Traieu una bateria de plom àcid de la mort: 9 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

De tots els dissenys de bateries antigues, el plom-àcid és el tipus més utilitzat encara. La seva densitat d’energia (watt-hora per kg) i el seu baix cost els fan generalitzats.

Com qualsevol tipus de bateria, es basa al voltant d’una reacció electroquímica: una interacció entre diferents substàncies químiques que, essencialment, produeix un excés d’electrons per un costat i un dèficit per l’altre. Aquesta diferència ("potencial") és el voltatge i permet un flux de corrent mentre els electrons circulen al voltant del circuit per omplir aquest dèficit. A mesura que la diferència neutralitza, la càrrega disponible a la bateria disminueix. La clau de les bateries recarregables és que aquesta reacció és reversible, ja que si s’aplica un corrent a la bateria (en lloc d’extreure’n) es restablirà la càrrega. Altres reaccions electroquímiques poden produir densitats d’energia més altes a costa de no ser recarregables.

La tensió generada per cada reacció és més o menys fixa (varia una mica segons el percentatge de càrrega). El plom-àcid és de 2 volts. Per exemple, els recarregables a base de níquel són 1,2 o 1,4 v i les cèl·lules de liti de 3,7 v. Per això, si voleu una bateria de 12v, haureu de col·locar diverses d'aquestes reaccions en sèrie per afegir les tensions. Cadascuna d’aquestes s’anomena cèl·lula. Com podeu veure a les imatges, un plom àcid de 12v es compon de 6 cèl·lules. Les bateries de 12v, 6v, 8v i fins i tot 2v d’una sola cel·la són habituals.

A continuació, explicaré les formes en què es poden construir les cèl·lules de plom-àcid, de manera que pugueu identificar què cal fer a la vostra bateria en particular.

Pas 1: identifiqueu el vostre tipus de bateria

Hi ha 3 components principals en aquestes bateries. Sí, és plom i àcid. Concretament, una solució d’àcid sulfúric, plaques de plom i plaques d’òxid de plom. Les plaques de plom són el negatiu. L'òxid de plom fa que el positiu sigui positiu, ja que els àtoms d'oxigen units al plom "manquen" d'electrons (els electrons tenen càrrega negativa), per tant és "menys negatiu" = positiu. L’àcid sulfúric, dissolt en aigua, s’anomena electròlit i transporta electrons cap a i des d’aquestes plaques i, en reaccionar amb el plom, allibera electrons.

La quantitat, el gruix i la mida de les plaques poden variar, així com la manera de mantenir l'electròlit.

Bateries d’arrencada i cicle profund

Els diferents propòsits d’aquestes bateries fan que la mida de les plaques sigui diferent. Una bateria d’arrencada és la que més es troba als cotxes de gasolina. La seva tasca principal és subministrar un gran corrent durant poc temps per fer girar el motor que arrenca el motor per engegar-lo. El seu ús normal no els descarrega massa: només una immersió curta i gran que es recarrega bastant ràpidament. L’alternador del cotxe manté la bateria carregada mentre fa funcionar els llums, equip estèreo, ECU i tota la resta d’electrònica.

Les bateries de cicle profund, en canvi, estan dissenyades per gestionar descàrregues lentes però considerables. És possible que no puguin proporcionar un "cop de puny" per caprici (és a dir, grans sobretensions de corrent), però es poden descarregar molt més abans de provocar danys. Això és el que trobeu als SAI, sistemes d’energia solar, llums d’emergència i molts vehicles elèctrics com carretons elevadors, carros de golf, alguns camions de repartiment, cotxes elèctrics primerencs i de bricolatge i joguines per a nens.

Bateries inundades i segellades

Aquesta distinció sorgeix de la manera com es manté l'electròlit a la cèl·lula. Les plaques han d’estar envoltades per la solució d’àcid sulfúric per tal que es pugui produir la reacció. La forma més senzilla d’aconseguir-ho és submergir les plaques en la solució líquida. Aquí teniu: bateria inundada. Les bateries inundades poden ser d’arrencada (la majoria de bateries de cotxes) o de cicle profund (per exemple, bateries de carretons elevadors o carretons de golf)

Un gran avantatge és que, ja que es perd una mica d’aigua quan es carrega (més informació sobre això més endavant), es pot carregar més ràpidament, ja que es pot permetre perdre més aigua i completar-la cada cert temps. Un gran desavantatge és que només es poden instal·lar horitzontalment.

