Вода в аккумулятор: проверка, долив, рекомбинация

[UDAV]

В тех батареях в которых я проверял зазор - именно так.

Предлагаю эксперимент.   Пластиковая\стеклянная трубочка  диаметром равным диаметру  трубочки под колпачком,  колпачок от VRLA  и придерживатель колпачка  произвольной конструкции.    Сдается мне, что эту конструкцию можно будет продуть ртом.   В одну сторону, конечно.    Не может  миллиметровой толщины резинка большое давление удержать.

[Cyberpapa]

Не может  миллиметровой толщины резинка большое давление удержать.

В данной теме "большое давление" не означает давление соизмеримое с давлением в шинах.
[user]UDAV[/user], я не могу вам запретить проделать эксперимент. Делайте конечно.

[UDAV]

я не могу вам запретить проделать эксперимент. Делайте конечно.

А вы результатам поверите?    Или снова один троллинг  и  погоняло "змей-компрессор" ? 

[Alex_Soroka]

Вопрос касается АГМ аккумуляторов. Батареи САНЛАЙТ 12В, 80 А\ч. Последовательно 17 штук. Новые ( пол года в работе).

я так понял, баланисров нет?
т.е. семнадцать(!) АКБ без вообще какого-то контроля каждого?

Напряжение каждой в сборке было 12,9 В ( чуть больше-чуть меньше). Одна была 12,7В. Была отключена зарядка и разряжена сборка до 212 вольт. На каждой батарее было 12,4 вольта (+ ,-). Самая слабая - 12,2В.

вы меряли под нагрузкой ? или это НРЦ после снятия нагрузки?
у вас есть одна просевшая банка в одном из АКБ - занимайтесь проблемой сейчас, пока не стало совсем плохо.
Поставьте балансиры, хотя-бы простейшие (стабилитрон + резистор).

Затем стандартная зарядка и ... напряжение каждой батареи стало 13,75 ( +,-), а "слабой" - 13,55В.

это НРЦ ??? или "под наддувом"(режим поддержания)?
если НРЦ то это ОЧЕНЬ МНОГО. Если "под наддувом, то это тоже очень много.
за пол-года АКБ еще не высохли, но за год такой жизни точно высохут, если еще и без балансиров...

Отключена зарядка, отстой часов 6 и проверка. НРЦ - 13,35, а "слабой" 13,15.

Очень высокий НРЦ!
надо доливать воду и балансировать батарею. Беда уже скоро...

[Alex_Soroka]

колпачок от VRLA  и придерживатель колпачка  произвольной конструкции.    Сдается мне, что эту конструкцию можно будет продуть ртом.

Подтверждаю. продувается ртом, с небольшим усилием.
легкими своими человек может создавать давления порядка 0.15 атмосферы(сверх атмосферного). 

[Cyberpapa]

А вы результатам поверите?

Конечно поверю и ессно проверю если с вашего клапана начнут радостно слетать колпачки, как это было раньше, после ремонта скотчем.

Производитель, у которого я подсмотрел данные по давлению сброса клапанов, заявляет о 15-30 кПа. То есть - вам придется продуть столб воды около 1,5 - 3м, что тренированному человеку - как 2 пальца об асфальт, а у обычного - может  дно прорвать от перенапряжения, тем самым окружающая среда наполнится неприятным запахом.

Я бы попробовал получить точные циферки таким способом :
1) отпилить клапан от батареи
2) надеть на клапан шланг диаметром около 14-18мм (для 7-9 Ач)
3) к шлангу привязать V образную проволоку, для получения воздушной подушки.
4) снизу  V пережать шланг и наполнить его водой.
5) наполненный водой шланг потихоньку приподымать прижав его к стене, тем самым увеличивая давление в шланге.

При повышении давления клапан сработает и воздух начнет стравливаться. Поставив на стене метку - можно измерить столб воды.
Когда клапан закроется - поставить вторую метку.
Думаю, получим давление открытия/закрытия клапана.

Если будете проводить эксперимент и не поняли, что я сумбурно написал выше - могу вечерком нарисовать. 

[Alex_Soroka]

Конечно поверю и ессно проверю если с вашего клапана начнут радостно слетать колпачки, как это было раньше, после ремонта скотчем.

колпачки не слетают под крышкой, зафиксированной после ремонта скотчем, не надо сюда бред писать.
Зазоры между колпачком и крышкой остаются такими-же, на срабатывание колпачков как клапана избыточного давления скотч и поставленная на место крышка не влияют.

Производитель, у которого я подсмотрел данные по давлению сброса клапанов, заявляет о 15-30 кПа.

при таком давлении, банки АКБ превратятся в шарик 

Я бы попробовал получить точные циферки таким способом :

Ну так кто вам мешает ? берите старый АКБ и проверяйте 
и поделитесь с нами результатом.

