Что добавляют в аккумулятор воду или электролит: воду или электролит? — Автозапчасти для иномарок — Продажа и подбор автозапчастей на иномарки

Что доливать в аккумулятор — воду или электролит? Что доливать в аккумулятор

Очень часто, многие автолюбители от незнания совершают ошибку, добавляя электролит в аккумулятор, когда в нем понижается уровень жидкости. Почему делать это можно только в самом крайнем случае — мы разберем в данной статье.

Аккумуляторы теряют часть воды из электролита во время работы и заряда, при этом, происходит снижение его уровня над пластинами и увеличивается концентрация (плотность) кислоты. Соответственно, низкий уровень электролита при эксплуатации аккумулятора отрицательно влияет на ресурс батареи.

Чтобы восстановить уровень электролита, необходимо долить в аккумулятор дистиллированную воду. Если делать это своевременно, тогда снижается отрицательное воздействие повышенной плотности электролита на ресурс батареи.

Электролит доливать можно лишь в том случае, когда есть полная уверенность в том, что часть электролита была потеряна.

В процессе кипения, серная кислота почти вся остается внутри аккумулятора, выходит только лишь кислород с водородом, поэтому вместо испарившейся воды мы добавляем дистиллированную воду.

Если во всех банках полностью заряженного аккумулятора плотность не поднимается до необходимого уровня, с большой вероятностью можно предположить, что это частичная сульфатация аккумуляторной батареи. Концентрация электролита уменьшается за счет кристаллизации серы на пластинах и аккумулятору понадобится срочное восстановление. Доливка электролита здесь не поможет.

Существуют разные причины, по которым падает уровень электролита в АКБ, и каждую из них нужно рассматривать отдельно. Не всегда достаточно долить воды в банки и на этом успокоиться, но главное это то, что доливать в аккумулятор нужно только дистиллированную воду.

Электролит добавляйте лишь в крайнем случае, если причиной его низкого уровня является выплескивание. При этом важно отметить, что электролит добавляется при той же температуре и той же плотности, что и оставшийся в банках.

Правильная эксплуатация АКБ и своевременная добавка в него дистиллированной воды позволит вам избежать необходимости восстановления емкости, а также увеличит срок эксплуатации данного устройства.

Компания «4АКБ-ЮГ» предлагает большой выбор высококачественного оборудования собственной разработки для обслуживания аккумуляторных батарей различного типа и назначения. В каталоге нашего сайта представлены , а также устройства, которые вы можете купить по выгодной цене производителя.

Свинцовые автомобильные аккумуляторы накапливают энергию до тех пор, пока идет химическая реакция между электролитом и токопроводящими пластинами. При изменении плотности электролита, этот процесс нарушается. Неважно, по какой причине испортился электролит, аккумулятор не работает. Требуется замена электролита, корректировка плотности или приобретение новой АКБ. В случае если электролит приобрел черный цвет, в нем взвесь угля и окалины – аккумулятор придется менять.

Электролит представляет смесь серной кислоты с водой в определенной пропорции. О концентрации раствора узнают по плотности, измеряемой ареометром. Показатель основной, даже сотые доли влияют на способность электролита работать на накопление энергии.

Признаки негодного электролита:

Замена электролита в аккумуляторной батарее будет эффективна, когда полости банок обследованы, промыты, удален сульфатный осадок. Если разрушены пластины, осыпалось активное вещество – аккумулятор не ремонтопригоден.

В домашних условиях полная замена электролита в аккумуляторе автомобиля происходит в последовательности:

• Подготовить эмалированную или стеклянную посуду для слива электролита, средства личной защиты, место для работы, лучше, на открытом воздухе.
• Аккумулятор извлечь, из автомобиля, снять пробки или просверлить отверстия в необслуживаемом АКБ, слить жидкость в подготовленную тару, пользуясь грушей или шприцом.
• Аккумулятор промывается дистиллированной водой многократно, пока не удалится осадок. Возможно, придется удалять сульфат свинца, если есть осадок на пластинах. Нужно убедиться что активная замазка не осыпалась, угольная решетка цела.
• Медленно, с перерывами залить электролит нужной плотности в каждую банку выше пластин на 5-7 мм. Подождать 2-3 часа для выхода пузырьков, замерить плотность электролита, довести до нормы
• Зарядку аккумулятора после замены электролита вести малым током 0,1 А, не допуская закипания. После набора половины емкости, зарядка ведется циклично.
• Произвести герметизацию банок.

Сколько времени заряжать аккумулятор? Заряжать аккумулятор после замены электролита нужно бережно, как после глубокой разрядки. Операция замены электролита своими руками в автомобильном аккумуляторе считается законченной, если он полностью принимает ток длительное время. Зарядка ведется осторожно, кипение в банках недопустимо.

Предлагаем посмотреть видео по правильной замене электролита в автомобильном аккумуляторе.

Почему нельзя доливать электролит в аккумулятор

Вы замерили уровень в банках аккумулятора, он ниже нормы? Это значит, что часть воды испарилась. Если это обслуживаемый аккумулятор, нужно замерить уровень в каждой банке и долить электролит до нормы водой. В необслуживаемом АКБ сквозь стенки видно зеркало залива.

Упал уровень, значит в растворе мало воды и высокая плотность. Добавленный электролит повысит уровень, но плотность раствора останется высокой. Это пагубно для пластин АКБ, сокращается срок службы батареи. Поэтому следует электролит доводить до уровня, доливая дистиллированную воду.

Посмотрите видео о правилах замены электролита.

В каких случаях доливать электролит в аккумулятор?

Электролит в аккумулятор доливают, когда снижается емкость. При этом замеры ареометром содержимого каждой банки показывают снижение плотности. Возможно, в АКБ произошла сульфатация, связанный кислотный остаток в PbSO4 не участвует в реакции.

Если электролит, извлеченный из банок прозрачный, светлый, его можно использовать вторично, добавив корректирующий раствор, плотностью 1,4 г/см3. После снятия осадка на пластинах, батарея заливается прежним электролитом, но он низкой концентрации. Можно ли довести раствор до нужной плотности, доливая электролит? Какой состав взять, и сколько нужно долить в аккумулятор корректирующего раствора?

По технологии нужно заменить порцию слабого состава крепким. Долить и изъять электролит из банок раствор можно, воспользовавшись грушей и мерным цилиндром. Как поменять растворы, в какой пропорции видно из таблицы.

При этом следует использовать только электролит для корректировки. После операции замены, в течение получаса ведется подзарядка, чтобы жидкости смешались. Через два часа после отключения ЗУ проверяется плотность, если нужно, корректировка повторяется.

Предлагаем ознакомиться на видео, как долить электролит в аккумулятор.

Что доливать в аккумулятор, воду или электролит

При соблюдении условий эксплуатации, необслуживаемые аккумуляторы не требуют контроля плотности и уровня электролита. Обслуживаемые АКБ имеют специальные пробки – доступ к каждой банке. В них регулярно проверяются показатель качества и уровня электролита. Запас энергии батареи определяется по самому слабому элементу. Поэтому необходимо поддерживать плотность электролита во всех банках равной.

Плотность в банке может снизиться, если началась сульфатация. Тогда добавка электролита не поможет. Сильное сопротивление забитых пластин не пропускает заряд, добавленная кислота увеличит отложения. В этом случае заряд восстановит сульфатирование. Вот почему нельзя в АКБ с налетом сульфата свинца доливать электролит.

Доливать ли воду в аккумулятор? Если уровень электролита в банках низок, это указывает на интенсивное кипение батареи во время работы. Испаряется в основном водород. С оголенных пластин может осыпаться активная замазка, произойдет сульфатирование, коррозия. Поэтому подлить дистиллированную воду необходимо, но после этого аккумулятор нужно ставить на зарядку по полному циклу.

В период восстановления емкости частично разрушаются кристаллы свинца, происходит разбавление плотного раствора, происходит восстановление активности электролита. Доливают электролит или воду в АКБ в отверстия, прикрытые пробками, малой струей через воронку. Зарядку начинают не сразу, чтобы вышел воздух, смешались составы.

Контроль плотности следует произвести через полчаса после отключения ЗУ. При отклонениях плотности выполнить корректировку.

Когда доливать в электролит, а когда воду

Вопрос, чем долить, если мало электролита в банках аккумулятора требует особого освещения. Такие жидкости, как электролит или дистиллированная вода, нужно заливать в аккумулятор правильно. Корпус и воронка должны быть чистыми, заливаемая жидкость прозрачная, без взвеси. Долить электролит водой можно, используя медицинский шприц без иглы, если корректировка требуется незначительная.

В каких случаях можно доливать воду в электролит аккумулятора? Если в одной или нескольких банках уровень электролита в АКБ низкий. Это происходит из-за кипения банок в условиях повышенной температуры или глубокого разряда. Добавлением дистиллированной воды восполняются потери объема, уменьшается плотность электролита, предотвращается скорый износ батареи.

Нужно ли заряжать аккумулятор после добавления воды, или замены электролита? Любое изменение внутреннего баланса требует выравнивания и стабилизации. После изменения концентрации жидкости необходимо провести полный цикл зарядки, убедиться, что аккумулятор не потерял емкость, стабильно напряжение на клеммах, обеспечивает пусковой ток.

Можно ли долить электролит в аккумулятор, если случайно его выплеснули? Как это случилось? Возможно, перевернули прибор. Это один из немногих случаев, когда вытекший электролит заменяют точно таким же и даже температуру подгоняют. Но все равно потребуется подзарядка и проверка плотности.

Посмотрите видео, как правильно долить электролит в аккумулятор. Вода или электролит, что доливать?

Как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор

Все намного сложнее, если потребовалось долить воду в электролит необслуживаемого аккумулятора автомобиля. Сквозь полупрозрачные стенки можно увидеть, сколько электролита в банках. Но как проникнуть в корпус необслуживаемого аккумулятора?

Есть модели, проникнуть внутрь в которых можно отрезав болгаркой верхнюю крышку. Но такие действия нужны, если нужно удалить накипь и промыть осевший внизу шлам. Для того чтобы долить жидкость до нужного уровня сверлят отверстие в корпусе. Позже его заклеивают эпоксидным клеем.

Полностью необслуживаемый аккумулятор требует бережного обращения, боится глубоких разрядов и нестабильной работы бортовой АКБ. Заявленные 5-7 лет он выдерживает только в идеальных условиях.

Как разобрать необслуживаемый аккумулятор чтобы долить электролит

В современных АКБ, таких как VARTA, под декоративной наклейкой можно увидеть 6 пластинок, плотно утопленных в корпус. Если подковырнуть кружок шилом, можно под ним обнаружить пробку резиновую. Тогда появится возможность отобрать пробу электролита, провести замер плотности, откорректировать состав. Если нет пробки – в каждой банке колется отверстие тонким шилом, а вода запускается из шприца, каплями.

Но если обнаружено, что в банках на пластинах белесые полосы – это сульфатация. Чтобы очистить полости, убрать осадок внизу, потребуется вскрыть крышку распиливанием.

Посмотрите видео, как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор.

Долить электролит в гелевый аккумулятор

Долить воду в банки аккумулятора просто. Нужно снять наклейку на корпусе, снять колпачки-клапаны и закапать в каждую банку по 1,2 мл воды. Вода должна впитаться в желеобразную массу. Нужно время. Через полчаса, если вода выше поверхности пластин батареи – извлеките ее фильтром или шприцом.

Ко мне на блог часто приходят сообщения насчет обслуживания аккумулятора, в частности нужно (и можно) ли добавлять дистиллированную воду внутрь? Сколько ее нужно? Для чего это делается, и не будет ли от этого вреда. Я уже писал несколько статей по этому поводу, но предметно именно эти вопрос не разбирал. Сегодня я хочу закрыть этот пробел, как обычно будет и видео версия в конце. Отдельно я остановлюсь на необслуживаемом АКБ. Так что читаем-смотрим, однозначно полезная информация …

Вода в аккумуляторной батареи – это наше все! Без нее она не будет работать нормально, все потому что она является частью электрохимической жидкости, попросту – электролита. Однако под воздействием температуры она от туда может испаряться.

Электролит

Как мы с вами знаем, электролит (внутри АКБ) состоит из двух основных компонентов:

• Это серная кислота. Ее примерно 35% от всего объема
• Дистиллированная вода. Ее примерно 65%

При смешивании этих двух субстанций и поучается нужный для работы электролит, плотностью – 1,27 г/см3. Больше 35% кислоты добавлять не рекомендуется, если задрать плотность до 1,3 – 1,4 г/см3, то при такой концентрации свинцовые пластины будут страдать и могут раньше времени разрушится.

То есть такая плотность выверена многими экспериментами и является эталонной, стоит отметить — что на севере допускается до 1,29 г/см3

Вода внутри АКБ

Как мы разобрались воды АЖ — 65%! Но она , а дистиллированная без каких-либо примесей (нужно это по многим причинам, хотя бы потому что – уменьшается сопротивление внутри, нет никаких осадков на пластинах и т.д.).

Но ее уровень не постоянен. Как известно от высоких температур в подкапотном пространстве, от зарядки генератора (иногда ), вода может испаряться из банок, уровень электролита падает.

Серная кислота не улетучивается, а поэтому ее концентрация начинает расти, для батареи это плохо по нескольким:

• Высокая плотность негативно влияет на пластины, разрушая их
• Уровень падает, а это значит, оголяются пластины, тем самым падает емкость батареи и она не способна завести ваш авто.
• При высоких концентрациях кислоты, возможно

Чтобы этого избежать, нужно обязательно восполнить – добавить воды внутрь АКБ до необходимого минимума.

Как добавить воду в аккумулятор?

Для начала разберем обслуживаемый вариант – когда сверху батареи есть пробки. Здесь все элементарно:

Первое – нужно купить дистиллированную воду в магазине или же .

Второе — просто откручиваем пробки сверху и смотрим на пластины. Если они оголены, уровень электролита ниже, нужно добавить так чтобы вода их закрыла. Сколько лить расскажу чуть ниже

Третье – после добавления ставим на зарядку, можно использовать автоматические зарядные устройства

Как видите, все элементарно — никаких проблем нет.

Необслуживаемый аккумулятор

А вот если взять необслуживаемый АКБ (например BOSCH, VARTA, MUTLU и многие другие), то здесь так просто не получится добавить. Конструкция не предусматривает добавление внутрь воды, то есть вам придется «химичить».

Справедливости ради стоит отметить, что зачастую сделаны по и потеря воды у них очень не большая. Однако через 4 – 5 лет уровень все равно падает и желательно его довести до нормы

КСТАТИ – многие такие АКБ, сдают в специализированные магазины, когда он уже не запускает авто и покупают новые. НО НЕ МНОГИЕ знают, что просто нужно долить туда воды и тогда работоспособность восстановится.

КАК ЖЕ ДОЛИТЬ, ПОШАГОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ:

• Для начала определите уровень электролита. Несильно потрясите батарею вправо и влево, если там минимальный уровень, тогда стоит добавлять воду. Если же есть ощущение что его там достаточно, то возможно вода вам не поможет (может у вас произошло осыпание или сульфатация)
• Определяем, где у вас находятся пластины (на какой высоте). Если аккумулятор прозрачный (имеет белый корпус, как скажем у BOSCH) его можно просветить фонариком. А вот если корпус черный, то здесь так просто не получится, стоит прикидывать «на глаз»
• Отступаем от пластин примерно 1,5 – 2 см вверх. Берем сверло на 2-3 мм и сверлим небольшие отверстия.

• Берем дистиллированную воду и шприц с иголкой. Наполняем шприц и через отверстия заливаем в аккумулятор

• Добавлять стоит до того, как через отверстия начнет сочиться жидкость
• Затем кладем батарею на бок и запаиваем отверстия обычным паяльником
• Далее просто заряжаем

Приходится «колхозить», иначе никак. Некоторые сверлят дырочки сверху, но таким образом невозможно контролировать уровень (а переливать также нельзя).

Сколько доливать воды в банки?

Еще одно важное условие. На некоторых аккумуляторах есть специальный уровень (обычно на корпусе сбоку) именно до него стоит добавить воды (переливать нельзя).

Однако большое количество АКБ такого уровня не имеют, так сколько же лить?

