Warning: str_repeat(): Second argument has to be greater than or equal to 0 in /srv/www/caravan24.cz/www/maincore.php on line 169 Články: Sulfatace olověných akumulátorů. - Caravan24.cz
Výkup karavanu! Vykoupíme Váš obytný vůz, nebo karavan za hotové,volejte 606118358 www.vykupkaravanu.cz
Partneři webu:
hykro.cz odak.cz
https://www.cwn.cz/
Prohledávání webu:
Články

Sulfatace olověných akumulátorů.

A neb -  kdo chce vědět víc.

Sulfatace olověných akumulátorů.
A neb -  kdo chce vědět víc.

Mnoho čtenářů by okamžitě zbystřilo, kdybychom tento jev nazvali paměťovým efektem Pb akumulátoru (dále jen akumulátoru), jehož příčinou je sulfatace. S paměťovým efektem jiných akumulátorů, jako slovním označením se setkáváme všichni a častěji u akumulátorů v mobilech, foťácích a všude jinde, u olověných akumulátorů se o tom jaksi nemluví.

Je to vlastně neschopnost zpětné chemické reakce z vybitého stavu do stavu (úplného) nabití.
V současné době, kdy jsou v automobilech k dispozici alternátory vysokých výkonů s velmi malým vnitřním odporem, tzv. tvrdé zdroje, kde se vzrůstajícím zatížením (proudem) jen nepatrně, téměř neměřitelně snižuje napětí, je tento jev velmi potlačen, ale z charakteristiky spolupráce alternátoru a akumulátoru, který se nazývá "paralelní chod dvou zdrojů" jej odstranit není možné. Ještě horší situace byla, když jedním paralelním zdrojem byla dynama. Tam pro potíže s mechanickým usměrňováním, tzv. komutací a také s komutátorem samým (mechanická pevnost) nemohlo dynamo pracovat ve vysokých otáčkách a tak se připojovalo do paralelního chodu k akumulátoru až téměř při nižších středních otáčkách spalovacího motoru. Alternátory pracují naštěstí s plným napětím již při volnoběžných otáčkách motoru.

Nebylo by možná od věci si připomenout děje, které probíhají v  akumulátoru.

Elektrolytem je zředěná kyselina sírová H2SO4 (správně mi to napsat nejde, neboť neumím ty číslička nahoře a dole, tzn. indexy a exponenty), záporná elektroda je čisté olovo a kladná elektroda také čisté olovo, které se nabíjením, tj. připojením k jinému zdroji paralelně (+ na +, - na -) pokryje na oxydem (kysličník) olovičitým PbO2 . Takový akumulátor by měl ale tak malou kapacitu (náboj), který by vystačil akorát tak na školní pokus se žárovičkou na ZŠ.

Ve vyráběných akumulátorech je záporná deska také čisté olovo, ale je houbovité, to proto, aby měla co největší plochu na malém objemu. Rovněž tak kladná deska je vlastně mřížka z olova a do takto vzniklých čtverečků, nebo obdélníčků je velmi vysokým tlakem nalisovaný práškový kysličník olovičitý. Záporných desek je vždy o jednu víc než kladných, aby každá kladná deska (anoda) měla z každé strany desku zápornou (katodu). Pospojováním kladných desek a na druhé straně záporných desek vznikne jeden článek jmenovitého napětí

2 V (Volty), pospojováním jednotlivých článků vznikne baterie článků (proto se říká baterie, baterka), tj. celý 12 V akumulátor.
Jak je to s tím napětím akumulátoru - v předchozí větě byl termín jmenovité napětí 2 V, ve skutečnosti jsou na článku napětí jiná.
Dobrý, nepoškozený článek po odpojení od paralelního zdroje, třeba nabíječky, nebo když zrovna přijedeme autem domů, tak za kratičkou dobu klesne jeho napětí na 2,25 V , u šestičlánkové baterie na 13,5 V. Po delší době klidu, asi 5 hod, se napětí ustálí na 2,11 V až 2,13 V, celá baterie má 12,66 až 12,78 V.