[UDAV]

с вашего клапана начнут радостно слетать колпачки, как это было раньше, после ремонта скотчем.

Я вам 4(!!) раза объяснил что колпачки слетают  если заряжать АКБ  без. крышки.  вообще.   
Если. Заряжать с крышкой, примотанной скотчем, ничего никуда не слетает.

Либо вы не поняли после четырех повторений, либо тролите.     Определитесь, пожалуйста,  выписывать вам за троллинг, или нет?
Добавлено 08 Окт. 2018 в 11:02

Я бы попробовал получить точные циферки таким способом :
1) отпилить клапан от батареи

Я придумал на порядок проще.   Берем сушеную АГМ,  целую с не подорваной крышкой, сверлим в боку 2 дырки,  вворачиваем штуцера на герметик, к одному манометр,  ко второму насос.  Все.

[Cyberpapa]

колпачки не слетают под крышкой, зафиксированной после ремонта скотчем, не надо сюда бред писать.

Полностью согласен - колпачки не могут слететь. О чем писал ранее

без разрушения клапана колпачок слететь не может.
...
Сообщение не понравилось: Alex_Soroka

Даже знаю, кому Вы напомнили про написание бреда о слетающих колпачках. Напомню :

уже от 13.55в  батарейки весело стреляют колпачками. ...
Сообщение понравилось: Alex_Soroka

я воды долил и потом клапан обратно починил.  Скотчем...
Сообщение понравилось: Alex_Soroka,

[UDAV]

уже от 13.55в  батарейки весело стреляют колпачками. ...

со снятой крышкой......     не может же она стрелять СКВОЗЬ крышку?   Ну вы чего, реально?

[TOM]

Берем сушеную АГМ,  целую с не подорваной крышкой, сверлим в боку 2 дырки,  вворачиваем штуцера на герметик, к одному манометр,  ко второму насос.

А зачем две? Одной достаточно, чтобы подключить и насос, и манометр.

[Necromant]

можно тонометр для измерения артериального давления использовать

[Дм.]

Я размышлял откуда берется идея о повышенном давлении и вот какая мысль пришла... народ, вы же не думаете, что  верхняя крышка, пластиковая, с усилием  прижимает  резинку к  ТОРЦУ  "трубочки"  на которой эта резинка надета?

Вместо размышлений можно было просто в первоисточники заглянуть:

The resealable valves are normally closed to prevent the entrance of oxygen from the outside air. The vent pressure design depends on the manufacturer and predominantly by the case shape and material. VRLA designs have two usual shapes, one with spirally-wound electrodes ( jelly-roll construction) in a cylindrical container, and the second with flat plates in a prismatic container. The cylindrical containers can maintain higher internal pressures without deformation and can be designed to have a higher release pressure than the prismatic cells. In some designs, an outer metal container is used to prevent deformation of the plastic cases at higher temperatures and internal cell pressures. The range of venting pressures includes a high of 25 to 40 psi for a metal-sheathed, spirally wound cell to 1 to 2 psi for a large prismatic battery.

Handbook of Batteries, 3rd Edition, McGraw-Hill, 2002.

Container
In addition to the normal requirements for the container of a lead–acid battery, the container of a VRLA battery has to be strong enough to resist the pressure exerted by the compressed separator so that separator compression is maintained. It must also have a low permeability to oxygen and be leak-free.
Because of the possibility of small amounts of gas being generated during normal operation of the cell, and larger amounts if the cell is abuse charged, each cell is * with a one-way valve. It is important that this valve releases any buildup of gasses from inside the cell, but does not allow any air ingress into the cell. If this happens the oxygen from the admitted air will react with the lead negative active material in a chemical reaction...

Vent
...Owing to the normal self-discharge reactions of all lead–acid cells, small quantities of hydrogen will continually be evolved from the negative plate on open circuit, precluding fully sealing the cell the way Ni–Cd cells are. This means that all VRLA cells require a resealable vent not only to allow these gases to escape, but also to reseal the cell to stop oxygen ingress from the air. It is a little recognized feature of the VRLA system that high (>95%) recombination efficiency can be achieved at low venting pressures, and most VRLA manufacturers maintain venting pressures in the range 7–14 kPa. It is because of these low venting pressures that normal prismatic plastic battery cases can be used for VRLA designs.
Designing a cost-efficient one-way valve to vent off at these low pressures is critical to the success of the product. Most products use either cap or flap valves constructed from acid-resistant synthetic rubbers such as neoprene or nitrile.

Encyclopedia of Electrochemical Power Sources, Elsevier, 2009.

