Всем привет, дорогие читатели, сегодня расскажу какая должна быть плотность электролита в аккумуляторе. Электролит – основной компонент аккумуляторной батареи, от его плотности зависит накопление и удержание батареей заряда. Низкая концентрация не позволяет АКБ нормально заряжаться, а разрядка наоборот происходит слишком быстро. При низкой плотности машина плохо заводится с утра и может не завестись совсем, остановившись где-нибудь в поле. Неприятный момент, не правда ли? Чтобы его избежать, разберемся какая должна быть концентрация и как её повышать.
Причины и последствия
Почему падает плотность электролита? Она понижается в результате испарения из секций батареи. Больше всего это происходит при закипании его при перезарядке. Постепенно испаряется электролит и вода естественным путем через дренажные отверстия. Есть такие в крышках банок АКБ, чтобы его не разорвало избытком газа или паров.
О необходимости доливать воду по уровню в обслуживаемых батареях знают многие владельцы машин. Но вот о том, что необходимо доливать и электролит, когда его концентрация низкая, знают далеко не все. Частично кислота выпаривается вместе с водой, частично разлагается, вступая в реакцию с веществом пластин АКБ.
Разумеется это происходит не быстро, поэтому проверять электролит ежедневно не имеет смысла. А вот ежемесячная проверка, для обслуживаемого аккумулятора будет не лишней.
Тем более что проверка дело быстрое и совсем не трудное. Для проверки нужно лишь снять АКБ. Открутить пробки и проверить ареометром все банки. После этого закрутить пробки обратно, и вернуть батарею на место. Займет не более 10 минут, даже если все делать не спеша.
К чему приводит безответственность
Когда водитель постоянно доливает по уровню лишь воду в батарею, нормальная плотность электролита падает, зимой такой аккумулятор просто разорвет льдом. Воды в нем больше чем кислоты, значит при понижении температуры она перейдет в лед. А лед, как известно расширяется, вот и происходит разрыв корпуса АКБ
Летом такая батарея быстро разряжается, не смотря на исправный генератор и постоянные стационарные подзарядки. С похолоданием, при температуре около нуля машина не заводится. Так как плотность снижается и от снижения температуры. Уровень заряда падает автоматически.
Какая нужна плотность
Понятие летней и зимней плотности относительное, поддержание нужной концентрации необходимо и зимой и летом. В областях с более холодным климатом — плотность должна быть несколько выше, но все равно в определенных пределах. Поддерживать концентрацию помогает систематическая проверка. Вот график плотности и температур, который поможет вам сориентироваться, нужно ли повышать плотность электролита в вашей батарее.
Из графика видно, что даже при относительно нормальной плотности летом, с наступлением холодов все равно возникнут проблемы. Если электролит в аккумуляторе помутнел или почернел, лучше его заменить полностью, отрегулировав плотность в процессе замены. Как правильно это сделать сейчас расскажу.
Повышаем плотность
Начнем с того, что для этого необходимо:
- Ареометр – прибор для измерения плотности.
- Резиновая груша.
- Мерная колба или стакан.
- Емкость, куда сливать электролит.
- Бутылка с электролитом для аккумуляторов.
- Бутылка дистиллята.
Техника безопасности
Техника безопасности тоже на первом месте, вы же не хотите остаться слепыми? Я точно этого не хочу. Поэтому работайте в плотных резиновых перчатках, для защиты глаз приобретите специальные защитные очки, закрытые со всех сторон.
Если приходится разводить электролит своими руками, тогда помните: сначала в сосуд наливается вода, а потом в воду постепенно доливается кислота. Если сделать наоборот, происходит мгновенный нагрев жидкости и кипение. Сосуд может лопнуть, и тогда точно получите ожоги. А вам ведь это не нужно?
Если полностью менять электролит, нужно слить из АКБ старый раствор. При этом запрещено сильно наклонять или переворачивать корпус АКБ. Это может привести к осыпанию материала пластин и замыканию их. Тогда батарею можно выбросить.
Замеры плотности выполняют при температуре в помещении 20 градусов, или чуть выше. Когда на улице мороз, батарею нужно принести в отапливаемое помещение. Дайте ей постоять и согреться. Учтите, что чем сильнее разряжена батарея, тем ниже её концентрация электролита. Поэтому перед замерами необходимо будет зарядить АКБ на максимум.
Как поднять плотность в не обслуживаемой батарее, я рассматривать не буду, лучше её просто сдать на свинец. Все манипуляции с такой батареей вы будете делать на собственный страх и риск, потому что её конструкция не позволяет выполнять обслуживание. Если вы любите риск и советы «очумельцев», помешать я вам не смогу, однако все же не советую.
Емкость для старого электролита лучше брать стеклянную или резиновую. Выливать его на землю или в водоем запрещено категорически. В канализацию тоже не рекомендуется. Лучше сдать на утилизацию, во избежание неприятностей, чем утилизировать самому, тем более что сейчас это сделать просто. В Интернете множество фирм, которые этим занимаются.
Обслуживание батареи
Процесс повышения плотности объясню на примере кислотной АКБ, как более распространенной. Показатели для щелочного типа будут отличаться, от приведенных мной.
Плотность для электролита приводится в граммах на кубический сантиметр (г/см3). Измеряется она ареометром, поочередно во всех банках. Допустимая плотность 1,25-1,29.Допустимый разброс между измерениями в банках 0,01. Как выровнять в банках уровень плотности? Конечно же не водой.
Когда показатель 1,20 или ниже, тогда нужно повышать концентрацию добавлением электролита. Добавляемый электролит должен быть с плотностью 1,27.
Действуйте следующим образом:
- Сначала, при помощи резиновой груши выкачиваете из одной банки старый электролит, как можно больше, и сливаете в мерный стаканчик, чтобы измерить его количество.
- После этого заливаете в ту же банку новый электролит, только ½ откачанного объема.
- Теперь нужно покачать батарею, не переворачивая, и сильно не наклоняя, чтобы старый электролит перемешался с новым.
- Затем снова замеряете плотность, если её не хватает, доливаете вторую половину откачанного объема.
- Так поступаете поочередно со всеми банками, пока не получите нужную плотность.
- Как увеличить плотность, если показатели ниже 1.18? Рекомендуется доливать уже не электролит, а кислоту аккумуляторную по описанной выше схеме. Пока не получим нужную концентрацию. Превышение плотности не желательно, будут быстрее разлагаться пластины аккумулятора и снижаться его ресурс.
- После достижения нужной концентрации, заряжаете АКБ.
- После зарядки снова измеряете концентрацию и выравниваете по необходимости дистиллятом или электролитом.
В общем, как повысить плотность электролита вы теперь знаете, работа это кропотливая. Зато АКБ потом отлично работает в течение года, а может и дольше, если избегать закипаний и замыканий. Если рассыпались пластины хотя бы одной банки, тогда поможет только замена АКБ.
Спасибо всем, подписывайтесь на обновления и делитесь с друзьями, будет еще много познавательного. До встречи.
Большинство автолюбителей не раз были знакомы с низкой плотью электролита. Проще говоря, проблема разряженного аккумулятора касалась практически каждого второго автовладельца.
Нормальное показание плотности электролита
Электролит проводит электрический ток и имеет в своём составе дистиллированную воду и серную кислоту. Данные вещества находятся приблизительно в одинаковых долях. На одну часть приходится дистиллированная вода и 1,25 части серной кислоты. Таким образом нормальная плотность аккумулятора составляет 1,25.
Постоянно полуразряженный или полностью разряженный аккумулятор приводит к сульфатации пластин. Это бесповоротно убивает АКБ, снижая его ёмкость и увеличивая внутреннее сопротивление. В процессе сульфатации, пластины аккумулятора покрываются сернокислым крупнокристаллическим свинцом.
Всегда следует:
- Делать периодическую профилактику вашего аккумулятора.
- Взять за правило поддерживать заряд и чистоту аккумуляторной батареи.
- Устранять наличие окислов на клеммах и грязи.
Почему необходим полноценный заряд аккумулятора
- Чем чаще происходит разреженность свинцовых пластин в аккумуляторе, тем быстрее наступает процесс сульфатации.