Za článek vybitý až k hranici, za níž hrozí trvalé poškození článku se považuje napětí 1,75 V, celý akumulátor by měl tedy 10,5 V. Připojí-li se k akumulátoru paralelně alternátor o napětí 14,3 V, akumulátor se okamžitě stává spotřebičem, a rozdílem napětí mezi akumulátorem a alternátorem (14,3 - 11,2 (např)  =  3,1), tak napětím 3,1 V se tlačí do akumulátoru proud, prochází jím, akumulátor se nabíjí, a toto nabíjení automaticky ustane, až se napětí akumulátoru srovná s napětím alternátoru, tj. 14,3 ( v některých případech 14,35) V.

Jak je to tedy s vybíjením Pb článku?  Doposud tady bylo psáno o nabitém akumulátoru, tzn. že na kladné desce je kysličník olovičitý. Jakmile se k akumulátoru připojí obvod se spotřebičem, (žárovky, starter), začne přes akumulátor protékat elektrický proud obráceným směrem, akumulátor se stane zdrojem, a kysličník olovičitý PbO2 na kladné desce se začne přeměňovat na síran olovnatý PbSO4, a to SO4 (vlastně jen SO3) si bere z kyseliny a kyselina tedy řídne, polopaticky vysvětleno. (Nechtěl jsem vás do toho až tak zatahovat, přesné chemické reakce najdete na Wikipedii, mám tam i spoluautorství Pb akumulátorů). Po procesu nabíjení by měl nastat proces znovunabití, ale co nejdříve, tak aby se síran olovnatý opět zpětně přeměnil na kysličník olovičitý.

Proč se má proces opětného nabití provést neprodleně a co nejdříve? Protože mrška síran olovnatý se po delší době přemění na jiný síran olovnatý, nerozpustnou modifikaci síranu olovnatého, vlastně ztvrdne a jakékoliv přeměně na kysličník olovičitý, tzn zpět.na kladnou aktivní hmotu, se již nechce přeměnit, není to ale za hodinu, ani za týden - možná, a veškerý proud potom v této části poškozené kladné desky teče zbytečně, a k nabití už nedojde. Tato část kladné elektrody si moc dobře pamatuje, že byla ponechána dlouho ve vybitém stavu.

A proto, že síranům obecně říkáme sulfáty, tak tento ztvrdlý sulfát olova, neschopný regenerace nám vlastně způsobil tu ošklivou sulfataci, která vyřazuje část kladné desky z provozu, vlastně snižuje kapacitu akumulátoru. Konečně je to venku, kvůli tomu jste museli přečíst půldruhé stránky.

A jak je to vlastně s těmi bublinkami při nabíjení?
Bublinky vznikají, jak již bylo uvedeno proto, že proces nabíjení není stoprocentně účinný, k nějakému rozkladu vody tedy vždy dochází. K intenzivnímu plynování v článcích nastává ale až při dosažení napětí 2,4 V na článek, tj. 14,4 V na celý akumulátor, proto se napětí alternátorů seřizuje pod tuto hranici, většinou na 14, 3 V, a plynování se elegantně vyhneme.
Bublinkování se elegantně vyhneme, ale nevyhneme se sulfataci. Jak je to možné?

V textu je uvedeno několik hodnot  napětí akumulátoru. Po dosažení 2,4 V //  14,4 V začne intenzivní plynování, proto je nutné snížit, nebo úplně zastavit, vypnout nabíjecí proud. Při nabíjení stálým napětím - např. od alternátoru nabíjecí proud sám zanikne, protože se vyrovnal rozdíl napětí akumulátoru s napětím alternátoru - jak již bylo uvedeno. Vlastně alternátor tlačí 14,35 V   proti 14,35 akumulátoru a proud neteče. Akumulátor je tedy nabitý, k použití jako zdroj ke startování a dalším činnostem.

