Wiederaufladbare Batterien - elektrische Eigenschaften von wiederaufladbaren Batterien. Elektrische Eigenschaften von Batterien Abb.4

Batterie(Element) - besteht aus positiven und negativen Elektroden (Bleiplatten) und Separatoren, die diese Platten trennen, die in einem Gehäuse installiert und in einen Elektrolyten (Schwefelsäurelösung) eingetaucht sind. Die Ansammlung von Energie in der Batterie erfolgt im Verlauf einer chemischen Oxidationsreaktion - Reduktion der Elektroden.

Akkumulator besteht aus 2 oder mehr Abschnitten (Batterien, Zellen), die in Reihe oder (und) parallel geschaltet sind, um die erforderliche Spannung und den erforderlichen Strom bereitzustellen.Es ist in der Lage, Strom zu sammeln, zu speichern und zu verteilen, den Motor zu starten und auch elektrische Geräte mit Strom zu versorgen, wenn der Motor nicht läuft.

Blei-Säure-Batterie- eine Batterie, bei der die Elektroden hauptsächlich aus Blei bestehen und der Elektrolyt eine Schwefelsäurelösung ist.

aktive Masse- Dies ist ein integraler Bestandteil der Elektroden, die beim Durchgang des elektrischen Stroms während des Ladens und Entladens chemischen Veränderungen unterzogen werden.

Elektrode Ein leitfähiges Material, das bei der Reaktion mit einem Elektrolyten elektrischen Strom erzeugen kann.

Positive Elektrode (Anode) - eine Elektrode (Platte), deren aktive Masse in einer geladenen Batterie aus Bleidioxid (PbO2) besteht.

Negative Elektrode (Kathode) - eine Elektrode, deren aktive Masse in einer geladenen Batterie aus Bleischwamm besteht.

Elektrodengitter dient der Aufnahme der aktiven Masse sowie deren Stromzuführung und -abfuhr.

Trennzeichen - Material, das verwendet wird, um Elektroden voneinander zu isolieren.

Polklemmen dienen dazu, den Ladestrom zu liefern und unter der Gesamtspannung der Batterie zurückzugeben.

Führen -(Pb) - ein chemisches Element der vierten Gruppe des Periodensystems von D. I. Mendeleev, Seriennummer 82, Atomgewicht 207,21, Wertigkeit 2 und 4. Blei ist ein bläulich-graues Metall, sein spezifisches Gewicht in fester Form beträgt 11,3 g /cm 3 nimmt beim Schmelzen temperaturabhängig ab. Es ist das dehnbarste unter den Metallen, rollt gut bis zum dünnsten Blech und lässt sich leicht schmieden. Blei lässt sich leicht bearbeiten und gehört zu den schmelzbaren Metallen.

Blei(IV)oxid(Bleidioxid) PbO 2 ist ein dunkelbraunes schweres Pulver mit einem dezenten charakteristischen Ozongeruch.

Antimon ist ein silberweißes Metall mit stark glänzender, kristalliner Struktur. Im Gegensatz zu Blei ist es ein hartes Metall, aber sehr spröde und zerbricht leicht. Antimon ist viel leichter als Blei, sein spezifisches Gewicht beträgt 6,7 g/cm 3 . Wasser und schwache Säuren greifen Antimon nicht an. Es löst sich langsam in starker Salz- und Schwefelsäure auf.

Zellstecker Decken Sie die Zellenöffnungen in der Batterieabdeckung ab.

Zentraler Entlüftungsstopfen dient zum Sperren des Gasauslasses im Batteriedeckel.

Monoblock- Dies ist ein Batteriegehäuse aus Polypropylen, das durch Trennwände in separate Zellen unterteilt ist.

Destilliertes Wasser der Batterie zugesetzt, um deren Verluste durch Wasserzersetzung oder Verdunstung auszugleichen. Zum Nachfüllen Batterien Es darf nur destilliertes Wasser verwendet werden!

Elektrolyt ist eine Lösung von Schwefelsäure in destilliertem Wasser, die die freien Volumina der Zellen füllt und in die Poren der aktiven Masse von Elektroden und Separatoren eindringt.

Es ist in der Lage, elektrischen Strom zwischen darin eingetauchten Elektroden zu leiten. (Für Zentralrussland mit einer Dichte von 1,27-1,28 g/cm3 bei t=+20°C).

Langsam fließender Elektrolyt: Um die Gefahr durch aus der Batterie auslaufenden Elektrolyt zu verringern, werden Mittel verwendet, die dessen Fließfähigkeit verringern. Dem Elektrolyten können Substanzen zugesetzt werden, die ihn in ein Gel verwandeln. Eine andere Möglichkeit, die Elektrolytmobilität zu reduzieren, ist die Verwendung von Glasmatten als Separatoren.

Batterie öffnen - eine Batterie mit einem Stecker mit einem Loch, durch das destilliertes Wasser hinzugefügt und gasförmige Produkte entfernt werden. Das Loch kann mit einem Belüftungssystem versehen werden.
geschlossener Akkumulator- ein Akkumulator, der unter normalen Bedingungen geschlossen ist, aber über eine Vorrichtung verfügt, die das Ablassen von Gas ermöglicht, wenn der Innendruck einen festgelegten Wert überschreitet. Üblicherweise ist ein zusätzliches Einfüllen von Elektrolyt in eine solche Batterie nicht möglich.
Batterie trocken geladen- eine ohne Elektrolyt gelagerte wiederaufladbare Batterie, deren Platten (Elektroden) sich in einem trocken geladenen Zustand befinden.

Rohrförmige (Schalen-) Platte- positive Platte (Elektrode), die aus einem Satz poröser Röhren besteht, die mit aktiver Masse gefüllt sind.

Sicherheitsventil- Teil der Entlüftungsschraube, der bei zu hohem Innendruck Gas entweichen lässt, aber keine Luft in den Druckspeicher eintreten lässt.

Amperestunde (Ah)- Dies ist ein Maß für die elektrische Energie, gleich dem Produkt aus Stromstärke in Ampere und Zeit in Stunden (Kapazität).