Les bateries segellades o que no necessiten "manteniment" tenen una làmina de fibra de vidre entre les plaques, una estora absorbent de vidre o AGM, que també és un altre nom per a aquestes. La fibra de vidre absorbeix la solució i la manté en contacte amb els dos tipus de plaques, evitant al mateix temps que es toquin i s’escurcin en cas de danyar la bateria. Això significa que també es poden instal·lar en un angle i poden ser objecte de més abús abans de vessar o donar problemes.

Com que la reacció de càrrega allibera hidrogen, les bateries de plom-àcid necessiten ventilació perquè puguin deixar sortir l'excés de gas. Les bateries segellades tenen vàlvules per controlar l'alliberament, cosa que porta a un altre nom per als bats segellats: VRLA per plom àcid regulat per vàlvules

Un altre tipus són les cèl·lules de gel, que tenen un espessidor a la solució, per tant, combinen alguns avantatges dels dos tipus anteriors. No els he trobat, però en principi es poden restaurar de la mateixa manera, tot i que pot requerir una mica de sacseig. Aquests són habituals en el tipus d’arrencada, com les bateries de cotxes d’alt rendiment.

Pas 2: com mor una bateria de plom àcid

Ara que hem revisat el funcionament i la construcció de les bateries, serà més fàcil explicar les maneres en què poden fallar. Aquestes són les dues maneres principals de convertir-se en incapaç de carregar:

Problemes de sofre

Els inclinats químicament hauran notat que a mesura que l'àcid sulfúric deposita l'electró a l'altre costat, l'àtom de sofre ha d'anar a algun lloc, de manera que forma sulfat de plom a la part superior de la placa de plom. Això en teoria s'inverteix en recarregar-se, però en realitat no es produeix per al 100% del sofre. Els cristalls poden formar-se i quedar-se enganxats al coure, reduint la seva superfície activa (sulfatació), o caient al fons transportant part del plom amb ell, deixant fosses a la placa (picat o corrosió), a més de reduir la quantitat de sulfúric. àcid disponible en la solució.

Una certa quantitat de sulfatació és inevitable amb els cicles de càrrega i descàrrega i és la forma principal en què una bateria envelleix i queda inutilitzable. Una càrrega i una descàrrega inadequades (massa ràpides o massa profundes) poden conduir-hi prematurament.

Problemes d’aigua

L’àcid sulfúric és només una petita porció del líquid a l’interior de la bateria, al voltant del 25%. Per tant, s’ha de dissoldre en aigua per arribar a tota la zona de les plaques. Com que tenen diferents punts d'ebullició, l'aigua pot evaporar-se i separar-se de la barreja, reduint el seu volum i "assecant" efectivament la bateria.

Això és més comú amb les bateries que no es fan amb freqüència i que es produeixen a causa de factors ambientals.

Està mort?

En qualsevol cas, la tensió a través dels terminals de la bateria serà molt baixa (només uns pocs mV). La resistència també serà molt alta, però no utilitzeu el mode ohm del multímetre per mesurar-ho. Més aviat significa que només permet circular una quantitat molt petita de corrent per ell, com ho faria una resistència gran. Podeu veure això posant el vostre amperímetre en sèrie entre la bateria i el carregador, on només mesureu un corrent petit (pocs miliamperis).

La bateria que faig servir com a exemple va tenir una pèrdua d’aigua prematura. Es va comprar de nou fa 10 anys i no es va fer servir mai. Tota l’aigua s’evapora i, per tant, no hi ha manera que els electrons es desplacin.

Si la bateria s’ha sulfatat, és probable que aquest mètode no funcioni molt bé. No podria donar resultats, o només limitar-los. Per una banda, la capacitat de la bateria probablement serà menor. He llegit que es pot utilitzar un corrent elevat per forçar els cristalls de sulfat de plom a dissoldre el sofre de nou a la solució i sortir de les plaques, però mai ho he provat. Els corrents implicats estan en el rang de 100-200 A (sí, amperes sencers!), De manera que normalment s’utilitza un soldador (desprenen volts baixos a amplificadors molt alts)

Pas 3: obriu Er Up

Durant la resta de passos em centraré en bateries segellades com les que estic recuperant jo mateix

Les bateries inundades estan destinades a obrir-se i tindran una indicació d’on es pot extreure les tapes. També s’han de tornar a omplir, de manera que hauria de donar bons resultats si veieu que s’ha assecat.