ОДНО очень простое правило. Пластины должны быть закрыты электролитом на 1 – 1,5 см (замеряется специальными мерными трубочками). При таком уровне как раз и получается плотность в 1,27 г/см3

При эксплуатации аккумуляторов уровень электролита в банках неизбежно снижается. С необслуживаемыми АКБ проще – уровень жидкости в отсеках практически не меняется на протяжении 5-6 лет. Что касается обслуживаемых аккумуляторов – владельцам постоянно приходится контролировать уровень электролита и своевременно принимать меры. В статье расскажем, как долить дистиллированную воду в аккумулятор, сколько ее нужно и можно ли чем-то заменить.

Лет 20 назад у автомобилистов вопросов о приобретении дистиллированной воды не возникало – она продавалась практически в каждой аптеке. Сейчас ситуация изменилась. Дело в том, что эта жидкость пригодна для использования в медицинских целях в течение трех суток, поэтому достать ее можно только в аптечном пункте, имеющем свой дистиллятор.

Современные альтернативные варианты:

• магазины автозапчастей;
• автозаправочные станции, имеющие торговую точку;
• хозяйственные магазины (дистиллированная вода используется в утюгах и отпаривателях).

Еще один вариант – поиск воды в интернет-магазинах. Подойдет он тем, кто хочет сделать запас впрок. Срок доставки в зависимости от региона может быть несколько недель, для экстренной доливки жидкости в АКБ такой способ не походит.

Некоторые автомобилисты не хотят тратить время на посещение магазинов, и задаются вопросом, можно ли заливать в аккумулятор простую или кипяченую воду. Первый вариант не подходит категорически. В воде из-под крана присутствуют посторонние вещества – хлор, магний, фосфор и т.д. При зарядке аккумулятора они осядут на свинцовых пластинах. В лучшем случае это приведет к снижению емкости АКБ, в худшем – к замыканию и выходу батареи из строя.

Что касается кипяченой воды – полноценно заменить дистиллированную она не сможет, в ней имеются соли металлов, пусть и в небольшом количестве. Такой вариант подойдет, если нужно срочно привести аккумулятор «в боевую готовность», но затем придется промывать каждую банку и заливать новый электролит.

Попытка заменить дистиллированную воду кипяченой или какой-либо другой может привести к снижению емкости батареи, разрушению свинцовых пластин и другим неприятным последствиям.

Как доливать дистиллированную воду в автомобильный аккумулятор правильно

Если в вашем аккумуляторе увеличилась плотность электролита или вы заметили, что он не выдает нужного напряжения – скорее всего причина в снижении количества дистиллированной воды. В норме ее должно быть 65 % на 35 % серной кислоты.

Последовательность работ при доливке дистиллята в аккумулятор.

Чтобы правильно долить жидкость в банки воспользуйтесь инструкцией.

1. Уберите грязь и пыль с верхней части аккумулятора, особенно – вокруг пробок.
2. Протрите область вокруг горловин тряпкой, смоченной в содовом растворе, для нейтрализации серной кислоты, которая могла выплеснуться при зарядке.
3. Осторожно открутите пробки – берегите руки от воздействия электролита.
4. Возьмите медицинскую спринцовку, шприц или ареометр, наберите дистиллированной воды.
5. Залейте жидкость в банки с недостаточным уровнем электролита.
6. Закрутите пробки.
7. Через 2-3 часа проверьте плотность электролита ареометром (нормальное значение в таблице ниже).
8. Если все сделано правильно – поставьте АКБ на зарядку.

Доливка дистиллированной воды в аккумулятор должна проводиться на горизонтальной поверхности. В противном случае уровень жидкости в банках будет различный, поэтому вы или перельете воду, или недольете.

Чтобы при измерении плотности электролита результат был точным – держите ареометр вертикально, не допускайте касания поплавка его стенок. Набрав электролит в колбу, постепенно снижайте давление, чтобы поплавок свободно плавал. Если вы смогли этого достичь – обратите внимание на место соприкосновения жидкости со шкалой. Это и будет плотность электролита в аккумуляторе.

Проверьте плотность электролита после добавления дистиллированной воды в АКБ.

Сколько дистиллированной воды доливать в аккумуляторную батарею

В современном аккумуляторе проще всего понять, сколько нужно заливать дистиллированной воды. Его корпус изготовлен из прозрачного пластика с нанесенной на нем шкалой. Достаточно следить, чтобы не был превышен рекомендуемый производителем уровень.

В случае, если у вас аккумулятор другого типа, воспользуйтесь следующими советами.

1. В некоторых АКБ чуть ниже горловины банки расположен металлический или пластмассовый «язычок». Уровень электролита должен быть выше «язычка» на 5 мм.
2. Если никаких отметок в банке нет – доливайте дистиллированную воду так, чтобы уровень электролита был выше свинцовых пластин на 10-15 мм.
3. Если вы не можете визуально определить, сколько электролита в банке – возьмите стеклянную трубку, опустите ее в отсек, зажмите верхнюю часть пальцем и аккуратно извлеките. Количество жидкости в ней будет равным расстоянию от свинцовых пластин до поверхности электролита.

Старайтесь соблюдать правила заливки, чтобы добиться верного соотношения соляной кислоты к дистиллированной воде.

Если кислоты будет больше – она разрушит свинцовые детали аккумулятора, если меньше – аккумулятор разморозит при отрицательной температуре.

Как получить дистиллированную воду в домашних условиях

Некоторые автолюбители предпочитают не покупать дистиллированную воду, а делать ее самостоятельно. Обычно это люди старшего поколения, привыкшие к временам дефицита и не желающие перестраиваться. Но и жителям отдаленных поселков, в которых нет магазинов, приходится приспосабливаться подобным образом.

Сразу заметим, что получить качественную дистиллированную воду в домашних условиях невозможно. Для этого нужен дистиллятор, стоимость которого несопоставима с ценой за бутылку воды. В качестве альтернативы можно использовать самогонный аппарат, если вынуть из него змеевик. Но выход дистиллированной воды при таком способе незначительный – около стакана за 3-4 часа.

Дистиллированная вода имеет формулу H 2 O, то есть не содержит посторонних примесей. Как бы вы не старались, получить подобный результат дома практически невозможно – незначительная часть солей металлов в воде останется.

Если вам нужно срочно долить в аккумулятор воду – наберите ее в пластмассовую бутылку и уберите в холодильник на 2-3 часа. Затем слейте незамерзшую воду в раковину, а лед растопите и пользуйтесь для заливки в банки. В этом случае ущерб для АКБ будет минимальным.

Можно собирать в пластмассовую посуду дождевую воду, затем тщательно фильтровать и использовать по назначению.

Важно, чтобы вода не соприкасалась с металлами. Например, та, что стекает с жестяных крыш, для заливки аккумулятора не подойдет.

Подведем итоги

Теперь вы знаете, как долить дистиллированную воду и при этом не испортить аккумулятор. Рекомендуем приобрести ареометр, чтобы контролировать плотность электролита в банках. Без этого прибора достичь нужной плотности невозможно, а ее изменение может вывести из строя вашу АКБ. Смотрите видео по теме, чтобы получить более наглядное представление о процессе.

Когда аккумулятор начинает «кипеть» уровень электролита падает и его плотность становится больше. Если «проворонить» этот момент и вовремя не исправить это, то АКБ может со временем растерять свою емкость. Чтобы он «не кипел», необходимо долить в него необходимое количество дистиллированной воды. Прежде чем начать это делать, лучшим решением будет проконсультироваться со специалистом или хотя бы спросить у более опытного автовладельца, как долить воду в аккумулятор. Перед этим обязательно нужно очистить поверхность аккумуляторной батареи. Эта процедура необходима по нескольким причинам. Первая. Поверхность, скорее всего, сильно загрязнена серной кислотой, которая выплескивалась во время кипения, а контакт с ней опасен для человека и его одежды.

Вторая. Грязь может попасть внутрь батареи и еще больше испортить ее. Третья. Делать работу в чистоте просто-напросто намного приятнее. Для того, чтобы очистить поверхность, нужно аккуратно протереть ее влажной тканью. Лучше всего смочить ткань раствором пищевой соды. Имеющиеся на верхней крышке углубления, особенно вокруг пробок, легче всего прочистить с помощью спички или ватной палочки. В АКБ можно наливать лишь дистиллированную воду. Причем, только в банки, в которых уровень электролита ниже минимума. Определяется уровень в полупрозрачных аккумуляторах по специальным отметинам — рискам по бокам корпуса. Внутри заливных отверстий можно увидеть приливы, которые обозначают верхний и нижний уровни. Если метки отсутствуют, то можно ориентироваться на уровень примерно на 10-15 мм выше верха пластинок.

Доливать воду в АКБ рекомендуется с помощью обычной резиновой груши, большого шприца или с использованием аэрометра (точнее, его внешней колбы) для измерения плотности электролита. После доливки воды плотность электролита восстанавливается не сразу, так как в АКБ между пластинками есть небольшие промежутки и смешиваются жидкости поэтому довольно медленно (иногда плотность восстанавливается только по истечении нескольких недель) . По этой причине после добавления воды аккумулятор должен постоять в течение хотя бы нескольких часов. Только в этом случае показатели плотности более или менее станут близки к реальным, и ее можно будет измерять.

Для того, чтобы максимально точно определить плотность, надо измерить ее несколько раз через равные промежутки времени. Если разница между измерениями до и после не очень велика, это значит, что аккумуляторная батарея снова готова к эксплуатации после небольшой подзарядки. Самая распространенная ошибка автолюбителей с малым опытом — это доливка в АКБ недистилированной воды. Если заливать в аккумулятор обычную воду из-под крана, в которой содержится очень много различных примесей и солей, плотность химический состав электролита нарушаются. Из-за этого потом АКБ начинает быстрее терять заряд, происходит сульфатация и разрушение пластин, а также уменьшается емкость батареи.

Еще одна из частых ошибок — это долив воды на морозе. Делать этого не следует по понятным причинам — верхний слой электролита в этом случае просто замерзает, не успев смешаться с нижним. Итогом может быть разрушение корпуса самой батареи, а также выход ее из строя. Если зимой непосредственно перед поездкой куда-либо обнаруживается необходимость долить воду, то лучше это сделать перед выездом, иначе придется возиться в дороге, а потом, возможно, покупать новую АКБ. Чтобы плотность электролита быстрее пришла в норму после доливки можно немного (до 40-50 минут) погонять его на работающем на холостых оборотах автомобиле. А также можно доливать воду в аккумулятор при заведенном двигателе.

Еще одна из самых распространенных ошибок автолюбителей — забывчивость или же простая небрежность. Многие не удосуживаются очистить поверхность батареи от загрязнения. Что от этого может случиться, описано в одном из первых пунктов данной статьи. Вот так вот обычная человеческая лень может привести к тому, что аккумулятор даже новый просто перестанет как следует выполнять свои функции или вовсе перестанет работать и отправится на рынок вторсырья.

Бывают случаи, когда АКБ требует доливки воды для восстановления уровня электролита. Ни в коем случае нельзя добавлять ее до начала перезарядки. Это также является типичной ошибкой неопытных или ленивых водителей. Просто во время перезарядки объем электролита увеличивается, и лишняя жидкость может просто-напросто перелиться через крышки, повредив при этом кабели, зажимы, подставки и полы. Доливать воду можно не раньше, чем за 2-3 часа до окончания перезарядки. Ошибки совершают часто те, кто ни разу не читал инструкцию по эксплуатации аккумулятора и те, кто невнимательно, «между строк» читает советы, которые даются на форумах на тему как долить дистиллированную воду в аккумулятор.

Электролит или дистиллированную воду нужно доливать в аккумулятор

Многие водители задаются вопросом: ” Можно ли доливать электролит в аккумулятор или лучше воду?”. Поговорим об эом подробнее в нашей статье.

Для чего нужен аккумулятор

Под аккумуляторной батареей принято понимать специальный механизм, который используется для запуска двигателя и электроснабжения различных устройств в автомобиле. С помощью АКБ можно оптимизировать пики напряжения, которые возникают при запуске двигателя транспортного средства.

Основное назначение аккумулятора — это подача напряжения на свечи зажигания при заведении двигателя. В последующем батарея аккумулирует заряд, полученный от генератора.

На сегодняшний день существуют различные типы аккумуляторов, которые могут использовать в качестве электролита соляную кислоту и гелиевую субстанцию. Гелий увеличивает срок службы батареи, которая отличается лучшими характеристиками, в особенности при отрицательных температурах.

Наибольшей популярностью сегодня пользуются модели автомобильных аккумуляторов с жидким электролитом, которые одновременно сочетают простоту конструкции, функциональность и доступную стоимость.

Нужно лишь определиться с тем, можно ли добавлять электролит в аккумуляторную батарею или нужно заливать исключительно дистиллят.

Из чего состоит аккумулятор

Аккумуляторная батарея в автомобиле отвечает за запуск двигателя, исправную работу всей электрики автомобиля, а также «сглаживает» скачки напряжения. Внутри корпуса она представляет собой 6 последовательно соединённых элементов, состоящих из положительных и отрицательных токопроводящих пластин. Эти элементы залиты электролитом, взаимодействие с которым и обеспечивает результат работы.

Сама же жидкость состоит из дистиллированной воды и кислоты, смешанной в определённой пропорции. Нормы пропорций изменяются в зависимости от необходимой плотности смеси, а нормы плотности смеси, в свою очередь, зависят от температурных и климатических особенностей местности использования автомобиля.

Понятие аккумулятора

Это специальный механизм, который используется в транспортном средстве непосредственно для его запуска и дальнейшей работы. Кроме этого, такое устройство призвано оптимизировать работу пиков напряжения в момент запуска транспортного средства.

Как изменяются свойства электролита в АКБ транспортного средства?

Для заливки батареи используется смесь дистиллированной воды и серной кислоты. В процессе протекания электрохимических реакций вода разлагается и испаряется, пары конденсируются на внутренних стенках корпуса или уходят в атмосферу через вентиляционные отверстия. В растворе нарастает объемная доля кислоты, что вместе с малым уровнем жидкости в банках отрицательно влияет на емкость и срок службы аккумулятора.

На конечном этапе зарядки батареи на положительных электродах выделяется кислород, который может восстановиться на отрицательном элементе. Но из-за наличия жидкости процесс замедляется, что приводит к выходу газа из АКБ и падению уровня электролита. Применение герметичных корпусов снизило скорость испарения, но при разряде на поверхности пластин образуется сернокислый свинец, который не разлагается в процессе зарядки источника питания. Из-за этого наблюдается падение плотности электролита, что негативно влияет на емкость аккумулятора.

Свинец, используемый для изготовления электродов, вступает в реакцию с молекулами воды. В результате меняется плотность электролита, в составе раствора появляются посторонние примеси, ухудшающие рабочие характеристики источника постоянного тока.

Для устранения негативного эффекта в состав сплава вводятся легирующие присадки, снижающие скорость коррозии.

Понятие электролита

Для эффективной работоспособности аккумулятора обязательно используется электролит. Он представляет собой раствор соляной кислоты и дистиллированной воды. Здесь не должны использоваться сторонние примеси. В противном случае это изменит его плотность. Для правильной работоспособности важен также и уровень электролита в аккумуляторе. Если он будет ниже положенной нормы, то в дальнейшем это неизбежно приведет к нестабильной работе вспомогательного источника электроэнергии транспортного средства, и владелец не сможет нормально завести машину. При этом высохнут внутренние пластинки, а мощность батареи значительно снизится. Также не стоит превышать достаточный уровень жидкости в системе. В противном случае в дальнейшем это приведет к полной или частичной поломке этого механизма. Батарея станет быстрее разряжаться. Поэтому уровень электролита в аккумуляторе обязательно должен быть стабильным. Это позволит обеспечить нормальную работу транспортного средства.

Какой уход требуется АКБ

Обслуживание автомобильного аккумулятора не представляет особой сложности. Автовладельцу необходимо выполнять следующее:

• Протирать батарею и осматривать корпус на предмет повреждений.
• Зачищать наждачкой клеммы.
• Доливать электролит и проверять его плотность.
• Раз в год выполнять дополнительную подзарядку АКБ.

