admin / 26.09.2018

Пластины в аккумуляторе

Состав аккумулятора

Если вы думаете что свинец в батарее очищенный и оттягивает на себя больший вес, то вы мягко сказать – ошибаетесь.

Его очень мало применяют в чистых вариантах, в аккумуляторах для авто примерно 15 – 20%, а остальное идет в виде «оксидов». Если сказать обычными словами – то это соединения с другими элементами, зачастую и с другими металлами.

Также нужно учитывать вес пластикового корпуса, а также вес электролита (специальной токопроводящей жидкости).

Если разбить по процентной составляющей формула выходит примерно такая

1) Свинец и его компоненты (оксиды и диоксиды) – порядка 60 – 70% от веса

2) Пластиковый корпус, перегородки и другие элементы ПВХ – 8 – 10%

3) Электролит (зачастую раствор серной кислоты) – 20%

Так что получается нормально — если брать вес обычного 55 Амперного варианта, а он составляет порядка 15 кг. То металла должно быть – 15Х0,7= 10,5 кг, ПВХ – 15Х0,1= 1,5 кг и соответственно, электролит – 15Х0,2 = 3 кг.

Вроде смысл есть, и переплавлять и использовать металл, но вот не все так просто! Сколько металла вы сможете получить при плавке, и разложатся ли диоксиды и прочие составляющие?

Плавим сами

Многие из нас привыкли плавить этот мягкий металл, на обычной плите у себя дома.

Некоторые мои друзья плавили на электрической плитке в гараже. Подойдет ли нам такая схема и сколько можно наплавить?

А вот не совсем!

В аккумуляторе чистого свинца, который легко поддается термической обработке (дом — гараж), всего – 15 – 20 %, это клеммы и «мостики», а также сама решетка, которая погружена в кислоту, а от нашей общей массы это всего – около 3 кг.

Остальной металл идет в качестве оксидов и диоксидов, что намного усложняет его добычу. Скажу так — нужно применять химические реактивы и более высокие температуры (от 600 градусов) чтобы разрушить это соединение! Поэтому многие из гаражных химиков списывают это на грязь или шлак, которого образуется примерно до 30 до 40 % от массы и просто его выкидывают, а это, кстати — около 5 килограмм.

Поэтому можно встретить в интернете много роликов что доля свинца в общей массе – мала, и не стоит его добывать таким способом. Особенно если вы планируете его, сдавать за деньги! Смотрим такой ролик.

В этом есть доля истины, но многие просто не могут его «готовить», то есть добывать, нет ни знаний, ни возможностей! Например — где вы найдете горелку с температурой в 600 – 1000 градусов, и сколько вам это будет стоить?

Самый легкий способ это сдавать неразобранную конструкцию в специальные пункты или на заводы изготовителя. Там есть и реактивы, и специально обученный персонал, да и плавильные печи присутствуют.

На этой ноте можно было бы заканчивать статью, однако я вам обещал разбивку по модификациям.

Из чего состоит аккумуляторная батарея?

Автомобильная аккумуляторная батарея состоит из шести отдельных элементов, каждый из которых имеет положительные и отрицательные электроды, погруженные в электролит, и собранные в едином корпусе.

Электролит — это водный раствор серной кислоты. На срок службы аккумулятора и его характеристики существенно влияет качество серной кислоты и воды, из которых готовится электролит.

Электроды состоят из токоотвода (решетки) изготавливаемой из свинцовых сплавов. В состав сплавов входят компоненты, позволяющие сплаву иметь определенные литейные свойства, а также защищать его от коррозии. Состав сплава и форма решетки заметно влияют на характеристики аккумулятора. На эту решетку наносится активная масса (паста), изготавливаемая из свинцово-оксидного порошка. Состав и свойства пасты коренным образом определяют свойства аккумулятора (все равно как тесто определяет свойства пирога).

Сепаратор — разделитель разнополярных электродов друг от друга, является важным компонентом аккумулятора, он защищает электроды разной полярности от прямого замыкания между собой. Сепаратор с одной стороны должен быть отличным изолятором, с другой он должен минимально влиять на внутреннее сопротивление аккумулятора и обеспечивать свободный доступ ионам электролита к электродам.

Корпус аккумулятора или батареи (моноблок) должен соответствовать требованиям условий эксплуатации, не подвергаться воздействию агрессивной внутренней среды батареи, быть герметичным не только от внешней среды, но и между элементами внутри батареи.

