Какая нормальная плотность электролита в аккумуляторе: Электролит: основа свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов — Лазерная резка металла от "ТМК" Ярославль (Тутаев)

Содержание

Электролит: основа свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов

В качестве стартерных батарей в автотранспорте используются свинцово-кислотные аккумуляторы. Функционирование аккумулятора обеспечивается специальным раствором серной кислоты — электролитом. О том, что такое аккумуляторный электролит, каких типов он бывает, и как его использовать — читайте в статье.

Что такое электролит?

Аккумуляторный электролит — водный раствор серной кислоты, предназначенный для использования в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях (АКБ). Электролит готовится путем растворения концентрированной серной кислоты в дистиллированной воде, молекулы кислоты в данном растворе диссоциируют (распадаются) на ионы — это явление наделяет электролит электропроводящими свойствами.

Аккумуляторный электролит имеет следующее назначение:

Изготовление аккумуляторных батарей;
Ввод в эксплуатацию сухозаряженных батарей;
Восстановление АКБ при загрязнении или утечке электролита, коротких замыканиях между пластинами и других неисправностях.

Но прежде, чем применять электролит для той или иной цели, необходимо разобраться в его характеристиках и особенностях применения.

Зачем в аккумуляторе электролит?

Электролит, свинцовые пластины и пористый диоксид свинца (PbO₂) — три основных компонента свинцово-кислотного аккумулятора. Именно в присутствии кислотного электролита протекают электрохимические реакции, делающие возможным накопление и отдачу аккумулятором электрического заряда.

Во время разряда АКБ металлический свинец и оксид свинца вступают в реакцию с серной кислотой (точнее — с ее отрицательными ионами SO₄ и положительными ионами H), образуя сульфат свинца (PbSO

4) и воду, при этом на анодных пластинах выделяются избыточные электроны. На катодных пластинах, напротив, наблюдается недостаток электронов, благодаря этому при замыкании анода и катода между ними возникает электрический ток. Во время заряда АКБ проходят обратные реакции — под действием тока от стороннего источника из сульфата свинца образуются чистый свинец, диоксид свинца и кислота.

В ходе данных реакций количество серной кислоты и воды в электролите изменяется, что приводит к изменению его плотности и объема. При разряде АКБ концентрация кислоты понижается, а концентрация воды немного увеличивается, что приводит к падению плотности и к некоторому увеличению объема электролита. В процессе заряда плотность повышается, а объем несколько понижается.

Типы и характеристики электролитов

Электролит изготавливается смешиванием концентрированной серной кислоты и дистиллированной воды в строго определенных пропорциях. Для изготовления электролита используется специальная аккумуляторная серная кислота (по ГОСТ 667-73) и дистиллированная вода (по ГОСТ 6709-72). Данный раствор используется во всех типах современных свинцово-кислотных аккумуляторов.

Главная характеристика электролита — плотность. Для нормальной работы АКБ плотность электролита должна лежать в пределах 1,23-1,4 г/куб. см, так как именно при такой плотности раствор имеет максимальную электропроводность.

Однако плотность концентрированной серной кислоты составляет 1,83 г/куб. см, поэтому для достижения необходимой плотности кислота смешивается с водой.

Плотность электролита в значительной степени зависит от двух параметров: температуры и степени заряда аккумулятора.

О зависимости плотности электролита в зависимости от заряда АКБ мы сказали выше: при заряде плотность повышается, при разряде — понижается. Зависимость плотности электролита от температуры простая: при снижении температуры плотность падает, при повышении — возрастает. Поэтому нормальная плотность определяет при температуре +25°C, а чтобы верно измерять плотность при любой температуре, используют таблицу поправок к показаниям ареометра:

Температура электролита, °C	Поправка к показаниям ареометра, г/куб. см
-55 … -41	-0,05
-40 … -26	-0,04
-25 … -11	-0,03
-10 … +4	-0,02
+5 … +19	-0,01
+20 … +30	0
+31 … +45	+0,01
+46 … +60	+0,02

Например, если электролит при температуре +25°C имеет плотность 1,28 г/куб.

см, то при температуре -15°C он имеет плотность 1,25 г/куб. см, а при нагреве до +50°C (что часто бывает в подкапотном пространстве автомобиля) плотность повышается до 1,3 г/куб. см.

Чтобы компенсировать изменение плотности электролита в АКБ транспортных средств, эксплуатируемых в различных климатических поясах, применяются электролиты большей или меньшей плотности:

Летние и для жаркого климата — плотностью 1,23-1,24 г/куб.см;
Для умеренного и холодного климата — 1,27-1,28 г/куб.см;
Зимние и для холодного климата — 1,3-1,34 г/куб.см.

Кроме того, при повышении плотности электролита повышается его морозоустойчивость — более плотные электролиты устойчивы к замерзанию, поэтому они лучше подходят для эксплуатации в холодное время года и в холодных климатических поясах.

Сегодня можно купить электролит необходимой плотности, освободив себя от непростой процедуры приготовления правильного по характеристикам электролита из кислоты и воды. Электролит продается в тарах емкостью от 1 до 20 литров, поэтому всегда можно приобрести нужный для работы объем.

Использование аккумуляторного электролита

Сразу нужно отметить, что электролит не используется для текущего обслуживания аккумулятора. Наиболее часто в АКБ снижается уровень электролита и падает его уровень, в этом случае обслуживание выполняется добавлением воды. Дело в том, что в процессе работы аккумулятора из электролита испаряется вода, а кислота остается на месте. Также потеря воды может возникать в случае перезаряда аккумулятора — при достижении определенной плотности концентрация серной кислоты в электролите снижается и ее уже не хватает для нормального протекания указанных выше электролитических реакций. В этих условиях начинается процесс электрохимического разложения воды на водород и кислород — это проявляется «кипением» электролита, а образовавшиеся газы улетучиваются. В обоих случаях — при испарении и разложении воды — плотность электролита повышается, для ее восстановления необходимо использовать воду.

Наиболее часто электролит применяется для восстановления работы аккумулятора в случае замерзания электролита с последующей потерей его характеристик. Если электролит в АКБ замерз, то, прежде всего, необходимо занести его в теплое помещение и дождаться оттаивания. После этого аккумулятор следует поставить на зарядку с малым током — рекомендуется ток около 1 ампера и срок зарядки до 2 суток. В ходе зарядки нужно измерять плотность электролита, если она начнет повышаться, то его можно нормально зарядить и эксплуатировать.

Если же ни при каких условиях плотность не повышается, то следует произвести замену электролита. Это выполняется следующим образом:

Слить электролит из всех банок батареи;
Промыть банки дистиллированной водой;
Добавить новый электролит до указанного уровня;
Оставить аккумулятор на 2-3 часа для пропитки пластин электролитов;
Зарядить АКБ малым током 0,5-1 ампер в течение 2 суток.

Зарядку следует остановить, когда плотность электролита и напряжение на клеммах будут стабильными в течение хотя бы двух часов.

Но если замерзание аккумулятора вызвало деформацию или разрушение пластин, то менять электролит уже бесполезно — нужно покупать новую батарею.

Аналогично устраняются и другие проблемы с аккумулятором — утечка или загрязнение электролита, ремонт АКБ после короткого замыкания и т.д. Но в этих случаях прежде нужно проверить аккумулятор на целостность и ремонтопригодность, при обнаружении трещин и других физических повреждений батарея ремонту не подлежит, ее нужно утилизировать.

Особый случай — ввод в эксплуатацию сухозаряженных аккумуляторов, которые поставляются без электролита. Обычно для подготовки такого аккумулятора его нужно заполнить электролитом и дождаться достижения необходимой плотности — все эти действия обязательно прописаны в инструкции к аккумулятору. Предварительную зарядку сухозаряженного АКБ проводить не нужно!

Во всех случаях необходимо правильно рассчитывать объем электролита, чтобы сделать правильную покупку. Объем электролита в АКБ зависит от его напряжения и электрической емкости. Наиболее распространенные 12-вольтовые аккумуляторные батареи емкостью 55-60 А·ч вмещают 2,5-3 литра, емкостью 75-90 А·ч — от 3,5 до 5 литров. Большие 24-вольтовые АКБ емкостью свыше 100 А·ч могут содержать 10 и более литров электролита. При покупке рекомендуется брать электролит с небольшим запасом, так как в процессе работы возможны непредвиденные потери и утечки.

Оптимальная плотность электролита! | Статьи компании ООО «KRONVUZ» г Москва

Мы часто сталкиваемся с вопросом об эксплуатации автомобильных аккумуляторов, число автовладельцев возрастает, и, конечно, весь круг автолюбителей знает, что аккумулятор не работает без электролита. Плотность данного вещества зависит от многих факторов, но принято считать, что оптимальная плотность электролита составляет 1,26 г/см3.

По плотности электролита можно установить, в каком состоянии находится батарея. В том случае, когда АКБ плохо держит заряд, нужно проверить концентрацию жидкости внутри нее. Когда батарея находится в рабочем состоянии, вода постепенно испаряется, что способствует большей концентрации электролита, а это оказывает отрицательное влияние на состояние аккумуляторной батареи.

Отрицательно влияет на АКБ как повышенная, так и пониженная плотность электролита. Излишняя плотность активирует химические процессы, протекающие в батарее постоянно. Из этого следует быстрое разрушение пластин и снижение срока службы аккумулятора.

Единой рекомендации оптимальной плотности электролита не существует, потому что его плотность зависит от критических значений температуры в определенных регионах, для каждого из которых есть свое собственное значение.

В условиях Крайнего Севера плотность электролита должна составлять не менее 1,29 г/см3;
Для большей части территории РФ приемлем показатель 1,26– 1,27 г/см3;
В теплых районах нормальная плотность составляет 1,23–1,25 г/см3;
Минимальным значением является показатель 1,23 г/см3.

Опираясь на эту статистику, можно расценивать показатель 1,26 г/см3 как оптимальный. При заливке электролита готовить раствор рекомендуется, опираясь на минимальный показатель данных диапазонов, а для щелочного аккумулятора плотность содержимого должна составлять около 1,2 г/см3.

Прибор для измерения плотности электролита называется денсиметр. Выполнить проверку плотности можно и с помощью вольтметра.

К каждой АКБ прилагается инструкция по эксплуатации, в которой описаны материалы АКБ, технология изготовления АКБ, а также, к какой категории относится данная АКБ.

Аккумуляторные батареи бывают обслуживаемыми, малообслуживаемыми (на протяжении длительного времени не требующие доливки воды) и необслуживаемые.

К сожалению, не всегда удается уследить за состоянием акб и вовремя его обслуживать. Если жидкость в аккумуляторе поменяла цвет, это значит, что упала плотность и необходимо слить и заменить электролит.

Более подробно узнать информацию об электролите и его замене можно в статье «Замена электролита в аккумуляторе».

Наша компания производит целый ряд устройств для обслуживания аккумуляторных батарей и контроля электролита. Вся продукция производства предприятия «KRONVUZ» выполнена по высоким технологиям, что способствует бесперебойной эксплуатации длительное время.

Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:
Как повысить плотность электролита в аккумуляторе?
Каждый год автолюбители сталкиваются с проблемой зарядки аккумулятора, сульфатации и десульфатации. Многие измеряют плотность электролита и пытаются ее восстановить. Но почему нельзя повысить плотность аккумулятора без добавления кислоты в электролит? Давайте ответим на этот вопрос.
Рассмотрим процессы, которые протекают при заряде и разряде аккумулятора — теория аккумулятора
Классическая формула:
⇐ заряд Pb + PbO₂+ 2H₂SO₄ ⇐ ⇒ 2PbSO₄ + 2H₂ O (1) разряд ⇒
Если внимательно разобрать формулу, то очевидно, что при разряде аккумулятора у нас образуется такое вещество, как сульфат свинца. Это вещество (соль) очень плохо растворимо в воде и при определенной концентрации выпадает в осадок, иногда образуя кристаллы. Из за образования данного вещества и уменьшения концентрации кислоты в электролите, соответственно пропадает плотность. Доведя аккумулятор до абсолютного разряда, плотность в электролите станет ровна единице. В растворе, будет отсутствовать кислота.
Если мы вернемся к вопросу: «Почему нельзя повысить плотность не добавляя кислоты в электролит?», а только лишь повышением напряжения, то ответ очевиден.
Предположим у нас при плотности 1,25 г/см3, которую залили на заводе, в аккумуляторе присутствует 100 молекул кислоты при полном заряде, мы начали разряжать аккумулятор, получаем 100 молекул сульфата. Если дальше заряжать аккумулятор мы опять получим те же 100 молекул кислоты и плотность 1,25 г/см3 (если не испарилась вода).
Вывод: если мы не добавляли кислоту в электролит, и у нас повысилась плотность – мы потеряли воду.
Теперь давайте разберемся с коварным веществом сульфатом свинца. Это вещество очень плохо растворимо в воде, а это значит, что насыщенный раствор данного вещества получается при очень небольшой его концентрации в электролите. Когда мы разряжаем аккумулятор, концентрация раствора сульфата свинца возрастает. Поэтому все производители аккумуляторов пишут придельное напряжение разряда аккумулятора (для 12В аккумулятора это 10,8В). Дальнейший разряд приводит к тому, что образуется перенасыщенный раствор сульфата свинца. С перенасыщенными растворами мы встречались в школе. Например, выращивая кристаллы из медного купороса. Когда в перенасыщенный раствор попадает нить, то на ней сразу начинает расти красивый синий камень. Такой же процесс происходит в аккумуляторе, начинают расти кристаллы сульфата свинца и самая большая проблема, они уже обратно не растворяются в воде. Именно этот процесс принято называть сульфатацией. Эти кристаллы не проводят электричество, поэтому вырастание их на пластинах приводит к умиранию аккумулятора. Свойства этого кристалла можно сравнить с кристаллом оксида алюминия. Например, алюминиевая ложка не растворяется в чае, хотя алюминий, в чистом виде, очень хорошо вступает в реакцию и с водой и с воздухом. Так вот, когда мы изготавливаем алюминиевую ложку, поверхностный слой практически сразу вступает в реакцию с воздухом и ложка покрывается тончайшим слоем оксида алюминия, который мы не видим, и именно этот слой защищает нашу ложку от растворения в чае (или в частности в воде).
Так же и с сульфатом свинца в аккумуляторе, он оседает на поверхности пластин и не дает нормальному протеканию процессов.
Обратим внимание на процессы ускоряющие сулифатацию. Как раз недостаток воды, которая испаряется, очень сильно влияет на ускорение процесса. Мы только что обсудили перенасыщенный раствор сульфата. Так вот перенасыщение его произойдет быстрее, если в аккумуляторе не хватает воды, следовательно и оседание сульфата на поверхностях пластины пройдет быстрее.
Возвращаясь к нашим 100 молекулам — в связанном состоянии теряем группу SO4, далее при заряде мы уже получаем , к примеру, 50 молекул кислоты. Емкость аккумулятора изменилась в меньшую сторону.
Теперь вернемся к процессам заряда аккумулятора зарядными устройствами. Есть две (не будем сильнее углубляться в тему) основные схемы заряда аккумулятора, постоянным током (часто пишут IU) и постоянным напряжением (UI). Например, зарядные устройства Optimate используют первую схему. Она более правильная. Смысл ее в том, что в аккумулятор подается постоянный ток. Происходит та реакция, о которой мы говорили выше, оставшиеся наши молекулы, а их осталось 50, становятся снова кислотой. И так как замещать больше нечего, напряжение на пластинах повышается до 14,4В. Optimate понимает, что замещать больше нечего и переходит в другой режим работы. Дальнейший заряд не приведет к увеличению емкости, а лишь усугубит положение путем выпаривания воды из электролита.
Если мы заряжаем постоянным напряжением, то устройство не понимает, произошла ли вся замена растворенных молекул сульфата свинца на молекулы кислоты. А это ведет к тому, что дальнейшая подача тока в аккумулятор будет замещать не сульфат свинца, а непосредственно восстанавливать воду до молекул водорода и кислорода, выпаривая ее дальше из электролита. Процесс кипения аккумулятора — это активное выделение на пластинах водорода и кислорода приводит к визуальному представлению, что аккумулятор кипит. К чему приводит потеря воды мы рассмотрели выше.
Лучшие инструменты
PL-C010P
Зарядное устройство Battery Service Expert, PL-C010P
14. 4/14.7/16В, ток 2,5, 6, 10А, десульфатация — импульсы/16В, SLA, GEL, AGM, Ca/Ca
8 350 ₽
Плотность электролита в аккумуляторе: какая должна быть, как проверить, как поднять
Бортовая сеть автотранспортного средства объединяет в себе источники и потребители электроэнергии. АКБ и генератор выступают энергоисточниками, тогда как вторая группа включает в себя целый комплекс устройств и агрегатов. Среди них первостепенное значение имеют система зажигания и запуска, контрольно-измерительные приборы, сигнализация, лампы в фарах и габаритных огнях.
В электросети автомобиля также присутствует множество дополнительных приспособлений, обеспечивающих комфорт и безопасность водителя и пассажиров. К ним относятся подогрев стёкол и сидений, акустическая система, прикуриватель, GPS-навигатор, видеорегистратор и т. д.
В случае аварийного выхода из строя генератора или реле контроля напряжения именно аккумулятор берёт на себя поддержание работоспособности всех электропотребителей, сохраняя возможность безопасного передвижения автотранспорта до ближайшей станции техобслуживания. Также он стабилизирует напряжение в системе, когда двигатель длительное время работает на низких оборотах или холостом ходу, как это часто бывает при передвижении в городской черте.
На современном рынке автотоваров наибольшим потребительским спросом пользуется свинцово-кислотный АКБ, который нашёл самое широкое применение в транспортных средствах из-за своей надёжности, функциональности и высокой удельной мощности. Главными конструктивными элементами такого устройства являются шесть секций или попросту «банок», внутри которых находится блок свинцовых пластин.
Активной массой положительного электрода является диоксид свинца, а отрицательного – чистый свинец. Между ними расположены сепараторы, основное назначение которых заключается в разделении полублоков разной полярности и препятствии возникновению самозамыканий. Все электрохимические реакции протекают в водном растворе серной кислоты – электролите. Когда батарея разряжается, его плотность снижается из-за активного расхода кислотного агента и выделения молекул воды. При заряде происходит обратный процесс.
Когда следует проверять плотность электролита в АКБ?
Эксплуатация стартерной батареи должна сопровождаться систематическим мониторингом её состояния даже при безотказном и уверенном функционировании. Это связано с тем, что снижение резервного уровня электролита из-за утечки раствора или испарения воды приводит к увеличению кислотной концентрации. Данный фактор негативно сказывается на работоспособности и продолжительности эксплуатации АКБ.
Опытные автомеханики рекомендуют проверять техническое состояние аккумулятора каждые 15-20 тыс. км пробега. Также диагностику целесообразно провести, если он постоянно недозаряжается, плохо держит заряд или туго крутит стартер. Для этого необходимо:
визуально осмотреть корпус на наличие трещин и подтёков;

оценить уровень электролитической жидкости в банках, который должен возвышаться над верхним краем пластин на 1. 2-1.4 см;

измерить её плотность с помощью контрольно-измерительного прибора.

Нередко сниженный заряд может быть следствием ослабления ремня привода генератора. Поэтому автомобилисту нужно периодически проверять его натяжение и при необходимости производить регулировку, следуя инструкции по эксплуатации ТС.
Оптимальные показатели электролитической среды
Физико-химическое состояние электролита находится в прямой зависимости от двух параметров – это температура окружающей среды и степень заряженности АКБ. При повышении температурного порога возрастает удельный вес кислоты, а при понижении — падает. Поэтому перед проведением контрольно-измерительных мероприятий аккумулятор рекомендуется выдержать в течение нескольких часов при температуре +20-25 ℃.
Типовые климатические условия региона также оказывают непосредственное влияние на плотность электролитического раствора. Так, в районах с умеренным климатом ρ= 1.27-1.28 г/см3 соответствует 100% заряда, величина 1. 21 г/см3 говорит о его снижении до 60%, а 1.18 г/см3 сигнализирует о необходимости подзарядки. Измерения производятся при нормальном уровне реагента над пластинами.
В северных регионах оптимальной считается плотность электролита, равная 1.29-1.30 г/см3, а в субтропическом поясе – 1.23-1.25 г/см3. Измерение данного параметра с целью определения необходимости корректировки производится только у полностью заряженного устройства, иначе полученные результаты будут некорректными.
Алгоритм проверки плотностного состояния электролита
Определение плотности электролита осуществляется при помощи такого приспособления, как ареометр. Перед началом измерительных процедур автовладельцу следует проверить уровень спецжидкости в каждой секции АКБ и при необходимости произвести его корректировку деминерализованной водой. После этого аккумулятор необходимо полностью зарядить и по прошествии 2-3 часов приступать к тесту. Алгоритм его проведения состоит из следующих шагов:
установить устройство на ровную поверхность;

вывернуть пробку заливного отверстия на его крышке;

погрузить в раствор ареометр и втянуть жидкость резиновым наконечником на его противоположном конце;

набрать количество реагента, достаточное для свободного перемещения поплавка;

определить уровень плотности в соответствии с информацией на шкале;

записать результат и повторить манипуляции с оставшимися банками;

сопоставить полученные данные с нормированными значениями.

Значение плотности должно быть одинаковым во всех элементах, допускается отклонение на ±0.01. Если проведённый замер показал понижение плотности в одной из ячеек на 0.10-0.15, то это говорит о наличии дефекта или короткого замыкания между пластинами. Одинаково низкая плотность во всех блоках связана с глубоким разрядом аккумулятора, его сульфатацией или сильным износом, что влечёт за собой падение напряжения в сети и затруднённый пуск ДВС.
У необслуживаемых стартерных батарей есть особый встроенный индикатор. Если он показывает зелёный цвет, то это говорит о 100%-ном заряде АКБ, а чёрный – о необходимости его подзарядки. Бело-жёлтый или красный оттенок обычно соответствуют очень низкому уровню электролита.
Плотность электролита и зимние холода
Данная величина носит относительный характер, поэтому при смене времён года она не должна подвергаться каким-либо изменениям. Автомобилисту нужно лишь следить за тем, чтобы она не отклонялась от рекомендуемого значения, а также производить стабилизацию при обнаружении отклонений.
Производители стартерного оборудования считают недопустимым использование в зимний период устройств с 25%-ной потерей заряда, т.е. плотность электролитической среды которых составляет 1.24 г/см3. Данный факт обусловлен предотвращением возможности обледенения ячеек аккумулятора и снижением вредоносного воздействия глубокого разряда, вызванного саморазрушением активной массы пластин.
Продолжительная эксплуатация аккумулятора с пониженной плотностью в морозы приводит к снижению электродвижущей силы, затруднённому пуску двигателя, образованию льда и разрушению свинцовых пластин. Доливать деминерализованную воду с целью восстановления уровня реагента над блоками следует прямо перед выездом на улицу, либо при стационарной подзарядке батареи. Это исключает вероятность замерзания долитой воды до того, как она успеет перемешаться с холодным электролитом.
Как поднять плотность электролита?
Каждый водитель может своими силами повысить плотность электролита в АКБ автомобиля, не обращаясь к мастерам сервисного центра. Первым делом нужно подготовить необходимые расходные материалы, среди которых деминерализованная вода, аккумуляторная кислота или уже готовый электролитический раствор, а также средства индивидуальной защиты для глаз и кожного покрова. Кроме того, следует обзавестись следующим оборудованием для работы: ареометром, спринцовкой, стеклянной ёмкостью, мерным стаканом и воронкой.
Снятый с автомобиля аккумулятор помещается на устойчивую поверхность, а пробки его заливных отверстий аккуратно откручиваются. Далее максимальный объём реагента выкачивается из банок и сливается в заранее подготовленный резервуар. Набирать нужно как можно больше вещества, измеряя его объём мерным стаканом, чтобы затем долить идентичное количество нового.
Лучше использовать самостоятельно разведённый раствор с плотностью немного выше расчётной для текущего климатического режима. При его приготовлении кислота добавляется в воду, обратный порядок смешения может вызвать серьёзные термические повреждения.
Сперва свежий электролит заполняет только ½ объёма, что был откачан. Затем АКБ нужно слегка встряхнуть из стороны в сторону, чтобы оставшаяся жидкость и новая перемешались. Если после замера плотностное значение не отвечает норме, добавляем ещё половину от оставшегося в ячейке объёма. Действия повторяются до полной стабилизации плотности, остаток доливается деминерализованной водой по уровню.
Как можно заметить из приведённой выше информации, работать с электролитом не представляет особой сложности, если выполнять все манипуляции по инструкции и соблюдать установленные меры предосторожности.
Повышение плотности электролита в АКБ
В холодное время года или после длительного простоя могут появиться проблемы с запуском двигателя. Это происходит из-за севшей АКБ. Длительная зарядка батареи не помогает справиться с этой проблемой, если плотность электролита значительно снизилась.
Почему снижается плотность
Плотность электролита изменяется во время использования аккумулятора. Когда батарея теряет заряд, показатель понижается, и наоборот. Очень низкая плотность электролита связана со следующими причинами:
Влияние низких температур в течение длительного времени;

Перезаряд АКБ, вследствие чего происходит выкипание электролита;

Регулярное добавление воды.