С таким простейшим сервисом справится каждый, даже начинающий автовладелец, который не имеет какого-либо серьезного понятия о правильности обслуживания аккумуляторов. Обеспечив такой правильный уход, можно быть полностью уверенным в своём автомобиле, который не подведет и заведётся даже в сильный мороз.

Выбор дистиллята

Если заправить аккумулятор обычной водой (в том числе и собранной дождевой), активная масса пластин очень быстро придет в негодность. Чтобы продлить срок эксплуатации аккумулятора, используйте только качественную дистиллированную воду. Для проверки качества учитывайте простейшие характеристики дистиллята:

• электропроводность. Дистиллированная вода, в отличие от обычной, не проводит электрический ток. Проверить воду можно путем измерения сопротивления с помощью мультиметра – у дистиллята оно будет равно бесконечности;
• отсутствие следов после вскипания. Для теста капните воду на чистый лист А4 либо нагрейте ее на стеклянной поверхности/кусочке фольги. После испарения дистиллята на поверхности не должно остаться ореолов и пятен.

Видео:КАК ДОЛИВАТЬ ЭЛЕКТРОЛИТ ИЛИ ВОДУ В АККУМУЛЯТОР | ЧТО ДЕЛАТЬ НЕЛЬЗЯ

Что произойдет, если залить неподходящую жидкость?

Если использовать обычную неочищенную воду, то на электродах могут быстро возникнуть отложения. Из-за них могут разрушиться пластины.

Некачественная вода приводит к ухудшению электропроводимости. Образующийся осадок впоследствии ведет к быстрому разряжению батареи. Итогом может стать полный выход ее из строя.

Если добавить неподходящий компонент возможно:

Даже однократное применение недистиллированной воды может привести к выпадению осадка. В итоге, систему перемкнет.

Когда следует доливать электролит

Электролит в аккумуляторе необходим для правильной работы пластин-электродов, которые накапливают и в последующем отдают заряд.

Со временем по причине высоких температур и закипания электролита может отмечаться падение уровня жидкости, что отрицательно сказывается на состоянии аккумулятора.

Если автовладелец не следит за уровнем жидкости в банках аккумулятора, то это приводит к тому, что обнажаются пластины, начинается их активная сульфатизация, и в скоро такой АКБ полностью выйдет из строя.

Любой, даже самый качественный электролит, будет содержать водную массу, которая в процессе работы этого устройства может испаряться. При частичной или полной неисправности батареи и генератора процесс испарения воды и электролита может ускоряться.

К основным симптомам неисправности аккумулятора и испарения жидкости можно отнести следующее:

• Сильный нагрев аккумулятора при заведённом двигателе.
• Появление на пластиковом корпусе АКБ капель электролита.
• Сильный пар, идущий из заливных отверстий.

При появлении таких симптомов необходимо сразу выполнять проверку аккумулятора, доливать электролит или подзаряжать батарею.

Если же автовладелец пренебрегает обслуживанием аккумулятора, то в скором времени батарея выйдет из строя, восстановить ее будет невозможно, потребуется приобретать новый аккумулятор, что существенно увеличивает расходы автовладельца.

Способы проверить уровень жидкости

В настоящее время наибольшее распространение получили два типа АКБ: обслуживаемые и необслуживаемые. В необслуживаемых моделях отсутствует возможность проверки уровня электролита, соответственно, доливать жидкость тут не требуется. В обслуживаемых аккумуляторах будут выкручиваться пробки, а многие модели имеют специальное окошечко для проверки уровня жидкости.

Обслуживание автомобильных АКБ, в том числе и проверка уровня электролита, должно выполняться не реже одного раза в год.

Лучше всего такую работу проводить осенью перед наступлением холодов, одновременно подзаряжая аккумулятор, что избавит от каких-либо проблем с пуском двигателя при отрицательных температурах, когда на мотор и систему питания приходится повышенная нагрузка.

Проверка уровня электролита в АКБ выполняется следующим образом:

1. Выкручивается крышка батареи.
2. В жидкость до самого дна опускают специальную мерную прозрачную трубку диаметром 5 миллиметров.
3. Пальцем зажимают внешнее отверстие измерителя.
4. Трубку достают из батареи.
5. Сравнивают уровень электролита с соответствующей шкалой.

У большинства моделей АКБ уровень электролита должен быть на 10−15 мм выше уровня свинцовых пластин.

Электроды не должны находиться над жидкостью, так как в сухом состоянии они не только плохо накапливают заряд, но и активно осыпаются, что в последующем приводит к быстрому выходу из строя аккумуляторной батареи.

Проще всего выполнить измерение уровня электролита в аккумуляторах, у которых имеются прозрачные пластиковые окошки, или корпус АКБ выполнен из прозрачного пластика. В этом случае не требуется откручивать крышку и использовать специальные прозрачные трубки.

Автовладелец при обслуживании АКБ может столкнуться с такой ситуацией, когда уровень кислоты будет выше или ниже нормы. Необходимо будет определиться с тем, можно ли долить электролит в аккумулятор. В том случае, если жидкости в АКБ больше нормы, то для удаления лишнего раствора понадобится шприц или резиновая груша.

Постепенно сливая раствор, можно нормализовать его уровень, в последующем рекомендуется дополнительно проверять плотность с помощью ареометра.

При низком уровне электролита в аккумуляторе в раствор следует доливать дистиллированную воду. Дистиллят можно приобрести на автозаправках или в специализированных магазинах. Использовать для этого обычную чистую воду из-под крана не рекомендуется, так как содержащиеся в водопроводной воде соли могут вступать в реакцию с кислотой, что приведет к выпадению осадка и последующим сложностям в работе АКБ.

Многие автовладельцы задумываются над тем, что добавить в аккумулятор — воду или электролит. В большинстве случаев из электролита испаряется именно вода, поэтому, чтобы обеспечить правильную плотность жидкости, следует подлить дистиллированную воду.

Однако в ряде случаев, например, при активной сульфатации и других химических реакциях внутри батареи, может отмечаться снижение плотности соляной кислоты. В итоге, доливая воду, мы ещё больше ее разбавляем, что приводит к проблемам с АКБ.

Чтобы точно знать, доливать в аккумулятор воду или соляную кислоту, следует выполнить измерение плотности раствора. Сделать это можно самому с использованием простейшего ареометра. Такой прибор имеет вид поплавка, который погружается в жидкость, и по глубине погружения можно определить плотность конкретного раствора.

Такие измерения можно проводить как в специальных мензурках, так и в обычном граненом стакане или в стеклянной банке, куда из АКБ осторожно грушей сливают небольшое количество соляной кислоты.

Стандартные показатели плотности соляной кислоты составляют 1,25−1,3 г/см 3. В том случае, если показатель плотности отклоняется в большую или меньшую сторону, то необходимо заливать соответственно дистиллированную воду или соляную кислоту.

Всё, что потребуется автовладельцу — это довести уровень в АКБ до нужного показателя, обеспечив правильную плотность жидкости.

Доливая воду в аккумулятор, следует помнить о том, что показатели плотности не должны оказаться ниже установленных величин. Иначе в разбавленном электролите начнется процесс выпадения в осадок свинца из пластин, аккумулятор будет плохо накапливать энергию, появятся проблемы с запуском двигателя. Именно поэтому при обслуживании АКБ следует проверять плотность жидкости, выполняя такую проверку на полностью заряженной батарее.

Необслуживаемый АКБ — на выброс

Встречаются аккумуляторные батареи в цельной оболочке — ни о каком обслуживании вроде долива жидкостей не может быть и речи. Или может?

Если такая батарея работает уже свыше четырёх лет, то, скорее всего, в негодность пришли уже сами пластины, и даже замена электролита не спасёт положения. Но «свежие» АКБ не так безнадёжны. Для выявления их внутреннего мира высверливаются небольшие отверстия в корпусе, через которые получится как выяснить плотность жидкости, так и произвести её замену.

Технология действий останется такой же, как и в случае с обслуживаемым аккумулятором, с той разницей, что в конце отверстия необходимо будет закрыть эпоксидным клеем или любым другим материалом, который хорошо подойдёт для пластика и не боится высоких температур.

Стоит также отметить, что у необслуживаемых аккумуляторов зачастую есть возможность визуально отслеживать уровень жидкости.

Нужна ли зарядка после доливки

После доливки дистиллированной воды обязательно нужно заряжать аккумулятор. Это необходимо делать для правильного распределения электролитических свойств жидкости после доливки. Но перед этим нужно выждать не менее 3-х часов.

Для зарядки аккумулятора его нужно снять с автомобиля и подготовить: очистить клеммы от загрязнений и оксидной пленки, очистить корпус от грязи и снять пробки с каждой банки.

Меры предосторожности

Все действия с раствором серной кислоты и воды проводят в плотных резиновых перчатках. Не допускайте попадания электролита на оголенные участки кожи и слизистые оболочки. Помните о том, что раствор крайне агрессивен и к лакокрасочному покрытию автомобиля. При попадании на ЛКП обязательно промойте участки очистителем и большим количеством воды.

О промывке

Ранее мы отметили, что при замерах можно обнаружить непрозрачную жидкость. Это говорит о том, что в растворе имеются разрушенные частицы свинцовых пластин. Если производить восстановление АКБ, их нужно удалить в полной мере. Что заливать в аккумулятор? Для начала нужно использовать дистиллированную воду. Ею наполняем все поврежденные банки, закрываем крышку и тщательно перемешиваем. Не бойтесь переворачивать АКБ вверх ногами.

Так мы лучше очистим внутренности банки от грязи. После смешивания выливаем обратно всю грязь. Что заливать в аккумулятор далее? Еще раз используем воду. Как залить воду в аккумулятор, мы уже знаем. Если после повторного перемешивания она не поменяла цвет, значит, мы удалили всю грязь из пластин. Теперь можно смело заливать сюда электролит и мерить плотность. Путем корректировки уровня воды и электролита мы достигнем идеального значения в 1,28 грамма на кубический сантиметр.

Дистиллированная вода или электролит — что лучше доливать в аккумулятор?

Можно ли доливать электролит вместо дистиллята и наоборот?

Электролит и дистиллированная вода не являются взаимозаменяемыми субстанциями.

Если потребовалось залить дистиллят, пополнять АКБ нужно только им. Заменять его нельзя. Это неизбежно сократит срок службы батареи.

Если потребовалось залить электролита, пополнять АКБ нужно исключительно электролитом.

Электролит в АКБ – это смесь дистиллята и серной кислоты (в соотношении 65-35 %). Основное назначение раствора – подвести ток в момент включения двигателя и поддерживать работу автомобиля с отключенным двигателем (музыка, свет, и др.).

Смесь способна накапливать энергию и передавать электрический ток все время эксплуатации. Изготавливают ее в заводских условиях, но возможно самостоятельное приготовление.

В процессе изготовления серную кислоту (с плотностью 1,4 г/см3) перемешивают с дистиллированной водой (с плотностью 1,0 г/см3).

Итоговая плотность продукта, которая даст возможность полноценно работать батарее по своему назначению 1,27 г/см3. То есть электролит и дистиллят – это два совершенно разных вида. Объединяет их только то, что вода — неотъемлемая часть электролита.

Если плотность не будет в норме, то это приведет к проблемам в эксплуатации АКБ следующего типа:

• Замерзание электролитической смеси при понижении температуры наружного воздуха.
• Снижение функции накопления электрической энергии и ее передачи в необходимом объеме.
• Быстрая разрядка АКБ вследствие неполноценного выполнения работы по назначению.
• Снизится качество работы АКБ в выполнении функций по передаче электрической энергии.
• Срок службы сократится.

Важно! Нужно помнить, что дистиллят и электролит заменять между собой нельзя! Правильный выбор продлит жизнь аккумуляторной батарее. Ошибка приведет к изъятию восстанавливаемой АКБ из пользования и покупке новой, что потребует значительных финансовых затрат.

Как определить, что необходимо?

Для точного определения, какую жидкость залить в батарею, необходимо провести диагностику. Заключаться обследование будет в выявлении причин, по которым уровень жидкости может быть снижен.

Причин может быть несколько.

Выплескивание электролита или его утечка

В этом случае нужно доливать исключительно электролит. При замене его на дистиллят плотность готовой смеси ощутимо снизится.

АКБ будет быстро разряжаться и не сможет полноценно выполнять свои функции по накоплению и передаче электрической энергии. Срок его службы значительно сократится.

Перебор воды в аккумуляторной батарее при эксплуатации в зимний период приведет к замерзанию воды и образованию наледи в верхних слоях. Это негативно скажется на работе батареи и выведет ее из эксплуатации.

Отметим, если зафиксирована именно утечка жидкости разгерметизации батареи, то лучше такую батарею не использовать.

Выкипание дистиллята

В этом случае нужен исключительно дистиллят. При постоянной эксплуатации автомобиля в условиях высокой температуры вода, находящаяся в составе электролита, неизбежно выкипает. В аккумуляторе снижается уровень. Доливая электролит, автоматически повышается плотность итоговой смеси.

В такой ситуации пластины сепаратора будет подвержены сульфатизации (появлению кристаллизационного осадка на металлической поверхности пластин) и их срок эксплуатации сократится ввиду быстрого износа.

Определение причины уменьшения уровня электролита заключается в измерениях его плотности. Выполнять измерение рекомендуется при температуре 15С. Замеры производить нужно во всех банках аккумулятора по отдельности. Измеряют ареометром.

Его можно относительно недорого приобрести в магазине, или взять в пользование в автосервисе:

1. Если при замерах ареометром выявляют, что показатели плотности выше, чем 1,27-1,28 г/см³, можно сделать вывод о том, что часть воды в процессе эксплуатации испарилась. Именно снижение водной составляющей по отношению к серной кислоте может способствовать увеличению плотности. Чтобы довести параметры электролита до нормативных, нужно залить дистиллят.
2. Если при замерах выявляют, что показатели плотности находятся в рабочем диапазоне, значит, испарения воды не происходило. Ее количество находится в норме, необходимой для выполнения всех функций АКБ. Следует пополнить банки электролитом.

Как определить необходимое количество для АКБ?

Понять, какое количество нужно для пополнения смеси электролитом (при условии, что нужен именно он) или дистиллированной водой (в аналогичном случае) можно следующими способами.

Все измерения нужно проводить при полностью заряженном АКБ.

Визуально

На корпус батареи производитель наносит специальные «риски» min – max. Именно по отметкам на АКБ можно ориентироваться сколько требуется (и чего именно) добавить в смесь. Производя заливку, надо следить, чтобы требуемое количество была добавлена выше минимальной отметки, но ниже максимальной.

Если отметок на корпусе нет, то нужно доливать так, чтобы металлические пластины были покрыты на 1-1,5 см.

Инструментально

Существуют специальные мерные трубочки, с помощью которых можно замерять уровень электролитической смеси.

При отсутствии прибора можно использовать любую стеклянную или пластиковую палочку. Подойдет палочка длиной 20-25 см, толщиной 5-7 мм.

Открыв все банки, в каждой по отдельности нужно замерить уровень. Для этого опустить трубочку до упора и поднять ее. На ней четко будет видно, сколько смеси в банке АКБ.

Доливать нужно до того момента, как уровень будет определяться в высоту 1,5-2,0 см. Если дистиллированная вода долита до нужного уровня, плотность электролитической смеси восстановится в первоначальные параметры 1,27 г/см.куб. Это необходимо для обеспечения полноценной работы АКБ.

Внимание! Долив в необслуживаемых аккумуляторах не предусмотрен производителем! Доступ к банкам строго ограничен полной герметизацией корпуса.

В видео подробная информация о том, как измерить уровень электролита в аккумуляторе:

Заключение

Если уровень ощутимо понижен и не достигает отметки min, здесь нужно решать, чем пополнить оставшуюся смесь. В 95% случаев АКБ пополняют именно дистиллятом, хотя допускаются варианты. Правильное решение сможет продлить жизнь батареи, доведя ее параметры до заводских. Ошибка приведет к выводу ее из пользования.

