Какая должна быть плотность аккумулятора: какая должна быть, как проверить, как поднять? — dvd-auto.ru — Штатные головные устройства c GPS навигацией

Содержание

какая она должна быть в норме (зимой и летом)

Главная-Цифровая техника-Аккумуляторы-Проверка плотности аккумулятора, норма плотности

На что влияет плотность электролита
Нормативные показатели электролитической плотности
- Назначение свинцово-кислотных аккумуляторов
- Зависимость от температуры работы
Как проверить плотность электролита в кислотном аккумуляторе
Условия, при которых следует проводить измерения
- Степень заряженности АКБ
- Температура при проведении измерений

Все, кто имел дело с аккумуляторными батареями, знают, что их основными характеристиками являются номинальное напряжение и емкость заряда. Но для поддержания работоспособности АКБ не менее важным является такой параметр как плотность аккумулятора. Конечно, на самом деле речь идет о плотности электролита, находящегося в аккумуляторной батарее. Но зачастую используется именно это жаргонное выражение. Контролировать концентрированность электролита так же необходимо, как и регулярно заряжать источник тока.

На что влияет плотность электролита

В большинстве аккумуляторных батарей применяются свинцовые пластины, а рабочая среда – серная кислота, разбавленная водой. Насыщенность раствора, измеряемая в грамм/см3, и является той характеристикой, которая влияет на способность аккумулятора накапливать заряд для последующей работы.

Схема устройства свинцово-кислотной АКБ

Концентрация кислоты в растворе электролита и работоспособность аккумуляторной батареи напрямую связаны между собой.

При малой плотности падает и способность источника тока накапливать ту емкость заряда, которая обеспечивает его рабочие характеристики. При малой плотности батарея быстрее разряжается и не выдает положенный максимальный ток.
Если величина этого параметра опустится ниже определенного значения, то в мороз вода в электролите может замерзнуть, и аккумулятор полностью выйдет из строя.
Но при высокой плотности резко ускоряется процесс сульфатации свинцовых пластин. Это означает, что при слабом заряде АКБ на них образуется свинцовый сульфат, который уже не преобразуется при заряде обратно в свинец. Это также приводит к уменьшению способности накапливать необходимый заряд, а с течением времени – к полному выходу батареи из строя.

Поэтому важно поддерживать значение этого параметра в соответствии с установленными и проверенными нормами. Значительное уменьшение или превышение нормативных значений не способствует продуктивной работе аккумуляторной батареи.

Холод, при котором возможно замерзание содержимого батареи, показаны на рисунке.

Точка замерзания водно-кислотного раствора в зависимости от его плотности

Нормативные показатели электролитической плотности

Наверняка многие автолюбители, знакомые с проблемами поддержания работоспособности аккумуляторов, знают цифру 1,27 г/см3. Именно такой считается оптимальная плотность, при которой кислотные аккумуляторы способны максимально реализовывать свои возможности.

Но это значение справедливо не для всех типов аккумуляторов и их рабочих назначений. К тому же оптимальная плотность меняется для разных температур, при которых приходится работать батарее. Поэтому оптимальные значения зимой и летом будут несколько отличаться.

Назначение свинцово-кислотных аккумуляторов

Стартерные АКБ предназначены для выдачи максимально возможного тока при запуске различных двигателей. Это, в первую очередь, автомобильные АКБ. Нормативное значение плотности для них 1,26 – 1,28 г/см3.
Тяговые АКБ должны обеспечивать работу электродвигателей постоянным током в течение длительного времени. Одно из их применений – электрокары и другие движущие средства на электрической тяге. Наилучшее значение плотности электролита для этих АКБ тоже находится в пределах 1,26 – 1,28 г/см3.
Стационарные АКБ применяют для питания любых электрических схем и приборов. Обычно находятся на одном месте в помещении. Для них рекомендована пониженное значение 1,22 – 1,24 г/см3.

Зависимость от температуры работы

Изменяется окружающая температура – изменяются и значения плотности водно-кислотного раствора. При возрастании температуры способность аккумуляторной батареи накапливать заряд увеличивается примерно на 1% с каждым градусом. С понижением температуры, естественно, эта способность уменьшается. Поэтому рекомендуется в холодную погоду держать АКБ при повышенных плотностных значениях, а для жаркой погоды – снижать эти показатели.

Работоспособность АКБ при различных температурах в зависимости от плотности

Конечно, никто не будет заниматься изменением при каждом скачке погоды. Просто перед наступлением холодов полезно немного увеличить аккумуляторную плотность, а перед летним сезоном – понизить ее. Кроме того, существуют нормы оптимальной плотности для районов с различным климатом. Этих нормативных значений полагается придерживаться круглый год, за редкими исключениями. Для разных регионов считается нормальной:

В холодном климате 1,27 – 1,30 г/см3
В средней полосе 1,25 – 1,28 г/см3
В теплых районах 1,22 – 1,25 г/см3

Более подробно эти нормативы указаны в таблице.

Нормативные значения плотности электролита АКБ для различных температурных условий

Как проверить плотность электролита в кислотном аккумуляторе

Для проверки этой характеристики выпускаются простые измерители, называемые автомобильными ареометрами или денсиметрами. Их работа основана применении закона Архимеда, то есть способности груза погружаться на разную глубину в зависимости от плотности жидкости. Конструктивно ареометр содержит:

Стеклянную или пластиковую колбу.
Стеклянный поплавок с грузом и нанесенными на нем делениями, соответствующими измеряемым значениям.
С одной стороны колбы одевается резиновая груша, предназначенная для засасывания электролита внутрь колбы.
С противоположной стороны – резиновый носик, через который происходит забор жидкости из заливного отверстия АКБ.

Измеряемое значение определяется по той черте на поплавке, до которой доходит жидкость, набранная в ареометр.

Автомобильный ареометр с одним поплавком

Существуют более простые ареометры, в которых в колбе находятся несколько грузиков-палочек с разным весом у каждой. На каждом грузике (или на самой колбе напротив него) нанесено соответствующее значение плотности. Результат измерения определяется по максимальному значению всплывших грузиков. Такой ареометр более дешевый, но не обладает достаточной точностью.

Автомобильный ареометр с несколькими поплавками

Само измерение ареометром проводится так:

Носик ареометра опускается в аккумулятор через заливное отверстие. Есть приборы не с резиновым, а с пластиковым носиком. В этом случае нужно погружать его в электролит осторожно, чтобы не повредить свинцовые пластины.
С помощью груши в колбу набирается электролит. Для ареометров с одним поплавком нужно контролировать количество набираемой жидкости. Ее должно быть столько, чтобы поплавок свободно плавал внутри колбы. Но нельзя набирать и много жидкости. Тогда поплавок может упереться в верхний край колбы. Показания ареометра в этом случае будут недостоверны.
После забора жидкости смотрим – напротив какой риски на поплавке находится ее уровень. Цифры рядом с риской покажут значение плотности.
Для ареометров с несколькими поплавками значение плотности определяется по всплывшим поплавочкам. Плавающий грузик с максимальным числом на нем как раз и показывает результат измерения.

Получение показаний с помощью ареометра

Для аккумуляторных батарей из нескольких элементов проверка проводится отдельно в каждой банке.

Обычная цена деления в аккумуляторных ареометрах составляет 0,01 г/см3. Но выпускаются ареометры и с более точной шкалой.

После окончания измерений необходимо тщательно промыть ареометр дистиллированной водой.

Условия, при которых следует проводить измерения

Прежде чем начать замеры концентрированности электролита, необходимо придерживаться несложных правил. А в некоторых случаях придется корректировать показания ареометра в зависимости от условий, при которых они были получены.

Самым необходимым условием является поддержание требуемого уровня жидкости в самой АКБ. Плотность будет замерена правильно, но для безопасной работы батареи необходимо будет довести уровень до нормы. А это приведет к изменению плотности.

Степень заряженности АКБ

Плотность электролита меняется при заряде/разряде аккумулятора. При разряде она уменьшается, при заряде – увеличивается. В зависимости от степени разряда аккумуляторной батареи значения меняются следующим образом.

Зависимость показаний ареометра от степени заряда батареи

Вряд ли можно точно определить уровень разряда. Поэтому сначала необходимо полностью зарядить аккумулятор, подождать несколько часов, и только потом проводить измерения.

Если с водно-кислотным раствором проводились какие-либо действия – долив дистиллированной воды или самой кислоты, то не стоит замерять плотность сразу после них. Необходимо подождать, пока долитая жидкость полностью перемешается в аккумуляторе.

Температура при проведении измерений

Калибровка стандартных ареометров ориентируется на температуру +25 °С. Для получения наиболее точных показаний замеры плотности электролита нужно проводить при такой же температуре. Зимой тестируемую АКБ надо занести в теплое место и дать ей прогреться до нужной температуры. Но не стоит проводить измерения буквально в домашних условиях. Раствор кислоты может случайно испортить мебель или одежду. Лучше воспользоваться отапливаемым помещением, приспособленным для таких работ.

Если же нет возможности проводить измерения при рекомендованной температуре в 20 – 25 °С, то можно сделать замеры при любой температуре, а затем воспользоваться корректировочной таблицей:

Корректировочные значения для измерений при разных температурах

Регулярные проверки плотности электролита в аккумуляторе позволят не только поддерживать его в оптимальных условиях для работы, но и своевременно выявить возможные проблемы и неисправности.

Нам важна ваша оценка!

как измерить ее в батарее, почему она бывает высокой

Практически каждый автомобилист знает, насколько важно держать аккумуляторную батарею своего автомобиля в порядке. От ее состояния зависит не только возможность пуска двигателя, но и нормальная работа всего электрооборудования машины. К сожалению, далеко не всем известно, что исправность и «боеготовность» батареи зависит не только от своевременной и качественной ее зарядки, но и от нормальной плотности электролита в аккумуляторе.

Содержание

Устройство и принцип работы АКБ
Конструкция батареи
Как это работает
Понятие плотности электролита
Оптимальная концентрация кислоты
Проверка плотности рабочей жидкости
Когда и чем доливают аккумулятор
Низкий уровень в секциях
Ненормальная кислотность

Устройство и принцип работы АКБ

Для того чтобы качественно провести обслуживание аккумулятора и обеспечить правильную его работу, необходимо хотя бы приблизительно представлять, что у него внутри и как все это работает. Поэтому, прежде чем перейти к вопросам об электролите, необходимо понять, как устроен автомобильный аккумулятор и по какому принципу он работает.

Конструкция батареи

Практически все свинцово–кислотные батареи имеют одинаковую конструкцию. Состоят они из отдельных секций (банок), каждая из которых имеет набор положительных и отрицательных пластин. Первые называются катодными и выполнены из металлического свинца. Вторые, анодные, сделаны из диоксида свинца. Пластины собраны в пакет и помещены в кислотостойкую емкость, в которую впоследствии заливается рабочая жидкость – водный раствор серной кислоты или так называемый электролит.

Устройство секции свинцово-кислотного аккумулятора:

1 – крышка банки;
2 – корпус банки;
3 – ребристый отстойник;
4 – пластины, собранные в пакет;
5 – отрицательный (анодный) вывод;
6 – отрицательный (анодные) пластины;
7 – диэлектрическая прокладка – сепаратор;
8 – положительный (катодный) вывод;

9 – положительные (катодные) пластины.

Готовые секции, соединенные последовательно, и являются аккумуляторной батареей. В шестивольтовых АКБ таких секций три, в 12-ти вольтовых – шесть.

Как это работает

Итак, конструкция АКБ достаточно проста, но каким образом на ее выводах появляется напряжение? Действительно, если взять батарею прямо из магазина и подключить к ней вольтметр, то прибор покажет «0». Отсутствие тока обусловлено тем, что электролит не заливается в батарею сразу после изготовления, и в стоящем на магазинной полке аккумуляторе пластины сухие. Рабочая жидкость заливается в АКБ уже после покупки.

Самое время выяснить, для чего нужен электролит. Поскольку положительные и отрицательные пластины имеют различный химический состав, между ними, погруженными в кислотный раствор, возникает разность потенциалов (примерно 2 В на секцию, чем и обусловлено количество секций в батарее). При подключении к клеммам АКБ нагрузки между пластинами, благодаря высокой электропроводности электролита, начинает течь ток. Одновременно начинается химический процесс преобразования диоксида свинца в сульфат свинца с участием серной кислоты. Как только количество диоксида и серной кислоты упадет до определенного уровня, процесс прекратится, и батарея перестанет вырабатывать ток – разрядится.

В процессе разрядки серная кислота и диоксид свинца расходуются на образование сульфата свинца

Но аккумуляторы, в отличие от гальванических элементов (батареек), могут восстанавливать свои химические свойства. Если подключить АКБ к источнику постоянного тока, то под его действием сульфат начнет разлагаться на диоксид свинца и серную кислоту. Батарея начнет заряжаться, преобразуя электрическую энергию в химическую. Как только количество диоксида и кислоты достигнет исходных величин, батарею можно считать заряженной.

Химические процессы, возникающие в батарее при ее разрядке и зарядке

Серная кислота, входящая в состав электролита, играет одну из основных ролей в работе АКБ. Именно от ее свойств будет зависеть качественная и долговременная работа батареи в целом.

Понятие плотности электролита

Вполне понятно, что количество серной кислоты и диоксида свинца в батарее должно быть сбалансированным – ведь они расходуются вместе. Поскольку количество диоксида свинца определяется производителем, автомобилисту после покупки аккумулятора остается лишь заправить АКБ необходимым количеством кислоты. Емкость секций батареи тоже фиксирована, поэтому в нее больше нормы не зальешь.

Остается единственный вариант – разбавить кислоту нейтральной к свинцу жидкостью, что и делается. Разбавляется кислота обычной водой, но дистиллированной, чтобы соли, содержащиеся в обычной воде, не нарушили чистоту раствора и не вывели АКБ из строя. Обычно автолюбитель покупает уже готовый электролит нужной плотности в автомагазине, хотя приготовить его можно и самостоятельно.

Процентное отношение воды к кислоте в полностью заряженном аккумуляторе составляет 70/30. Но при составлении электролита и его измерениях намного удобнее пользоваться единицами плотности – г/см. куб. или кг/м. куб. Удельный вес воды и кислоты различен, а значит, по общей плотности раствора можно судить о процентном соотношении его составляющих – концентрации.

Оптимальная концентрация кислоты

Пониженная концентрация, как правило, приводит к ускоренной сульфатации пластин – образованию на них нерастворимого сульфата свинца, который уже не может разложиться на кислоту и диоксид. В результате емкость батареи катастрофически падает, КПД уменьшается, а внутреннее сопротивление увеличивается (сульфат – диэлектрик).

Даже полностью заряженная, но сульфатированная батарея, выдающая, казалось бы, нормальное напряжение, садится после первого пуска, а то и вообще не в состоянии провернуть стартер. Кроме того, электролит с низкой плотностью замерзает при более высоких температурах, а значит, на стоянке даже при легком морозе батарею попросту разорвет льдом.

Чрезмерно высокая плотность электролита в аккумуляторной батарее не менее опасна, поскольку излишняя кислотность сокращает ресурс батареи в разы, буквально съедая пластины. Конечно, аккумулятор, залитый одной кислотой, будет крутить «как зверь», но сколько проживет такая АКБ? Сутки, может неделю. Если повезет – месяц.

А теперь пора вернуться к оптимальной плотности. В сети можно увидеть множество таблиц «рекомендованной» плотности, в зависимости от климатических условий. Если тепло – пониже, если мороз – повыше. Чем грозят эти «повыше» и «пониже», было описано в предыдущих абзацах. Поэтому не стоит изобретать велосипед, поскольку все эксперименты уже провели производители АКБ, а рекомендованная плотность приводится в сопроводительной документации.