Batteriespannung- Potentialunterschied zwischen den Anschlüssen der Batterie während der Entladung.
Batteriekapazität- die Menge an elektrischer Energie, die eine vollgeladene Batterie beim Entladen bis zum Erreichen der Endspannung abgibt.

Innenwiderstand- Stromwiderstand durch das Element, gemessen in Ohm. Er setzt sich aus dem Widerstand von Elektrolyt, Separatoren und Platten zusammen. Hauptbestandteil ist der Widerstand des Elektrolyten, der sich mit Temperatur und Schwefelsäurekonzentration ändert.

Elektrolytdichte - z dann die Eigenschaft eines physischen Körpers, gleich dem Verhältnis seiner Masse zum eingenommenen Volumen. Sie wird beispielsweise in kg/l oder g/cm3 gemessen.

Batterielebensdauer- die Nutzungsdauer der Batterie unter bestimmten Bedingungen.
Ausgasen- Gasbildung bei der Elektrolytelektrolyse.

Selbstentladung- spontaner Verlust der Batteriekapazität im Ruhezustand. Die Selbstentladungsrate hängt vom Material der Platten, chemischen Verunreinigungen im Elektrolyten, seiner Dichte, der Reinheit der Batterie und der Betriebsdauer ab.

Batterie EMK(elektromotorische Kraft) ist die Spannung an den Polklemmen einer voll geladenen Batterie im offenen Stromkreis, d. h. ohne Lade- oder Entladeströme.

Zyklus- eine Lade- und Entladesequenz des Elements.

Gasbildung an den Elektroden einer Bleibatterie. Besonders in der Endphase der Ladung einer Bleibatterie wird es reichlich freigesetzt.

Gel-Batterien- es handelt sich um versiegelte Blei-Säure-Batterien (nicht versiegelt, da beim Öffnen der Ventile eine geringe Gasfreisetzung auftritt), geschlossen, völlig wartungsfrei (nicht nachgefüllt) mit einem gelartigen Säureelektrolyten (Dryfit und Gelled Electrolite -Gel-Technologien).

AGM-Technologie(Absorbed Glass Mat) – absorbierende Glasfaserpolster.

Energierückgabe- das Verhältnis der Energiemenge, die beim Entladen der Batterie abgegeben wird, zu der Energiemenge, die erforderlich ist, um sie unter bestimmten Bedingungen in ihren ursprünglichen Zustand aufzuladen. Die Energierückgabe beträgt bei Säurebatterien unter normalen Betriebsbedingungen 65 % und bei Alkalibatterien 55 - 60 %.
Spezifische Energie- die von der Batterie während der Entladung abgegebene Energie pro Volumeneinheit V oder Masse m, d. H. W \u003d W / V oder W \u003d W / m. Die spezifische Energie von Säurebatterien beträgt 7-25, Nickel-Cadmium 11-27, Nickel-Eisen 20-36, Silber-Zink 120-130 W*h/kg.

Kurzschluss in Batterien passiert wann elektrische Verbindung Platten unterschiedlicher Polarität.

Batterie - Batterie EMF - Elektromotorische Kraft

Die EMK einer nicht mit der Last verbundenen Batterie beträgt im Durchschnitt 2 Volt. Sie hängt nicht von der Größe der Batterie und der Größe ihrer Platten ab, sondern wird durch den Unterschied in den Wirkstoffen der positiven und negativen Platten bestimmt.
Innerhalb kleiner Grenzen kann die EMK von äußeren Faktoren abweichen, von denen die Dichte des Elektrolyten, d. h. mehr oder weniger Säuregehalt in der Lösung, von praktischer Bedeutung ist.

Die elektromotorische Kraft einer entladenen Batterie mit einem Elektrolyten hoher Dichte ist größer als die EMK einer geladenen Batterie mit einer schwächeren Säurelösung. Daher sollte der Ladezustand einer Batterie mit unbekannter Anfangsdichte der Lösung nicht anhand der Messwerte des Gerätes bei der Messung der EMK ohne angeschlossene Last beurteilt werden.
Batterien haben einen Innenwiderstand, der nicht konstant bleibt, sondern sich je nach chemischer Zusammensetzung der Wirkstoffe beim Laden und Entladen ändert. Einer der offensichtlichsten Faktoren für den Batteriewiderstand ist der Elektrolyt. Da der Widerstand des Elektrolyten nicht nur von seiner Konzentration, sondern auch von der Temperatur abhängt, hängt der Widerstand der Batterie auch von der Temperatur des Elektrolyten ab. Mit zunehmender Temperatur nimmt der Widerstand ab.
Das Vorhandensein von Separatoren erhöht auch den Innenwiderstand der Elemente.
Ein weiterer Faktor, der den Widerstand der Elemente erhöht, ist der Widerstand des aktiven Materials und der Gitter. Außerdem beeinflusst der Ladezustand den Widerstand der Batterie. Bleisulfat, das während der Entladung sowohl auf der positiven als auch auf der negativen Platte gebildet wird, leitet keinen Strom, und seine Anwesenheit erhöht den Widerstand gegen den Durchgang von elektrischem Strom erheblich. Sulfat verschließt im geladenen Zustand die Poren der Platten und verhindert so den freien Zutritt des Elektrolyten zum Aktivmaterial. Daher ist sein Widerstand im aufgeladenen Zustand kleiner als im entladenen Zustand.

Wenn Sie den externen Stromkreis einer geladenen Batterie schließen, tritt ein elektrischer Strom auf. Dabei finden folgende Reaktionen statt:

an der negativen Platte

an der positiven Platte

wo e - die Ladung eines Elektrons ist

Für jeweils zwei verbrauchte Moleküle Säure werden vier Wassermoleküle gebildet, aber gleichzeitig werden zwei Wassermoleküle verbraucht. Daher werden am Ende nur zwei Wassermoleküle gebildet. Durch Hinzufügen der Gleichungen (27.1) und (27.2) erhalten wir die endgültige Entladungsreaktion:

Die Gleichungen (27.1) - (27.3) sollten von links nach rechts gelesen werden.