Источник: http://www.aktex.ru/qa/35.html

Батарея (электротехника)

У этого термина существуют и другие значения, см. Батарея. Запрос «Батарейка» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Батарея соединённых последовательно трёх залитых смолой гальванических элементов в общем картонном корпусе «Планета-1» типоразмера 3R12 (3336) Варианты обозначения батареи последовательно соединённых гальванических элементов на принципиальных электрических схемах Гальванические элементы, батареи элементов и батареи аккумуляторов

Батарея (фр. batterie) — группа соединённых параллельно или последовательно электрических двухполюсников. Обычно под этим термином подразумевается соединение электрохимических источников электроэнергии/электрического тока (гальванических элементов, аккумуляторов, топливных элементов).

В электротехнике источники электроэнергии (гальванические элементы, аккумулятор), термоэлементы или фотоэлементы соединяют в батарею, чтобы получить напряжение, снимаемое с батареи (при последовательном соединении), силу тока или ёмкость (при параллельном соединении), образованного источника больше, чем может дать один элемент.

Прародителем батареи последовательно соединённых электрохимических элементов можно считать вольтов столб, изобретённый Алессандро Вольта в 1800 году, состоящий из последовательно соединённых медно-цинковых гальванических элементов.

Батарейкой в обиходе обычно не совсем корректно называют одиночные гальванические элементы (например, типа АА), которые обычно в источниках питания устройств соединяются в батарею для получения необходимого напряжения. Использование термина «батарейка» в технической литературе не рекомендуется.

Батареей называют и цепь, содержащую только пассивные электрические элементы: резисторы (для увеличения рассеиваемой мощности или изменения сопротивления), конденсаторы (для увеличения ёмкости или увеличения рабочего напряжения), изменения ёмкости. Такие устройства, снабжённые элементами коммутации — переключателями, гнёздами и т. п. часто называют магазинами (магазин сопротивлений, магазин ёмкостей).

Конструкция

Международные универсальные коды переработки батарей и аккумуляторов

Аккумуляторная батарея конструктивно выполняется, как правило, в едином корпусе в котором находятся несколько соединённых электрически аккумуляторных элементов. Наружу корпуса выведены обычно 2 контакта для подсоединения к зарядному устройству и/или потребляющей цепи. Аккумуляторная батарея может иметь также вспомогательные устройства, обеспечивающие эффективность и безопасность её эксплуатации: термодатчики, электронные устройства защиты как аккумуляторных элементов, входящих в состав батареи, так и батареи в целом (например, у литий-ионного аккумулятора). Аккумуляторная батарея и батарея гальванических элементов используется в качестве источника постоянного тока.

Последовательное соединение

Чаще всего электрохимические элементы в батарее соединяются последовательно. Напряжение отдельного элемента определяется материалом его электродов и составом электролита и не может быть изменено. Последовательное соединение нескольких элементов повышает выходное электрическое напряжение батареи, причём полное напряжение батареи при последовательном соединении равно сумме напряжений всех элементов. Предельный отдаваемый ток последовательной батареи не превышает тока самого слаботочного элемента.

Недостаток последовательного соединения — неравномерность разрядки и зарядки при неоднородных элементах, входящих в батарею, при элементарном включении в цепь зарядки/разрядки, более ёмкие элементы недоразряжаются, а менее ёмкие переразряжаются. Для некоторых типов аккумуляторных элементов, например литиевых, переразряд ведёт к выходу их из строя. Поэтому батареи литиевых элементов обычно снабжаются встроенными или внешними электронными схемами управления оптимизации разряда. Аналогичные проблемы возникают при заряде батареи аккумуляторных элементов. Так, как при последовательном соединении электрический заряд, протекший через каждый элемент, равен, это ведёт к перезаряду менее ёмких элементов и недозаряду более ёмких. Ёмкость даже однотипных элементов немного разнится из-за неизбежного технологического разброса и может стать существенно разной после многократных циклов заряда/разряда. Поэтому современные батареи аккумуляторов обычно снабжаются электронными схемами оптимизации заряда.

Примером аккумуляторной батареи с последовательным соединением аккумуляторных элементов является любой автомобильный аккумулятор, содержащий 6 или 12 элементов.

