Odsiarczanie akumulatora – metodą wymiany elektrolitu

Od pewnego czasu obserwuję spadek pojemności swojego akumulatora podczas moich doświadczeń. Wprawdzie 40Ah udało mi się uzyskać podczas rozładowywania przerywanego, jednak podczas kolejnych testów pomiar pojemności wykazał 34Ah a w chwili obecnej nie przekracza progu 25Ah. Jak na akumulator o pojemności 55Ah to zdecydowanie za mało, nawet na testy.

Niestety akumulatory kwasowo-ołowiowe z płynnym elektrolitem, nie szczególnie nadają się do pracy cyklicznej – ciągłego rozładowania i ładowania. Poza tym często podczas poprzednich badań zostawiałem go całkowicie rozładowany przez kilka dni. Jeżeli dodać do tego jeszcze fakt, że akumulator zanim znalazł się w moich rękach, stał bardzo długo rozładowany, można podejrzewać że jest zasiarczony.

Czy mamy do czynienia z zasiarczonym akumulatorem można wywnioskować również podczas procesu ładowania – gdy prąd zamiast spadać – rośnie po pewnym czasie. Ponadto w moim przypadku zaobserwowałem jeszcze inną rzecz – gęstość elektrolitu podczas rozładowania prądem 20-godzinnym nie spada do poziomu 1,14-1,15g/cm3 jak to ma zazwyczaj miejsce, a spada jedynie do poziomu 1,18-1,20g/cm3.

Podobnie wygląda sytuacja podczas ładowania – osiągnięcie gęstość elektrolitu na poziomie 1,28g/cm3 jest bardzo czasochłonne a w niektórych przypadkach wręcz niemożliwe. Postanowiłem więc, że skoro i tak akumulator służy przede wszystkim do testów – spróbuję metody odsiarczania za pomocą wymiany elektrolitu.

Trzeba od razu zaznaczyć – że proces ten może przynieść korzyści, jedynie w przypadku gdy mamy do czynienia z czystym elektrolitem. Szare lub brązowe zabarwienie elektrolitu zazwyczaj świadczy o wypadzie masy czynnej i wymiana elektrolitu nie przyniesie żadnych korzyści.

Na czym w ogóle ta metoda – generalnie chodzi o to aby „wyciągnąć” z płyt jak największą ilość siarczanu ołowiu. Rozpad siarczanu ołowiu powoduje wzrost gęstości elektrolitu, dlatego aby do tego doprowadzić, należy dokonać kilkakrotnej wymiany elektrolitu i długiego ładowania odsiarczającego.

Zasiarczenie „drobnym ziarnem” można usunąć poprzez długie ładowanie prądem na poziomie 0,02-0,05C – jednak w moim przypadku nie przyniosło to większych rezultatów pomimo że ładowanie trwało prawie 60 godzin:

Po ładowaniu odsiarczającym, zmierzyłem pojemność poprzez rozładowanie prądem 2,75A, akumulator rozładowywał się przez zaledwie 9 godzin a jego pojemność wyniosła 25Ah.

Pomiar pojemności po ładowaniu odsiarczającym

Sposób odsiarczania akumulatora metodą wymiany elektrolitu nie jest mojego autorstwa, opisy znalazłem na różnych stronach, forach, zebrałem wszystkie niezbędne informacje i postanowiłem osobiście przeprowadzić proces i podzielić się z Wami własnymi spostrzeżeniami.

Podczas całego procesu należy często kontrolować gęstość elektrolitu jak i jego temperaturę. W przypadku kiedy temperatura zbliży się do ok. 40oC najlepiej przerwać proces i kontynuować po kilku godzinach. Do ładowania będę używał mojego zasilacza regulowanego – ale można użyć również prostownika z płynną regulacją prądu.

Ładowanie sprawdzające

Pierwsze ładowanie ma na celu sprawdzenie w jaki sposób akumulator „bierze prąd” oraz czy gęstość elektrolitu wzrasta. Prąd ładowania powinien być ustawiony na poziomie 0,1C. Jeżeli dochodzi do sytuacji że po podłączeniu zasilania prąd wzrasta zamiast spadać, sensowne wydaje się kontynuowanie tego procesu. Podczas ładowania, co godzinę należy sprawdzać gęstość elektrolitu, jeżeli ta, przez trzy kolejne pomiary nie podnosi się, należy usunąć elektrolit i zastąpić go wodą destylowaną.

Wstępne ładowanie

Ponieważ nie całą ilość elektrolitu da się usunąć poprzez jego wylanie, po uzupełnieniu akumulatora wodą destylowaną należy przeprowadzić godzinne ładowanie prądem 0,1C. Po upływie godziny ładowania, ponownie usuwamy elektrolit i uzupełniamy wodą destylowaną.