границ | Последние достижения в области электролитов «вода в соли» в отношении перезаряжаемых батарей без лития

Введение

В последнее время проблемы безопасности и стоимость производства аккумуляторных батарей стали основными факторами, ограничивающими их коммерческое применение в портативных электронных устройствах (PED), электромобилях (EV) и стационарных электронных системах накопления энергии (EES) (Wang et al., 2007 ; Суо и др., 2015; Лукацкая и др., 2018). Таким образом, вопрос о том, как эффективно выбрать подходящие материалы для изготовления аккумуляторов, стал важной и сложной темой.Являясь важным компонентом аккумуляторов, электролиты играют жизненно важную роль в превосходных электрохимических характеристиках аккумуляторов и в последние годы привлекают все больше внимания (Kandhasamy et al., 2012; Yan et al., 2012; Suo et al. , 2013). Хотя традиционные органические электролиты нашли привлекательное применение в перезаряжаемых батареях, они по своей сути содержат большое количество дорогих, но легковоспламеняющихся органических растворителей с определенным уровнем токсичности, что делает условия сборки устройства относительно жесткими (Wang et al., 2012; Сюй и Ван, 2016; Ян и др., 2019а). Следовательно, водные электролиты были признаны многообещающими альтернативными кандидатами для усовершенствованных аккумуляторных батарей с момента их первого применения в литий-ионных батареях (LIB) (Li et al., 1994). Водные батареи обладают определенными достоинствами, включая низкую стоимость, высокую безопасность, высокую электронную проводимость, мягкую среду сборки и т. Д. (Wang et al., 2007; Baskar et al., 2014; Huang et al., 2019a). Однако диапазон напряжений электрохимической стабильности водных аккумуляторов составляет всего ~ 1.23 В, что серьезно ограничивает оптимальный выбор материалов катода и анода из-за наличия реакций выделения водорода и / или кислорода. Это исключает большинство электрохимических пар, которые возникают при выходном напряжении выше 1,5 В, что ограничивает увеличение плотности энергии полных устройств (Лу и др., 2011; Ким и др., 2014; Цзян и др., 2019a; Лю и др. ., 2020).

Недавно сообщалось, что высококонцентрированные электролиты типа «вода в соли» (WIS), в которых количество растворенных солей намного превышает количество молекул воды (соотношение соль / растворитель> 1 по объему или весу), увеличивают окно стабильного напряжения в большую сторону. до ~ 3.0 V (Suo et al., 2016, 2017). В электролитах WIS все молекулы воды участвуют в сольватационных оболочках ионов, и никаких «свободных» остатков воды обнаружить не удается. В качестве типичной системы Suo et al. впервые разработал электролит с высокой концентрацией с 21 м (моль кг ^-1 ) бис (трифторметилсульфонил) имида лития (LiTFSI) для водных перезаряжаемых LIB (молярное отношение Li ⁺ к H ₂ O составляет 2,5) ( Wang et al., 2015). Однако экономические и экологические проблемы, а также редкость и растущее потребление ресурсов лития ограничивают масштабируемое применение электрохимических устройств на основе лития.Как следствие, разработка альтернативных водных аккумуляторных батарей на основе некоторых других элементов, богатых землей, оказывается актуальной и более значимой. Поэтому в последнее время интенсивно исследуются водные вторичные батареи на основе одновалентных (Na ⁺ , K ⁺ ) и / или поливалентных (Zn ²⁺ , Mg ²⁺ и Al ³⁺ ) ( Wessells et al., 2011; Zhao et al., 2016; Suo et al., 2017; Wang et al., 2020).

В этом мини-обзоре мы в основном рассмотрели тему электролитов WIS и их последние достижения в различных нелитиевых водных перезаряжаемых металл-ионных батареях (ARMIB).В первом разделе мы вкратце рассмотрели задействованный механизм WIS-электролитов в расширении окна напряжения электрохимической стабильности устройств. А затем мы представили обширный обзор применения электролитов WIS в водных нелитиевых вторичных батареях, включая водные натриево-ионные батареи (ASIB), водные калий-ионные батареи (APIB), водные цинково-ионные батареи (AZIB), водные ионно-магниевые батареи (AMIB) и водные алюминиево-ионные батареи (AAIB).Наконец, мы предложили существующие проблемы и перспективы будущего развития электролитов WIS для усовершенствованных нелитиевых ARMIB.

Механизм действия электролитов «WIS» в расширении электрохимического окна приборов

Хорошо известно, что доля свободной воды является одним из ключевых факторов, влияющих на электрохимическую стабильность электролитов (McEldrew et al., 2018; Vatamanu, Borodin, 2018). В традиционных электролитах типа «соль в воде» (SIW) количество молекул воды значительно превышает количество солей, и они относительно свободны для образования сетей водородных связей.Таким образом, большое количество молекул воды будет разделять или растворять (или разъедать) электродный материал (Dubouis et al., 2018; Huang et al., 2019a). По мере увеличения концентрации соли может образовываться более плотная сольватационная оболочка, связанная с электролитами WIS. Между тем, молекулы «свободная» вода-растворитель обладают меньшей подвижностью. Оказывается, они предпочтительно сольватированы ионами металлов и поэтому менее доступны для разделения анионов солей. Соответственно, водородные связи вода-вода заменяются взаимодействиями, связывающими воду и ионы, что усиливает взаимодействия между катионами и анионами, что может еще больше расширить стабильные рабочие окна электролитов (Азов и др., 2018).

Также считается, что образование межфазного слоя твердого электролита (SEI) с высокой концентрацией соли на поверхности электрода может предотвратить восстановление воды, что положительно влияет на широкий диапазон электрохимической стабильности. В частности, OH ^—, образующийся во время водородно-кислородной реакции в первом цикле, будет химически реагировать с анионами (такими как TFSI), в основном, с образованием стабильной пленки SEI, которая дополнительно предотвращает восстановление воды и повышает окислительную стабильность электродные мастерства (Coustan et al., 2018; Dubouis et al., 2018). Типичная сольватационная структура для электролитов WIS схематически изображена на схеме 1.

Схема 1 . Принципиальная схема сольватационной структуры электролитов WIS. Автор: Linrui Hou и др.

Хорошо известно, что это эффективная стратегия увеличения удельной энергии батарей за счет повышения рабочего напряжения (Xia et al., 2017; Manalastas et al., 2018). Напряжение, согласно следующему уравнению Нернста, сильно зависит от потенциалов полуэлементов как положительного, так и отрицательного электродов.

V = V0-RTnFln CaredCbox (2)

, где В ⁰ — стандартный восстановительный потенциал полуячейки по отношению к стандартному водородному электроду (SHE), R — универсальная газовая постоянная, T — абсолютная температура в кельвинах, n — стехиометрическое число электронов, F — постоянная Фарадея, C _{красный} — концентрация восстановленной формы, C _ox — концентрация окисленной формы и a и b — экспоненциальные степени, определяемые коэффициентами C _{красный} и C _ox в окислительно-восстановительной полуреакции соответственно.

Максимальный потенциал ячейки (Δ V ) критически определяется вычитанием потенциала между положительным и отрицательным ( V ⁰ ₊ — V ⁰ _— ). Более высокая концентрация окисленной формы (C _ox ) устанавливает более сильные восстановительные потенциалы, как показано в уравнениях 1, 2. Концентрация электролита и пленка SEI могут эффективно контролировать разложение электролита, что позволяет окислительно-восстановительным ионам даже с более высокой концентрацией участвуют в электрохимических реакциях в расширенном окне электрохимических напряжений.Расчеты по теории функционала плотности (DFT) считаются эффективным способом расчета потенциалов восстановления солей анионов (Suo et al., 2015; Dawut et al., 2019; Shin et al., 2019).

Электролиты WIS для не литиевых армибов

Принимая во внимание некоторые полученные обзоры об электролитах WIS в литиевых водных батареях (Wang et al., 2012; Kim et al., 2014), этот мини-обзор будет в основном сосредоточен на последних достижениях в области высококонцентрированных электролитов WIS для нелитиевых аккумуляторов. ARMIB, включая ASIB, APIB, AZIB, AMIB и AAIB.Электрохимические свойства этих батарей систематически собраны в Таблице 1.

Таблица 1 . Основные электрохимические свойства водных нелитиевых аккумуляторов на основе WIS.

Хорошо известно, что электролиты как промежуточные соединения ионного переноса, с присущей им ионной проводимостью, подвижностью, межфазными характеристиками и другими свойствами, играют решающую роль в улучшении рабочих характеристик цикла. Разработка и оптимизация функционального электролита со стабильной границей раздела электрод / электролит следует рассматривать как важный способ достижения превосходных электрохимических характеристик в водных батареях.Типичные стратегии проектирования оптимизируются путем изменения компонентов электролита, включая соли и добавки (Peng et al., 2017; Zhao et al., 2020).

Выбор солей существенно влияет на электрохимическую стабильность электролитов, а также на их ионную проводимость и термическую стабильность. Солевые анионы в водных электролитах WIS обычно можно разделить на неорганические (Cl ^—, SO42- и ClO4-) и органические (CF ₃ SO3-, FSI ^—, TFSI ^—, BETI ^— и PTFSI ^— ) (Hong et al., 2013; Zhang et al., 2020). Неорганические соли, вероятно, будут рассматриваться из-за их низкой стоимости и высокой ионной проводимости. Например, меньшее количество побочных реакций и низкая степень окисления Cl ^— делают его пригодным для водных электролитов (Zhang et al., 2018). В случае SO42- низкая стоимость, хорошая совместимость и исключительная стабильность делают его более привлекательным; тем не менее, некоторые побочные продукты, образующиеся при чрезмерном цикле, по-прежнему ограничивают его практическое применение (Zhao et al., 2016; Huang et al., 2019b).Другой анион — это ClO4-, который обладает сильной окисляемостью, что снижает вероятность взрыва и высокую токсичность (Lee et al., 2019). Объемные органические анионы (например, CF ₃ SO3-, FSI ^—, TFSI ^—, BETI ^— и PTFSI ^—) в водных электролитах могут уменьшить эффект сольватации, занимая большое пространство. Эти анионы обладают низкой ионной проводимостью и проблемами коррозии (Yamada et al., 2016; Jiang et al., 2019a; Pan et al., 2019).

ASIBS

Натрий, как один из щелочных металлов, находится близко к литию в периодической таблице Менделеева и имеет относительно низкий электрохимический потенциал (−2.71 В против ОНА). Как правило, SIB имеют много общих химических свойств с LIB (Kim et al., 2012; Li et al., 2013; Boyd and Augustyn, 2018; Zheng et al., 2019). Высококонцентрированные электролиты WIS производят ASIB с лучшей стабильностью при циклическом воздействии. Однако легкая кристаллизация высококонцентрированных электролитов при комнатной температуре серьезно ограничит их практическое применение и даже повредит батареи (Wu et al., 2015; Reber et al., 2019; Zhang et al., 2020). В настоящее время доказано, что гидратные расплавы или бисоль, особенно использование асимметричных имидных анионов (таких как FTFSI и PTFSI), являются эффективными для снижения вязкости и плотности, а также сдерживания кристаллизации за счет разрушения структуры воды и / или изменения вероятности сольватационных структур с ионными агрегациями (Marcus, 2009; Brini et al., 2017; Suo et al., 2017), что, таким образом, приводит к высокой растворимости солевых анионов (Suo et al., 2016; Zheng et al., 2019).

Как сообщалось в предыдущих работах, обычно используемые соли в электролитах ASIB — это NaClO ₄ , NaFSI, NaCF ₃ SO ₃ (NaOTf) и NaTFSI из-за их уникальных свойств. Suo et al. впервые сообщили о слое SEI, проводящем Na ⁺ , на поверхности анода NaTi ₂ (PO ₄ ) ₃ в электролите 9.26 м трифторметансульфонат натрия (NaCF ₃ SO ₃ или NaOTf), который расширяет окно электрохимической стабильности NaTi ₂ (PO ₄ ) ₃ до 2,5 В (по сравнению с Na ⁺ / Na) (Suo et al., 2017). Кюнель и его сотрудники получили бис (фторсульфонил) имид натрия со сверхвысокой концентрацией (до 37 M) (NaFSI) в воде путем быстрого отверждения всего перенасыщенного раствора, предлагая стабильное электрохимическое окно 2,6 В. Поразительно, но водный NaTi ₂ (PO ₄ ) ₃ // Na ₃ (VOPO ₄ ) ₂ F натрий-ионный аккумулятор с электролитом 35 м NaFSI демонстрирует электрохимически обратимое поведение в пределах электрохимического окна над 2.0 V (Kühnel et al., 2017). Также показано, что электролиты NaFSI с различными концентрациями эффективно расширяют окна напряжений ASIB (Zheng et al., 2019). Другим широко используемым электролитом в ASIB является раствор NaClO ₄ . Когда его моляльность увеличивается до 17 м, может быть реализовано стабильное окно электрохимического потенциала ~ 2,8 В (Nakamoto et al., 2017, 2018; Lee et al., 2019). Однако потенциальная опасность взрыва и высокая токсичность могут препятствовать широкому использованию NaClO ₄ .Battaglia et al. исследовали натриево-ионный аккумулятор NaTi ₂ (PO ₄ ) ₃ // Na ₃ (VOPO ₄ ) ₂ F с использованием смешанного электролита NaFSI / NaFTFSI (25 м NaFSI и 10 моль / л NaFSI). NaFTFSI). Уникальное устройство демонстрирует превосходные электрохимические характеристики с точки зрения стабильности цикла, обратимой емкости и плотности энергии в широком диапазоне рабочих температур от -10 до 30 ° C, используя положительную роль смешанного электролита (Reber et al., 2019). Новый тип смешанных электролитов WIS, содержащих инертные катионы (TEA ⁺ ), получают растворением трифторметансульфоната натрия (NaOTf) и трифторметансульфоната тетраэтиламмония (TEAOTf) в воде. Когда общая концентрация соли достигает 31 м (9 м NaOTf и 22 м TEAOTf), уникальный электролит NaOTf / TEAOTf обладает широким диапазоном напряжений ~ 3,3 В, а также подавляет растворение положительного переходного металла ( Jiang et al., 2019a).

APIBS

Калий-ионные батареи (PIB) также считаются многообещающей системой хранения энергии из-за их обильных запасов калия (Su et al., 2016; Эфтехари и др., 2017). Как правило, калий обладает более низким стандартным окислительно-восстановительным потенциалом, чем его аналоги Na и Li, что гарантирует PIB с потенциально более высоким напряжением ячейки. Однако более высокий потенциал ионизации и больший ионный радиус самого K ограничивают выбор электродных материалов для усовершенствованных APIB (Suo et al., 2017; Hwang et al., 2018). Благодаря меньшему радиусу Стокса сольватированного K ⁺ из-за его слабой кислотности по Льюису и низкому сопротивлению межфазной реакции из-за малой энергии активации десольватации, K-содержащие электролиты всегда демонстрируют более высокую проводимость, чем его аналоги Li / Na (Komaba и другие., 2015; Ким и др., 2017; Чен и др., 2020). Между тем, слабая стойкость электролитов к окислению и недостаточная пассивация на поверхности отрицательных электродов приводят к умеренным обратимым емкостям, особенно в начальном цикле или в рабочих окнах высокого напряжения (> 4,0 В), что ограничивает огромное развитие APIB (Хосака и др., 2018). Следовательно, важно установить высокоэнергетические APIB для целенаправленного исследования подходящих электролитов.

Леонард и его сотрудники впервые сообщили о водном электролите 30 м ацетата калия (KAc) для APIB (Леонард и др., 2018). С электролитом анод KTi ₂ (PO ₄ ) ₃ (KTP) демонстрирует хорошие обратимые характеристики в расширенном электрохимическом окне от -1,7 до 1,5 В (по сравнению с Ag / AgCl). По сравнению с электролитами на основе KAc и LiTFSI с одинаковой концентрацией электролиты на основе бис (фторсульфонил) имида (KFSI) обладают более высокой проводимостью (Chen et al., 2020). Электролит 30 м KFSI также показывает окно электрохимической стабильности от -1,55 до 2,42 В (по сравнению с Hg / Hg ₂ Cl ₂ ), что позволяет b -перилен-3,4,9,10- диангидрид тетракарбоновой кислоты (b -PTCDA) и даже полные батареи на основе b -PTCDA для стабильной работы в таких высококонцентрированных электролитах без выделения водорода и растворения материала (Chen et al., 2020). Jiang et al. также исследовали водный диимид 3,4,9,10-перилентетракарбоновой кислоты (анод) // K _1,85 Fe _0,33 Mn _0,67 [Fe (CN) ₆ ] _0,98 · 0,77H ₂ O (катодное) полное устройство с 20 м электролитом KCF ₃ SO ₃ (KOTf) WIS и полная батарея демонстрируют беспрецедентные характеристики с точки зрения обратимой емкости и поведения скорости (Jiang et al., 2019b).