Beim Entladen der Batterie bildet sich auf den Platten beider Polaritäten Bleisulfat. Schwefelsäure wird sowohl von der positiven als auch von der negativen Platte verbraucht, während die positiven Platten mehr Säure verbrauchen als die negativen. An den positiven Platten bilden sich zwei Wassermoleküle. Beim Entladen der Batterie nimmt die Elektrolytkonzentration ab, während sie an den positiven Platten stärker abnimmt.

Wenn Sie die Richtung des Stroms durch die Batterie ändern, wird die Richtung der chemischen Reaktion umgekehrt. Der Ladevorgang des Akkus beginnt. Die Ladungsreaktionen an der negativen und positiven Platte lassen sich durch die Gleichungen (27.1) und (27.2) und die Gesamtreaktion durch die Gleichung (27.3) darstellen. Diese Gleichungen sollten nun von rechts nach links gelesen werden. Beim Laden wird Bleisulfat an der positiven Platte zu Bleiperoxid reduziert, an der negativen Platte - zu metallischem Blei. Dabei entsteht Schwefelsäure und die Konzentration des Elektrolyten steigt.

Die elektromotorische Kraft und die Spannung der Batterie hängen von vielen Faktoren ab, von denen die wichtigsten der Säuregehalt im Elektrolyten, die Temperatur, der Strom und seine Richtung sowie der Ladegrad sind. Der Zusammenhang zwischen elektromotorischer Kraft, Spannung und Strom kann geschrieben werden

San wie folgt:

bei der Entlassung

wo E 0 - reversible EMF; E p - EMK der Polarisation; R - Innenwiderstand der Batterie.

Reversible EMF ist die EMF einer idealen Batterie, in der alle Arten von Verlusten eliminiert sind. Bei einer solchen Batterie wird die beim Laden aufgenommene Energie beim Entladen vollständig zurückgegeben. Die reversible EMK hängt nur vom Säuregehalt im Elektrolyten und der Temperatur ab. Sie kann analytisch aus der Bildungswärme der Edukte bestimmt werden.

Eine echte Batterie befindet sich in nahezu idealen Bedingungen, wenn der Strom vernachlässigbar ist und die Dauer seines Durchgangs ebenfalls kurz ist. Solche Bedingungen können durch Ausgleichen der Batteriespannung mit einer externen Spannung (Spannungsstandard) unter Verwendung eines empfindlichen Potentiometers geschaffen werden. Die so gemessene Spannung wird als Leerlaufspannung bezeichnet. Sie liegt in der Nähe der reversiblen EMK. Im Tisch. 27.1 zeigt die Werte dieser Spannung, entsprechend der Dichte des Elektrolyten von 1.100 bis 1.300 (bezogen auf eine Temperatur von 15°C) und einer Temperatur von 5 bis 30°C.

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, beträgt bei einer für stationäre Batterien üblichen Elektrolytdichte von 1,200 und einer Temperatur von 25 °C die Batteriespannung bei offenem Stromkreis 2,046 V. Während der Entladung die Dichte des Elektrolyten nimmt leicht ab. Der entsprechende Spannungsabfall im offenen Stromkreis beträgt nur wenige hundertstel Volt. Die durch Temperaturänderungen verursachte Änderung der Leerlaufspannung ist vernachlässigbar und eher von theoretischem Interesse.

Wenn ein bestimmter Strom in Lade- oder Entladerichtung durch die Batterie fließt, ändert sich die Batteriespannung aufgrund eines internen Spannungsabfalls und einer Änderung der EMK, die durch chemische und physikalische Nebenprozesse an den Elektroden und im Elektrolyten verursacht wird. Die durch diese irreversiblen Prozesse verursachte Änderung der EMK der Batterie wird als Polarisation bezeichnet. Die Hauptursachen für die Polarisierung in der Batterie sind die Änderung der Elektrolytkonzentration in den Poren der aktiven Masse der Platten im Verhältnis zu ihrer Konzentration im restlichen Volumen und die daraus resultierende Änderung der Konzentration von Bleiionen. Beim Entladen wird Säure verbraucht, beim Laden wird sie gebildet. Die Reaktion findet in den Poren der aktiven Masse der Platten statt und der Zu- oder Abtransport von Säuremolekülen und Ionen erfolgt durch Diffusion. Letzteres kann nur erfolgen, wenn im Bereich der Elektroden und im übrigen Volumen ein gewisser Unterschied der Elektrolytkonzentrationen vorhanden ist, der sich nach Strom und Temperatur einstellt, der die Viskosität des Elektrolyten bestimmt. Eine Änderung der Elektrolytkonzentration in den Poren der Aktivmasse bewirkt eine Änderung der Konzentration von Bleiionen und EMF. Während des Entladens nimmt die EMF aufgrund einer Abnahme der Elektrolytkonzentration in den Poren ab, und während des Ladens steigt die EMF aufgrund einer Erhöhung der Elektrolytkonzentration.

Die elektromotorische Polarisationskraft ist immer auf den Strom gerichtet. Sie hängt von der Porosität der Platten, Strom u

Temperatur. Die Summe der reversiblen EMK und der Polarisations-EMK, d.h. E 0 ±E P , stellt die EMF der Batterie unter Strom oder dynamische EMF dar. Im entladenen Zustand ist sie kleiner als die umkehrbare EMK, und im aufgeladenen Zustand ist sie größer. Die Batteriespannung unter Strom unterscheidet sich von der dynamischen EMK nur um den Wert des internen Spannungsabfalls, der relativ klein ist. Daher hängt die Spannung einer gespeisten Batterie auch von Strom und Temperatur ab. Der Einfluss des letzteren auf die Batteriespannung beim Entladen und Laden ist viel größer als bei einem offenen Stromkreis.

