Свинцево-кислотний акумулятор: що всередині і що з нього роблять після здачі

Як влаштований акумулятор

12-вольтова батарея складається з шести окремих комірок («банок»), з'єднаних послідовно. Кожна дає близько 2,1 В, разом виходить 12,6–12,7 В у повністю зарядженому стані. У кожній банці є:

• позитивні пластини — решітка зі свинцевого сплаву, заповнена пастою з діоксиду свинцю (PbO₂), темно-коричневого кольору;
• негативні пластини — така сама решітка з губчастим свинцем (Pb), сірого кольору;
• сепаратори — тонкі пористі конверти з поліетилену між пластинами, щоб ті не торкалися одна одної;
• електроліт — розчин сірчаної кислоти у воді, приблизно 37 % кислоти за масою, густина 1,27–1,28 г/см³ у зарядженої батареї.

Усе це стоїть у корпусі з поліпропілену, стійкого до кислоти пластику. Назовні виходять два свинцеві полюсні виводи, ті самі клеми.

Що відбувається при розряді й заряді

Коли батарея віддає струм, обидві пластини реагують з кислотою і перетворюються на сульфат свинцю (PbSO₄), а кислота в електроліті поступово замінюється водою:

Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O

При заряді реакція йде у зворотному напрямку. Тому густина електроліту — найпростіший індикатор заряду: у розрядженої батареї вона падає до 1,10–1,15 г/см³. А ще тому розряджену батарею не можна лишати на морозі: розбавлений електроліт замерзає і може розірвати корпус.

З чого складається маса батареї

Точні пропорції залежать від моделі, але орієнтовно для легкової батареї:

Легкова батарея на 60 А·год важить 13–15 кг (детально в таблиці зважувань), тобто в ній 8–9 кг свинцю. Саме за нього й платять, коли ви здаєте стару батарею.

Звичайні, EFB, AGM, GEL: що спільного

Усі ці типи свинцево-кислотні, різниця лише в тому, як утримується електроліт і наскільки міцні пластини:

• Звичайні (рідинні) — електроліт вільно заливає пластини. Бувають обслуговувані (з пробками) і «необслуговувані».
• EFB — посилена рідинна батарея для авто зі старт-стопом: щільніша паста, додаткове покриття пластин.
• AGM — електроліт вбраний у скловолоконні мати між пластинами, батарея герметична і не боїться нахилу.
• GEL — електроліт загущений до гелю. Популярні в сонячних станціях і інверторах через стійкість до глибоких розрядів.

Для переробки різниці немає: скрізь той самий свинець і пластик. Тому пункти прийому, які рахують за ампер-годинами, зазвичай мають одну ставку на всі типи (про це в статті про ціну брухту). А от літієві батареї — зовсім інша історія, свинцю в них немає.

Чому акумулятор виходить з ладу

Легкова батарея зазвичай служить 3–6 років. Кінець майже завжди настає через одну з п'яти причин:

1. Сульфатація. Якщо батарея довго стоїть розрядженою, дрібні кристали сульфату свинцю зростаються у великі й перестають розчинятися при заряді. Ємність падає назавжди.
2. Корозія решіток. Позитивні решітки поступово окислюються, особливо від спеки під капотом і перезаряду. Пластина втрачає міцність і контакт з пастою.
3. Обсипання активної маси. Вібрація і глибокі розряди «витрушують» пасту з решіток, вона осідає на дні. Якщо осаду багато, він замикає пластини.
4. Втрата води. При перезаряді вода розкладається на водень і кисень. Рівень електроліту падає, верх пластин оголюється і сульфатується.
5. Замикання банки. Одна комірка виходить з ладу, і напруга батареї падає приблизно до 10,5 В. Така батарея вже не заводить двигун.

Відновити можна хіба що легку сульфатацію, та й то не завжди. В інших випадках кращий шлях — здати батарею і отримати за неї гроші.

Що з батареєю роблять після здачі

Від пунктів прийому батареї партіями їдуть на ліцензовані переробні заводи. Там процес такий:

1. Дроблення. Батареї цілими подрібнюють у молоткових дробарках, електроліт зливається в окрему систему.
2. Розділення. Подрібнену масу занурюють у ванни з водою: поліпропілен спливає, свинцеві частини й паста тонуть.
3. Плавлення і рафінування. Свинець і пасту переплавляють у печах, очищують від домішок і відливають у чушки. З них знову роблять решітки й пасту для нових акумуляторів.
4. Пластик. Поліпропілен миють, подрібнюють у гранули і відливають з них нові корпуси.
5. Кислота. Її нейтралізують до води або переробляють на сульфат натрію, який використовують у виробництві скла, текстилю і пральних порошків.

За даними американської Battery Council International, у США переробляють 99 % свинцевих акумуляторів, і типова нова батарея щонайменше на 80 % зроблена з вторинних матеріалів. Це найвищий показник серед усіх споживчих товарів.

Найближчий на Тернопільщині — прийом акумуляторів у Кременці.