Akumulátor je nabitý, ale plně nabitý není. Zbývá 3 - 4 %  síranu olovnatého na kladné desce, který není při dosažení tohoto napětí přeměněn na činnou hmotu. Aby se přeměnil i tento zbytek síranu na činnou hmotu na kladné desce, je nutné pokračovat v nabíjení dál, až dojde k dosažení 2,76 V na článek, což činí 16,56 V na svorkách celého akumulátoru (s připojeným zdrojem). Při tomto naměřeném napětí je už všechen síran na kladné desce přeměněn na činnou nabitou hmotu a akumulátor má tedy 100% kapacity. Samozřejmě, že ten už jednou ztvrdlý síran - zanedbáním včasného nabíjení zůstane navěky nenabitým síranem, jako by tam část této desky pro vybíjení (pro elektrickou práci) vůbec nebyla a při nabíjení "žere" zbytečně bez užitku nabíjecí proud. A těch 97% původní kladné desky se stává novými sty procenty, činné kladné desky (samozřejmě všech kladných desek), která za čas je opět nabita jen na 97%, a tak to jde pořád dokola a sulfatace nezadržitelně postupuje těmito krůčky.  

Jak  ale dosáhnout toho napětí 16,56 V k tomu úplnému nabití? Alternátorem ve vozidle určitě ne.
Do této chvíle jsme si vysvětlovali různá napětí na akumulátoru, nyní si budeme vysvětlovat proudy akumulátoru. Určitě někdo zaslechl termín desetihodinový proud, dvacetihodinový proud, atd. Co to znamená?

Máme-li akumulátor 50 Ah (ampérhodin), tak jeho desetihodinový proud je 50 : 10 = 5A.
Plně nabitý akumulátor (pouze teoreticky) by měl dodávat po dobu 10 hodin 5 A.
U stoampérhodinového akumulátoru je jeho desetihodinový proud je 100 : 10 = 10 A. Ve skutečnosti plnou kapacitu 50, nebo 100 Ah z akumulátoru nedostaneme, je to charakteristický údaj, (tak, jako je třeba uváděný max. výkon motoru, který je také jen charakteristikou, v autě při provozu nikdy nedosažitelný). U akumulátoru je to způsobeno sníženou účinností vybíjení, která je nižší, než 100%, a také tím, že můžeme akumulátor vybít na max 40% (startovací), a 20% trakční. Při větším vybití hrozí mechanické změny na kladných deskách a tím k trvalému poškození
a ztrátě kapacity.

Desetihodinový nabíjecí proud je pro akumulátor přijatelným kompromisem mezi dobou nabíjení (jmenovitá účinnost asi 75%),takže akumulátor nabijeme za 13 hodin. Při tomto proudu vzniká jen nepatrné, spíš přijatelné vytrhávání činné kladné hmoty vznikajícími bublinkami z kladných desek, Každý akumulátor má dostatek prostoru pod deskami na tento "odpad". Až se prostor kalem z desek zaplní, nastává okamžitý kolaps zkratem desek tímto kalem. Tady si budeme vědomi, že pokud chceme akumulátor nabít rychle třeba za 5, nebo dokonce 2 hodiny, tak se to na něm parádně podepíše.

Tak, teď budeme nabíjet akumulátor, který má z auta to dosažené napětí 14,35 V, a budeme jej nabíjet dál, až k dosažení plného stavu nabití, aby na deskách nezbyla žádná nenabitá hmota. Označuje se jako vyrovnávací nabíjení. Pokračovat můžeme jen velmi sníženým proudem, doporučovalo se dvacetihodinovým (polovinou desetihodinového), ale i při tomto nabíjecím proudu dochází k plynování, a tím vytrhávání činné hmoty z kladné desky. Podle mých zkušeností je velmi prospěšný proud čtyřicetihodinový, je to pro akumulátor taková lázeňská léčba. Totiž všechny články akumulátoru nepracují se stejnou účinností, Ty méně účinné články se rychleji vybíjejí a pomaleji nabíjejí, a to i přesto, že dnešní technologie výroby tento nedostatek dost potlačily, dodržuje se co nejmenší znečistění základních surovin jinými prvky při výrobě desek. A právě tyto - říká se jim zpožděné - články trpí sulfatací nejvíce a ten čtyřicetihodinový proud je dokáže nabít, dotáhnout je, a těm nabitým neublíží přebíjením. Pokud je proud vyrovnávacího nabíjení nižší, tak ještě lépe, akorát vyrovnávací nabíjení bude trvat delší dobu.