Асимметричные гидратные расплавы с оптимизированной эвтектической системой описаны как стабильный водный электролит с хорошей текучестью и пониженной вязкостью / плотностью, в котором все молекулы воды участвуют в гидратных оболочках Li ⁺ (Yamada et al., 2016). С введенным стабильным асимметричным анионом (например, PTFSI ^— ), K (PTFSI) _0,12 (TFSI) _0,08 (OTf) _0,8 · 2H ₂ O в качестве щелочных расплавов демонстрирует отличную растворимость в воде и расширенное рабочее окно ~ 2,5 В (~ 2,14–4,65 В по сравнению с K ⁺ / K), но не страдает от уязвимой связи SF. Кроме того, ионная проводимость K (PTFSI) _0,12 (TFSI) _0,08 (OTf) _0,8 2H ₂ O поддерживается на уровне ~ 34.6 мСм см ^-1 , что намного выше, чем у других типичных неводных электролитов (~ 10 мСм см ^-1 ) (Zheng et al., 2019).

АЗИБС

В последнее время AZIB, благодаря их замечательной термической стабильности, высокой теоретической удельной емкости (~ 820 мАч г ^-1 ), искробезопасности и низкой стоимости металлического Zn, считаются наиболее многообещающей альтернативой LIB. Более того, металлический Zn стабилен и может непосредственно использоваться в качестве электрохимически обратимого анода в водных электролитах (Zhang, 1996; Li et al., 2019). Однако его широкое применение все еще ограничено подходящими водными электролитами с превосходными тепловыми свойствами и безопасностью. Предыдущие работы показали, что щелочные водные электролиты приводят к образованию дендрита цинка и побочного продукта ZnO, вызывая плохую циклическую емкость и низкие значения CE (Zhang et al., 2014; Wang et al., 2018a). Точно так же нейтральные или слабокислые электролиты на основе солей цинка с высокими концентрациями являются очень эффективным способом решения этих проблем.

Обычно растворы ZnSO ₄ и Zn (CF ₃ SO ₃ ) ₂ обычно используются в качестве электролитов для AZIB из-за их превосходной стабильности и совместимости (Song et al., 2018). Zhao et al. собрал Zn // LiMn _0,8 Fe _0,2 PO ₄ водный гибридно-ионный аккумулятор с 0,5 м ZnSO ₄ и 21 м LiTFSI в качестве электролита WIS. Уникальное устройство обеспечивает высокую удельную энергию ~ 183 Вт · ч ⁻¹ и высокое рабочее напряжение, превышающее 1.8 В (Zhao et al., 2016). Однако электролит ZnSO ₄ для AZIB всегда страдает из-за его ограниченной растворимости и более низкой эффективности удаления цинка / нанесения покрытия. Напротив, электролит Zn (CF ₃ SO ₃ ) ₂ демонстрирует меньшую поляризацию и более высокие значения CE, что делает его пригодным для широкого применения в водных ZIB (Huang et al., 2019b; Xie et al., 2020). Группа Майя разработала новую водную гибридно-ионную батарею Zn // V ₂ O ₅ с электролитом WIS 1 м Zn (CF ₃ SO ₃ ) ₂ и 21 м LiTFSI.По сравнению с батареей Zn (CF ₃ SO ₃ ) ₂ (1 м), батарея Zn // V ₂ O ₅ с WIS-электролитом (21 м LiTFSI и 1 м Zn (CF ₃ SO ₃ ) ₂ ) показал более стабильную плато заряда / разряда и циклическую производительность (Hu et al., 2017). Кроме того, благодаря анионам TFSI ^— большого размера, Zn (TFSI) ₂ , как новая органическая соль цинка, может эффективно снижать эффект сольватации. Группа Вана разработала электролит WIS из 1 м Zn (TFSI) ₂ + 20 м LiTFSI, который способен удерживать воду в открытой атмосфере.Он эффективно способствует осаждению / удалению металлического Zn без дендритов с почти 100% CE и обеспечивает беспрецедентную обратимость водных ZIB с катодами LiMn ₂ O ₄ или O ₂ (Wang et al., 2018a) . Кроме того, новый недорогой электролит WIS с содержанием 30 м ZnCl ₂ может обеспечить широкое электрохимическое окно 2,3 В благодаря меньшему количеству побочных реакций и низкому окислительному Cl ^— (Zhang et al., 2018). В симметричной ячейке Zn || Zn с 30 мкм электролитом ZnCl ₂ Zn электрод обеспечивает высокий CE 95.4% и высокий стабильный профиль гальваностатического заряда-разряда более 600 часов без каких-либо значительных колебаний перенапряжения (Zhang et al., 2018).

AMIBS

Многовалентные ионы, как хорошие переносчики, могут переносить больше электронов, чем одновалентные ионы. Помимо Zn ²⁺ , другой ион двухвалентного металла Mg ²⁺ с низким потенциалом восстановления (-2,37 В) также считается преобладающим носителем заряда для AMIB из-за высокой объемной удельной емкости Mg (~ 3833 мАч. L ⁻¹ ) и общая задержка роста дендритов (Rasul et al., 2012; Song et al., 2015; Сюй и др., 2015; Sun et al., 2016). Текущие разработки и практическое применение электролитов для AMIB ограничены коррозией электролитов (Wang et al., 2017; Zhao et al., 2020). Электрохимическое растворение Mg происходит при высоком перенапряжении, что ограничивает выбор растворителей (Hebié et al., 2017). Следовательно, обычно используемые анионы (Cl ^—, SO42-, ClO4-, CF ₃ SO3-) в других ARMIB не могут быть напрямую применены к AMIB.Более того, высокая плотность заряда многовалентных ионов будет вызывать сильные кулоновские взаимодействия как с решеткой растворителей электролитов, так и с материалами электродов, что является неблагоприятным фактором для улучшения электрохимических характеристик (Lapidus et al., 2014; Wang et al., 2018b). Пока что AMIB все еще находятся в зачаточном состоянии; только несколько возможных материалов на основе электролитов WIS показывают обратимые характеристики по отношению к AMIB.

Более того, Mg (TFSI) ₂ , как нейтральная молекула, полностью не вызывает коррозии, безопасен и экологически чист, и его можно ожидать для применения AMIB (Yoo et al., 2013). Wang et al. изготовили устройство из полипиромеллитового диангидрида // Li ₃ V ₂ (PO ₄ ) ₃ с использованием 4 м Mg (TFSI) ₂ в качестве электролита. Полная ячейка демонстрирует превосходные электрохимические свойства, включая отличную производительность, высокую плотность мощности и высокую емкость в электрохимическом окне 1,9 В (Wang et al., 2017).

AAIBS

Алюминий — первый металлический элемент в земной коре, который широко исследован в качестве материала анода для AAIB (Wang et al., 2016). Более того, ионный радиус Al ³⁺ (0,054 нм) намного меньше, чем у Li ⁺ (0,076 нм), что обеспечивает быстрое введение / извлечение Al ³⁺ во время процесса заряда / разряда (Rudd и Гиббонс, 1994; Li et al., 2007; Das et al., 2017; Yang et al., 2019b). Кроме того, алюминиевый анод обладает большой гравиметрической / объемной емкостью (~ 2,980 мАч / г ^-1 / ~ 8,046 мАч / см ^-3 ) благодаря своей уникальной способности переноса трех электронов. Однако низкая ионная проводимость, коррозия с низкими концентрациями электролитов и рост дендритов по-прежнему ограничивают электрохимическую стабильность электролитов, тем самым ограничивая его крупномасштабные энергетические применения (Liu et al., 2012; Накаяма и др., 2015; Чжао и др., 2018). Таким образом, ключом к разработке AAIB является использование электролитов WIS для создания высокоэффективных электродов, которые могут способствовать растворению дендритов, тем самым значительно улучшая стабильность цикла.

AlCl ₃ , благодаря сверхнизкой стоимости и безопасности, широко используется в качестве электролитов для AAIB. Pan et al. сообщили о высококонцентрированном водном растворе AlCl ₃ (3,382 м) в качестве электролита для новой водной батареи Al / AlCl ₃ / графит, которая может стабильно работать в диапазоне электрохимической стабильности ~ 4 В и проявлять большую емкость ~ 165 при 500 мА g ⁻¹ вместе с высоким CE 95% за 1000 циклов (Pan et al., 2019). Кроме того, Al (OTf) ₃ — это другой тип электролита с некоррозионными свойствами, что делает его более предпочтительным, чем коррозионный AlCl ₃ при применении в AAIB (Das et al., 2017). Группа Чена представила электролит 5 m Al (OTf) ₃ для электрохимической оценки катода FeFe (CN) ₆ (FF-PBA) типа аналогов берлинского голубого. Что интересно, с электролитом FF-PBA показывает чрезвычайно высокую начальную разрядную емкость ~ 116 мАч g ^-1 и длительный срок службы при затухании емкости 0.39% за цикл в расширенном рабочем окне 2,65 В (Zhou et al., 2019). До сих пор сообщалось о нескольких других электролитах WIS для AAIB.

Заключение

Электролиты, как промежуточные соединения ионного переноса с присущей ионной проводимости, подвижностью, межфазными характеристиками и другими свойствами, играют решающую роль в улучшении рабочих характеристик цикла, емкости и безопасности батарей. Электролиты WIS с высококонцентрированными солевыми растворами, в частности, могут расширять окна электрохимического потенциала водных устройств примерно до 3 В и приводить к низкой активности растворителя (молекул воды) и высокой химической стабильности (сдерживание побочных реакций).Кроме того, формирование стабильной пленки SEI также наделяет клетки высокой плотностью энергии и превосходной стабильностью при циклическом воздействии. Этот мини-обзор в основном посвящен электролитам WIS для ARMIB и суммирует результаты недавних исследований электролитов WIS в нелитиевых батареях с одновалентными (Na, K) и мультивалентными (Zn, Mg, Al) ионами.

Однако исследования, основанные на электролитах WIS, все еще находятся на начальной стадии, судя по достижениям, о которых сообщалось на данный момент; Задачи и перспективы будущего развития WIS-электролитов для нелитиевых ARMIB предлагаются следующим образом.Во-первых, научная основа для высококонцентрированных электролитов WIS создаст некоторые новые, но неизвестные концепции, которые могут противоречить текущим классическим теориям, и должны быть в дальнейшем раскрыты с помощью элегантной комбинации спектроскопических методов in / ex-situ и теоретических моделирование / расчет. Например, необходимо всесторонне изучить собственный ионный транспорт и функциональные механизмы образования SEI в электролите WIS, которые отличаются от обычных систем SIW.Во-вторых, для высокоэффективных WIS-электролитов следует принимать во внимание дальнейшие исследования соответствующих солей, особенно с высокой термодинамической стабильностью, суперионной проводимостью и хорошей совместимостью с обоими электродами при низкой стоимости, учитывая их практическое коммерческое применение. В-третьих, необходимо также найти баланс между электролитами с высокой концентрацией и низкой вязкостью и кристаллизацией.

Несмотря на огромные трудности и проблемы, мы твердо уверены, что водные аккумуляторные батареи на основе электролитов WIS получат быстрое и устойчивое развитие в ближайшем будущем.Это приведет к появлению новых возможностей для будущего накопления энергии.

Авторские взносы

YW: формальный анализ, расследование, написание — первоначальный черновик и написание — просмотр и редактирование. XM: расследование. JS: формальный анализ и написание — просмотр и редактирование. YL: визуализация и программное обеспечение. LH: формальный анализ, исследование, концептуализация, написание — рецензирование и редактирование, а также получение финансирования. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Финансирование

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (№№ 51772131, 51802119), Фондом докторантуры естественных наук провинции Шаньдун (ZR2019BEM038, ZR2019BB057) и Фондом докторантуры естественных наук Университета Цзинань (XBS1830).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Азов, В. А., Егорова, К. С., Сейткалиева, М. М., Кашин, А. С., Анаников, В. П. (2018). Системы «сольвент в соли» для разработки новых материалов в химии, биологии и энергетических исследованиях. Chem. Soc. Re. 47, 1250–1284. DOI: 10.1039 / c7cs00547d

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Баскар С., Мейрик Д., Калаи Селван Р. и Минакши М. (2014). Легкий и крупномасштабный синтез альфа-CoMoO4 с помощью сжигания: имитирует окислительно-восстановительное поведение батареи в водном гибридном устройстве. Chem. Англ. J. 253, 502–507. DOI: 10.1016 / j.cej.2014.05.068

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бойд, С., Августин, В. (2018). Оксиды переходных металлов для водного накопления электрохимической энергии с ионами натрия. Inorg. Chem. Передний. 5, 999–1015. DOI: 10.1039 / c8qi00148k

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Брини, Э., Феннелл, К. Дж., Фернандес-Серра, М., Хрибар-Ли, Б., Лукшич, М., и Дилл, К. А. (2017). Как свойства воды закодированы в ее молекулярной структуре и энергии. Chem. Ред. 117, 12385–12414. DOI: 10.1021 / acs. ~ chemrev.7b00259.

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chen, H., Zhang, Z. Y., Wei, Z. X., Chen, G., Yang, X., Wang, C.Z., et al. (2020). Использование водно-солевого электролита для предотвращения растворения органических материалов и улучшения кинетики водно-ионных калийных батарей. Sustain. Энергетическое топливо 4, 128–131. DOI: 10.1039 / c9se00545e

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кустан, Л., Загиб, К., Беланже, Д. (2018). Новое понимание электрохимического поведения электрода из нержавеющей стали в водно-солевом электролите. J. Источники энергии 399, 299–303. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2018.07.114

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дас, С. К., Махапатра, С., Лахан, Х. (2017). Алюминиево-ионные аккумуляторы: разработки и проблемы. J. Mater. Chem. А 5, 6347–6367. DOI: 10.1039 / c7ta00228a

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Давут, Г., Лу, Ю., Мяо, Л.С., и Чен, Дж. (2019). Высокоэффективные перезаряжаемые водные цинк-ионные батареи с катодом из поли (бензохинонилсульфида). Inorg. Chem. Передний. 5, 1391–1396. DOI: 10.1039 / c8qI00197a

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Dubouis, N., Lemaire, P., Mirvaux, B., Salager, E., Deschamps, M., and Grimaud, A. (2018). Роль реакции выделения водорода на механизм межфазного образования твердых электролитов для «водно-солевых» электролитов. Energy Environ.Sci. 11, 3491–3499. DOI: 10.1039 / c8ee02456a

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hebié, S., Ngo, H.P.K., Leprêtre, J.C., Iojoiu, C., Cointeaux, L., Berthelot, R., et al. (2017). Электролит на основе легко синтезируемой недорогой трифенолят-борогидридной соли для высокоэффективных магниевых перезаряжаемых магниевых батарей с Mg (TFSI) ₂ -глим. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 9, 28377–28385. DOI: 10.1021 / acsami.7b06022

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хонг, С.Ю., Ким, Ю., Пак, Ю., Чой, А., Чой, Н., и Ли, К. Т. (2013). Носители заряда в аккумуляторных батареях: ионы Na против ионов Li. Energy Environ. Sci. 6, 2067–2081. DOI: 10.1039 / c3ee40811f

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хосака Т., Кубота К., Кодзима Х. и Комаба С. (2018). Высококонцентрированные растворы электролитов для калийно-ионных аккумуляторов класса 4 В. Chem. Comm. 54, 8387–8390. DOI: 10.1039 / c8cc04433c

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ху, П., Ян, М. Ю., Чжу, Т., Ван, X. П., Вэй, X. J., Ли, Дж. Т. и др. (2017). Zn / V ₂ O ₅ Водный гибридно-ионный аккумулятор с высоковольтной платформой и длительным сроком службы. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 9, 42717–42722. DOI: 10.1021 / acsami.7b13110

