Корректировка плотности электролита в аккумуляторе: Что такое корректировка плотности электролита и когда такие действия необходимы.

Сегодня поговорим о том, как правильно заряжать и готовить аккумулятор к зиме. Заметил, что даже, профессиональные водители не знают, как правильно заряжать и эксплуатировать аккумуляторную батарею. На самом деле все очень не сложно, просто надо на секунду задуматься, как работает аккумулятор и как он устроен и вопросов больше не останется.

Устройство аккумулятора

В устройстве аккумулятора нет ничего сложного и принцип его работы знает наверное, каждый, но я всё же напомню о принципе его работы. В аккумуляторе есть 2 вида пластин, на одни пластины имеют положительный заряд, другие отрицательный. Расположены они пачками и чередуются через одну положительная, отрицательная. Рассмотрим взаимодействие между двумя пластинами, для наглядности, отрицательную пластину называют «Катод», а положительную «Анод». Реакции протекают между пластинами за счёт серной кислоты, разбавленной до оптимальной плотности дистиллированной водой. Как раз за плотностью этого раствора и следят, что бы не допустить повреждения Катода и Анода.

Принцип действия аккумулятора

В процессе работы аккумулятора, то есть, когда он отдаёт энергию, происходит электрохимическая реакция. На Катодной пластине образуется сульфат свинца и при этом выделяется электричество. При разряде аккумулятора концентрация серной кислоты в растворе падает, то есть падает плотность раствора. Происходит эта реакция не бесконечно, а пока плотность раствора позволяет проводить химическую реакцию. После чего аккумулятор считается полностью разряженным. Далее мы подключаем источник питания аккумулятора и он начинает заряжаться, при заряде происходит обратная реакция сульфат свинца распадается превращаясь обратно в серную кислоту и тем самым количество серной кислоты в растворе приходит в норму и аккумулятор считается полностью заряженным.

Пока я думаю всё понятно. Теперь введём в нашу схему такой фактор, как температура.

Влияние температуры

Выше схема была бы идеальной, если бы не одно но, температура и поскольку в растворе присутствует вода, то от температуры много, что зависит. Вся суть подготовки аккумулятора к зиме зависит в правильном подборе плотности раствора. Плотность можно измерить таким прибором как ареометр, стоит он копейки, а продлевает жизнь аккумулятору в 2 раза. Но о нем позже поговорим.

Температура низкая (отрицательная) может разрушительно сказаться на аккумуляторе в котором плотность будет слишком маленькая. То есть вода просто замёрзнет и ни на какие реакции способна уже не будет. В добавок к этому вода при замерзании расширившись разрушит пластины, так как расстояние между ними не большое и может даже повредить корпус аккумулятора.

Температура высокая (положительная)  при высокой концентрации серной кислоты в растворе может привести к испарению воды из раствора и это тоже скажется отрицательно, на работе аккумулятора и сроках его эксплуатации. Могут оголиться пластины (катод, анод) аккумулятора, что тоже негативно скажется и упадёт емкость аккумулятора и начнут выходить из строя пластины аккумулятора, обычно пластины осыпаются на дно аккумулятора.

Подбор плотности к температуре

Подобрать плотность раствора серной кислоты для своего аккумулятора не сложно для этого есть таблица температуры замерзания раствора, по которой можно ориентироваться исходя из ваших условий. Например у меня в регионе зимой мороз может доходить до -30 но в основном это -10 -20 градусов, то есть свою плотность я буду подбирать ближе к максимальному значению температуры. По таблице смотрю температуру это -30 и плотность при такой температуре должна быть не меньше 1,28.

Подготовка аккумулятора к корректировке плотности

Как видно из таблицы выше температура электролита при замере плотности и её корректировке должна быть +25 градусов. Делаем вывод, температура должна быть комнатной, то есть аккумулятор надо занести в помещение, где температура близка к комнатной или просто занести домой и поставить в коридоре. Если аккумулятор с мороза то ни в коем случае не надо его насильно согревать водой, феном или чем то ещё это может повредить аккумулятор, просто дайте ему часов 5 — 6 постоять и дойти до комнатной температуры естественным путем. В период согревания строго запрещено его под заряжать. 

Зарядка аккумулятора перед корректировкой плотности

После того как аккумулятор отогрелся и стал комнатной температуры, его надо зарядить. Подключите зарядное устройство и зарядите аккумулятор. О том как заряжать аккумулятор с помощью зарядных устройств мы поговорим в следующей статье.

Замер плотности

Для замера нам понадобиться ареометр.

Принцип работы его прост, открываете банку аккумулятора помещаете туда хоботок ареометра, перед этим сжав верхнюю грушу (принцип клизьмы) и отпускаем грушу. Ареометр начинает наполняться поплавок внутри его начинает сплывать. После того как поплавок всплыл, граница жидкости становиться для нас указателем для шкалы поплавка. Самое главное не допускайте чтобы поплавок уперся в грушу иначе показания не получиться снять правильно.

На рисунке ниже мы видим разные шкалы, нас интересует нижняя, где написано Электролит.

Красным выделено значение 1.20 одно деление шкалы это 0.01. Снимаем показания по всем банкам и записываем это на лист бумаги.

Теперь нужно определить сколько и куда чего добавлять.

Корректировка плотности

Если ваша плотность получилась ниже чем вам требуется, то для повышения её вам понадобиться серная кислота, или уже готовы электролит он бывает разной плотности 1.27, 1.40  и так далее.

Если выше то вам потребуется только дистиллированная вода.

Корректировать плотность можно по таблице.

Из таблицы видно как и что смешивать. Но я делаю, как мне кажется проще я откачиваю в стеклянный сосуд что могу из аккумуляторной банки (это можно сделать ареометром) и там уже довожу объем кислоты до нужной плотности, далее снова заливаю это в аккумулятор и заново произвожу замер плотности. Если значение немного отличается от того которое я хотел получить могу добавить прямо в банку ещё немного того ингредиента который мне не обходим.

P.S

Делая это пару раз в год, вы продлите своему аккумулятору срок жизни в 2 раза. Моему аккумулятору уже 7 лет, а он ещё запускает машину без проблем в -25.

Корректировка электролита в аккумуляторе

Аккумуляторная батарея – один из основных элементов автомобиля, отвечающих за пуск двигателя. Значение аккумулятора сложно переоценить, ведь без него невозможно завести мотор, а, значит, машина своим ходом передвигаться не сможет. Именно поэтому АКБ требует к себе особого внимания, исключающего возникновение неприятных ситуаций в виде невозможности совершить запланированную поездку. При этом стоит отметить, что для поддержания работоспособности это важного источника питания не требуется предпринимать каких-то сверхусилий, а достаточно выполнять лишь небольшой комплекс профилактических мер.

Свинцовая аккумуляторная батарея представляет собой гальванический элемент, внутри которого химическая энергия в результате протекающих реакций преобразуется в электрическую. Этот процесс невозможен без электролита – раствора кислоты, обеспечивающего движение заряженных частиц между погруженными в него электродами. Как правило, электролит представляет собой водный раствор серной кислоты определенной плотности. Именно такой параметр как плотность электролита оказывает значительное влияние на работоспособность аккумулятора, поэтому периодически его нужно контролировать.

