Сколько надо заливать электролит в аккумулятор?
Для заполнения пустого корпуса электролитом АКБ емкостью 75 Ампер-часов понадобится от 3,7 до 4 л раствора, в «90-ый» аккумулятор следует заливать примерно 4,4-4,8 литров.
Сколько литров электролита в аккумуляторе 60?
В пустую АКБ 60 А·ч следует заливать от 2,7 до 3 литров серного раствора (h3SO4), масса заправленного и готового к работе накопителя энергии равна приблизительно 17-18 кг.
Сколько электролита в аккумуляторе 132?
Каждое из звеньев имеет электродвижущую силу порядка 2,1 вольта. Легко посчитать, что номинальное напряжение батареи составляет 12,6 вольта, количество электролита в аккумуляторе 60 составляет около трёх литров, АКБ 132 около десяти литров.
Можно ли добавлять в аккумулятор электролит?
Наш ответ – нет. Никогда не добавляйте какой-либо электролит в свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор. Если вы обнаружили низкий уровень электролита в своем АКБ, вам следует добавить только чистую воду. И только при некоторых, очень специфических обстоятельствах, в батарею можно добавить серную кислоту.
Какой уровень электролита должен быть в аккумуляторной батареи?
Нормальным уровнем считается уровень электролита, который либо выше пластин примерно на 1 см, либо ниже горловины заливного отверстия на 3 мм. Если все в норме, то доливать воду пока нет необходимости. Можете просто закрутить обратно пробки заливных отверстий.
Сколько литров электролита в аккумуляторе 55?
Для полной заправки «55-го» аккумулятора требуется примерно два с половиной литра электролита, в зависимости от типа и производителя вес аккумуляторной батареи может несколько отличаться, но в среднем равен 15 килограммам.
Можно ли промыть аккумулятор?
Если автомобильный аккумулятор полностью разрядился, его нужно будет заранее зарядить. Из заряженного АКБ необходимо полностью слить старый электролит, предварительно открутив пробки на крышке, после чего конструкцию можно промыть водой. Как и в предыдущих случаях, для этого лучше использовать дистиллят.
Сколько литров электролита в аккумуляторе 190?
75 А·ч – 3,7-4 л; 90 А·ч – 4,4-4,8 л; 190 А·ч – порядка 10 л.
Сколько заливать воды в аккумулятор?
Доливать дистиллированную воду нужно на уровень 1,5-2 сантиметра выше края пластин или на 0,5 см над специальным индикатором (“язычков”). Цель — после заливки воды и зарядки батареи добиться плотности электролита АКБ на уровне 1,27 г/см³.
Как повысить плотность электролита в аккумуляторе?
Как повысить плотность
Осмотрите аккумулятор: на нем не должно быть дефектов и повреждений, особое внимание уделите токовыводам. Если уровень в норме (от 1,18) долейте электролит с нормальной плотностью до 1,25. Выполняйте долив в каждой банке, используя клизму-грушу.
Можно ли добавить электролит в аккумулятор и не заряжать?
Если где-то электролита не хватает, то его количество можно компенсировать дистиллированной водой. Убедитесь, что электролит имеет прозрачный цвет. Если это не так или в нём плавают какие-то хлопья, то заряжать такой аккумулятор нельзя.
Можно ли заливать чистый электролит в аккумулятор?
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.
Что делать при низкой плотности электролита?
Если плотность в аккумуляторе снижена до 1.18, тогда нужно доливать не электролит, а аккумуляторную кислоту. Плотность такой кислоты намного выше. В случаях, когда сразу поднять плотность не удалось, процесс повторяется до тех пор, пока не удается получить нужное значение.
Сколько стоит электролит для аккумуляторов?
Электролит «Зверь» (1.28 г/куб. см) 1л. 80₽
Сколько заливается электролита в аккумулятор. Электролит для аккумуляторов. Характеристика стартерной батареи
Как показывает практика далеко не каждый, кто интересуется вопросом, сколько электролита в аккумуляторе, знает, что вообще такое электролит и зачем он нужен, поэтому сейчас вы получите ответы на все озвученные вопросы. Итак, обо всем по порядку.
Что такое электролит и зачем он вообще нужен?
Если вы уже успели прочитать на нашем портале статью: «Какая кислота в аккумуляторе автомобиля », то общее представление об электролите вы уже имеете. Если нет – разъясняем.
Электролит – это раствор серной кислоты и простой дистиллированной воды. Им в нужной концентрации и объеме заполняют свинцово-кислотные аккумуляторные батареи для того, чтобы те благодаря химическим процессам происходящим с этим раствором могли хранить энергию. Отсюда, если концентрация или количество электролита в АКБ уменьшается, она перестает справляться в полной мере со своими обязанности и начинает нуждаться в замене или восстановлении. В последнем случае перед автомобилистами как раз и встает вопрос: сколько электролита должно быть в аккумуляторе.
Итак, сколько электролита должно быть в АКБ?
То, сколько электролита должна содержать аккумуляторная батарея автомобиля для максимально эффективной своей работы, напрямую определяется ее емкостью. Конечно, в зависимости от производителя возможна некоторая разбежка, но в целом объем электролита для аккумуляторов разной емкости будет следующим:
- 55 А·ч – 2,5 л +/- 100 г;
- 60 А·ч – 2,7-3 л;
- 62 А·ч – около 3 л;
- 65 А·ч – около 3,5 л;
- 75 А·ч – 3,7-4 л;
- 90 А·ч – 4,4-4,8 л;
- 190 А·ч – порядка 10 л.
Но это лишь примерный литраж, он нужен больше для справки перед походом в магазин. В процессе же восстановления аккумулятора нужно ориентироваться не на него, а на особые метки, присутствующие на корпусе последнего. Теперь подробнее.
Какой должен быть уровень электролита в аккумуляторе?
Если в вашем аккумуляторе присутствует шкала с минимумом и максимумом, то вопрос, до какого уровня следует заливать электролит, решается очень просто – по верхнюю черту, то есть до отметки «MAX»,
Если же такой шкалы нет, возможно, в отверстиях вашего аккумулятора есть «язычки», тогда электролита в АКБ нужно заливать столько, чтобы они покрылись 5 мм слоем раствора (полностью в него погрузились).
Ну, а если нет ни того, ни другого, залейте в АКБ электролит в рекомендуемом выше объеме (его должно быть не под завязку, а чуть меньше), а затем для самоконтроля возьмите стеклянную трубочку, диаметром до 5 мм и опустите ее внутрь АКБ, пока она не упрется в предохранительный щиток. Закройте верхнее отверстие трубочки пальцем и выньте ее наружу. Если уровень оставшегося в ней электролита находится в пределах 10-15 мм вы все сделали правильно – уровень электролита в АКБ оптимален.
Автомобильный стартерный аккумулятор – это химический источник тока, действие которого основано на использовании обратимых электрохимических процессов. Простейший свинцовый аккумулятор состоит из положительного электрода, активным веществом которого является двуокись свинца (темно-коричневого цвета), и отрицательного электрода, активным веществом которого является губчатый свинец (серого цвета). Если оба электрода поместить в сосуд с электролитом (раствор серной кислоты в дистиллированной воде), то между электродами возникнет разность потенциалов.