- Качественная работа АКБ прямо пропорциональна плотности электролита.
Примечания:
- Профилактику АКБ следует проводить каждый сезон. Особенно в период осенне-зимней эксплуатации.
- АКБ приходит в негодность по разным причинам. Зачастую длительными запусками двигателя стартером. Зимой стартер потребляет повышенный ток и может привести к короблению пластин.
- Заряд аккумулятора прямо пропорционален плотности электролита степени заряда.
Как проверить плотность электролита аккумулятора
- Надеть перчатки и выкрутить все пластиковые крышки герметичных банок аккумулятора. Ареометр аккуратно опустить в первую банку и извлечь резиновой грушей электролит. Поплавок прибора должен находиться в свободном положении и не задевать дно и стенки банки.
- Жидкость в приборе наглядно укажет показания плотности.
- Этот процесс провести поочерёдно с каждой банкой. При разнице плотности в 0,01 г-на куб. см, необходимо долить дистиллированную воду.
- При пониженной плотности до показателя 1,22 г-на куб. см и ниже необходимо поставить АКБ на зарядку.
Важно! При повышении температуры плотность электролита прямо пропорционально уменьшается на 0.01 г/см3. И, с точностью до наоборот увеличивается при понижении температуры.
Краткий инструктаж предварительной подготовки:
- Соблюдая меры безопасности подготовить необходимые ниже перечисленные инструменты и материалы.
- Самостоятельное изготовление электролита требует внимательности и аккуратности. Кислоту медленно добавляют в воду, а не наоборот. При добавлении в воду кислота реагирует не агрессивно, исключив ожоги и испарения. Кислота погружается в толщу воды и разбрызгивания не происходит из-за определенной реакции. Рекомендация: Аккуратно вливая кислоту в дистиллированную воду, непрерывно перемешивайте раствор стеклянной палочкой. Растворение серной кислоты в воде выделяет большое количество тепла. Выливая воду в кислоту, вы подвергните себя большой опасности. Кислота имеет по сравнению с водой высокую плотность (практически в два раза). Следовательно, вода растекается на поверхности кислоты. Преобразуясь в быстро нагревающуюся агрессивную среду, образуя пары и кислотные брызги. Будьте внимательны!
- Ни в коем случае не переворачивайте аккумулятор! Это ведет к осыпанию пластин и может вызвать короткое замыкание.
- Специальную посуду и инструменты для приготовления электролита следует подготовить заранее:
- Защитная одежда (брезентовые рукавицы, фартук прорезиненный, кислотно-щелочестойкие перчатки, защитные очки).
- В свободном доступе бак с чистой холодной водой.
- В аптечку стоит добавить пищевую соду и нашатырный спирт.
- Различные приспособления для работы с реагентами (мензурку, резиновую грушу и воронку).
- Учесть и определенные приборы (ареометр, трубку для измерения уровня, паяльник и дрель).
Инструктаж по увеличению плотности электролита
Показатель плотности решает всё. Например, хорошее состояние определяет значение 1,25-1,28, и профилактика не нужна. Низкий показатель плотности (1,18-1,20) говорит о доливке электролита с плотностью 1,25.
Итак, приступаем:
- Откачиваем старый электролит резиновой грушей в одной из банок АКБ. Делаем необходимые замеры плотности.
- Новый раствор, объёмом вполовину от откачанного следует долить и медленными движениями прокачать АКБ для перемешивания.
- Измерьте плотность. Если показания неутешительны, добавьте еще часть электролита. Повторять процесс, пока не будут достигнуты нужные показатели.
Повышение плотности электролита
Наипростейшим методом решения данного вопроса — это добавление дистиллированной воды. Хотя многие не догадываются, что вода выкипает со временем, следовательно, и сам электролит тоже.
Прежде чем повышать плотность электролита, следует произвести определённые замеры. Это поможет понять износ вашего аккумулятора и выявить дальнейшие действия. Проверку следует производить правильным образом. Специальный прибор, созданный для данной процедуры — это ареометр. Электролит является небезопасным реагентом.
Прежде чем замерять его плотность, в обязательном порядке следует подумать о мерах безопасности:
- Замеры производить в специальной одежде.
- Стараться полностью избегать контакта раствора с кожей и одеждой.
- Воздержаться от курения.
Понижение плотности электролита
Обыкновенным доливом электролита вряд ли удастся решить этот вопрос. В данном варианте случае понадобится аккумуляторная кислота, потому что по плотности она выше.
Совет: если вы желаете долгую и радостную жизнь вашему аккумулятору, своевременно делайте профилактику Этот метод похож на процесс добавления электролита. Не получилось с первого раза достичь нужных результатов? Повторите процедуру до требуемого результата.
Не стоит мучиться при пониженной плотности вашего аккумулятора (1,15) просто полностью замените электролит:
- Во-первых, откачайте большое количество жидкости резиновой грушей.
- Плотно закрыть отверстия пробок на банках АКБ.
- Далее нужно последовательно просверлить 3,5 миллиметровые зазоры в дне каждой из банок (поставив аккумулятор набок).
- Прежде чем просверливать новое отверстие, необходимо извлечь электролит полностью.
- Делаем полную промывку АКБ дистиллированной водой.
- Затем запаиваем высверленные отверстия кислотно-щелочной пластмассой.
Проведя данную процедуру можно смело заливать правильно приготовленный электролит.
Безопасность в профилактике АКБ
Аккумулятор состоит из свинцовых пластин, а свинец отравляет организм. Чтобы не отравиться парами серной кислоты и не получить ожогов кожных покровов, следует придерживаться четкой техники безопасности.
Обязательным условием безопасности считается применение спецодежды и средств хим защиты. Материал одежды желательно использовать из хлопка с кислотостойкой пропиткой. Для работы в зимнее время года используют грубые шерстяные волокна.
Используйте керамическую или санфаянсовую емкость для работы с реагентами. Категорически запрещена стеклянная посуда. Стекло не предназначено для использования с такими реагентами.
Предпочтительно при работе с аккумулятором в аптечке иметь запас дополнительных средств: пищевая сода, марганец, нашатырный спирт, бинты и вату.
Непроветриемость рабочего помещения приводит к различным травмам и отравлениям. Без респиратора и перчаток вы рискуете приобрести хроническую форму отравления свинцом. Свинцовая пыль, как правило, попадает в организм через дыхательные пути. Вследствие чего появляется общая слабость, малокровие, а также заболевание почек и даже судооги.
При подозрении на отравление необходимо срочно выйти на свежий воздух и прополоскать рот содовым раствором. После чего немедленно вызвать врача. Содой можно также нейтрализовать брызги воды или электролита.
Электролит плотностью 1,25 при попадании на кожу рук и лица, нейтрализуется обычной водой с мылом.
Примечание:
Вовсе не редкостью являются ситуации, когда двигатель не хочет заводиться и возникают проблемы с пуском. Довольно часто причина кроется именно в разряженном аккумуляторе. Это становится следствием изменения свойств содержащегося внутри электролита. Её необходимо поднять.
Но прежде чем начинать мероприятия по изменению плотности, нужно понять причины, из-за которых такая ситуация возникла. Просто так качество раствора, состоящего из дистиллированной воды и серной кислоты, меняться не будет.
Определившись с причинами, удастся правильно провести ремонтно-восстановительные мероприятия, продлить срок службы АКБ и отложить покупку новой батареи. На практике повлиять на плотность вовсе не так сложно.
Причины снижения плотности
Есть несколько факторов, влияющих на показатели плотности у электролита в аккумуляторах.
К ним можно отнести такие моменты:
- Разряд АКБ. Одна из главных причин, почему падает плотность электролита в автомобильном аккумуляторе. Параллельно со снижением заряда падают и показатели плотности. Заряжая АКБ, плотность постепенно повышается. Когда происходит потеря большой части ёмкости, это указывает на изменение концентрации состава в сторону уменьшения.
- Эксплуатация. Со временем батарея изнашивается естественным путём, то есть длительная эксплуатация также влияет на кислоту.