Измерение плотности электролита в аккумуляторе

Измерить плотность залитого в свинцовый аккумулятор электролита не так уж сложно, однако есть определенные нюансы, связанные с особенностями устройства и принципом работы АКБ. Перечислим некоторые важные моменты, которые надо учесть:

1. Осуществить процедуру измерения плотности получится только в случае с так называемым обслуживаемым аккумулятором, который предоставляет доступ к банкам (секциям) с электролитом посредством закрытых крышками заливных отверстий. Как раз через эти отверстия (обычно их число равно шести, как и количество секций) и осуществляется забор состава для замера плотности.
2. В процессе своей работы автомобильная аккумуляторная батарея постоянно заряжается и разряжается. Разряд происходит при прокручивании стартера, а заряд – при уже заведенном двигателе от генератора. В зависимости от степени заряженности меняется и плотность электролита. Значения могут колебаться в пределах 0.15-0.16 г/см³. Важно отметить, что автомобильный генератор не способен полностью зарядить аккумуляторную батарею. При штатной работе на машине потенциал АКБ используется только на 80-90%. Полный заряд может обеспечить только внешнее зарядное устройство, к которому обязательно придется прибегнуть перед осуществлением замера плотности электролита.
3. Плотность электролита зависит от его температуры. Обычно замер производится при температуре +25 °С, в противном случае делаются поправки.

Допустим, все вышеперечисленные условия приняты во внимание, и есть возможность приступить непосредственно к замеру плотности. Для этого понадобится специальный прибор – денсиметр, который состоит из ареометра, резиновой груши и стеклянной трубки с наконечником. Прибор вводится в банку аккумулятора через заливное отверстие, а затем осуществляется засасывание электролита с помощью резиновой груши. Оно происходит до тех пор, пока ареометр не всплывет. Показания считываются после того, как прекратятся колебания ареометра и появится возможность определения точного значения. Отсчет показаний производится по шкале, при этом взгляд должен находиться на уровне поверхности жидкости.

Полученное значение должно входить в диапазон 1.25-1.27 г/см³, если автомобиль эксплуатируется в средней полосе. В холодной климатической зоне (средняя месячная температура января ниже -15 °С) показатель должен находиться в интервале 1.27-1.29 г/см³. Проверять плотность электролита на соответствие этим числам нужно в каждой из шести банок аккумулятора. Показания не должны отличаться более чем на 0.01 г/см³, иначе потребуется их корректировка.

Как мы уже говорили, плотность электролита изменяется в зависимости от температуры. Это значит, что зимой и летом жидкость в одном и том же полностью исправном аккумуляторе будет иметь разную плотность. О том, насколько будут разниться показания, дает представление приведенная ниже таблица.

Зависимость температуры замерзания электролита от его плотности демонстрирует еще одна таблица. На основе этих данных можно установить оптимальную плотность электролита для конкретных климатических условий. Нижняя граница подобранного интервала должна гарантировать, что электролит не замерзнет даже при самых сильных холодах и обеспечит требуемое для прокручивания стартера усилие. В то же время чрезмерно завышать плотность тоже нельзя, так как на положительных электродах аккумулятора начинают ускоряться коррозионные процессы, приводящие к сульфатации пластин.

Причины изменения плотности электролита

Зафиксированные в результате измерения плотности значения не всегда соответствуют требуемым показателям. Расхождения могут касаться как отдельных банок аккумулятора, так и всех вместе. Если плотность завышена, то нужно обратить в первую очередь внимание на уровень электролита. Низкий уровень в большинстве случае является последствием электролиза, приводящего к разложению входящей в состав электролита воды на водород и кислород. Этот процесс выражается в появлении на поверхности жидкости пузырьков, что обычно происходит при зарядке аккумулятора. Частое «кипение» может приводить к снижению концентрации воды, и этот вопрос решается ее простым добавлением. Доливать в аккумулятор стоит только дистиллированную воду, контролируя при этом уровень электролита. Подробнее о корректировке плотности электролита поговорим ниже.

Если с повышенной плотностью все ясно, то с пониженной ситуация несколько сложнее. В теории, одной из причин понижения плотности, может быть то, что по какой-то причине в электролите уменьшилась доля серной кислоты. Однако на практике это маловероятно, так как сама по себе она обладает высокой температурой кипения, исключающей испарение даже при интенсивном нагреве, который происходит, например, при зарядке аккумуляторной батареи. Более распространенной причиной снижения плотности электролита является так называемая сульфатация пластин, заключающаяся в образовании на электродах сульфата свинца (PbSO4). На самом деле, это естественный процесс, происходящий при каждом разряде АКБ. Но дело в том, что при нормальном режиме работы после разряда аккумулятора обязательно происходит его заряд (на автомобиле аккумулятор постоянно подзаряжается от генератора). Заряд сопровождается обратным преобразованием сульфата свинца в свинец (на катоде) и двуокись свинца (на аноде) – в те активные вещества, которые составляют основу электродов и непосредственно участвуют в химическом процессе внутри аккумуляторной батареи. Если АКБ находится длительное время в разряженном состоянии, сульфат свинца кристаллизуется, безвозвратно теряя способность участвовать в химических реакциях. Это очень неприятный процесс, в результате которого аккумулятор уже не получится зарядить полностью даже при использовании внешнего зарядного устройства ввиду того, что не вся площадь пластин задействована в работе. Так как аккумулятор не заряжается до конца, то и плотность электролита не восстанавливается до своих исходных значений. По сути, здесь уже идет разговор об устранении нарушений в нормальном функционировании аккумулятора.

Частичную сульфатацию пластин можно устранить с помощью контрольно-тренировочных циклов, заключающихся в заряде и последующем разряде батареи до определенного уровня. Большинство современных зарядных устройств имеют такую функцию, поэтому имеет смысл ей воспользоваться, особенно если аккумулятор по какой-то причине долго находился в разряженном состоянии. Процедура десульфатации весьма длительная и может занять до нескольких дней. Если она не принесла результата, то крайней мерой является увеличение плотности с помощью добавления корректирующего электролита (плотность около 1.40 г/см³). Такой способ можно рассматривать только как временное решение проблемы, потому что причина как таковая не устраняется.

Как поднять плотность электролита

Понизить или повысить плотность электролита в аккумуляторе можно путем откачивания его определенного количества, и долива взамен дистиллированной воды или электролита с повышенной плотностью (корректирующего). Данная процедура требует больших временных затрат, так как цикл откачки-долива может повторяться несколько раз, пока не будет достигнуто требуемое значение. После каждой корректировки необходимо поставить аккумулятор на зарядку (минимум на 30 минут), а затем дать ему постоять (0.5-2 часа). Эти действия необходимы для лучшего перемешивания электролита и выравнивания плотности в банках.

В процессе поднятия (или понижения) плотности электролита не стоит забывать и о контроле его уровня. Он осуществляется стеклянной трубкой с двумя отверстиями по краям. Один край погружается в электролит до тех пор, пока не упрется в предохранительную сетку. Далее верхний конец закрывается пальцем, а сама трубка осторожно поднимается вместе со столбиком жидкости внутри. Высота этого столбика указывает на расстояние от верхней кромки пластин до поверхности залитого электролита. Оно должно составлять 10-15 мм. Если аккумулятор имеет индикатор (тубус) или прозрачный корпус с нанесенными метками минимума и максимума, то контролировать уровень значительно проще.

Не стоит забывать, что все операции с электролитом необходимо выполнять осторожно, используя защитные перчатки и очки.

3.30. Обслуживание аккумуляторной батареи

3.30. Обслуживание аккумуляторной батареи

	Вам потребуются
термометр ареометр стеклянная трубка резиновая груша зарядно-пусковое устройство

Периодичность

Через каждые 15 000 км пробега проверяйте уровень и плотность электролита.