Wenn der Batteriestromkreis während des Entladens geöffnet wird, steigt die Batteriespannung aufgrund der fortgesetzten Diffusion des Elektrolyts langsam auf die Leerlaufspannung an. Wenn Sie während des Ladevorgangs den Batteriestromkreis öffnen, sinkt die Batteriespannung langsam auf die Leerlaufspannung.

Die Ungleichheit der Elektrolytkonzentrationen im Bereich der Elektroden und im restlichen Volumen unterscheidet den Betrieb einer realen Batterie von einem idealen. Beim Laden verhält sich die Batterie so, als ob sie einen sehr verdünnten Elektrolyten enthält, und beim Laden verhält sie sich so, als ob sie einen sehr konzentrierten Elektrolyten enthält. Ein verdünnter Elektrolyt wird ständig mit einem konzentrierteren vermischt, wobei eine gewisse Energie in Form von Wärme freigesetzt wird, die bei gleicher Konzentration genutzt werden könnte. Dadurch ist die vom Akku beim Entladen abgegebene Energie geringer als die beim Laden aufgenommene Energie. Energieverlust tritt aufgrund der Unvollkommenheit des chemischen Prozesses auf. Diese Art von Verlust ist der Hauptverlust in der Batterie.

Batterie-InnenwiderstandThora. Der Innenwiderstand setzt sich aus den Widerständen von Plattenrahmen, Aktivmasse, Separatoren und Elektrolyt zusammen. Letzterer macht den größten Teil des Innenwiderstands aus. Der Widerstand der Batterie nimmt beim Entladen zu und beim Laden ab, was eine Folge von Änderungen der Konzentration der Lösung und des Sulfatgehalts ist.

Schleier in der aktiven Masse. Der Widerstand der Batterie ist klein und macht sich nur bei einem großen Entladestrom bemerkbar, wenn der interne Spannungsabfall ein oder zwei Zehntel Volt erreicht.

Selbstentladung des Akkus. Selbstentladung ist der kontinuierliche Verlust von in der Batterie gespeicherter chemischer Energie aufgrund von Nebenreaktionen auf den Platten beider Polaritäten, verursacht durch zufällige schädliche Verunreinigungen in den verwendeten Materialien oder Verunreinigungen, die während des Betriebs in den Elektrolyten eingebracht werden. Von größter praktischer Bedeutung ist die Selbstentladung, die durch das Vorhandensein verschiedener Metallverbindungen im Elektrolyten verursacht wird, die elektropositiver als Blei sind, wie Kupfer, Antimon usw. Metalle werden auf negativen Platten freigesetzt und bilden mit Bleiplatten viele kurzgeschlossene Elemente . Als Ergebnis der Reaktion entstehen Bleisulfat und Wasserstoff, der auf dem kontaminierten Metall freigesetzt wird. Die Selbstentladung ist an einer leichten Ausgasung an den negativen Platten erkennbar.

An den positiven Platten kommt es auch durch die normale Reaktion zwischen Basisblei, Bleiperoxid und Elektrolyt zu einer Selbstentladung, die zur Bildung von Bleisulfat führt.

Eine Selbstentladung der Batterie tritt immer auf: sowohl bei einem offenen Stromkreis als auch beim Entladen und Laden. Sie hängt von der Temperatur und Dichte des Elektrolyten ab (Abb. 27.2), und mit zunehmender Temperatur und Dichte des Elektrolyten nimmt die Selbstentladung zu (der Ladungsverlust bei einer Temperatur von 25 ° C und einer Elektrolytdichte von 1,28 wird als 100 % angenommen. Der Kapazitätsverlust einer neuen Batterie durch Selbstentladung beträgt ca. 0,3 % pro Tag. Mit zunehmendem Alter der Batterie nimmt die Selbstentladung zu.

Abnormale Plattensulfatierung. Auf Platten beider Polaritäten wird bei jeder Entladung Bleisulfat gebildet, wie aus der Entladungsreaktionsgleichung ersichtlich ist. Dieses Sulfat hat

feine kristalline Struktur und Ladestrom wird leicht in Bleimetall und Bleiperoxid auf Platten der entsprechenden Polarität wiederhergestellt. Daher ist Sulfatierung in diesem Sinne ein normales Phänomen, das ein integraler Bestandteil des Batteriebetriebs ist. Eine anormale Sulfatierung tritt auf, wenn Batterien übermäßig entladen, systematisch unterladen oder für längere Zeit in einem entladenen Zustand und inaktiv belassen werden oder wenn sie mit übermäßig hoher Elektrolytdichte und hohen Temperaturen betrieben werden. Unter diesen Bedingungen wird feinkristallines Sulfat dichter, Kristalle wachsen, dehnen die aktive Masse stark aus und sind aufgrund des hohen Widerstands schwer wiederzugewinnen, wenn sie geladen werden. Ist die Batterie inaktiv, tragen Temperaturschwankungen zur Sulfatbildung bei. Bei steigender Temperatur lösen sich kleine Sulfatkristalle auf, bei sinkender Temperatur kristallisiert das Sulfat langsam aus und die Kristalle wachsen. Durch Temperaturschwankungen entstehen große Kristalle auf Kosten kleiner.

Bei sulfatierten Platten werden die Poren mit Sulfat verstopft, das aktive Material wird aus den Gittern herausgedrückt und die Platten verziehen sich oft. Die Oberfläche sulfatierter Platten wird hart, rau und beim Reiben

Das Material der Platten fühlt sich zwischen den Fingern an wie Sand. Die dunkelbraunen positiven Platten werden heller und auf der Oberfläche erscheinen weiße Sulfatflecken. Negative Platten werden hart, gelbgrau. Die Kapazität der sulfatierten Batterie wird verringert.

Eine beginnende Sulfatierung kann durch langes Laden mit leichtem Strom beseitigt werden. Bei starker Sulfatierung sind besondere Maßnahmen erforderlich, um die Platten wieder in den Normalzustand zu bringen.