При подключении к электродам нагрузки (потребителя) в цепи потечет электрический ток, и аккумулятор будет разряжаться. Во время разряда расходуется серная кислота из электролита и одновременно в электролит выделяется вода. Поэтому по мере разряда свинцового аккумулятора уменьшается концентрация серной кислоты, из-за чего плотность электролита понижается. При заряде происходят обратные химические реакции – в электролит выделяется серная кислота и расходуется вода. При этом плотность электролита по мере заряда возрастает. Поскольку при разрядах и зарядах изменяется плотность электролита, то по ее величине можно судить о степени заряженности аккумулятора, чем и пользуются на практике.
Основными электрическими характеристиками аккумулятора являются электродвижущая сила, напряжение и емкость.
Электродвижущей силой (э.д.с.) аккумулятора называется разность потенциалов между его электродами при разомкнутой внешней цепи. Величина э.д.с. исправного аккумулятора зависит от плотности электролита (степени его заряженности) и изменяется в пределах от 1,92 до 2,15 вольта.
Напряжением аккумулятора называется разность потенциалов между его выводами, измеренная под нагрузкой. За номинальное напряжение свинцового аккумулятора принимается величина, равная 2 вольта. Величина напряжения при разряде аккумулятора зависит от величины разрядного тока, продолжительности разряда и температуры электролита; она всегда меньше величины э.д.с. Разряжать аккумулятор ниже определенного предела, называемого конечным разрядным напряжением, недопустимо, так как это может привести к переполюсовке и разрушению активной массы электродов. Величина напряжения при заряде зависит главным образом от степени заряженности аккумулятора, температуры электролита и всегда больше величины э.д.с.
Емкостью аккумулятора называется количество электричества, отдаваемое полностью заряженным аккумулятором при его разряде до допустимого конечного разрядного напряжения. Емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах и определяется как произведение величины разрядного тока (в амперах) на продолжительность разряда (в часах). Емкость аккумулятора зависит от количества активной массы (количества и размера электродов), величины разрядного тока, плотности и температуры электролита, срока службы аккумулятора и является его важнейшей эксплуатационной характеристикой. При больших величинах разрядных токов, при низких температурах электролита, а также в конце срока службы емкость, отдаваемая аккумулятором, снижается. За номинальную емкость аккумулятора принимается емкость, которую должен отдавать аккумулятор при разряде током 20-часового или 10-часового разряда, т.е. при величине разрядного тока, численно равной соответственно 0,05 и 0,1 величины номинальной емкости.
Стартерная автомобильная аккумуляторная батарея состоит из 6 одинаковых аккумуляторов, соединенных последовательно. При таком соединении номинальное напряжение батареи равно сумме номинальных напряжений отдельных аккумуляторов, и составляет 12 вольт, а номинальная емкость батареи остается такой же, как и емкость одного аккумулятора.
Приведение АКБ в рабочее состояние
| Требуемая плотность электролита, г/см³ | Количество воды, л | Количество раствора серной кислоты, плотностью 1,40 г/см³, л |
|---|---|---|
| 1,20 | 0,547 | 0,476 |
| 1,21 | 0,519 | 0,500 |
| 1,22 | 0,491 | 0,524 |
| 1,23 | 0,465 | 0,549 |
| 1,24 | 0,438 | 0,572 |
| 1,25 | 0,410 | 0,601 |
| 1,26 | 0,382 | 0,624 |
| 1,27 | 0,357 | 0,652 |
| 1,28 | 0,329 | 0,679 |
| 1,29 | 0,302 | 0,705 |
| 1,31 | 0,246 | 0,760 |
Автомобильные аккумуляторные батареи, выпускаемые в сухозаряженном состоянии, для приведения в рабочее состояние необходимо залить электролитом и после пропитки электродов измерить плотность электролита и произвести подзарядку батареи. При температуре воздуха до -15°С в батареи заливают электролит плотностью 1,24 г/см³. При температуре от -15° до -30°С плотность повышают до 1,26, а при ниже -30° – до 1,28 г/см³.
Электролит требуемой плотности может быть приготовлен непосредственно из кислоты и воды. Однако более удобно применять раствор кислоты плотностью 1,40 г/см³. Количество воды и раствора, необходимое для приготовления 1 л электролита, указано в таблице 1. Серная кислота учитывается не в литрах, а в килограммах. Для перевода литров в килограммы необходимо пользоваться коэффициентом 1,83.
Плотность электролита измеряется с помощью ареометра. Он состоит из цилиндра с резиновой грушей и заборной трубкой и денсиметра (поплавка). При определении плотности электролита необходимо сжать рукой резиновую грушу ареометра, ввести конец заборной трубки в электролит и постепенно отпустить грушу. После того, как денсиметр всплывет, по его шкале определить плотность электролита в аккумуляторе. При измерениях надо следить за тем, чтобы денсиметр свободно плавал в электролите («не прилипал» к стенкам цилиндра).
Плотность электролита зависит от температуры. Исходной считается температура электролита 25°С. На каждые 15°С изменения температуры плотность изменяется примерно на 0,01 г/см³. Поэтому при измерении плотности электролита следует учитывать его температуру и в необходимых случаях вносить поправку к показаниям ареометра, пользуясь таблицей 2.
Заливать электролит в аккумулятор следует тонкой струей, применяя фарфоровую, полиэтиленовую или эбонитовую кружку и стеклянную, полиэтиленовую или эбонитовую воронку.
| Температура электролита, С° | Поправка к показаниям, г/см 3 |
|---|---|
| От -55 до -41 | -0,05 |
| От -40 до -26 | -0,04 |
| От -25 до -11 | -0,03 |
| От -10 до 4 | -0,02 |
| От 5 до 19 | -0,01 |
| От 20 до 30 | 0,00 |
| От 31 до 45 | +0,01 |
| ОТ 46 до 60 | +0,02 |
Температура электролита должна быть не ниже 15°С и не выше 25°С. После заливки электролита и пропитки электродов не ранее чем через 20 минут и не позже чем через 2 часа производится контроль плотности электролита. Если плотность электролита понизится не более, чем на 0,03 г/см³ против плотности заливаемого электролита, батарея может эксплуатироваться. Если же плотность электролита понизится более, чем на 0,03 г/см³, батарея подлежит подзаряду. Продолжительность первого подзаряда зависит от срока хранения батареи в сухом виде с момента изготовления до приведения в рабочее состояние. Окончание подзаряда определяется по постоянству напряжения аккумулятора и плотности электролита в течение 2 часов.
Заряд аккумуляторных батарей
Аккумуляторные батареи заряжают при приведении их в рабочее состояние, при проведении контрольно-тренировочного цикла, а также периодически в процессе эксплуатации и при разрядах ниже допустимых пределов. При подготовке к заряду измеряется плотность и уровень электролита во всех аккумуляторах батареи. В аккумуляторах, где уровень недостаточен, он доводится до нормы доливкой дистиллированной воды (но не электролита!).