- Хранение. Особенно опасным и вредным считается продолжительное хранение в условиях пониженной температуры.
- Выкипание. Электролит может выкипать при перезаряде. Это может произойти под влиянием зарядного устройства либо из-за неисправного генератора.
- Злоупотребление водой. Чтобы поддерживать уровень электролита, водители часто добавляют воду. Но забывают воспользоваться прибором для проверки плотности. Помимо воды, могут происходить и потери кислоты. Тем самым, добавляя воду, меняется плотность.
Если будет установлена точная причина, из-за которой плотность электролита в вашем аккумуляторе падает, вы сможете без особых сложностей её устранить. Но важно понимать, что не всегда ресурс АКБ зависит от плотности. Случается и так, что без замены батареи никак не обойтись.
В чём опасность высокой и низкой плотности
Не всем автомобилистам известно, на что именно влияет плотность содержащегося в аккумуляторе раствора электролита, а как её изменение может повлиять на АКБ.
В действительности как низкая, так и высокая плотность, наблюдаемая у электролита, может поставить крест на аккумуляторе и привести к необходимости его замены.
Когда концентрация выше допустимой нормы, батарея раньше своего времени выходит из строя. Кислота постепенно начинает разрушать пластины.
В низкой концентрации тоже нет ничего хорошего. При этом протекают такие процессы:
- Сульфатация. Это процесс образования на пластинах из свинца белого твёрдого налёта. Из-за него АКБ попросту не может принимать заряд.
- Увеличивается порог замерзания. Если кислоты в составе мало, раствор может начать кристаллизоваться даже при -5 градусах Цельсия. Ледяная корка деформирует внутренние компоненты, может произойти короткое замыкание на пластинах.
- Нарушится пуск двигателя. Это будет проявляться в основном в зимний период.
Как видите, последствия изменения плотности разные, но все они ни к чему хорошему для автовладельца не ведут.
Правильные показатели плотности
Теперь закономерно спросить, какая же плотность тогда должна быть в аккумуляторе автомобиля.
Обычно не предусматривается существенное изменение плотности у электролита в аккумуляторах зимой и летом, ориентируясь только на период холодов.
Существуют специальные таблицы с параметрами плотности электролита в аккумуляторах, в зависимости от климатической зоны. То есть температура окружающей среды непосредственно связана с тем, какая концентрация смеси из кислоты и воды должна быть в АКБ.
Если говорить об эксплуатации аккумулятора под капотом автомобиля зимой, то плотность и его норма должны соответствовать таким значениям:
- При эксплуатации АКБ зимой, при отрицательной температуре, плотность заливаемого электролита должна составлять 1,27 г/см3.
- Если это крайний север с температурой от -30 до -50 градусов, при заливке должно быть 1,27, а при полном заряде АКБ 1,29.
- Для северного региона с температурой от -15 до -30 это 1,26 и 1,28 г/см3 для заливаемого электролита и при полностью заряженной батарее соответственно.
- Когда температура находится в пределах от -4 до -15 градусов, тогда таблица по плотности электролита в автомобильном аккумуляторе подсказывает о поддержании значений на уровне 1,24-1,26.
- Если это южный регион, когда температура редко падает ниже -10 градусов, хватит и 1,22-1,24 г/см3.
- В тропических регионах с положительной температурой даже зимой используют электролиты с плотностью 1,2-1,22 г/см3.
Да, плотность электролита, используемого в аккумуляторе зимой или летом, напрямую зависит от погодных условий.
Несколько корректировать плотность у электролита в автомобильном аккумуляторе летом нужно, если наблюдается сильная жара. Концентрация несколько снижается.
Главным условием поддержания работоспособности АКБ является не плотность электролита, а уровень заряда батареи.
Поэтому старайтесь всегда следить за степенью заряда, параллельно используя ареометр для проверки плотности.
Как проверить плотность
Далее следует рассказать о том, как можно проверить плотность в аккумуляторе и что для этого потребуется использовать.
Проверять плотность можно только в обслуживаемых и малообслуживаемых АКБ, где есть доступ к содержимому батареи.
Ведь закрытые виды батарей, которые считаются необслуживаемыми, не оснащены крышками банок. То есть их не получится открутить и специальным прибором оценить состояние рабочей жидкости.
Если вы не знаете, как проверять параметры плотности электролита в аккумуляторах, ознакомьтесь со следующей инструкцией.
Для работы вам потребуется определённый набор. Состоит он из:
- защитных перчаток;
- закрытой одежды;
- очков;
- денсиметра.
Именно денсиметр позволяет измерить плотность содержащегося в аккумуляторе электролита.
Этот прибор для измерения плотности представляет собой стеклянную трубочку с грушей, а также встроенный ареометр. Фактически именно ареометр способен показать, какая концентрация электролита в вашем аккумуляторе.
Далее остаётся выполнить лишь несколько пошаговых действий.
Предлагаем инструкцию о том, как правильно проверить плотность у обслуживаемого автомобильного аккумулятора:
- Аккумулятор отключается от проводов, снимаются клеммы, устройство извлекается с посадочного места. Защитный кожух следует снять и открутить пробки подручным инструментом.
- Далее проверяется уровень раствора. Обычно он должен быть на 10-15 мм. выше уровня пластин.
- Если АКБ не заряжена, её следует подключить к зарядному устройству. По завершению зарядки нужно подождать около 5-7 часов.
- Если уровень жидкости нормальный, внутрь одной из банок погружается прибор, грушей выкачивается немного раствора.
- Ареометр должен оказаться погружённым в смесь, не касаться стенок колбы.
- Считываются данные на ареометре и записываются.
- Те же самые процедуры проводятся на остальных банках.
- Выполняется сравнение полученной информации с показателями нормы.
Проводить такие работы следует только при положительной температуре. Оптимально добиться диапазона 20-25 градусов Цельсия.
У необслуживаемых АКБ предусмотрен цветовой индикатор, позволяющий понять текущую плотность и состояние батареи.
В основном этот индикатор отражает степень заряда. Зелёный означает полный заряд, белый – около 50%, а чёрный – полную потерю заряда.
Особенности повышения плотности
Приняв во внимание все нюансы, стоит рассказать о том, как поднять плотность при изменении концентрации электролита в аккумуляторе.
Сделать это можно самостоятельно. Ведь чтобы поднять сниженную плотность у электролита, никаких отверстий в аккумуляторе обслуживаемого типа делать не придётся.
Нормой измерения при комнатной температуре считается 1,25-1,29 г/см3. Если показатели ниже, нужно поднимать плотность. Снижение параметров только в одной банке указывает на короткое замыкание.
Есть несколько рекомендаций для того, чтобы повысить плотность упавшего электролита в самом аккумуляторе. Для начала нужно сделать следующее:
- Полностью зарядить АКБ, поскольку проверять плотность при разряде проводить нельзя. Добавив электролит, концентрация резко увеличится и начнётся разрушение пластин.
- Привести температуру жидкости в норму. Работать следует в диапазоне 20-25 градусов Цельсия.
- Убедиться, что уровень в каждой банке соответствует норме.
- Осмотреть АКБ на предмет повреждений и дефектов.
Далее проводится непосредственно сама корректировка параметров плотности с помощью электролита, чтобы в аккумуляторе восстановить рабочие характеристики.
Если уровень слишком низкий и упал ниже 1,18 г/см3, восстановлению такая АКБ уже не подлежит.
Если плотность выше этого порога, её требуется увеличить. Для этого нужно:
- разрядить АКБ, подключив её к какому-нибудь потребителю вроде лампочки;
- подготовить корректирующий электролит, продаваемый в магазинах;
- с помощью груши откачать небольшое количество смеси из каждой банки;
- добавить не более 50% от откаченного объёма новый электролит;
- поставить батарею на зарядку минут на 30, чтобы выровнять концентрацию во всех банках;
- дать постоять АКБ на ЗУ при минимальном зарядном токе;
- отключить батарею.
Примерно через 2-3 часа делается повторная проверка. Если концентрация ещё недостаточная, процедура повторяется.