Asi před pětatřiceti lety jsem si zkonstruoval a vyrobil nabíječku stálým proudem, nevím, ale myslím, že se nic takového dodnes nedá koupit. Opravny akumulátorů je mají standardně ve výbavě, ale veliké, centrální, pro připojení mnoha akumulátorů současně. Nabíječku jsem vyrobil vlastně pro vysunuté pracoviště chladírenských mechaniků v Přerově - byly tam čtyři servisní auta a v té době byl věčný problém s akumulátory, pro naše mladé (o generaci mladší) naprosto nepředstavitelné. Měl jsem doloženo pokladními stvrzenkami 65 Kčs za materiál k sestavení nabíječky, zaměstnavatel mi to odmítl proplatit, tak jsem se nasr....., a nabíječku si vzal domů. Nabíječka je přepínatelná ještě na 400hodinový proud 0,25 A,  na tento proud se  po dosažení 16,56 V nabíječka přepne, a světe div se, tento proud vytváří mikrobublinky aktivního kyslíku na kladné desce, které dokáží už ztvrdlý, nerozpustný síran olovnatý rozpustit a znovu přeměnit na kladnou činnou hmotu, přivést ji znovu k životu.. Tento proud ale musí působit hodně dlouho, v krajním případě i třeba 14 dnů. Připomínám, že je to proud 0,1 až 0,3 A, podle velikosti akumulátoru. Vyšší proud by desulfataci zase zastavil, akumulátor by začal plynovat. Pozn: Kdysi byly praktiky, že se zkoušela desulfatace přidáním do elektrolytu malého množství peroxydu vodíku, vlastně také aktivní kyslík, ale sulfatace akumulátorů v paralelním provozu (tehdá) dynam v autech byla nesmírně hluboká a nenapravitelná.

A nakonec jsme přešli od sulfatace k desulfataci.
Pro doplnění tohoto článku jsem vyvinul zcela jinou nabíječku stálým proudem, pulzní s nulovým záporným pulzem. Dává 25 dvouampérových pulzů za vteřinu a rovněž tak 0,2 ampérových pro desulfataci. Dává stálý efektivní (naměřitelný měřicím přístrojem) nabíjecí proud 1 A a dá se přepnou na desulfatační proud 0,1 A. Důležité je napětí naprázdno (bez připojeného akumulátoru), to by mělo být o dost větší, než konečné napětí akumulátoru, tj. 16,56 V. Tato nabíječka má naprázdno 20 V. Dnes mám k dispozici už jen obrázky pro tento článek. Nabíječka už slouží, byla určena pro mého zetě.
Lepší situace by mohla být při provozování paralelního provozu akumulátorů se slunečními kolektory, neboť v elektrických parametrech kolektorů jsem viděl hodnotu napětí naprázdno přes 19 V, a zde by byla rezerva napětí k dotažení článků až na plné znaky nabití. Nevím, ale jak pracuje regulátor, který je mezi slunečním kolektorem a akumulátorem, jestli by takový provoz  umožnil, tady mé rozumy dál nepokračují.

Předkládám zde schema zapojení této vyrovnávací a desulfatační dobíječky (tak by měl znít název podle charakteristiky činnosti), navíc je velmi jednoduchá.
Finanční náklady jsou asi 750 Kč. Nabíječka z Lídlu je za méně, než polovic, otázka je, zda toto všechno umí.
Je to v podstatě zdroj s vyšším výstupním napětím naprázdno (bez připojené zátěže), ale je "uměle" postaven tak, aby byl tzv. velmi měkký, to zn. že se zatížením prudce klesá svorkové napětí, tím je dosaženo, že proud (ampéry) je stálý a nemění se tak, jako u tvrdých zdrojů - popsáno výše v článku. Napětí (volty) měkkého zdroje se rychle přizpůsobí napětí tvrdého zdroje - v tomto případě akumulátoru.

