Pflege und Wartung von Blei-Säure-Batterien
Elektrolyt der Blei-Säure-Batterie
Der Elektrolyt einer Blei-Säure-Batteriezelle ist eine Lösung aus Schwefelsäure und destilliertem Wasser. Die spezifische Dichte von reiner Schwefelsäure beträgt etwa 1,84 und diese reine Säure wird mit destilliertem Wasser verdünnt, bis die spezifische Dichte der Lösung 1,2 bis 1,23 erreicht. In einigen Fällen empfiehlt jedoch der Hersteller der Batterie, abhängig vom Batterietyp, der Jahreszeit und den klimatischen Bedingungen, eine andere spezifische Dichte des verdünnten Schwefelsäure.
Chemische Wirkung der Blei-Säure-Batterie
Die Batteriezellen können durch Umkehrung des Entladestromes in der Batterie wieder aufgeladen werden. Dies geschieht, indem der positive Pol eines Gleichstromquells mit dem positiven Pol der Batterie verbunden wird und ebenso der negative Pol des Gleichstromquells mit dem negativen Pol der Batterie.
(Hinweis: Gleichstrom steht für "Direct Current", auch bekannt als "Gleichstrom")
Ein Rechteckiger Batterieladegerät mit geeigneter Kapazität wird als Gleichstromquelle zum Aufladen der Batterie verwendet. Durch den Ladestrom (umgekehrt zum Entladestrom) wandeln sich die positiven Platten in Bleiperoxid und die negativen Platten in reines Blei um.
Sobald die Last an den Batterieklemmen angeschlossen wird, beginnt der Entladestrom, durch die Last zu fließen, und die Batterie beginnt, sich zu entladen.
Während des Entladeprozesses nimmt die Säurekonzentration der Elektrolytlösung ab, und Bleisulfat fällt auf den positiven und negativen Platten ab. Im Verlauf dieses Entladeprozesses steigt die Wassermenge in der Elektrolytlösung, und die spezifische Dichte des Elektrolyts sinkt.
Theoretisch setzt sich dieser Entladeprozess fort, bis die negativen und positiven Platten die maximale Menge an Bleisulfat enthalten, und an diesem Punkt werden beide Arten von Platten elektrisch ähnlich, was bedeutet, dass es keinen Spannungsunterschied zwischen den Elektroden der Zelle gibt. Praktisch jedoch wird keine Batteriezelle bis zu diesem Punkt entladen.
Die Batteriezellen dürfen bis zu einem vorgegebenen minimalen Zell-Spannung und spezifischer Dichte entladen werden. Eine vollständig geladene Blei-Säure-Batteriezelle hat eine Spannung und spezifische Dichte von 2,2 V und 1,250, und diese Zelle wird normalerweise bis zu den entsprechenden Werten von 1,8 V und 1,1 entladen.
Instandhaltung der Blei-Säure-Batterie
Wenn die Zellen überladen werden, ändert sich die physikalische Eigenschaft des Bleisulfats allmählich, und es kann hart werden, wodurch es schwierig wird, es durch den Ladeprozess umzuwandeln. Daher sinkt die spezifische Dichte des Elektrolyts, was die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion behindert.
Verkalkte Batteriezellen lassen sich leicht erkennen, indem man die veränderte Farbe der Platten betrachtet. Die Farbe einer verkalkten Platte wird heller, und ihre Oberfläche wird rau und grobkörnig. Solche Zellen bilden bei der Ladung vorzeitig Gas und zeigen eine verringerte Kapazität.
Wenn die Verkalkung lange Zeit zulässig ist, wird es schwierig, die Zellen zu beheben. Um diese Situation zu vermeiden, wird empfohlen, die Blei-Säure-Batteriezellen für einen längeren Zeitraum mit einem niedrigen Laderate zu laden.