Регулярно очищайте аккумуляторную батарею от пыли и грязи. Если на корпусе появились трещины или вспучивание верхней крышки, замените аккумуляторную батарею.

Электролит должен быть прозрачным. Бурый оттенок свидетельствует об осыпании активной массы пластин — надо менять батарею.

Предупреждения

При эксплуатации уровень электролита постепенно снижается из-за испарения воды, входящей в его состав. Для восстановления уровня доливайте в батарею только дистиллированную воду.

При проверке плотности будьте осторожны: в состав электролита входит серная кислота! Капли электролита, попавшие на детали автомобиля или на открытые участки тела, немедленно промойте большим количеством воды.

Во время зарядки аккумуляторной батареи не курите и не пользуйтесь открытым огнем.

Перед зарядкой снимите аккумуляторную батарею с автомобиля, иначе «закипевший» электролит может выплеснуться на кузов и детали автомобиля.

Таблица 1. Корректировка плотности электролита в зависимости
от температуры

Таблица 2. Плотность электролита при 25 &degС, г/см³

Таблица 3. Примерные нормы корректировки плотности электролита

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ 1. Если у батареи полупрозрачный корпус, уровень электролита определяют визуально: он должен находиться между метками «MIN» и «MAX» на боковой поверхности батареи. 2. Если у батареи корпус непрозрачный, отверните шесть пробок на крышке. 3. Проверьте уровень электролита в первой банке аккумуляторной батареи, вставив стеклянную трубку (она продается в комплекте с ареометром) в отверстие до упора в предохранительную сетку и зажав трубку пальцем… 4. …выньте трубку. Уровень электролита должен составлять 10-15 мм. 5. Вставьте трубку в отверстие и слейте электролит. Таким же образом проверьте уровень в остальных банках аккумуляторной батареи. Если в какой-либо из банок уровень меньше, долейте в них дистиллированную воду до рекомендуемого уровня (отметка «MIN» или 10-15 мм по уровню в трубке). 6. После заливки измерять плотность электролита можно только через два часа: вода должна перемешаться с электролитом. Для проверки плотности вставьте ареометр в отверстие до упора в предохранительную сетку и засосите электролит с помощью груши, чтобы поплавок ареометра всплыл. 7. Деление на поплавке, находящееся на уровне электролита, показывает его плотность, которая должна составлять 1,28 г/см3 для умеренного климата (при температуре электролита 25&degС). Плотность зависит от температуры электролита, поэтому вносите в результат измерений поправку (см. табл. 1). По этому показателю можно судить о степени разряда батареи (см. табл. 3). Если плотность ниже указанной или отличается в банках более чем на 0,02 г/см3, надо подзарядить аккумулятор. 8. Слейте электролит из ареометра в банку аккумуляторной батареи. 9. Для зарядки аккумуляторной батареи пользуйтесь зарядным или зарядно-пусковым устройством в соответствии с инструкцией. 12. Во время зарядки регулярно проверяйте температуру и плотность электролита. Если температура электролита превысит 40&degС, уменьшите зарядный ток наполовину либо прервите зарядку и дайте электролиту остыть до 27&degС. 10. Выверните все пробки банок и подсоедините провода зарядного устройства к клеммам батареи, соблюдая полярность, затем включите зарядное устройство. 11. Установите зарядный ток, равный 0,1 емкости батареи (для батареи емкостью 5 А-ч — 5,5 А; для батареи емкостью 65 А-ч — 6,5 А и т.д.). Во время зарядки периодически корректируйте величину зарядного тока. 13. Если в течение двух часов плотность не меняется и началось бурное «кипение» электролита, значит батарея полностью заряжена. Сначала выключите зарядное устройство, затем отсоедините провода от клемм батареи.   14. Замерьте плотность электролита во всех банках. Если она больше нормы, отсосите резиновой грушей часть электролита из банки и долейте такой же объем дистиллированной воды. Если плотность электролита меньше нормы, откачайте ареометром часть электролита и долейте столько же электролита плотностью 1,40 г/см3 (см. табл. 3). После этого вновь подключите зарядное устройство и заряжайте батарею в течение 30 мин. Снова измерьте плотность электролита и при необходимости доведите ее до нормы, как указано выше.

Newsland – комментарии, дискуссии и обсуждения новости.

Поднять плотность в аккумуляторе в домашних условиях можно несколькими способами: полностью заменить старый электролит на новый либо восполнить заряд АКБ. Обе манипуляции следует проводить в хорошо проветриваемых помещениях с соблюдением техники безопасности. После завершения процедуры нужно откорректировать объем рабочего раствора, а затем произвести замер параметра плотности ареометром.

Как самостоятельно увеличить плотность электролита?

Для правильного проведения процедуры необходимо учитывать следующие нюансы:

При приготовлении нового рабочего раствора в дистиллированную воду добавляется кислота, а не наоборот. В противном случае начнется кипение жидкости.

Пользователю понадобятся точные расчеты нужного объема кислоты, так как в процессе заряда уровень плотности электролита увеличивается.

ВАЖНО ЗНАТЬ

На новом аккумуляторе самостоятельно поднимать плотность электролита не рекомендуется, поскольку это приведет к более быстрому разряду устройства. Повышенный рабочий параметр негативно повлияет на функциональность батареи.

Приступать к процедуре необходимо с соблюдением техники безопасности, так как электролит – это ничто иное, как кислотный раствор, поэтому:

• наденьте резиновые перчатки;
• максимально обезопасьте себя от попадания электролита на одежду и тем более кожу;
• используйте защитные очки и респиратор.

Что понадобится?

Чтобы правильно повысить плотность аккумуляторной батареи перед зимним периодом, нужно подготовить следующие материалы и инструменты:

• ареометр;
• мерный стакан или другая аналогичная емкость;
• отдельная емкость для разведения нового рабочего раствора;
• клизма-груша;
• корректирующий раствор либо кислота;
• дистиллированная вода.

Пошаговая инструкция по повышению плотности электролита добавлением жидкости

Правильный способ для увеличения параметра плотности электролита батареи:

• Перед тем, как в аккумуляторе поднять плотность, производится снятие аккумуляторной батареи с автомобиля. Для этого отключаются клеммные зажимы и производится демонтаж фиксирующей пластины. Действия по выполнению задачи осуществляются с применением гаечного ключа.
• С банки аккумуляторной батареи отбирается небольшой объем рабочего раствора. Для этого используется ареометр.
• Вместо изъятого объема жидкости в банку добавляется корректирующий раствор вещества при необходимости увеличения плотности. В случае, если требуется понизить этот параметр, используется дистиллированная вода с плотностью 1,00 г/см3.
• Затем аккумулятор ставится на подзарядку. На протяжении последующих 30 минут производится подзарядка устройства номинальным током. Такие действия позволят залитому корректирующему раствору смешаться с рабочей жидкостью.
• Аккумуляторная батарея отключается от зарядного прибора на один-два часа. Это позволит плотности в банках «выровняться» и снизиться уровню температуры. Также за два часа из банок выйдут все пузырьки, благодаря чему исключается вероятность погрешности при контрольном замере.
• Повторно производится диагностика уровня плотности электролита, при необходимости процедура повторяется заново. Также при необходимости в банки добавляется жидкость для увеличения или уменьшения параметра, а затем заново производится замер.