С новым, сухим (сухозаряженным) аккумулятором все просто – в него заливается электролит комнатной температуры с плотностью 1.28 г/см. куб. Через час концентрация упадет до 1.26 – 1.27 г/см. куб., и батарея готова к работе. Далее, в процессе заряда/разряда аккумулятора и в зависимости от температуры окружающей среды, плотность раствора будет все время колебаться. Больше разряд – ниже плотность, идет заряд – плотность повышается. В нормально функционирующей АКБ отношение плотности к степени заряда и напряжению на клеммах выражается следующими показателями:

1.265 кг/м. куб. — 12.6 … 12.7 В — полностью заряжена;
1.225 кг/м. куб. — 12.3 … 12.4 В — 75%;
1.190 кг/м. куб. — 12.0 … 12.1 В — 50%;
1.115 кг/м. куб. — 11. 8 … 11.9 В — 25%;
1.120 кг/м. куб. — 11.6 … 11.7 В — разряжена;
ниже 1.120 кг/м. куб. — ниже 11.6 В — глубокий разряд.

Стоит обратить внимание на то, что все параметры батареи, включая плотность и напряжение, сильно зависят от температуры. Поэтому значения справедливы только при 26.7 градусах Цельсия. Если нужно провести измерения при другой температуре окружающей среды, то дополнительно придется воспользоваться таблицей плотности электролита от температуры, которую несложно найти в сети.

Выяснив зависимость плотности от выходного напряжения батареи, а значит, и от степени ее заряда, контролировать концентрацию электролита несложно. Достаточно замерить напряжение на клеммах отключенного аккумулятора любым вольтметром, затем измерить плотность и проверить их соответствие.

Проверка плотности рабочей жидкости

Для измерения плотности жидкостей существуют специальные приборы – ареометры или плотномеры. Есть такой и для автомобильных аккумуляторов. Выполнен он в виде большого шприца, внутри которого расположен поплавок со специально отградуированной шкалой.

Поплавок автоареометра комплектуется специальным «шприцем» для работы в узкогорлых секциях аккумуляторов.

Для того чтобы измерить плотность в аккумуляторе, со всех его секций сворачиваются пробки. Далее грушу ареометра сжимают, а его иглу погружают в секцию. Отпустив грушу, набирают в шприц электролит. При этом поплавок прибора всплывает. Плотность жидкости считывают со шкалы по тому уровню, до которого всплыл поплавок.

Поплавок всплыл до уровня 1.200. Плотность электролита – 1.2 г/см. куб.

После измерения грушу вновь сжимают, а после слива электролита обратно в батарею ареометр промывают проточной водой и сушат. Не следует забывать, что каждая секция – отдельная, независимая часть АКБ, поэтому плотность нужно измерить в каждой.

Когда и чем доливают аккумулятор

Необходимость доливки рабочей жидкости в батарею возникает нечасто, но она бывает необходимв. Что, сколько и в каких случаях нужно доливать? Всего таких случаев два: низкий уровень электролита и ненормальная кислотность рабочей жидкости.

Низкий уровень в секциях

Эта ситуация возникает часто, поскольку в процессе работы батареи вода испаряется или, как принято говорить, выкипает. При этом уровень раствора в секциях уменьшается, и края пластин оказываются сухими. Определить это можно визуально, просто свинтив пробки с секций и заглянув в заливные горловины. Нормальный уровень жидкости в секции должен быть примерно на 1 см выше уровня среза пластин. В некоторых АКБ даже имеется специальная метка, отштампованная на корпусе. Если уровень низкий, то ситуация хоть и серьезна, но устранить ее легко.

Для этой операции понадобятся:

медицинский шприц без иглы или автомобильный ареометр;
дистиллированная вода;
средства защиты (очки и резиновые перчатки).

Дистиллированная вода набирается в шприц и заливается в соответствующие секции, до нужного уровня. После доливки жидкости в аккумулятор его ставят на зарядку. В этом плане автоареометр намного предпочтительней, поскольку, долив воду, тут же можно проконтролировать плотность раствора.

Следует соблюдать осторожность: нельзя работать с кислотой, если глаза не защищены.

Ненормальная кислотность

А вот падение концентрации кислоты – ситуация реальная. Обычно это происходит из-за неправильной эксплуатации АКБ или ввиду ее «преклонного возраста». Причина – появление нерастворимого сульфата, который при своем образовании использовал кислоту, но уже не разлагается при зарядке, а значит, вернуть ее обратно в раствор не может. Ситуация не особо радостная, но восстановить плотность необходимо хотя бы для того, чтобы дотянуть до покупки новой батареи.

Прежде чем принять решение о доливке кислоты, необходимо еще раз убедиться в том, что плотность действительно ниже положенной при текущем состоянии АКБ. Если решение принято, то понадобятся ареометр, перчатки, очки и корректирующий электролит плотностью 1.35 — 1.40 г/см. куб. (в продаже есть и такой).

Корректирующий электролит для доливки в автомобильный аккумулятор

В крайнем случае подойдет и стандартный 1.28 г/см. куб., но, возможно, придется отобрать лишнюю жидкость из секции в отдельную емкость, чтобы освободить место для более «крепкого».

Методика доливки та же, что и воды, но при этом плотность в банке постоянно контролируется тем же ареометром.

Категорически запрещается поднимать концентрацию раствора доливкой чистой серной кислоты. Во-первых, это очень опасно, во-вторых, даже нескольких грамм концентрированной кислоты достаточно, чтобы кардинально изменить плотность раствора в секции, а значит, выставить нужную плотность пол-литровым ареометром исключительно сложно.

Как мерить плотность аккумулятора

Измерение плотности электролита в сочетании с измерением напряжения под нагрузкой и без позволяет быстро установить причину неисправности в аккумуляторной батарее. При низкой плотности — это может быть дефект в какой-либо ячейке, глубокий разряд или обрыв цепи внутри АКБ. Плотность измеряется специальным прибором — ареометром (денсиметром).

В качестве электролита в аккумуляторных батареях применяют раствор серной кислоты, плотность которого измеряется в г/см3. В основном плотность зависит от концентрации раствора серной кислоты — чем больше концентрация раствора, тем больше плотность. Однако, она также зависит и от температуры раствора и от степени заряженности аккумулятора — при разрядке часть серной кислоты «уходит» в пластины, плотность снижается.

Поэтому измерение плотности принято проводить при 25 °С и полностью заряженном аккумуляторе. Плотность электролита в новой полностью заряженной батарее должна составлять 1.28±0.01 г/см3 для Средней полосы. Но может варьироваться в зависимости от климатической зоны.

Линейно снижаясь, по мере разряда АКБ, она составляет 1.20±0.01 г/см3 у батарей, степень заряженности которых снизилась до 50%. У полностью разряженной батареи плотность электролита составляет 1.10±0.01 г/см3.

Если значение плотности во всех банках аккумулятора одинаково (±0.01 г/см3), это говорит о степени заряженности батареи и отсутствии внутренних замыканий. При наличии внутреннего короткого замыкания плотность электролита в дефектной ячейке будет значительно ниже (на 0. 10-0.15 г/см3), чем в остальных.
Низкая плотность в одной из ячеек указывает на наличие дефекта в ней (короткое замыкание между пластинами в блоке). Одинаково низкая плотность во всех ячейках связана с глубоким разрядом всей батареи, ее сульфатацией или устареванием.
Все заливаемые аккумуляторные батареи во время заряда и работы теряют часть воды. При этом снижается уровень жидкости над пластинами и увеличивается концентрация кислоты в электролите. Работа аккумулятора с низким уровнем электролита отрицательно влияет на ресурс батареи. Поэтому перед проверкой плотности электролита необходимо проверить его уровень в банках аккумулятора. Принято считать нормальным уровень электролита на 10-15 мм выше верхней кромки пластин (сепараторов).

Существует три основных вида аккумуляторных батарей:

Малосурьмянистые (Sb/Sb) — это обычная «классическая» свинцовая батарея с добавками в пластины сурьмы, они подвержены наибольшему саморазряду и выкипанию воды из раствора электролита, но не боятся глубоких разрядов, их легко зарядить даже при низкой плотности электролита.
Кальциевые (Ca/Ca) — пластины легированы кальцием, они практически не требуют слежения за уровнем и плотностью электролита, виброустойчивы, застрахованы от длительного перезаряда до 14.8 В, терпят перепады напряжения в бортовой сети, обладают коррозионной стойкостью, имеют низкий саморазряд, больший срок службы. Однако, имеют один недостаток — они неустойчивы к глубоким разрядам. Дело в том, что при длительной глубокой разрядке их положительные пластины покрываются сульфатом кальция, блокирующим электрохимические реакции. Этот процесс, в отличие от образования сульфата свинца в малосурьмянистых батареях, необратим. Если разрядить кальциевую батарею ниже 11.5 В, то она уже не восстановит изначальную емкость, при разряде ниже 10.8 В потеряет до 50% своей емкости. Два-три таких разряда – и аккумулятор придется выбрасывать. Также, в связи с тем, что пластины в таких батареях упакованы в плотные пакеты, плотность электролита неравномерна — более тяжелая серная кислота скапливается внизу банок, а поверх пластин оказывается более «легкий» электролит. Из-за этого ареометр будет показывать неадекватно низкую плотность при нормальной заряженности.
Такие батареи хорошо подходят тем, кто ездит много на большие расстояния, кому нужны виброустойчивые аккумуляторы, хорошо переносящие постоянные перезаряды в пути.
Гибридные (Sb/Ca) — являются золотой серединой. Они довольно стойки к глубоким разрядам, при этом значительно меньше подвержены выкипанию и саморазряду по сравнению с малосурьмянистыми.

На примере кальциевой батареи емкостью 60 А·ч, попробуем выяснить плотность электролита и ее исправность. Для начала, проверим напряжение на клеммах аккумулятора мультиметром, чтобы выяснить степень ее заряженности. Такая проверка проводится через 6-8 часов после выключения двигателя или отключения зарядного устройства. В нашем случае машина простояла около 4-х дней под сигнализацией — напряжение составляет 12 В, что говорит нам о том, что батарея почти полностью разряжена.

Теперь проверим выборочно плотность электролита в двух банках — она составляет 1. 23 г/см3 при температуре окружающего воздуха 0°С, поэтому внесем поправку в показания ареометра, приведя их к 25°С: 1.23-0.02=1.21 г/см3 — это также говорит нам о том, что аккумулятор требует срочной подзарядки.

Снимаем аккумулятор и переносим в теплое помещение для подзарядки.

Для кальциевых батарей губительны старые «дедовские» методы зарядки, используемые для малосурмянистых АКБ с контрольно-тренировочным циклом заряда/разряда и «кипячением», а также малоэффективны некоторые автоматические зарядные устройства.
В наши дни в большинстве таких устройств используется комбинированный метод зарядки, когда в процессе зарядки сила тока снижается со временем, а напряжение, наоборот, повышается. Это объясняется тем, что ЭДС аккумуляторной батареи направлена именно на напряжение, соответственно при его повышении нужно повышать и напряжение. А вот сила тока уменьшается из-за все увеличивающегося сопротивления батареи.
Для современных батарей рекомендуется установочный заряд током в 10% от номинальной ёмкости напряжением 14. 4 В и продолжительность зарядки не менее суток. Однако, допустимо кратковременное повышение напряжения до 16.5 В в конце цикла зарядки.
Батарея считается полностью заряженной, когда ток и напряжение при заряде сохраняются без изменения в течение 1-2 часов. Ток должен упасть практически до нуля, а входящее напряжение может повысится до 16,5 В, в зависимости от устройства.
Если вы часто заводите двигатель, двигаетесь на небольшие расстояния, и автомобиль долго простаивает без движения, то для такой батареи необходима ежемесячная плановая зарядка аккумулятора специализированным зарядным устройством, подходящим именно для кальциевых батарей.

После того, как электролит прогрелся до 20-25°С еще раз замерим напряжение и плотность. Теперь мультиметр показывает напряжение 12.45 В, а плотность в банках от 1.22 до 1.24 г/см3, что все равно указывает на недозаряд батареи.

Анализ электролита из аккумулятора и замер его плотности помогает владельцу автомобиля судить о его химическом состоянии. Плотность кислотосодержащей жидкости внутри банок АКБ зависит от очень многих факторов, поэтому важно уметь правильно определять значение этого параметра в зависимости от условий эксплуатации автомобиля.

Что такое плотность электролита

Плотностью любого физического тела или жидкости считается, как отношение массы вещества к занимаемому объёму. Этот параметр для жидкости, заливаемый в банки свинцового аккумулятора, выражается в граммах на кубический сантиметр.

Определить плотность вещества визуально не представляется возможным поэтому для измерения этого параметра используют специальное устройство.

Чем можно померить плотность электролита

Замерить концентрацию электролита можно с помощью медицинского шприца объёмом 10 см3 и точных цифровых весов. Работа выполняется следующим образом:

Пустой шприц без иглы кладётся на весы и показания измерительного прибора записываются в блокнот.
На шприц одевается тонкая резиновая трубка, которая опускается в одну из банок аккумулятора.
В шприц набирается ровно 10 мл кислотосодержащей жидкости.
Шприц, без резиновой трубки, кладётся на весы и результат измерения снова записывается.
Производятся несложные арифметические вычисления:
- Из массы шприца с электролитом вычитается масса пустого медицинского изделия.
- Получившееся значение делится на 10.

В результате получится точное значение плотности в одной банке. Таким образом нужно измерить этот показатель во всех банках.

Каждый раз осуществлять измерение таким образом невыгодно ни по затраченному времени, ни по удобству выполнения процедуры. Намного удобнее и проще произвести измерение плотности кислотосодержащей жидкости аккумулятора с помощью ареометра.

Он состоит из специальной колбы с находящимся внутри поплавком. Внутренняя деталь поплавка имеет свинцовую огрузку поэтому при закачивании в ёмкость жидкости, эта деталь устанавливается строго в вертикальном положении. На поверхности поплавка имеется градуированная шкала, по которой можно узнать точное значение плотности электролита аккумулятора.

Почему может повыситься или понизиться плотность электролита

Изменение концентрации электролита может произойти по следующим причинам:

При изменении уровня заряженности батареи (прямая корреляция).
При негерметичном корпусе аккумулятора. Если в нем есть трещины или пробки плохо прикручены, то будет уходить жидкость и при доливке дистиллированной воды плотность будет снижаться.

Добавление электролита вместо дистиллированной воды, при испарении жидкости в летнее время (увеличение плотности).
Неправильно приготовленный электролит. Наиболее часто такая ситуация может возникнуть при самостоятельном добавлении кислоты в воду.
Интенсивное испарение воды из банок в летний период.

Как правило, установить причину изменения концентрации электролита в домашних условиях не составляет большого труда, но чтобы правильно определить величину такого отклонения, необходимо знать, какое значение является эталонным.

Какая плотность электролита в аккумуляторе должна быть

Технические требования по плотности электролита могут существенно отличаться для кислотных аккумуляторов, эксплуатируемых в различных климатических условиях.

Какая должна быть плотность электролита зимой

Необходимость в поддержании концентрации серной кислоты в электролите на более высоком уровне обусловлено опасностью замерзания жидкости при низких температурах воздуха. Полностью заряженный аккумулятор должен обладать плотностью смеси 1,27 – 1,28 г/см3. Тогда он легко переносит морозы до минус 70 градусов.

При падении плотности до 1,20 г/см3 жидкость гарантированно превратиться в лёд уже при температуре минус 30 градусов. В результате кристаллизации, жидкость значительно увеличивается в объёме, поэтому при эксплуатации машины в зимний период необходимо тщательно следить за тем, чтобы аккумулятор был полностью заряжен.

Невыполнение этого требования приведёт к разрушению внутренних пластин устройства, что станет причиной полной неработоспособности аккумуляторной батареи.