Základem je transformátor výkonu 55 VA, 230 V vstup, 24 V (v tomto případě 2x 12 V) výstup, který je jednocestně usměrněn, na primární straně (230 V) a i na sekundární straně jsou prvky, které určí chrakteristiku výstupního proudu. Na sekundární straně jako srážecí odpor je použita žárovka 12 V / 21 W, na primární straně je ještě dodatkový srážecí člen kondenzátor 1 MF / 450 V, který působí jako zdánlivý (jalový) odpor. Myslím, že zapojení je jasné z obrázku, jsou tam vypsány i součástky a alternativy. Jsou přiloženy i fotografie, abyste věděli, že nekecám, a co zde radím, vždy pořádně prověřím. Obrázky osahují i první zkušební verzi se dvěma srážecími kondenzátory, tam ale byly problémy s teplotou jádra trafa.

Dobíječku napřed připojíme na akumulátor, není jej nutné odpojovat a ani vytahovat z auta. poté dobíječku připojíme k síti 230 V.
Dobíječka se používá tak, že se nechá v provozu přepnuta na vyšší proud, až se dosáhne napětí 16,56 V a pak se nechá  působit třeba i tři, čtyři dny na malý, desulfatační proud, pozn: bylo už zmíněno výše v článku, (opakování je matka moudrosti). Měřit dosažené napětí ani netřeba, i když vyhovující voltmetr (multimetr) lze koupit za 350 Kč, stačí, když vyšší hodnotu proudu ponecháme asi 6 až 8 hod
a pak přepneme na nižší proud rozepnutím vypínače.
Vyrovnávací nabíjení nemusíme provádět denně, stačí 1x za 4 až šest týdnů.

Zde je schéma: desulfatacni_dobijecka.pdf

obrobrobr

Nepředpokládám, že po přečtení tohoto článku bude okamžitě nejméně jedna třetina našich členů okamžitě stavět "moji" dobíječku, ale určitě to přispěje k lepšímu povědomí, které je i u mnohých odborníků mlhavé.
Kontrolní otázka: K čemu vlastně mi tyto znalosti jsou? Upřímně odpovím - vlastně nevím.
V autě jsem měl akumulátor, kterému do sedmi roků "služby" chyběly dva měsíce. Jel jsem do prodejny akumulátorů, šéf změřil vnitřní odpor a dí : tento akumulátor ještě dá 440 A, ještě může klidně startovat (tj. 65 % z původní štítkové hodnoty). Přijel jsem domů spokojen, za tři dny začal hlodat červíček: nikoho nepřeperu, nikomu neuteču, a teď aby ještě odešel akumulátor, navíc někde v zahraničí (tj. na Slovensku), je to přece jen sedm let. Za čtrnáct dnů jsem byl zpátky - vemte si ten akumulátor, prosím, třeba jej někomu dejte, já chci nový! (řekl jsem to ale daleko slušněji).

Jak jsem přišel k těmto vědomostem? Ing. Floder, dej mu pánbu věčné nebe, učil nás na SPŠS, obor elektro všechny elektro předměty v odpoledním vyučování. Vždy, když si dal po dobrém obědě v rest. Pivovar (vedle školy) o pivo/a víc, ať jsme pak začali čímkoliv, skončili jsme vždy u akumulátorů. Všichni se pošklebovali, já jsem dával bedlivý pozor.

Zdraví Vás a dobré pořízení přeje Pepa Doskočil z Tróbek.             

Doskocil 29. March 2011 22051 přečtení 11 komentářů 1 hodnocení Tisk

11 komentářů

Zanechat komentář

Přihlaste se, abyste mohli zveřejnit komentář.
  • JurajTT
    JurajTT
    Jedným dychom som prečítal článok a musím konštatovať že je super!
    :g :g :g
    - 29.03.2011 11:21
    • M
      Anonym
      To Pepa Doskočil:
      Solární regulátory mají většinou stop napětí 13,8V právě kvůli gelovkám, kde je jakékoliv plynování nepřípustné.
      Klasický akumulátor jak se říká u nás na Moravě odšróbuješ víčka a to co se odpařilo či odplynovalo doleješ.
      Gelovka při přebíjení sice odfoukne, ale to si odfoknul už ti bude chybět a ztrácíš tím kapacitu.
      Asi jediným lékem na gelovky je pulsní nabíječka v energobloku, která se o ni stará. To už ale někde rozebíral Karel Prokop
      :_
      - 29.03.2011 14:28
      • L
        lada721
        Pepo super jako vždy, podstatně jsi rozšířil mé vědomosti ohledně baterií. Dík.:g
        - 29.03.2011 21:50
        • K
          kikisak36
          Přidávám hodnocení výborné a nemám co dodat :g :g :g :g :g :g :g :g :g
          - 30.03.2011 12:31
          • viera a vlado
            viera a vlado
            Pane toto nema chybu. Dík moc za perfektný výklad.
            - 31.03.2011 21:20
            • batoh
              batoh
              Ahoj! super výklad ,zase jsem o kus chytřejší:_!jCool
              - 02.04.2011 22:34
              • pupik
                pupik
                Moho jen souhlasit s víše uvedeným a dobrým typem k oplněníbydlíka!M!M
                - 01.09.2012 17:05
                • X
                  xgojny
                  Proč se takovéto nabíječky neprodávají standardně v každém krámu? Zkušel jsi tu nabíječku z LIDLu? Nešla by něják jednoduše upravit?
                  - 09.10.2012 20:08
                  • Doskocil
                    Doskocil
                    Ahoj, odpověď na poslední komentář: Protože se to dnes již nenosí (není to in), aby někdo měl nějaké vědomosti navíc kromě své profese aby je používal, tak to už vůbec ne! V autoservisu do vás tlučou na nic nesahat a ani se na nic nedívat, to teprve ne, vše vám dáme do provozu (rozuměj rádi vyměníme, protože rádi zaplatíte trojnásobek a vaše spokojenost bude tím pádem také trojnásobná). Čáo, Pepa. (Třeba se mýlím.)
                    - 11.10.2012 17:04
                    • lancar
                      lancar
                      Velice si vážím lidí, kteří něco vědí.
                      - 22.11.2014 17:41
                      • I
                        Ivo a Jindra
                        Zdravím,
                        protože mě jaksi vypověděl akumulátor tak jsem hledal
                        možnost jak jej co nejrychleji uvést do provozu.Alespoň částečně.
                        Našel jsem Váš článeček a narychlo zbastlil ten Váš regenerátor - použil jsem to co bylo doma - trafo 230/24V, gretzový můstek 25A, atd
                        Otázka zní - ten gretz co máte ve schématu je správně zapojen? Mínusem na plus baterie - asi ne.
                        Napětí bez zátěže / tedy bez akumulátoru se sice dá změřit SS nebo ST voltmetrem , ale - co ty špičky
                        Děkuji za info.
                        - 25.12.2016 18:08

                        Hodnocení je k dispozici pouze členům.

                        Prosím Přihlásit se nebo Registrace volit.
                        Skvělý! (1)100 %
                        Velmi dobrý (0)0 %
                        Dobrý (0)0 %
                        Průměrný (0)0 %
                        Špatný (0)0 %

                        Copyright © 2023

                        Powered by PHPFusion. Copyright © 2024 PHP Fusion Inc.
                        Released as free software without warranties under GNU Affero GPL v3.

                        Theme by PHP Fusion Inc
                        43,050,186 unikátních návštěv | Vygenerované za: 0.14263 sekund | Průměrně za: 0.14263 (0) sekund | Dotazy: 62 | Použitá paměť: 1.76MB/2MB