Воду в электролит доливать можно, но перед этим нужно проверять его плотность и не проводить процедуру без необходимости. Делайте замеры в каждой банке. Нормальные значения – от 1,25 до 1, 29. Чем холоднее регион, тем выше должна быть плотность.
Как повысить плотность
Чтобы провести процедуру повышения плотности, следуйте плану.
Зарядите батарею (если АКБ разряжена, то при добавлении раствора, поднимется концентрация серной кислоты – пластины разрушается).

Температура электролита должна быть от 20 до 25 градусов.

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.

Потрясите аккумулятор, чтобы новый раствор перемешался со старым.

Что делать при минимальной плотности
Если уровень упал ниже 1,18 долив электролита не поможет. Используйте аккумуляторную кислоту − у нее очень высокая плотность (1,84). Заливайте кислоту по описанной выше схеме. Выполняйте процедуру в защитной одежде, перчатках и маске в хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе. Следите, чтобы кислота не попала на кожу – может появиться ожог.
Повышение плотности зарядным устройством
Повысить плотность электролита можно при помощи слабого тока. Такой способ требует больше времени.
Полностью зарядите АКБ.

Жидкость начнет выкипать, произойдет испарение дистиллированной воды.

Общий уровень электролита понизится.

Долейте новый электролит необходимой плотности.

Сделайте замеры ареометром.

Если показания недостаточны, повторите процедуру, пока плотность не достигнет 1,25 г/см3.

Не спешите выбрасывать аккумулятор, если машина стала плохо заводиться. Попробуйте восстановить АКБ методом повышения плотности электролита. Это займет немного времени, но продлит жизнь батареи на несколько сезонов и сэкономит деньги.
А чтобы продлить жизнь своему акб, соблюдайте простые правила ухода. Читайте.
Как проверить плотность аккумулятора — Статьи
Каждая АКБ является накопителем электрической энергии. Принимая во внимание тот факт, что без батареи ни один автомобиль работать не сможет, крайне важно тщательно следить за ее состоянием. Одним из самых значимых моментов в подобном анализе является вопрос о том, как проверить плотность аккумулятора.

Технические нормативы

Электролит – это раствор серной кислоты, взаимодействующий со свинцом. Сочетание данных элементов дает напряжение, составляющее приблизительно 12 вольт.

Уровень плотности электролита при эксплуатации транспортного средства постоянно колеблется. Какая плотность АКБ является оптимальной? Значения 1.25-1.29 г/см3 принято считать идеальными.

Если отказаться от поддержания необходимого уровня плотности, батарея будет быстро разряжаться. Более того, резко снизится срок ее эксплуатации. В большинстве случаев плотность «проседает» при перезарядках, когда температура становится слишком высокой (электролит и вода испаряются).

Важная информация

Перед тем, как проверить плотность АКБ, изучите следующие данные:

Слишком высокий уровень плотности электролита – это не преимущество, а недостаток. Если вы зафиксировали завышенные значения, смело разбавляйте серную кислоту дистиллятом. А все потому, что чрезмерное содержание серной кислоты оказывает негативное влияние на состояние пластин. Практика знает случаи, когда такие компоненты просто-напросто разъедались;

Если вы зафиксировали значение, которое ниже нормальной плотности АКБ, приступайте к зарядке батареи. Данный процесс должен длиться, как минимум, 10 часов.

Проверка

Как проверить плотность аккумулятора? Для этой цели вам понадобится прибор под названием ареометр. От вас потребуется выполнить следующие шаги:

Убедитесь в том, что температура в помещении составляет 20-25°С;

Тщательно очистите корпус устройства от грязи и пыли. Крайне важно, чтобы в мерном образце не было посторонних частиц;

Опустите измерительный прибор в отверстие и захватите некоторый объем электролита;

Проанализируйте показания;

Слейте электролит обратно.

Помните о том, что такую процедуру следует провести для каждой банки. Чтобы получить максимально точные результаты, зарядите батарею. До проведения измерения она должна выстоять 3 часа при комнатной температуре. Описываемую операцию необходимо выполнять в защитных перчатках.

Наши услуги

Если вы хотите купить легковой аккумулятор, свяжитесь с нами по номеру +7 (343) 312-81-50. мы работаем как с юридическими лицами, так и частными автовладельцами. Мы гарантируем высокое качество поставляемой продукции. В наличии имеются все необходимые сертификаты и лицензии.
Как повысить плотность электролита в аккумуляторе? ― 130.com.ua
Практически все автовладельцы вообще не уделяют внимание аккумулятору до первых проблем. Именно наша безответственность быстрее приближает моменты поломок, когда автомобиль уже просто отказывается заводиться. Наиболее распространенная причина — севший аккумулятор.
Кстати, даже новое АКБ может помешать вашей поездке. Есть же доля вероятности купить не совсем качественное устройство. Что подразумевается под этим? Чаще всего: не доконца заряженный аккумулятор или недостаточность электролита. Такие нюансы никак не проверяют во время покупок.
Основные способы
Как только отказывается работать аккумулятор, мы ставим его на зарядку. Но что видим: цикл зарядки прошел, а батарея все такая же дохлая. Появляется новая проблема — АКБ просто не держит заряд. Тут нужно выяснить причины, почему так происходит.
Чаще всего это случается с батареями, которые были посажены в 0. Здесь уже появляется новая задача — проверить насколько сильно разряжен аккумулятор. Для начала проверьте плотность электролита с помощью специального устройства: кислотомера.
Делаем это следующим образом:
Кислотомер устанавливаем в любую банку аккумулятора.

Шкала на ареометре будет показывать плотность электролита.

Сравниваем полученные значения с табличными параметрами плотности.

Если вы живете в регионе с суровым климатом, то значение будет равно приблизительно 1,25 кг/литр. Тут учитывайте, что разница плотности между двумя банками не должна быть больше 0,01.
Как поднять плотность?
Способ решить эту задачу зависит от того, какие значения вы получили.
Плотность 1,18-1,20 кг/литр
С помощью груши откачиваем старый электролит: как можно больше. Заливаем новый на половину того объема, который вы откачали. Условно для примера: откачали 1 кг., заливаем 0,5 кг. Тут нужно добиться нормы плотности электролита, а остаток доливаем уже дистиллированной водой.
Плотность менее 1,18 кг/литр
В таком случае нужно использовать аккумуляторную кислоту. Все делаем также, как и в первом случае, но вполне вероятно, что процедуру придется повторять. Ваша главная задача остается прежней — получить значение нормы.
Плотность очень низкая
К сожалению, тут придется менять полностью электролит, чтоб спасти аккумулятор. С помощью груши, вам нужно будет максимально откачать старый электролит, а банки закрыть заглушками. И дальше придерживаемся такого плана:
После закручивания заглушек, аккумулятор кладем на бок. Берем сверло 3 мм. или 3,5 мм. и делаем по одному отверстию внизу банки. Так, мы сможем слить электролит полностью.

Промываем все банки с помощью дистиллированной воды. Отверстия закрываем кислотостойкой пластмассой. Так, мы сделали все необходимое, чтоб подготовить емкость к новому электролиту.

Приготовим электролит самостоятельно. Берем дистиллированную воду и наливаем в нее аккумуляторную кислоту. Обратите внимание, что обратный порядок недопустим, то есть воду в кислоту наливать нельзя. Не забудьте надеть резиновые перчатки.

В итоге, вы должны получить необходимые значения электролита для вашего региона. Если по какой-то причине увеличить плотность электролита не удалось, придется выбрать новый аккумулятор. Аккумулятор купить с доставкой по Украине в Харьков, Киев, Одессу можно на 130.com.ua.
ТОП-3 автомобильных аккумулятора

