Membawa Baterai Asam Timbal Kembali Dari Kematian: 9 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Dari semua desain baterai lama, timbal-asam adalah jenis yang paling banyak digunakan. Kepadatan energinya (watt-jam per kg) dan biaya rendah membuatnya tersebar luas.

Seperti jenis baterai apa pun, baterai didasarkan pada reaksi elektrokimia: interaksi antara berbagai zat kimia yang, pada dasarnya, menghasilkan kelebihan elektron di satu sisi dan kekurangan di sisi lain. Perbedaan ini ("potensial") adalah tegangan, dan memungkinkan aliran arus saat elektron bersirkulasi di sekitar sirkuit untuk mengisi defisit itu. Sebagai perbedaan menetralkan biaya yang tersedia dalam baterai berkurang. Kunci dalam baterai isi ulang adalah bahwa reaksi ini dapat dibalik, karena mengalirkan arus ke dalam baterai (berlawanan dengan menariknya) akan memulihkan daya. Reaksi elektrokimia lainnya dapat menghasilkan kepadatan energi yang lebih tinggi dengan biaya tidak dapat diisi ulang.

Tegangan yang dihasilkan oleh setiap reaksi kurang lebih tetap (sedikit bervariasi tergantung pada persentase muatan). Timbal-asam adalah 2 volt. Misalnya, isi ulang berbasis nikel adalah 1,2 atau 1,4v, dan sel lithium adalah 3,7v. Karena itu, jika Anda menginginkan baterai 12v, Anda perlu menempatkan beberapa reaksi ini secara seri untuk menambah tegangan. Masing-masing disebut sel. Seperti yang Anda lihat pada gambar, asam timbal 12v terdiri dari 6 sel. Baterai 12v, 6v, 8v dan bahkan sel tunggal 2v adalah umum.

Selanjutnya saya akan menjelaskan cara-cara di mana sel timbal-asam dapat dibangun, sehingga Anda dapat mengidentifikasi apa yang perlu dilakukan untuk baterai khusus Anda.

Langkah 1: Identifikasi Jenis Baterai Anda

Ada 3 komponen utama baterai ini. Ya, itu timbal dan dan asam. Secara khusus, larutan asam sulfat, pelat timbal dan pelat timbal oksida. Pelat timah adalah negatif. Timbal oksida membuat positif, karena atom oksigen terikat pada timah "kekurangan" elektron (elektron memiliki muatan negatif), sehingga "kurang negatif" = positif. Asam sulfat, yang dilarutkan dalam air, disebut elektrolit dan membawa elektron ke dan dari pelat ini, dan setelah bereaksi dengan timbal, melepaskan elektron.

Jumlah, ketebalan dan ukuran pelat dapat bervariasi, serta cara elektrolit ditahan.

Baterai starter dan siklus dalam

Tujuan yang berbeda dari baterai ini berarti ukuran pelat berbeda. Baterai starter adalah apa yang biasa Anda temukan di mobil bensin. Tugas utama mereka adalah mengalirkan arus besar dalam waktu singkat untuk menghidupkan motor yang menghidupkan mesin untuk memulai. Penggunaan normalnya tidak mengeluarkan terlalu banyak air -- hanya satu celupan besar dan pendek yang dapat diisi ulang dengan cukup cepat. Alternator di dalam mobil membuat baterai tetap terisi saat menjalankan lampu, stereo, ECU, dan semua elektronik lainnya.

Baterai siklus dalam, di sisi lain, dirancang untuk menangani pelepasan yang lambat tetapi cukup besar. Mereka mungkin tidak dapat memberikan begitu banyak "pukulan" secara spontan (yaitu lonjakan arus yang besar) tetapi dapat dilepaskan lebih banyak sebelum menimbulkan kerusakan. Ini adalah apa yang Anda temukan di UPS, sistem tenaga surya, lampu darurat, dan banyak kendaraan listrik seperti forklift, kereta golf, beberapa truk pengiriman, mobil listrik awal dan DIY, dan mainan anak-anak.

Baterai yang kebanjiran dan tersegel

Perbedaan ini muncul dari cara elektrolit ditahan di dalam sel. Pelat harus dikelilingi oleh larutan asam sulfat sehingga reaksi dapat terjadi. Cara paling sederhana untuk mencapai ini adalah dengan hanya merendam pelat dalam larutan cair. Ini dia: baterai kebanjiran. Baterai yang kebanjiran dapat berupa starter (kebanyakan baterai mobil) atau siklus dalam (baterai forklift atau kereta golf misalnya)

Keuntungan besar adalah karena sedikit air yang hilang saat mengisi daya (lebih lanjut tentang ini nanti), Anda dapat mengisi daya lebih cepat karena Anda mampu untuk kehilangan lebih banyak air, dan cukup sering mengisi ulang. Kerugian besar adalah mereka hanya dapat dipasang secara horizontal.