ВАЖНО ЗНАТЬ

Надо учитывать, что разница параметра плотности между банками должна составить не более 0,01 г/см3. Если при выполнении задачи не удалось достигнуть такого результата, то требуется выполнить дополнительную, «выравнивающую» зарядку на протяжении 1-2 часов. При этом параметр тока должен составить в 2-3 раза меньше номинального.

Как поднять зарядным устройством?

Для повышения плотности зарядным оборудованием выполняются следующие действия:

Аккумуляторная батарея доводится до полной зарядки. Предварительно нужно снять устройство с автомобиля и подключиться к оборудованию, которое будет заряжать АКБ, с соблюдением полярности. Сначала выполняется соединение с прибором, а затем его подключение к сети.

В процессе восстановления заряда пользователю нужно следить за состоянием электролита. После того, как жидкость начала кипеть, необходимо снизить параметр силы тока до 1-2 ампер. При кипении воды происходит ее испарение, это приводит к тому, что плотность концентрации электролита начинает повышаться.

Время испарения жидкости определяется конкретной ситуацией, в некоторых случаях на это может потребоваться более 24 часов.

После снижения уровня воды в банках производится добавление электролита и замер плотности.

При необходимости производится повторение данной операции.

Руководство по повышению плотности в необслуживаемом аккумуляторе

Действия по повышению плотности выполняются аналогичные, разница заключается в получении доступа к рабочей жидкости:

В необслуживаемых устройствах корпус полностью закрыт, поэтому пользователю надо демонтировать батарею и снять с нее наклейку. Крышку аккумулятора снимать не нужно, поскольку установить ее обратно будет сложно.

Нужно сделать отверстие в крышке, используя шило или дрель. Оно должно быть небольшим, поскольку придется впоследствии его запаивать.

Используя одноразовый шприц в АКБ добавляется дистиллят или корректирующий электролит в зависимости от того, что нужно сделать с рабочим параметром. Следует добавлять по 5 мл жидкости. Рекомендуется использовать банку батареи, в которой расположен индикатор плотности. Если индикатор стал черного либо зеленого цвета, то в аккумулятор нужно добавить еще 20 мл жидкости.

Для определения уровня рабочего раствора игла опускается в банку, а шток подтягивается в обратном направлении. Затягивая рабочий раствор в шприц, рекомендуется отмечать уровень с помощью маркера. Если в батарее применяется пластик светлого оттенка, то уровень жидкости можно определить на просвет или замерить с помощью линейки. Остальные банки доливаются до уровня, который должен составить на 1,5-2 см выше поверхности пластин.

После выполнения задачи отверстия нужно заделать герметиком либо специальными резиновыми пробками. Затем аккумулятор следует осторожно потрясти, чтобы перемешать электролит. Но действовать надо аккуратно, чтобы не повредить пластины.

 

Как правильно залить корректирующий электролит. Корректировка плотности электролита

Редко кому из водителей не приходилось сталкиваться с такой проблемой, поэтому многим будет полезно узнать, как выровнять плотность электролита в банках аккумулятора. Есть и такие владельцы, которые вообще не знают, что аккумулятор также нуждается в периодическом обслуживании.

Кроме того, что его нужно периодически подзаряжать от внешнего источника тока, следует также проверять уровень и плотность электролита в его банках. Только внимательное отношение к аккумуляторной батарее обеспечит её длительный срок службы.

Как выровнять плотность электролита в банках аккумулятора мы постараемся донести всем желающим вполне доступным языком, чтобы даже далёкий от «техники» владелец смог самостоятельно выполнить такую операцию. Для этого не требуется каких-то особых требований или условий, она легко выполняется в условиях гаража. Далее поговорим о том, почему появляется необходимость корректировки плотности, как правильно её выполнить.

Несколько слов об устройстве аккумулятора

Прошло много лет с момента появления первых аккумуляторных батарей. Несмотря на то что постоянно происходило её усовершенствование, сконструированы принципиально новые виды аккумуляторов, по прежнему самым массовым прибором до сих пор является «старушка» свинцово-кислотная АКБ. Наверное, уже из названия стало понятно, что в её основе использован свинец для изготовления пластин, и серная кислота для электролита, чтобы пропитать эти пластины.

АКБ состоит из пластмассового корпуса, в котором размещают шесть отдельных аккумуляторных банок. Каждая такая секция способна выдать напряжение 2,1 вольт, при соединении их в последовательную цепочку, получим на выходе 12,6 вольт. В каждой такой баночке установлен своеобразный пакет из отрицательных и положительных пластин. Между ними обязательно должен быть небольшой промежуток для свободного доступа к ним раствора электролита.

Его изготавливают на основе концентрированной серной кислоты добавлением в неё дистиллированной воды. Нельзя использовать любую другую воду, только чистую в химическом отношении. Смешивая кислоту и воду, получают раствор электролита, плотность которого должна быть 1,27 г/см3. Работа батареи состоит из циклов разряда, а затем подзарядки от работающего автомобильного генератора.

Причины снижения плотности

Для этого имеется много поводов, рассмотрим некоторые из них. С приходом холодов для батареи наступает период её более интенсивной эксплуатации. Становится более продолжительным запуск двигателя, движение с включенным светом приводят к тому, что работы генератора уже недостаточно для восстановления её ёмкости.

Но ещё более «коварная» причина кроется в токах саморазряда батареи. Не путайте их с токами потребления часами или автомагнитолой в дежурном режиме, они несравненно малы в сравнении с саморазрядом. В процессе подзарядки от автомобильного генератора происходит газовыделение из банок паров электролита. В процессе этого неизбежно происходит конденсат этих паров и выпадение осадков, в том числе на корпус АКБ. В результате этого появляются токопроводящие дорожки от «минуса» батареи к её «плюсу» приводящие к саморазряду АКБ.

Как правильно корректировать плотность?

Для проведения такой операции необходимо иметь следующие приборы и материалы:

• Корректирующий электролит, его плотность должна быть от 1,33 до 1,4 г/см3;
• Дистиллированная вода;
• Термометр для измерения его температуры;
• Денсиметр, прибор для определения плотности;
• Стеклянная трубка для отбора жидкости из банок.

Проводить корректировку нужно проводить после того, когда после зарядки стационарным устройством, плотность электролита ниже показателя 1,27 г/см3. Для проведения этой операции аккумулятор нужно снять с машины, а работу выполнять на улице или в помещении с вентиляцией. В первую очередь осматривают и очищают поверхность батареи, особенно в тех местах, где установлены пробки в её банках.

Далее нужно вывернуть все пробки из банок и денсиметром измерить плотность в каждой из них. Она может быть повышенной или заниженной, что одинаково плохо для батареи, и её срока службы. После этого при помощи стеклянной трубочки отбирают в отдельную посуду некоторое количество жидкости из банок. Если денсиметр показал значение выше рекомендуемого, то нужно добавить такой же объём воды, а если оно ниже, то добавляется корректирующий электролит.

Теперь нужно поставить АКБ минут на 30 на зарядку при номинальном токе, а затем дать пару часов ей отстояться. В это время происходит полное смешивание жидкостей в банках и они станут однородными. Снова нужно проверить плотность и уровень электролита в банках и если потребуется, то снова провести коррекцию.

Как видно из описания, операция достаточно простая и выполнить её могут все владельцы машин. Надеемся, что всем прочитавшим до конца эту статью, стало понятным, как выровнять плотность электролита в банках аккумулятора. Для того чтобы такую операцию проводить, как можно реже, чаще обращайте внимание на состояние АКБ вашего автомобиля.