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хуанг, Дж. Х., Го, З. В., Ма, Ю. Ю., Бин, Д., Ван, Ю. Г. и Ся, Ю. Г. (2019a). Недавний прогресс аккумуляторных батарей с использованием мягких водных электролитов. Малые методы 3: 1800272. DOI: 10.1002 / smtd.201800272

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hwang, J.-Y., Myung, S.-T., and Sun, Y.-K. (2018). Последние достижения в области перезаряжаемых калиевых батарей. Adv. Веселье. Матер. 28: 1802938. DOI: 10.1002 / adfm.201802938

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jiang, L. W., Liu, L. L., Yue, J. M., Zhang, Q.Q., Zhou, A. X., Borodin, O., et al. (2019a). Высоковольтная водно-ионная аккумуляторная батарея с водно-солевым электролитом с инертными катионами. Adv. Матер. 32: 1

7. DOI: 10.1002 / adma.201

7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jiang, L. W., Lu, Y. X., Zhao, C. L., Liu, L. L., Zhang, J. N., Zhang, Q.Q., et al. (2019b). Создание водных K-ионных аккумуляторов для хранения энергии. Nat. Энергия 4, 495–503. DOI: 10.1038 / s41560-019-0388-0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кандхасами С., Пандей А. и Минакши М. (2012). Золь-гель путь с поливинилпирролидоном LiCo _1/ 3Mn _1/3 Ni _1/3 PO ₄ композитный катод для водной аккумуляторной батареи. Электрохим. Acta 60, 170–176. DOI: 10.1016 / j.electacta.2011.11.028

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Х., Хонг, Дж., Пак, К.-Й., Ким, Х., Ким, С.-В., и Канг, К. (2014). Водные перезаряжаемые ионно-литиевые и натриевые батареи. Chem. Ред. 114, 11788–11827. DOI: 10.1021 / cr500232y

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Х., Ким, Дж. К., Бьянкини, М., Сео, Д.-Х., Родригес-Гарсия, Дж., И Седер, Г.(2017). Последние достижения в области электродных материалов для K-ионных аккумуляторов. Adv. Energy Mater. 8: 1702384. DOI: 10.1002 / aenm.201702384

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким С.-В., Сео Д.-Х., Ма X. Х., Седер Г. и Канг К. (2012). Электродные материалы для перезаряжаемых натриево-ионных батарей: потенциальные альтернативы существующим литий-ионным батареям. Adv. Energy Mater. 2, 710–721. DOI: 10.1002 / aenm.201200026

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Комаба, С., Хасегава, Т., Дахби, М., и Кубота, К. (2015). Внедрение калия в графит для создания высоковольтных / мощных калий-ионных батарей и калий-ионных конденсаторов. Электрохим. Commun. 60, 172–175. DOI: 10.1016 / j.elecom.2015.09.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кюнель, Р. С., Ребер, Д., и Батталья, К. (2017). Высоковольтный водный электролит для натриево-ионных аккумуляторов. ACS Energy Lett. 2, 2005–2006. DOI: 10.1021 / acsenergylett.7b00623

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лапидус, С. Х., Раджпут, Н. Н., Ку, X., Чепмен, К. В., Перссон, К. А., и Чупас, П. Дж. (2014). Сольватационная структура и энергетика электролитов для хранения многовалентной энергии. Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 21941–21945. DOI: 10.1039 / c4cp03015j

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, М. Х., Ким, С. Дж., Чанг, Д. Х., Ким, Дж. С., Мун, С., О, К. и др. (2019).К недорогой высоковольтной водно-натриевой аккумуляторной батарее. Mater. Сегодня 29, 26–36. DOI: 10.1016 / j.mattod.2019.02.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Леонард, Д. П., Вэй, З. X., Чен, Г., Ду, Ф., и Цзи, X. Л. (2018). Водно-солевой электролит для калий-ионных аккумуляторов. ACS Energy Lett. 3, 373–374. DOI: 10.1021 / acsenergylett.8b00009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, К. С., Цзи, В. К., Чен, Дж., и Тао, З. Л. (2007). Металлические алюминиевые наностержни: синтез методом осаждения из паровой фазы и применение в алюминиевых / воздушных батареях. Chem. Матер. 19, 5812–5814. DOI: 10,1021 / см7018795

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, X. L., Ma, L. T., Zhao, Y. W., Yang, Q., Wang, D.H., Huang, Z. D., et al. (2019). Нанопроволоки гидратированного гибридного оксида ванадия в качестве лучшего катода для водной цинковой батареи. Mater. Сегодня Энергия 14: 100361. DOI: 10.1016 / j.mtener.2019.100361

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, Z., Young, D., Xiang, K., Carter, W. C., and Chiang, Y.-M. (2013). На пути к высокомощным водным натрий-ионным батареям высокой энергии: система NaTi ₂ (PO ₄ ) ₃ / Na _0,44 MnO ₂ . Adv. Energy Mater. 3, 290–294. DOI: 10.1002 / aenm.201200598

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю К., Чи, X. W., Han, Q., и Лю, Y. (2020). Батарея на водной основе с высокой плотностью энергии, достигаемая за счет двойных реакций растворения / осаждения, разделенных в кислотно-щелочном электролите. Adv. Energy Mater. 10: 19. DOI: 10.1002 / aenm.2019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю С., Ху, Дж. Дж., Янь, Н. Ф., Пань, Г. Л., Ли, Г. Р., и Гао, Х. П. (2012). Поведение алюминиевых массивов нанотрубок анатаза TiO ₂ в водном растворе для ионно-алюминиевых батарей. Energy Environ. Sci. 5, 9743–9746. DOI: 10.1039 / c2ee22987k

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лукацкая М.Р., Фельдблюм Ю.I., Mackanic, D.G., Lissel, F., Michels, D.L., Cui, Y., et al. (2018). Концентрированные смешанные водно-солевые растворы ацетата катионов в качестве экологически чистых и недорогих высоковольтных электролитов для водных аккумуляторов. Energy Environ. Sci. 11, 2876–2883. DOI: 10.1039 / c8ee00833g

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маналастас, В. Дж., Кумар, С., Верма, В., Чжан, Л. П., Юань, Д., и Шринивасан, М. (2018). Вода в аккумуляторных поливалентных ионных батареях: электрохимический ящик Пандоры. ChemSusChem. 12, 379–396. DOI: 10.1002 / cssc.201801523

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

МакЭлдрю М., Гудвин З. А. Х., Корнышев А. А., Базант М. З. (2018). Теория двойного слоя в водно-солевых электролитах. J. Phys. Chem. Lett. 9, 5840–5846. DOI: 10.1021 / acs.jpclett.8b02543

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Накамото, К., Сакамото, Р., Ито, М., Китаджо, А., и Окада, С. (2017). Влияние концентрированного электролита на водную натриево-ионную батарею с катодом из гексацианоферрата марганца натрия. Электрохим. 85, 179–185. DOI: 10.5796 / электрохимия.85.179

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Накамото, К., Сакамото, Р., Савада, Ю. К., Ито, М., и Окада, С. (2018). Водный натрий-ионный аккумулятор более 2 В с электродами типа берлинского голубого. Малые методы 3: 1800220. DOI: 10.1002 / smtd.201800220

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Накаяма, Ю., Сенда, Ю., Кавасаки, Х., Кошитани, Н., Хосой, С., Кудо, Ю. и др. (2015). Электролиты на основе сульфона для алюминиевых аккумуляторных батарей. Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 5758–5766. DOI: 10.1039 / c4cp02183e

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пан, В. Д., Ван, Ю. Ф., Чжан, Ю. Г., Квок, Х. Ю. Х., Ву, М. Ю., Чжао, X. Л. и др. (2019). Недорогая аккумуляторная алюминий-ионная аккумуляторная батарея без дендритов с превосходными характеристиками. J. Mater.Chem. А 7, 17420–17425. DOI: 10.1039 / c9ta05207k

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пэн Н., Чжао Н., Чжан З. Г., Ван Х., Линь Х., Лю М. и др. (2017). Стабилизирующий интерфейс Li / электролит с трансплантируемым защитным слоем на основе наноразмерных доменов LiF. Nano Energy 39, 662–672. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2017.07.052

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Расул, С., Судзуки, С., Ямагути, С., и Мияяма, М.(2012). Положительные электроды большой емкости для вторичных Mg-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 82, 243–249. DOI: 10.1016 / j.electacta.2012.03.095

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ребер Д., Кюнель Р. С. и Батталья К. (2019). Подавление кристаллизации водно-солевых электролитов асимметричными анионами обеспечивает низкотемпературную работу высоковольтных водных аккумуляторов. ACS Materials Lett. 1, 44–51. DOI: 10.1021 / acsmaterialslett.9b00043

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Радд, Э.Дж. И Гиббонс Д. В. (1994). Алюминий / кислородный элемент с высокой плотностью энергии. J. Источники энергии 47, 329–340. DOI: 10.1016 / 0378-7753 (94) 87012-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шин, Дж., Чой, Д. С., Ли, Х. Дж., Юнг, Ю. С. и Чой, Дж. У. (2019). Гидратированная интеркаляция для высокоэффективных водных цинково-ионных батарей. Adv. Energy Mater. 9: 13. DOI: 10.1002 / aenm.2013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сонг, Дж., Нокед, М., Джиллет, Э., Дуай, Дж., Рублофф, Г., и Ли, С. Б. (2015). Активация катода MnO ₂ водостимулированной вставкой Mg ²⁺ для ионно-магниевого аккумулятора. Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 5256–5264. DOI: 10.1039 / c4cp05591h

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сонг, М., Тан, Х., Чао, Д. Л., и Фан, Х. Дж. (2018). Последние достижения в области ионно-цинковых аккумуляторов. Adv. Веселье. Матер. 28: 1802564. DOI: 10.1002 / adfm.201802564

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Су, Д. В., МакДонанг, А., Цяо, С.-, З. и Ван, Г. X. (2016). Водные ионно-калийные аккумуляторы большой емкости для крупномасштабного хранения энергии. Adv. Матер. 29: 1604007. DOI: 10.1002 / adma.201604007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сан, X. Q., Даффорт, В., Мехди, Б. Л., Браунинг, Н. Д., и Назар, Л. Ф. (2016). Исследование механизма внедрения Mg в бирнессит в неводных и водных перезаряжаемых Mg-ионных батареях. Chem. Матер. 28, 534–542. DOI: 10.1021 / acs.chemmater.5b03983

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Суо, Л. М., Бородин, О., Гао, Т., Ольгин, М., Хо, Дж., Фан, X. Л. и др. (2015). Электролит «вода в соли» позволяет получать высоковольтные водные литий-ионные химические соединения. Наука 350, 938–943. DOI: 10.1126 / science.aab1595

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Суо, Л. М., Бородин, О., Сун, В., Фань, X. Л., Янг, К.Y., Wang, F., et al. (2016). Усовершенствованная высоковольтная литий-ионная аккумуляторная батарея на водной основе с использованием электролита «вода в бисоле». Angew. Chem. Int. Эд. 55, 7136–7141. DOI: 10.1002 / ange.201602397

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Суо, Л. М., Бородин, О, Ван, Ю. С., Ронг, X. Х., Сан, В., Фан, X. Л. и др. (2017). Электролит «вода в соли» делает водные натриево-ионные батареи безопасными, экологичными и долговечными. Adv. Energy Mater. 7: 1701189.DOI: 10.1002 / aenm.201701189

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Суо, Л. М., Ху, Ю. С., Ли, Х., Арманд, М., и Чен, Л. К. (2013). Новый класс сольвентного электролита для высокоэнергетических перезаряжаемых металлических литиевых батарей. Nat. Commun. 4: 1481. DOI: 10.1038 / ncomms2513

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ватаману, Дж., Бородин, О. (2018). Разветвления межфазной структуры вода-в-соли на заряженных электродах для электрохимической стабильности электролита. J. Phys. Chem. Lett. 8, 4362–4367. DOI: 10.1021 / acs.jpclett.7b01879

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Ф., Бородин, О., Гао, Т., Фань, X. Л., Сунь, В., Хан, Ф. Д. и др. (2018a). Сильно обратимый цинк-металлический анод для водных аккумуляторов. Nat. Матер. 17, 543–549. DOI: 10.1038 / s41563-018-0063-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Ф., Фань, X. Л., Гао, Т., Сунь, В., Ма, З.H., Yang, C.Y. и др. (2017). Высоковольтные водные ионно-магниевые батареи. ACS Cent. Sci. 3, 1121–1128. DOI: 10.1021 / acscentsci.7b00361

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, F. X., Yu, F., Wang, X. W., Chang, Z., Fu, L.J., Zhu, Y. S., et al. (2016). Перезаряжаемый ионно-цинковый аккумулятор на водной основе с хорошими характеристиками при езде на велосипеде. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 8, 9022–9029. DOI: 10.1021 / acsami.5b06142

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Г., Фу, Л., Чжао, Н., Ян, Л., Ву, Ю. и Ву, Х. (2007). Перезаряжаемая литиевая батарея на водной основе с хорошими характеристиками при езде на велосипеде. Angew. Chem. Int. Эд. 46, 295–297. DOI: 10.1002 / anie.200603699

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Х., Ван М. и Тан Ю. Б. (2018b). Новый цинк-ионный гибридный суперконденсатор для долговечных и недорогих аккумуляторов энергии. Energy Storage Mater. 13, 1–7. DOI: 10.1016 / j.ensm.2017.12.022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, P. P., Chen, Z., Wang, H., Ji, Z. Y., Feng, Y. P., Wang, J. Q., et al. (2020). Высокоэффективная гибкая водно-ионная аккумуляторная батарея с длительным сроком службы. Energy Storage Mater. 25, 426–435. DOI: 10.1016 / j.ensm.2019.09.038

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Ю. Г., Йи, Дж., И Ся, Ю. Г. (2012). Прогресс в области водных литий-ионных аккумуляторов. Adv. Energy Mater. 2, 830–840. DOI: 10.1002 / aenm.201200065

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, Y. S., Liu, J., Lee, B., Qiao, R. M., Yang, Z. Z., Xu, S. Y., et al. (2015). Ti-замещенный оксид Na _0,44 MnO ₂ туннельного типа в качестве отрицательного электрода для водных натрий-ионных аккумуляторов. Nat. Commun. 6. 1–10. DOI: 10.1038 / ncomms7401

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уэсселлс, К. Д., Педдада, С.В., Хаггинс Р. А., Цуй Ю. (2011). Электроды из наночастиц гексацианоферрата никеля для водных натриевых и ионно-калиевых аккумуляторов. Nano Lett. 11, 5421–5425. DOI: 10.1021 / nl203193q

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wu, X. Y., Luo, Y., Sun, M. Y., Qian, J. F., Cao, Y. L., Ai, X. P., et al. (2015). Низкодефектные нанокубцы берлинского голубого цвета в качестве катодов большой емкости и длительного срока службы для водных Na-ионных аккумуляторов. Nano Energy 13, 117–124.DOI: 10.1016 / j.nanoen.2015.02.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Xie, X. S., Liang, S. Q., Gao, J. W., Guo, S., Guo, J. B., Wang, C., et al. (2020). Управление кинетикой ионного переноса и стабильностью границы раздела для высокоэффективных металлических цинковых анодов. Energy Environ. Sci. 13, 503–510. DOI: 10.1039 / C9EE03545a

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сюй, К. Дж., Чен, Ю. Ю., Ши, С., Ли, Дж., Кан, Ф. Ю. и Су, Д. С. (2015).Вторичные батареи с многовалентными ионами для хранения энергии. Sci. Отчет 5: 14120. DOI: 10.1038 / srep14120

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ямада Ю., Усуи К., Содеяма К., Ко С., Татэяма Ю. и Ямада А. (2016). Электролиты гидрат-расплав для водных аккумуляторов с высокой плотностью энергии. Nat. Энергия. 1: 16129. DOI: 10.1038 / nenergy.2016.129

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ян, Дж., Ван Дж., Лю Х., Бакенов З., Госселинк Д. и Чен П. (2012). Перезаряжаемые гибридные водные батареи. J. Источники энергии 216, 222–226. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2012.05.063