Baterai yang disegel atau "bebas perawatan" malah memiliki lembaran fiberglass di antara pelat - alas kaca penyerap atau AGM yang juga merupakan nama lain untuk ini. Fiberglass menyerap larutan dan membuatnya tetap bersentuhan dengan kedua jenis pelat, sekaligus mencegahnya menyentuh dan korslet jika terjadi kerusakan pada baterai. Ini berarti mereka juga dapat dipasang pada suatu sudut dan menjadi sasaran lebih banyak penyalahgunaan sebelum tumpah atau menimbulkan masalah.

Karena reaksi pengisian melepaskan hidrogen, baterai timbal-asam membutuhkan ventilasi sehingga mereka dapat mengeluarkan kelebihan gas. Baterai yang disegel memiliki katup untuk mengontrol pelepasan, yang mengarah ke nama lain untuk bat yang disegel: VRLA untuk asam timbal yang diatur katup

Jenis lain adalah sel gel, yang memiliki pengental dalam larutan, sehingga menggabungkan beberapa manfaat dari kedua jenis sebelumnya. Saya belum menemukan ini, tetapi pada prinsipnya dapat dikembalikan dengan cara yang sama, meskipun mungkin memerlukan beberapa gemetar. Ini adalah umum dalam jenis starter sebagai baterai mobil performa tinggi.

Langkah 2: Bagaimana Baterai Asam Timbal Mati

Sekarang setelah kita membahas cara kerja dan pembuatan baterai, akan lebih mudah untuk menjelaskan cara baterai bisa gagal. Ini adalah dua cara utama mereka menjadi tidak dapat menahan tagihan:

Masalah belerang

Yang cenderung kimia akan memperhatikan bahwa ketika asam sulfat menyimpan elektron di sisi lain, atom belerang harus pergi ke suatu tempat, sehingga membentuk timbal sulfat di atas pelat timah. Ini secara teori terbalik saat pengisian ulang, tetapi pada kenyataannya tidak terjadi untuk 100% belerang. Kristal dapat terbentuk dan menempel pada tembaga, mengurangi luas permukaan aktifnya (sulfasi), atau jatuh ke dasar membawa beberapa timah dengan meninggalkan lubang di pelat (pitting atau korosi) serta mengurangi jumlah sulfur. asam yang tersedia dalam larutan.

Sejumlah sulfasi tidak dapat dihindari dengan siklus pengisian dan pengosongan dan merupakan cara utama di mana baterai menua dan menjadi tidak dapat digunakan. Pengisian dan pemakaian yang tidak tepat (terlalu cepat atau terlalu dalam) dapat menyebabkan hal ini sebelum waktunya.

Masalah air

Asam sulfat hanya sebagian kecil dari cairan di dalam baterai, sekitar 25%. Oleh karena itu perlu dilarutkan dalam air sehingga mencapai seluruh area pelat. Karena mereka memiliki titik didih yang berbeda, air dapat menguap dan terpisah dari campuran, mengurangi volumenya dan secara efektif "mengeringkan" baterai.

Ini lebih sering terjadi pada baterai yang tidak sering didaur ulang dan terjadi karena faktor lingkungan.

Apakah itu mati?

Dalam kedua kasus tegangan terminal baterai akan sangat rendah (hanya beberapa mV). Resistansinya juga akan sangat tinggi, tetapi jangan gunakan mode ohm multimeter Anda untuk mengukurnya! Ini lebih berarti bahwa itu hanya memungkinkan sejumlah kecil arus untuk bersirkulasi melaluinya, seperti resistor besar. Anda dapat melihat ini menempatkan ammeter Anda secara seri antara baterai dan pengisi daya, di mana Anda hanya akan mengukur arus kecil (beberapa miliamp).

Baterai yang saya gunakan sebagai contoh mengalami kehilangan air sebelum waktunya. Dibeli baru 10 tahun yang lalu, dan tidak pernah digunakan. Semua air menguap dan karena itu tidak ada cara bagi elektron untuk berpindah.

Jika baterai Anda telah tersulfasi, metode ini mungkin tidak akan bekerja dengan baik. Itu tidak bisa menghasilkan apa-apa, atau hanya terbatas. Pertama, kapasitas baterai kemungkinan akan lebih kecil. Saya telah membaca bahwa arus tinggi dapat digunakan untuk memaksa kristal sulfat timbal untuk melarutkan belerang kembali ke dalam larutan dan keluar dari pelat, tetapi saya belum pernah mencobanya. Arus yang terlibat berada dalam kisaran 100-200 A (ya, seluruh ampere!), Jadi tukang las biasanya digunakan (mereka mengeluarkan volt rendah pada amp yang sangat tinggi)

Langkah 3: Buka 'Er Up

Untuk langkah selanjutnya saya akan fokus pada baterai yang disegel seperti yang saya pulihkan sendiri

Baterai yang kebanjiran dimaksudkan untuk dibuka dan akan memiliki indikasi di mana Anda dapat membuka tutupnya. Mereka juga dimaksudkan untuk diisi ulang, jadi ini akan memberikan hasil yang baik jika Anda melihatnya mengering.