Es besteht immer eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Terminalverbindungen der Batteriezellen korrodiert werden. Korrosion beeinträchtigt hauptsächlich die geschraubte Verbindung zwischen den Zellen in einer Reihe. Dies lässt sich leicht vermeiden, wenn die Festigkeit jedes Bolzens ordnungsgemäß überprüft und korrigiert wird und jede Muttern-Bolzen-Verbindung mit einer dünnen Schicht Petroleum jelly bedeckt wird. Wenn eine der Zellen korrodiert ist, sollte sie sofort ersetzt werden.
Die spezifische Dichte des Elektrolyts kann aufgrund von Alterungseffekten dauerhaft sinken. Dieses Problem tritt im Allgemeinen in alten Batteriezellen auf. Dies ist hauptsächlich auf folgende Faktoren zurückzuführen:
Die Wirkung des Sediments am Boden des Zellenbehälters.
Aufgrund des Verlusts von Säure durch Spritzwasser während des Laden.
Unzureichende Behandlung nach der Beseitigung des Kurzschlusses.
Aufgrund von zu starkem Verkalkung auf den Platten.
Falls der Abfall der spezifischen Dichte nicht auf Verkalkung oder Kurzschluss zurückzuführen ist, kann konzentrierte Schwefelsäure hinzugefügt werden, um den normalen Wert der spezifischen Dichte wiederherzustellen.
Ein Kurzschluss kann zwischen den positiven und negativen Platten entweder aufgrund von Verzweigung oder aufgrund des Wellens der Platten auftreten. Verzweigung ist in der Regel auf übermäßiges Gasbildung zurückzuführen, das dazu neigt, die aktiven Materialien von den Platten zu lösen.
Die Partikel der aktiven Materialien fallen in den Elektrolyt und können sich auf den negativen Platten so ansammeln, dass sie den Raum zwischen den positiven und negativen Platten überbrücken. Diese Verzweigung kann durch den Einsatz eines Skalierstabes aus Ebonit entfernt werden.
Mit diesem Stab ist es möglich, den Raum zwischen diesen beiden Arten von Platten einer Zelle zu erforschen und lose Materialien oder Verzweigungen zu entfernen.
Falls der Kurzschluss auf Wellen der Platten zurückzuführen ist, kann dies durch das Einfügen eines zusätzlichen Trennstoffs oder durch mechanisches Entfernen und Glätten der Platten beseitigt werden.
Nach der Beseitigung des Kurzschlusses sollte darauf geachtet werden, die spezifische Dichte des Elektrolyts durch ständiges Laden mit hohem Strom auf Normalwert zurückzuführen.
Instandhaltung des Blei-Säure-Batterieraums
Während des Ladens der Batterie besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit für Säurespritzer und Gase. Diese können die Atmosphäre um die Batterie herum verschmutzen. Daher sind ausreichend Platz und gute Belüftung im Batterieraum unerlässlich.
Diese Gase können explodieren, daher sollten keine offenen Flammen ins Batterieraum gebracht werden, und Rauchen ist strengstens untersagt. Es sollte mindestens ein Abluftventilator passender Größe im Batterieraum installiert sein, um die Atmosphäre von diesen Gasen und Feuchtigkeit frei zu halten.
Die Temperatur im Batterieraum sollte stets über 10°C gehalten werden. Die Wände, Decken, Türen, Fensterrahmen, Lüftungsschlitze, Metallteile und andere Apparate im Batterieraum sollten regelmäßig mit anti-saurer Beschichtung gestrichen werden. Die elektrische Verkabelung im Raum sollte in Metallrohren geführt und die Beleuchtungseinrichtungen sollten brandfest gebaut sein.
Alle Schaltvorrichtungen, einschließlich elektrischer Sicherungen und Steckdosen, sollten außerhalb des Batterieraums installiert werden, da sonst bei der Schaltoperation Funkenbildung zu Brandgefahr führen könnte. Der Boden des Raums sollte gut ausgeführt sein, am besten mit keramischen Fliesen. Der Boden und die Wände des Raums sollten regelmäßig gründlich gereinigt werden.