Повышение с помощью ЗУ
Отдельного внимания заслуживает вопрос о том, как поднять упавшую плотность в своём аккумуляторе, воспользовавшись зарядным устройством.
Суть заключается в том, чтобы восстановить постепенно плотность залитого электролита путём подачи минимального тока. В необслуживаемом автомобильном аккумуляторе доступа к банкам нет. Тут единственным решением будет поставить АКБ на ЗУ и подождать 1-3 суток.
Это позволит постепенно испаряться лишней влаге, и тем самым плотность кислотно-водного раствора будет увеличиваться.
Процедура восстановления электролита не самая сложная, но при её выполнении важно соблюдать ряд рекомендаций.
Посмотрите на уровень электролита. Заглянув в каждое заливное отверстие, можно определить уровень этого вещества в каждом из отсеков. Должно быть одинаковое количество электролита во всех отсеках
Если уровни слегка отличаются, то причина может быть в том, что в прошлый раз вы налили слишком много жидкости. В этом случае, когда этот излишек испариться, просто наливайте необходимое количество.
Если уровни явно разные, то дело может быть в треснувшем корпусе и небольшой утечке электролита. В таком случае требуется замена аккумулятора. Если мест очевидной утечки не видно, то долейте в аккумулятор дистиллированную воду (ничего другого) до максимально безопасного уровня и спустя несколько недель проверьте, насколько изменился ее уровень.
Определите низкий уровень электролита. Если электролит не покрывает пластины полностью, значит его недостаточно. В таком случае аккумулятор не сможет функционировать с максимальной производительностью.
Части пластины, подверженные воздействию воздуха, разрушаются за считанные дни.
Если уровень электролита опустился только на 1 см ниже верхней кромки пластины, то, налив необходимое количество воды, аккумулятор снова заработает, однако его производительность немного снизится. (Советы как добавлять воду, будут рассмотрены в 3-ей части этой статьи) Если же уровень опустился намного ниже, возможно, вам придется менять аккумулятор.
Низкий уровень электролита может свидетельствовать о перезарядке аккумулятора. В этом случае нужно проверить генератор переменного тока.
Определите нормальный уровень электролита. Нормальным уровнем считается уровень электролита, который либо выше пластин примерно на 1 см, либо ниже горловины заливного отверстия на 3 мм.
Если все в норме, то доливать воду пока нет необходимости. Можете просто закрутить обратно пробки заливных отверстий. Следующую проверку нужно будет провести через три месяца.
Определите предельный уровень электролита. Уровень жидкости находится на безопасном максимуме, когда электролит касается горловины заливного отверстия.
Где-то в нижней части большинства горловин есть пара выемок. Благодаря этим выемкам образуется мениск (жидкость выгибается возле края горловины, по форме напоминающая глаз). Если жидкость касается горловины, мениск появляется. Если ниже горловины, мениска не видно.
Мениск в форме глаза нужен для того, чтобы избежать переливов. Вам стоит воспользоваться фонариком, чтобы иметь возможность определить уровень жидкости и увидеть, есть ли мениск.
Источник: https://ru.wikihow.com/проверить-уровень-жидкости-в-автомобильном-аккумуляторе
Электролит — это аккумуляторная жидкость, состоящая в идеальной концентрации из 35 процентов серной кислоты и 65% дистиллированной воды. На нашем портале vodi.su мы уже приводили таблицу, в которой указана оптимальная плотность электролита в АКБ. Если вы покупали стартерную батарею в магазине, продавец-консультант обязан был измерить плотность электролита, а также проверить АКБ под нагрузкой. Именно таким образом можно выявить заводской брак.
Плотность электролита может изменяться в небольших пределах. Однако если вы ее измеряете ареометром при температуре воздуха 20–25 градусов и при полной зарядке АКБ, она должна составлять 1,27–1,28 г/см. куб. Но по разным причинам плотность может понижаться.
Почему это происходит:
- концентрация серной кислоты не соответствует установленным требованиям из-за регулярной доливки дистиллированной воды;
- разряд батареи;
- частые подзарядки, приводящие к закипанию электролита, испарению воды и части кислоты;
- выплескивание электролита и его утечка из-за механических повреждений корпуса аккумуляторной батареи.
Отметим, что при закипании электролита испаряется в основном вода. Температура кипения серной кислоты превышает 300 градусов. Даже если АКБ полностью заряжена, плотность электролита в разных банках может немного отличаться из-за разной концентрации. По этой причине не рекомендуется доливать электролит, а лишь воду в равных дозах в каждую банку.
Как поднять плотность электролита?
Производители аккумуляторных батарей рекомендуют регулярно проводить замеры плотности хотя бы два раза в год во время сезонного обслуживания автомобилей. Если особых нареканий на работу АКБ нет, при падении плотности его достаточно подзарядить. О зарядке мы также ранее писали на нашем портале vodi.su. Если же уровень жидкости в банках понизился, нужно долить немного воды, чтобы она на 15–20 миллиметров покрывала пластины. При таком подходе кислота перемешается с водой в процессе работы двигателя.
Плотность электролита зависит от двух параметров:
- температура окружающего воздуха;
- концентрация серной кислоты.
Казалось бы, если плотность упала, нужно попросту добавить серной кислоты или готового электролита. Но это заблуждение, поскольку более высокая концентрация кислоты приводит к быстрой сульфатации пластин и их осыпанию. Соответственно, аккумулятор будет стремительно терять заряд, а все последующие подзарядки только приблизят его «кончину». Более того, если аккумулятор длительно эксплуатируется с пониженной плотностью, что говорит о снижении доли серной кислоты, это тоже дорога к его скорейшему выходу из строя.
Таким образом, если вы столкнулись с тем, что плотность электролита упала, предпринимать необходимо следующие шаги:
- Попытаться узнать причину изменения данного параметра — возможно, плотность (а с нею и уровень заряда) падали из-за того, что вы забыли на ночь выключить фары или имеются утечки тока;
- Зарядить полностью АКБ до указанных производителем значений и вновь измерить плотность;
- Внимательно проинспектировать корпус батареи на предмет наличия механических повреждений и отверстий.
У аккумуляторщиков есть свои секреты, как довести плотность до оптимальных показателей. Для этого они ставят АКБ на зарядку на срок от 12 часов до трех суток и заряжают слабыми токами не более 0,5 от емкости батареи. При этом замеряют плотность через равные временные промежутки. В идеале, если нет каких-то дефектов в виде отслоения пластин и осыпания активной массы свинца, заряженная батарея будет нормально работать длительное время. Естественно, нужно будет обязательно провести диагностику электрической цепи для выявления утечек тока.
Радикальный способ повысить плотность электролита в АКБ
Если плотность упала из-за того, что произошла утечка электролитического раствора, придется выравнивать его концентрацию во всех банках старым методом — путем слива старой жидкости и заливки новой. Отметим, что иногда к этому методу прибегают и в случае полной отработки ресурса и падения плотности до 1 грамма на см. куб.
Выполняется данная операция по следующему алгоритму:
- производим демонтаж аккумулятора и относим его в хорошо проветриваемое помещение с температурой воздуха не ниже 15 градусов;
- используя грушу, откачиваем электролитическую жидкость из каждой банки;
- полностью выкачать электролит грушей не получится, поэтому АКБ кладут набок и сверлят отверстия в днище каждой из банок и сливают остатки жидкости;
- промывают внутреннюю часть батареи дистиллированной водой.
Просверленные отверстия запаивают паяльником или заклеивают специальным клеящим составом на основе пластика. Далее приступают к приготовлению электролита. Можно купить готовый корректирующий состав, либо заливать по отдельности сначала дистиллят, а затем кислоту (концентрированный раствор).
Обратите внимание — порядок заливки должен быть именно такой: сначала льют воду, затем кислоту. Если его нарушить, начнется химическая реакция и электролит закипит.
Напоминаем, что данная процедура будет уместна лишь в том случае, если вы точно знаете, что произошла утечка электролита или он полностью выработал свой ресурс, а АКБ не держит заряд. Но она не поможет, если произошла сульфатация.