Материалы по теме
(PDF) Измерение плотности электролита в свинцово-кислотных аккумуляторах
Sensors 2010, 10
2607
10. Dakin, J .; Калшоу Б. Оптоволоконный датчик; Artech House: Норвуд, Массачусетс, США, 1989;
Том 2.
11. Zubía, J .; Арру, Дж. Пластиковые оптические волокна: введение в их технологические процессы и приложения
. Опт. Fiber Technol. 2001, 7, 101–140.
12. Хармер А.Л. В оптоволоконном рефрактометре с использованием ослабления мод оболочки.В материалах
1-й Международной конференции по оптоволоконным датчикам, Лондон, Великобритания, 26–28 апреля 1983 г.
13. Lomer, M .; Quintela, A .; López-Amo, M .; Zubía, J .; Лопес-Хигуэра, Дж. М. Квазираспределенный датчик уровня
, основанный на изогнутом полированном сбоку пластиковом оптоволоконном кабеле. Измер. Sci. Technol. 2007,
18, 2261–2267.
14. El-Sherif, M .; Бансал, Л .; Юань Дж. Оптоволоконные датчики для обнаружения токсичных и биологических угроз.
Датчики 2007, 7, 3100–3118.
15. Montero, D .; Vázquez, C .; Möllers, I .; Arrúe, J .; Jägger, D. Полимерный оптоволоконный датчик
на основе саморегулирующейся интенсивности для обнаружения жидкостей. Датчики 2009, 9, 6446–6455.
16. Armenta, C .; Doria, J .; de Andrés, M.C .; Urrutia, J .; Fullea, J .; Graña, F. Новый метод
, устанавливающий степень заряда свинцово-кислотных аккумуляторов с циркуляцией электролита. J. Power
Источники 1989, 27, 189–200.
17. Snyder, A .; Любовь, Дж.Теория оптических волноводов, 2-е изд .; Чепмен и Холл: Лондон, Великобритания, 1983.
18. Маркузе Д. Деформация поля и потери, вызванные кривизной оптических волокон. J. Opt. Soc. Являюсь.
1976, 66, 311–320.
19. Love, J .; Винклер, К. Затухание мощности в изогнутых многомодовых ступенчатых пластинах и волоконных световодах.
Электрон. Lett. 1978, 14, 32–34.
20. Маркузе Д. Формула потери кривизны для оптических волокон. J. Opt. Soc. Являюсь. 1975, 66, 216–220.
21.Глоге Д. Потери на изгибе в многомодовых волокнах с градиентным и неклассифицированным индексом сердцевины. Прил. Опт.
1972, 11, 2506–2513.
22. Ghatak, A .; Sharma, E .; Компелла, Дж. Точные пути в изогнутых волноводах. Прил. Опт. 1988, 27,
3180–3184.
23. Snyder, A .; Лав, Дж. Отражение на изогнутой диэлектрической границе раздела — электромагнитное туннелирование. IEEE
Пер. Теория СВЧ. 1975, 23, 134–141.
24. Durana, G .; Zubía, J .; Arrue, J .; Алдабалдетреку, Г.; Матео Дж. Зависимость потерь на изгибе от толщины оболочки
в пластиковых оптических волокнах. Прил. Опт. 2003, 42, 997–1002.
25. Club Des Fibers Optiques Plastiques. Пластиковые оптические волокна. Практическое применение; John Wiley
& Sons: Hoboken, NJ, USA, 1997.
26. Cao, A .; Marcos, J .; Doval, J .; Peñalver, C. Оптимизированный оптоволоконный датчик для измерения
плотности электролита в свинцово-кислотных аккумуляторах. In Proceedings of Eurosensors XIX, Barcelona,
Spain, 11–14 сентября 2005 г.
27. Cao, A .; Marcos, J .; Doval, J .; дель Рио, А. Компенсация температурной зависимости компонентов оптоэлектроники
с помощью оборудования и обработки данных. В материалах
POF & MOC 2006, Совместная международная конференция по пластиковому оптическому волокну и микрооптике,
Сеул, Корея, 11–14 сентября 2006 г .; С. 126–131.
28. Marcos, J .; Álvarez, J .; Doval, J .; Cao, A .; Peñalver, C .; Nogueiras, A .; Лаго А. Менеджмент
Электронная система
для быстрой зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.In Proceedings of Advanced Automotive
Batteries Conference, AABC-05, Honolulu, HI, USA, 13–17 июня 2005 г.
Полностью заряженная батарея — обзор
Состояние заряда
Состояние заряда равно обычно определяется как фактически доступное количество заряда в данной батарее ( Q ), связанное с максимально доступным количеством заряда, которое может быть снято с этой батареи после 100% полной зарядки ( C ) и обычно выражается как в процентах:
[1] SoC = фактически доступное количество заряда (Q) максимально доступное количество заряда (C) × 100%
Это определение для LAB не является ясным и однозначным.Причина этого в том, что оба используемых значения, эталонное значение «максимально доступное количество заряда», так называемая «емкость аккумулятора» и «фактически доступное количество заряда» могут быть определены и соответственно измерены различными способами.
Контрольный тест для Q — это разряд с определенным заданным током до предварительно заданного напряжения отсечки при определенной заданной температуре батареи. Эталонным тестом емкости аккумулятора C является полная зарядка с последующей разрядкой в условиях, аналогичных описанным ранее.В зависимости от скорости разрядного тока, температуры батареи, напряжения отключения и определения «полного заряда» могут быть получены разные значения для Q , C и, следовательно, для SoC.
Для понимания определения SoC «полная зарядка» должна быть определена в первую очередь. Как правило, это определяется процедурой зарядки, приводящей к полностью заряженной батарее. Однако «полный» не является «полным» и сильно зависит от установленной процедуры начисления. Вот некоторые часто используемые определения «полностью заряженной батареи»:
•
Физическая полная означает, что все доступные активные массы находятся в заряженном состоянии.В новых аккумуляторах для зарядки доступны все активные массы. В старых батареях части активных масс могут ослабнуть из-за эрозии, могут быть недоступны для тока заряда из-за коррозионных слоев на электродах или могут быть преобразованы в необратимые сульфаты и, следовательно, больше не доступны для зарядки. Физическое наполнение достигается в тот момент, когда дополнительный зарядный ток используется на 100% для побочных реакций, таких как выделение газов или коррозия.
•
Номинальная полная достигается, когда применяется процедура зарядки, предписанная производителем батареи или данным стандартом.Для новых аккумуляторов это обычно почти такое же состояние, как и полное физическое. Например, в старых батареях крупнозернистые кристаллы сульфата свинца образуются во время работы или из-за процессов перекристаллизации. Эти кристаллы часто не могут быть растворены стандартными процедурами зарядки. Следовательно, части активных масс остаются в разряженном состоянии после номинальной полной зарядки. Для достижения физического полного состояния необходимо применять модифицированные стратегии зарядки, такие как зарядка при повышенных температурах или в течение более длительных периодов времени.Например, международный стандарт (EN 50342–1: 2006) для шестиэлементных залитых батарей стартер-свет-зажигание (SLI) определяет номинальный заряд CCCV-заряда на 25-35 ° C и (16,00 ± 0,01) В с ограничение тока 5 I _{номинальное} на 24 ч. В старых батареях после этой процедуры зарядки может оставаться некоторое количество сульфата свинца. Они могут широко раствориться, если применяется дополнительная зарядка минимум на 40 ° C.
•
Рабочий полный определяется как максимально возможная SoC батареи, которая может быть достигнута в полевых условиях в данном приложении.Номинальные условия заряда часто не могут применяться к батареям, которые используются в реальных приложениях, из-за конструкции системы, ограничений, касающихся максимального напряжения заряда, температуры батареи и доступного времени зарядки. В результате аккумулятор, новый или старый, не может даже достичь номинального состояния полной зарядки. Например, в обычных транспортных средствах напряжение в системе обычно не может превышать примерно 15 В (что ниже 16 В, определенного для номинального заряда), а периоды заряда ограничиваются временем вождения (обычно намного меньше, чем 24 часа за один раз), так что даже свежий SLI аккумулятор не может быть полностью заряжен по номиналу.
Как следует из эталонных испытаний для C и Q , батарея определяется как разряженная, когда путем ее разрядки с определенным номинальным током при определенной температуре достигается заранее заданное напряжение отсечки. Процедура разряда с указанными параметрами называется стандартным испытанием емкости. Это определение более практично, чем физически полностью разряженная батарея, где все активные массы находятся в разряженном состоянии, по нескольким причинам.Во-первых, ЛАБ нельзя полностью разгрузить физически, не нанеся ей необратимого повреждения. Во-вторых, в большинстве приложений батарея должна обеспечивать определенный уровень напряжения, даже если она «разряжена». В-третьих, полная физическая разрядка будет длиться почти бесконечно долго. Производитель или пользователь батареи может определить номинальную скорость разряда, напряжение в конце разряда и температуру. Поэтому необходимо упомянуть параметры для определения емкости с помощью теста емкости.В противном случае результаты несопоставимы.
После того, как значения «полная» и «разряженная» батарея будут четко определены, можно ввести различные однозначные определения емкости батареи:
•
Номинальная емкость или номинальная емкость C _N. Номинальная или номинальная емкость — это значение емкости, указанное производителем при номинальных условиях эксплуатации (определяемых температурой, разрядным током и напряжением в конце разрядки, как при стандартном испытании емкости).
•
Начальная производительность C ₀. Первоначальная емкость — это измеренная емкость новой батареи. Эталонное измерение состоит из номинальной полной зарядки с последующим стандартным испытанием емкости, как определено выше. Для данной лаборатории это значение может быть немного выше или ниже номинальной емкости C _N из-за производственных допусков, систематического завышения размеров производителем или отсутствия циклов инициализации, которые могут увеличить емкость в начале срока службы.
•
Фактическая вместимость C _a. Фактическая емкость — это измеренная емкость батареи в ее текущем состоянии. Эталонное измерение такое же, как и для начальной емкости. Следовательно, для новой батареи C _a = C ₀. В случае старых батарей C _a ₀ из-за процессов старения, которые приводят к потере емкости. Однако это не всегда верно во всех случаях.Некоторые лаборатории показывают увеличение фактической мощности C, , _и за несколько месяцев или даже лет. Это особенно заметно для свинцово-кислотных аккумуляторов с регулируемым клапаном (VRLA).
•
Доступная емкость C _ср.. Доступная емкость — это емкость данной новой или устаревшей батареи, доступная для данного приложения. Эталонное измерение часто представляет собой рабочий полный заряд с последующим разрядом с номинальным током до тех пор, пока не будет достигнуто определяемое приложением напряжение конца разряда при фактической температуре батареи.
Теперь можно определить SoC, но перед этим следует отметить важный момент.
Общее определение SoC в соответствии с уравнением [1] полезно, когда SoC следует измерять с помощью эталонных тестов, потому что для обоих значений, Q и C , количество заряда может быть рассчитано во время разряда как ток разряда. умножается на время разряда. Если необходимо настроить определенную SoC (так, чтобы батарея имела определенное количество заряда Q ), невозможно разрядить LAB до тех пор, пока она не станет пустой, а затем зарядить ее снова и вычислить сохраненное количество заряда путем интегрирования заряда Текущий.Причина в том, что из-за более высокого напряжения батареи во время зарядки значительная часть зарядного тока переходит в реакцию выделения газа, и, таким образом, фактически накопленный заряд ниже, чем рассчитанный путем интегрирования зарядного тока. Следовательно, чтобы установить определенную SoC батареи, она должна быть полностью заряжена (до 100% SoC), а затем определенное количество заряда должно быть снято с батареи путем разрядки, так что
[2] SoC = максимально доступное количество заряда (C) — снятое количество заряда (Qd) максимальное доступное количество заряда (C) × 100%
Это фактически немного другое определение SoC, но если C , Q и Q _d измеряются при одинаковых условиях разряда (температура, ток разряда, напряжение в конце разряда и тот же возраст батареи), тогда
[3] C = Q + Qd
, и это определение SoC эквивалентно определению, данному в уравнении [1].
Если упоминается «SoC», обычно имеется в виду фактическая доступная емкость, связанная с номинальной емкостью C _N. Поскольку значение C _N часто не является измеренным значением для данной батареи, условие [3] не выполняется. В этом случае с помощью формул [1] или [2] можно получить разные значения для SoC. С этой точки зрения для новой батареи SoC, относящаяся к начальной емкости ( C, ₀), более предпочтительна, поскольку выполняется условие [3].
Например, свежая батарея SLI номинальной емкостью C _N = 100 Ач. Батарея может иметь начальную емкость C, ₀ = 105 Ач. В этом случае, если батарея должна быть настроена на 50% SoC (относящаяся к C _N), тогда Q _d = 50 Ач должно быть разряжено от батареи в соответствии с уравнением [2]. Однако, разрядив аккумулятор в номинальных условиях, можно извлечь из аккумулятора емкость 55 Ач до полного разряда.Это означало бы, что SoC (относящаяся к C _N) согласно определению [1] составляла 55%.
Для устаревших аккумуляторов SoC, связанная с начальной емкостью и использующая определения [1] или [2], не будет согласована. В этом случае следует использовать SoC, относящуюся к фактической емкости (SoC _a). По той же причине в приложении только SoC, связанная с доступной емкостью (SoC _av) с использованием определений [1] и [2], является правильным.
Связь между различными SoC можно пояснить на примере, показанном на рисунке 1.В этом примере дан старый LAB с начальной емкостью C ₀ = 100 Ач. Из-за крупных кристаллов сульфата свинца физический полный заряд не может быть получен в течение ограниченного времени процедуры номинального заряда. Таким образом, емкость 5Ач остается незаряженной. При заданных критериях напряжения в конце разряда батарея имеет меньшую емкость из-за старения по сравнению с новой батареей. В этом примере это составляет дополнительную потерю емкости в 20 Ач. В результате получается фактическая емкость C, _a = 75 Ач.SoC _окно между 0% и 100% может быть сопоставлено с окном SoC ₀ между 20% и 95%. В некоторых приложениях доступная емкость аккумулятора может составлять только C _av = 65 Ач, поскольку при полной зарядке остается значительное количество активных масс в разряженном состоянии. SoC _av может быть сопоставлен с окном SoC ₀ между 20% и 85%, или, другими словами, в данном приложении аккумулятор может работать только между 20% и 85% от SoC относительно его начальной емкости.
Рис. 1. Схематическая визуализация отношений между различными определениями состояния заряда (SoC).
Все приведенные выше определения емкости и SoC всегда принимают номинальную температуру или, по крайней мере, аналогичную температуру как должное. Поскольку температура оказывает значительное влияние на емкость батареи, другие значения этих показателей качества могут быть получены при других температурах.
Еще хуже упомянуть, что может возникнуть другая проблема с точным определением SoC.Из-за разной скорости побочных реакций в положительном и отрицательном электродах может случиться так, что SoC двух электродов будет отклоняться. Как правило, SoC определяется для батареи в целом, но для некоторых целей важны индивидуальные характеристики электродов. Схожей с этой проблемой является неоднородный SoC ячеек в последовательном соединении. Как правило, температура клеток не одинакова, поэтому побочные реакции протекают с разной скоростью; следовательно, SoC ячеек отклоняется.
Какова удельная энергия литий-ионной батареи?
Что такое плотность энергии батареи?
Плотность энергии — это мера того, сколько энергии содержится в батарее по отношению к ее весу. Это измерение обычно выражается в ватт-часах на килограмм (Втч / кг). Ватт-час — это единица измерения электрической энергии, которая эквивалентна потреблению одного ватта за один час.
Плотность мощности — это мера того, насколько быстро может быть доставлена энергия, а не количество доступной накопленной энергии.Плотность энергии часто путают с плотностью мощности, поэтому важно понимать разницу между ними.
Зачем вам аккумулятор с высокой плотностью энергии?