Краткий пересказ. VRLA батареи не могут быть полностью герметичными из-за генерации газов в процессе работы, поэтому их делают с клапанами. Постулируется, что клапан должен быть односторонним, чтобы избежать поступления атмосферного кислорода внутрь АКБ. В качестве клапанов используют колпачки из синтетического каучука, уже их достаточно, чтобы поддерживать тот небольшой избыток давления, который создается при буферном заряде VRLA АКБ.

Возникновение избытка давления частично изложено в цитате в моем предыдущем сообщении. https://electrotransport.ru/index.php?topic=11370.msg1457626#msg1457626

В ПАМ образуется молекулярный кислород. Этот кислород выделяется в газовую фазу в порах сепаратора на стороне ПАМ (образно можно сказать, что ПАМ стреляет пузырями кислорода в сепаратор, выдавливает электролит). В газовой фазе кислород по порам диффундирует через сепаратор до ОАМ. Там кислород проникает в электролит и расходуется в реакции окисления губчатого свинца.
На стороне ПАМ кислород образуется, выдавливается, на стороне ОАМ поглощается и тратится, создавая разрежение относительно противоположной стороны. Получается некий насос прокачки сквозь поры (наподобие диффузионного потока электролита при заряде/разряде АКБ). Само собой, что часть образовавшегося в ПАМ кислорода достигает верхней поверхности сепаратора и там переходит в газовую фазу, повышая давление под клапаном.

1) Часто попадаются батареи с вогнутыми вовнутрь клапанами, то есть - давление в банке ниже атмосферного.
Возможно, отрицательное давление возникает в следствии:
а) рекомбинации газов, после отключения или снижения тока заряда.
б) снижения объема нагретого содержимого банки, после его остывания.
в) изменения атмосферного давления. Хотя, даже годовое изменение атмосферного давления мало, но может сопутствовать (в комплексе с пунктами а и б) снижению давления в банке и фиксации его клапаном, после снятия заряда.

из уравнения состояния идеального газа, PV=nRT (температура в Кельвинах), имеем, что изменение температуры в рабочем диапазоне на 30 градусов дает изменение давления на 10%. 10 кПа или 1,5 psi - это на уровне 10% от 1 атм. т.е. в разогретой VRLA с клапанами на 7-14 кПа давление может падать ниже атмосферного вслдествие этого самого охлаждения.

2) При переполюсовке АКБ, ... В банку без колпачка пришлось доливать воду, т.к. она стала подсыхать.
...
3) При переполюсовке AGM батарей ... банки со снятыми клапанами подсыхают более быстро.

Как отмечал, в ПАМ образуется молекулярный кислород, который выходит в газообразном виде в поры стекломата, часть этого кислорода достигает верхней поверхности сепаратора и там переходит в газовую фазу. При снятом клапане выделившийся сверху газом кислород свободно улетучивается в атмосферу, так что не возникает избыточного поддавливания.
Образно говоря, работающий цикл рекомбинации кислорода в VRLA АКБ - это ситуация с бассейном и двумя трубами. Снятием клапана мы открываем в бассейне вторую расходную трубу для кислорода (а также воды электролита). Баланс расхода и возврата сбивается.

ОК. Попробую.
...
Согласен, доказательства скромны и призрачны.

Вернемся к началу. Что именно доказываете/показываете? Подброшу тезис: наличие избытка давления внутри VRLA АКБ является следствием работы цикла рекомбинации кислорода, а не его причиной.
Рассуждающие о повышении с ростом давления растворимости кислорода в электролите забывают, что эта повышенная растворимость ведет к замедленному/пониженному выделению кислорода в поры стекломата.
И кроме того вообще забывают о том, что смотреть надо на динамику.

[Cyberpapa]

Вернемся к началу. Что именно доказываете/показываете?

ИМХО, изменение давления сброса клапана влияет на расход воды в процессе эксплуатации AGM батарей .
Предполагаю, при циклическом режиме :
увеличение давления сброса - снизит потерю воды в AGM батареях.
снижение давления сброса  - увеличит потерю воды в AGM батареях.

То есть - не согласен с вашим ответом на мой вопрос -

Дм., на количество выпущенных из банки газов, за весть период эксплуатации, влияет нагнетание давления ?

Нет.
Пришел поезд на конечную станцию. Не смотря на наличие дверей на вокзале, их кол-во и ширину, все пассажиры в итоге покинут поезд.

Выше описывал эксперимент который собираюсь провести, но есть недостаток - пробирки не смогут зафиксировать пары воды выпущенные из банки, т.к. пар сконденсируется и преобразуется в воду. Мелочи, но при эксплуатации батарей десятки тысяч часов...

Возможно, отрицательное давление возникает в следствии:
а) рекомбинации газов, после отключения или снижения тока заряда.
б) снижения объема нагретого содержимого банки, после его остывания.
в) изменения атмосферного давления. Хотя, даже годовое изменение атмосферного давления мало, но может сопутствовать (в комплексе с пунктами а и б) снижению давления в банке и фиксации его клапаном, после снятия заряда.