Дальнейшие действия:
- встряхнуть немного батарею для размешивания;
- когда состав немного осядет, замеряют ареометром плотность — если она в пределах до 1,25 и нет разницы по банкам (не более 0,1 г/см. куб), то можно поставить АКБ на недолгую зарядку на два-три часа, либо сразу ставить на машину и проехать какое-то расстояние;
- если же разница между банками больше 0,1, проводят корректирующую зарядку.
Для проведения подобных манипуляций необходимо располагать зарядными устройствами и дополнительными инструментами. Кроме того, работа с кислотой опасна сама по себе: должна быть хорошая вентиляция, требуются защитные очки и перчатки. Поэтому, если у вас нет опыта, времени или желания вникать в эти технические подробности, лучше обратиться к профессионалам в автосервисный центр.
Загрузка…Поделиться в социальных сетях
Узнайте больше о катализаторе, который расположен между электродами батареи и создает поток электричества.
Электролит служит катализатором, делающим батарею проводящей, стимулируя движение ионов от катода к аноду при зарядке и наоборот при разрядке. Ионы — это электрически заряженные атомы, которые потеряли или приобрели электроны. Электролит батареи состоит из растворимых солей, кислот или других оснований в жидком, гелеобразном и сухом виде.Электролит также поставляется в виде полимера, используемого в твердотельной батарее, твердых керамических и расплавленных солей, как в натриево-серной батарее.
Свинцовая кислота использует серной кислоты . При зарядке кислота становится более плотной, поскольку оксид свинца (PbO 2 ) образуется на положительной пластине, а затем превращается почти в воду при полной разрядке. Удельный вес серной кислоты измеряется ареометром. (См. Также BU-903: Как измерить состояние заряда). Свинцово-кислотные батареи поставляются в герметичных и герметичных форматах, также известных как клапанно-регулируемая свинцово-кислотная (VRLA), или не требующих технического обслуживания
Серная кислота бесцветна с легким желто-зеленым оттенком, хорошо растворяется в воде и обладает высокой коррозионной активностью. Изменение цвета до коричневатого оттенка может быть вызвано ржавчиной в результате анодной коррозии или попадания воды в аккумуляторный блок.
Свинцово-кислотные батареи поставляются с разным удельным весом (SG). Батареи глубокого цикла используют плотный электролит с SG до 1,330 для достижения высокой удельной энергии, стартовые батареи содержат в среднем SG около 1,265, а стационарные батареи имеют низкий SG примерно 1.225, чтобы смягчить коррозию и продлить срок службы. (См. BU-903: Как измерить состояние заряда.).
Серная кислота служит для широкого спектра применений, а также используется в очистителях сточных вод и различных чистящих средствах. Это также служит в обработке полезных ископаемых обработки полезных ископаемых, производстве удобрения, переработке нефти, обработке сточных вод и химическом синтезе.
| ВНИМАНИЕ: | Серная кислота может нанести серьезный вред при контакте с кожей и может привести к постоянной слепоте при попадании в глаза.При проглатывании серной кислоты наносится необратимый ущерб. |
Электролит в NiCd представляет собой щелочной электролит (гидроксид калия) . Большинство никель-кадмиевых аккумуляторов имеют цилиндрическую форму, в которой несколько слоев положительных и отрицательных материалов намотаны в рулон желе. Залитая версия NiCd используется в качестве аккумулятора для коммерческих самолетов и систем ИБП, работающих в жарком и холодном климате, требующем частых циклов. NiCd дороже свинцовой кислоты, но длится дольше.
NiMH использует тот же или аналогичный электролит, что и NiCd, который обычно является гидроксидом калия. Электроды NiMH уникальны и состоят из никеля, кобальта, марганца, алюминия и редкоземельных металлов, которые также используются в Li-ion. NiMH доступен только в герметичной версии.
Гидроксид калия — это неорганическое соединение с формулой KOH, обычно называемое едким калием. Электролит бесцветный и имеет множество промышленных применений, таких как ингредиенты большинства мягких и жидких мыл.KOH вреден при попадании в организм.
В Li-ion используется жидкий, гелевый или сухой полимерный электролит. Жидкая версия представляет собой горючий органический, а не водный тип, раствор солей лития с органическими растворителями, подобными этиленкарбонату. Смешивание растворов с различными карбонатами обеспечивает более высокую проводимость и расширяет диапазон температур. Другие соли могут быть добавлены для уменьшения выделения газов и улучшения циклирования при высоких температурах.
Li-ion с гелеобразными электролитами получает много добавок для увеличения проводимости, также как и литий-полимерный аккумулятор.Настоящий сухой полимер становится проводящим только при повышенных температурах, и эта батарея больше не используется в коммерческих целях. Добавки также вводятся для достижения долговечности и уникальных характеристик. Рецепт классифицирован, и у каждого производителя есть свой секретный соус. (См. Также BU-808b: Что вызывает гибель литий-иона?)
Электролит должен быть стабильным, но это не относится к иону лития. На аноде образуется пассивирующая пленка, которая называется интерфейсом с твердым электролитом (SEI) .Этот слой отделяет анод от катода, но позволяет ионам проходить так же, как сепаратор. По сути, слой SEI должен формироваться, чтобы позволить батарее работать. Пленка стабилизирует систему и обеспечивает длительный срок службы литий-иона, но это приводит к снижению емкости. Окисление электролита также происходит на катоде, что постоянно снижает емкость. (См. Также BU-701: Как заправлять батареи).
Для предотвращения чрезмерного ограничения пленок присадки смешиваются с электролитом, который расходуется при формировании слоя SEI.Трудно, если невозможно, отследить их присутствие при проведении судебной экспертизы. Это сохраняет частную рекламу
.Ключевое различие между электрическими и бензиновыми автомобилями заключается в количестве энергии, которое несет каждый. Типичный (середина 2015 года) электрический автомобиль, такой как Nissan Leaf, имеет емкость аккумуляторной батареи, которая эквивалентна примерно 2/3 галлона бензина. Обладая такой энергией, он может проехать 85 миль со скоростью по шоссе, в то время как бензиновый автомобиль с трудом преодолеет расстояние в 20 миль на 2/3 галлона газа. Ключевым измерением является плотность энергии или количество энергии, переносимой в пределах данного размера или веса.
Увеличение плотности энергии аккумуляторной батареиEV приведет к появлению доступных электромобилей с пробегом более 200 миль. Большим преимуществом бензина является его чрезвычайно высокая плотность энергии, а большим преимуществом электромобилей является их низкая стоимость топлива.
Бензин и дизельное топливо, доминирующее топливо последних 100 лет, имеют очень высокую плотность энергии. Легко транспортируемые и распределяемые, оба топлива легко закачиваются во внутренности двигателей внутреннего сгорания для взрывов, которые приводят автомобили в движение.Индустрия ископаемых видов топлива обеспечила превосходный опыт заправки на широко распространенных заправочных станциях. Именно это и надежный электрический стартер — вот что позволило широкому внедрению автомобилей с бензиновым двигателем и впервые убить электромобиль.
Системы хранения электроэнергии, с другой стороны, имеют относительно низкую плотность энергии. Радиус действия в 80 миль для электромобилей 24 киловатт-часа требует довольно большой и тяжелый аккумулятор. И хотя вы можете прочитать это как осуждение, это огромное улучшение по сравнению со старыми технологиями батарей, такими как свинцово-кислотные или никель-металл-гидридные.Грубо говоря, Li-Ion аккумуляторы имеют в 4 раза плотность энергии свинцово-кислотных аккумуляторов, в 2 раза больше плотности энергии NiMH аккумуляторов, использовавшихся в предыдущей волне электромобилей, но меньше, чем плотность энергии бензина. Это четырехкратное улучшение — это то, что сделало литий-ионные электромобили достаточно практичными для повседневного использования любым человеком.
В 2017 году мы находимся в начале новой волны развития электромобилей. Что сделало доступным доступный электромобиль 200 миль? Автопроизводители снизили стоимость батарей и увеличили плотность энергии.
Точная терминология важна, если мы хотим правильно общаться друг с другом. К счастью, в Википедии есть несколько хороших страниц, которые помогают нам понять терминологию.