  • 8,4-вольтовая Ni-MH батарея типоразмера 7HR22 («Крона») из 7 последовательно соединённых миниатюрных Ni-MH аккумуляторов по 1,2 В

  • 9-вольтовая щелочная батарея типоразмера 6F100 из 6 последовательно соединённых плоских элементов по 1,5 В

  • 6-вольтовая щелочная батарея типоразмера 4LR44 из 4 последовательно соединённых миниатюрных гальванических элементов LR44 по 1,5 В

  • 12-вольтовая щелочная батарея типоразмера А23 из 8 последовательно соединённых миниатюрных гальванических элементов LR932 по 1,5 В

  • 14,4-вольтовая аккумуляторная батарея шуруповёрта из 12 цилиндрических последовательно соединённых Ni-Cd аккумуляторов по 1,2 В

  • Устройство 12-вольтовой автомобильной батареи из 6 последовательно соединённых свинцово-кислотных аккумуляторов по 2 В

Параллельное соединение

Устройство аккумуляторной батареи ноутбука, 10,8 В (3 параллельно соединённые пары Li-ion аккумуляторов типоразмера 18650 по 3,6 В соединены между собой последовательно)

Параллельное соединение электрохимических элементов в батарею увеличивает общую ёмкость батареи, повышает предельный отдаваемый ток и снижает её внутреннее сопротивление. Параллельное соединение имеет ряд недостатков. При неравенстве ЭДС параллельно соединённых элементов между элементами начинают протекать уравнительные токи, при этом элементы с большей ЭДС отдают ток элементам с меньшей ЭДС. В аккумуляторных батареях такое перетекание токов не очень существенно, так как элементы с большей ЭДС, разряжаясь, подзаряжают элементы с меньшей ЭДС. В не-акуммуляторных батареях протекание уравнительных токов ведёт к снижению ёмкости батареи. Кроме того, при параллельном соединение элементов усложняется режим зарядки аккумуляторной батареи, так как обычно требует раздельную зарядку каждого из элементов и коммутацию элементов при зарядке, что усложняет внутреннюю или внешнюю электронную схему управления зарядкой. Поэтому параллельное соединение аккумуляторных элементов применяется редко, предпочтительно применяют элементы большей ёмкости.

В основном под элементами питания подразумевают химический источник тока, однако существуют элементы и батареи на иных физических принципах. Например, ядерные элементы питания на бета-распаде (так называемые бета-вольтаические элементы питания (англ.)русск.).

  • Аккумуляторные батареи электробуса

  • Аккумуляторные батареи резервного источника питания дата-центра

Классификация по типу электролита (упрощённая)

Подробнее по этой теме см. Химические источники тока.

Тип Достоинства Недостатки
Сухие
(«солевые», угольно-цинковые)
Самый дешёвый, массово производится. Наименьшая ёмкость; спадающая кривая разряда; плох в работе с мощными нагрузками (большим током); плох при низких температурах.
Heavy Duty
(«мощный» сухой элемент, хлорид цинка)
Дешевле, чем щелочной. Лучше при высоком токе и низких температурах. Низкая ёмкость. Спадающая кривая разряда.
Щелочные
(«алкалиновые», щёлочно-марганцевые)
Средняя стоимость. Лучше предыдущих при большом токе и низких температурах. При разряде сохраняет низкое значение полного сопротивления. Широко выпускается. Спадающая кривая разряда.
Ртутные Постоянство напряжения, высокая энергоёмкость и энергоплотность. Высокая цена. Из-за вредности ртути уже почти не производятся.
Серебряные Высокая ёмкость. Пологая кривая разряда. Хорош при высоких и низких температурах. Превосходная длительность хранения. Дорогой.
Литиевые Наивысшая ёмкость на единицу массы. Пологая кривая разряда. Превосходен при низких и высоких температурах. Чрезвычайно длительное время хранения. Высокое напряжение на элемент (3,5—4,2 В). Лёгкий. Дорогой.

Устройство автомобильных аккумуляторов

Большинство людей уверены, что находящиеся внутри аккумулятора пластины-электроды выполнены из чистого свинца. Однако в действительности чистого металла в них содержится не более 20% от общей массы сплава. Оставшийся вес — это оксиды и различные металлы.

Поэтому со стандартного автомобильного аккумулятора удается добыть двух-трехкилограммовый слиток дорогого металла.

Необходимо лишь определиться с тем, сколько килограммов свинца в аккумуляторе 60 ампер, а исходя из этого, и можно будет рассчитать полученное количество дорогого металла.