Чтобы лучше понять литий-ионные батареи, вы должны понять, почему высокая плотность энергии является желательной характеристикой батареи.
Аккумулятор с высокой плотностью энергии имеет большее время работы от аккумулятора по сравнению с размером аккумулятора. В качестве альтернативы аккумулятор с высокой плотностью энергии может выдавать такое же количество энергии, но занимает меньшую площадь по сравнению с аккумулятором с более низкой плотностью энергии.Это значительно расширяет возможности аккумуляторных приложений.
В заводских или складских настройках аккумуляторы для вилочных погрузчиков могут весить тысячи фунтов. Легкая аккумуляторная батарея для вилочных погрузчиков дает некоторые преимущества с точки зрения безопасности и управляемости.
Если плотность энергии батареи слишком высока, это может представлять угрозу безопасности. Когда в ячейку упаковано больше активного материала, увеличивается риск теплового события.
Какой тип аккумуляторной батареи имеет самую высокую плотность энергии?
Существует несколько различных типов аккумуляторных батарей с различной плотностью энергии, отражающей их внутренний химический состав.
Плотность энергии свинцово-кислотных аккумуляторов составляет 30-50 Втч / кг
Плотность энергии никель-кадмиевых батарей составляет 45-80 Втч / кг
Плотность энергии никель-металлогидридных батарей составляет 60-120 Втч / кг
Плотность энергии литий-ионного аккумулятора составляет 50-260 Втч / кг
Типы литий-ионных батарей и их удельная энергия
Литий-ионные батареи часто объединяются в группу батарей, каждая из которых содержит литий, но их химический состав может сильно различаться и, как следствие, разной производительности.
Большинство типов литий-ионных аккумуляторов имеют аналогичную конструкцию катода с алюминиевой подложкой, угольного или графитового анода с медной подложкой, сепаратора и электролита из литиевой соли в органическом растворителе.
Производители экспериментировали с материалами, из которых изготовлены катод и анод. Они также изменили состав электролита. Эти различия являются причиной того, что литий-ионные батареи различаются по уровню плотности энергии.
Теперь мы рассмотрим самые популярные химические составы литий-ионных аккумуляторов, а также их соответствующие плотности энергии, варианты использования, преимущества и недостатки.
Industry Titans: Литий-титанатные (LTO) батареи
Аккумулятор LTO является одним из старейших типов литий-ионных аккумуляторов и имеет меньшую удельную энергию, чем литий-ионные аккумуляторы, около 50-80 Втч / кг.
В этих батареях титанат лития используется в аноде вместо углерода, что позволяет электронам входить и выходить из анода быстрее, чем в других типах литий-ионных батарей.
Такая конструкция позволяет батареям LTO заряжаться намного быстрее и безопасно выдерживать большие токи, но низкая плотность энергии делает их плохо подходящими для погрузочно-разгрузочного оборудования.
Они, как правило, более дорогие и обычно используются для электромобилей, автомобильных аудиоприложений и мобильных медицинских устройств.
Высокая энергия, высокий риск: литий-кобальтовые батареи (LCO)

Литий-кобальтооксидные батареи
имеют высокую удельную энергию 150-200 Втч / кг. Их катод состоит из оксида кобальта с типичным углеродным анодом со слоистой структурой, которая перемещает ионы лития от анода к катоду и обратно.
Эти типы батарей популярны из-за их высокой плотности энергии и обычно используются в сотовых телефонах, ноутбуках и, в последнее время, в электромобилях.
Кобальт — очень энергоемкий материал, но он может быть дорогим. Поскольку спрос на электромобили возрастает, этот ресурс быстро истощается. Фактически, вскоре мир может столкнуться с нехваткой кобальта.
Кобальт также очень летуч. Литий-кобальтовые батареи не выдерживают больших токов из-за риска перегрева, что представляет собой значительный риск для безопасности.Аккумуляторы LCO имеют более низкую термическую стабильность, что означает, что они очень чувствительны к более высоким рабочим температурам и перезарядке.
Производительность по цене: литий-никель-марганец-кобальт-оксидные батареи (NMC)
Литий-никель-марганцево-кобальтооксидные батареи
также обладают высокой плотностью энергии 150–220 Втч / кг. Они используют кобальт в катоде так же, как батареи LCO, но они также содержат никель и марганец для повышения стабильности.
Аккумуляторы
NMC используются сегодня в большинстве производимых электромобилей, но также используются в медицинских устройствах и электровелосипедах.
Секрет успеха этой батареи заключается в ее хорошо сбалансированном химическом составе; никель, как известно, энергоемкий, но нестабильный, как и кобальт, в то время как марганец более стабилен, но также имеет более низкую плотность энергии. Конкретное соотношение различных элементов варьируется в зависимости от производителя, но добавление никеля обычно предназначено для уменьшения количества дорогостоящего кобальта.
Батареи
NMC могут выдерживать большие токи заряда и больший диапазон температур, чем батареи LCO.Однако, поскольку батарея по-прежнему содержит кобальт, стоимость увеличивается из-за дефицита на рынке.