Заряд свинцовых аккумуляторных батарей необходимо производить от источника постоянного тока. При этом зарядное устройство, предназначенное для заряда одной 12-вольтовой батареи, должно обеспечить возможность увеличения зарядного напряжения до 16,0-16,5 В, поскольку иначе не удастся зарядить современную необслуживаемую аккумуляторную батарею полностью (до 100% ее фактической емкости). Положительный провод (клемму) зарядного устройства соединяют с положительным выводом батареи, отрицательный — с отрицательным. В практике эксплуатации пользуются, как правило, одним из двух методов заряда батареи: заряд при постоянстве тока или заряд при постоянстве напряжения. Оба эти метода равноценны с точки зрения их влияния на долговечность батареи.
Заряд при постоянстве тока производится током величиной, равной 0,1 от номинальной емкости при 20-часовом режиме разряда. Например, для батареи емкостью 60 А-ч ток заряда должен быть равен 6 А. Для поддержания постоянства тока в течение всего процесса заряда необходимо регулирующее устройство. Недостаток такого способа — необходимость постоянного контроля и регулирования зарядного тока, а также обильное газовыделение в конце заряда. Для снижения газовыделения и повышения степени заряженности батареи целесообразно ступенчатое снижение силы тока по мере увеличения зарядного напряжения. Когда напряжение достигнет 14,4 В, зарядный ток уменьшают в два раза (3 Ампера для батареи емкостью 60 А-ч) и при таком токе продолжают заряд до начала газовыделения. При заряде батарей, которые не имеют отверстий для доливки воды, целесообразно при увеличении зарядного напряжения до 15 В еще раз уменьшить ток в два раза (1,5 А для батарей емкостью 60 А-ч). Батарея считается полностью заряженной, когда ток и напряжение при заряде сохраняются без изменения в течение 1-2 часов. Для современных необслуживаемых батарей такое состояние наступает при напряжении 16,3-16,4 В в зависимости от состава сплавов решеток и чистоты электролита (при его нормальном уровне).
Температура электролита во время заряда батарей возрастает, поэтому необходимо контролировать ее величину, особенно к концу заряда. Ее величина не должна превышать 45°С. В случае если температура окажется выше, следует уменьшить наполовину зарядный ток или прервать заряд на время, необходимое для остывания электролита до 30…35°С.
Если к концу заряда плотность электролита отличается от нормы, необходимо произвести корректировку доливкой дистиллированной воды в случаях, когда плотность выше нормы, или доливкой раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см³, когда она ниже нормы. Доводку плотности можно производить только в конце заряда, когда плотность электролита больше не возрастает, а за счет «кипения» обеспечивается быстрое и полное перемешивание. Количество отбираемого электролита и добавляемой воды или раствора кислоты для каждого аккумулятора можно определить, пользуясь данными таблицы 3. После проведения корректировки продолжить заряд в течение 30-40 мин, после чего снова измерить плотность, и если она будет отличаться от нормы, провести ее вновь.
| 1,24 | 1,25 | |||||
| Отсос электролита | Доливка раствора 1,40 г/см 3 | Доливка воды | Отсос электролита | Доливка раствора 1,40 г/см 3 | Доливка воды | |
| 1,24 | — | — | — | 60 | 62 | — |
| 1,25 | 44 | — | 45 | — | — | — |
| 1,26 | 85 | — | 88 | 39 | — | 40 |
| 1,27 | 122 | — | 126 | 78 | — | 80 |
| 1,28 | 156 | — | 162 | 117 | — | 120 |
| 1,29 | 190 | — | 200 | 158 | — | 162 |
| 1,30 | — | — | — | — | — | — |
| Плотность электролита в АКБ, г/см 3 | Необходимая плотность, г/см 3 | |||||
| 1,26 | 1,27 | |||||
| Отсос электролита | Доливка раствора 1,40 г/см 3 | Доливка воды | Отсос электролита | Доливка раствора 1,40 г/см 3 | Доливка воды | |
| 1,24 | 120 | 125 | — | 173 | 175 | — |
| 1,25 | 65 | 70 | — | 118 | 120 | — |
| 1,26 | — | — | — | 65 | 66 | — |
| 1,27 | 40 | — | 43 | — | — | — |
| 1,28 | 80 | — | 86 | 40 | — | 43 |
| 1,29 | 123 | — | 127 | 75 | — | 78 |
| 1,30 | — | — | — | 109 | — | 113 |
| Для пользования таблицей ее данные необходимо умножить на объем одного аккумулятора батареи, выраженный в литрах. | |||||||||
| Плотность электролита в АКБ, г/см 3 | Необходимая плотность, г/см 3 | ||||||||
| 1,29 | 1,31 | ||||||||
| Отсос электролита | Доливка раствора 1,40 г/см 3 | Доливка воды | Отсос электролита | Доливка раствора 1,40 г/см 3 | Доливка воды | ||||
| 1,24 | 252 | 256 | — | — | — | — | |||
| 1,25 | 215 | 220 | — | — | — | — | |||
| 1,26 | 177 | 180 | — | 290 | 294 | — | |||
| 1,27 | 122 | 126 | — | 246 | 250 | — | |||
| 1,28 | 63 | 65 | — | 198 | 202 | — | |||
| 1,29 | — | — | — | 143 | 146 | — | |||
| 1,30 | 36 | — | 38 | 79 | 81 | — | |||
Эксплуатационный уровень электролита устанавливается после окончания корректировки плотности и не ранее, чем через 30 мин после выключения батарей с заряда. При уровне электролита ниже нормы в аккумулятор нужно добавить электролит такой же плотности.
При заряде при постоянстве напряжения степень заряженности АКБ по окончании заряда напрямую зависит от величины зарядного напряжения, которое обеспечивает зарядное устройство. Так, например, за 24 часа непрерывного заряда при напряжении 14,4 В полностью разряженная 12-вольтовая батарея зарядится на 75-85%, при напряжении 15 В — на 85-90%, а при напряжении 16 В — на 95-97%. Полностью зарядить разряженную батарею в течение 20-24 часов можно при напряжении зарядного устройства 16,3-16,4 В. В первый момент включения тока его величина может достигать 40-50 А и более, в зависимости от внутреннего сопротивления (емкости) и глубины разряда батареи. Поэтому зарядное устройство снабжают схемными решениями, ограничивающими максимальный ток заряда. По мере заряда напряжение на выводах батареи постепенно приближается к напряжению зарядного устройства, а величина зарядного тока, соответственно, снижается и приближается к нулю в конце заряда. Это позволяет производить заряд без участия человека в полностью автоматическом режиме. Ошибочно критерием окончания заряда в подобных устройствах считают достижение напряжения на выводах батареи при ее заряде, равного 14,4±0,1 В. При этом, как правило, загорается зеленый сигнал, служащий индикатором достижения заданного конечного напряжения, то есть окончания заряда. Однако для удовлетворительного (на 90-95%) заряда современных необслуживаемых АКБ с помощью подобных зарядных устройств, имеющих максимальное зарядное напряжение 14,4-14,5 В, потребуется около суток.