D’altra banda, no s’havia d’obrir les bateries segellades. Però no ens importa massa això. Probablement notareu ranures al voltant de la tapa. Aquests són en realitat els conductes d’aire per on surt l’excés d’hidrogen. Podeu utilitzar aquests punts per aixecar la tapa amb un petit tornavís pla. Tot i que pot semblar que té clips, la tapa està de fet enganxada en diversos punts.

Ara podeu veure les 6 vàlvules que componen les 6 cel·les d’aquesta bateria. Per veure l'interior, traiem-los, però vés amb compte:

• Podria haver-hi certa pressió a l’interior, cosa que provocaria que la vàlvula s’enlairés quan s’aixecés. Es recomanen tenalles.
• També hi pot haver una mica d’àcid penjat al voltant de la vàlvula, que si l’elimineu us podria ruixar. Es recomana guants i / o ulleres, així com mantenir una coctelera de bicarbonat de sodi per neutralitzar qualsevol vessament
• Les vàlvules són molt importants. No els perdeu!

Pas 4: inspeccioneu

Il·lumineu els forats de les vàlvules i vegeu les cel·les. Podeu apreciar el plom, l’òxid de plom i l’estora de fibra de vidre.

Si tot sembla molt sec, genial! Si afegiu una mica d’aigua, la bateria tornarà a tenir vida. Almenys una mica. Així que segueix llegint.

Recordeu: si veieu clarament líquid, però només obteniu uns quants mV als terminals, aquest mètode no us funcionarà. Probablement la vostra bateria estigui sulfatada.

Col·loqueu els conductors del multímetre a les cel·les adjacents i mesureu la tensió i la resistència. Es tracta de buscar pantalons curts. Comproveu primer el voltatge i, com a màxim, hauríeu d’aconseguir uns quants milivolts. Si la mesura sembla zero volts o massa propera, mesureu la resistència. Un valor molt baix indica que una cèl·lula s’ha reduït, és a dir, que es toquen plaques oposades. No recomano recuperar-los, ja que el voltatge de càrrega serà inferior (carregueu menys cel·les) i un carregador normal danyarà els altres. Si sabeu què feu i podeu viure amb la gestió del voltatge de la bateria per a discapacitats, no dubteu a seguir i doneu-li una altra oportunitat de vida. Si no, recordeu que aquestes bateries són un 95% reciclables.

Pas 5: Obteniu l’aigua adequada

Oposat al coneixement popular, l’H2O pur no és realment conductor. L’aigua de l’aixeta conduirà l’electricitat a causa de les impureses que s’hi dissolguin. El sodi i altres minerals presents en ella formen sals que poden transportar electrons.

Com que la reacció de la nostra bateria depèn de l’àcid sulfúric que transporti els electrons, és molt important que no hi hagi cap altra molècula portadora de càrrega a l’aigua que afegim.

Introduïu aigua destil·lada!

Aquesta aigua ha tingut totes les impureses separades químicament. Es pot trobar a molts supermercats. És habitual utilitzar-la en planxes de roba, ja que l’aigua de l’aixeta conté calci que pot obstruir els seus petits conductes interns.

A més, l'aigua injectable s'ha manipulat de manera estèril després de la destil·lació. No és necessari, però com que està disponible a les farmàcies, per a molts (com era per a mi) pot ser més fàcil de trobar i igual de barat.

En un pessic o en escenaris de supervivència post-apocalíptics (com estàs llegint això?), L’aigua de pluja també funciona bé, ja que s’ha destil·lat naturalment (s’ha evaporat en núvols).

Pas 6: ompliu de nou

Permeteu-me repetir: aigua destil·lada. Com més gran és la bateria, més aigua té, ja que les cèl·lules són més grans; el meu 12AH contenia uns 30 ml per cèl·lula (1 oz?). És bo utilitzar un recipient graduat o una xeringa perquè la quantitat d'aigua que poseu a cada cel·la sigui igual.