Die Batteriespannung lässt zusammen mit der Kapazität und Dichte des Elektrolyten einen Rückschluss auf den Zustand der Batterie zu. Durch Spannung Autobatterie man kann den Grad seiner Ladung beurteilen. Wenn Sie den Status Ihres Akkus kennen und ihn richtig pflegen möchten, müssen Sie unbedingt lernen, wie Sie die Spannung steuern. Außerdem ist es ganz einfach. Und wir werden versuchen, auf verständliche Weise zu erklären, wie das geht und welche Werkzeuge benötigt werden.

Zunächst müssen Sie sich für die Konzepte Spannung und elektromotorische Kraft (EMK) einer Autobatterie entscheiden. EMF stellt den Stromfluss durch den Stromkreis sicher und sorgt für eine Potentialdifferenz an den Klemmen der Stromversorgung. In unserem Fall ist das eine Autobatterie. Die Batteriespannung wird durch die Potentialdifferenz bestimmt.

EMF ist ein Wert, der der Arbeit entspricht, die aufgewendet wird, um eine positive Ladung zwischen den Anschlüssen einer Stromquelle zu bewegen. Die Werte von Spannung und elektromotorischen Kräften sind untrennbar miteinander verbunden. Wenn in der Batterie keine elektromotorische Kraft vorhanden ist, liegt an ihren Anschlüssen keine Spannung an. Es sollte auch gesagt werden, dass Spannung und EMF ohne Stromdurchgang im Stromkreis vorhanden sind. Im offenen Zustand gibt es keinen Strom im Stromkreis, aber eine elektromotorische Kraft wird immer noch in der Batterie angeregt und es liegt Spannung an den Anschlüssen an.

Beide Größen, EMK und Autobatteriespannung, werden in Volt gemessen. Es ist auch erwähnenswert, dass die elektromotorische Kraft in einer Autobatterie aufgrund des Flusses elektrochemischer Reaktionen in ihr entsteht. Die Abhängigkeit von EMK und Batteriespannung lässt sich durch folgende Formel ausdrücken:

E = U + I*R 0 wobei

E ist die elektromotorische Kraft;

U ist die Spannung an den Batterieklemmen;

I ist der Strom im Stromkreis;

R 0 - Innenwiderstand der Batterie.

Wie aus dieser Formel ersichtlich ist, ist die EMF um den Betrag des darin enthaltenen Spannungsabfalls größer als die Batteriespannung. Um Ihren Kopf nicht mit unnötigen Informationen zu füllen, sagen wir es einfach. Die elektromotorische Kraft der Batterie ist die Spannung an den Batterieklemmen ohne Berücksichtigung des Leckstroms und der externen Last. Das heißt, wenn Sie die Batterie aus dem Auto entfernen und die Spannung messen, entspricht sie in einem solchen offenen Stromkreis der EMF.

Spannungsmessungen werden mit Instrumenten wie einem Voltmeter oder Multimeter durchgeführt. In einer Batterie hängt der EMF-Wert von der Dichte und Temperatur des Elektrolyten ab. Mit zunehmender Dichte des Elektrolyten steigen auch Spannung und EMF. Beispielsweise beträgt bei einer Elektrolytdichte von 1,27 g/cm 3 und einer Temperatur von 18 C die Batteriebankspannung 2,12 Volt. Und für eine Batterie, die aus sechs Zellen besteht, beträgt der Spannungswert 12,7 Volt. Dies ist die normale Spannung einer geladenen und nicht belasteten Autobatterie.

Normale Autobatteriespannung

Die Spannung an der Autobatterie sollte 12,6-12,9 Volt betragen, wenn sie voll geladen ist. Durch Messen der Batteriespannung können Sie den Ladezustand schnell beurteilen. Aber der wirkliche Zustand und die Verschlechterung der Batterie durch Spannung kann nicht bekannt sein. Um zuverlässige Daten über den Zustand der Batterie zu erhalten, müssen Sie sie überprüfen und einen Test unter Last durchführen, auf den weiter unten eingegangen wird. Wir empfehlen Ihnen, das Material darüber zu lesen, wie.

Mit Hilfe der Spannung können Sie jedoch jederzeit den Ladezustand der Batterie ermitteln. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle des Ladezustands der Batterie, die die Spannung, Dichte und den Gefrierpunkt des Elektrolyten in Abhängigkeit von der Batterieladung zeigt.

			Der Grad der Batterieladung, %
Elektrolytdichte, g/cm. Würfel (+15 gr. Celsius)	Spannung, V (ohne Last)	Spannung, V (bei einer Last von 100 A)	Der Grad der Batterieladung, %	Gefrierpunkt des Elektrolyten, gr. Celsius
1,11	11,7	8,4	0	-7
1,12	11,76	8,54	6	-8
1,13	11,82	8,68	12,56	-9
1,14	11,88	8,84	19	-11
1,15	11,94	9	25	-13
1,16	12	9,14	31	-14
1,17	12,06	9,3	37,5	-16
1,18	12,12	9,46	44	-18
1,19	12,18	9,6	50	-24
1,2	12,24	9,74	56	-27
1,21	12,3	9,9	62,5	-32
1,22	12,36	10,06	69	-37
1,23	12,42	10,2	75	-42
1,24	12,48	10,34	81	-46
1,25	12,54	10,5	87,5	-50
1,26	12,6	10,66	94	-55
1,27	12,66	10,8	100	-60

Wir empfehlen Ihnen, die Spannung regelmäßig zu überprüfen und die Batterie bei Bedarf aufzuladen. Sinkt die Spannung der Autobatterie unter 12 Volt, muss sie am Netz nachgeladen werden. Ladegerät. Vom Betrieb in diesem Zustand wird dringend abgeraten.

Batteriebetrieb im entladenen Zustand führt zu einer erhöhten Sulfatierung der Platten und damit zu einem Kapazitätsabfall. Außerdem kann es zu Tiefentladungen kommen, die z Calcium-Batterien wie der Tod. Für sie sind 2-3 Tiefentladungen ein direkter Weg zur Deponie.

Nun, was für ein Werkzeug ein Autofahrer braucht, um die Spannung und den Zustand der Batterie zu kontrollieren.