Ускоренный комбинированный способ заряда применяется при необходимости полного заряда аккумуляторных батарей в сокращенное время. Ускоренный комбинированный заряд производится в два этапа. На первом этапе заряд батарей осуществляется при постоянном зарядном напряжении, на втором этапе – при постоянной величине зарядного тока. Переход к заряду батарей при постоянной величине зарядного тока производится при снижении его на первом этапе заряда до величины 1/10 от емкости.
Контрольно-тренировочный цикл
Контрольно-тренировочный цикл проводится для контроля технического состояния аккумуляторных батарей, проверки отдаваемой ими емкости, исправления отстающих аккумуляторов. Отстающими называются те аккумуляторы батареи, параметры которых ниже остальных.
При контрольно-тренировочном цикле проводятся:
- предварительный полный заряд;
- контрольный (тренировочный) разряд током 10-часового режима;
- окончательный полный заряд.
Предварительный полный заряд при КТЦ проводится зарядным током, величиной 1/10 емкости аккумулятора. Перед началом контрольного разряда температура электролита должна быть 18…27°С. Величина разрядного тока для аккумуляторных батарей должна соответствовать значению, указанному в таблице 4.
Постоянство разрядного тока должно тщательно соблюдаться в течение всего разряда. Разряд ведется до конечного напряжения 10,2 В. При снижении напряжения до 11,1 В измерения производят через каждые 15 минут, а при снижении напряжения до 10,5 В измерения производят непрерывно до конца зарядки.
Подсчет емкости, отдаваемой аккумуляторной батареей, в процентах от номинальной производится по . Фактическая емкость, отдаваемая при контрольном разряде, может быть как меньше, так и больше номинальной. Окончательный полный заряд автомобильных батарей производится нормальным зарядным током с соблюдением всех правил с доводкой плотности электролита в конце заряда.
Мало кто из автомобилистов, в процессе эксплуатации машины, задумывается о том, какой вес у аккумулятора, установленного под капотом транспортного средства. Даже при покупке источника питания больше интересуют другие характеристики, напрямую влияющие на качество работы ДВС и бортового электронного оборудования. К вопросу же, сколько весит аккумулятор, приходят во время тюнинга автомобиля или при попытке сдать нерабочую АКБ в пункт приема металлолома. Самый просто способ определения массы аккумулятора – взвесить его. Но есть и другие способы. В статье мы расскажем о влиянии емкости АКБ на ее вес и дадим таблицу, с помощью которой можно без труда узнать нужную информацию.
Из чего складывается масса источника питания
Некоторые производители добросовестно указывают все параметры источника питания на его корпусе, в том числе и его тяжесть. При желании можно просто найти наклейку с этой информацией. Однако при серьезной доработке двигателя, например, можно столкнуться с трудностью. Дело в том, что на корпусной наклейке указана масса «сухой» АКБ, без электролита. Разница может доходить до 20 %, а это существенное значение при тюнинге ДВС.
Чтобы не ошибиться в расчётах, нужно знать, что конечная масса будет складываться из трех составляющих:
- корпуса;
- объема электролитической жидкости;
- размера и количества свинцовых электродов.
Так, в АКБ с емкостью 55 А-ч (если российская батарея, то 6 СТ-55), пластиковый корпус вместе с перемычками между банками весит около 800 г, а электролитический раствор – 2,5 кг.
Если вы на корпусной наклейке видите значение 11 кг, тогда к этой цифре нужно прибавить 0,8 и 2,5. Итого общее значение составит 14,3 кг.
Мало кто захочет тратить время на подсчеты, поэтому есть другой способ вычислить, сколько весит ваш аккумулятор.
Таблица соотношения емкости к весу
Как вы уже поняли, львиная доля массы батареи приходится на свинцовые пластины. В процентном соотношении – около 80 %. Чтобы добиться определенного значения емкости производитель манипулирует с количеством и размером пластин. Поэтому, зная данный параметр АКБ можно легко вычислить ее тяжесть.
Емкость (А-ч) | Обозначение | Средний вес (кг) | ||
«Сухая» | Электролит | «Заправленная» | ||
Жидкость, которая обеспечивает работоспособность аккумуляторов называется электролитом. От температуры и объема этой жидкости в отсеках АКБ зависит, как будут происходить электрохимические реакции и работа всей батареи. Поскольку от температуры зависят физико-химические процессы, в разное время года электролит батареи должен иметь разную плотность.
Что такое электролит
Электролит — это жидкое вещество, состоящее из серной кислоты (h3SO4) и дистиллированной воды, проводящее электрический ток из-за диссоциации (распад) на ионы. Автомобильными кислотными аккумуляторами называются такие, в которых залита кислота — электролит. Обслуживаемые АКБ позволяют регулировать плотность электролита, что очень важно для климата с большой разницей в течение года.
Характеристики электролита
Не многие знают, что за кислота в аккумуляторах, как она называется. Ответ: концентрированная серная кислота. Это основной компонент электролита. Второй компонент — дистиллированная вода (очищенная, не содержащая примесей).
Плотность кислоты должна быть не выше 1,84 грамм/милилитр, это максимальный порог. Чтобы уменьшить плотность до специально заданных величин, добавляется дистиллированная вода.
Аккумуляторные батареи заправляют специально очищенной от всяких примесей серной кислотой и водой. Есть Государственный стандарт ГОСТ 667-73 о том, каких требований должна быть кислота для АКБ.
Какие пределы плотности электролита для аккумуляторов
Плотность должна быть в пределах 1,07 — 3,0 г/мл. Если разбавить серную кислоту до такой рабочей величины плотности (1,07-3 г/мл), то концентрация h3SO4 будет 27-40 %.
Как проверять электролит
Инструменты для проверки:
Порядок проверки в обслуживаемых АКБ:
- Отсоединить АКБ.
- Выкрутить пробки.
- Опустить рабочую часть ареометра в электролит одной из секций.
- Манипуляциями с грушей на ареометре всасываем электролит в прибор до тех пор, чтобы поплавок поднялся и начал плавать не задевая стенок прибора.
- Реальная плотность будет показываться на шкале в том месте, где электролит и стержень будут касаться друг друга.
- Записать на бумагу полученные данные.
Такие измерения надо сделать для всех банок аккумулятора.
Плотности в разных секциях одного аккумулятора должны быть почти одинаковыми. Разница между ними должна быть в пределах от 0,2 до 0,3 грамм/милилитр.
При высоком уровне заряда аккумуляторной батареи, температура замерзания жидкости будет ниже, показатели плотности электролита чуть выше, чем при «севшем» АКБ. Поэтому, если плотность электролита немного не дотягивает до нужной величины, то знайте, что когда хорошо зарядите АКБ, плотность чуть-чуть увеличится.
Еще одно важное правило: следить за объемом электролита. Уровень жидкости может быть ниже верха пластин не более 15 мм.