Плотность энергии — количество накопленной энергии по объему. Существует общее определение, например, энергия в данной области пространства, и оно может применяться ко всем видам вещей, таким как магнитные поля. Но для электромобилей мы должны сосредоточиться на извлекаемой энергии, хранящейся в батарейном блоке.
Удельная энергия , аналогично, представляет собой количество энергии, запасенной по массе (весу). Как и в случае плотности энергии, есть общее использование удельной энергии для всех видов вещей, но мы должны сосредоточиться на извлекаемой энергии, хранящейся в батарейном блоке.
Единицы измерения: Плотность энергии : киловатт-час / литр, Удельная энергия : киловатт-час / килограмм
Другая часть похожей терминологии Плотность мощности .В электродвигателях и компонентах электропривода правильная фраза — объемной плотности мощности . Он измеряет количество энергии (мощности), которое может выдержать система, измеряемое по размеру или весу. Единица измерения: ватт / кубический метр, ватт / литр или ватт / килограмм. Аналогичная фраза «отношение мощности к весу».
Физический вопрос заключается в том, что выполнение такой функции, как перенос вас и вашей семьи по холмам и через лес к дому бабушек, требует определенного количества энергии.
В транспортном средстве потенциальная энергия сохраняется в виде электричества в аккумуляторной батарее или бензина в топливном баке. Эта энергия преобразуется в кинетическую энергию в системе привода. Это либо сгорание, вызывающее вращение коленчатого вала, либо зацепление электромагнитных полей, приводящее к вращению вала электродвигателя. Получающаяся кинетическая энергия — это то, что переносит вас в дом бабушки.
У вашего автомобиля должно быть достаточно потенциальной энергии, чтобы все это произошло. Чем больше потенциальной энергии несет ваш автомобиль, тем больше он может сделать.Но транспортные средства имеют ограничения по размеру (литры по объему) и по массе (по массе), в которые должен вписываться блок накопления энергии. Если размер или вес блока накопления энергии становится слишком большим или слишком тяжелым, транспортное средство будет неэффективным или даже не сможет двигаться.
Если дом бабушки находится в 2000 милях, электромобилю понадобится аккумулятор на 800 киловатт-часов для поездки. Этот большой пакет нельзя (с современной технологией) сделать достаточно маленьким, чтобы поместиться в автомобиле, и он будет настолько тяжелым, что автомобиль не сможет двигаться.Если аккумуляторные батареи смогут когда-либо хранить в 10 раз больше энергии на килограмм и литр, чем нынешние аккумуляторные батареи, тогда можно будет построить электромобиль с пробегом 2000 миль.
Даже бензиновый автомобиль не может проехать 2000 миль. Владельцы бензиновых автомобилей должны останавливаться 7-8 раз для заправки во время поездки. Владелец электромобиля также может совершить поездку, если будет достаточно зарядной инфраструктуры. В этом преимущество владельцев бензиновых автомобилей — более полезная заправочная инфраструктура.
Тесла Моторс доказала, что возможно построить очень желательный электромобиль, поддерживающий опыт Road Trip. Tesla Model S с электрическим пробегом в 260-335 миль может перезарядиться примерно за час, а Tesla Motors построила сети перезарядки на континентах в Северной Америке и Европе и является частью этой цели в других местах, таких как Китай и Австралия. Но этот автомобиль имеет двойную стоимость веса, понимание киловатт-часов в электромобилях и других штуковинах и цену около 100 000 долларов за машину.Позднее, в 2017 году, Tesla обещает Tesla Model 3 по базовой цене 35 000 долларов, что значительно изменит ситуацию.
Двумя серьезными препятствиями для внедрения электромобилей являются дальность движения и сравнительно высокая стоимость по сравнению с аналогичными автомобилями с бензиновым двигателем. Обещано, что удельная энергия, ээээ … удельная энергия, усовершенствования позволят электромобилям переносить 60-80 киловатт-часов энергии на расстояние 200 миль при доступной стоимости транспортного средства.
Следующая таблица получена из страниц Википедии, связанных в каждой строке, поэтому возьмите ее с крошкой соли.Для каждого типа батарей указан диапазон для каждого номинала, потому что в каждой строке рассматриваются все батареи всех производителей данного типа. Конечно, каждый ряд охватывает ряд продуктов, каждый из которых имеет свои специфические характеристики. Другими словами, не принимайте эти числа с большой точностью, но вместо этого обратите внимание, что, вообще говоря, в то время как никель-металлогидридные батареи имеют более высокую плотность энергии, чем свинцово-кислотные, литий-ионная имеет более высокую плотность, чем оба.
| Тип батареи | Удельная энергия | Плотность энергии | Удельная мощность | Цикл Прочность | Примечания |
|---|---|---|---|---|---|
| Свинцово-кислотный аккумулятор | 33–42 Втч / кг | 60–110 Вт / л | 180 Вт / кг | 500–800 циклов | Старейшая форма электрического аккумулятора, первоначально разработанная в 1850-х годах.Это низкая стоимость, которая поддерживает эту технологию. |
| Никель кадмий | 40–60 Вт · ч / кг | 50–150 Вт · ч / л | 150 Вт / кг | 2000 циклов | Эти никелевые батареи имеют историю, уходящую в 1890-е годы, и иногда широко используются. Их более высокая плотность энергии, чем у свинцово-кислотных батарей, делает их привлекательными. Однако, поскольку кадмий является канцерогенным, доля рынка никель-кадмиевых аккумуляторов быстро падает, и в некоторых областях их просто невозможно купить. |
| Никель Металл-Гидрид | 60–120 Втч / кг | 140–300 Вт / л | 250–1000 Вт / кг | 500–2000 циклов | Эти никелевые батареи имеют отрицательные электроды, изготовленные из водопоглощающего металлического сплава. Работоспособная форма этого химического состава аккумуляторов была разработана компанией Ovonic Battery Company (Устройства преобразования энергии), но попала в ситуацию с патентным обременением, заставляя некоторых кричать о нефтяных компаниях, пытающихся подорвать электромобили.Независимо от того, правда это, никель-металлогидридные батареи представляют меньший интерес для электромобилей, потому что литий-ионные батареи имеют более высокую плотность энергии. |
| Никель Цинк | 100 Вт · ч / кг | 280 Вт · ч / л | > 3000 Вт / кг | 400–1000 циклов | Первоначально разработано в 1901 году в лабораториях Эдисона. Несколько текущих производителей, в том числе PowerGenix. |
| Литий-ионный | 100–265 Вт · ч / кг (0.36–0,95 МДж / кг) | 250–620 Вт · ч / л (0,90–2,23 МДж / л) | ~ 250- ~ 340 Вт / кг | 400–1200 циклов | Это батареи, использующие литий, не в металлической форме, а ионно связанные с другими материалами. Существует несколько типов литий-ионных аккумуляторов, которые отличаются особой химией. |
| Литий Полимер | 100–265 Вт · ч / кг (0,36–0,95 МДж / кг) | 250–730 Вт · ч / л (0,90–2,23 МДж / л) | Есть два значения для клеток Li-Poly.Название может относиться к «полимерному электроду» или в других случаях к ячейкам, упакованным в небольшие мешочки. | ||
| Литий фосфат железа | 90–110 Вт-ч / кг (320–400 Дж / г) | 220 Вт / л (790 кДж / л) | около 2400 Вт / кг | 2000 циклов | Этот химический состав относится к типу литий-ионных аккумуляторов, и, хотя его показатели плотности энергии являются более скромными, чем у других типов, они предлагают лучший срок службы и по своей природе безопаснее. |
| Литий Сера | 500 Вт · ч / кг продемонстрировано | 350 Вт · ч / л | оспаривается | Это химическое вещество является долгожданным преемником литий-ионного аккумулятора из-за его очень высокой плотности энергии. Основная проблема — объемные искажения, то есть аккумулятор значительно раздувается. Это вызывает серьезное механическое напряжение, и компоненты батареи быстро разлагаются. | |
| Lithium Air | 11 140 (теоретический) Вт · ч / кг | ??? | ??? | ??? | Впервые предложенный в 1970 году, этот тип батареи очень сложен в разработке.«Воздух» является частью цепи, но металлический литий быстро окисляется в воздухе. |
4 февраля 2015 г. Генеральный директор Bosch Деннер « Электромобили — это хорошо, но подключенные электромобили — это лучше », — сказал в ходе симпозиума CAR CAR генеральный директор Bosch доктор Волкмар Деннер о будущих технологических тенденциях. Его компания поставляет запчасти нескольким производителям транспортных средств, и они сделали большой шаг в электрических велосипедах. Один из прогнозов заключается в том, что к 2015 году гибридные автомобили появятся повсеместно, а к 2020 году батареи обеспечат удвоенную плотность энергии при удвоенной стоимости.