Tools zur Überwachung der Autobatteriespannung

Jetzt, da Sie wissen, was die normale Autobatteriespannung ist, lassen Sie uns über das Messen sprechen. Um die Spannung zu kontrollieren, benötigen Sie ein Multimeter (auch Tester genannt) oder ein normales Voltmeter.

Um die Spannung mit einem Multimeter zu messen, müssen Sie es in den Spannungsmessmodus schalten und dann die Sonden an die Batterieklemmen anschließen. Die Batterie muss aus dem Auto entfernt oder die Pole entfernt werden. Das heißt, Messungen werden an einem offenen Stromkreis durchgeführt. Die rote Sonde geht an den Pluspol, die schwarze an den Minuspol. Das Display zeigt den Spannungswert an. Wenn Sie die Sonden verwechseln, wird nichts Schlimmes passieren. Nur ein Multimeter zeigt einen negativen Spannungswert an. Lesen Sie mehr über den Artikel unter dem angegebenen Link.

Es gibt auch ein solches Gerät wie eine Lastgabel. Sie können auch Spannung messen. Dazu verfügt der Laststecker über ein eingebautes Voltmeter. Aber viel interessanter für uns ist, dass man mit dem Laststecker die Spannung der Batterie in einem geschlossenen Stromkreis mit Widerstand messen kann. Anhand dieser Messwerte können Sie den Zustand der Batterie beurteilen. Tatsächlich schafft die Lastgabel eine Nachahmung des Startens eines Automotors.

Um die Spannung unter Last zu messen, verbinden Sie die Klemmen des Laststeckers mit den Batterieklemmen und schalten Sie die Last für 5 Sekunden ein. Sehen Sie sich in der fünften Sekunde die Messwerte des eingebauten Voltmeters an. Sinkt die Spannung unter 9 Volt, ist die Batterie bereits ausgefallen und sollte ausgetauscht werden. Natürlich vorausgesetzt, die Batterie ist voll geladen und erzeugt im offenen Stromkreis eine Spannung von 12,6-12,9 Volt. Bei einer funktionierenden Batterie fällt die Spannung beim Anlegen einer Last zunächst auf 10 bis 10,5 Volt ab und beginnt dann leicht anzusteigen.

Was ist zu beachten?

Abschließend noch einige Tipps, die Sie vor Fehlern beim Betrieb des Akkus bewahren:

• Messen Sie regelmäßig die Batteriespannung und laden Sie sie regelmäßig (einmal alle 3 Monate) mit einem Netzladegerät auf.
• Halten Sie die Lichtmaschine, die Verkabelung und den Spannungsregler des Autos in gutem Zustand, um die Batterie während der Fahrt richtig aufzuladen. Der Wert des Ableitstroms muss regelmäßig überprüft werden. und seine Messung sind in dem Artikel durch Bezugnahme beschrieben;
• Überprüfen Sie die Dichte des Elektrolyts nach dem Laden und beziehen Sie sich auf die obige Tabelle.
• Halten Sie die Batterie sauber. Dadurch wird der Leckstrom reduziert.

Beachtung! Schließen Sie niemals die Pole einer Autobatterie kurz. Die Folgen werden traurig sein.

Das ist alles, was ich über die Spannung der Autobatterie sagen wollte. Wenn Sie Ergänzungen, Korrekturen und Fragen haben, schreiben Sie diese in die Kommentare. Glückliche Akkulaufzeit!

Veröffentlicht in

Batterien sind mit Schwefelsäure gefüllt und erzeugen während des normalen Lade-Entlade-Zyklus explosive Gase (Wasserstoff und Sauerstoff). Um Personen- oder Fahrzeugschäden zu vermeiden, befolgen Sie stets die folgenden Sicherheitshinweise:

1. Trennen Sie vor Arbeiten an elektrischen Bauteilen des Fahrzeugs das Netzkabel vom Minuspol der Batterie. Wenn das negative Stromkabel getrennt wird, sind alle Stromkreise im Fahrzeug offen, wodurch sichergestellt wird, dass keine elektrischen Komponenten versehentlich mit Masse kurzgeschlossen werden. Ein elektrischer Funke erzeugt ein potenzielles Verletzungs- und Brandrisiko.
2. Alle Arbeiten im Zusammenhang mit der Batterie müssen mit einer Schutzbrille durchgeführt werden.
3. Tragen Sie zum Schutz vor Kontakt mit der in die Batterie eingefüllten Schwefelsäure Schutzkleidung.
4. Verletzen Sie nicht die in den Wartungsverfahren angegebenen Sicherheitsvorschriften, wenn Sie Geräte handhaben, die zum Warten und Testen von Batterien verwendet werden.
5. Es ist strengstens verboten, in unmittelbarer Nähe der Batterie zu rauchen oder offene Flammen zu verwenden.

Batteriewartung

Strom technischer Service Batterie ist, die Sauberkeit des Batteriegehäuses zu prüfen und gegebenenfalls sauberes Wasser nachzufüllen. Alle Batteriehersteller empfehlen hierfür die Verwendung von destilliertem Wasser, falls dieses jedoch nicht verfügbar ist, kann auch sauberes Trinkwasser mit geringem Salzgehalt verwendet werden. Da Wasser die einzige verbrauchbare Batteriekomponente ist, fügen Sie der Batterie keine Säure hinzu. Während des Lade- und Entladevorgangs der Batterie verdunstet ein Teil des Wassers aus dem Elektrolyten, die im Elektrolyten enthaltene Säure verbleibt jedoch in der Batterie. Überfüllen Sie die Batterie nicht mit Elektrolyt, da in diesem Fall die normale Blasenbildung (Gasbildung), die während des Batteriebetriebs im Elektrolyt auftritt, zum Auslaufen des Elektrolyts führt, was zu Korrosion der Batteriepole, ihrer Halterungen und der Palette führt. Batterien sollten bis zu einer Höhe von etwa 3,8 cm (1,5 Zoll) unter der Oberkante des Einfüllstutzens mit Elektrolyt gefüllt werden.