Плотность электролита (г/см3)	Степень заряженности (%)	Замерзание электролита (С)
1,27	100	-60
1,26	94	-55
1,25	87,5	-50
1,24	81	-46
1,23	75	-42
1,22	69	-37
1,21	62,5	-32
1,2	56	-27
1,19	50	-24
1,18	44	-18
1,17	37,5	-16
1,16	31	-14
1,15	25	-13
1,14	19	-11
1,13	12,56	-9
1,12	6	-8
1,11	0,0	-7

Какая должна быть плотность электролита летом

Летом исключается вероятность образования льда внутри банок аккумулятора, но в обслуживаемых аккумуляторных батареях плотность может произвольно повышаться за счёт испарения воды.

Эксплуатация АКБ с повышенной концентрацией электролита приводит к существенному снижению эксплуатационного срока батареи, вследствие более агрессивного воздействия кислотосодержащей жидкости на сепараторы.

Чтобы избежать подобных негативных последствий, в обслуживаемых моделях, следует производить регулярный контроль уровня электролита в летний период и при необходимости разбавлять смесь дистиллированной водой.

Как проверить плотность аккумулятора

Если плотность электролита необходимо замерять регулярно, то без ареометра не обойтись. Осуществляется процедура замера следующим образом:

Выкручиваются пробки аккумуляторной батареи.
Узкая часть вводится в банку.
Груша, находящаяся в верхней части прибора, сжимается. Затем необходимо отпустить резиновую верхнюю часть, чтобы образовавшееся отрицательное давление способствовало наполнению резервуара измерительного прибора кислотосодержащей жидкостью.

Определяется концентрация электролита по его уровню на градуированной шкале поплавка. Таким несложным методом производится измерение в каждой банке аккумуляторной батареи.

Как измерить плотность в необслуживаемом аккумуляторе

Необслуживаемые аккумуляторы не имеют в своей конструкции закрываемых технологических отверстий. Это означает, что производителем не была предусмотрена возможность самостоятельного измерения плотности электролита в течение всего срока службы АКБ.

Для умельцев такая особенность конструкции необслуживаемого аккумулятора не является непреодолимой преградой на пути улучшения состояния устройства, в работе которого наблюдаются значительные отклонения от нормы.

Они превращают необслуживаемую модель аккумулятора в обслуживаемую при помощи дрели, которым в середине каждой банки делаются отверстия значительные отверстия.

В отверстиях метчиком нарезается резьба, а для изготовления пробки используется пластиковый прут подходящего диметра, на котором с помощью плашки делается определённого диаметра и шага резьба.

Получившуюся пластиковую шпильку разрезают на 6 отрезков длинной по 3 – 4 см. Самодельные пробки вкручиваются в сделанные ранее отверстия и далее батарея эксплуатируется как обслуживаемая.

Есть другой популярные метод. С краю, в крышке просверливают 6 маленьких отверстий, через которые можно будет получить полноценный доступ к жидкости в каждой банке аккумулятора.

Замерив электролит таким образом, герметичность элемента питания можно восстановить при помощи силиконового герметика. Чтобы при проведении герметизации вещество не попало внутрь аккумулятора, рекомендуется с помощью самодельного проволочного крючка попытаться выпрямить часть пластмассы, которая была продавлена в процессе изготовления отверстия.

Внимание! При механическом повреждении корпуса аккумулятор слетает с гарантией, и в случае допущения ошибки она может выйти из строя. Мусор провалившийся в банки также может снизить продолжительность жизни батареи.

Как поднять плотность в аккумуляторе

Падает плотность электролита, обычно, при добавлении дистиллированной воды в аккумуляторную батарею, имеющую негерметичный корпус. В этом случае обычно наблюдается разная концентрация в банках.

Если плотность в аккумуляторе невозможно выровнять во всех банках до приемлемого значения зарядным устройством, то производят замещения части кислотосодержащей жидкости свежим заводским электролитом. Корректировка плотности электролита выполняется в такой последовательности:

Из проблемной банки с помощью груши удаляется максимально возможное количество электролита.
В банку заливается свежая кислотосодержащая смесь.

Если в результате подобных действий в банках не происходит достаточного увеличения плотности, то процедуру следует повторить.

Как понизить плотность АКБ

Работа аккумулятора с повышенной плотностью электролита может негативно отразиться на его работоспособности, поэтому при наличии в банке электролита, концентрация которого выше 1,28 проводят процедуру позволяющую снизить концентрацию серной кислоты.

Процесс понижения плотности производится таким же образом, как и при выполнении процедуры повышения концентрации раствора, но вместо электролита в аккумулятор добавляется дистиллированная вода. То есть, вначале из проблемной банки удаляется часть электролита, а затем объём восполняется химически чистой водой.

Остались вопросы по плотности электролита или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полезным, полным и точным.

Плотность электролита в аккумуляторе очень важный параметр у всех кислотных АКБ, и каждый автовладелец должен знать: какая плотность должна быть, как её проверить, а самое главное, как правильно поднять плотность аккумулятора (удельный вес кислоты) в каждой из банок со свинцовыми пластинами заполненных раствором h3SO4.

Проверка плотности – это один из пунктов процесса обслуживания аккумуляторной батареи, включающий так же проверку уровня электролита и замер напряжения АКБ. В свинцовых аккумуляторах плотность измеряется в г/см3. Она пропорциональна концентрации раствора, а обратно зависима, относительно температуры жидкости (чем выше температура, тем ниже плотность).

По плотности электролита можно определить состояние батареи. Так что если батарея не держит заряд, то следует проверить состояние её жидкости в каждой его банке.

Плотность электролита влияет на емкость аккумулятора, и срок его службы.

Проверяется денсиметром (ареометр) при температуре +25°С. В случае, если температура отличается от требуемой, в показания вносятся поправки, как показано в таблице.

Итак, немного разобрались, что это такое, и что нужно регулярно делать проверку. А на какие цифры ориентироваться, сколько хорошо, а сколько плохо, какой должна быть плотность электролита аккумулятора?

Какая плотность должна быть в аккумуляторе

Выдерживать оптимальный показатель плотности электролита очень важно для аккумулятора и стоит знать, что необходимые значения зависят от климатической зоны. Поэтому плотность аккумулятора должна быть установлена исходя из совокупности требований и условий эксплуатации. К примеру, при умеренном климате плотность электролита должна находиться на уровне 1,25-1,27 г/см3 ±0,01 г/см3. В холодной зоне, с зимами до -30 градусов на 0,01 г/см3 больше, а в жаркой субтропической — на 0,01 г/см3 меньше. В тех регионах, где зима особо сурова (до -50 °С), дабы аккумулятор не замерз, приходится повышать плотность от 1,27 до 1,29 г/см3.

Много автовладельцев задаются вопросом: «Какой должна быть плотность электролита в аккумуляторе зимой, а какой летом, или же нет разницы, и круглый год показатели нужно держать на одном уровне?» Поэтому, разберемся с вопросом более подробно, а поможет это сделать, таблица плотности электролита в аккумуляторе с разделением на климатические зоны.

Также нужно помнить, что, как правило, аккумуляторная батарея, находясь на автомобиле, заряжена не более чем на 80-90 % её номинальной ёмкости, поэтому плотность электролита будет немного ниже, чем при полном заряде. Так что, требуемое значение, выбирается чуть-чуть повыше, от того, которое указано в таблице плотности, дабы при снижении температуры воздуха до максимального уровня, АКБ гарантированно оставался работоспособным и не замерз в зимний период. Но, касаясь летнего сезона, повышенная плотность может и грозить закипанием.

Таблица плотности электролита в аккумуляторе

Таблица плотности составляется относительно среднемесячной температуры в январе-месяце, так что климатические зоны с холодным воздухом до -30 °C и умеренные с температурой не ниже -15 не требуют понижения или повышения концентрации кислоты. Круглый год (зимой и летом) плотность электролита в аккумуляторе не стоит изменять, а лишь проверять и следить, чтобы она не отклонялась от номинального значения, а вот в очень холодных зонах, где столбик термометра часто на отметке ниже -30 градусов (в плоть до -50), корректировка допускается.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой

Плотность электролита в аккумуляторе зимой должна составлять 1,27 (для регионов с зимней температурой ниже -35 не менее 1. 28 г/см3). Если будет значение ниже, то это приводит к снижению электродвижущей силы и трудного запуска двигателя в морозы, вплоть до замерзания электролита.

Когда в зимнее время плотность в аккумуляторной батареи понижена, то не стоит сразу бежать за корректирующим раствором дабы её поднять, гораздо лучше позаботится о другом – качественном заряде АКБ при помощи зарядного устройства.

Получасовые поездки от дому к работе и обратно не позволяют электролиту прогрется, и, следовательно, хорошо зарядится, ведь аккумулятор принимает заряд лишь после прогрева. Так что разряженность изо дня в день увеличивается, и в результате падает и плотность.

Для новой и исправной АКБ нормальный интервал изменения плотности электролита (полный разряд – полный заряд) составляет 0,15-0,16 г/см3.

Помните, что эксплуатация разряженного аккумулятора при минусовой температуре приводит к замерзанию электролита и разрушению свинцовых пластин!

По таблице зависимости температуры замерзания электролита от его плотности, можно узнать минусовой порог столбика термометра, при котором образовывается лед в вашем аккумуляторе.

Как видите, при заряженности на 100% аккумуляторная батарея замерзнет при -70 °С. При 40% заряде замерзает уже при -25 °С. 10% не только не дадут возможности запустить двигатель в морозный день, но и напрочь замерзнет в 10 градусный мороз.

Когда плотность электролита не известна, то степень разряженности батареи проверяют нагрузочной вилкой. Разность напряжения в элементах одной батареи не должна превышать 0,2В.

Показания вольтметра нагрузочной вилки, B

Степень разряженности батареи, %

Если АКБ разрядилась более чем на 50% зимой и более чем на 25% летом, её необходимо подзарядить.

Плотность электролита в аккумуляторе летом

Летом аккумулятор страдает от обезвоживания, поэтому учитывая то, что повышенная плотность плохо влияет на свинцовые пластины, лучше если она будет на 0,02 г/см3 ниже требуемого значения (особенно касается южных регионов).

В летнее время температура под капотом, где зачастую находится аккумулятор, значительно повышена. Такие условия способствуют испарению воды из кислоты и активности протекания электрохимических процессов в АКБ, обеспечивая высокую токоотдачу даже при минимально допустимом значении плотности электролита (1,22 г/см3 для теплой влажной климатической зоны). Так что, когда уровень электролита постепенно падает, то повышается его плотность, что ускоряет процессы коррозионного разрушения электродов. Именно поэтому так важно контролировать уровень жидкости в аккумуляторной батарее и при его понижении добавить дистиллированной воды, а если этого не сделать, то грозит перезаряд и сульфация.

Если аккумулятор разрядился по невнимательности водителя или другим причинам, следует попробовать вернуть ему его рабочее состояние при помощи зарядного устройства. Но перед тем как заряжать АКБ, смотрят на уровень и по надобности доливают дистиллированную воду, которая могла испариться в процессе работы.

Через некоторое время плотность электролита в аккумуляторе, из-за постоянного разбавления его дистиллятом, снижается, и опускается ниже требуемого значения. Тогда эксплуатация батареи становится невозможной, так что возникает необходимость повысить плотность электролита в аккумуляторе. Но для того, чтобы узнать насколько повышать, нужно знать как проверять эту самую плотность.

Как проверить плотность аккумулятора

Дабы обеспечить правильную работу аккумуляторной батареи, плотность электролита следует проверять каждые 15-20 тыс. км пробега. Измерение плотности в аккумуляторе осуществляется при помощи такого прибора как денсиметр. Устройство этого прибора состоит из стеклянной трубки, внутри которой ареометр, а на концах — резиновый наконечник с одной стороны и груша с другой. Чтобы произвести проверку, нужно будет: открыть пробку банки аккумулятора, погрузить его в раствор, и грушей втянуть небольшое количество электролита. Плавающий ареометр со шкалой покажет всю необходимую информацию. Более детально как правильно проверить плотность аккумулятора рассмотрим чуть ниже, поскольку есть еще такой вид АКБ, как необслуживаемые, и в них процедура несколько отличается — вам не понадобится абсолютно никаких приборов.

Индикатор плотности на необслуживаемой АКБ

Плотность необслуживаемого аккумулятора отображается цветовым индикатором в специальном окошке. Зеленый индикатор свидетельствует, что все в норме (степень заряженности в пределах 65 — 100%), если плотность упала и требуется подзарядка, то индикатор будет черный. Когда в окошке отображается белая или красная лампочка, то нужен срочный долив дистиллированной воды. Но, впрочем, точная информация о значении того или иного цвета в окошке, находится на наклейке аккумуляторной батареи.

Теперь продолжаем далее разбираться, как проверять плотность электролита обычного кислотного аккумулятора в домашних условия.

Проверка плотности электролита в аккумуляторе

Итак, чтобы можно было правильно проверить плотность электролита в аккумуляторной батарее, первым делом проверяем уровень и при необходимости его корректируем. Затем заряжаем аккум и только тогда приступаем к проверке, но не сразу, а после пары часов покоя, поскольку сразу после зарядки или долива воды будут недостоверные данные.

Следует помнить, что плотность напрямую зависит от температуры воздуха, поэтому сверяйтесь с таблицей поправок, рассматриваемой выше. Сделав забор жидкости из банки аккумулятора, держите прибор на уровне глаз – ареометр должен находиться в состоянии покоя, плавать в жидкости, не касаясь стенок. Замер производится в каждом отсеке, а все показатели записываются.

Таблица определения заряженности аккумулятора по плотности электролита.

Плотность аккумулятора зимой и летом, какой аккумулятор лучше для зимы

Главная » Обслуживание

Правильное обслуживание автомобиля, позволяющее без особых проблем использовать его в любое время года, включает и заботу о его батарее. Кроме своевременной зарядки, необходимо также знать, какова плотность аккумулятора зимой и летом и как это влияет на эксплуатацию автомобиля.

Содержание

Общая информация
Зимой
Как выбрать АКБ для зимы?

Для машин используют свинцово-кислотные АКБ. Устройство аккумулятора этого вида таково, что электроды изготавливаются из свинца с примесью других металлов, а в роли электролита выступает водный раствор серной кислоты. Обычно соотношение этих двух веществ составляет 65% для воды и 35% для кислоты.

Под плотностью АКБ имеют в виду густоту электролита. От этого показателя зависит то, насколько хорошо батарея будет держать заряд, и срок службы пластин. Считается, что показатели плотности аккумулятора зимой и летом должны отличаться. Усредненное значение этой величины, при котором работа батареи считается нормальной, — 1,27 – 1,29 г/см³. Летом эти цифры могут быть немного меньше.

Обратите внимание: лучшие современные аккумуляторы для автомобилей не требуют корректировки плотности электролита, если, конечно, не эксплуатируются при температурах ниже 60°С. Речь идет о необслуживаемых АКБ, особенно заряженных гелевым электролитом.

Зимой

Плотность электролита в аккумуляторе зимой, особенно при сильных морозах, должна быть немного выше, чем обычно, но не превышать 1,35 г/см³. В чем причина? Во-первых, жидкость, в которой доля воды слишком высока, при минусовой температуре имеет все шансы замерзнуть. Вторая причина, по которой в холодное время года нужен более концентрированный раствор, — реакция на мороз остальных механизмов автомобиля. Чтобы заставить работать замерзшие детали, требуется большее количество энергии, чем в благоприятных условиях. Это справедливо даже для лучших моделей авто.

Реакция батареи на холод будет зависеть еще и от полноты заряда, так как при разряде доля кислоты заметно снижается. Соответственно, если изначально соотношение было меньше нормы, то при разрядке оно упадет до совсем неподходящих значений.

Несколько цифр, демонстрирующих взаимосвязь заряда и соотношения воды и кислоты в электролите:

Если первоначальная плотность — 1,30 г/см³, то при разряде на 25% она снизится до 1,26 г/см^3,а при половинном заряде — до 1,22.
При начальном уровне 1,27 величина уменьшится до 1,23 и 1,19 соответственно.
Если соотношение воды и кислоты соответствовало 1,23 г/см³, то при разряде оно уменьшится до 1,19 и 1,15.