В процентном соотношении состав автомобильного АКБ будет выглядеть следующим образом:

  1. Электролит — около 20% от общей массы АКБ.
  2. Пластиковый корпус, перегородки и другие элементы из пластика — не более 10% всей массы.
  3. Свинец, диоксиды, оксиды и другие сплавы — около 60% веса.

Для большей наглядности, чтобы определиться тем, сколько свинца в автомобильном аккумуляторе, можно рассмотреть состав 55-амперной автомобильной батареи. Стандартный вес такой АКБ не превышает 15 кг. Пластика тут около 1,5 кг, 3 кг электролита и 10 кг металла. Чистого металла в АКБ будет содержаться не больше 3 кг.

Следует учитывать также тот факт, что полностью выплавить ценный металл из электродов бывает затруднительно, соответственно количество получаемого свинца будет ещё ниже.

Содержание этого ценного металла во многом зависит от мощности аккумулятора и его емкости. Если в 55-амперной АКБ будет содержаться около 3 кг чистого свинца, то уже в мощной батарее для грузовых автомобилей, которая выдает ток на уровне 150−190 Ампер-часов, может содержаться 9 кг этого металла. Исходя из данных таблиц можно с легкостью рассчитать, сколько килограммов свинца, который можно выплавить из электродных пластин, в аккумуляторе 55.

Как разобрать старую батарею

Изначально разборными были лишь аккумуляторы, которые изготавливались в Советском Союзе. Делалось это для того, чтобы у автовладельцев имелась возможность отремонтировать АКБ, заменив те или иные вышедшие из строя элементы.

А вот на западе наибольшей популярностью пользовались необслуживаемые аккумуляторы, которые не подразумевали возможности разборки батарей.

Большинство используемых сегодня аккумуляторов относятся к категории необслуживаемых, соответственно появляются определенные проблемы с тем, чтобы разобрать старую АКБ.

Для такой работы потребуется следующее:

  1. Защитные очки и резиновые перчатки.
  2. Лобзик по металлу.
  3. Пассатижи.
  4. Болгарка.
  5. Плоская отвертка.
  6. Молоток.
  7. Зубило.
  8. Паяльник высокой мощности.
  9. Дрель.

Выполняя такую разборку старого АКБ, необходимо соблюдать максимальную осторожность. Внутри батареи находится электролит, который при попадании на кожу или слизистые может вызвать химические ожоги. Поэтому следует обязательно надевать очки и защитные резиновые перчатки. Проделав соответствующие отверстия в банках, следует обязательно слить электролит и промыть дистиллированной водой батарею, в которой может также остаться соляная кислота.

Чтобы слить электролит, потребуется выкрутить пробки, а если таковые в АКБ отсутствуют, то самостоятельно дрелью выполняется отверстие, через которое и сливается жидкость. Такие отверстия для слива электролита лучше всего выполнять снизу аккумулятора, что позволит, не наклоняя батарею и не поднимая со дна выпавший осадок, слить всю соляную кислоту.

После промывки банок чистой водой следует, вооружившись лобзиком или болгаркой, отпилить крышку по периметру корпуса батареи. Достают крышку, на которой будут закреплены аккумуляторные пластины.

Если крышку и пластины держат приводные клеммы, то потребуется вручную с помощью молотка или зубила извлечь металлические электроды.

Целесообразно ли выплавлять свинец самостоятельно

До недавнего прошлого сдать аккумулятор в переработку было затруднительно, поэтому многие экономичные автовладельцы самостоятельно позанимались разборкой АКБ и последующей сдачей дорогостоящего металла в пункты вторсырья. Сегодня же можно с легкостью сдать аккумулятор в специализированные конторы и не заниматься самостоятельно трудоемкой работой по выплавке свинца, тем более что в домашних условиях провести качественную очистку металла будет проблематично.

Современные АКБ в зависимости от своего типа, ёмкости и мощности могут содержать от 1 до 10 кг свинца. Если отдельные элементы полностью состоят из этого дорогостоящего металла, и переплавить их самостоятельно в домашних условиях не представляет сложности, то вот расплавить пластины, где свинец содержится в оксидах и гидроксидах, бывает затруднительно.

Поэтому проще всего сдать аккумулятор в пункты приема вторсырья, что позволит не только избавиться от необходимости сложной переплавки металла, но и получить неплохое денежное вознаграждение.

Источник: https://ProAkkym.ru/avto/skolko-kg-svinca-soderzhitsja-v-akkumuljatore-na-55-amper

FILED UNDER : Разное

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*