Для измерения количества жидкости в емкостях, надо установить аккумулятор на ровную поверхность. Опустить стеклянную трубку в жидкость до верха свинцовых пластин, закрыть верхний конец трубки, поднять ее и измерить линейкой, сколько миллиметров электролита было над свинцовыми пластинами. При необходимости залить дистиллят по чуть-чуть. Таким способом проверить уровень во всех секциях. Уровень жидкости должен быть на 10-15 мм выше верха пластин.
Важно! Нельзя заливать электролит в АКБ для поднятия уровня жидкости. Это испортит аккумулятор. Надо заливать дистиллированную воду.
Если нет трубки, то уровень жидкости в аккумуляторе измеряют чистой бумагой, завернутой в трубочку. Проводим такие же действия, как и с трубкой, однако следует учитывать погрешность — бумага намокнет выше реального уровня.
Не будут приводить таблицу показателей плотности для каждых температур. Для российского климата плотность должна быть 1,28 г/мл.
Если плотность электролита дойдет до 1,1 г/мл, то уже при -6 градусов, жидкость начнет затвердевать, образовывать кристаллы. Водители крайнего севера перевозят аккумуляторные батареи в тепле или в специальном термоконтейнере.
Как подготовить элекролит
В продаже имеются уже заправленные нужной плотности электролитом и заряженные аккумуляторы, а также есть сухозаряженные аккумуляторы. В сухозаряженные АКБ надо залить электролит.
Для приготовления электролита своими руками, потребуются:
- Дистиллированная вода.
- Воронка.
- Серная кислота (h3SO4). Желательно, чтобы плотность чистой кислоты была 1,4 г/см 3 . В крайнем случаем можно использовать кислоту плотностью 1,84 г/см3.
- Емкость со шкалой.
- Трубка для перемешивания жидкости. Нужна трубка из нейтральных к кислоте материалов: эбонит, керамика, стекло).
- Средства индивидуальной защиты (СИЗ): резиновые перчатки, очки, спецовка с длинными руками, сапоги.
Правила техники безопасности при изготовлении раствора
- Внимание! Запрещается лить воду в кислоту. От этого начинают лететь брызги и можно получить ожоги.
- Разрешается лить кислоту в воду, но тонкой струей.
- При доливании, следует перемешивать жидкость.
- После перемешивания полученного раствора, требуется измерить плотность ареометром.
Сколько жидкости в аккумуляторе
В зависимости от мощности и объема АКБ, объем жидкости в них находится в таком диапазоне: 2,6-3,7 литров. Если после заправки аккумулятора, жидкость осталась, ее надо нейтрализовать пищевой содой и вылить.
Таблица: сколько нужно воды и серной кислоты для достижения разных величин плотностей.
Заправка электролита
Приготовленный раствор следует заливать в аккумулятор через воронку из нейтрального материала.
Заливаем жидкость поочередно в секции АКБ. Делаем одинаковый уровень во всех банках. Уровень должен быть от 1 до 1,5 см выше пластин. 2-3 часа не трогаем аккумулятор. Плотность незначительно может уменьшиться при выстаивании.
Далее следует зарядить автомобильный АКБ до рабочих параметров. Для правильной зарядки заправленного аккумулятора надо выставить ток, в значении в 10 раз меньше, чем указано на корпусе АКБ. Например, если на корпусе аккумуляторе написано 65 А*ч (ампер умножить на час), то на зарядном устройстве ставим силу тока 6,5 А (Ампер). В таком значении надо заряжать в течение 4 часов. После зарядки опять замеряем плотность.
Что портит аккумулятор
В разные периоды эксплуатации этого электро устройства, он подвергается различным физико-химическим и механическим воздействиям. Если на улице мороз, на корпусе появляются кристаллы льда, электролит также начинает замерзать и кристаллизоваться.
Если аккумулятор замер, нельзя использовать горелки и другие отогревающие устройства.
Отогрев батареи должен происходить в естественном режиме. Достаточно снять АКБ, занести в теплое помещение на сутки. При естественном отогревании, все детали конструкции аккумулятора будут согреваться равномерно.
Если в результате мороза или механических ударов, на корпусе аккумуляторе появилась хотя бы одна трещинка, то такой АКБ отслужил свой срок. Дальнейшая эксплуатация его запрещена. При обнаружении трещины, сразу отсоединить от него клеммы и демонтировать.
Можно ли использовать аккумулятор, если корпус его вздулся? Ответ: можно, если не нарушена герметичность устройства.
Восстановить можно 2 способами:
- Для приведения в порядок такой батареи, надо проверить уровень электролита в нем, плотность. Поставить на зарядку с током 1 А на одни сутки. Во время зарядки можно периодически измерять плотность жидкости. Если плотность увеличивается во время зарядки, то АКБ годный.
- Также, можно слить полностью старую жидкость, промыть дистиллированной водой, приготовить раствор, залить его и подождать несколько часов. Потом зарядить медленной зарядкой, то есть установить ток от 0,5 до 1 Ампера. Через 2 часа у исправного аккумулятора плотность электролита должна немного увеличиться.
Вывод
Сколько электролита залито, какой чистоты, какой плотности — все это влияет на срок эксплуатации АКБ, который можно прослужить 5 лет, а может пол года.
Если объем жидкость уменьшается, то следует доливать дистиллированную воду. Во время всех работа соблюдать правила техники безопасности, то есть не лениться надевать очки и не стесняться других.
Видео
В этом видео учат, как правильно поднять плотность электролита в аккумуляторе.
Простой способ повысить плотность АКБ.
Как восстановить старый аккумулятор.
Об электролите.
Сухозаряженный автоаккумулятор: ввод в эксплуатацию
Сухозаряженная стартерная аккумуляторная аккумуляторная батарея (АКБ) представляет собой «сухую», т.е. не содержащую электролита батарею, при этом пластины в такой АКБ — заряжены пред сборкой на заводе-производителе в процессе выпуска (они проходят «формовку»: зарядку, промывку и просушку в потоке жгучего воздуха). Помимо того, пробки герметично закрыты и предохраняют пластины автомобильного аккумулятора от уничтожения (коррозии) под воздействием внешней среды — воды и воздуха.
Такие технологические и конструктивные решения разрешают гарантировать долгое хранение изделия — до 3 — 5 лет, что для залитой батареи является «непозволительной роскошью». Напомним, что беречь залитую и заряженную АКБ в режиме «бездействия» более 6 мес. не рекомендуется, максимум для малосурьмянистых залитых аккумуляторных батарей — около 9 мес., да и то, при температуре от минус 30 до 0 С.
Помимо того, транспортировка сухозаряженных аккумуляторных батарей может быть более выигрышна: они меньше и не содержат «резкого» электролита.
На этом превосходства сухозаряженных
АКБ заканчиваются: они не готовы к незамедлительному применению, их невозможно
проверить на работоспособность без заливки электролитом, правда обыкновенно
загвоздок не появляется.
Выходит, вы купили сухозаряженную батарею, что дальше ?