31 января 2015 г. SolidEnergy нацелена на перезаряжаемую литий-металлическую аккумуляторную батарею для смартфонов в 2016 году, батарею EV с 2-кратным запасом в 2017 году. Компания заявляет, что в 2017 году их партнеры по производству аккумуляторов будут поставлять аккумуляторные батареи автомобильного класса на 20 ампер-часов, предлагающие удвоенную плотность энергии по сравнению с существующими моделями. Они показали объемную плотность энергии 1200 Вт / л и 1337 Вт / л в ячейках мешка по 2 ампер-часа. В их технологии используется электролит из твердой полимерной ионной жидкости (SPIL), первоначально разработанный и лицензированный компанией MIT.
4 ноября 2014 г. Компания OXIS Energy лидирует в мире благодаря своей новейшей энергетической плотности и емкости для ячеек. Компания работает над литий-серными батареями и объявила о достижении ячейки на 25 ампер-часов при плотности энергии 300 Вт / кг. Это работа, которая, по их словам, является 12-кратным улучшением за 18 месяцев. К середине 2015 года они планируют построить ячейку на 33 ампер-часа и достичь плотности энергии 400 Вт / кг к концу 2016 года и 500 Вт / кг к концу 2018 года.Литиево-серные элементы Oxis содержат литий-металлический анод; катод на основе серы; керамический пассивирующий слой сульфида лития; и негорючий электролит, защищающий металлический литий. Ячейки OXIS имеют 100% доступную глубину разряда и не могут быть повреждены чрезмерной разгрузкой.
6 ноября 2014 г. Награда профессора доктора Мартина Винтеркорна за достижения в области электрохимии Выступая на церемонии награждения в Стэнфордском университете, доктор Винтеркорн обсудил возможности улучшения характеристик батареи.В частности, он сказал, что «эта новая технология обладает огромным потенциалом, возможно, увеличит дальность действия до 700 километров (1000 Вт / л)», сигнализируя о будущих разработках батарей с такой высокой плотностью энергии. Он также говорил о снижении стоимости до 100 евро за киловатт-час.
4 сентября 2014 г. Невада выбрана официальным сайтом для Tesla Battery Gigafactory 30 июля 2014 г. Panasonic и Tesla подписывают соглашение о Gigafactory Tesla Motors строит гигантский завод по производству аккумуляторных элементов.С мощностью 50 ГВт / ч в год этот завод будет поставлять элементы для производства 3-й модели, а также для систем энергосети. Они ожидают значительного снижения затрат на аккумуляторы благодаря этому заводу и будут совершенствовать технологии, тесно сотрудничая с производственными партнерами.
Об авторе (ах)
Дэвид Херрон :
Дэвид Херрон — писатель и инженер-программист, занимающийся разумным использованием технологий.Он особенно заинтересован в технологиях экологически чистой энергии, таких как солнечная энергия, энергия ветра и электромобили. Дэвид почти 30 лет работал в Силиконовой долине над программным обеспечением, от систем электронной почты до потокового видео и языка программирования Java, и опубликовал несколько книг по программированию Node.js и электромобилям. 
Пожалуйста, включите JavaScript для просмотра
комментарии предоставлены Disqus.комментарии предоставлены
,используют электролита в качестве химического источника для производства электроэнергии. Электролит — это любое вещество, которое выделяет ионы при растворении в подходящем растворителе (например, в геле) или жидкости (например, в воде или соке).
Каждая батарея состоит из анода, катода и электролитического раствора. Анод и катод — это электроды (проводящий электричество материал, через который могут протекать электрические заряды или ток), которые погружены в раствор электролита и соединены снаружи через проводящий провод.При растворении в растворителе электролит высвобождает ионы. И мы знаем, что движущиеся ионы или электроны производят электрический ток. Посмотрим как.
Ионы, выделяемые электролитом, вступают в реакцию с анодом, высвобождая один или несколько электронов. Когда электроны накапливаются рядом с анодом, они начинают двигаться через провод к катоду, в котором нет или очень мало электронов. Это движение электронов производит электрический ток, который питает любой гаджет, подключенный через провод, как показано в Рисунок 1 .
Рисунок 1: Базовое расположение батарей
Вам интересно, что происходит со всеми электронами, идущими к катоду? Хорошо, катод реагирует с электролитом и электронами, чтобы сформировать соединение и использует электроны в процессе.
В зависимости от степени ионизации электролита (выделения ионов) электролиты могут быть сильными или слабыми. Сильные электролиты — это те соединения, которые в значительной степени ионизируются в водном растворе и проводят сильный электрический ток. Слабые электролиты — это те соединения, которые очень мало ионизируются в водном растворе и проводят очень небольшое количество электрического тока.
Различные батареи используют различные химические соединения в качестве электролита. Некоторыми из таких обычно используемых соединений являются хлорид натрия, азотная кислота, серная кислота, ацетат натрия, хлорная кислота и т. Д.
Первая батарея была изобретена итальянским физиком Алессандро Вольта в 1799 году путем генерации непрерывного электрического тока с использованием вольтовых свай .С тех пор форма батареи изменилась, но основная концепция осталась прежней. Анод, катод и электролит все еще необходимы для изготовления батареи.
,Ультраконденсаторы потрясающие. Но смогут ли они заменить батареи в будущих электромобилях?
Ультраконденсаторыобладают значительными преимуществами по сравнению с аккумуляторами, ведь они намного легче, быстрее заряжаются, безопаснее и не токсичны. Тем не менее, есть области, где батареи протирают ими пол. По крайней мере на данный момент.
СВЯЗАННО: TESLA НАБИРАЕТ В ИННОВАЦИИ «ПРОРЫВ» БАТАРЕИ
С недавними приобретениями производителей ультраконденсаторов, таких как Tesla, ультраконденсаторы могут оказаться на грани вытеснения батарей в качестве источника питания для электромобилей.
Что такое ультраконденсатор?
Ультраконденсаторы, также называемые суперконденсаторами, двухслойными конденсаторами или электрохимическими конденсаторами, представляют собой тип системы накопления энергии, которая набирает популярность в последние годы. Их можно рассматривать как нечто среднее между обычным конденсатором и аккумулятором, но они отличаются от обоих.
Ультраконденсаторы имеют очень высокую емкость по сравнению с их традиционными альтернативами — отсюда и название. Точно так же как батарея, ячейки ультраконденсатора имеют положительный и отрицательный электрод, разделенные электролитом.Но в отличие от батарей, ультраконденсаторы накапливают энергию электростатически (так же, как конденсатор), а не химически, как батарея.
Ультраконденсаторытакже имеют диэлектрический сепаратор, разделяющий электролит — как конденсатор. Эта внутренняя структура ячейки позволяет ультраконденсаторам иметь очень высокую плотность накопления энергии, особенно по сравнению с обычным конденсатором.
Ультраконденсаторынакапливают меньше энергии, чем батареи аналогичного размера. Но они способны выделять свою энергию гораздо быстрее, поскольку разряд не зависит от происходящей химической реакции.
Еще одно большое преимущество ультраконденсаторов заключается в том, что их можно перезаряжать огромное количество раз практически без ухудшения качества (при превышении на 1 миллион циклов зарядки / разрядки нередко). Это связано с тем, что при перезарядке не происходит никаких физических или химических изменений.
