 минут, а ток – 0,2*С.

После зарядки щелочных аккумуляторов выдерживаем пару часов и процесс восстановления завершается обычной зарядкой в стандартном ЗУ.
Вернуться к содержанию

Восстановление ламельных щелочных аккумуляторов с использованием серной кислоты

Существует достаточно методов восстановления ламельных щелочных аккумуляторов, среди которых можно выделить распространённый вариант:

• проведение разряда батареи;
• промывка дистиллированной водой;
• активирующие добавки;
• удаление крупных кристаллов и примесей.

Однако специалисты по щелочным аккумуляторам называют этот способом малоэффективным и сложным, предлагая методику с использованием раствора серной кислоты. Эта методика широко распространена в локомотивных депо для восстановления щелочных батарей с характеристиками, не удовлетворяющими требованиям.

Авторство этого изобретения принадлежит Б. Н. Соколову, эксперту по ремонту тепловозов ЦТ МПС. Этот метод восстановления используется при ремонте аккумуляторов с повышенным саморазрядом и потерей ёмкости. Предложенная им технология восстановления щелочных АКБ заключается в следующем:

• аккумуляторный элемент разряжается до нуля и из него сливается щелочной электролит (речь идёт о ламельной конструкции батареи, где это делается без проблем);
• снимается крышка аккумулятора, извлекаются блоки электродов с сепараторами;
• сепараторы погружаются в водный раствор серной кислоты (плотность около 1,27 гр./см 3 ) на 3 часа. Такая продолжительность необходима для перевода гидроокислов железа и магнетита в сернокислое железо. Частично происходит его растворение и удаление с поверхности сепараторов. В результате восстанавливаются их диэлектрические свойства и снижается саморазряд. Продолжительность промывки должна быть не менее 3 часов, иначе налёт активной массы не будет вымыт полностью;
• положительные электроды обрабатываются в водном растворе серной кислоты (1,27 гр./см 3 ) в течение 20─30 секунд;
• После обработки кислотой сепараторы и положительные электроды промываются дистиллированной водой и проходят нейтрализацию в растворе щелочи;
• отрицательные электроды обрабатываются только водой и щёлочью;
• затем проводится установка электродов и сепараторов в корпус, делается заливка водного раствора щелочи (1,17─1,19 гр./см 3 ) и заваривается крышка;
• после этого проводится заряд, а потом контрольный разряд. После повторной разрядки аккумулятор готов к работе.

Восстановленные щелочные батареи тестировались на работоспособность десяти кратным запуском тепловозного дизеля. При этом их напряжение менялось с 65 до 64 вольт и аккумуляторы полностью были пригодны к работе. Отмечается, что восстановление даёт ощутимый экономический эффект, поскольку такие модели щелочных аккумуляторов стоят довольно дорого.
Вернуться к содержанию

Восстановление ламельных щелочных аккумуляторов с использованием соляной кислоты

В интернете я также нашёл сведения ещё об одном методе восстановления. В качестве авторов упоминаются Карчин Владимир Викторович и Таганов Олег Тимурович. Они предложили промывку электродов раствором соляной кислоты.

Авторы считают, что промывка соляной кислотой более эффективна. Это объясняется тем, что при её реакции с кадмием или барием на электродах, образуются легкорастворимые в воде соли. При промывке серной кислотой образуются трудно растворимые соли, которые потом удаляются посредством дополнительного цикла разряд-заряд.

Порядок восстановления следующий:

• Аккумулятор разбирают и извлекают пластины;
• Поверхность пластин промывается водой и одновременно счищается щёткой с металлической щетиной;
• Затем очищенные электроды опускаются на одну минуту в водный раствор соляной кислоты (45─50%). Уточняется, что раствор готовят в нержавеющей посуде объёмом около 100 литров. Заливается 30 воды и 32 литра соляной кислоты;
• После обработки соляной кислотой пластины промываются водопроводной водой и опускаются в щелочной раствор на 5─10 минут;
• Далее проводится выравнивание пластин, сборка, установка в корпус и заливка электролитом (марка P 1,83). Рекомендуется уровень электролита на 40 миллиметров над электродами;
• Проводится зарядка током (0,25─0,5)*С в течение 15─20 минут;
• После зарядки измеряется ЭДС аккумуляторного элемента. Значение должно лежать в интервале от 1,2 до 1,5 вольта. Если меньше, то цикл восстановления проводится повторно;
• Если ЭДС в норме, то проводится полная зарядка стандартным способом. Не забудьте перед этим разрядить аккумулятор до напряжения 1 вольт. Подробнее о зарядке можно узнать в материалах «Ni─Cd аккумуляторы как заряжать» и «Ni─MH аккумуляторы как заряжать»;
• После этого заваривается крышка и элемент готов к работе.

Источник