1. Нужно запастись добротным (купленным в отменном магазине) электролитом с плотностью 1,27 — 1,29 г/см.куб. в объеме (либо чуть больше), согласно табл. 1. Это значительно проще и безвреднее, чем готовить электролит независимо, смешивая серную кислоту с дистиллированной водой, т.к. допустимо разбрызгивание реагентов. Помните, что запрещается вливать воду в серную кислоту.
2. Не пренебрегайте защитными средствами от враждебного воздействия электролита (очки, резиновые перчатки, кислотостойкая одежда, головной убор и обувь). В случае попадания электролита на кожу промойте пораженные места водой и после этого - раствором питьевой соды для нейтрализации. Рекомендуем пред заливкой приготовить раствор питьевой соды (скажем, в ведре) и ветошь.
3. Потребуются также ареометр (для контроля плотности электролита), нагрузочная вилка (для контроля напряжения батареи под нагрузкой и без нагрузки) и, допустимо, неподвижное зарядное устройство.
4. Пред заливкой нужно разгерметизировать батарею, срезав приливы на вентиляционных каналах пробок, либо вынув заглушки из боковых поверхностей крышки моноблока, в зависимости от конструкции батареи. Попадаются батареи с пробками, уже имеющими отверстия для вентиляции газов.
5. Заливку электролитом нужно производить
при комнатной температуре (температура электролита в пределах 15 С — 30 С) и в
проветриваемом помещении. Очередность заливки банок значения не имеет.
Заливать электролит нужно до отметки «мах» на корпусе батареи. Если нет метки
либо корпус не прозрачный, обеспечивайте уровень 15 — 20 миллиметров выше
верхних кромок пластин (замеряется путем погружения стеклянной трубки, входящей
в комплект ареометра, в очередную банку до защитного щитка пластин, после чего
зажимается пальцем, вынимается трубка и визуально определяется уровень
электролита).
6. Не ранее, чем через 20 мин., и не позднее, чем через 2 часа после заливки, нужно проконтролировать плотность электролита. Если она не менее 1,25 г/см.куб., то аккумуляторная батарея готова к эксплуатации. В отвратном случае, а также при напряжении без нагрузки менее 12,5 V, батарею нужно подвергнуть заряде от стационарного зарядного приборы.
В любом случае, подзарядку батареи нужно осуществлять лишь после пропитки автомобильного аккумулятора электролитом.
Подзарядку АКБ проводите согласно инструкции на зарядное устройство; не позабудьте вывернуть пробки и гарантировать отличную вентиляцию.
После заливки/зарядки нужно ввернуть крышки и скрупулезно протереть корпус автомобильного аккумулятора раствором соды для нейтрализации электролита. Не позабудьте, также, верно закрепить батарею в гнезде. Клеммы следует очистить от окислов шлифовальной бумагой и обработать смазкой (Литол 24, WD-40).
С увеличением срока хранения сухозаряженного АКБ, время подзарядки после заливки также вырастает. Скажем, не 3-4 часа как в 1-й г., а 6-10 часов при хранении более года.
Стоит подметить, что добротный автоаккумулятор, срок хранения которого не превышает 6 — 12 мес., после заливки, абсолютно может быть подзаряжен на автомобиле (если после пропитки напряжение не менее 12,5 V и плотность в норме).
Insight по проникновению электролита в электроды литий-ионных аккумуляторов с помощью новой решетки с трехмерным разрешением. Модель Больцмана
HIGHLIGHTS
- •
Для моделирования инфильтрации электролита литий-ионных аккумуляторов
использовалась 3D-модель LBM.- •
Модель явно учитывает сложную геометрию электрода, газообразный воздух и жидкий электролит
- •
Основные характеристики кривой насыщения электролита были проанализированы для разных электродов
- •
Исследование также подчеркивает значение степени смачивания электрода на его электрохимические характеристики.
РЕЗЮМЕ
Заполнение электролитом происходит между запечатыванием и формированием в процессе производства литий-ионных батарей (LIB).Этот шаг имеет решающее значение, поскольку он напрямую связан с качеством LIB и влияет на последующий трудоемкий процесс смачивания электролитом. Хотя быстрое, однородное и полное смачивание имеет первостепенное значение, этот процесс недостаточно изучен и полностью изучен. Например, экспериментально доступных данных недостаточно, чтобы полностью зафиксировать сложное взаимодействие при заполнении электролитом и воздухом внутри пористого электрода. Здесь мы впервые сообщаем о трехмерной модели решеточного метода Больцмана (LBM), способной моделировать заполнение электролитом при приложении давления пористых электродов LIB, полученную как в результате экспериментов (микрорентгеновская томография), так и расчетов (стохастическая генерация, моделирование производственный процесс с использованием крупнозернистой молекулярной динамики и метода дискретных элементов).Модель позволяет получить расширенное представление о влиянии мезоструктур электродов на скорость пропитки и смачивания электролита, подчеркивая важность пористости, распределения пор по размерам и взаимосвязи пор для динамики заполнения. Кроме того, мы определяем сценарии, в которых появляются объемы с воздухом в ловушке (мертвые зоны), и оцениваем их влияние на электрохимическое поведение электродов.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Литий-ионные аккумуляторы
Производственный процесс
Заполнение электролитом
Моделирование решетки Больцмана
Гидродинамика
Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)
© 2021 Автор (ы).Опубликовано Elsevier B.V.
Рекомендуемые статьи
Цитирующие статьи
Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Уменьшение толщины мембран из твердого электролита для литиевых батарей высокой энергии
Перезаряжаемые батареи с литий-металлическими анодами обладают более высокой плотностью энергии, чем обычные литий-ионные батареи. Твердотельные электролиты (SSE) дают возможность раскрыть весь потенциал анодов из металлического лития и принципиально устранить проблемы безопасности, вызванные воспламеняющимися жидкими электролитами. До сих пор большинство исследований SSE было сосредоточено на повышении ионной проводимости и улучшении межфазной стабильности.Однако толщина электролита, которой уделялось меньше внимания, также играет важную роль в определении плотности энергии и электрохимических характеристик твердотельных литиевых батарей (ASSLB). Признавая это, наш обзор оценивает исследования SSE, выходящие за рамки традиционных факторов, и фокусируется на перспективе толщины. Мы систематически анализируем влияние толщины электролита на плотность энергии мешочных ячеек ASSLB и выделяем стратегии, которые резко уменьшают толщину мембран SSE без ущерба для их механических свойств.Затем мы обсуждаем последние достижения и проблемы, связанные с ASSLB, основанные на высоковольтных катодах и катодах большой емкости, а также новые конфигурации, такие как биполярные и гибкие ASSLB. Наконец, мы представляем перспективы и предложения в отношении ASSLB с высокой плотностью энергии для будущей коммерциализации.
У вас есть доступ к этой статье
Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Батарея Онлайн | Новый сепаратор аккумуляторных батарей позволяет использовать сжиженный газовый электролит и работать при очень низких температурах
От аккумулятора Интернет-персонал
16 июня 2021 г. | Наноинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали сепаратор, предотвращающий испарение газовых электролитов.Этот новый сепаратор может помочь предотвратить повышение давления внутри батареи, которое приводит к вздутию и взрывам, а также повышает производительность батареи при сверхнизких температурах.