Почему падает плотность электролита в АКБ

Автомобильный аккумулятор состоит из корпуса, помещенных в него емкостей с электродами, заполненных электролитом, датчика уровня плотности этой жидкости и клемм. Подключение простое – к выходам на электрическую цепь транспортного средства. При снижении заряда прибора автомобиль завести невозможно. При полной зарядке возникновение подобной проблемы свидетельствует о снижении плотности электролита и неспособности АКБ выдавать ток нужных параметров. Диагностировать это можно с помощью соответствующего щупа в обслуживаемых АКБ или специального индикатора, вмонтированного в одну из банок.

Почему плотность электролита падает

Нормальная работа батареи подразумевает постоянную подзарядку и высокотемпературный режим химических процессов на электродах и в электролите. Результатом становится постоянное снижение жидкости в банках АКБ, которая пополняется дистиллированной водой. Среди наиболее распространенных причин снижающих в аккумуляторе плотность раствора:

1. Не контролируется уровень концентрации раствора в емкостях с электродами после каждого пополнения дистиллятом. С каждым новым разбавлением концентрата снижается доля электролита за счет испарения воды и небольшого количества электролитической жидкости;
2. Неоднократная зарядка аккумулятора приводит к закипанию раствора и его испарению, что снижает его количество и повышает концентрацию. В этом случае активных молекул для ионизации свинца и его солей становится меньше, соответственно снижается густота жидкости;
3. Батарея разрядилась.

ВАЖНО: Длительная работа АКБ в режиме сниженной плотности электролита – это дорога к сульфатации пластин и выходе устройства из строя.

Для установления причины низкого заряда батареи производят замеры концентрации раствора в банках АКБ используя ареометр. Оптимальный температурный режим для этой процедуры – от 22 до 25 °С. Плотность электролита может быть выше или ниже нормы. В первом случае повышается вероятность коррозийного разрушения электродов с положительным зарядом. Во втором – опасность подстерегает в холодные периоды года, когда электролитический раствор способен охладиться и затвердеть. Поэтому контроль уровня

Как добавить корректирующий электролит в аккумулятор. Корректировка плотности электролита Аккумулятора перед зимой! Причины изменения плотности электролита

Владельцы обслуживаемых аккумуляторов время от времени должны проводить измерение и корректировку концентрации серной кислоты в ячейках батареи. Ведь от этого зависит не только ее срок службы, но и морозоустойчивость. Делают это чаще всего в период подготовки автомобиля к эксплуатации зимой. Используют для этого либо корректирующий электролит, либо дистиллированную воду. Надеемся, что после прочтения материала каждый будет понимать: что именно добавлять и в каких случаях это требуется делать.

Затопленная батарея существует очень долгое время, но остается популярной, поскольку она имеет хороший баланс между ценой и производительностью. Затопленные батареи требуют гораздо больше обслуживания, чем их герметичные свинцово-кислотные аналоги, поскольку батареи не рекомбинанты, вода теряется, хотя верхняя часть вентиляционных колпачков во время зарядки. Замена этой потерянной воды иногда может быть обременительной задачей, но она необходима, чтобы максимально использовать вашу батарею.

Типы герметичных батарей

Герметичные свинцово-кислотные батареи часто называются «не требующими обслуживания» или регулируемыми клапанами. В герметичной свинцово-кислотной батарее устройство герметично закрывается, что означает, что потери воды сохраняются до минимума, а также что вы не должны вводить воду в батарею.

Почему снижается плотность

Причина кроется в разряде аккумулятора. Это происходит из большой нагрузки на генератор в виде регулярно светящих фар, музыкальных устройств, современных систем безопасности и прочего дополнительного оборудования, что не позволяет нормально питать АКБ. Качественная зарядка проходит только при быстром движении автомобиля, а регулярные пробки больших городов практически не предоставляют возможности это сделать.

Маты на 95% заполнены электролитами, а не полностью насыщены. Огромное преимущество этого типа батареи заключается в том, что они могут работать практически в любой ориентации и даже работать под водой. Они также никогда не просачиваются, даже если проколоты.

Клетки геля имеют электролит, хранящийся в гелеобразной форме, это также не выливается, даже если батареи сломаны, а также предотвращает стратификацию, которую могут иметь другие типы батарей. Однако для приложений с глубоким циклом аккумуляторная батарея с герметичным свинцово-кислотным аккумулятором может быть намного дороже, чем сопоставимая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея. Однако бывают случаи, когда герметичная батарея лучше отвечает вашим потребностям, чем затопленная. Особенно морские применения, когда стабильность не всегда дана, а вентилируемые пространства труднодоступны, так как они хорошо подходят для герметичной свинцово-кислотной батареи.

Требования для разных климатических зон

Перед тем как корректировать плотность электролита в аккумуляторе необходимо разобраться, для чего это делается. Зимой данный параметр необходимо повышать, чтобы АКБ не замерз при низких температурах. Летом он снижается, что продлевает срок службы батареи.

Опытным специалистам удается повысить плотность, добавляя корректирующий электролит для аккумуляторов, а в случае необходимости возможно ее понижение с помощью дистиллированной воды.

В чем разница между батареей стартового и глубокого цикла?

Вообще говоря, существуют два типа свинцово-кислотных аккумуляторов: «Запуск и глубокий цикл». Такая же стартовая батарея будет длиться тысячи циклов, если она будет использоваться обычно. Стартовая батарея обычно предназначена для запуска двигателя какой-либо формы внутреннего сгорания. В стартовой батарее вы найдете больше свинцовых пластин, тоньше и часто сделанных из свинцовой «губки», похожих на пенные губки.

С другой стороны, батарея с глубоким циклом имеет гораздо более толстые пластины, и они твердые, а не губка. Эти более толстые пластины имеют меньшую площадь поверхности и, следовательно, меньше моментальной мощности, необходимой для использования стартовой батареи. Они рассчитаны на сброс до 20% от их максимального заряда повторно. Более толстые свинцовые пластины допускают это, поскольку они намного прочнее, чем их губчатые аналоги.

При этом автолюбители рекомендуют без крайней необходимости не пользоваться таким методом, поскольку возможен вывод из строя АКБ из-за несоблюдения правильных пропорций. Многие используют усредненную плотность, что позволяет пользоваться батареей в любое время года без лишних манипуляций. В таблицу сведены наиболее распространенные параметры плотности:

Прижимные усилители батареи могут производить изменения с температурой. Как правило, это хорошая идея, чтобы увеличить батарею примерно на 20%, чтобы доста

электролитов, изготовленных из сжиженного газа, позволяют батареям работать при сверхнизких температурах — ScienceDaily

Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали прорыв в химии электролитов, который позволяет литиевым батареям работать при температурах до -60 градусов по Цельсию с отличными характеристиками — для сравнения, сегодня литий-ионные аккумуляторы перестают работать при -20 градусах Цельсия. Новые электролиты также позволяют электрохимическим конденсаторам работать при температуре до -80 градусов по Цельсию — их текущий предел низких температур составляет -40 градусов по Цельсию.Несмотря на то, что технология позволяет работать при экстремально низких температурах, высокая производительность при комнатной температуре сохраняется. Новый химический состав электролитов может также повысить плотность энергии и повысить безопасность литиевых батарей и электрохимических конденсаторов.

Работа будет опубликована онлайн журналом Science в четверг, 15 июня 2017 года.