Температура, при которой возникает опасность замерзания электролита плотностью 1,20 г/см³ , равна -20°С. Аккумулятор для зимы обязательно должен быть заряжен не меньше, чем наполовину, а соотношение между водой и кислотой в электролите должно быть не ниже 1,27 г/см^3.

Автомобиль с установленным аккумулятором можно без лишних опасений оставлять на зиму на улице, если температура не падает ниже 10°С. Электролит при таких условиях не замерзает. Если в зимний период не планируется эксплуатация батареи, самый лучший вариант — снять ее и оставить в сухом прохладном месте, предварительно полностью зарядив.

Что делать, если автомобиль простоял всю зиму с подключенной АКБ? Самый плохой вариант развития ситуации — замена источника питания. Есть несколько способов уменьшить вред, который может нанести устройству холод.

Перед наступлением холодов:

очистить корпус ото всех загрязнений;
зачистить и обработать смазкой клеммы;
полностью зарядить аккумулятор.

Во время эксплуатации:

укрыть корпус теплоизоляционным материалом;
перед долгой поездкой будет не лишним оставить АКБ на ночь дома;
прогревать авто, не включая дополнительные потребители энергии.

Если машина простояла при минусовой температуре без эксплуатации, но с подключенным источником питания, ее подготовка к работе обязательно должна включать осмотр АКБ, проверку уровня и густоты электролита в ней. Устройство обязательно понадобится зарядить.

Как выбрать АКБ для зимы?

Выбирая запчасти, иногда очень сложно определить, какой аккумулятор лучше для зимы. Чего делать не следует, так это обращать внимание на надписи типа «Арктический», «Arctic» и им подобные. Дело в том, что производители имеют полное право написать на корпусе или в названиях своих аккумуляторов любое слово, но технической характеристикой оно при этом являться не будет. Так что, если на нем написано «зимний», а в руководстве по эксплуатации этого не отражено, то надпись можно смело игнорировать.

Какие батареи хорошо работают даже самыми холодными зимами? Объективно лучшими для холодного времени года являются гелевые необслуживаемые устройства. От других аккумуляторов они отличаются тем, что там используется электролит консистенции геля. Такое устройство не требуется многократно подзаряжать, да и замерзнуть гелю сложнее, чем жидкости. Но устанавливать его на старый автомобиль можно только в том случае, если генератор современный, способен обеспечить подачу тока с минимальными колебаниями напряжения.

На что нужно обратить внимание, чтобы приобрести хороший аккумулятор для отрицательных температур:

Емкость. Тут все просто. Чем выше этот показатель, тем легче будут заводиться даже очень замерзшие автомобили.
Соответствие технических требований АКБ и машины.
Соблюдение производителем стандартов качества и безопасности.

Чтобы быть всегда довольным батареями на своей машине, автовладельцу нужно не только выбирать хорошие, качественные устройства, но и поддерживать их в работоспособном состоянии. Своевременная зарядка, контроль уровня и густоты электролита — все это не сложно. А наградой станет хороший, корректно работающий аккумулятор.

Как вам статья?

Плотность электролита в аккумуляторе — какая должна быть

Автомобильный аккумулятор предназначен для обеспечения бортовой сети транспортного средства и накопления энергии, которую вырабатывает генератор. Больше века кислотно-свинцовые батареи применяются в автомобильной промышленности и по-прежнему удерживают лидирующие позиции. Причина долголетия проста – высокая эффективность при дешевой себестоимости. Подобные батареи состоят из гальванических элементов, которые взаимодействуя с водным раствором серной кислоты, вырабатывают электрическую энергию. Такие источники питания имеют стабильную плотность электролита в аккумуляторе, отличаются высокой морозоустойчивостью и длительным сроком работы.

Плотность электролита

Электролит — это основной компонент аккумулятора, а именно, вещество, проводящее электрический ток вследствие распада на ионы в растворе. Основным свойством, которое необходимо знать при использовании АКБ в автомобиле, является плотность электролита — в науке данный термин означает соотношение массы жидкости к занимаемому объему. В АКБ роль раствора выполняет электролит, состоящий из кислоты и дистиллированный воды.

Непосредственно плотность зависит от температуры электролита (чем ниже температура, тем выше плотность). Работа аккумулятора – это чередование циклов разрядки и зарядки, во время которых происходит широкий спектр химических реакций. При разрядке батареи химическая энергия трансформируется в электрический ток, при зарядке электричество превращается в химическую энергию. Данные процессы оказывают серьезное влияние на плотность электролитического раствора. Процесс зарядки повышает плотность электролита, разряд элемента питания – понижает это значение.

Температура замерзания электролита в зависимости от плотности — Таблица 1

С помощью прибора ареометра можно замерить плотность электролита в аккумуляторе, а также точно определить степень зарядки АКБ. При полном разряде батареи, показатель плотности падает настолько, что между пластинами остается практически дистиллированная вода. Сульфат свинца, который избыточно вырабатывается во время разряда, полноценно не расходуется при зарядке батареи и покрывает свинцовые пластины белым налетом. Сульфатация негативно влияет на емкость аккумулятора, сокращая рабочий ресурс источника питания. Свинцовые пластины со временем начинают осыпаться, что приводит к короткому замыканию внутри батареи.

Поскольку электролит является смесью воды и кислоты, то плотность электролита в аккумуляторе может возрастать. При зарядке АКБ происходит электролиз – выкипание дистиллированной воды из корпуса, благодаря чему концентрация кислоты в растворе возрастает, увеличивая его плотность. Печальная перспектива электролиза очевидна. Потеря воды неизбежно приведет к уменьшению уровня жидкости. Свинцовые пластины оголятся и вступят в химическую реакцию с кислородом, что приведет к осыпанию свинца и выходу батареи из строя. Именно поэтому важно остановить зарядку батареи при первых признаках кипения жидкости и своевременно доливать дистиллят при низком уровне электролита в обслуживаемых батареях.

Устройство и принцип работы АКБ

Конструкция батареи

Устройство секции свинцово-кислотного аккумулятора:

1 – крышка банки;
2 – корпус банки;
3 – ребристый отстойник;
4 – пластины, собранные в пакет;
5 – отрицательный (анодный) вывод;
6 – отрицательный (анодные) пластины;
7 – диэлектрическая прокладка – сепаратор;
8 – положительный (катодный) вывод;
9 – положительные (катодные) пластины.

Как это работает

В процессе разрядки серная кислота и диоксид свинца расходуются на образование сульфата свинца

Рекомендуем: Характеристики автомобильного аккумулятора Bosch s5

Химические процессы, возникающие в батарее при ее разрядке и зарядке

Серная кислота, входящая в состав электролита, играет одну из основных ролей в работе АКБ. Именно от ее свойств будет зависеть качественная и долговременная работа батареи в целом.

Какая должна быть плотность электролита в аккумуляторе

Отечественные автовладельцы ведут отчаянный спор о правилах эксплуатации аккумуляторных батарей. Количество автомобилей стремительно растет, и каждый водитель пытается сформулировать свою позицию по данному вопросу. Даже среди профильных специалистов мнения существенно разнятся. Поэтому будем отталкиваться от рекомендаций производителей, ведь только разработчики элементов питания способны сформулировать нюансы эксплуатации собственных изделий. Любая новая АКБ имеет сопроводительную инструкцию, в которой конкретно прописаны мероприятия по техническому обслуживанию.

Аккумуляторная батарея негативно воспринимает и повышенную, и пониженную плотность электролита. Высокий показатель плотности активизирует химические процессы, делая электролит «агрессивным», что приводит к значительному снижению рабочего ресурса изделия. Низкая плотность уменьшит емкость АКБ, что способствует проблемам запуска силового агрегата, особенно в зимнее время. Именно по этой причине необходимо придерживаться значений, рекомендованных производителем. Плотность полностью заряженного нового аккумулятора должна составлять 1.27 г/см3 при температуре +25 °С. При жарком климате допускается понижение плотности на 0,01 г/см3 , а при морозах — на 0,01 — 0,02 г/см3 больше.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Современный аккумулятор – устройство, сбалансированное и беспричинно корректировать электролит бессмысленно. Плотность электролита в аккумуляторе 1. 27 г/см3 не позволит кристаллизоваться жидкости до –50°С. Подобные экстремальные температуры встречаются только на крайнем севере. В таких регионах плотность увеличивают, чтобы предотвратить замерзание электролита. Лучше своевременно заряжать батарею и не допускать разряда, чтобы показатель плотности держался в номинальном значении. Поскольку температура окружающей среды изменчива, то для замера плотности электролита предлагаем использовать специальную таблицу с поправками.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом — Таблица 2

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе

Данную процедуру необходимо выполнять с периодичностью в три месяца или каждые 15-20 тыс. км, дабы контролировать работоспособность элемента питания. Также замеры производят при покупке новой батареи или при возникновении проблем во время запуска двигателя. Проверку можно выполнить на станции технического обслуживания или самостоятельно в условиях гаража. Перед проверкой показателя электролита следует полностью зарядить аккумулятор и сделать временную паузу длительностью шесть часов. Ведь во время зарядки плотность электролита повышается и информация будет некорректной. Для процедуры измерения потребуется ареометр, который можно приобрести в любом автомагазине. Данное устройство вполне доступно, так как имеет низкую цену.

Для работы потребуется:

Ареометр
Защитные очки
Сухая хлопчатобумажная ткань
Резиновые перчатки.

Перед измерением источник питания необходимо установить на ровную поверхность и выкрутить заглушки. Далее следует рукой сжать резиновую грушу прибора и опустить наконечник ареометра в крайнюю банку АКБ. Погрузив устройство в электролит, грушу можно отпустить. Разряженный воздух в колбе, начнёт засасывать жидкость из банки. Теперь нужно визуально оценить уровень раствора в ареометре. Количество жидкости должно позволить измерительному поплавку свободно плавать внутри прибора.

После того, как поплавок прекратит колебательные движения, можно зафиксировать показатель плотности электролита, который должен составлять 1,24 – 1,29 г/см3. Если цифры существенно отличаются, то следует выполнить коррекцию плотности раствора. Аналогичные процедуры необходимо произвести со всеми банками аккумулятора. Следует помнить, что любые операции с электролитом необходимо выполнять в защитных перчатках и очках. После завершения работ пластиковый корпус АКБ рекомендуется насухо протереть чистой тряпкой, дыбы исключить саморазряд батареи.

Когда и чем доливают аккумулятор

Низкий уровень в секциях

медицинский шприц без иглы или автомобильный ареометр;
дистиллированная вода;
средства защиты (очки и резиновые перчатки).

Следует соблюдать осторожность: нельзя работать с кислотой, если глаза не защищены.

Ненормальная кислотность

Если изначально батарея была заправлена как положено, то чрезмерно большая плотность электролита в аккумуляторе может появиться только в случае, если выкипела вода или измерения проводились при сильном морозе (с понижением температуры плотность повышается, и это нормально). В первом случае достаточно просто долить воду, во втором – произвести перерасчет или, что проще и правильнее, заняться измерениями в отапливаемом помещении.
А вот падение концентрации кислоты – ситуация реальная. Обычно это происходит из-за неправильной эксплуатации АКБ или ввиду ее «преклонного возраста». Причина – появление нерастворимого сульфата, который при своем образовании использовал кислоту, но уже не разлагается при зарядке, а значит, вернуть ее обратно в раствор не может. Ситуация не особо радостная, но восстановить плотность необходимо хотя бы для того, чтобы дотянуть до покупки новой батареи.

Коррекция плотности электролита

Эксплуатация автомобиля подразумевает циклическую нагрузку на АКБ, во время которой катализатор электрохимического процесса изменяет свою структуру. Поскольку электролит состоит из кислоты(35%) и дистиллированной воды(65%), то это соотношение способно изменяться в зависимости от степени заряженности источника энергии. Во время движения транспортного средства генератор постоянно подает на батарею электрический ток.

Когда емкость восстанавливается, начинается процесс электролиза, во время которого электролит закипает и испаряется. Аналогичный процесс происходит при длительной зарядке специальным устройством. Количество воды в растворе уменьшается, из-за чего увеличивается плотность и убавляется объем жидкости. Чтобы восстановить номинальное значение необходимо долить дистиллированную воду в каждую банку батареи.

Причины снижения плотности электролита

Чтобы поддержать работоспособность элемента питания автовладельцы добавляют в батарею дистиллированную воду, забывая проверить показатели плотности. Большая концентрация воды приводит к сильному электролизу, во время которого вместе с водой начинает испаряться серная кислота, что снижает плотность электролита. Со временем содержание кислоты в растворе становится критическим и раствор перестает выполнять функцию катализатора химических процессов, что негативно отражается на функциональности аккумулятора.

Инструкция проверки

Проверить уровень плотности – задача не трудная. Для ее выполнения нужно лишь обзавестись специальным прибором. Некоторые автоэксперты советуют денсиметр, другие – ареометр.

В данном материале будет подана инструкция того, как проверить плотность при помощи ареометра.

Рекомендуем: ДМРВ: что это такое

Прежде чем приступить непосредственно к проверке плотности, нужно запомнить, что делать это желательно при температуре +25°С. А также, помимо ареометра, понадобятся мерный стакан и клизма-груша, собственно сам электролит, но обязательно свежий, также дистиллированная вода и, при отдельной необходимости, о чем будет рассказано немного позже, аккумуляторная кислота, паяльник и дрель.

Итак, пошаговая инструкция правильной проверки параметра плотности в АкБ:

Отдельно для каждой банки измерить параметры электролита.
При помощи клизмы-груши откачать из каждой банки поочередно максимальное количество старого раствор. При этом также нужно замерить его объем.
Долить свежий электролит в количестве половины объема от ранее выкачанного.
Активно потрясти/покачать аккумулятор, чтобы обеспечить смешивание жидкостей.
Проверить анализируемый параметр путем погружения ареометра в электролит благодаря заливному отверстию в корпусе АкБ. При этом электролит перетечет в стеклянную трубку, а поплавок прибора всплывет в корпусе, не прикасаясь к стенкам трубки. После того, как колебания ареометра прекратятся, уровень плотности будет показан не шкале. В случае, если значение не достигло оптимального, ранее перечисленные операции следует производить повторно до тех пор, пока показатели будет нормальные.
Остаток долить дистиллированной водой.

Как повысить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях

Любая батарея состоит из нескольких банок, поэтому, чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе, придется корректировать электролитический раствор в каждой отдельной емкости. С помощью спринцовки жидкость выкачивается и отправляется в мерную емкость. После чего в банку заливается аналогичное количество нового электролита, который в готовом виде можно приобрести в магазине. Данная операция выполняется с каждой банкой, после чего аккумулятор необходимо зарядить в течение 30 минут, чтобы раствор перемешался. Затем после двухчасовой паузы повторно измеряем показатели плотности. При необходимости нужно повторить коррекцию электролита. Важно помнить, что разность плотности в банках не должна превышать 0.01 г/см3.

Бывают ситуации, когда показатель плотности падает ниже значения 1.18 г/см3. В таких случаях вышеописанная технология не поможет восстановить работоспособность батареи – необходима полная замена электролитического раствора.

Как поднять плотность электролита зарядным устройством

Существует еще один способ, которым следует поделиться. Он требует меньших трудозатрат и больше времени. Суть процесса проста – необходимо поставить батарею на зарядку, выставив минимальный ток (не более 1A). Достигнув полного заряда, аккумуляторная батарея начнет «кипеть». При этом дистиллированная вода будет активно испаряться. Уровень жидкости в корпусе постепенно снизится. Вместо испарившейся воды, доливаем электролит номинальной плотности. Процесс очень длительный, однако, за несколько суток можно добиться необходимого результата.

Как выбрать АКБ для зимы?

На что нужно обратить внимание, чтобы приобрести хороший аккумулятор для отрицательных температур:

Емкость. Тут все просто. Чем выше этот показатель, тем легче будут заводиться даже очень замерзшие автомобили.
Соответствие технических требований АКБ и машины.
Соблюдение производителем стандартов качества и безопасности.