Группа опубликовала свою работу в этом месяце в Nature Communications ( DOI: 10.1038 / s41467-021-23603-0).
Батарейные элементы, построенные с использованием нового сепаратора, работали с высокой емкостью 500 миллиампер-часов на грамм при -40 ° C, в то время как элементы, построенные с коммерческим сепаратором, почти не имели емкости.По словам исследователей, элементы батареи по-прежнему демонстрируют высокую емкость даже после простоя в течение двух месяцев — многообещающий признак того, что новый сепаратор может также продлить срок хранения.
Прогресс приближает исследователей к созданию литий-ионных батарей, которые могут приводить в действие транспортные средства в условиях сильного холода, такие как космические корабли, спутники и глубоководные суда.
Прочность в малом
Эта работа основана на предыдущем исследовании, опубликованном в Science лабораторией профессора наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Ин Ширли Мэн (DOI: 10.1126 / science.aal4263). В статье 2017 года сообщается, что литий-ионные батареи хорошо работают при температурах до -60 ° C благодаря сжиженному газу-электролиту, который сжижается под давлением. Он гораздо более устойчив к замерзанию, чем обычный жидкий электролит.
Но есть и обратная сторона. Электролиты из сжиженного газа имеют высокую тенденцию переходить из жидкости в газ. «Это самая большая проблема безопасности этих электролитов», — сказал Чжэн Чен, профессор наноинженерии из инженерной школы Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобс, который руководил текущим исследованием.Чтобы использовать их, необходимо приложить большое давление, чтобы сконденсировать молекулы газа и сохранить электролит в жидкой форме.
Для решения этой проблемы лаборатория Чена объединилась с Менгом и профессором наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Тодом Паскалем, чтобы разработать способ сжижения газовых электролитов без приложения такого большого давления.
В их подходе используется физическое явление, при котором молекулы газа спонтанно конденсируются, когда оказываются в крошечных пространствах нанометрового размера. Это явление, известное как капиллярная конденсация, позволяет газу становиться жидкостью при гораздо более низком давлении.
Команда использовала это явление для создания сепаратора батарей, который стабилизировал бы электролит в их батарее со сверхнизкими температурами — сжиженный газовый электролит, сделанный из газообразного фторметана. Исследователи построили сепаратор из пористого кристаллического материала, называемого металлоорганическим каркасом (MOF). Крошечные поры, заполняющие MOF, вызывают капиллярную конденсацию, захватывая молекулы газообразного фторметана и конденсируя их при относительно низких давлениях. Например, фторметан обычно конденсируется под давлением 118 фунтов на квадратный дюйм при -30 ° C; но с MOF он конденсируется всего под давлением 11 фунтов на квадратный дюйм при той же температуре.
«Этот MOF значительно снижает давление, необходимое для работы электролита», — сказал Чен в пресс-релизе, анонсирующем работу. «В результате наши аккумуляторные элементы обеспечивают значительную емкость при низких температурах и не деформируются».
Исследователи протестировали сепаратор на основе MOF в литий-ионных аккумуляторных элементах, построенных с катодом из фторуглерода и анодом из металлического лития, заполненным газообразным фторметановым электролитом под внутренним давлением 70 фунтов на квадратный дюйм, что намного ниже давления, необходимого для сжижения фторметана. .Ячейки сохранили 57% своей емкости при комнатной температуре при -40 ° С. Напротив, ячейки с коммерческим сепаратором не показали почти никакой емкости с фторметановым газовым электролитом при той же температуре и давлении.
Крошечные поры сепаратора на основе MOF являются ключевыми, поскольку они удерживают больше электролита в батарее даже при пониженном давлении. С другой стороны, промышленный сепаратор имеет большие поры и не может удерживать молекулы газового электролита при пониженном давлении.
Свободный поток
Но крошечные поры — не единственная причина, по которой сепаратор так хорошо работает в этих условиях. Исследователи спроектировали сепаратор таким образом, чтобы поры образовывали непрерывные пути от одного конца до другого. Это гарантирует, что ионы лития все еще могут свободно проходить через сепаратор. В ходе испытаний элементы батареи с новым сепаратором имели в 10 раз более высокую ионную проводимость при -40 ° C, чем элементы с серийным сепаратором.
ГруппаЧена сейчас тестирует сепаратор на основе MOF на других электролитах.«Мы наблюдаем похожие эффекты. Мы можем использовать этот MOF в качестве стабилизатора для адсорбции различных молекул электролита и повышения безопасности даже в традиционных литиевых батареях, которые также содержат летучие электролиты ».
A Батарея с соленой водой — Advanced Science News
Недорого и стабильно: вода может стать основой для будущих особенно недорогих аккумуляторных батарей.
В поисках безопасных и недорогих аккумуляторов в будущем мы должны задать себе вопрос: почему бы просто не использовать воду в качестве электролита? Вода недорогая, доступна везде, негорючая и может проводить ионы.Однако у воды есть один существенный недостаток: она химически устойчива только до напряжения 1,23 В. Другими словами, водяной элемент подает в три раза меньшее напряжение, чем обычный литий-ионный элемент с напряжением 3,7 В, что делает его плохо подходящим для применения в электромобиле. Однако экономичная батарея на водной основе может быть чрезвычайно интересна для стационарных аккумуляторов электроэнергии.
Рубен-Симон Кюнель и Дэвид Ребер, исследователи из отдела материалов для преобразования энергии Empa, теперь обнаружили способ решения проблемы: соль, содержащая электролит, должна быть жидкой, но в то же время она должна быть очень концентрированной
1 г воды растворяет 7 г натрия FSI.В результате получается прозрачный солевой раствор с электрохимической стабильностью до 2,6 В — в два раза больше, чем у других водных электролитов. Источник: Empa
Для своих экспериментов оба исследователя использовали специальную натриевую соль FSI. Эта соль чрезвычайно растворима в воде: из 7 г натрия FSI и 1 г воды получается прозрачный солевой раствор. В этой жидкости все молекулы воды группируются вокруг положительно заряженных катионов натрия в гидратной оболочке. Несвязанные молекулы воды практически отсутствуют.
Исследователи обнаружили, что этот физиологический раствор демонстрирует электрохимическую стабильность до 2,6 вольт — почти вдвое больше, чем у других водных электролитов. Это открытие может стать ключом к недорогим и безопасным аккумуляторным элементам.
Система уже выдержала серию циклов зарядки и разрядки в лаборатории, и исследователи опубликовали свои результаты. Однако до сих пор исследователи тестировали аноды и катоды своей тестовой батареи по отдельности.На следующем этапе две полуэлементы должны быть объединены в одну батарею.
Как работает автомобильный аккумулятор и как он устроен?
Традиционная функция аккумулятора в моторном отсеке хорошо известна: без аккумулятора автомобиль не может быть запущен. Помимо стартера, для свечей зажигания, свечей накаливания, освещения и электронного оборудования требуется электрическая энергия. Но как устроен аккумулятор и как он работает?