По этой причине суперконденсаторы часто используются в приложениях, требующих многих быстрых циклов зарядки / разрядки, а не для длительного компактного накопления энергии, таких как автомобильные бустерные пакеты и аккумуляторы.
Источник: stantontcady / Flickr Наиболее часто используемым электродным материалом для ультраконденсаторов является углерод в различных формах, таких как активированный уголь, ткань из углеродного волокна, углерод, полученный из карбида, углеродный аэрогель, графит (графен) и углеродные нанотрубки (УНТ).
Как зарядить ультраконденсатор?
Когда разность напряжений приложена к положительной и отрицательной пластинам конденсатора, она начинает заряжаться. По данным Battery University, «это похоже на накопление электрического заряда при ходьбе по ковру».Прикосновение к объекту высвобождает энергию через палец. «
Некоторые из самых первых примеров этой технологии были разработаны в конце 1950-х годов в General Electric, но в то время не было жизнеспособных коммерческих приложений. Достижения в области материаловедения и производства потребовались бы до 1990-х годов, чтобы повысить производительность ультраконденсаторов и снизить их стоимость, чтобы сделать их коммерчески жизнеспособными.
Как работают ультраконденсаторы?
Как уже упоминалось выше, ультраконденсаторы работают, обеспечивая быстрые выбросы энергии в пиковые периоды потребности в энергии, а затем собирают и быстро накапливают избыточную энергию, которая в противном случае может быть потеряна.
Источник: Учебники по электронике По этой причине они являются отличным дополнением для первичных источников энергии, поскольку они заряжают и разряжают очень быстро и эффективно.
Несмотря на то, что аккумуляторы могут удерживать большое количество энергии, они обычно заряжаются часами. Напротив, конденсаторы, и особенно ультраконденсаторы, заряжаются почти мгновенно, но они могут накапливать только небольшое количество энергии.
По этой причине ультраконденсаторы являются идеальным решением, когда системе необходимо быстро заряжаться и не нужно накапливать электроэнергию в течение длительного периода времени.Они также весят меньше батарей, стоят дешевле и, как правило, не содержат токсичных металлов или вредных материалов.
Могут ли ультраконденсаторы заменить батареи?
Ответ на этот вопрос во многом зависит от того, для чего они будут использоваться. У каждого есть свои преимущества и недостатки. Как упоминалось ранее, батареи имеют плотность энергии и плотность энергии , чем у ультраконденсаторов.
Это означает, что они больше подходят для приложений с более высокой плотностью энергии или когда устройство должно работать в течение длительных периодов от одной зарядки.Ультраконденсаторы имеют гораздо более высокую плотность и , чем батареи. Это делает их идеальными для применений с высокими расходами, таких как питание электромобиля.
Как уже упоминалось выше, срок службы ультраконденсаторов также намного выше, чем у батарей. Обычная батарея может выдерживать около 2000-3000 циклов зарядки и разрядки, в то время как ультраконденсаторы обычно могут поддерживать более 1 000 000 . Это может представлять огромную экономию материалов и затрат.
Извлечено из: skeletontech Ультраконденсаторытакже намного безопаснее и значительно менее токсичны.Они не содержат вредных химических веществ или тяжелых металлов и имеют гораздо меньшую вероятность взрыва, чем батареи.
Кроме того, ультраконденсаторы имеют гораздо больший рабочий диапазон, чем батареи. На самом деле, они бьют батареи в этой области, так как они могут работать в диапазоне от -40 до +65 градусов по Цельсию.
Ультраконденсаторытакже можно заряжать и разряжать намного быстрее, чем батареи, обычно в течение нескольких секунд, и они гораздо эффективнее при саморазряде, чем батареи.
Многие ультраконденсаторы также имеют гораздо более длительный срок хранения, чем батареи. Некоторые из них, например ячейки SkelCap, могут храниться до 15 лет за один раз практически без снижения емкости.
Источник: Windell Oskay / Flickr Как и в большинстве технологий, основной движущей силой применения ультраконденсаторов является соотношение затрат и выгод. Ультраконденсаторы, как правило, являются более экономичным выбором в долгосрочной перспективе для приложений, требующих коротких выбросов энергии.
Батареи, тем не менее, являются гораздо лучшим выбором для применений, где требуется постоянный низкий ток во времени.
Могут ли ультраконденсаторы заменить батареи в будущих электромобилях?
Как мы уже видели, ультраконденсаторы лучше всего подходят для ситуаций, когда требуется много энергии за короткий промежуток времени. Что касается электромобилей, это будет означать, что они будут иметь преимущества перед батареями, когда транспортное средство нуждается во вспышках энергии — как во время ускорения.
Фактически, это именно то, что Toyota сделала с концептуальным автомобилем Yaris Hybrid-R, который использует суперконденсатор для использования во время ускорения.
PSA Peugeot Citroen также начал использовать ультраконденсаторы как часть своих систем экономии топлива. Это позволяет намного быстрее начальное ускорение.
Система Mazda i-ELOOP также использует ультраконденсаторы для сохранения энергии во время замедления. Затем накопленная мощность используется для систем остановки и запуска двигателя.
Суперконденсаторытакже используются для быстрой зарядки блоков питания гибридных шин по мере их остановки.
Когда гибридная энергия используется исключительно для повышения производительности, такие проблемы, как дальность действия и способность удерживать заряд, не так важны, и поэтому некоторые высококлассные производители, такие как Lamborghini, также начинают использовать в своих двигателях двигатели с суперконденсаторами. гибриды.
Однако ультраконденсаторы не заменяют батареи в большинстве электромобилей — пока. В ближайшем будущем литий-ионные аккумуляторы, вероятно, станут основным источником питания для электромобилей.
Многие считают, что более вероятно, что ультраконденсаторы станут более распространенными в качестве систем регенерации энергии во время замедления. Эта накопленная мощность может затем использоваться повторно в течение периодов ускорения, а не прямой замены батарей.
Источник: Mic / Flickr Однако, согласно этому исследованию, они могут также применяться в гибридных транспортных средствах вместо батарей, когда «потребляемая мощность меньше, чем мощность электродвигателя; когда потребляемая мощность транспортного средства превышает потребляемую мощность электродвигателя, Двигатель работает для удовлетворения потребности в мощности транспортного средства, а также для обеспечения мощности для перезарядки суперконденсатора.»
Недавние исследования суперконденсаторов на основе графена также могут привести к успехам в использовании суперконденсаторов в электромобилях. Одно исследование, проведенное учеными из Университета Райса и Квинслендского технического университета, привело к двум статьям, опубликованным в журнале источников энергии и нанотехнологии .
Они предложили раствор, состоящий из двух слоев графена с электролитическим слоем между ними. Эта получающаяся пленка является прочной, тонкой и способной выделять большое количество энергии за короткое время.
Эти факторы даны, ведь это суперконденсатор. Отличительной чертой этого исследования является то, что исследователи предполагают, что новые, более тонкие ультраконденсаторы могут заменить более объемные батареи в будущих электромобилях.
Это может также включать в себя интеграцию ультраконденсаторов, например, в панели кузова, панели крыши, полы и даже двери. Теоретически, это может обеспечить транспорт всей энергией, в которой он нуждается, и сделать его значительно легче, чем электромобили с батарейным питанием.
Источник: Depositphotos Такой электромобиль также будет заряжаться значительно быстрее, чем современные автомобили с батарейным питанием. Но, как и все ультраконденсаторы, это решение по-прежнему не может содержать столько энергии, сколько стандартные батареи.
«В будущем, как мы надеемся, будет разработан суперконденсатор, который будет хранить больше энергии, чем литий-ионный аккумулятор, сохраняя при этом способность выделять энергию до в 10 раз быстрее — это означает, что автомобиль мог бы полностью питаться от суперконденсаторов в его панелях тела », — сказал соавтор исследования Цзиньчжан Лю.
«После одной полной зарядки этот автомобиль сможет проехать до 500 км ( 310 миль ) — аналогично автомобилю с бензиновым двигателем и более чем в два раза превышает предел тока электромобиля».
Интересные времена впереди, кажется. Смотреть это пространство.
,