Как заменить электролит в аккумуляторе

С помощью замены электролита в аккумуляторе владелец автомобиля может значительно продлить рабочий ресурс АКБ. Замена потребует наличие следующих компонентов:

Стеклянная линейка с узкой горловиной
Емкость с дистиллятом
Электролит необходимой плотности
Зарядное устройство
Ареометр
Пищевая сода
Средства защиты: (перчатки, фартук, очки)
Резиновая груша
Чистая ветошь.

Снятый с машины аккумулятор, тщательно протираем чистой ветошью, удаляя с поверхности грязь и пыль. Рекомендуется производить замену при комнатной температуре. После демонтажа крышек с банок производится откачка раствора. Переворачивать АКБ категорически запрещено, ведь химический осадок, скопившийся на дне, способен вызвать короткое замыкание в пластинах, после чего батарея придёт в негодность. Для удаления остатков электролита необходимо на дне каждой банки просверлить небольшое отверстие, через которое вытекут остатки жидкости.

Теперь в пустые банки заливается дистиллят, чтобы тщательно промыть внутренности батареи. Далее необходимо запаять отверстия специальным пластиком стойким к воздействию кислот. С помощью стеклянной воронки заливаем до необходимого уровня новый электролит, после чего аккумулятор ставится на зарядку. Для восстановления оптимальной емкости источник питания следует разрядить и снова зарядить. Заряженная полностью батарея должна выдавать напряжение 12.7 В. Процесс замены окончен, аккумулятор можно устанавливать на автомобиль.

Использованный электролит необходимо правильно утилизировать. Для этой цели потребуется сода, которая является щелочью и способна нейтрализовать разрушительное действие серной кислоты. В емкость с раствором высыпаем половину пачки соды и наблюдаем бурную химическую реакцию. После окончания бурления получившуюся субстанцию можно вылить в канализацию.

И напоследок совет: своевременно проверяйте плотность электролита своего аккумулятора и регулярно заряжайте батарею. Тогда источник питания «отблагодарит» своего хозяина длительной и бесперебойной работой.

какая должна быть, как проверить, как поднять? — Насосы ГУР в России

Плотность электролита зимой и летом

Всем привет! С Вами аккумуляторщик. Сегодня я бы хотел развеять миф про плотность электролита зимой и летом. Многие люди, особенно старой «советской» закалки, которые приходят в магазин или просто приходят со своим аккумулятором и просят им сделать зимнюю или летнюю плотность. Сразу скажу, сейчас это уже не актуально.

Сейчас во все аккумуляторные батареи, в частности для наших широт заливают электролит плотностью 1,27- 1,28 г/см³. И менять её не требуется, это запрещено вообще! Коррекцию электролита самостоятельно тоже нельзя делать ни в коем случае. Это может сделать только специалист по ремонту аккумуляторов, и то в крайнем случае, например, при восстановлении АКБ.

Если Вы измерите плотность на новом полностью заряженном аккумуляторе, то плотность в нем будет 1,27 ровно. Ничего подливать туда не надо! Дело в том, что многие люди думают что на зиму надо сделать поядрёнее такой покрепче электролит. На самом деле, этого не требуется. При плотности 1,27 г/см³ электролит замерзает при температуре -60 ⁰С. Подробнее об этом Вы можете прочитать тут. В редких городах можно встретить такие экстремальные температуры воздуха, но тем не менее можно. Для таких редких случаев плотность подымают, но это скорее исключение.

Слишком большая плотность делает среду чрезмерно агрессивной. И соответственно, идет быстрее осыпания пластин аккумулятора. Потому что аккумуляторная батарея на автомобиле – это сбалансированное устройство, вмешиваться в его электролит значит выводить из баланса АКБ. Как некоторые делают по старинке: доливают дистиллированную воду на лето, а зимой доливают электролит. Ничего этого делать не нужно!

Лучше позаботьтесь о другом. Например, качественно зарядите аккумулятор перед холодами хорошим зарядным устройством. Для того, чтобы плотность выровнялась по банкам АКБ и вышла у Вас к номинальной 1,27- 1,28 г/см³. С такой плотностью электролита можно ездить и летом и зимой, так скажем всесезонный аккумулятор.

Вот поэтому никогда не проводите самостоятельно манипуляций с электролитом. Только корректируем уровень дистиллированной водой. То есть, подливая воду в банки до номинального уровня. Напомню, для легковых АКБ это полтора сантиметра над свинцовыми пластинами аккумулятора, для грузовых 2-3 см. Вот и все! Ну и соответственно, заряжаем для того, чтоб достигнуть рабочей плотности.

Надеюсь наши советы по эксплуатации автомобильного аккумулятора помогут Вам в жизни. Не совершайте ошибок.

Также на эту тему:

Какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой: оптимальные значения

Плотность электролита – главный параметр всех свинцово-кислотных электрических аккумуляторов, потому что он оказывает влияние на срок эксплуатации и ёмкость прибора.

Необходимо удерживать оптимальное значение показателя, чтобы гарантировать правильную работу АКБ. Оно зависит не только от климатических характеристик региона, в котором находится автомобиль, но и от времени года. К примеру, если плотность аккумулятора в зимний период составляет 1,25 г/см3, то это свидетельствует о критическом уровне, при котором транспортное средство не сможет завестись. Особенно речь идёт о районах, в которых температура может опускаться до -50 градусов. Однако при умеренном климате такое значение соответствует заявленным требованиям нормы. Следовательно, считается, что показатели в разные временные сезоны должны отличаться друг от друга.

Перед многими автовладельцами встаёт дилемма: разная или одинаковая должна быть плотность аккумулятора зимой и летом? Давайте разбираться.

Зима

Плотность электролита на зиму в аккумуляторе транспортного средства должна составлять около 1,27 г/см3. Но такое значение оптимально лишь для центральных районов России. В регионах, в которых температурный режим ниже -35 градусов, показатель изменяется в диапазоне от 1,28 г/см3 до 1,35 г/см3. Например, если автомобиль работает в условиях Крайнего Севера, то величина колеблется в пределах 1,31–1,35 г/см3. Возникает вопрос: почему плотность электролита в аккумуляторе зимой должна иметь такое значение? Существует две причины, дающих ответ на поставленный вопрос:

Жидкость с большой вероятностью превратится в лёд при минусовой температуре, так как в ней доля воды превышает допустимую норму.
Механизмы автомобиля замерзают в мороз и требуют увеличения электродвижущей силы, чтобы осуществить запуск двигателя. Даже лучшие модели автомобилей не смогут работать без дополнительной энергии. Уменьшение значения показателя вплоть до 1,1 г/см3 приведёт к замерзанию электрического аккумулятора.

Зимняя плотность аккумулятора находится на низком уровне. Следовательно, при разрядке она упадёт до критических значений. Чтобы решить эту проблему, желательно постоянно следить за состоянием АКБ. Чтобы проследить взаимосвязь между уровнем заряда и водным соотношением в составе электролита, можно рассмотреть различные сценарии при уменьшении АКБ на 25 % и 50 %:

При первоначальной плотности в 1,30 г/см3 она сократится до 1,26 г/см3 и 1,22 г/см3.
При начальном значении показателя в 1,27 г/см3 объём уменьшится до 1,23 г/см3 и 1,19 г/см3.
При исходной величине в 1,23 г/см3 диапазон упадёт до 1,19 г/см3 и 1,15 г/см3.

Следовательно, плотность аккумулятора на зиму не должна опускаться ниже 1,27 г/см3. Однако нужно помнить, что электролит не может прогреться в результате ежедневных поездок от дома на работу, которые составляют менее получаса. Это в свою очередь влияет на АКБ, который получает необходимый уровень заряда только после осуществления разогрева. Значение показателя стремительно падает по причине того, что аккумуляторная батарея разряжается.

Таким образом, отвечая на вопрос, какая плотность аккумулятора должна быть зимой, можно привести таблицу оптимальных значений. Однако данные показатели характерны исключительно для полностью заряженной батареи. В случае если заряд находится на недостаточном уровне, то они будут больше.

Регион использования транспортного средства	Значение показателя плотности, г/см3
Южные регионы	1,25
Центральные регионы	1,27
Северные регионы	1,29
Регионы Крайнего Севера	1,31

Лето

В летний период аккумуляторная батарея имеет проблему, связанную с потерей большого количества жидкости. Плотность рекомендуется держать на 0,02 г/см3 ниже значения, которое требуется по стандартам. В первую очередь такое замечание относится к регионам, расположенным на юге России.

Летом температурный режим под капотом, в котором располагается аккумулятор, повышен. Это влечёт за собой следующие моменты:

Улетучивание жидкости из состава кислоты.
Активное прохождение процессов превращения электрической энергии в химическую, протекающих в аккумуляторных кислотных батареях.

Всё это обеспечивает сильную отдачу тока, осуществляющуюся даже при минимальных допустимых показателях плотности электролита. Например, значение 1,22 г/см3 характерно для местности с тёплым и влажным климатом. Если уровень электролита систематически опускается, то это приводит к увеличению значения. Такой взаимосвязанный процесс является причиной химического разрушения проводников электрического тока. Поэтому контроль количества воды в АКБ – важная задача, выполнение которой является залогом грамотного ухода за автомобилем. Решение заключается в добавлении дистиллированной жидкости при понижении уровня электролита. Если данное действие опустить, то могут возникнуть проблемы с перезарядом и сульфацией.

Рассеянность автолюбителей – главный фактор, который лежит в основе разрядки аккумулятора. Другими словами, если водитель не уследил за состоянием АКБ, то нужно предпринять определённые меры. Они заключаются в обеспечении батареи зарядом при помощи специального устройства. Однако перед этим необходимо обратить внимание на уровень жидкости, которая могла испариться в процессе функционирования.

Если это произошло, требуется долить очищенную воду без содержания каких-либо примесей.

Следовательно, рассмотрев, какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой в зависимости от региона, нельзя не привести значения для летнего сезона.

Регион использования транспортного средства	Значение показателя плотности, г/см3
Южные регионы	1,25
Центральные регионы	1,27
Северные регионы	1,27
Регионы Крайнего Севера	1,27

Как правильно откорректировать плотность электролита?

Автовладельцы часто сталкиваются с необходимостью поднять плотность в аккумуляторной батарее, что объясняется двумя причинами. Во-первых, периодическим регулированием количества дистиллированной жидкости. Во-вторых, частой зарядкой устройства, так как уменьшение интервала осуществления данного действия – первый признак того, что желательно провести процедуру повышения величины. Выделяют два способа корректировки значения показателя:

применение электролита, обладающего высокой концентрацией;
использование дополнительных кислот.

Чтобы изменить в нужном направлении плотность в аккумуляторной батарее, следует приобрести следующие предметы:

специализированный стакан с делениями, применяемыми для измерения объёма;
цистерна для создания нового раствора;
электролит или кислота корректирующего содержания;
очищенная жидкость.

Алгоритм действий по изменению значения включает в себя 5 этапов:

Взять небольшое количество электролита с банки аккумуляторной батареи.
Добавить корректирующий раствор в количестве, которое соответствует взятому на предыдущем этапе. Такое действие осуществляется при условии, что поставлена задача поднять плотность. Если необходимо получить противоположный результат, то регулирующий раствор заменяют на дистиллированную жидкость.
Аккумулятор следует подзарядить с помощью специального устройства, так как номинальный ток даст возможность поступившей воде смешаться.
После отключения АКБ от батареи целесообразно выждать в районе 2 часов. Это позволит плотности во всех банках встать на один уровень, что сделает вероятность возникновения погрешности при контрольном тестировании минимальной.

Вторично осмотреть значение электролита. Если оно осталось на прежнем уровне, то повторно осуществить предыдущие этапы.

Плотность электролита изменяется в результате понижения в определённом отсеке аккумулятора. Причём предварительно полезно изучить номинальный объём, который в нём находится. Например, в классической стартерной батарее 6СТ-55 величина электролита равна 633 см3, а в 6СТ-45 – 500 см3. Если рассматривать его состав, то в него входят серная кислота и очищенная вода в процентном соотношении 40 на 60. Достичь необходимой плотности показателя можно, опираясь на представленные данные в следующей таблице:

Плотность аккумулятора, г/см3	Обязательная величина параметра, г/см3
	1,24			1,25			1,26
	Забор электро-лита	Долив раствора 1,40 г/см3	Добавление жидкости	Забор электро-лита	Долив раствора 1,40 г/см3	Добавление жидкости	Забор электро-лита	Долив раствора 1,40 г/см3	Добавление жидкости
1,24	—	—	—	60	62	—	120	125	—
1,25	44	—	25	—	—	—	65	70	—
1,26	85	—	88	39	—	40	—	—	—
1,27	122	—	126	78	—	80	40	—	43
1,28	156	—	162	117	—	120	80	—	86
1,29	190	—	200	158	—	162	123	—	127
1,30	—	—	—	—	—	—	—	—	—

Продолжение таблицы

Плотность аккумулятора, г/см3	Обязательная величина параметра, г/см3
	1,27			1,28			1,30
	Забор электро-лита	Долив раствора 1,40 г/см3	Добавление жидкости	Забор электро-лита	Долив раствора 1,40 г/см3	Добавление жидкости	Забор электро-лита	Долив раствора 1,40 г/см3	Добавление жидкости
1,24	173	175	—	252	256	—	—	—	—
1,25	118	120	—	215	220	—	—	—	—
1,26	85	66	—	177	180	—	290	294	—
1,27	—	—	—	122	126	—	246	250	—
1,28	40	—	43	63	65	—	8198	202	—
1,29	75	—	78	—	—	—	143	146	—
1,30	109	—	113	36	—	38	79	81	—

Отметим, что представленные данные соответствуют корректирующему электролиту с плотностью 1,40 г/см3. Если жидкость будет иметь другое значение, то возникает необходимость использовать следующую формулу расчёта для рассматриваемого показателя:

Представленные вычисления можно заменить методом золотого сечения, который гораздо проще применить на практике:

Откачать больший объём воды из банки аккумулятора.
Вылить полученную воду в специальный стакан с делениями, чтобы получить информацию о величине.
Заполнить половину освободившегося объёма банки необходимым количеством электролита.
Если значение ещё не соответствует требуемому, то долить ¼ от откаченной величины.
Продолжать добавлять раствор до достижения оптимального результата.

Кислотная среда небезопасна для человека при неграмотном обращении. Целесообразно соблюдать все меры предосторожности, чтобы раствор электролита не попал на кожу или в дыхательные пути. Осуществлять корректировку рассматриваемой величины рекомендуется в помещениях с хорошей вентиляцией.

Возникают ситуации, в которых значение показателя опускается ниже 1,18 г/см3. В таких случаях использование электролита должно сопровождаться применением кислоты. Причём алгоритм действий изменения плотности включает в себя аналогичные этапы с одной поправкой: шаг разбавления при таком значении должен быть небольшим. Это связано с тем фактом, что плотность электролита имеет очень большую концентрацию, и возникает вероятность пропустить нужную отметку.

В процессе приготовления раствора в жидкость нужно вливать кислоту, а не наоборот.

При определённых обстоятельствах не представляется возможным исправить плотность электролита. Поэтому есть только один выход: купить новый аккумулятор. Возникает вопрос: как определить такие случаи? Очень просто: электролит становится коричневого оттенка, что свидетельствует об осыпании активной массы, принимающей участие в реакции электрохимического плана. Следовательно, это приводит к постепенной поломке аккумуляторной батареи.

Чтобы такая ситуация не застала врасплох, необходимо знать, что хороший АКБ будет служить в течение 5 лет при следовании всем эксплуатационным правилам. Следовательно, если данный срок истёк, то нет смысла проводить манипуляции по ремонту батареи. Если вы хотите, чтобы ваш прибор прослужил положенный срок, то следуйте следующим указаниям:

контролируйте плотность с помощью ареометра;
обеспечивайте грамотное обслуживание;
проверять уровень заряда.