Технология может позволить электрическим транспортным средствам в холодном климате путешествовать дальше без подзарядки, уменьшая беспокойство в течение зимы в таких местах, как Бостон.Эта технология также может быть использована для питания судов в условиях сильного холода, таких как беспилотники WiFi с высокой атмосферой и метеозонды, спутники, межпланетные вездеходы и другие аэрокосмические приложения.

Батареи и электрохимические конденсаторы, разработанные исследователями, особенно морозостойки, поскольку их электролиты изготовлены из растворителей сжиженного газа — газов, сжиженных при умеренном давлении, — которые гораздо более устойчивы к замерзанию, чем стандартные жидкие электролиты.Новый литиевый аккумуляторный электролит был изготовлен с использованием сжиженного фторметана. Электрохимический конденсаторный электролит был изготовлен с использованием сжиженного дифторметана.

«Глубокая декарбонизация зависит от прорывов в технологиях накопления энергии. Для производства электромобилей необходимы улучшенные аккумуляторы с улучшенным соотношением производительности и стоимости. И как только температурный диапазон для аккумуляторов, ультраконденсаторов и их гибридов будет расширен Технологии хранения электрохимической энергии могут быть приняты на многих других развивающихся рынках.Эта работа показывает многообещающий путь, и я думаю, что успех этого нетрадиционного подхода может вдохновить больше ученых и исследователей исследовать неизвестные территории в этой области исследований », — сказала Ширли Мэн, профессор наноинженерии в Школе инженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобс и Старший автор исследования Мэн возглавляет Лабораторию накопления и преобразования энергии и является директором Центра устойчивой энергетики и энергетики, оба в Калифорнийском университете в Сан-Диего.

«Общепринято, что электролит является основным узким местом для повышения производительности устройств накопления энергии следующего поколения», — сказал Сайрус Рустоджи (Cyrus Rustomji), постдокторский исследователь в группе Менга и первый автор исследования.«Жидкие электролиты были тщательно исследованы, и многие теперь обращают свое внимание на твердотельные электролиты. Мы взяли противоположный, хотя и рискованный, подход и исследовали использование электролитов на основе газа».

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего первыми исследовали электролиты на газовой основе для устройств накопления электрохимической энергии.

В будущем эта технология может быть использована для питания космических аппаратов для межпланетных исследований. «Марсоходы имеют низкотемпературные характеристики, которым не могут соответствовать большинство существующих батарей.Наша новая аккумуляторная технология может соответствовать этим требованиям без добавления дорогих и тяжелых нагревательных элементов », — сказал Рустоджи.

В ходе реализации этого проекта команда Калифорнийского университета в Сан-Диего осознала, что газы обладают свойством, которое делает их особенно эффективными при температурах, при которых обычные жидкие электролиты замерзают — низкой вязкости. «Низкая вязкость приводит к высокой подвижности ионов, что означает высокую проводимость для батареи или конденсатора даже в условиях сильного холода», — сказал Рустоджи.

Команда исследовала ряд потенциальных газовых кандидатов, но сосредоточилась на двух новых электролитах: один на основе сжиженного фторметана (для литиевых батарей), а другой на основе сжиженного дифторметана (для электрохимических конденсаторов).

В дополнение к своим исключительным низкотемпературным характеристикам, эти электролиты предлагают уникальное преимущество в безопасности. Они смягчают проблему, называемую тепловым разгоном, когда батарея становится достаточно горячей, чтобы вызвать опасную цепь химических реакций, которые, в свою очередь, нагревают батарею еще больше. С этими новыми электролитами батарея не сможет самостоятельно нагреваться при температурах, намного превышающих комнатную температуру. Это связано с тем, что при высоких температурах эти электролиты теряют способность растворять соли, поэтому батарея теряет проводимость и перестает работать.

«Это естественный механизм отключения, который предотвращает перегрев аккумулятора», — сказал Рустомджи. Еще одна приятная особенность, отметил он, заключается в том, что этот механизм обратим. «Как только батарея становится слишком горячей, она отключается. Но когда она остывает, она снова начинает работать. Это не характерно для обычных батарей».

Кроме того, Rustomji сказал, что в более тяжелых условиях, таких как автомобильная авария, когда аккумулятор раздроблен и закорочен, электролитный газ может выходить из ячейки и, из-за отсутствия проводимости электролита, предотвращать тепловую реакцию разгона, которая в противном случае Трудно избежать с обычными жидкими электролитами.

Совместимый электролит для литий-металлических анодов

Мэн, Рустоджи и его коллеги сделали большой шаг вперед к осуществлению еще одной долгожданной мечты исследователей аккумуляторов: создать электролит, который хорошо сочетается с анодом из металлического лития. Литий считается основным материалом анода, потому что он может хранить больше заряда, чем существующие аноды, и легче. Проблема заключается в том, что металлический литий реагирует с обычными жидкими электролитами.Эти химические реакции приводят к тому, что металлический литий имеет низкую кулоновскую эффективность, а это означает, что он может только пройти ограниченное количество циклов зарядки и разрядки, прежде чем батарея перестанет работать.

Другая проблема, связанная с использованием обычных жидких электролитов с анодом из металлического лития, состоит в том, что при повторяющихся циклах зарядки и разрядки литий может накапливаться в определенных точках на электроде. Это вызывает рост иглоподобных структур, называемых дендритами, которые могут пробить части батареи, вызывая ее короткое замыкание.

Предыдущий подход для улучшения этих проблем включает: использование электролитов с низкой вязкостью; приложение высокого механического давления на электрод; и использование так называемых добавок фторированного электролита для формирования идеального химического состава на поверхности литий-металлического электрода. Новые электролиты для сжиженного газа, разработанные командой UC San Diego, объединяют все эти три ключевых аспекта в единую систему электролитов. Последующая межфазная фаза, сформированная на электроде, представляет собой очень однородную поверхность, не содержащую дендритов, что обеспечивает высокую кулоновскую эффективность более 97 процентов и улучшенную проводимость батареи.Исследователи утверждают, что это первый раз, когда электролит демонстрирует высокую эффективность как для металлического лития, так и для классических катодных материалов, что может позволить существенно увеличить общую плотность энергии батарей.

Следующие шаги

Двигаясь вперед, исследователи стремятся улучшить плотность энергии и циклируемость как батарей, так и электрохимических конденсаторов и работать при еще более низких температурах — до -100 градусов по Цельсию. Эта работа может привести к разработке новой технологии для питания космических кораблей, направляемых для исследования внешних планет, таких как Юпитер и Сатурн.

Rustomji возглавляет команду из Калифорнийского университета в Сан-Диего, которая занимается коммерциализацией этой технологии через стартап под названием South 8 Technologies.

,

Твердотельные аккумуляторы с высокой плотностью энергии теперь возможны — ScienceDaily

Ученые из Университета Тохоку и Исследовательской организации по ускорению высоких энергий разработали новый сложный гидридный литиевый суперионный проводник, который может привести к образованию полностью твердотельных аккумуляторов с самым высоким уровнем заряда. плотность энергии на сегодняшний день.

Исследователи говорят, что новый материал, полученный путем конструирования структур водородных кластеров (сложных анионов), демонстрирует заметно высокую стабильность по отношению к металлическому литию, что сделало бы его идеальным анодным материалом для полностью твердотельных батарей.

Полупроводниковые батареи с литий-металлическим анодом могут решить проблемы плотности энергии обычных литий-ионных батарей. Но до сих пор их использование в практических элементах ограничивалось высоким сопротивлением переносу ионов лития, вызванным главным образом нестабильностью твердого электролита по отношению к металлическому литию.