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг, К., Чен, Дж., Джи, Х., Поллард, Т. П., Лу, Х. Дж., Сан, К. Дж. И др. (2019a). Литий-ионный аккумулятор на водной основе, полученный за счет химии галогенового преобразования-интеркаляции в графите. Природа 569, 245–250. DOI: 10.1038 / s41586-019-1175-6

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ян Х.К., Ли, Х. С., Ли, Дж., Сан, З. Х., Хе, К., Ченг, Х.-М. и др. (2019b). Перезаряжаемый алюминиевый аккумулятор: возможности и проблемы. Angew. Chem. Int. Эд. Англ. 58, 11978–11996. DOI: 10.1002 / anie.201814031

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю, Х. Д., Штеренберг, И., Гофер, Ю., Гершинский, Г., Пур, Н., Аурбах, Д. (2013). Mg перезаряжаемые батареи: постоянная задача. Energy Environ. Sci. 6: 2265. DOI: 10.1039 / c3ee40871j

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, C., Holoubek, J., Wu, X.Y., Daniyar, A., Zhu, L.D., Chen, C., et al. (2018). ZnCl ₂ Водно-солевой электролит для обратимого металлического цинкового анода. Chem. Commun. 54, 14097–14099. DOI: 10.1039 / c8cc07730d

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан, Дж. Й., Яо, X. Х., Мисра, Р. К., Цай, К., и Чжао, Ю. Л. (2020). Прогресс в электролитах для литий-ионных аккумуляторов. J. Mater. Sci. Technol. 44, 237–257. DOI: 10.1016 / j.jmst.2020.01.017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан, Л. Ю., Чен, Л., Чжоу, X. Ф., и Лю, З. П. (2014). На пути к высоковольтным водным металло-ионным батареям свыше 1,5 В: система гексацианоферрата цинка / цинка. Adv. Energy Mater. 5: 1400930. DOI: 10.1002 / aenm.201400930

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжао, Дж. У., Ли, Ю. К., Пэн, X., Донг, С. М., Ма, Дж., Цуй, Г. Л. и др. (2016). Высоковольтная Zn / LiMn _0,8 Fe _0,2 PO ₄ водная аккумуляторная батарея на основе водно-солевого электролита. Электрохим. Commun. 69, 6–10. DOI: 10.1016 / j.elecom.2016.05.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжао, К., Захман, М. Дж., Аль-Садат, В. И., Чжэн, Дж. Х., Куркутис, Л. Ф., и Арчер, Л. (2018). Промежуточные фазы из твердых электролитов для высокоэнергетических водных алюминиевых электрохимических ячеек. Sci. Adv. 4: eaau8131. DOI: 10.1126 / sciadv.aau8131

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжао, X. Y., Zhao-Karger, Z. R., Fichtner, M., and Shen, X. D. (2020). Материалы на основе галогенов и химия для аккумуляторов. Angew. Chem. Int. Эд. 59, 5902–5949. DOI: 10.1002 / anie.2012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжэн, К. Ф., Миура, С., Миядзаки, К., Ко, С., Ватанабэ, Э., Okoshi, M., et al. (2019). Гидратные расплавы натрия и калия, содержащие асимметричные имидные анионы, для высоковольтных водных аккумуляторов. Angew. Chem. Int. Эд. Англ. 58, 14202–14207. DOI: 10.1002 / anie.2010

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhou, A. X., Jiang, L. W., Yue, J. M., Tong, Y. X., Zhang, Q. Q., Lin, Z. J., et al. (2019). Водно-солевой электролит способствует повышению емкости катода FeFe (CN) ₆ для водной алюминиево-ионной батареи. ACS Appl. Матер. Интерфейсы. 11, 41356–41362. DOI: 10.1021 / acsami.9b14149

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Startup изобретает революционный нетоксичный электролит для аккумуляторов, который дешевле «в 100 раз» — pv magazine USA

Это настолько простой прорыв, что австралийскому патентному ведомству потребовалось убедить его в том, что он считается изобретением.

28 июля 2021 г. Bella Peacock

Из журнала pv Australia

Около десяти лет назад профессор Томас Нанн понял, что ключом к достижению нулевой углеродной экономики является не возобновляемая выработка электроэнергии, которая уже постепенно сокращается. , а скорее накопление энергии — выяснение того, как сделать эти чистые электроны управляемыми, чтобы их можно было вызывать по запросу.

Профессор Нанн сегодня возглавляет Школу математических и физических наук в Университете Ньюкасла, но стал химиком на своей родине, в Германии.

В апреле он вместе с двумя своими бывшими учениками, Фрейзером Хьюсоном и Роханом Бора, запустил стартап Allegro Energy. Стартап стремится коммерциализировать свой электролит для микроэмульсионных аккумуляторов, который, хотя по массе состоит в основном из воды, преодолел ограничения по напряжению, которые обычно препятствуют получению растворов на водной основе.

Электролит батареи

Электролит находится между анодами и катодами батареи, позволяя ионам проходить между двумя проводниками.В аккумуляторах электролиты обычно либо на водной основе, либо используют органический растворитель. Обе эти формы представляют свои собственные проблемы. Например, растворы на основе органических растворителей, как правило, обладают хорошей электрохимической стабильностью, но дороги и потенциально токсичны. С водными электролитами или водными электролитами проблема заключается в том, что раствор остается стабильным только до 1,23 вольт, после чего вода распадается на отдельные молекулы водорода и кислорода.

Итак, когда профессор Нанн начал тренировать свое внимание к хранению батарей, он столкнулся именно с этими проблемами, которые десятилетиями озадачивали исследователей.«В какой-то момент я просто подумал:« Почему бы не сделать и то, и другое? »- сказал профессор Нанн журналу pv Australia . То есть, почему бы не сделать электролит с компонентами воды и растворителя в виде микроэмульсии. «Мы были полностью поражены тем, насколько хорошо это работает».

Микроэмульсии

Конечно, микроэмульсии не так просты, как добавление жидкости для мытья посуды и масла в воду — скорее, это комбинация молекул воды с гидрофобной жидкостью в сочетании с поверхностно-активным веществом, которое позволяет двум обычно репеллентным растворителям действовать. связь.В основном комбинация происходит на таком «микро» уровне, что ее невозможно разделить. «Он термодинамически стабилен, — сказал профессор Нанн. «Это делает их особенными, и поэтому мы можем использовать их в батарее».

Когда я спросил, почему эта концепция никогда не применялась к аккумулятору, профессор Нанн засмеялся: «Это действительно хороший вопрос!»

«На самом деле, когда мы впервые подали патент, патентные служащие вернулись к нам и сказали:« Ну, это слишком тривиально », и мы привели именно этот аргумент — почему тогда никто другой этого не сделал?» он помощь.«Я думаю, что об этом никто не подумал».

Суть открытия профессора Нанна и его соучредителей заключается в том, что если вы используете микроэмульсию в качестве электролита аккумулятора, вы можете преодолеть неприятный водный барьер на 1,2 вольта. «Это своего рода секретный соус, — сказал профессор Нанн.

«Это очень необычно — обычно, когда вы проводите исследования, вы терпите неудачу в 99% случаев, но это сразу сработало», — добавил он. «Это открыло целый новый мир исследований».

(Подробнее.)

Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения pv magazine .

Этот контент защищен авторским правом и не может быть использован повторно. Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, свяжитесь с нами: [email protected].

Преждевременный выход из строя свинцово-кислотной аккумуляторной батареи | RELiON

В этом видео мы объясняем, как недостаточный или избыточный полив приводит к преждевременному выходу из строя свинцово-кислотных аккумуляторов и как литиевые аккумуляторы полностью устраняют эти проблемы.

Это первая часть из двух частей, так что следите за обновлениями на следующей неделе, когда мы рассмотрим еще несколько распространенных причин отказа свинцово-кислотных аккумуляторов и преимущества перехода на литиевые.

Для получения дополнительной информации посетите: Видео Tech Monday

Выписка:

Привет, я Саймон, и сегодня во вторник мы поговорим о распространенных причинах преждевременного выхода из строя свинцово-кислотных аккумуляторов и о том, как литиевые аккумуляторы полностью устраняют эти проблемы.

Не нужно много времени, чтобы значительно сократить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов, независимо от того, насколько тщательно вы за ними ухаживаете. Существует несколько причин преждевременного выхода из строя свинцово-кислотных аккумуляторов.Мы рассмотрим наиболее распространенные в серии из двух частей.

Сегодня мы сосредоточимся на последствиях неправильного полива свинцово-кислотных аккумуляторов.

Неправильный полив залитой свинцово-кислотной батареи включает недополив, чрезмерный полив или использование водопроводной или колодезной воды, содержащей минералы или органические вещества.

Подводные свинцово-кислотные аккумуляторы могут иметь несколько негативных последствий. Когда вода испаряется и уровень падает, верхняя часть пластин батареи подвергается воздействию воздуха и окисляется, делая эту часть пластин бесполезной.Оставшийся электролит в батарее будет более концентрированным с серной кислотой из-за неизменно испарения воды, что ускоряет коррозию. Во время зарядки аккумулятор сильно нагревается, что еще больше ускоряет коррозию решеток. Это приведет к уменьшению емкости и сокращению срока службы.

Избыточный полив свинцово-кислотного аккумулятора, который обычно вызывается поливом аккумулятора в разряженном состоянии, приводит к вытеканию электролита из вентиляционных колпачков.Это приводит к потере серной кислоты из электролита в батарее, которую невозможно заменить, так как в батареи следует добавлять только воду. Потеря электролита навсегда изменит химический состав батареи, поскольку удельный вес электролита никогда не будет восстановлен до его проектных критериев. Опять же, что приводит к снижению емкости и срока службы.

Между прочим, перелив электролита также приводит к повреждению окружающей среды, такой как шасси автомобиля и бетонные полы.Нередко можно увидеть неприглядные пятна серной кислоты на полу под зарядной станцией.

Водопроводная или колодезная вода, скорее всего, будет содержать минералы и, возможно, органические вещества, которые вступят в реакцию с химией аккумулятора и отрицательно скажутся на характеристиках. Свинцово-кислотные батареи необходимо поливать дистиллированной водой. На практике это делается редко.

Даже пользователи с самыми лучшими намерениями могут в какой-то момент забыть полить свои батареи или перелить их водой.С литиевыми батареями эти проблемы буквально устранены, поскольку нет полива!

Настройтесь на следующую неделю, когда мы расскажем, как неправильная зарядка, чрезмерная разрядка и неправильное хранение негативно влияют на производительность свинцово-кислотных аккумуляторов и как аккумуляторы LiFePO4 устраняют все эти недостатки. Спасибо за просмотр.

Водная межфазная фаза, образованная CO2, возвращает электролиты в режим «соль в воде»

1.

Li, W., Dahn, J. R. & Wainwright, D.S. Перезаряжаемые литиевые батареи с водными электролитами. Наука 264 , 1115–1118 (1994).

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

2.

Suo, L. et al. Электролит «вода в соли» позволяет получать высоковольтные водные литий-ионные химические соединения. Наука 350 , 938–943 (2015).

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

3.

Ло, Ж.-Й., Цуй, В.-Дж., Хэ, П., Ся, Ю.-Й. Повышение устойчивости водных литий-ионных аккумуляторов к циклированию за счет удаления кислорода из электролита. Nat. Chem. 2 , 760–765 (2010).

PubMed Статья CAS PubMed Central Google ученый

4.

Yamada, Y. et al. Электролиты гидрат-расплав для водных аккумуляторов с высокой плотностью энергии. Nat. Энергетика 1 , 16129 (2016).

CAS Статья Google ученый

5.

Yang, C. et al. Литий-ионный аккумулятор на водной основе, полученный за счет химии галогенового преобразования-интеркаляции в графите. Nature 569 , 245–250 (2019).

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

6.

Sun, W. et al. Перезаряжаемая воздушно-цинковая батарея на основе перекиси цинка. Наука 371 , 46–51 (2021).

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

7.

Wu, X. et al. Реверсивная двухионная батарея с водно-солевым электролитом ZnCl ₂ . J. Am. Chem. Soc. 141 , 6338–6344 (2019).

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

8.

Abbas, Q. et al. Стратегии улучшения характеристик углеродных / углеродных конденсаторов в солевых водных электролитах. J. Electrochem. Soc. 162 , A5148 – A5157 (2015).

CAS Статья Google ученый

9.

Liu, Q. et al. Высокоэффективные симметричные водные суперконденсаторы в форме волокна с напряжением 2,2 В на основе гелевого электролита «вода в соли» и графенового волокна, легированного азотом. Energy Storage Mater. 24 , 495–503 (2020).

Артикул Google ученый

10.

Йошио, Х., Кацухей, К., Акира, М. и Шин, С. Производство метана и этилена при электрохимическом восстановлении диоксида углерода на медном электроде в водном растворе гидрокарбоната. Chem. Lett. 15 , 897–898 (1986).

Артикул Google ученый

11.

Томита Ю., Теруя С., Кога О.& Хори, Ю. Электрохимическое восстановление диоксида углерода на платиновом электроде в смесях ацетонитрила и воды. J. Electrochem. Soc. 147 , 4164–4167 (2000).

CAS Статья Google ученый

12.

Chen, Y.-T., Chen, H.-Y., Chien, Y.-S., Chuang, M.-C. И Чен, П.-Й. Превосходный анод делает протонные ионные жидкости устойчивыми при электроосаждении металлов. Green Chem. https: // doi.org / 10.1039 / C9GC04169A 2020.

13.

Хуанг, К. и Лайонс, Т. У. Электроосаждение рения с подавленным выделением водорода из водно-солевого электролита. Электрохим. Commun. 93 , 53–56 (2018).

CAS Статья Google ученый

14.

Pasta, M., Wessells, C.D., Huggins, R.A. & Cui, Y. Высокоскоростная водно-электролитная батарея с длительным сроком службы для хранения энергии в масштабе сети. Nat. Commun. 3 , 1149 (2012).

PubMed Статья CAS PubMed Central Google ученый

15.

Wu, X. et al. Бездиффузионная топохимия Grotthuss для высокоскоростных и долговечных протонных батарей. Nat. Энергетика 4 , 123–130 (2019).

CAS Статья Google ученый

16.

Wessells, C., Ruffο, R., Huggins, R. A. & Cui, Y. Исследования электрохимической стабильности водных электролитов для литиевых батарей. Электрохим. Solid State Lett. 13 , A59 – A61 (2010).

CAS Статья Google ученый

17.

Winter, M. Межфазный твердый электролит — наиболее важный и наименее изученный твердый электролит в литиевых аккумуляторных батареях. Z. Phys. Chem. 223 , 1395–1406 (2009).

CAS Статья Google ученый

18.

Wood, S. M. et al. Прогнозирование календарного старения литий-металлических вторичных батарей: влияние межфазного состава и стабильности твердого электролита. Adv. Energy Mater. 8 , 1801427 (2018).

Артикул CAS Google ученый

19.

Cheng, D. et al. Выявление стабильной природы межфазной границы твердого электролита между металлическим литием и LiPON с помощью криогенной электронной микроскопии. Джоуль 4 , 2484–2500 (2020).

CAS Статья Google ученый

20.

Li, W. & Dahn, J. R. Литий-ионные элементы с водными электролитами. J. Electrochem. Soc. 142 , 1742–1746 (1995).

CAS Статья Google ученый

21.

Suo, L. et al. Как образуется межфазная фаза твердого электролита в водных электролитах. J. Am. Chem. Soc. 139 , 18670–18680 (2017).

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

22.

Zhao, M., Song, X., Wang, F., Dai, W. & Lu, X. Электрохимические характеристики монокристаллической шпинели LiMn ₂ O ₄ нанопроволок в водном LiNO ₃ раствор. Электрохим. Acta 56 , 5673–5678 (2011).

CAS Статья Google ученый

23.

Wang, G.J. et al. Электрохимическое поведение LiCoO ₂ в насыщенном водном растворе Li ₂ SO ₄ . Электрохим. Acta 54 , 1199–1203 (2009).

CAS Статья Google ученый

24.

Лю, X.-H., Сайто, Т., Дои, Т., Окада, С., Ямаки, Ж.-И. Электрохимические свойства аккумуляторных литий-ионных аккумуляторов на водной основе с катодом оливинового типа и анодом типа NASICON. J. Источники энергии 189 , 706–710 (2009).