Доступное, безопасное и надежное: литий-железо-фосфатные батареи (LFP)
Аккумуляторы
LFP обладают высокой плотностью энергии 90–160 Втч / кг. Хотя это меньше, чем у некоторых кобальтовых батарей, он по-прежнему остается одним из самых высоких среди всех типов батарей.
В батареях
LFP используется фосфат железа для катода и графитовый электрод в сочетании с металлической подложкой для анода.
Литий-фосфат железа или LiFePO4 — это природный минерал, недорогой, нетоксичный, обладающий хорошей термической стабильностью и высокой плотностью энергии.
Аккумуляторы
LFP идеально подходят для тяжелого оборудования и промышленных сред, поскольку они способны выдерживать большие нагрузки и широкий диапазон температур. Они появились как новый вариант для вилочных погрузчиков и другого тяжелого электрического оборудования, которое требует высокого уровня надежности и исторически использует свинцово-кислотные батареи.
Литий-ионная батарея Тип
Плотность энергии ( Вт ч / кг)
Плюсы
Минусы
Титанат лития (LTO)
50-80
Долговечность, стабильность
Низкая плотность энергии, дороже
Оксид лития-кобальта (LCO)
150-200
Высокая плотность энергии
Неустойчивый и дорогой
Литий, никель, марганец, кобальт, оксид (NMC)
150-220
Высокая плотность энергии
Безопаснее, чем LCO, но все же относительно нестабильно и дорого
Литий-фосфат железа (LFP)
90–160
Средняя-высокая плотность энергии
Стабильная, долговечная и более высокая удельная энергия
Все типы литий-ионных аккумуляторов уникальны.Крайне важно понимать, какой химический состав литий-ионных аккумуляторов лучше всего подходит для вашего применения.
Если вы ищете лучший аккумулятор для погрузочно-разгрузочного оборудования, литий-железо-фосфатный аккумулятор, вероятно, станет лучшим выбором. Все блоки Flux Power LiFT сконструированы исключительно с элементами LFP, поскольку они обеспечивают наилучший баланс между безопасностью и производительностью.
Батареи (часть вторая)
Жизненный цикл батареи
Жизненный цикл батареи определяется как количество полных циклов зарядки / разрядки, которое батарея может выполнить до того, как ее нормальная зарядная емкость упадет ниже 80 процентов от первоначальной номинальной емкости.Срок службы батареи может варьироваться от 500 до 1300 циклов. Различные факторы могут вызвать износ аккумулятора и сократить срок его службы. Первый — это чрезмерная разрядка, которая вызывает избыточное сульфатирование; во-вторых, слишком быстрая зарядка или разрядка, приводящая к перегреву пластин и отслаиванию активного материала. Накопление наплавленного материала, в свою очередь, вызывает короткое замыкание пластин и приводит к внутреннему разряду. Батарея, которая остается разряженной или разряженной в течение длительного периода времени, может быть необратимо повреждена.Ухудшение может продолжаться до такой степени, что емкость элемента может упасть до 80 процентов после 1000 циклов. Во многих случаях элемент может продолжать работать почти до 2000 циклов, но с уменьшенной емкостью на 60 процентов от исходного состояния.
Методы испытаний свинцово-кислотных аккумуляторов
Состояние заряда аккумуляторной батареи зависит от состояния ее активных материалов, в первую очередь пластин. Однако состояние заряда батареи определяется плотностью электролита и проверяется ареометром, прибором, который измеряет удельный вес (вес по сравнению с водой) жидкостей.
Наиболее часто используемый ареометр представляет собой небольшую герметичную стеклянную трубку, утяжеленную на нижнем конце, так что она плавает вертикально. [Рисунок 12-195] Внутри узкого стержня трубки находятся бумажные весы с диапазоном значений от 1,100 до 1,300.
Рисунок 12-195. Ареометр (показания удельного веса).
При использовании ареометра количество электролита, достаточное для плавания ареометра, набирается в шприц. Глубина погружения ареометра в электролит определяется плотностью электролита, а значение шкалы, указанное на уровне электролита, является его удельным весом.Чем плотнее электролит, тем выше плавает ареометр; следовательно, наибольшее число на шкале (1,300) находится в нижней части шкалы ареометра.
В новой, полностью заряженной аккумуляторной батарее самолета электролит состоит примерно на 30% из кислоты и на 70% из воды (по объему) и в 1,300 раз тяжелее чистой воды. Во время разряда раствор (электролит) становится менее плотным, и его удельный вес падает ниже 1,300. Показатель удельного веса от 1,300 до 1.275 указывает на высокий уровень заряда; от 1,275 до 1,240 — средний уровень заряда; а между 1.240 и 1.200 — низкий уровень заряда. Аккумуляторы для самолетов обычно имеют небольшую емкость, но подвержены большим нагрузкам. Значения, указанные для состояния заряда, поэтому довольно высоки. Ареометры периодически проводятся на всех аккумуляторных батареях, установленных в самолетах. Аккумулятор самолета в низком уровне заряда может иметь, возможно, оставшийся заряд на 50 процентов, но, тем не менее, считается низким перед лицом высоких требований, которые вскоре его исчерпают.Считается, что аккумулятор в таком состоянии заряда нуждается в немедленной подзарядке.
При проверке батареи с помощью ареометра необходимо учитывать температуру электролита. Показания удельного веса на ареометре отличаются от фактического удельного веса при изменении температуры. При температуре от 70 ° F до 90 ° F корректировка не требуется, так как изменение недостаточно велико, чтобы его можно было учесть. Когда температура выше 90 ° F или ниже 70 ° F, необходимо применить поправочный коэффициент.Некоторые ареометры оснащены шкалой коррекции внутри трубки. Для других ареометров необходимо обращаться к таблице, предоставленной производителем. В обоих случаях поправки следует добавлять или вычитать из показаний ареометра.
Удельный вес элемента является надежным только в том случае, если в электролит ничего не было добавлено, за исключением случайных небольших количеств дистиллированной воды для восполнения потерь в результате нормального испарения. Всегда снимайте показания ареометра перед добавлением дистиллированной воды, а не после.Это необходимо для того, чтобы дать воде время для тщательного смешивания с электролитом, и чтобы избежать втягивания в шприц ареометра пробы, которая не отражает истинную концентрацию раствора.
Соблюдайте особую осторожность при проверке свинцово-кислотной ячейки ареометром. Обращайтесь с электролитом осторожно, потому что серная кислота обжигает одежду и кожу. Если кислота попала на кожу, тщательно промойте это место водой, а затем нанесите бикарбонат соды.
Способы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов
При пропускании постоянного тока через аккумулятор в направлении, противоположном направлению тока разряда, аккумуляторная батарея может быть заряжена.Из-за внутреннего сопротивления (IR) в батарее напряжение внешнего источника зарядки должно быть больше, чем напряжение холостого хода. Например, напряжение холостого хода полностью заряженной 12-элементной свинцово-кислотной батареи составляет примерно 26,4 В (12 × 2,2 В), но для ее зарядки требуется примерно 28 Вольт. Это большее напряжение необходимо для зарядки из-за падения напряжения в батарее, вызванного внутренним сопротивлением. Следовательно, зарядное напряжение свинцово-кислотной батареи должно равняться напряжению холостого хода плюс падение ИК-излучения внутри батареи (произведение зарядного тока и внутреннего сопротивления).
Батареи заряжаются методом постоянного напряжения или постоянного тока. В методе постоянного напряжения [Рис. 12-196A] мотор-генератор с постоянным регулируемым напряжением проталкивает ток через батарею. В этом методе ток в начале процесса высокий, но автоматически снижается, достигая значения примерно 1 ампер, когда аккумулятор полностью заряжен. Метод постоянного напряжения требует меньше времени и контроля, чем метод постоянного тока.
Рисунок 12-196. Способы зарядки аккумулятора.
В методе постоянного тока [Рисунок 12-196B] ток остается почти постоянным в течение всего процесса зарядки. Этот метод требует больше времени для полной зарядки аккумулятора и к концу процесса представляет опасность перезарядки, если не соблюдать осторожность.
В самолете аккумуляторная батарея заряжается постоянным током от системы генератора самолета. Этот метод зарядки является методом постоянного напряжения, поскольку напряжение генератора поддерживается постоянным с помощью регулятора напряжения.
Когда аккумуляторная батарея заряжается, она генерирует определенное количество водорода и кислорода. Поскольку это взрывоопасная смесь, важно принять меры для предотвращения воспламенения газовой смеси. Ослабьте вентиляционные колпачки и оставьте на месте. Не допускайте появления открытого огня, искр или других источников воспламенения поблизости. Перед отключением или подключением аккумулятора к зарядке всегда отключайте питание дистанционным выключателем. На Рис. 12-197 показано оборудование для зарядки аккумулятора.
Рисунок 12-197.Зарядное устройство.
Flight Mechanic рекомендует
Электролит — обзор | ScienceDirect Topics
6.10.3 Численное моделирование расслоения электролита с использованием двумерного моделирования
В предыдущих разделах мы изучили одномерное моделирование свинцово-кислотных аккумуляторов. Хотя одномерная модель очень точна и можно получить много полезной информации, в некоторых случаях следует выполнять по крайней мере двухмерное моделирование. Примером таких случаев является моделирование расслоения электролита.В этом явлении происходит естественная конвекция внутри аккумуляторного элемента из-за градиента концентрации электролита. Поскольку во время заряда или разряда происходит концентрация электролита (как обсуждалось на рис. 6.12B), более концентрированный электролит становится тяжелее и опускается, тогда как менее концентрированный электролит поднимается из-за силы тяжести, создавая естественное конвекционное движение. Вызванная естественная конвекция вызывает расслоение электролита, что, в свою очередь, приводит к неравномерному использованию электродов.
Чтобы численно отразить это явление, уравнения Навье – Стокса должны быть объединены с управляющей системой электрохимических уравнений. В этом случае следует моделировать по крайней мере двумерное пространство, потому что движение электролита не имеет смысла в одном измерении.
Движение электролита происходит по следующим причинам:
1.
В портативных устройствах, таких как автомобили, корпус батареи перемещается, а также электролит.
2.
Газы, выделяющиеся внутри батареи, вызывают движение электролита.
3.
Как упоминалось ранее, концентрация электролита является основным источником движения электролита.
4.
Температурный градиент в батарее может быть движущей силой для движения электролита.
Независимо от механизма, ответственного за движение электролита, уравнения Навье – Стокса должны быть объединены с уравнениями, определяющими батарею, для моделирования движения электролита.В свинцово-кислотных аккумуляторах электролит перемещается в пористых средах, таких как электроды и сепараторы. Обычно пористость участков оказывает большое влияние на электролит и вызывает движение кислоты; однако в области ребер сепараторов у электролита достаточно места для циркуляции и естественной конвекции.
Поскольку стратификация происходит в пористой среде, уравнения Навье – Стокса должны быть записаны в такой форме, чтобы в уравнения было включено влияние пористости. Собственная форма дается в формуле.(6.14).
Изучено расслоение электролита в процессе разряда при постоянной температуре. В этом случае побочные реакции исключаются из основной системы уравнений, и к системе добавляются уравнения Навье – Стокса. Упрощенная система уравнений выглядит следующим образом:
(6.92) ∇⋅ (σeff∇ϕs) −Aj = 0,
(6.93) ∇⋅ (keff∇ϕl) + ∇⋅ (kDeff∇ (ln⁡c)) + Aj = 0,
(6.94) ∂ (εc) ∂t + v → ⋅∇c = ∇⋅ (Deff∇c) + a2Aj2F,
(6.95) ∂ρv → ∂t + v → ⋅∇ (ρv →) = — p + v → ⋅ (μ∇v →) + ρg [1 + β (c − c∘)] + μK (εv →),
(6.96) ∂ρ∂t + ∇⋅ (ρv →) = 0.
Существование уравнений Навье – Стокса и уравнения неразрывности требует особого внимания при численном решении. Патанкар [45] был одним из пионеров FVM и дал подходящий алгоритм под названием SIMPLE для решения таких систем. Подробности метода приведены в Приложении E, а больше можно найти в учебниках CFD, таких как [45,68].
Чтобы продемонстрировать численное моделирование кислотной стратификации, мы выбрали ячейку IV из приложения A. Все необходимые параметры, такие как геометрические размеры и электрохимические характеристики, приведены в том же приложении.Alavyoon et al. [50] был первым, кто использовал эту ячейку для исследования эффекта стратификации электролита. Они использовали метод голографической лазерной интерферометрии для измерения концентрации электролита и лазерную доплеровскую велосиметрию (LDV) для измерения поля потока.
Ячейка состоит из трех областей: положительного электрода, свободного пространства для электролита и отрицательного электрода. Электроды и свободное пространство имеют толщину 2 мм, а зарядный ток очень низкий, около 9.434 мА · см − 3. Поскольку зарядный ток низкий, температура элемента не слишком сильно меняется во время испытания, и мы можем предположить изотермическую модель при T = 25∘C.
Alavyoon et al. [50] предложила систему уравнений для моделирования расслоения электролита, в которой вместо решения полных уравнений Навье – Стокса они использовали ползущий поток и уменьшили уравнение количества движения. Более того, они сделали много упрощающих предположений:
1.
Кинетические скорости реакций считались постоянными в направлении толщины ячейки.
2.
Диффузия электролита считалась постоянной. В действительности коэффициент диффузии зависит как от концентрации, так и от пористости электрода.
3.
Также предполагалось, что пористость электродов постоянна, что не является точным предположением.
Они решили получившуюся систему уравнений с помощью FDM и сравнили свои результаты с экспериментальным тестом. Приятно отметить, что перед тестированием аккумуляторной батареи Alavyoon et al.выполнил процедуру подготовки:
1.
После подготовки установки ячейка была заполнена 5 M серной кислотой, и ячейка была разряжена с I = 9,34 мА / см2 до тех пор, пока ячейка не достигнет напряжения отключения. Vcut = 1,5 В.
2.
Затем ячейку наполнили 2 М серной кислотой и выдержали в течение 48 часов, чтобы электролит стал однородным по всей ячейке.
С другой стороны, Gu et al. [37] исследовали эту проблему еще раз, используя полные уравнения Навье – Стокса.В этом случае модель, предложенная Гу, оказалась более точной, чем модель Алавюна. Единственное, что не было учтено при их моделировании, — это процесс подготовки. Они не моделировали процесс подготовки, и, как мы увидим, процесс вносит изменения в начальные условия. Мы показываем, что процесс подготовки можно смоделировать с помощью одномерной модели, и, как мы увидим, это влияет на результаты.
Здесь процесс подготовки моделируется с использованием одномерной модели, а результаты передаются в двухмерную модель.Рис. 6.15 и 6.16 показаны результаты одномерного моделирования. На рис. 6.15A показано изменение напряжения элемента. Это показывает, что для полной разрядки элемента требуется около 5,5 часов. Доли плотности тока в твердой фазе и электролите показаны на рис. 6.15B. На том же графике также нанесены суммы обеих плотностей тока. Совершенно очевидно, что сумма обеих плотностей тока постоянна и равна I = -9,34 В, что является результатом электронейтральности.
Рисунок 6.15.Моделирование фазы разряда процесса подготовки Cell-IV. (A) Потенциал элемента во время разряда. (B) Доля плотности тока. (C) Концентрация электролита. (D) Изменение пористости. (E) Распределение активного материала. (F) Распространение SoC.
Рисунок 6.16. Моделирование фазы разряда процесса подготовки Cell-IV. (A) Потенциал элемента во время разряда. (B) Доля плотности тока. (C) Концентрация электролита. (D) Изменение пористости. (E) Распределение активного материала. (F) Распространение SoC.
Изменение концентрации электролита показано на рис. 6.15C, и, как можно видеть в этой ячейке, концентрация электролита достигает нуля почти во всех областях, за исключением примерно 0,4M в отрицательном электроде, что незначительно. На рис. 6.15C показано изменение пористости во время разряда. Как видно, процесс приготовления приводит к неравномерному распределению пористости. Этот результат также можно увидеть в распределении активного материала, показанном на рис. 6.15E, и состоянии заряда на рис.6.15F.
На рис. 6.16 показаны те же результаты для остального процесса, когда ячейка находится в состоянии покоя на 48 часов. Напряжение ячейки остается постоянным (рис. 6.16A), и, как видно на рис. 6.16B, плотности тока твердого тела и электролита равны нулю. Единственный параметр, который изменяется во время отдыха, — это концентрация электролита, поскольку ячейка заполнена 2 М серной кислотой, и из рис. 6.16C видно, что для того, чтобы электролит стал однородным, требуется 48 часов. Из фиг.6.16D — 6.16F, мы можем видеть, что пористость, активная площадь и SoC не меняются в течение периода покоя. Поэтому исходные значения для моделирования стратификации следует брать из этих рисунков.
Поток жидкости моделируется с использованием простого алгоритма, приведенного в Приложении E. Моделируемая область показана на рисунке 6.17A, а числовая сетка показана на рисунке 6.17B. Как видно, для моделирования используется неоднородная сетка. Также обратите внимание, что для обеспечения правильной визуализации оси x и y масштабируются независимо.Результаты моделирования показаны на рис. 6.18 и 6.19 для уровней времени t = 15 и t = 30 мин соответственно. Рис. 6.18A и 6.19A показаны векторы скорости в области электролита. Ясно, что электролит имеет тенденцию двигаться вниз около электродов, потому что во время процесса зарядки внутри электродов образуется кислота в соответствии с электрохимической реакцией электродов. Но очевидно, что электролит около положительного электрода более плотный, чем отрицательный из-за стехиометрических коэффициентов основных свинцово-кислотных реакций.
Рисунок 6.17. Модель Cell-IV и числовая сетка. (A) Модель клетки. (B) Числовая сетка.
Рисунок 6.18. Результаты моделирования при т = 15мин. (A) Векторы скорости. (B) Поле скорости. (C) Контуры электролита.
Рисунок 6.19. Результаты моделирования при т = 30мин. (A) Векторы скорости. (B) Поле скорости. (C) Контуры электролита.
Фиг. 6.18B и 6.19B показывают естественную конвекцию, которая имеет место внутри области электролита. Некоторые вихри видны в верхней части ячейки из-за движения электролита.Результат движения электролита преобразуется в расслоение электролита, как показано на рис. 6.18C и 6.19C. Движение электролита заставляет более плотный электролит опускаться, а более легкий — подниматься. Таким образом, вдоль вертикальных сечений клетки мы видим градиент кислоты, также известный как кислотная стратификация.
Если мы не объединим уравнение Навье – Стокса с другими определяющими уравнениями, то расслоение электролита не может быть зафиксировано. Чтобы показать этот аргумент, мы рисуем те же результаты на рис.6.19 при отсутствии движения электролита на рис. 6.20. Как можно видеть, поскольку у нас нет поля скорости (сравнивая рис. 6.20A и 6.20B), электролит не показывает никакого градиента в вертикальном направлении. Вертикальные контурные линии на рис. 6.20C подтверждают этот аргумент.
Рисунок 6.20. Результаты моделирования при т = 30 мин без потока жидкости. (A) Векторы скорости. (B) Поле скорости. (C) Контуры электролита.
На рис. 6.21 показан градиент концентрации электролита в средней части поперечного сечения аккумуляторного элемента.Рисунок показывает, что учет движения электролита и его игнорирование существенно влияют на конечные результаты. Следовательно, если в батарее существует свободный электролит, то имитация движения электролита имеет решающее значение, даже если движение электролита медленное и жуткое. Вертикальная составляющая поля скорости, изображенная на рис. 6.22 на той же высоте, подтверждает этот аргумент. Максимальная скорость достигает примерно 0,1 мм / с, что является медленным движением.
Рисунок 6.21. Сравнение концентрации электролита между перемещением электролита и без него в разделе A — A .
Рисунок 6.22. Сравнение вертикальной составляющей скорости на участке A — A .
Наконец, градиенты концентрации электролита в вертикальном направлении в центре области электролита на различных временных уровнях показаны на рис. 6.23. Понятно, что со временем градиент становится более значительным.
Рисунок 6.23. Сравнение вертикальной составляющей скорости на участке A — A .
Основные сведения об аккумуляторах — Progressive Dynamics
Какие типы аккумуляторов рекомендуются? Мастер оборудован преобразователями.
Свинцово-кислотный аккумулятор глубокого цикла, AGM, гелевый элемент
Размер батареи не должен быть меньше размера преобразователя в AMPS.
аккумулятор
Повлияет ли выравнивание на аккумуляторы AGM? Выравнивание в обычном смысле слова для зарядных устройств LA означает напряжение до 15,5 вольт в течение периода, часто превышающего час.
Цикл выравнивания, который мы используем, мягкий, 14,4 В в течение 15 минут каждые 21 час в режиме хранения. Доказано, что это способствует снижению сульфатирования свинцово-кислотных аккумуляторов.Это также не влияет на AGM.
Производители AGM заверили нас, что профиль, который мы используем, подходит для аккумуляторов AGM.
Разряжаются ли свинцово-кислотные батареи, когда они не используются? Все батареи, независимо от их химического состава, будут саморазряжаться. Скорость саморазряда свинцово-кислотных аккумуляторов зависит от температуры хранения или эксплуатации. При температуре 80 градусов по Фаренгейту свинцово-кислотный аккумулятор саморазрядится со скоростью примерно 4% в неделю.Батарея с номиналом 125 ампер-часов будет саморазрядиться со скоростью примерно пять ампер в неделю. Помните об этом, если аккумулятор емкостью 125 Ач хранится в течение четырех месяцев (16 недель) зимой без зарядки, он потеряет 80 ампер из своей 125-амперной емкости. Он также будет сильно сульфатирован, что приведет к дополнительной потере емкости. Держите аккумуляторы заряженными, когда они не используются! свинцово-кислотный
Развивают ли свинцово-кислотные батареи память? Свинцово-кислотные батареи не имеют памяти. свинцово-кислотный
Нужно ли мне полностью разрядить свинцово-кислотный аккумулятор перед его зарядкой? Нет, никогда не разряжайте свинцово-кислотный аккумулятор ниже 80% от его номинальной емкости. Разряд ниже этой точки или 10,5 В может повредить его. свинцово-кислотный
Когда мне нужно выполнить выравнивающий заряд? Выравнивание должно выполняться при первой покупке аккумулятора (это называется освежающим зарядом) и регулярно (каждые 10 циклов разрядки или не реже одного раза в месяц).Снижение производительности также может быть признаком того, что необходим уравнительный заряд. свинцово-кислотный
Что такое уравнительный заряд? Для выравнивающего заряда 12-вольтовой батареи необходимо, чтобы она заряжалась напряжением не менее 14,4 вольт в течение не менее одного часа один раз в месяц или каждые 10 циклов разрядки. Выравнивающий заряд предотвращает расслоение батареи и снижает сульфатирование, ведущую причину выхода батареи из строя. свинцово-кислотный
Когда нужно доливать воду в батареи? Частота полива зависит от того, как часто вы используете и заряжаете батареи.Также использование батареек в жарком климате потребует более частого полива. Лучше часто проверять уровень воды в аккумуляторе и при необходимости доливать дистиллированную воду. Никогда не добавляйте воду из-под крана в аккумулятор. Водопроводная вода содержит минералы, которые уменьшают емкость аккумуляторов и увеличивают скорость их саморазряда.
Предупреждение. В новой батарее может быть низкий уровень электролита. Сначала зарядите аккумулятор, а затем при необходимости долейте воды. Добавление воды в аккумулятор перед зарядкой может привести к переливу электролита.
свинцово-кислотный
Каков надлежащий уровень электролита? Уровень электролита в батарее должен быть чуть ниже дна вентиляционного колодца, примерно на ½ — ¾ дюйма выше верхних частей сепараторов. Никогда не позволяйте уровню электролита опускаться ниже верха пластин. свинцово-кислотный
Нужно ли добавлять кислоту в аккумулятор? При нормальных условиях эксплуатации кислоту добавлять не нужно. Для достижения рекомендованного уровня электролита следует добавлять только дистиллированную или деионизированную воду. свинцово-кислотный
Могут ли мои батареи замерзнуть? Если аккумулятор частично разряжен, электролит в свинцово-кислотном аккумуляторе может замерзнуть. При 40% -ном уровне заряда электролит замерзнет, если температура упадет примерно до -16 градусов F. Когда аккумулятор полностью заряжен, электролит не замерзнет, пока температура не упадет примерно до -92 градусов F. свинцово-кислотный
Какие наиболее частые ошибки допускают владельцы свинцово-кислотных аккумуляторов? Недостаточная зарядка — обычно возникает из-за того, что зарядное устройство не позволяет зарядить аккумулятор до полного заряда после использования.Постоянная работа аккумулятора в частичном состоянии заряда или хранение аккумулятора в разряженном состоянии приводит к образованию сульфата свинца (сульфатации) на пластинах. Сульфатирование снижает производительность батареи и может вызвать ее преждевременный выход из строя.
Перезарядка — Непрерывная зарядка вызывает ускоренную коррозию положительных пластин, чрезмерное потребление воды и, в некоторых случаях, снижение температуры внутри батареи. Свинцово-кислотные батареи следует заряжать после каждого разряда более чем на 50% от номинальной емкости, а также во время или после длительного хранения в течение 30 дней или более.
Недополив — В свинцово-кислотных аккумуляторах вода теряется в процессе зарядки. Если уровень электролита упадет ниже верхушки пластин, может произойти непоправимый ущерб. Часто проверяйте уровень воды в аккумуляторе.
Избыточный полив — Чрезмерный полив батареи приводит к дополнительному разбавлению электролита, что снижает производительность батареи. Добавляйте воду в аккумулятор после того, как он полностью заряжен, но никогда, если аккумулятор частично разряжен. свинцово-кислотный
Могу ли я уменьшить потребность в добавлении воды в аккумулятор, снизив напряжение зарядки до 13 В или меньше? Понижение зарядного напряжения уменьшит потребность в добавлении воды, но это вызовет состояние, известное как расслоение батареи.Расслоение батареи возникает, когда серная кислота в смеси электролитов отделяется от воды и начинает концентрироваться на дне батареи.
Эта повышенная концентрация кислоты увеличивает образование сульфата свинца (сульфатирование). Чтобы предотвратить расслоение, аккумулятор должен получать периодический уравнительный заряд (повышение напряжения зарядки до 14,4 В или выше).