Этот новый твердый электролит, который демонстрирует высокую ионную проводимость и высокую стабильность по отношению к металлическому литию, может, таким образом, стать настоящим прорывом для полностью твердотельных батарей, которые используют анод из металлического лития.

«Мы ожидаем, что это развитие не только вдохновит будущие усилия по поиску литиевых суперионных проводников на основе сложных гидридов, но также откроет новую тенденцию в области материалов из твердого электролита, которая может привести к развитию электрохимического состава с высокой плотностью энергии устройства «, сказал Сангрюн Ким из исследовательской группы Синьити Оримо в университете Тохоку.

Фон

Полностью твердотельные батареи

являются многообещающими кандидатами для устранения внутренних недостатков современных литий-ионных батарей, таких как утечка электролита, воспламеняемость и ограниченная плотность энергии.

Литий-металл, как широко полагают, является основным анодным материалом для твердотельных батарей, потому что он имеет самую высокую теоретическую емкость (3860 мАч г ^-1 ) и самый низкий потенциал (-3,04 В относительно стандартного водородного электрода) среди известные анодные материалы.

Литий-ионные проводящие твердые электролиты являются ключевым компонентом полностью твердотельных батарей, потому что ионная проводимость и стабильность твердого электролита определяют рабочие характеристики батареи.

Проблема заключается в том, что большинство существующих твердых электролитов имеют химическую / электрохимическую нестабильность и / или плохой физический контакт с металлическим литием, что неизбежно вызывает нежелательные побочные реакции на границе раздела. Эти побочные реакции приводят к увеличению межфазного сопротивления, значительно снижая производительность батареи при повторных циклах.

Как показали предыдущие исследования, в которых предлагались стратегии, такие как легирование металлического лития и модификация интерфейса, этот процесс разложения очень трудно решить, поскольку его причиной является высокая термодинамическая реакционная способность анода металлического лития с электролитом.

Основными проблемами при использовании анода из литий-металлического сплава являются высокая стабильность и высокая литиево-ионная проводимость твердого электролита.

«Сложные гидриды уделили большое внимание решению проблем, связанных с анодом из металлического лития, из-за их выдающейся химической и электрохимической устойчивости к аноду из металлического лития», — сказала Ким. «Но из-за их низкой ионной проводимости использование сложных гидридов с анодом из металлического лития никогда не было предпринято в практических батареях.Таким образом, мы были очень заинтересованы в том, чтобы выяснить, может ли разработка комплексного гидрида, обладающего суперионной литиевой проводимостью при комнатной температуре, позволить использовать металлический анод лития. И это сработало. «

История Источник:

Материалы предоставлены Университетом Тохоку . Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.

,

Потеря электролита — аккумулятор университета

Узнайте, что вы можете сделать, чтобы сохранить целостность вашей батареи.

Потеря электролита в затопленной свинцово-кислотной батарее происходит из-за выделения газа, когда водород выходит во время зарядки и разрядки. Вытекание приводит к тому, что электролит становится более концентрированным, и баланс должен быть восстановлен путем добавления чистой воды. Не добавляйте электролит, так как это нарушает удельный вес и сокращает срок службы батареи, вызывая коррозию.

Потеря электролита в герметичных свинцово-кислотных батареях — это постоянная проблема, которая часто вызывается перезарядкой. Тщательная регулировка зарядного и поплавкового напряжения, а также работа при умеренных температурах уменьшает эту неисправность. В затопленных батареях потерянная вода может быть восполнена путем пополнения, но в герметичных батареях потеря воды может привести к высыханию и снижению производительности. Попытка восполнить потерянную жидкость в батареях VRLA путем добавления воды была испытана с ограниченным успехом. Несмотря на то, что потерянную емкость часто можно восстановить с помощью катализатора, вмешательство в работу элементов превращает стек в проект с высокими эксплуатационными расходами, который требует постоянного контроля.

Никель-аккумуляторные батареи могут терять электролит при многократной вентиляции из-за чрезмерного давления во время экстремального заряда или разряда, а также из-за перезарядки. Неточное обнаружение полной зарядки и повышенная подзарядка могут привести к перезарядке. Это особенно верно для стареющих и выцветших упаковок. После повторного выпуска воздуха подпружиненное уплотнение ячеек может снова не герметизировать должным образом, и отложение белого порошка вокруг отверстия уплотнения является свидетельством утечки. Небрежное производство также может привести к потере электролита.Условия высыхания приводят к появлению «мягкой» ячейки, дефекта, который невозможно исправить. При зарядке напряжение «сухого» элемента повышается, поскольку аккумулятор не имеет зажимной способности. Он больше не химически активен и не потребляет ток.

Правильно спроектированная и правильно заряженная литий-ионная батарея не должна генерировать газы и не терять электролит при вентиляции. Несмотря на то, что говорят защитники, литиевые клетки могут создавать внутреннее давление при определенных условиях, и раздувшаяся сумка является доказательством этого.(См. BU-301a: Типы аккумуляторных элементов). Некоторые элементы имеют электрический выключатель, который размыкается, если давление в элементе достигает критического уровня. Другие имеют мембрану, которая выделяет газы. Многие из этих функций безопасности являются только односторонними, а это означает, что после активации элемент становится неработоспособным. Это сделано из соображений безопасности. (См. BU-304a: вопросы безопасности при использовании Li-ion.)

Почему батарея газ?

При перезарядке аккумулятор заряжается, расщепляя воду в электролите на водород и кислород.В результате электролиза батарея становится «водоразделительным устройством». Параллель — топливный элемент, но он делает противоположный путь, превращая кислород и водород в электричество, производя воду. Энергия необходима для производства кислорода и водорода, и батарея получает энергию за счет перезарядки.

Последнее обновление 2016-03-07

*** Пожалуйста, прочитайте в отношении комментариев ***

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта. Battery University следит за комментариями и понимает важность выражения взглядов и мнений на общем форуме.Однако все общение должно осуществляться с использованием соответствующего языка и предотвращения спама и дискриминации.

Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, воспользуйтесь формой «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected]. Мы хотели бы услышать от вас, но мы не можем ответить на все вопросы. Мы рекомендуем опубликовать ваш вопрос в разделах комментариев для Battery University Group (BUG), чтобы поделиться.

Предыдущий урок Следующий урок

или перейти к другой статье

,

Электролиты из сжиженного газа позволяют батареям работать при сверхнизких температурах Новые электролиты, изготовленные из сжиженного газа, позволяют литиевым батареям и электрохимическим конденсаторам работать при чрезвычайно низких температурах. Предоставлено: Дэвид Бейло / UC San Diego Jacobs School of Engineering Инженеры

из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали прорыв в химии электролитов, который позволяет литиевым батареям работать при температурах до -60 градусов Цельсия с превосходными характеристиками — для сравнения, сегодня литий-ионные аккумуляторы перестают работать при температуре -20 градусов Цельсия ,Новые электролиты также позволяют электрохимическим конденсаторам работать при температуре -80 градусов по Цельсию — их текущий предел низких температур составляет -40 градусов по Цельсию. Несмотря на то, что технология позволяет работать при экстремально низких температурах, высокая производительность при комнатной температуре сохраняется. Новый химический состав электролитов может также повысить плотность энергии и повысить безопасность литиевых батарей и электрохимических конденсаторов.

Работа будет опубликована онлайн в журнале Science в четверг, 15 июня 2017 года.