Ładowanie prądem 0,1C

W moim przypadku po godzinie ładowania elektrolit osiągnął gęstość ok. 1,07g/cm3 bo wynik był poza zakresem. Niestety zmartwiło mnie jego zabarwienie – elektrolit przybrał lekko brązowy kolor – świadczy to o wypadzie masy czynnej. Nie podejrzewam jednak że to przez godzinne ładowanie – raczej zanieczyszczenia osadziły się na dnie i dopiero zalanie wodą doprowadziło do wymieszania z elektrolitem.

Pierwsze ładowanie odsiarczające

Ładowanie należy przeprowadzić prądem 0,05C, to najdłuższy proces – powinien trwać od 26 godzin do nawet 48 godzin. Okresowo należny sprawdzać temperaturę elektrolitu, jeżeli ta zacznie nadmiernie wzrastać należy przerwać proces i kontynuować po jej obniżeniu. Pierwsze – kontrolne badanie gęstości elektrolitu należy przeprowadzić po upływie 24 godzin. Następnie co 2 godziny należy dokonywać kolejnych pomiarów – jeżeli przez dwa kolejne pomiary gęstość nie wzrasta – przy czym wzrost gęstości będzie bardzo znikomy – przerywamy proces i usuwamy elektrolit uzupełniając go wodą destylowaną.

Niestety areometry zazwyczaj mają skalę od 1,10g/cm3 do 1,30g/cm3 – pomiar gęstości podczas wymiany elektrolitu jest utrudniony, ponieważ gęstość jest bardzo niska – gęstość czystej wody wynosi równe 1g/cm3. Im gęstość bardziej wzrośnie tym więcej siarczanu ołowiu udało się „uwolnić” z płyt.

Po 24 godzinach ładowania, gęstość elektrolitu „pacjenta” wyniosła 1,10-1,12g/cm3. Gęstość była dość nierównomierna na poszczególnych celach. Ładowanie prowadziłem jeszcze przez 6 godzin ale gęstość już nie wzrosła, dlatego postanowiłem ponownie wymienić elektrolit.

Gęstość elektrolitu po 30 godzinach ładowania odsiarczającego

Kolejne ładowanie odsiarczające

Ponownie podłączamy akumulator i ładujemy prądem 0,05C przez okres 8-12 godzin. Po tym czasie gęstość elektrolitu nie powinna wzrosnąć powyżej 1,15g/cm3 – oznacza to że całkowicie usunęliśmy zasiarczenie z płyt. Po tym ponownie usuwamy elektrolit i uzupełniamy akumulator nowym elektrolitem o gęstości 1,28g/cm3.

Osobiście zmniejszyłem prąd ładowania do 0,03C i ładowałem akumulator przez ok. 10 godzin. Gęstość elektrolitu osiągnęła poziom ok. 1,05g/cm3 i kolejne pomiary nie wskazywały dalszego jego wzrostu.

Mieszanie elektrolitu

Kolejne ładowanie należy przeprowadzić prądem 0,1C przez około 30 minut aby elektrolit dobrze się wymieszał. Po tym czasie należy ponownie usunąć elektrolit z akumulatora i uzupełnić go nowym o gęstości 1,28g/cm3.

Gęstość nowego – gotowego elektrolitu wynosi 1,28g/cm3 – jednak po dodaniu do akumulatora gęstość ta bardzo szybko maleje i po 30 minutowym ładowaniu wyniosła 1,23g/cm3. Ja ładowałem mniejszym prądem – ograniczyłem go do 0,05C. Niestety, podczas wymiany elektrolitu nastąpiła dość intensywna reakcja chemiczna na płytach akumulatora – co spowodowało rozluźnienie i wypad masy czynnej – elektrolit znowu nabrał lekko brązowego koloru.

Ładowanie końcowe

Ostatnie ładowanie należy przeprowadzić prądem 0,1C przez około 3-4 godziny – jeżeli elektrolit osiągnie gęstość 1,23g/cm3 – akumulator można uznać za zregenerowany.

W tym przypadków również zastosowałem mniejszy prąd ładowania – 0,05C. Po czterech godzinach ładowania, gęstość elektrolitu osiągnęła poziom 1,24g/cm3 – ale ponownie elektrolit zmienił barwę – zobaczcie jego odcień:

Zastanawiałem się dlaczego autor podał wartość 1,23g/cm3 – myślałem że być może gęstość jeszcze wzrośnie, albo może podczas pełnego procesu rozładowania i ładowania może uda się osiągnąć wyższą gęstość – zobaczymy.