Die Kontakte der an die Batterie angeschlossenen Stromkabel und die Klemmen der Batterie selbst müssen überprüft und gereinigt werden, um einen Spannungsabfall an ihnen zu vermeiden. Einer der häufigsten Gründe, warum ein Motor nicht anspringt, sind lockere oder korrodierte Kontakte in den Stromkabeln, die mit den Batteriepolen verbunden sind.

Reis. Batterieklemme stark korrodiert

Reis. Es wurde festgestellt, dass dieses mit der Batterie verbundene Stromkabel unter der Isolierung stark korrodiert war. Obwohl die Isolierung durch Korrosion erodiert war, blieb dies unbemerkt, bis das Kabel sorgfältig untersucht wurde. Dieses Kabel muss ersetzt werden

Reis. Überprüfen Sie alle Batteriepole sorgfältig auf Anzeichen von Korrosion. Bei diesem Fahrzeug werden zwei Stromkabel mit einer langen Schraube an den Pluspol der Batterie angeschlossen. Dies ist eine häufige Ursache für Korrosion, die zu einem Ausfall des elektrischen Starts führt.

Batterie-EMF-Messung

Elektromotorische Kraft(EMF) ist die Potentialdifferenz zwischen den positiven und negativen Elektroden der Batterie, wenn der externe Stromkreis offen ist.

Der Wert der EMF hängt hauptsächlich von den Elektrodenpotentialen ab, d.h. von den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Stoffe, aus denen die Platten und der Elektrolyt bestehen, hängt jedoch nicht von der Größe der Batterieplatten ab. Die EMF einer Säurebatterie hängt auch von der Dichte des Elektrolyten ab.

Messung der elektromotorischen Kraft(EMK) der Batterie mit einem Voltmeter ist auf einfache Weise Bestimmung des Ladungsgrades. Die EMF der Batterie ist kein Indikator, der die Leistung der Batterie garantiert, aber dieser Parameter charakterisiert den Zustand der Batterie umfassender als nur eine Untersuchung. Die Batterie, die Aussehen ziemlich funktional, in der Tat ist es möglicherweise nicht so gut, wie es scheint.

Dieser Test wird als Spannungsmessung im Modus bezeichnet Leerlauf bewegen(Prüfung der EMK) der Batterie, da die Messung an den Batteriepolen ohne angeschlossene Last bei Nullstromaufnahme durchgeführt wird.

1. Wird der Test unmittelbar nach dem Ende der Batterieladung oder im Auto am Ende der Fahrt durchgeführt, ist es vor der Messung erforderlich, die Batterie von der Polarisations-EMK zu befreien. Die Polarisations-EMK ist eine im Vergleich zur Normalspannung erhöhte Spannung, die nur an der Oberfläche der Batterieplatten auftritt. Die Polarisations-EMK verschwindet schnell, wenn die Batterie belastet wird, sodass sie keine genaue Aussage über den Ladezustand der Batterie gibt.
2. Um die Batterie von der Polarisations-EMK zu befreien, schalten Sie die Scheinwerfer eine Minute lang im Fernlichtmodus ein, schalten Sie sie dann aus und warten Sie einige Minuten.
3. Schließen Sie bei ausgeschaltetem Motor und allen anderen elektrischen Geräten und geschlossenen Türen (so dass die Innenbeleuchtung ausgeschaltet ist) ein Voltmeter an die Batterieklemmen an. Verbinden Sie das rote, positive Kabel des Voltmeters mit dem Pluspol der Batterie und das schwarze, negative Kabel mit dem Minuspol.
4. Notieren Sie den Messwert des Voltmeters und vergleichen Sie ihn mit dem Batterieladediagramm. Die folgende Tabelle eignet sich zur Bewertung des Ladezustands einer Batterie anhand des EMF-Werts bei Raumtemperatur - 70 °F bis 80 °F (21 °C bis 27 °C).

Tisch

Batterie-EMK (V)	Ladungsgrad
12,6 V und mehr	100% aufgeladen
12,4	75 % aufgeladen
12,2	50% berechnet
12	25 % berechnet
11.9 und darunter	entlassen

Reis. Das Voltmeter zeigt die Batteriespannung eine Minute nach dem Einschalten der Scheinwerfer an (a). Nach dem Ausschalten der Scheinwerfer erholte sich die an der Batterie gemessene Spannung schnell auf 12,6 V (b)

HINWEIS

Wenn das Voltmeter einen negativen Wert anzeigt, ist entweder die Batterie verpolt geladen (und muss dann ersetzt werden) oder das Voltmeter ist verpolt an die Batterie angeschlossen.

Batteriespannungsmessung unter Last

Eine der genauesten Methoden zur Bestimmung des Batteriezustands ist die Messung der Batteriespannung unter Last. Die meisten Start- und Ladetester für Autobatterien verwenden einen Kohlenstoff-Rheostat als Batterielast. Die Belastungsparameter werden durch die Nennkapazität der getesteten Batterie bestimmt. Die Nennkapazität einer Batterie ist die Menge an Startstrom, die die Batterie bei 0°F (-18°C) für 30 Sekunden liefern kann. Bisher wurde die Kenngröße der Nennkapazität von Batterien in Amperestunden verwendet. Die Messung der Batteriespannung unter Last erfolgt bei einem Entladestromwert gleich der Hälfte des CCA-Nennstroms der Batterie oder dem Dreifachen der Nennkapazität der Batterie in Amperestunden, jedoch nicht weniger als 250 Ampere. Die Messung der Batteriespannung unter Last erfolgt nach Überprüfung des Ladezustandes mit dem eingebauten Hydrometer oder durch Messung der EMK der Batterie. Der Akku muss mindestens zu 75 % geladen sein. Eine geeignete Last wird an die Batterie angeschlossen und nach 15 Sekunden Batteriebetrieb unter Last werden die Voltmeter-Messwerte bei angeschlossener Last aufgezeichnet. Wenn die Batterie in Ordnung ist, sollte der Voltmeterwert über 9,6 V bleiben. Viele Batteriehersteller empfehlen, zweimal zu messen:

• Die ersten 15 Sekunden des Batteriebetriebs unter Last werden verwendet, um die Polarisations-EMK abzubauen
• die zweiten 15 Sekunden - um den Zustand der Batterie zuverlässiger beurteilen zu können

Zwischen dem ersten und zweiten Lastzyklus muss eine Pause von 30 Sekunden eingelegt werden, damit sich der Akku erholen kann.