Технология может позволить электрическим транспортным средствам в холодном климате путешествовать дальше на одном заряде, уменьшая беспокойство по поводу дальности зимой в таких местах, как Бостон. Эта технология также может быть использована для питания судов в условиях сильного холода, таких как беспилотники WiFi с высокой атмосферой и метеозонды, спутники, межпланетные вездеходы и другие аэрокосмические приложения.

Батареи и электрохимические конденсаторы, разработанные исследователями, особенно морозостойки, поскольку их электролиты изготовлены из растворителей сжиженного газа — газов, которые сжижены при умеренном давлении — которые гораздо более устойчивы к замерзанию, чем стандартные жидкие электролиты.Новый литиевый аккумуляторный электролит был изготовлен с использованием сжиженного фторметана. Электрохимический конденсаторный электролит был изготовлен с использованием сжиженного дифторметана.

«Глубокая декарбонизация зависит от прорывов в технологиях накопления энергии. Для производства электромобилей необходимы улучшенные аккумуляторы с улучшенным соотношением производительности и стоимости. И как только температурный диапазон для аккумуляторов, ультраконденсаторов и их гибридов будет расширен Технологии хранения электрохимической энергии могут быть приняты на многих других развивающихся рынках.Эта работа показывает многообещающий путь, и я думаю, что успех этого нетрадиционного подхода может вдохновить больше ученых и исследователей исследовать неизвестные территории в этой области исследований », — сказала Ширли Мэн, профессор наноинженерии в Школе инженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобс и Старший автор исследования Мэн возглавляет Лабораторию накопления и преобразования энергии и является директором Центра устойчивой энергетики и энергетики, оба в Калифорнийском университете в Сан-Диего.

«В целом согласны с тем, что электролит является основным узким местом для повышения производительности устройств накопления энергии следующего поколения», — сказал Сайрус Рустоджи (Cyrus Rustomji), постдокторский исследователь в группе Менга и первый автор исследования.«Жидкие электролиты были тщательно исследованы, и многие теперь обращают свое внимание на твердотельные электролиты. Мы взяли противоположный, хотя и рискованный, подход и исследовали использование электролитов на основе газа».

Исследователи Калифорнийского университета в Сан-Диего первыми исследовали электролиты на газовой основе для устройств накопления электрохимической энергии.

В будущем эта технология может быть использована для питания космических аппаратов для межпланетных исследований. «Марсоходы имеют низкотемпературные характеристики, с которыми не могут справиться большинство существующих аккумуляторов. Наша новая аккумуляторная технология может удовлетворить эти требования без добавления дорогих и тяжелых нагревательных элементов», — сказал Рустомджи.

В ходе реализации этого проекта команда Калифорнийского университета в Сан-Диего осознала, что газы обладают свойством, которое делает их особенно эффективными при температурах, при которых обычные жидкие электролиты замерзают — низкой вязкости.«Низкая вязкость приводит к высокой подвижности ионов, что означает высокую проводимость для батареи или конденсатора даже в условиях сильного холода», — сказал Рустоджи.

Команда исследовала ряд потенциальных газовых кандидатов, но сосредоточилась на двух новых электролитах: один на основе сжиженного фторметана (для литиевых батарей), а другой на основе сжиженного дифторметана (для электрохимических конденсаторов).

Предоставлено: Дэвид Бейло / UC San Diego Jacobs School of Engineering

В дополнение к своим исключительным низкотемпературным характеристикам, эти электролиты предлагают уникальное преимущество в безопасности.Они смягчают проблему, называемую тепловым разгоном, когда батарея становится достаточно горячей, чтобы вызвать опасную цепь химических реакций, которые, в свою очередь, нагревают батарею еще больше. С этими новыми электролитами батарея не сможет самостоятельно нагреваться при температурах, намного превышающих комнатную температуру. Это связано с тем, что при высоких температурах эти электролиты теряют способность растворять соли, поэтому батарея теряет проводимость и перестает работать.

«Это естественный механизм отключения, который предотвращает перегрев аккумулятора», — сказал Рустомджи.Еще одна приятная особенность, отметил он, заключается в том, что этот механизм обратим. «Как только батарея становится слишком горячей, она отключается. Но когда она остывает, она снова начинает работать. Это не характерно для обычных батарей».

Кроме того, Rustomji сказал, что в более тяжелых условиях, таких как автомобильная авария, когда аккумулятор раздроблен и закорочен, электролитный газ может выходить из ячейки и, из-за отсутствия проводимости электролита, предотвращать тепловую реакцию разгона, которая в противном случае Трудно избежать с обычными жидкими электролитами.

Совместимый электролит для литий-металлических анодов

Мэн, Рустоджи и его коллеги сделали большой шаг вперед к осуществлению еще одной долгожданной мечты исследователей аккумуляторов: создать электролит, который хорошо сочетается с анодом из металлического лития. Литий считается основным материалом анода, потому что он может хранить больше заряда, чем существующие аноды, и легче. Проблема заключается в том, что металлический литий реагирует с обычными жидкими электролитами. Эти химические реакции приводят к тому, что металлический литий имеет низкую кулоновскую эффективность, а это означает, что он может только пройти ограниченное количество циклов зарядки и разрядки, прежде чем батарея перестанет работать.

Другая проблема, связанная с использованием обычных жидких электролитов с анодом из металлического лития, заключается в том, что при повторяющихся циклах зарядки и разрядки литий может накапливаться в определенных точках на электроде. Это вызывает рост иглоподобных структур, называемых дендритами, которые могут пробить части батареи, вызывая ее короткое замыкание.

Предыдущий подход для решения этих проблем включает: использование электролитов с низкой вязкостью; приложение высокого механического давления на электрод; и использование так называемых добавок фторированного электролита для формирования идеального химического состава на поверхности литий-металлического электрода.Новые электролиты для сжиженного газа, разработанные командой UC San Diego, объединяют все эти три ключевых аспекта в единую систему электролитов. Последующая межфазная фаза, сформированная на электроде, представляет собой очень однородную поверхность, не содержащую дендритов, что обеспечивает высокую кулоновскую эффективность более 97 процентов и улучшенную проводимость батареи. Исследователи утверждают, что это первый раз, когда электролит демонстрирует высокую эффективность как для металлического лития, так и для классических катодных материалов, что может позволить существенно увеличить общую плотность энергии батарей.

Следующие шаги

Двигаясь вперед, исследователи стремятся улучшить плотность энергии и циклируемость как батарей, так и электрохимических конденсаторов и работать при еще более низких температурах — до -100 градусов по Цельсию. Эта работа может привести к разработке новой технологии для питания космических кораблей, направляемых для исследования внешних планет, таких как Юпитер и Сатурн.

Rustomji возглавляет команду из Калифорнийского университета в Сан-Диего, которая занимается коммерциализацией этой технологии через стартап под названием South 8 Technologies.

---

Твердотельный электролит, способный конкурировать с жидкими электролитами за аккумуляторы

---

Дополнительная информация: «Электролиты сжиженного газа для устройств накопления электрохимической энергии», Science (2017).science.sciencemag.org/lookup/… 1126 / science.aal4263 Предоставлено Калифорнийский университет в Сан-Диего

Цитирование : Электролиты из сжиженного газа позволяют батареям работать при сверхнизких температурах (15 июня 2017 г.) восстановлено 30 июля 2020 г. с https: // физ.орг / Новости / 2017-06-электролиты сжижению газа включить-batteries.html

Этот документ защищен авторским правом. Кроме честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет Часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержание предоставлено исключительно в информационных целях.

,

No related posts.