Свинцово-кислотные батареи: компоненты и конструкция
Многие водители осознают большой вес автомобильных аккумуляторов, когда покупают новые.Возможен вес от 10,5 кг до 30 кг. Причина этого — свинцовые пластины в аккумуляторных элементах.
Компоненты и устройство аккумуляторной батареиПоложительный электрод:
- Положительная пластина: в свинцово-кислотной батарее положительно заряженная пластина (активный материал) состоит из оксида свинца (PbO 2 ), который погружен в электролит.
- Положительная сетка: Положительная сетка состоит из свинцового сплава и используется для удержания активного материала и в качестве токоприемника.
Отрицательный электрод:
- Отрицательная пластина: отрицательно заряженная пластина (активный материал) состоит из чистого свинца (Pb), который также погружен в электролит.
- Отрицательная пластина: Как и положительная пластина, она также состоит из свинцового сплава и служит той же цели.
Электроды с разным зарядом разделены мешком-сепаратором.
Электролит представляет собой смесь серной кислоты (H 2 SO 4 ) и дистиллированной воды.Этот электролит может быть в жидкой форме (как в обычных мокрых батареях или в усовершенствованной технологии EFB), в форме геля или в стеклянном мате (как в технологии AGM для новых приложений start-stop).
Несколько положительных электродов образуют набор положительных пластин, а несколько отрицательных электродов образуют набор отрицательных пластин. Вместе набор отрицательных и положительных пластин образуют блок пластин. Блок пластин — это аккумуляторная батарея.
Обычная стартерная батарея состоит из 6 последовательно соединенных ячеек, каждая с номинальным напряжением 2 В, что дает напряжение ровно 12.72 В, когда аккумулятор полностью заряжен. Емкость и способность батареи к холодному запуску зависят от количества пластин на элемент.
Практическое правило: Чем больше пластин содержит элемент и, следовательно, формирует большую поверхность, тем большую мощность холодного пуска (CCA) может обеспечить аккумулятор. Однако, если пространство в ячейке используется для меньшего количества пластин большей толщины, стабильность цикла увеличивается. Это означает, что аккумулятор рассчитан на более высокую производительность заряда (непрерывный процесс зарядки и разрядки).
Ячейки заключены в корпус из кислотостойкого пластика (полипропилена). В обычной батарее SLI он закрыт крышкой с лабиринтной системой, которая предотвращает утечку жидкости из батареи и отделяет жидкость от газа.
Ранние батареи имели резьбовые пробки, которые позволяли доливать в них дистиллированную воду. Современные аккумуляторы полностью не требуют обслуживания. Воду не нужно и нельзя доливать. Хотя батареи AGM все еще имеют «односторонние вилки», их нельзя открывать ни при каких обстоятельствах.
Функция автомобильного аккумулятора: химическая энергия превращается в электрическуюАвтомобильный аккумулятор хранит энергию в химической форме и преобразует ее в электрическую. В этом электрохимическом процессе четыре материала реагируют друг с другом:
- Водород (H)
- Кислород (O 2 )
- Свинец (Pb)
- Сера (S)
Подключение внешнего потребителя запускает химическую реакцию в аккумуляторе:
- Электролит, смесь серной кислоты (H 2 SO 4 ) и дистиллированной воды разлагается на положительно заряженные ионы водорода (H + ) и отрицательно заряженные ионы сульфата (SO 4 2- ) .
- В то же время электроны (2e — ) перемещаются от отрицательного электрода к положительному через внешнего потребителя.
- Чтобы компенсировать этот поток электронов, ионы сульфата перемещаются из электролита в отрицательный электрод, где они реагируют со свинцом (Pb) с образованием сульфата свинца (PbSO 4 ).
- Сульфат свинца также образуется в положительном электроде: связь кислорода (O 2 ) с оксидом свинца (PbO 2 ) нарушается переносом электронов, и кислород переходит в электролит.Оставшийся свинец (Pb) связывается с сульфатом (SO 4 ) из электролита.
- Здесь кислород связывается с водородом с образованием воды (H 2 O). Поскольку серная кислота расходуется на образование сульфата свинца, концентрация раствора электролита снижается. Когда концентрация серной кислоты падает ниже определенного уровня, аккумулятор необходимо зарядить.
- Во время зарядки химические процессы происходят в обратной последовательности. В конце можно найти оригинальные элементы: положительный электрод состоит из сульфата свинца (PbSO 4 ), отрицательный электрод состоит из чистого свинца (Pb), а электролит состоит из разбавленной серной кислоты (H 2 SO ). 4 ).Поскольку этот процесс преобразования связан с потерями, аккумулятор может выдержать только ограниченное количество циклов зарядки. Поэтому срок его полезного использования ограничен.
Проблемы со свинцово-кислотными аккумуляторами: сульфатирование и наслоение кислоты
Если аккумулятор заряжается при слишком низком напряжении или если он всегда работает при слишком низком напряжении (ниже 80%), происходит расслоение кислоты, также называемое расслоением. Кислота в электролите расслаивается из-за плохого перемешивания.Различная плотность вызывает наслоение серной кислоты на дне и воды в верхней части батареи. По этой причине только среднюю часть электролита, то есть только треть, можно использовать для процесса разрядки и зарядки.
Возможная причина образования кислотных отложений — это в основном короткие поездки с одновременным использованием большого количества потребителей электроэнергии. В этом случае генератор не успевает зарядить аккумулятор.
Результатом кислотного наслоения является сульфатирование.Если это происходит в аккумуляторе или если он не заряжается постоянно до необходимого уровня, сульфат свинца (PbSO 4 ) кристаллизуется на электродах, образуя со временем более крупные кристаллические структуры. Этот процесс известен как «сульфатирование». Кристаллизация предотвращает повторное преобразование сульфата свинца в исходные компоненты — свинец или оксид свинца, что приводит к предотвращению приема заряда и снижению мощности холодного запуска.
Острые кристаллы также могут повредить сепараторы или вызвать короткое замыкание в элементах.
Чтобы противодействовать этому эффекту и предотвратить преждевременный выход из строя батареи, никогда не следует подвергать батарею низкому уровню заряда в течение длительного периода времени. Для этого рекомендуется регулярно проверять аккумулятор и при необходимости полностью заряжать.
Хотите узнать больше по этой теме? Как правильно зарядить аккумулятор.
Новые аккумуляторные технологии: AGM и литий-ионные До сих пор обычные свинцово-кислотные батареи занимали большую долю рынка.Тем не менее, рынок быстро меняется: инновационные аккумуляторные технологии для автомобилей со старт-стопом, такие как AGM, используют кислоту, которая связана в коврике, чтобы обеспечить большую стабильность цикла и гарантировать надежную работу в транспортных средствах с повышенным энергопотреблением. Еще одно преимущество AGM: кислотное расслоение больше невозможно из-за связанной кислоты.
Новое поколение автомобильных аккумуляторов для микрогибридных транспортных средств работает от напряжения 48 В и использует элементы с литий-ионной технологией.