Чем грозит завышенная или заниженная плотность электролита?

Оптимальный уровень плотности находится в пределах от 1,27 до 1,35 г/см3 в соответствии с сезоном и температурным режимом региона. Если значение рассматриваемого показателя выше нормы, то это свидетельствует о завышении, что отрицательно влияет на функционирование автомобиля. Данный процесс может привести к повреждениям аккумуляторной батареи. В ситуациях, при которых наблюдается противоположная картина, существует вероятность того, что автомобиль не заведётся. Главная причина в том, что АКБ замёрзнет при низких температурах.

Следовательно, необходимо контролировать значение, чтобы плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом соответствовала оптимальной. Это поможет избежать возникновения непредвиденных обстоятельств. Однако сделать подобное проблематично, так как плотность изменяется при разных уровнях заряда аккумулятора. Например, при её уменьшении происходит поглощение дистиллированной жидкости батареей, что приводит к увеличению концентрации показателя. В обратных ситуациях возникает процесс сульфатации, ведущий к снижению уровня плотности. В результате этой химической реакции пластины наглухо закрываются и теряют возможность правильно заряжаться. Главный исход – выход из строя АКБ.

Плотность электролита в аккумуляторе — зимой и летом: таблица

Большая часть аккумуляторных батарей, которые продаются в России, относится к полуобслуживаемым. Это означает, что владелец может откручивать пробки, проверять уровень и плотность электролита и при необходимости доливать внутрь дистиллированную воду. Все кислотные АКБ, когда только поступают в продажу, заряжены, как правило, на 80 процентов. При покупке следите за тем, чтобы продавец выполнил предпродажную проверку, одним из пунктов которой является проверка плотности электролита в каждой из банок.

В сегодняшней статье на нашем портале Vodi.su мы рассмотрим понятие плотности электролита: что это такое, какой она должна быть зимой и летом, как ее повысить.

В кислотных АКБ в качестве электролита применяется раствор h4SO4, то есть серной кислоты. Плотность напрямую связана с процентным содержанием раствора — чем больше серы, тем она выше. Еще один немаловажный фактор — температура самого электролита и окружающего воздуха. Зимой плотность должна быть выше, чем летом. Если же она упадет до критической отметки, то электролит попросту замерзнет со всеми вытекающими последствиями.

Измеряется данный показатель в граммах на сантиметр кубический — г/см3. Измеряют ее при помощи простого прибора ареометра, который собой представляет стеклянную колбу с грушей на конце и поплавком со шкалой в середине. При покупке нового АКБ продавец обязан измерить плотность, она должна составлять, в зависимости от географической и климатической зоны, 1,20-1,28 г/см3. Допускается разница по банкам не более 0,01 г/см3. Если же разница больше, это свидетельствует о возможном коротком замыкании в одной из ячеек. Если же плотность одинаково низкая во всех банках, это говорит как о полном разряде батареи, так и о сульфатации пластин.

Помимо измерения плотности продавец должен также проверить, как аккумулятор держит нагрузку. Для этого применяют нагрузочную вилку. В идеале напряжение должно падать с 12 до девяти Вольт и держаться на этой отметке некоторое время. Если же оно падает быстрее, а электролит в одной из банок кипит и выделяет пар, значит от покупки этой АКБ следует отказаться.

Плотность в зимний и летний период

Более детально данный параметр для вашей конкретной модели АКБ нужно изучить в гарантийном талоне. Созданы специальные таблицы для различных температур, при которых электролит может замерзнуть. Так, при плотности 1,09 г/см3 замерзание происходит при -7°С. Для условий севера плотность должна превышать 1,28-1,29 г/см3, ведь при таком показателе температура его замерзания составляет -66°С.

Плотность обычно указывают для температуры воздуха +25°С. Она должна составлять для полностью заряженной батареи:

1,29 г/см3 — для температур в пределах от -30 до -50°С;
1,28 — при -15-30°С;
1,27 — при -4-15°С;
1,24-1,26 — при более высоких температурах.

Таким образом, если вы эксплуатируете автомобиль в летний период в географических широтах Москвы или Санкт-Петербурга, плотность может быть в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой же, когда температуры опускаются ниже -20-30°С, плотность повышается до 1,28 г/см3.

Обратите внимание, что “повышать” ее искусственно никак не нужно. Вы попросту продолжаете пользоваться своим автомобилем в обычном режиме. А вот если АКБ быстро разряжается, имеется смысл провести диагностику и при необходимости поставить на зарядку. В случае же, если машина долго стоит на морозе без работы, АКБ лучше снять и унести в теплое место, иначе он от длительного простоя попросту разрядится, а электролит начнет кристаллизоваться.

Практические советы по эксплуатации АКБ

Самое основное правило, которое следует запомнить, — в батарею ни в коем случае нельзя заливать серную кислоту. Повышать плотность таким образом вредно, так как при повышении активизируются химические процессы, а именно сульфатации и коррозии, и уже через год пластины станут полностью ржавыми.

Регулярно проверяйте уровень электролита и при его падении доливайте дистиллированную воду. Затем АКБ нужно либо поставить на зарядку, чтобы кислота смешалась с водой, либо зарядить АКБ от генератора во время длительной поездки.

Если машину ставите «на прикол», то есть некоторое время не используете ее, то, даже если среднесуточные температуры опускаются ниже нуля, нужно позаботиться о том, чтобы АКБ был полностью заряжен. Это минимизирует риск замерзания электролита и разрушения свинцовых пластин.

При падении плотности электролита увеличивается его сопротивление, из-за чего, собственно, и затруднен запуск двигателя. Поэтому прежде, чем завести мотор, прогрейте электролит, включив на некоторое время фары или другое электрооборудование. Не забывайте также проверять состояние клемм и очищать их. Из-за плохого контакта пускового тока недостаточно для создания нужного крутящего момента.

Плотность аккумулятора зимой и летом, какой аккумулятор лучше для зимы

Обратите внимание: лучшие современные аккумуляторы для автомобилей не требуют корректировки плотности электролита, если, конечно, не эксплуатируются при температурах ниже 60°С. Речь идет о необслуживаемых АКБ, особенно заряженных гелевым электролитом.

Зимой

Несколько цифр, демонстрирующих взаимосвязь заряда и соотношения воды и кислоты в электролите:

Если первоначальная плотность — 1,30 г/см³, то при разряде на 25% она снизится до 1,26 г/см^3,а при половинном заряде — до 1,22.
При начальном уровне 1,27 величина уменьшится до 1,23 и 1,19 соответственно.
Если соотношение воды и кислоты соответствовало 1,23 г/см³, то при разряде оно уменьшится до 1,19 и 1,15.

Перед наступлением холодов:

очистить корпус ото всех загрязнений;
зачистить и обработать смазкой клеммы;
полностью зарядить аккумулятор.

Во время эксплуатации:

укрыть корпус теплоизоляционным материалом;
перед долгой поездкой будет не лишним оставить АКБ на ночь дома;
прогревать авто, не включая дополнительные потребители энергии.

Как выбрать АКБ для зимы?

На что нужно обратить внимание, чтобы приобрести хороший аккумулятор для отрицательных температур:

Емкость. Тут все просто. Чем выше этот показатель, тем легче будут заводиться даже очень замерзшие автомобили.
Соответствие технических требований АКБ и машины.
Соблюдение производителем стандартов качества и безопасности.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой: значения, как поднять?

Автомобилю, постоянно находящемуся в использовании, требуется надежный АКБ, который позволит быстро запустить двигатель вне зависимости от внешних факторов. Плотность электролита в аккумуляторе зимой необходимо держать в определенных рамках, чтобы жидкость не замерзла. Данный параметр является основным и оказывает существенное влияние на длительность службы источника питания.

При правильной и своевременной корректировке значений кислотности жидкости можно значительно увеличить срок службы АКБ. Ведь плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом должна отличаться, чтобы компенсировать влияние температуры, влажности и других климатических условий на химические процессы.

Что такое плотность электролита и от чего она зависит?

Если говорить простым языком, то плотность — это кислотность жидкости в АКБ. В роли электролита сурьмянистые аккумуляторы используют смесь воды и серной кислоты. Количество последней по отношению к общему объему раствора и называют плотностью. Измеряют ее в граммах на сантиметр кубический (г/см³).

На степень закисленности основное влияние оказывают факторы, способные изменить количество воды в растворе: мороз, жара, влажность. Также на нее влияет степень заряда аккумуляторной батареи. Измерение показателей производятся специальным прибором — ареометром. Процедуру необходимо проводить с полностью заряженным аккумулятором. Особенно это важно делать перед зимой, чтобы выявить проблему заранее и уменьшить риск порчи АКБ, вследствие замерзания воды в ней. Если были выявлены низкие значение, то, скорее всего, проблема кроется в одной из следующих причин:

дефект ячейки;
обрыв внутренней цепи батарей;
глубокий разряд АКБ или одной из его секций.

Почему замерзает аккумулятор?

Все дело в плотности: чем она меньше (воды в растворе больше), тем быстрее замерзнет электролит при понижении температуры. Умеренный климат требует, чтобы этот параметр был в пределах 1,25-1,27 г/см³. Зимой и в северных регионах рекомендуемая плотность увеличивается на 0,01 г/см³.

Многих автолюбителей интересует: «При какой температуре замерзает электролит в аккумуляторе?». Получить ответ на этот вопрос поможет следующая таблица:

Плотность электролита при 25°C, г/см³	Температура замерзания, °С	Плотность электролита при 25°C, г/см³	Температура замерзания, °С
1,09	-7	1,22	-40
1,1	-8	1,23	-42
1,11	-9	1,24	-50
1,12	-10	1,25	-54
1,13	-12	1,26	-58
1,14	-14	1,27	-68
1,15	-16	1,28	-74
1,16	-18	1,29	-68
1,17	-20	1,3	-66
1,18	-22	1,31	-64
1,19	-25	1,32	-57
1,2	-28	1,33	-54
1,21	-34	1,4	-37

Таблица 1. Плотность электролита в аккумуляторе автомобиля зимой.

Как повысить плотность если она низкая?

Поднимать эту характеристику приходится после неоднократного корректирования уровня жидкости в АКБ дистиллированной водой или в случае нехватки параметра для эксплуатации батареи в зимой. Явным признаком недостаточной концентрации серной кислоты является оледенение ячеек. Что делать если замерз электролит в аккумуляторе? Потребуется отогреть АКБ при комнатной температуре, после чего поставить на зарядку.

Внимание! Замерять плотность нужно только в полностью заряженной аккумуляторной батарее.

Помимо правильно проведенной полной зарядки существует еще такие способы поднятия плотности, как добавление концентрированного (корректирующего) электролита или кислоты.

Для корректировки понадобится:

ареометр;
мерная емкость;
посуда для приготовления смеси;
спринцовка;
серная кислота или корректирующий электролит;
дистиллированная вода.

Процедура проводится следующим образом:

Из ячеек батареи отбирается немного кислотного раствора и измеряются показатели кислотности.
Если надо увеличить плотность — доливается столько же корректирующего электролита, если уменьшить —добавляется дистиллированная вода.
После проведения процедуры со всеми ячейками АКБ ставится на зарядку стационарным устройством для смешивания жидкости.
По окончании зарядки надо подождать не меньше часа, чтобы плотность во всех секциях батареи выровнялась.
Проводится проверка показателей и в случае необходимости процедура повторяется с уменьшением шага разбавления вдвое.

Плотность между ячейками не должна отличаться сильнее, чем на 0,01 г/см³. Если добиться этого не вышло — необходимо провести выравнивающую зарядку малым током.

Что делать, когда плотность ниже 1,18 г/см

Чтобы зимой не замерзла вода в аккумуляторе нужно не допускать снижения плотности электролита. Если это значение преодолело критический минимум в 1,18 г/см³, то требуется добавление кислоты. Сама процедура проводится в том же порядке, что был описан ранее, только количество отбираемой и добавляемой жидкости необходимо сократить, чтобы не превысить значение первым доливом.

Важно! При изготовлении электролита нужно вливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот.

Что делать если электролит в аккумуляторе замерз, а после отогрева приобрел багровый цвет? К сожалению, такая батарея уже не сможет нормально работать зимой при температуре ниже 5°C. Скорее всего у такого АКБ осыпалась активная масса, что уменьшило рабочую поверхность пластин. Восстановить нормальные показатели у такого АКБ невозможно.

Поддержание количества электролита и его плотности на должном уровне существенно продлевает срок службы батареи, а также ее способность сопротивляться морозу и безпроблемно запускать двигатель автомобиля.

Оптимальная плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Споры по вопросу правильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов ведутся давно, и конца им не видно. Это объясняется, в том числе, и тем, что число автолюбителей неуклонно растет, и каждый из тех, кто смог проехать самостоятельно даже пару сотню метров, уже априори считает себя авторитетом в данной области и высказывает «авторские», порой безапелляционные, суждения.

Если «пройтись» по Интернету, то порой встречается и такое, что вполне можно засомневаться в собственной компетенции, пожалеть о напрасно потраченных годах и даже пересмотреть свое мировоззрение.

Но это еще полбеды. Дело в том, что даже у профессионалов мнения по некоторым вопросам не всегда совпадают. Поэтому попробуем суммировать всю доступную информацию и вывести «среднее арифметическое», не кидаясь в крайности. Не будем утруждать читателя пояснениями относительно всех нюансов химических процессов, протекающих в АКБ, специфическими терминами, а рассмотрим проблему поддержания плотности электролита в аккумуляторе зимой и летом на приемлемом уровне с чисто практической точки зрения.

Главный советчик по уходу и сбережению аккумулятора, в том числе, и по плотности электролита – Производитель!

К каждой батарее прилагается сопроводительный документ (памятка, инструкция или что-то еще – не суть важно). Но именно в нем написано то, что необходимо знать автовладельцу и учитывать при эксплуатации конкретной батареи. Только тот, кто ее изготовил, разбирается во всех тонкостях ухода.

Например, к какой категории относится АКБ – обслуживаемые, малообслуживаемые (не требующие регулярной доливки воды на протяжении многих месяцев) или необслуживаемые. А то, что они бывают разными и по материалам, и по технологии изготовления (и так далее), объяснять, думается, никому не стоит.

Максимальный, причем систематический, разряд батареи резко снижает срок ее пригодности к эксплуатации. Это никем не оспаривается. Дело в том, что он вызывает повышенную сульфатацию пластин (отложение солей), и часто такой процесс становится необратимым. Слишком «запущенный» аккумулятор восстановлению не подлежит, и его дальнейший путь – в утиль, даже если он не так уж и давно приобретен.

Для батареи одинакова вредна как пониженная, так и повышенная плотность электролита. Если он (в силу разряженности аккумулятора) мало чем отличается от воды, то банки при низких температурах могут просто замерзнуть. Кроме того, такие понятия, как «плотность» и «емкость» батареи, взаимосвязаны (прямая зависимость). Следовательно, возникнут не только проблемы с запуском движка, но и с необходимостью более частой постановки на зарядку.

Излишняя же плотность провоцирует активацию химических процессов, которые в батарее протекают постоянно, независимо от того, «работает» она или «отдыхает». А это влечет более интенсивное разрушение пластин и снижает срок службы изделия.

Для каждого региона есть свое значение оптимальной плотности электролита, поэтому единой рекомендации изначально быть не может. Например, для условий Крайнего Севера – не менее 1,29. Поэтому необходимо ориентироваться не только на сезон, но и на критические значения температуры, которыми характеризуется данная местность. Следовательно, встречающиеся в интернете советы о поддержании плотности на уровне 1,26 – 1,27 можно расценивать только как общую рекомендацию. Кстати, такой показатель приемлем для большей части территории РФ, наверное, поэтому его часто и упоминают.