[user]Дм.[/user], Вы подтвердили моё предположение - б)
Что скажете о пунктах а) и в) ?

[Дм.]

ИМХО, изменение давления сброса клапана влияет на расход воды в процессе эксплуатации AGM батарей .
Предполагаю, при циклическом режиме :
увеличение давления сброса - снизит потерю воды в AGM батареях.
снижение давления сброса  - увеличит потерю воды в AGM батареях.

Мне не нравится остановка на [b-b]циклическом [/b-b]режиме эксплуатации, поскольку он сильно отличается от буферного режима, в котором АКБ в ИБП проводят бОльшую часть своей жизни, и в котором цикл рекомбинации кислорода и играет свою роль.

При циклическом режиме сброс давления через клапан может случаться в конце каждого заряда АКБ, в зависимости от выбранного режима заряда. Чуть пережали с зарядным током, рекомбинация не справилась, избыток давления стравился через клапан. Само собой, что в таком режиме - при прочих равных условиях - более низкое рабочее давление клапана ведет к более частому (/сильному/раннему) срабатыванию клапана, соответственно потери воды выше. Тут дискутировать не о чем.

Пример измерений давления из монографии "Valve-regulated Lead-Acid Batteries":

A typical CI charge curve is given in Fig. 9.23, together with pressure measurements. In spite of achieving voltages in excess of 17V during pulsing (no voltage limit is imposed), hydrogen evolution is minimal, as can be seen by the pressure decay to zero after charge is terminated, with any remaining oxygen being scavenged by the negative plate.

подтвердили моё предположение - б)
Что скажете о пунктах а) и в) ?

1. Достаточно пункта б).
2. Пункт а) не подходит. В цикле рекомбинации участвуют электрохимические реакции, с отключением зарядного тока, они прекращаются. При понижении зарядного тока уменьшается и выделение молекулярного кислорода и его расходование. Его не истратится столько, чтобы получилось разрежение. Со снижением избыточного давления - слабеет действие "насоса прокачки сквозь поры". Экспериментальный график показан выше.
3. Последствия колебаний атмосферного давления не сопоставимы с влиянием пункта б) - температурными изменениями.

[Cyberpapa]

Мне не нравится остановка на циклическом режиме эксплуатации

Но это реалии, при которых мы используем батареи. К тому же меняется температура окружающей среды и атмосферное давление, что может сопутствовать преждевременному стравливанию не только кислорода с водородом, но и паров воды.

Пункт а) не подходит. В цикле рекомбинации участвуют электрохимические реакции, с отключением зарядного тока, они прекращаются.

Если так - почему свежезаряженные отрицательные пластины в присутствии кислоты нагреваются ?
ИМХО, без зарядного тока, кислород окисляет свинец, оксид реагирует с кислотой....
То есть -  находящийся в банке газообразный кислород переходит в воду, что снижает давление в банке.
Надо проверять экспериментально, на реальных батареях.

[Дм.]

Но это реалии, при которых мы используем батареи. К тому же меняется температура окружающей среды и атмосферное давление, что может сопутствовать преждевременному стравливанию не только кислорода с водородом, но и паров воды.

Ситуация с реалиями на приведенной картинке - давление поднималось до 1,5 psi при росте напряжения до 17 В.

Более подробно про циклический заряд VRLA и сопутствующее ему газовыделение:

[VAl S]

Заметил я в автомагазине скопление 6ст pb на утиль. Из одной батареи трубка торчала специфическая.  Я размечтался и спрося взял её себе. Подошла к обычному "фильтру (?)" ~ обычной батареи. Воткнул в свою 6ст pb  , а другой конец в воздухозабор  мотора. Необычностей не заметил, но мысли зашевелились. 
Думается мне, что трубка повысит срок службы батареи, за счёт меньшего контакта с атмосферой, и часть испарений электролита при охлаждении батареи будут возвращаться. Обслуживание и доливы чуть реже должны стать.
Надо-бы длиннее трубку делать, и фольгой обернуть. Но подходящий материал трубки пока загадка для меня.
(Ещё существует клапан топливного бака карбюраторных моторов. Им можно поддерживать избыточное давление в батарее ~150(?)г/см². Применю наверное.)
Батарею обернуть AL фольгой хочу, думаю ей ещё полегчает с доливами и рекомбинацией (затем + термокейс с электроподогревом).
(Уровень совсем мал уже. Жду чистую дист.воду и весну)
Верхний слой слабого электролита из мёртвой батареи отстоеный в стеклобутылке сгодится в долив, или фатальные примеси и вверху могут быть (с высокой вероятностью) ?
(Большинство доливов приводили к скорой порче батареи.)