свинцово-кислотный
Как работают свинцово-кислотные батареи? Основные сведения об аккумуляторах свинцово-кислотные
AGM
Как мне ухаживать за свинцово-кислотными аккумуляторами? Управление батареями 101 свинцово-кислотный
AGM
Аккумулятор какого размера? Калькулятор аккумуляторной батареи RV свинцово-кислотный
Аккумуляторная батарея какого размера для инвертора? RV Battery Bank Calculator свинцово-кислотный
Замена обычных добавок в электролит для аккумуляторов производными диоксолона для литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии
1.
Гуденаф, Дж. Б. и Ким, Ю. Проблемы перезаряжаемых литиевых батарей. Chem. Матер. 22 , 587–603 (2010).
CAS Статья Google Scholar
2.
Тараскон, Дж. М. и Арман, М. Проблемы и проблемы, с которыми сталкиваются перезаряжаемые литиевые батареи. Nature 414 , 359–367 (2001).
ADS CAS PubMed Статья Google Scholar
3.
Арико, А.С., Брюс, П., Скросати, Б., Тараскон, Дж. М. и ван Шалквейк, В. Наноструктурированные материалы для передовых устройств преобразования и хранения энергии. Nat. Матер. 4 , 366–377 (2005).
ADS PubMed Статья CAS Google Scholar
4.
Лю К., Ли, Ф., Ма, Л. П. и Ченг, Х. М. Современные материалы для хранения энергии. Adv. Матер. 22 , E28 – E62 (2010).
CAS PubMed Статья Google Scholar
5.
Чае, С., Чой, С. Х., Ким, Н., Сунг, Дж. И Чо, Дж. Интеграция графитовых и кремниевых анодов для коммерциализации высокоэнергетических литий-ионных батарей. Angew. Chem. Int. Эд. 58 , 2–28 (2019).
Артикул CAS Google Scholar
6.
Liu, W. et al. Насыщенный никелем слоистый оксид переходного металла лития для высокоэнергетических литий-ионных батарей. Angew. Chem. Int. Эд. 54 , 4440–4457 (2015).
CAS Статья Google Scholar
7.
Мантирам А., Найт, Дж. К., Мюнг, С. Т., О, С. М. и Сан, Ю. К. Катоды из слоистого оксида с высоким содержанием никеля и лития: прогресс и перспективы. Adv. Energy Mater. 6 , 1501010 (2016).
Артикул CAS Google Scholar
8.
Касаваджула, У., Ван, К. и Эпплби, А. Дж. Вставные аноды на основе нано- и объемного кремния для литий-ионных вторичных элементов. J. Источники энергии 163 , 1003–1039 (2007).
ADS CAS Статья Google Scholar
9.
МакДауэлл, М. Т., Ли, С. В., Никс, В. Д. и Цуй, Ю. Статья, посвященная 25-летию: понимание литиирования кремния и других легирующих анодов для литий-ионных аккумуляторов. Adv.Матер. 25 , 4966–4985 (2013).
CAS PubMed Статья Google Scholar
10.
Чен, З., Шеврие, В., Кристенсен, Л. и Дан, Дж. Р. Разработка электродов из аморфного сплава для литий-ионных аккумуляторов. Electrochem. Solid State Lett. 7 , A310 – A314 (2004 г.).
CAS Статья Google Scholar
11.
Чой, Н.-S. и другие. Влияние добавки фторэтиленкарбоната на межфазные свойства кремниевого тонкопленочного электрода. J. Источники энергии 161 , 1254–1259 (2006).
ADS CAS Статья Google Scholar
12.
Shobukawa, H., Alvarado, J., Yang, Y. & Meng, Y. S. Электрохимические характеристики и межфазное исследование композитного кремниевого анода для литий-ионных аккумуляторов в полноэлементных элементах. J. Источники энергии 359 , 173–181 (2017).
ADS CAS Статья Google Scholar
13.
Zhao, H. et al. Пленкообразующие добавки к электролиту для литий-ионных аккумуляторов: прогресс и перспективы. J. Mater. Chem. A 7 , 8700–8722 (2019).
CAS Статья Google Scholar
14.
Xu, G. et al. Назначение функциональных добавок для устранения плохих характеристик высоковольтного (класс 5 В) LiNi0.5 литий-ионных аккумуляторов Mn1,5 O4 / MCMB. Adv. Energy Mater. 8 , 1701398 (2018).
Артикул CAS Google Scholar
15.
Han, J. G. et al. Несимметричный фторированный малонатоборат как амфотерная добавка для литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии. Energy Environ. Sci. 11 , 1552–1562 (2018).
CAS Статья Google Scholar
16.
Haregewoin, A. M., Wotango, A. S. & Hwang, B. J. Электролитные добавки для электродов литий-ионных аккумуляторов: прогресс и перспективы. Energy Environ. Sci. 9 , 1955–1988 (2016).
CAS Статья Google Scholar
17.
Choi, N.-S. и другие. Проблемы, с которыми сталкиваются литиевые батареи и электрические двухслойные конденсаторы. Angew. Chem. Int. Эд. 51 , 9994–10024 (2012).
CAS Статья Google Scholar
18.
Jo, H. et al. Стабилизация межфазного слоя твердого электролита и циклические характеристики кремний-графитового анода батареи с помощью бинарной добавки фторированных карбонатов. J. Phys. Chem. C 120 , 22466–22475 (2016).
CAS Статья Google Scholar
19.
Nguyen, C. C. & Lucht, B.L. Улучшенная циклическая характеристика анодов из наночастиц Si за счет введения метиленэтиленкарбоната. Electrochem. Commun. 66 , 71–74 (2016).
CAS Статья Google Scholar
20.
Чен, Л., Ван, К., Се, X. и Се, Дж. Влияние виниленкарбоната (ВК) в качестве добавки к электролиту на электрохимические характеристики кремниевого пленочного анода для литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 174 , 538–543 (2007).
ADS CAS Статья Google Scholar
21.
Далави, С., Гудуру, П. и Лучт, Б. Л. Добавки к электролиту, улучшающие характеристики литий-ионных батарей с кремниевыми анодами. J. Electrochem. Soc. 159 , A642 – A646 (2012).
CAS Статья Google Scholar
22.
Etacheri, V. et al. Влияние фторэтиленкарбоната (FEC) на характеристики и химию поверхности анодов литий-ионных аккумуляторов с Si-нанопроволокой. Langmuir 28 , 965–976 (2012).
CAS PubMed Статья Google Scholar
23.
Xu, C. et al. Улучшенные характеристики кремниевого анода для литий-ионных аккумуляторов: понимание механизма модификации поверхности фторэтиленкарбоната как эффективной добавки к электролиту. Chem. Матер. 27 , 2591–2599 (2015).
CAS Статья Google Scholar
24.
Jaumann, T. et al. Срок службы в зависимости от производительности: понимание роли FEC и VC в литий-ионных батареях высокой энергии с нанокремниевыми анодами. Energy Storage Mater. 6 , 26–35 (2017).
Артикул Google Scholar
25.
Kim, K. et al. Понимание термической нестабильности фторэтиленкарбоната в электролитах на основе LiPF6 для литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 225 , 358–368 (2017).
CAS Статья Google Scholar
26.
Schiele, A. et al. Критическая роль фторэтиленкарбоната в газовыделении кремниевых анодов для литий-ионных аккумуляторов. ACS Energy Lett. 2 , 2228–2233 (2017).
CAS Статья Google Scholar
27.
Schwenke, K.U., Solchenbach, S., Demeaux, J., Lucht, B.L. и Gasteiger, H.A. Воздействие CO ₂ возникло из VC и FEC во время образования графитовых анодов в литий-ионных батареях. J. Electrochem. Soc. 166 , A2035 – A2047 (2019).
CAS Статья Google Scholar
28.
Aurbach, D. et al. Об использовании виниленкарбоната (ВК) в качестве добавки к растворам электролитов для литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 47 , 1423–1439 (2002).
CAS Статья Google Scholar
29.
Buqa, H. et al. Формирование пленки SEI на высококристаллических графитовых материалах в литий-ионных батареях. J. Источники энергии 153 , 385–390 (2006).
ADS CAS Статья Google Scholar
30.
Michan, A. L. et al. Восстановление фторэтиленкарбоната и виниленкарбоната: понимание добавок к электролиту литий-ионных аккумуляторов и межфазного образования твердого электролита. Chem. Матер. 28 , 8149–8159 (2016).
CAS Статья Google Scholar
31.
Ushirogata, K., Sodeyama, K., Okuno, Y. & Tateyama, Y. Аддитивный эффект на восстановительное разложение и связывание карбонатного растворителя с образованием межфазной фазы твердого электролита в литий-ионной батарее. J. Am. Chem. Soc. 135 , 11967–11974 (2013).
CAS PubMed Статья Google Scholar
32.
Ота, Х., Саката, Ю., Иноуэ, А., Ямагути, С. Анализ слоев SEI, полученных из виниленкарбоната, на графитовом аноде. J. Electrochem. Soc. 151 , A1659 – A1669 (2004).
CAS Статья Google Scholar
33.
Wang, Y., Nakamura, S., Tasaki, K. & Balbuena, PB Теоретические исследования для понимания химического состава поверхности угольных анодов для литий-ионных аккумуляторов: как виниленкарбонат играет свою роль в качестве добавки к электролиту ? Дж.Являюсь. Chem. Soc. 124 , 4408–4421 (2002).
CAS PubMed Статья Google Scholar
34.
Херстедт, М., Андерссон, А. М., Ренсмо, Х., Зигбан, Х. и Эдстрем, К. Характеристика SEI, образованного на природном графите в электролитах на основе ПК. Электрохим. Acta 49 , 4939–4947 (2004).
CAS Статья Google Scholar
35.
Zhang, S. S., Xu, K. & Jow, T. R. Исследование EIS по образованию твердой поверхности раздела электролита в литий-ионной батарее. Электрохим. Acta 51 , 1636–1640 (2006).
CAS Статья Google Scholar
36.
Son, H. B. et al. Влияние восстанавливающих циклических карбонатных добавок и линейных карбонатных сорастворителей на быструю заряжаемость ячеек LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 / графит. J. Источники энергии 400 , 147–156 (2018).
ADS CAS Статья Google Scholar
37.
Deng, B. et al. Влияние потенциала отсечки заряда на добавку электролита для полных ячеек с мезоуглеродными микрогранулами LiNi0.6Co 0.2Mn0.2O2. Energy Technol. 7 , 1800981 (2019).
Артикул CAS Google Scholar
38.
Zuo, X. et al. Влияние трис (триметилсилил) бората на сохранение высоковольтной емкости LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 / графитовые ячейки. J. Источники энергии 229 , 308–312 (2013).
CAS Статья Google Scholar
39.
Deng, B. et al. Исследование влияния высоких температур на циклическую стабильность катода LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 с использованием инновационной добавки к электролиту. Электрохим. Acta 236 , 61–71 (2017).
ADS CAS Статья Google Scholar
40.
Han, J.-G., Kim, K., Lee, Y. & Choi, N.-S. Поглощающие материалы для стабилизации LiPF6-содержащих электролитов на основе карбоната для литий-ионных аккумуляторов. Adv. Матер. 31 , 1804822 (2019).
Артикул CAS Google Scholar
41.
Фенг, П., Ли, К. Н., Ли, Дж. У., Чжан, С. и Нгаи, М. Ю. Доступ к новому классу синтетических строительных блоков посредством трифторметоксилирования пиридинов и пиримидинов. Chem. Sci. 7 , 424–429 (2016).
CAS PubMed Статья Google Scholar
42.
Alpegiani, M., Zarini, F. & Perrone, E. О получении 4-гидроксиметил-5-метил-1,3-диоксол-2-она. Synth. Commun. 22 , 1277–1282 (1992).
CAS Статья Google Scholar
43.
Liu, J. B. et al. Серебро-опосредованное окислительное трифторметилирование фенолов: прямой синтез арилтрифторметиловых эфиров. Angew. Chem. Int. Эд. 54 , 11839–11842 (2015).
CAS Статья Google Scholar
44.
Фарлоу М. У., Мэн Э. Х. и Таллок Д. В. Карбонилфторид. Неорганические синтезы (Rochow, E.G. ed.) Vol. 6, 155–158 (McGraw-Hill Book Company, Inc., 1960). https://doi.org/10.1002/9780470132371.ch58.
45.
Аватанео, М., Де Патто, У., Галимберти, М. и Маркионни, Г.Синтез α, ω-диметоксифторполиэфиров: механизм реакции и кинетика. J. Fluor. Chem. 126 , 631–637 (2005).
Артикул Google Scholar
46.
Petzold, D. et al. Опосредованное видимым светом высвобождение и превращение фторфосгена in situ. Chem. Евро. J. 25 , 361–366 (2019).
CAS PubMed Статья Google Scholar
47.
Xu, W., Vegunta, S. S. & Flake, J. C. Аноды из кремниевых нанопроволок с модифицированной поверхностью для литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 196 , 8583–8589 (2011).
ADS CAS Статья Google Scholar
48.
Zhang, J. et al. Прямое наблюдение неоднородной межфазной границы твердого электролита на аноде из MnO с помощью атомно-силовой микроскопии и спектроскопии. Nano Lett. 12 , 2153–2157 (2012).
ADS CAS PubMed Статья Google Scholar
49.
Wan, G. et al. Подавление роста дендритного лития путем образования на месте химически стабильной и механически прочной межфазной границы твердого электролита. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 10 , 593–601 (2018).
CAS PubMed Статья Google Scholar
50.
Снеддон, И.Н. Связь между нагрузкой и проникновением в осесимметричной задаче Буссинеска для штампа произвольного профиля. Внутр. J. Eng. Sci. 3 , 47–57 (1965).
MathSciNet МАТЕМАТИКА Статья Google Scholar
51.
Колле, Дж. П., Шуман, Х., Леджер, Р. Э., Ли, С. и Вайзель, Дж. У. Эластичность отдельного фибринового волокна в сгустке. Proc. Natl Acad. Sci. США 102 , 9133–9137 (2005).
ADS CAS PubMed Статья Google Scholar
52.
Чжан, К., Ву, Т., Лу, Дж. И Амин, К. Растворение, миграция и осаждение ионов переходных металлов в литий-ионных батареях на примере катодов на основе марганца — критический обзор . Energy Environ. Sci. 11 , 243–257 (2018).
CAS Статья Google Scholar
53.
Гилберт, Дж.А., Шкроб И. А. и Абрахам Д. П. Растворение переходных металлов, миграция ионов, электрокаталитическое восстановление и потеря емкости в полных литий-ионных элементах. J. Electrochem. Soc. 164 , A389 – A399 (2017).
CAS Статья Google Scholar
54.
Ravdel, B. et al. Термостойкость электролитов литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 119-121 , 805–810 (2003).
ADS CAS Статья Google Scholar
55.
Ko, M. et al. Масштабируемый синтез графита, внедренного в кремний в нанослой, для высокоэнергетических литий-ионных аккумуляторов. Nat. Энергетика 1 , 16113 (2016).
ADS CAS Статья Google Scholar
56.
Делли Б. Полностью электронный численный метод решения функционала локальной плотности для многоатомных молекул. J. Chem. Phys. 92 , 508–517 (1990).
ADS CAS Статья Google Scholar
57.
Делли Б. От молекул к твердым телам с помощью подхода DMol ³. J. Chem. Phys. 113 , 7756–7764 (2000).
ADS CAS Статья Google Scholar
58.
Кламт, А. и Шюрманн, Г. COSMO: новый подход к диэлектрическому экранированию в растворителях с явными выражениями для экранирующей энергии и ее градиента. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 , 799–805 (1993).
Артикул Google Scholar
59.
Холл, Д.
No related posts.