Reis. Der Start- und Ladetester für Fahrzeugbatterien von Bear Automotive setzt die zu testende Batterie automatisch 15 Sekunden lang unter Last, um die Polarisations-EMF zu entfernen, trennt dann die Last für 30 Sekunden, um die Batterie wiederherzustellen, und schließt die Last für 15 Sekunden wieder an. Der Tester zeigt Informationen zum Batteriestatus an

Reis. Tester Sun Electric VAT 40 (Voltamperemeter Modell 40), der zum Testen der Last an eine Batterie angeschlossen ist. Der Bediener stellt mit Hilfe des Laststromreglers den Wert des Entladestroms entsprechend dem Amperemeterwert auf die Hälfte des CCA-Nennstroms der Batterie ein. Der Akku läuft 15 Sekunden unter Last und nach diesem Zeitintervall muss die Akkuspannung, gemessen mit angeschlossener Last, mindestens 9,6 V betragen

HINWEIS

Einige Batterielade- und Zustandstester messen die Kapazität der Batterie. Befolgen Sie das vom Hersteller der Testausrüstung angegebene Testverfahren.

Wenn die Batterie den Belastungstest nicht besteht, laden Sie sie auf und testen Sie erneut. Schlägt der zweite Test fehl, muss die Batterie ausgetauscht werden.

Die Batterie aufladen

Wenn der Akku stark entladen ist, muss er wieder aufgeladen werden. Das Aufladen des Akkus, um Schäden durch Überhitzung zu vermeiden, erfolgt am besten im Standard-Lademodus. Erläuterungen zum Standard-Akkulademodus sind in der Abbildung dargestellt.

Reis. Dieses Batterieladegerät ist so eingestellt, dass die Batterie mit einem Nennladestrom von 10 A geladen wird. Das Laden der Batterie im Standardmodus, wie auf dem Foto gezeigt, beeinträchtigt die Batterie nicht so sehr wie der Boost-Lademodus, der dies nicht verhindert Batterie vor Überhitzung und Verziehen der Batterieplatten

Es muss daran erinnert werden, dass das Aufladen eines vollständig entladenen Akkus acht Stunden oder länger dauern kann. Zunächst ist es notwendig, den Ladestrom für 30 Minuten auf einem Niveau von ca. 35 A zu halten, um den Start des Batterieladevorgangs zu erleichtern. Im beschleunigten Lademodus wird der Akku aufgeheizt und die Gefahr des Verziehens der Akkuplatten steigt. Die Schnellladung verursacht auch eine erhöhte Gaserzeugung (Freisetzung von Wasserstoff und Sauerstoff), was eine Gesundheitsgefährdung und eine Brandgefahr schafft. Die Akkutemperatur sollte 52 °C (125 °F) nicht überschreiten, Akku fühlt sich heiß an. Generell wird empfohlen, Akkus mit einem Ladestrom von 1 % des CCA-Nennstroms zu laden.

• Boost-Lademodus - 15 A maximal
• Standard-Lademodus – maximal 5 A

Es kann jedem passieren!

Inhaber Toyota-Auto Batterie abgeklemmt. Nach dem Anschließen einer neuen Batterie bemerkte der Besitzer das weiter Instrumententafel Die gelbe Airbag-Warnleuchte ging an und das Radio war deaktiviert. Der Besitzer kaufte einen Gebrauchtwagen bei einem Händler und kannte den geheimen vierstelligen Code nicht, der zum Entsperren des Radios benötigt wird. Gezwungen, einen Weg zur Lösung dieses Problems zu finden, versuchte er zufällig, drei verschiedene vierstellige Zahlen einzugeben, in der Hoffnung, dass eine davon passen würde. Nach drei erfolglosen Versuchen schaltete sich das Radio jedoch vollständig aus.

Der frustrierte Besitzer wandte sich an den Händler. Es hat über 300 Dollar gekostet, das Problem zu beheben. Um den Airbag-Alarm zurückzusetzen, war ein spezielles Gerät erforderlich. Das Radio musste aus dem Auto ausgebaut und zu einem autorisierten Servicecenter ins Ausland geschickt und bei der Rückgabe wieder in das Auto eingebaut werden.

Stimmen Sie sich daher vor dem Abklemmen der Batterie unbedingt mit dem Autobesitzer ab - Sie müssen sicherstellen, dass der Besitzer den Geheimcode zum Einschalten des verschlüsselten Radios kennt, der gleichzeitig im Sicherheitssystem des Autos verwendet wird. Es kann erforderlich sein, das Speichersicherungsgerät des Funkgeräts zu verwenden, wenn die Batterie abgeklemmt ist.

Reis. Hier ist eine gute Idee. Der Techniker fertigte aus einer alten wiederaufladbaren Taschenlampe und einem Kabel mit Adapter zum Zigarettenanzünder eine Speicher-Backup-Stromversorgung an. Er schloss die Kabel einfach an die Batteriepole seiner wiederaufladbaren Taschenlampe an. Der Taschenlampen-Akku ist bequemer zu bedienen als ein herkömmlicher 9-Volt-Akku – falls jemand auf die Idee kommt, eine Autotür zu einem Zeitpunkt zu öffnen, an dem die Speicher-Backup-Stromquelle an den Stromkreis angeschlossen ist. Eine 9-Volt-Batterie, die eine geringe Kapazität hat, würde sich in diesem Fall schnell entladen, während die Kapazität der Taschenlampenbatterie groß genug ist, um auch bei eingeschalteter Innenbeleuchtung die nötige Speicherleistung bereitzustellen.