Учитывая сказанное, есть смысл выяснить минимально допустимое (критическое) значение плотности, ниже которого оно не должно опускаться. И вот тут нужно вспомнить об инструкции Производителя! Хотя есть и распространенное правило – не менее 1,23.

Практические советы

В зимний период запуск двигателя, как правило, затруднен. Поэтому, если машина стояла в холодном боксе и АКБ с нее не снималась, то ее желательно предварительно прогреть (повысить температуру электролита). Самый простой способ – включить осветительные приборы (например, дальний свет).
Необходимо чаще контролировать состояние клемм, особенно при сезонном понижении температуры. Уменьшение плотности электролита влечет увеличение значения внутреннего сопротивления батареи, а, следовательно, и всей эл/цепи «запуска». Вспомнив закон Ома, несложно понять, что пусковой ток становится несколько меньше, что и затрудняет работу стартера (не создается должный крутящий момент).
Если в батарею требуется долить воду (дистиллированную), то специалисты рекомендуют делать это, не снимая АКБ с машины и при запущенном двигателе. Объясняется это следующими причинами.

Во-первых, значения плотностей электролита и воды отличаются, и такой способ доведения уровня в банках до нормы обеспечивает качественное перемешивание жидкостей.

Во-вторых, если долить воды и после этого не эксплуатировать машину, а уйти хотя бы на время, то она может элементарно замерзнуть, так как легче электролита и, следовательно, будет являться «поверхностным слоем» жидкости в каждой банке.

Ни в коем случае нельзя добиваться повышения значения плотности путем банального добавления в электролит кислоты!!! Объяснение простое – чем агрессивнее среда, тем меньше срок пригодности АКБ к использованию. Именно по этой причине некоторые автомобилисты не могут понять, почему уже через год после приобретения вроде бы новая батарея уже ни на что не годится. Вывод – только постановка на зарядку.
Многие автомобилисты в зимний период ставят машину «на прикол». Им не рекомендуется оставлять АКБ по месту установки. Целесообразнее ее снять, полностью зарядить и перенести в прохладное помещение (например, спустить в погреб), предварительно «укутав» во влагонепроницаемый материал. В каждом регионе «своя» зима (по продолжительности). Поэтому не реже раза в пару месяцев ее стоит проверять «на плотность» и при необходимости подзаряжать. Такая аккуратность в уходе вполне окупится более продолжительным сроком эксплуатации батареи.

И напоследок — не нужно стесняться спрашивать советов у людей опытных. В любом гаражном комплексе есть автолюбители, которые характеризуются продолжительной безаварийной эксплуатацией, аккуратностью в уходе за «железным конем». А если такой человек имеет и большой стаж вождения (а значит, и обслуживания), то его рекомендации (и по плотности тоже), лишними никак не будут.

Эксплуатация, зарядка, хранение аккумуляторной батареи

23.12.2019

Содержание

1. Техническое отступление
2.Основные характеристики аккумуляторных батарей
2.1. Расход воды
2.2. Долговечность батареи
2.3. Рекомендации по эксплуатации
3. Терминология
4. Маркировка АКБ
5. Выбор и покупка АКБ
6. Установка АКБ
7. Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию
7.1. Обслуживание АКБ в процессе эксплуатации
7.2. Продление жизни новой батарее
7.3. Зарядка аккумулятора зарядным устройством
8. Особенности эксплуатации АКБ в зимний период
8.1. Прикуривание от другого автомобиля
9. Особенности эксплуатации АКБ в летний период
10. Вопросы безопасности
11. Хранение аккумуляторной батареи
12. Приложения
12.1. Реанимация аккумулятора
12.2. Ещё несколько способов, основанных на использовании электрического тока

Скрыть содержание

1. Техническое отступление

Назначение автомобильной аккумуляторной батареи понятно каждому мало-мальски сведущему в технических вопросах автолюбителю. С первой ее функцией — обеспечением запуска двигателя — мы сталкиваемся каждый день. Есть и вторая — реже применяемая, но от того не менее значимая — использование в качестве аварийного источника питания при выходе из строя генератора. Кроме того, на современных автомобилях с инжекторным впрыском аккумулятор выполняет роль сглаживателя пульсаций напряжения, выдаваемого генератором. Из этого следует, что следует крайне осторожно относиться к отключению аккумулятора на работающем двигателе. Карбюраторному двигателю ничего не будет, а вот как поведёт себя компьютер, управляющий распределённым впрыском — одному богу известно… Можно загубить компьютер.
Все стартерные батареи, выпускаемые в настоящее время для автомобилей, являются свинцово-кислотными. В основу их работы заложен известный еще с 1858 г., и по сей день остающийся практически неизменным принцип двойной сульфатации.

Как наглядно видно из формулы, при разряде батареи (стрелка вправо) происходит взаимодействие активной массы положительных и отрицательных пластин с электролитом (серной кислотой), в результате чего образуется сульфат свинца, осаждающийся на поверхности отрицательно заряженной пластины и вода. В итоге плотность электролита падает. При зарядке батареи от внешнего источника происходят обратные электрохимические процессы (стрелка влево), что приводит к восстановлению на отрицательных электродах чистого свинца и на положительных — диоксида свинца. Одновременно с этим повышается плотность электролита.
Любая автомобильная батарея представляет из себя корпус — контейнер, разделенный на шесть изолированных ячеек — банок (см. рис.1).

Каждая банка является законченным источником питания напряжением порядка 2.1 В. В банке находится набор положительных и отрицательных пластин, отделенных друг от друга сепараторами. Как известно из школьного курса физики, две разнозаряженные пластины уже сами по себе являются источником постоянного напряжения, параллельное же их соединение увеличивает ток. Последовательное соединение шести банок и дает батарею с напряжением порядка 12.6-12.8 В. Любая из пластин, как положительная, так и отрицательная, есть ни что иное, как свинцовая решетка, заполненная активной массой. Активная масса имеет пористую структуру с тем, чтобы электролит заходил в как можно более глубокие слои и охватывал больший ее объем. Роль активной массы в отрицательных пластинах выполняет свинец, в положительных — диоксид свинца.
Вес залитой АКБ ёмкостью 55 Ач составляет около 16.5 кг. Эта цифра складывается из массы электролита — 5кг (что соответствует 4,5 л), массы свинца и всех его соединений — 10 кг, а также 1 кг, приходящегося на долю бака и сепараторов.

2. Основные характеристики аккумуляторных батарей

2.0. Электродвижущая сила (ЭДС)
Зависимость ЭДС (грубо говоря, напряжение на выводах аккумулятора) от плотности электролита выглядит так:

Е = 6 * (0,84 + р) , где Е — ЭДС аккумулятора , (В) р — приведенная к температуре 5°С плотность электролита , г/мл

2.1. Расход воды
Показатель, имеющий непосредственное отношение к степени обслуживаемости батареи. Определяется в лабораторных условиях. Батарея считается необслуживаемой, если она имеет очень низкий расход воды в эксплуатации. Необслуживаемые батареи не требуют доливки дистиллированной воды в течении года и более при условии исправной работы регулятора напряжения.
На расход воды прямое влияние оказывает процентное содержание сурьмы в свинцовых решетках пластин. Как известно, сурьма добавляется для придания пластинам достаточной механической прочности. Однако у каждой медали есть обратная сторона. Сурьма способствует расщеплению воды на кислород и водород, следствием чего является выкипание воды и снижение уровня электролита. В батареях предыдущего поколения содержание сурьмы доходило до 10%, в современных этот показатель снижен до 1.5 %.
Панацею от этой беды фирмы видят в освоении т.н. гибридной технологии — замене сурьмы в одной из пластин на кальций. Кальций в решетке является веществом нейтральным по отношению к воде, не снижая при этом механической прочности решеток. А потому разложения воды не происходит и уровень электролита остается неизменным.
Преимущества «кальциевых» АКБ — можно устанавливать в местах , не не требующих удобного доступа для обслуживания. Меньше вероятность выхода из строя из-за коррозии решеток электродов. Лучшие стартерные характеристики.
Недостаток «кальциевых» АКБ — при глубоких разрядах происходит образование нерастворимых солей кальция, и емкость АКБ необратимо теряется. Производители АКБ пытаются устранить этот недостаток добавлением в АКБ серебра и др. компонентов, результат пока окончательно не ясен.

2.2. Долговечность батареи
Средний срок службы современных АКБ при условии соблюдения правил эксплуатации — а это недопущение глубоких разрядов и перезарядов, в том числе по вине регулятора напряжения — составляет 4-5 лет.
Наиболее губительными для батарей являются глубокие разряды. Оставленные на ночь включенными световые приборы, либо другие потребители способны разрядить ее до плотности 1.12 — 1.15 г/см3, т.е. практически до воды, что приводит к главной беде аккумуляторов — сульфатации свинцовых пластин. Пластины покрываются белым налетом, который постепенно кристаллизуется, после чего батарею практически невозможно восстановить. Отсюда вытекает главный вывод — необходимо постоянно следить за состоянием батареи, периодически замерять плотность электролита. Особенно актуально это в зимнее время. Следует отметить, что сульфатация в определенных пределах — явление нормальное и присутствует всегда. (Вспомните — на основе теории двойной сульфатации построен принцип работы батарей). Но при малом разряде и последующей зарядке батарея легко восстанавливается до исходного состояния. Это возможно и при глубоком разряде батареи, но только в том случае, если следом сразу, же последует заряд. Если же разряжать батарею длительное время, не давая ей «подпитки», то падение плотности, ниже критического значения неизбежно приводит к образованию кристаллов сульфата свинца, не вступающих в реакцию ни при каких обстоятельствах. А это означает, что начался необратимый процесс сульфатации.
Не менее опасен для батареи и перезаряд. Это происходит при неисправном регуляторе напряжения. При этом электролит начинает «кипеть» — происходит разложение воды на кислород и водород, и понижение уровня электролита. Вот почему необходимо следить за зарядным напряжением. Естественно, это не составляет труда, если на панели приборов присутствует вольтметр. Ну а если его нет? В этом случае также можно довольно просто оценить зарядное напряжение. Для этого запустите и прогрейте двигатель, установив средние обороты и подключите тестер (в режиме вольтметра) между «+» и «массой» аккумуляторной батареи. Нормальный зарядный режим батареи обеспечивается в диапазоне 14±0.5В. Если напряжение меньше — стоит проверить натяжение ремня, надежность контактных соединений цепей системы электроснабжения. Если же это не помогает — неисправность нужно искать в регуляторе напряжения. Впрочем, точно также вина ложится на регулятор, если напряжение превышает 14.5В.
В последнее время широкое распространение получили сепараторы карманного типа — т. н. конвертные сепараторы. Их название говорит за себя — в эти конверты помещают одноименно заряженные пластины. Такая конструкция увеличивает срок службы батареи, так как осыпающаяся в процессе эксплуатации активная масса остается в конверте, тем самым предотвращается замыкание пластин.

2.3. Рекомендации по эксплуатации
Батарея, не эксплуатировавшаяся в течении длительного времени (4-5 мес. ) нуждается в подзарядке. Связано это с тем, что батареям свойственно такое явление, как саморазряд. На графиках рис.2,3 показаны характеризующие саморазряд величины для различных батарей. В первом случае — это снижение плотности от времени хранения, во втором — падение напряжения.

Впрочем, зачастую подзарядки требует и находящаяся в эксплуатации батарея. Плотность полностью заряженной батареи составляет 1.27- 1.28 г/см3, напряжение — 12.5 В. О степени разряженности батареи судят по плотности электролита. Чем ниже плотность электролита, тем сильнее батарея разряжена. Уменьшение плотности на 0.01 г/см3 по сравнению с номинальной означает, что батарея разрядилась примерно на 6 — 8%. Используя график (см. рис.4) можно оценить зависимость степени разряженности батареи от плотности. Степень разряженности определяют по той банке, в которой плотность электролита минимальная. Всем известна аксиома, тем не менее, позволим повторить ее еще раз — батарею, разряженную летом более чем на 50%, а зимой более чем на 25%, необходимо снять с автомобиля и зарядить. При этом следует помнить, что пониженная плотность зимой более опасна, т.к. кроме всего прочего может привести к замерзанию электролита. Так, при плотности электролита 1.2 г/см3 температура его замерзания составляет около -20°С.
Также необходимо подзарядить батарею, если плотность в разных банках отличается более чем на 0.02 г/см3. Оптимальной является зарядка батареи током, равным 0.05 от ее ёмкости. Для батареи с ёмкостью 55 Ач эта величина составляет 2.75 А. Чем меньше зарядный ток, тем глубже заряд. Однако не стоит впадать в крайность — при совсем низком токе батарея просто не «закипит», к тому же время зарядки будет несравнимо большим. Наоборот, при очень большом токе батарея «закипит» значительно быстрее, но при этом не успеет зарядиться на все 100%. Признаками окончания зарядки служит бурное выделение газа (т.н. «кипение») и неизменяющаяся на протяжении 1-2 часов плотность электролита.
Для ориентировочной оценки времени, требуемого на зарядку батареи, можно воспользоваться следующим алгоритмом.

Первоначально, используя график (рис.4) необходимо определить степень разряженности батареи, исходя из реальной плотности АКБ, замеренной ареометром. Далее по степени разряженности определяем потерянную ёмкость (или ёмкость, которую необходимо принять батарее).
Затем, выбрав величину зарядного тока, вычисляем ориентировочное время зарядки по формуле:

Тут следует отметить, что не вся энергия идет на повышение ёмкости. КПД процесса составляет 60-80%, остальное тратится на нагрев, а также связанные с этим электрохимические процессы. Потому реальное время увеличивается примерно в полтора раза от расчетного (что и учитывается коэффициентом «1.5» в формуле).

Нужно сказать, что использование данного алгоритма оправдано лишь для облегчения процедуры, но ни в коей мере не избавляет от контроля за ходом зарядки. Процесс заряда, а особенно его окончание Вам необходимо контролировать самому, дабы не прозевать начало бурного кипения.
Другой вариант — использование для этих целей автоматических зарядных устройств, отличающихся тем, что зарядка идет при постоянном напряжении, но автоматически изменяющемся в зависимости от степени заряженности батареи токе. При этом зарядное устройство перестает давать ток, если батарея полностью заряжена. Принцип, используемый в подобных устройствах аналогичен зарядке от генератора на автомобиле.
Для примера определим время зарядки батареи ёмкостью 55 Ач током в 5А, плотность которой составляет 1. 25 г/см3. Как видно из графика, при данной плотности батарея разряжена на 25%, что означает потерю ёмкости на величину

Таким образом, примерное время зарядки

Каждодневным способом зарядки батареи является ее заряд от бортовой сети автомобиля (естественно, при условии исправности последней). При данном способе, во первых, невозможен перезаряд, а во-вторых, происходит постоянное перемешивание электролита и наиболее полное его проникновение во внутренние слои активной массы.
Однако было бы ошибочным полагать, что заряд батареи начинается сразу же после пуска двигателя и продолжается все время, пока двигатель в работе. Исследования показывают, что батарея начинает принимать заряд только после прогрева электролита до положительной температуры, что при эксплуатации в зимних условиях происходит примерно через час после начала движения. Именно этим и опасен довольно распространенный, по крайней мере, в нашем автомобильном городе, способ эксплуатации транспортных средств. Холодный запуск зимой с получасовым движением до работы, и затем редкие непродолжительные поездки на протяжении рабочего дня не дают прогреться электролиту и, следовательно, зарядиться Вашей батарее. Тем самым разряженность АКБ увеличивается изо дня в день и в итоге может привести к печальному результату. Из этого следует, что зимой необходимо проверять состояние АКБ и своевременно подзаряжать ее регулярно
Физические процессы, происходящие при пуске двигателя, отличаются от процессов при разряде батареи потребителями. При пуске участвует не весь объем активной массы и электролита, а лишь та ее часть, которая находится на поверхности пластин и соприкасающийся с поверхностью пластин электролит. Поэтому, после неудачной попытки запустить двигатель, следует подождать некоторое время для того, чтобы электролит перемешался, плотность его выровнялась, он проник в поры активной массы. Нормальный запуск двигателя при однократном вращении стартера в течении 10с забирает ёмкость 300А х 10с = 3000 Ас = 0. 83 Ач, что составляет около 1.5% от ёмкости аккумулятора.
При медленном же разряде участвуют не только поверхностные слои активной массы, но и глубинные, потому и разряд происходит более глубокий. Однако это не означает, что стартерные режимы не так губительны для батареи — стартером точно также можно разрядить батарею до критической величины.
Каковы же признаки выхода из строя батареи? Батарея не заряжается, плотность низкая и не повышается в процессе заряда. Большой саморазряд — батарея зарядилась, но не держит заряд. Можно попытаться потренировать батарею, однако если произошло осыпание активной массы пластин, либо кристаллизация сульфата свинца, то это уже не исправить.
Вообще, освоить способ оценки степени возможной разрядки батареи от каких-либо действий (в том числе и осознанных) не составит большого труда. Необходимо усвоить несколько истин и запомнить несколько цифр.
Батарея начинает принимать заряд лишь только после прогрева электролита до положительной температуры (как вы понимаете, при температуре воздуха -20°С температура электролита в батарее хранящегося на свежем воздухе автомобиля будет примерно такой же. )
Коэффициент полезного действия процесса зарядки составляет примерно 50%.
Каждый автомобильный генератор характеризуется следующими показателями:
ток отдачи генератора при работе двигателя на холостом ходу.
ток отдачи генератора при работе двигателя на номинальных оборотах.
Для ВАЗовских автомобилей эти цифры имеют следующие значения:

Таблица 1
Модель автомобиля…………………..2101-2106……2108-2109……2110
ток отдачи на холостом ходу…………….16………………24…………..35
ток отдачи на номинальных оборотах 42……………….55…………..80

Как видно из таблицы, на последних моделях автомобилей Волжского автозавода устанавливаются генераторы, имеющие характеристики тока отдачи, в два раза превосходящие по величине характеристики генераторов первых моделей.