Di sisi lain, baterai yang disegel tidak dimaksudkan untuk dibuka. Tapi kami tidak terlalu mempermasalahkan itu. Anda mungkin akan melihat slot di sekitar tutupnya. Ini sebenarnya adalah ventilasi di mana kelebihan hidrogen keluar. Anda dapat menggunakan titik-titik ini untuk membuka tutupnya dengan obeng pipih kecil. Meskipun mungkin terasa seperti memiliki klip, tutupnya sebenarnya terpaku di beberapa titik.

Sekarang Anda dapat melihat 6 katup yang menyusun 6 sel baterai ini. Untuk melihat ke dalam, mari kita lepas, tapi hati-hati:

• Mungkin ada beberapa tekanan di dalam, yang menyebabkan katup terbang saat diangkat. Tang direkomendasikan.
• Mungkin juga ada asam yang menggantung di sekitar katup, yang dengan melepasnya bisa disemprotkan ke Anda. Disarankan menggunakan sarung tangan dan/atau kaca mata pelindung, seperti halnya menyimpan shaker natrium bikarbonat untuk menetralisir tumpahan apa pun
• Katup sangat penting. Jangan kehilangan mereka!

Langkah 4: Periksa

Cahaya di dalam lubang katup dan lihat ke dalam selAnda dapat menghargai timah, oksida timah, dan tikar fiberglass.

Jika semuanya terlihat sangat kering, bagus! Menambahkan sedikit air akan mengembalikan masa pakai baterai Anda. Setidaknya sedikit. Jadi baca terus.

Ingat: jika Anda dapat melihat cairan dengan jelas, namun hanya mendapatkan beberapa mV di terminal, metode ini tidak akan berhasil untuk Anda. Baterai Anda mungkin tersulfasi.

Tusuk dengan kabel multimeter Anda ke sel yang berdekatan dan ukur voltase dan resistansi. Ini untuk mencari celana pendek. Periksa voltase terlebih dahulu, dan Anda harus mendapatkan paling banyak beberapa milivolt. Jika pengukuran tampaknya nol volt, atau terlalu dekat dengannya, ukur resistansi. Nilai yang sangat rendah menunjukkan bahwa sel mengalami korsleting, yaitu pelat yang berlawanan bersentuhan. Saya tidak akan merekomendasikan untuk memulihkan ini, karena tegangan pengisian akan lebih rendah (Anda mengisi lebih sedikit sel) dan pengisi daya normal akan merusak yang lain. Jika Anda tahu apa yang Anda lakukan dan dapat hidup dengan mengatur voltase untuk baterai cacat Anda, silakan dan berikan kesempatan lain untuk hidup. Jika tidak, ingatlah bahwa baterai ini 95% dapat didaur ulang.

Langkah 5: Dapatkan Air yang Tepat

Berlawanan dengan pengetahuan umum, H2O murni sebenarnya tidak konduktif. Air keran akan menghantarkan listrik karena adanya kotoran-kotoran yang terlarut di dalamnya. Natrium dan mineral lain yang ada di dalamnya membentuk garam yang dapat membawa elektron.

Karena reaksi dalam baterai kita bergantung pada asam sulfat yang membawa elektron, sangat penting bahwa tidak ada molekul pembawa muatan lain yang ada dalam air yang kita tambahkan.

Masukkan air suling!

Air ini telah memiliki semua kotoran yang dipisahkan secara kimia. Ini dapat ditemukan di banyak supermarket. Ini umum untuk digunakan dalam setrika pakaian karena air keran mengandung kalsium yang dapat menyumbat saluran internal kecil mereka.

Selanjutnya, air injeksi telah ditangani secara steril setelah distilasi. Itu tidak perlu, tetapi karena ini tersedia di toko obat, bagi banyak orang (seperti bagi saya), itu bisa lebih mudah ditemukan, dan sama murahnya.

Dalam keadaan darurat, atau dalam skenario kelangsungan hidup pasca-apokaliptik (bagaimana Anda membaca ini?) air hujan juga bekerja dengan baik, karena telah disuling secara alami (diuapkan menjadi awan).

Langkah 6: Isi Ulang

Izinkan saya untuk mengulangi: air suling! Semakin besar baterai, semakin banyak air yang ditampungnya, karena sel semakin besar; 12AH saya menampung sekitar 30mL per sel (1oz?). Sebaiknya gunakan wadah bertingkat atau jarum suntik sehingga jumlah air yang Anda masukkan ke dalam setiap sel sama.