Pomiar parametrów

Byłem coraz bardziej sceptycznie nastawiony do całego procesu regeneracji, utwierdzając się w tym, że właśnie „wbiłem ostatni gwóźdź do trumny pacjentowi„. Jednak aby potwierdzić moje przypuszczenia, musiałem dokonać pomiarów parametrów. Po 24 godzinach sprawdziłem gęstość elektrolitu – ta nadal pozostała na poziomie 1,24g/cm3 – jednak cały osad opadł na dno i elektrolit odzyskał klarowność. Nie zmienia to jednak faktu, że wystarczy wzburzyć elektrolit i ten odzyskuje swój brązowy kolor.

Sprawdzenie elektrolitu po 24 godzinach

Podłączyłem więc tester BT-360 i odczytałem parametry:

  • napięcie spoczynkowe: 12,58V – dość niskie jak na akumulator po ładowaniu
  • prąd rozruchowy: 405A – to najwyższy wynik jaki uzyskałem na tym akumulatorze
  • rezystancja wewnętrzna: 7,36mOhm
  • sprawność (SOH): 80%
  • naładowanie (SOC): 98%

Powyższe parametry napawają optymizmem, jednak aby ogłosić sukces trzeba sprawdzić jeszcze jego pojemność – dlatego jak to zwykle bywa – podłączyłem akumulator do miernika pojemności i obciążyłem prądem 2,75A.

Pomiar trwał dokładnie 10 godzin i 46 minut, przez ten czas zmierzona pojemność wyniosła 29,57Ah – no cóż, po pomiarze testerem spodziewałem się lepszych wyników aczkolwiek to i tak nieznacznie więcej niż przed wymianą elektrolitu. Poniżej wykres z rozładowania.

Pomiar pojemności po wymianie elektrolitu

Podsumowanie

Podsumowując – prąd rozruchowy wzrósł z 390A do 405A, natomiast pojemność wzrosła z 25Ah do prawie 30Ah. W całym procesie wymiany elektrolitu zużyłem ok. 6-7 litrów wody destylowanej i ok. 4 litrów elektrolitu. Całość kosztowała mnie ok. 30 złotych – to w sumie niewiele gdyby proces przyniósł wymierne korzyści, jednak trzeba sobie jasno powiedzieć, że taki wzrost pojemności jest znikomy. Jedynie co mnie martwi to ten wypad masy czynnej. Pytanie pojawia się następujące – czy rozluźnienie masy miało miejsce wcześniej, a płukanie jedynie spowodowało wymieszanie z elektrolitem, czy może samo płukanie i napełnianie elektrolitem spowodowało jej wypad. W każdym bądź razie, taka sytuacja nie powinna mieć miejsca.

Rodzi się więc kolejne pytanie, czy takie odsiarczanie w ogóle ma sens, pomijając już koszt wody i elektrolitu, ale cały proces trwał prawie tydzień – wliczając przerwy pomiędzy kolejnymi wymianami elektrolitu. Biorąc pod uwagę niewielki zysk, chyba nie ma większego sensu „bawić się” w takie wymiany, bo szczerze mówiąc nie wiem jak długo uda się utrzymać uzyskaną pojemność, poza tym rozluźnienie masy może postępować powodując dalszy spadek pojemności – czas pokaże.

Oczywiście wyciągnięte wnioski dotyczą tego konkretnego egzemplarza , być może w innym przypadku udałoby się uzyskać inny – lepszy wynik. Trzeba jeszcze wziąć pod uwagę, że takie zabiegi stosowano jakiś czas temu, kiedy akumulatory były stosunkowo drogie a ich jakość wykonania w moim odczuciu była lepsza. Ja w każdym bądź razie drugi raz bym się nie zdecydował na taki zabieg a ten wykonałem z czystej ciekawości.

Dodać należy jeszcze jedno zdanie dotyczące zużytych odpadów podczas całego procesu. Początkowo chciałem sam zneutralizować zużyty elektrolit – wprawdzie całkowita gęstość tych 7 litrów odpadów wynosiła zaledwie 1,20g/cm3, ale prócz samego kwasu siarkowego, którego można neutralizować sodą czy wapnem, są jeszcze inne pierwiastki takie jak np. ołów. Zadzwoniłem więc do punktu odbioru odpadów w moim mieście i zapytałem czy można tam oddać zużyty elektrolit – zużyte oleje silnikowe przyjmują więc liczyłem że elektrolit również.

Bez większego problemu przyjęto zużyty elektrolit – nawet nie musiałem nic za to płacić, przy okazji miałem ciekawą pogadankę z Panem, czego tam ludzie nie przywożą, ale to jakby trochę nie w temacie.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *