Физика плотности: оживляем акб

06.01.2026 23:41

Работаю с автомобильными свинцово-кислотными источниками энергии два десятка лет и часто слышу жалобу: «Севший аккумулятор, стартер крутит вяло». Причина нередко кроется в разреженном электролите. Серная кислота при низкой концентрации напоминает кофе без зерна: жидкость есть, вкуса нет. Плотность падает – ёмкость ускользает. Далее делюсь последовательностью шагов, проверенной на сотнях АКБ.

Диагностика

Первым инструментом берётся ареометр. Отбираю по 10 мл из каждой банки и фиксирую показания при температуре 25 °C. Для регионов с зимой ниже −25 °C целевое значение располагается у отметки 1,29 г/см³, для тёплого климата – 1,27 г/см³. Разброс более 0,02 г/см³ сигналит о сульфатации пластин. Крышки ячеек открываются лишь после продувки корпуса сжатым воздухом: искра от статического разряда плюс H2 ведут к хлопку.

Параллельно измеряю напряжение холостого хода. Если оно опустилось ниже 12,4 В, запускаю цикл десульфатации импульсным зарядом (ток 0,05 Cₐ, частота 100 Гц). Такая процедура разрушает рыхлый PbSO₄, увеличивая активную поверхность без съёма решётки.

Коррекция состава

После десульфатации приступаю к главному действу — повышению плотности. Из каждой банки шприцем с тефлоновым поршнем отбираю 30–40 мл разреженного электролита. Потери компенсируют свежим раствором H2SO4 плотностью 1,41 г/см3. Дозировка идёт партиями по 5 мл, чтобы не допустить локального перегрева. Реакция экзотермическая: выделяющаяся дельта-энергия поднимает температуру на 3–4 °C при каждом впрыске. Контроль термопарой обязателен, превышение 45 °C ускорит коррозию решётки, ускоряя рост δ-окиси свинца.

Некоторые мастера вливают кислоту «на глазок» — подобная вольница грозит грубой стратификацией. Я использую «метод качелей»: после каждой порции плавно раскачиваю корпус аккумулятора под углом ±10° по фронту, смесь равномерно распределяется, пузырьки SO₂ выводятся наружу.

Через три-четыре итерации вновь проверяю плотность. При достижении 1,28–1,29 г/см³ прекращаю добавки и возвращаю извлечённую часть электролита, профильтрованную через стекловолоконный рукав. Избыток храню в непрозрачном канистре: ультрафиолет дробит молекулы воды, меняя показатель.

Финальная проверка

Плотность подправлена, но химия требует зарядового равновесия. Ставлю батарею на «равнинный» ток 0,1 Cₐ до выхода напряжения на плато 14,4 В. Далее перехожу к абсорбционному этапу: 14,4 В удерживаются три часа, ток падает до 0,02 Cₐ. Завершающий аккорд — «финиш» 15,5 В длительностью 30 мин, образующийся бурный газовый туман вновь перемешивает электролит, сглаживая градиент концентрации.

После остывания до 25 °C беру контрольный ареометрический срез. Допускаю отклонение ±0,01 г/см³. Достигнутый показатель фиксирую лаком на корпусе: через полгода владелец вспомнит исходные цифры и вовремя проведёт обслуживание.

Если плотность упала повторно, а пластины темнеют, применяю более радикальный ход — замена электролита. Старый раствор идёт на нейтрализацию содой, корпус промывается деионизированной водой с добавкой комплексона ЭДТА, удаляющего остатки PbSO4. Новая жидкость смешивается по формуле Астахова: 400 мл концентрата H₂SO₄ плюс 600 мл воды с удельным сопротивлением 10 МОм·см. Пропорция даёт плотность 1,40 г/см³ при 20 °C, после первого заряда она снижается до рабочей отметки.

Тонкости термодинамики

С ростом плотности вязкость увеличивается, диффузия H⁺ замедляется, внутренняя поляризация возрастает. Для компенсации ввожу легирующие добавки сурьмы 0,3 % — при высоком разряде элементы действуют как «смазка» для ионов. Редкий термин — «прецессия кристаллизации»: вихревое движение ионов на микроуровне, снижающее зародышеобразование твёрдых фаз. Штиль внутри банки опасен, вихри — полезны.

Контрольный список условий:

• Электролит чистый, без взвеси.

• Пластины без осыпи активной массы.

• Соединительные мостики целы.

• Давление пробочных клапанов 0,1 МПа.

При соблюдении этих пунктов поднятая плотность сохранится два года даже при морозах. АКБ с правильной кислотой напоминает отдохнувшего спортсмена: готов стартовать без разминки.

Краткое резюме

Плотность — не абстрактная цифра в справочнике. Она определяет запас ионной энергии, скорость реакции, морозоустойчивость. От ареометрического замера до финишного заряда путь занимает вечер, зато стартер утром проворачивает коленвал одним уверенным оборотом. Работайте с кислотой аккуратно, держите рядом питьевую соду для нейтрализации, берегите глаза — и АКБ ответит исправной службой.