Dengan bantuan corong atau jarum suntik tuangkan air dalam jumlah sedang ke dalam sel pertama, tunggu hingga alas menyerapnya (kecuali Anda memiliki baterai yang kebanjiran, yang tidak memiliki alas), dan isi hingga tepat di bawah bagian atas piring.

Levelnya mungkin berubah setelah beberapa kali pengisian karena alas menyerap larutan dan sebagian air terpisah (mengelektrolisis). Isi sisa sel dengan jumlah yang sama.

Hati-hati dengan kapilaritas! Sebuah sel mungkin tampak penuh ketika setetes lemak menempel pada dinding lubang katup. Penyeka kapas atau beberapa ketukan harus membuat bukaan bebas lagi. Semua sel harus mengambil air dalam jumlah yang kurang lebih sama.

Langkah 7: Pengisian Baru Pertama

Biaya pertama akan menjadi "biaya aktivasi", di mana kami memulai kembali reaksi. Pada tahap ini arus yang masuk ke baterai akan sangat rendah. Ini akan menambah kecepatan dan mengisi daya dengan kecepatan normal pada siklus ke-2 atau ke-3.

Sangat penting untuk melakukan beberapa pengisian pertama dengan tutup dan/atau katup mati sehingga larutan berlebih yang pasti ada di baterai Anda tidak tumpah terlalu banyak. Ini akan keluar sebagai hidrogen jadi penting juga untuk memiliki area yang berventilasi untuk menghindari ledakan!

Untuk melakukan pengisian pertama, sambungkan baterai ke pengisi daya dengan amperemeter secara seri. Kita perlu mengukur arus untuk ini. Anda juga selalu dapat menggunakan catu daya yang dapat disesuaikan. Itu harus memiliki kontrol tegangan, sementara pembatasan arus berguna tetapi tidak perlu.

Periksa label baterai untuk mengetahui batas arus pengisian. Jika suplai Anda memiliki batasan arus, saya sarankan untuk mengaturnya menjadi sekitar 80% dari ini.

Jika baterai Anda tidak memiliki batas yang ditentukan, atau labelnya sudah aus, pertimbangkan batasnya sekitar 40% dari kapasitas terukur.

Atur voltase Anda ke 14,4 volt untuk memulai. Ini adalah tegangan pengisian standar untuk 12V. Arus awal akan sangat kecil. Jika catu daya Anda mampu, Anda dapat meningkatkan tegangan untuk mempercepat reaksi. Banyak pengisi daya dengan "mode pemulihan" melakukan ini. Aman untuk naik ke 60V untuk baterai 12V selama Anda menurunkan tegangan saat baterai mulai menerima arus yang lebih tinggi dan lebih tinggi. Batas saat ini pada suplai Anda akan terus menurunkan tegangan ini untuk Anda.

Jika Anda tidak dapat melampaui 14.4v (misalnya jika Anda menggunakan pengisi daya khusus), terus periksa arusnya. Ini akan meningkat hanya perlahan pada awalnya, kemudian lebih cepat dan lebih cepat, sampai pada titik di mana ia mulai turun. Selamat, ini adalah pengisian normal!

Foto-foto menunjukkan kenaikan-lalu-penurunan arus ini

Ketika arus mencapai sekitar 0,03 kali kapasitas baterai, baterai telah terisi lebih dari 90-95%

Langkah 8: Seal Back Up dan Beberapa Penggunaan Pertama

(Kecuali baterai Anda kebanjiran, cukup buka tutupnya kembali) Seperti yang disebutkan, ketinggian air mungkin berubah. Jika Anda punya waktu, isi dan kosongkan baterai beberapa kali (hubungkan bola lampu, motor atau beban lain yang akan mengeluarkannya dengan cepat) untuk mendapatkan solusi ke tingkat yang stabil.

Bersihkan dan keringkan katup dan tiang katup. Pasang kembali katup dan rekatkan kembali tutupnya, cari titik di mana ia direkatkan dan gunakan setetes lem cyanoacrylate pada masing-masing katup. Taruh beberapa berat di atas untuk sementara waktu dan biarkan kering.

Langkah 9: Awasi Itu

Baterai Anda sudah siap tetapi dibawa kembali dari mati jadi, dapat dimengerti, mungkin berperilaku aneh. Kapasitas mungkin berkurang, tergantung pada penyebab dan tingkat kerusakan. Milik saya tampaknya hampir tidak terpengaruh, yang lain mungkin hanya memberikan 20% dari kapasitas mereka sebelumnya. Kemungkinan mereka memiliki kelebihan air. Ini baik-baik saja. Ingatlah untuk membiarkan pengisian daya di area yang berventilasi dan bebas api, dan tumpahan akan terjadi sesekali. Saya menyimpan pengocok garam dengan natrium bikarbonat di dekatnya.