Amb l'ajut d'un embut o de la xeringa, aboqueu una quantitat moderada d'aigua a la primera cel·la, espereu fins que la catifa l'absorbeixi (tret que tingueu una bateria inundada que no tingui cap matriu) i ompliu-la fins a sota de la part superior de les plaques.

El nivell pot canviar després d'un parell de càrregues a mesura que la catifa absorbeixi la solució i una mica d'aigua se separi (electrolitzi). Ompliu la resta de cel·les amb la mateixa quantitat.

Compte amb la capil·laritat! Una cèl·lula pot aparèixer plena quan una gota de greix s’aferra a les parets del forat de la vàlvula. Un hisop de cotó o algun toc ha de deixar l’obertura lliure de nou. Totes les cèl·lules haurien d’adquirir més o menys la mateixa quantitat d’aigua.

Pas 7: primer càrrec nou

La primera càrrega serà una "càrrega d'activació", on reiniciarem la reacció. En aquesta etapa, el corrent d'entrada a la bateria serà molt baix. Augmentarà la velocitat i es carregarà a velocitat normal fins al 2n o 3r cicle.

És important fer el primer grapat de càrregues amb la tapa i / o les vàlvules apagades perquè l'excés de solució que inevitablement hi ha ara a la bateria no vessi tant. Això es produirà com a hidrogen, de manera que també és important que la zona estigui ventilada per evitar explosions.

Per fer la primera càrrega, connecteu la bateria al carregador amb l’amperímetre en sèrie. Haurem de mesurar el corrent per a això. També podeu utilitzar sempre una font d’alimentació ajustable. Ha de tenir control de tensió, mentre que la limitació de corrent és útil però no necessària.

Comproveu si hi ha un límit de corrent de càrrega a l’etiqueta de la bateria. Si el vostre subministrament té una limitació actual, us suggereixo establir-lo al voltant del 80%.

Si la bateria no té un límit indicat o l’etiqueta s’ha esgotat, considereu que el límit és aproximadament el 40% de la capacitat nominal.

Estableix el voltatge a 14,4 volts per començar. Aquest és el voltatge de càrrega estàndard d’un 12V. El corrent inicial serà molt petit. Si la vostra font d'alimentació és capaç, podeu augmentar el voltatge per accelerar la reacció. Molts carregadors amb "mode de recuperació" ho fan. És segur pujar a 60 V per a una bateria de 12 V sempre que disminuïu la tensió a mesura que la bateria comenci a acceptar corrents cada vegada més elevats. El límit actual de subministrament continuarà disminuint aquest voltatge.

Si no podeu anar més enllà dels 14,4 v (per exemple, si utilitzeu un carregador dedicat), continueu comprovant el corrent. Augmentarà només lentament al principi, després cada cop més ràpid, fins a un punt en què comença a caure. Enhorabona, és una càrrega normal.

Les fotos mostren aquest augment i després disminució del corrent

Quan el corrent arriba a aproximadament 0,03 vegades la capacitat de la bateria, s’ha carregat a més del 90-95%

Pas 8: segellar una còpia de seguretat i primers usos

(A menys que la bateria estigui inundada, torneu a activar les tapes) Com s'ha esmentat, el nivell de l'aigua pot canviar. Si teniu temps, carregueu i descarregueu la bateria unes quantes vegades (connecteu una bombeta, un motor o alguna altra càrrega que la descarregui ràpidament) per aconseguir la solució a un nivell estable.

Netejar i assecar les vàlvules i els pals de les vàlvules. Torneu a col·locar les vàlvules i torneu a enganxar la tapa, buscant els punts on s’enganxaven i fent servir una gota de cola de cianoacrilat. Poseu una mica de pes per sobre una estona i deixeu-lo assecar.

Pas 9: vigileu-lo

La bateria està llesta, però es va recuperar de la vida morta, de manera que és comprensible que es pugui comportar de forma estranya, ja que es pot reduir la capacitat en funció de la causa i el grau de dany. El meu semblava gairebé inalterat, d’altres només poden donar el 20% de la seva capacitat anterior. És probable que tinguin excés d’aigua. Està bé. Recordeu que deixeu la càrrega en una zona ventilada i lliure de flames, i que de tant en tant es produeixin vessaments. Tinc el saler amb bicarbonat de sodi a prop.