CAS Статья Google ученый

25.

Чен, Ю., Фрейнбергер, С. А., Пенг, З., Барде, Ф. и Брюс, П. Г. Li-O ₂ аккумулятор с диметилформамидным электролитом. J. Am. Chem. Soc. 134 , 7952–7957 (2012).

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

26.

Хуррам, А., Хе, М. и Галлант, Б. М. Настройка реакции разряда в батареях Li-CO ₂ за счет включения химии захвата CO ₂ . Джоуль 2 , 2649–2666 (2018).

CAS Статья Google ученый

27.

Yao, K. P. C. et al. Термическая стабильность Li ₂ O ₂ и Li ₂ O для литий-воздушных аккумуляторов: исследования методом XRD и XPS на месте. Дж.Электрохим. Soc. 160 , A824 – A831 (2013).

CAS Статья Google ученый

28.

Dong, Q. et al. Катодно стабильная батарея Li-O ₂ работает с водно-солевым электролитом. Chem 4 , 1345–1358 (2018).

CAS Статья Google ученый

29.

Дин М. С. и Сюй К. Фазовая диаграмма, проводимость и стеклование бинарных электролитов LiTFSI – H ₂ O. J. Phys. Chem. C 122 , 16624–16629 (2018).

CAS Статья Google ученый

30.

Фрост, Р. Л. и Палмер, С. Дж. Инфракрасная и инфракрасная эмиссионная спектроскопия несквехонита Mg (OH) (HCO ₃ ) · 2H ₂ O — значение для формулы несквехонита. Spectrochim. Acta A 78 , 1255–1260 (2011).

Артикул CAS Google ученый

31.

Nunn, P. B. & O’Brien, P. Взаимодействие β- N -метиламино-L-аланина с бикарбонатом: исследование ¹ H-ЯМР. FEBS Lett. 251 , 31–35 (1989).

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

32.

Эбботт, Т. М., Бьюкенен, Г. В., Круус, П. и Ли, К. К. ¹³ C Ядерный магнитный резонанс и исследования комбинационного рассеяния водных систем с диоксидом углерода. Кан. J. Chem. 60 , 1000–1006 (1982).

CAS Статья Google ученый

33.

Якобсен, Дж. П., Крейн, Дж. И Свендсен, Х. Ф. Определение жидкофазного состава в системах CO ₂ -H ₂ O-алканоламин: исследование ЯМР. Ind. Eng. Chem. Res. 44 , 9894–9903 (2005).

Артикул CAS Google ученый

34.

Fears, T. M. et al. Оценка межфазной границы твердого электролита, образованной на кремниевых электродах: сравнение результатов рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии ex situ, и нейтронной рефлектометрии in situ, . Phys. Chem. Chem. Phys. 18 , 13927–13940 (2016).

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

35.

Dubouis, N. et al. Роль реакции выделения водорода в механизме межфазного образования твердого электролита для электролитов « Вода в соли ». Energy Environ. Sci. 11 , 3491–3499 (2018).

CAS Статья Google ученый

36.

Jiang, L. et al. Высоковольтная водно-ионная аккумуляторная батарея с водно-солевым электролитом с инертными катионами. Adv. Матер. 32 , 1

7 (2020).

CAS Статья Google ученый

37.

Хуанг Дж. И Рютер Т.Чем привлекательны ионные жидкости для абсорбции CO ₂ ? Обзор. Aust. J. Chem. 62 , 298–308 (2009).

CAS Статья Google ученый

38.

Cadena, C. et al. Почему CO ₂ так растворим в ионных жидкостях на основе имидазолия? J. Am. Chem. Soc. 126 , 5300–5308 (2004).

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

39.

Tan, P. et al. Твердоподобный наноанионный кластер образует свободный проводящий литий-ионный сверхтекучий каркас в водно-солевом электролите. J. Phys. Chem. C 125 , 11838–11847 (2021).

CAS Статья Google ученый

40.

Йоргенсен, У. Л., Максвелл, Д. С. и Тирадо-Ривес, Дж. Разработка и тестирование всеатомного силового поля OPLS на конформационной энергетике и свойствах органических жидкостей. J. Am. Chem. Soc. 118 , 11225–11236 (1996).

CAS Статья Google ученый

41.

Канонгиа Лопес, Дж. Н. и Падуа, А. А. Х. Поле молекулярных сил для ионных жидкостей, состоящих из анионов трифлата или бистрифлилимида. J. Phys. Chem. B 108 , 16893–16898 (2004).

Артикул CAS Google ученый

42.

МакЭлдрю М., Гудвин З. А. Х., Корнышев А. А. и Базант М. З. Теория двойного слоя в водно-солевых электролитах. J. Phys. Chem. Lett. 9 , 5840–5846 (2018).

CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

43.

Берендсен, Х. Дж. К., Григера, Дж. Р. и Страатсма, Т. П. Отсутствующий член в эффективных парных потенциалах. J. Phys. Chem. 91 , 6269–6271 (1987).

CAS Статья Google ученый

44.

Zhu, A., Zhang, X., Liu, Q. & Zhang, Q. Полностью гибкая потенциальная модель для диоксида углерода. Подбородок. J. Chem. Англ. 17 , 268–272 (2009).

CAS Статья Google ученый

Соотношение смешивания электролита в батарее

смешивать кислоту с водой не рекомендуется. Химическое воздействие — новый аккумулятор не заряжается, поэтому перед использованием его необходимо зарядить.Этот метод возрождения свинцово-кислотных аккумуляторов использовался еще в 1950-х годах. Привет . Максимальная ионная проводимость наблюдается при промежуточном соотношении смешивания TEGDME: DOXL = 30:70, поскольку TEGDME легко сольватирует LiCF 3 SO 3, а DOXL эффективно снижает вязкость электролитической среды. Он предлагает простое соотношение смешивания 2: 1. Этого достаточно для прототипов и небольших серий и достаточно быстро для полностью автоматизированных систем. Удивительно, но такого экономного использования электролита достаточно в присутствии VS 2, и ячейка может работать в течение 20 циклов по сравнению с 5 циклами без VS 2, как показано на рисунке 4F.10 лет назад. Максимальная ионная проводимость составляет около 70 об.% DOXL. Вязкость бинарного электролита уменьшается с увеличением содержания DOXL, как показано на рис. Шаг 5 — смешайте 0,5 фунта английской соли с 0,5 галлонами дистиллированной теплой воды. желательно кипятить, если возможно. Время обработки составляет примерно 30 минут после смешивания. Объемное соотношение трех органических растворителей метилэтилсульфона, тетрагидрофурана и толуола составляет 1: 1: 1. Google не проводил юридического анализа и не делает никаких заявлений относительно точности указанного статуса.) твердый электролит состояние твердой батареи соотношение лития Дата предшествующего уровня техники 2010-03-26 Правовой статус (Правовой статус является предположением, а не юридическим заключением. Электролит свинцово-кислотного аккумуляторного элемента представляет собой раствор серной кислоты и дистиллированной воды. Массовое соотношение 30:70 с последующим запечатыванием в трубку из пирекса (внутренний диаметр 10 мм) при 10 Па (1А). Вы можете купить готовую добавку кислоты в магазине аккумуляторов. Трубку из пирекса нагревали до 473 К в течение 2 часов, а затем охлаждали до 298 К. S5-S6 Изготовление композитного электрода: реплика серно-углеродного композита (S / CR) смешивалась с твердым электролитом при температуре 30: 70 весовое соотношение с использованием трех разных смесей Anonymous.Мы наблюдали несколько пиков окисления графита в диапазоне 1,6–2,0 В (по сравнению с Al), в то время как еще один четко выраженный пик появился при -2,05 В (рис. Когда вы добавляете определенные химические вещества в свинцово-кислотную батарею) Электролита, существует большая вероятность растворения отложений сульфатов на пластинах батареи. Максимальная ионная проводимость обнаруживается при промежуточном соотношении смешивания TEGDME: DOXL = 30:70, поскольку TEGDME легко сольваты LiCF 3 SO 3 и DOXL эффективно снижают вязкость электролитической среды.3. В зависимости от используемого электролита в батарее температура отверждения составляет: • Никель-железная батарея (NiFe-батарея) — это аккумуляторная батарея с катодом из оксида-гидроксида никеля (III) и железным анодом с электролитом из гидроксида калия. . Активные материалы хранятся в стальных никелированных трубках или перфорированных карманах. Известно, что вязкость электролита в пористых компонентах аккумулятора может отличаться от объемного значения у поверхности поры. График ионной проводимости как функции соотношения смешивания TEGDME и DOXL при 0.5 M LiCF 3 SO 3 представлен на рис. Электролит служит катализатором, чтобы сделать батарею проводящей, способствуя перемещению ионов от катода к аноду при зарядке и в обратном направлении при разрядке. В настоящем документе мы предлагаем гидрокарбоний-ионный аккумулятор на основе анода из органического пирен-4,5,9,10-тетраона и катода из неорганического MnO2 @ графитового войлока в кислотном электролите. сообщили, что растворители глубокой эвтектики летучие. Рис. Он предлагает простое соотношение смешивания 2: 1 и время обработки около 30 минут после смешивания.Оптимальный состав смеси составляет 53 об.% MgO, что показывает литий-ионную проводимость… Аккумуляторная кислота имеет pH приблизительно 0,8. 8) Электролит. В свинцово-кислотных элементах в качестве электролита используется разбавленный раствор серной кислоты, который обычно состоит из трех частей серной кислоты и, таким образом, имеет удельный вес примерно 1,250. Кроме того, авторы и Chen et al. Электролит получают из трех органических растворителей метилэтилсульфона, тетрагидрофурана и толуола путем смешивания.0 0. Гелевый полимерный электролит (ГПЭ) на основе саго был приготовлен путем смешивания природного саго с водным гидроксидом калия (КОН) с целью исследования применимости ГПЭ к цинково-воздушной (Zn-воздушной) батарее. Это потому, что остаток является признаком значительной потери натрия. Фактически, электролит аккумулятора сделан из смеси воды и серной кислоты. В этой работе за счет смешивания с MgO литий-ионная проводимость LiBH 4 была улучшена. Сделать в домашних условиях электролитную воду с сахаром и солью несложно, но вы должны быть точными в своих измерениях, чтобы получить наиболее полезный и эффективный напиток.Коллоидный электролит с высокой концентрацией (HCCE) был приготовлен путем смешивания палигорскита (800 меш, Weifang Purun Trading Co. Ltd, Китай) и жидкого электролита в массовом соотношении 3:10 (1:10, 2:10 и 4: 10), который подписал 30% (10%, 20% и 40%). 3 / мочевина (моль) = 1,3 электролита; найденное нами соотношение дает батарею с максимальной емкостью с хорошей стабильностью при работе на велосипеде. Академия питания и диетологии также отмечает, что если вы видите белый осадок на коже, который также может отслаиваться на одежду, где он более заметен, то электролитный напиток становится лучшим выбором, чем вода.Количество соды для производства электролита: рекомендованное различными источниками соотношение «соды к воде» для получения электролита колеблется от «одной столовой ложки пищевой соды на пять галлонов воды» до «одной столовой ложки стиральной соды на один галлон воды». воды». Помимо воды, соли и сахара вам понадобится немного пищевой соды и заменитель соли, такой как Morton Lite Salt, ТакжеSalt или NoSalt. электролит в литий-ионных аккумуляторах, работающих при 120 ° C из-за низкой ионной проводимости при комнатной температуре. Гелевый электролит ПММА, осажденный между металлическим Li и LLT, был приготовлен путем полимеризации смеси мономера метилметакрилата, диметакрилата этиленгликоля, азобисизобутиронитрила и (in) с массой 13 и использовался в качестве буферного слоя для предотвращения восстановления титана в LLT. литий-металлом.Электролит батареи состоит из растворимых солей, кислот или других оснований в жидком, гелеобразном и сухом форматах. Материал специально разработан, чтобы не вступать в реакцию с LSPS, и содержит запатентованные добавки с органической литиевой солью, которая действует как ионно-проводящее связующее. Ионы — это электрически заряженные атомы, которые потеряли или приобрели электроны. Последнее соотношение я использую в своих проектах по электролизу. При работе с электролитом свинцово-кислотных аккумуляторов всегда разумно иметь под рукой немного пищевой соды.Алюминиево-воздушная батарея со стабильными электрохимическими реакциями может быть достигнута путем смешивания AlCl 3, мочевины, карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и глицерина для использования в качестве электролита. Иногда ее называют аккумуляторной кислотой, потому что она очень кислая. 40 Поэтому глицерин был добавлен в качестве увлажнителя для твердотельного электролита в нашей аккумуляторной системе. Удельный вес чистой серной кислоты составляет около 1,84, и эта чистая кислота разбавляется дистиллированной водой до тех пор, пока удельный вес раствора не станет равным 1.2 до 1,23. Этого достаточно для прототипов и небольших серий и достаточно быстро для полностью автоматизированных систем. Аккумуляторный электролит — это жидкое вещество, содержащееся в большинстве автомобильных аккумуляторов. Чтобы прояснить это, отношение E / S для таких ячеек равно 2, где «S» учитывает только серу из Li 2 S, исключая VS 2. 2. Ионная проводимость выше 10–3 См / см. ’1 в диапазоне от 30 до 82 об.% Содержания DOXL. aGreen Science Alliance Co., Ltd., 2-22-11 Обана, город Каваниси, префектура Хёго, 666-0015, Япония bFujiPigmentCo.Ltd, 2-23-2Obana, KawanishiCity, Hyogo Prefecture666-0015, Japan. Электролит свинцово-кислотной батареи. Стажер проведет вас через процесс смешивания электролита для заполнения ваших NiFe-аккумуляторов. Источник (и): техник по ремонту и владелец магазина с 1994 года. Раствор SBE был приготовлен путем смешивания 50:50 мас.% 1) жидкого раствора электролита, приготовленного из смеси LiBoB и LiTf в концентрациях 0,4 и 0,6 М соответственно, в ЕС: ПК 1: 1 мас. / мас. (50:50 мас.%) и 2) мономер бисфенол А, этоксилат диметакрилат и термический инициатор AIBN (1 мас.% от массы мономера).при некоторых обстоятельствах он может отрицательно отреагировать. Пищевая сода нейтрализует кислоту, если вы ее пролили. Экологически чистый полимерный электролит необходим для снижения риска загрязнения окружающей среды токсичными материалами компонентов батареи. Резюме: В последнее время аккумуляторная промышленность представляет собой один важный и растущий сектор, в котором использование нетоксичных и безопасных материалов-заменителей не получило быстрого развития. Когда я готовил электрод для литий-ионного аккумулятора, я попытался взять 70% активного материала (70 мг), 20% (20 мг) связующего ПВХ (20 мг / 20 мл), 10% (10 мг) технического углерода в качестве проводящей добавки.Дисперсионная жидкость с твердым электролитом. Это поможет английской соли быстрее раствориться. Автомобильная или автомобильная аккумуляторная кислота — это 30-50% серная кислота (H 2 SO 4) в воде. Обычно кислота имеет мольную долю серной кислоты 29-32%, плотность 1,25–1,28 кг / л и концентрация 4,2–5 моль / л. Когда это происходит, общая производительность аккумулятора улучшается. 2 Весовое соотношение измельченных графитовых волокон на основе мезофазного пека (A) и графитовых материалов (B) [(A) / (B)] находится в диапазоне от 90/10 до 50/50, предпочтительно 80/20. до 60/40, более предпочтительно от 75/25 до 60/40, а средняя удельная поверхность после смешивания находится в диапазоне 1.От 5 до 5 м 2 / грамм, предпочтительно от 1,7 до 3,8 м 2 / грамм. 3Строительство свинцово-кислотного электролизера. По сравнению со сравнительной батареей с электролитом 2 полюсный наконечник батареи с целевым электролитом имеет более высокую интенсивность дифракционного пика (111) с узкой полушириной и острой формой пика, что доказывает, что его кристалличность относительно хорошая (Liu et al. ., 2015). 20,28,29 Эти так называемые микровязкости вызваны взаимодействием между ионами электролита и поверхностью элемента батареи.

No related posts.