И наконец, примерное потребление энергии автомобильными потребителями:

Таблица 2
потребитель……….ток, А (приблизительно)
зажигание. …………….2
габариты……………….4
ближний свет…………9
дальний свет………..12
обогрев стекла……10-11
стеклоподьемник…20-30

вентилятор отопителя:
1-я скорость…………5-7
2-я скорость……….10-11
стеклоочистители…3-5
магнитола…………….5
ИТОГО……………….38-48

Таким образом, оставленные включенными габариты за три часа «съедят» 4А х 3ч= 12 Ач ёмкости батареи, что соответствует разряду приблизительно на 20%. Это не страшно для одного раза. Однако повторив это ещё раз, Вы уже рискуете не завести свою машину, особенно, если дело происходит зимой, т.к. разряд составит порядка 40% (тем более, что к тому же зимой батареи, как правило, эксплуатируются заряженными далеко не на 100%).
Аналогично можно прикинуть, что Вы имеете при продолжительной работе двигателя на холостом ходу. Как уже показано выше, ток отдачи генератора автомобиля ВАЗ-2108 на холостом ходу составляет 24А. Вычитаем из этой величины 2А, необходимые для обслуживания системы зажигания. Остается 22А. Используя таблицу 2, нетрудно прикинуть, что можно включать с тем, чтобы хоть немного досталось бы и аккумулятору (при этом помните про КПД зарядки, составляющий 50%).
Для владельцев иномарок с автоматической коробкой передач картина ещё более сложная. Обычно, стоя в пробке или на светофоре, Вы не переключаетесь на нейтраль, а давите ногой на тормоз. Это понижает обороты двигателя от стандартных 800-900 об./мин. до 600-700 об./мин., что, соответственно понизит ток, выдаваемый генератором, а стоп-сигналы добавят ещё пару ампер потребления тока. Да и обогрев заднего стекла у немцев, например, существенно мощнее, чем у отечественных автомобилей.
Следует знать, что зимние условия эксплуатации автомобиля в принципе очень тяжелы для аккумуляторной батареи. Наверняка будут полезны следующие данные. Результаты проводимых в ГДР исследований говорят о том, что при эксплуатации автомобиля в очень тяжелых условиях (испытания по так называемому режиму «город-зима-ночь») аккумулятор получает порядка 1Ач в час

3.

Терминология

Аккумуляторная батарея — один из основных элементов электрооборудования автомобиля, поскольку она накапливает и хранит электроэнергию, обеспечивает запуск двигателя в различных климатических условиях, а также питает электроприборы при неработающем двигателе.
Автомобильные свинцово-кислотные 12-вольтовые АКБ состоят из 6-ти последовательно соединенных элементов (банок), объединенных в общий корпус. Каждая банка имеет газоотвод, конструкции которого могут существенно отличаться.
Электролит представляет собой раствор серной кислоты в дистиллированной воде (для средней полосы России плотностью 1.27-1.28 г/см3 при t=+20°С). Кипение электролита — бурное выделение газа при электролитическом разложении воды с выделением кислорода и водорода. Это происходит во время заряда батареи.
Саморазряд — самопроизвольное снижение ёмкости АКБ при бездействии. Скорость саморазряда зависит от материала пластин, химических примесей в электролите, его плотности, от чистоты верхней части корпуса батареи и продолжительности ее эксплуатации.
Напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи без нагрузки (ЭДС — электродвижущая сила) должно находиться в пределах 12.6-12.9 В. Напряжение в бортовой сети автомобиля при работающем двигателе несколько выше, чем на клеммах АКБ, и должно находиться в пределах 14.0-14.2 В (0,2 В от крайних значений). Значение напряжения ниже 13.8 В ведет к недозаряду батареи, а выше 14.4В — к перезаряду, что одинаково пагубно сказывается на ее сроке службы.
Полярность аккумуляторной батареи — термин, определяющий расположение токосъемных выводов на ее корпусе. На зарубежных батареях полярность может быть прямой или обратной, т. е. ориентировка положительного и отрицательного выводов относительно корпуса может быть различной. По российскому стандарту (если смотреть со стороны выводов) отрицательный (-) должен располагаться справа, положительный (+) слева.
Емкость батареи — способность батареи принимать и отдавать энергию — измеряется в ампер-часах (Ач). Для оценки ёмкости батареи принята методика 20-ти часового разряда током 0. 05С20 (т.е. током, равным 5% от номинальной ёмкости). Т.е., если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75 А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда — 3А.
Данная характеристика определяет возможность питать потребителей в экстремальной ситуации (при отказе генератора). Характеризуется объемом активной массы.
Значение тока холодного старта при -18°С (по DIN) — Величина тока, которую батарея способна отдать при пуске двигателя при температуре -18°С. Наиболее важная характеристика, напрямую сказывающаяся на пуске двигателя. Ведь при -20°С ток, потребляемый стартером, составляет порядка 300А. (Для пуска в летнее время горячего двигателя этот же показатель равен 100-120А.) Значение стартового тока определяется конструкцией батареи, пластин, сепараторов. Сепараторы карманного типа без каких-либо других дополнений увеличивают напряжение батареи на 0.3В, одновременно улучшая стартовые характеристики. Чем ниже внутреннее сопротивление батареи, тем выше стартовый ток, тем надежнее пуск двигателя при низких температурах.
Резервная ёмкость — время, в течении которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями батарей после значения тока холодного старта.
Корпус современных АКБ изготавливается из пластмассы, в большинстве случаев полупрозрачной, позволяющей контролировать уровень электролита.
Необслуживаемые батареи. Сразу следует оговориться, что этот термин не должен пониматься буквально и восприниматься как руководство к бездействию. Это название говорит об улучшенных потребительских свойствах батареи. Необслуживаемые АКБ требуют долива воды не чаще одного раза в год при условии использования их на автомобилях с исправным электрооборудованием и среднегодовым пробегом 15-20 тыс. км. Встречаются конструкции, исключающие всякое вмешательство на всем протяжении срока службы, но они особенно критичны к состоянию автомобильного электрооборудования.
Большинство необслуживаемых батарей выпускаются заводами-изготовителями, залитыми электролитом. Так как эти батареи имеют значительно меньший саморазряд, они могут храниться от 6 месяцев до 1 года без подзаряда. Саморазряд новых необслуживаемых батарей за 12 месяцев может составить до 50% от номинальной ёмкости.

4. Маркировка АКБ

На современные аккумуляторные батареи наносится следующая маркировка:

Некоторые батареи имеют такую маркировку:

Несмотря на то, что после ёмкости стоит значение 280А, цифра, интересующая нас и показывающая ток холодного старта по принятому у нас стандарту DIN равна 255А.
Обозначения основных характеристик на батареях различных производителей отличаются друг от друга. Большинство европейских производителей и значительная их часть в Азии руководствуются промышленным стандартом Германии DIN 43539 часть 2, который оговаривает два основных параметра: ёмкость батареи, измеряемую в ампер-часах (Ач) при +25°С, и ток стартерного разряда в амперах (А) при -18°С.
Батареи американских производителей испытываются по требованию американского стандарта SAE J537g, который включен в международный стандарт BCI и также вводит два основных параметра: резервную ёмкость, измеряемую в минутах при +27°С, и ток холодной прокрутки — в амперах при -18С. Стандарт SAE не предусматривает измерение ёмкости батареи в ампер-часах.
Первый рассматривает способность батареи к длительным разрядам меньшими токами, второй — разряд большими токами, но за меньший отрезок времени.
Пересчет значения тока стартерного разряда по европейскому стандарту DIN в ток холодной прокрутки по американскому стандарту SAE может производиться с помощью экспериментальных коэффициентов. Для батарей ёмкостью до 90Ач используется коэффициент 1.7, т. е. ISAE = 1.7 IDIN. Для батарей ёмкостью от 90 до 200 Ач используется коэффициент 1.6, т. е. ISAE = 1.6 IDIN.
В настоящее время в Европе наряду с немецким стандартом DIN введен новый единый стандарт En — 60095-1/93.
Кроме того, на необслуживаемых батареях проставляется соответствующая надпись. Чаще всего на русском, английском или немецком языке (либо на языке производителя, как например, на испанских батареях «Tudor»).

5. Выбор и покупка АКБ

Убедитесь, что выбираемая батарея соответствует конструктивным особенностям вашего автомобиля (ёмкость, место установки, способ крепления, полярность, форма и размер токосъемных выводов). Специализированные торговые фирмы имеют каталоги всего ассортимента, в которых систематизирована информация о модификациях и технических характеристиках.
Нецелесообразно на автомобиль с устаревшей системой электрооборудования устанавливать батарею, исключающую долив воды. Это приведет к сокращению ее срока службы или отказу.
Емкость батареи не должна существенно отличаться от указанной заводом-изготовителем автомобиля. Несоблюдение этого условия приводит к резкому сокращению службы, как батареи, так и стартера.
Очень неплохо знать рекомендуемую величину пускового тока для Вашего автомобиля. На многих (японских) автомобилях устанавливаются стартёры с редуктором. Это позволяет существенно уменьшить величину пускового тока, а значит существенно продлить жизнь Вашего аккумулятора.
Внимательно изучите текст гарантийного талона. Обратите особое внимание на те разделы, где перечислены: случаи, исключающие гарантийное обслуживание; адреса гарантийных мастерских; условия эксплуатации.
Маркировка аккумулятора должна иметь ссылку на стандарт (DIN, SAE, En или другие). В маркировке по стандарту SAE не указывается значение ёмкости в ампер-часах (Ач). Указание ёмкости в Ач в стандарте SAE – косвенный признак подделки. Наиболее подвержены подделкам дорогие аккумуляторы известных фирм-изготовителей, поэтому приобретать их лучше в торговых фирмах, заслуживающих доверие.
Большинство фирм-изготовителей кодирует дату выпуска АКБ. Современные необслуживаемые батареи допускают достаточно длительное хранение без существенной потери своих потребительских свойств, поэтому дата изготовления менее актуальна. Предпочтительнее приобретать залитый качественным заводским электролитом аккумулятор. Он готов к работе, легко поддается проверке. Не залитый сухозаряженный аккумулятор требует дополнительного времени и затрат на подготовку к эксплуатации.
Не спешите отдать деньги! Вы вправе требовать проверки аккумулятора. Первым делом сдерите с него защитную упаковочную пленку, какой бы красивой она ни была, и убедитесь, что корпус не поврежден – такое случается довольно часто. Затем попросите продавца измерить плотность электролита – она не должна быть ниже номинальной более чем на 0,02 г/см3 и одинаковой во всех банках, что соответствует примерно 80-процентной заряженности батареи. Последнюю проверку следует провести с нагрузочной вилкой – ее вольтметр должен показать 12.5–12.9 В при отключенной нагрузке, а при включенной – не опускаться в течение 10 секунд ниже 11В.
В случае отклонения от этих значений, батарея может оказаться частично или полностью непригодной к эксплуатации.
Если вам отказывают в проверке аккумулятора, не могут подтвердить качество товара сертификатом, гарантийным талоном, то лучше отказаться от покупки.

6. Установка АКБ

Перед установкой батареи обязательно полностью удалите с нее полиэтиленовую пленку. Газоотводные отверстия должны быть открытыми. Обратите внимание на правильность подключения. Клеммы АКБ рекомендуется зачистить и после закрепления смазать Литолом-24. Это делается для предохранения контактов от попадания влаги и окисления места контактов. Особенно это касается силовых проводов с медными (а не свинцовыми) наконечниками.
Очень важно уделить внимание проводам. Клеммы необходимо зачистить не только со стороны аккумулятора, но и с другой стороны. Место, куда крепится массовый провод (-) надо тоже тщательно зачистить от краски, масла и прочей грязи. Контакт затянуть туго. Это же касается клеммы на стартёре. Невнимание к проводам и контактам может очень сильно «выйти боком» зимой на морозе.
Батарея должна стоять на своём месте жёстко. Болтание её в крепёжных элементах недопустимо. Дополнительная вибрация скажется на долговечности батареи. Замыкание и осыпание пластин в банках чаще всего происходят именно из-за вибрации.
Обратите внимание, что на многих автомобилях батарея стоит довольно близко к выпускному коллектору. То есть летом ей будет довольно жарко, а это для батареи очень плохо! На «правильных» машинах предусмотрена термоизоляция АКБ от двигателя.

7. Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию

Условия эксплуатации оказывают существенное влияние на срок службы аккумуляторной батареи. Частые запуски двигателя и поездки на короткие расстояния, неисправности электрооборудования (стартер, генератор, реле-регулятор), дополнительные потребители электроэнергии, несвоевременное обслуживание, ненадежное крепление батареи способны сильно сократить срок ее службы.
При продолжительном движении по трассе батарея может перезаряжаться (кипеть) — в городе с малыми пробегами и «пробками» она, как правило, разряжается (см. выше).
Генератор (при холостых оборотах двигателя) не обеспечивает работу большинства штатных потребителей, не говоря о дополнительных. Зимой ситуация усугубляется. К включенным габаритным огням, ближнему свету фар, стоп-сигналам, указателям поворота, аудиоаппаратуре добавляются обогрев заднего стекла и вентилятор отопителя. Ежедневный недозаряд батареи постепенно уменьшает ее ёмкость, что в итоге приводит к невозможности запуска двигателя стартером.
Отказ аккумуляторной батареи может быть вызван и током утечки в электрооборудовании автомобиля. Это происходит, когда при отключении всех потребителей один или часть из них остается включенным в электрическую цепь (неисправны выключатель или реле). Виновником может быть и сигнализация. После глубокого разряда АКБ может не восстановить свою первоначальную номинальную ёмкость. Батарея не сможет нормально работать, если для запуска двигателя требуется продолжительное включение стартера (неисправны системы питания, зажигания).

7.1. Обслуживание АКБ в процессе эксплуатации сводится к проверке и приведению в соответствие с требованиями: уровня и плотности электролита; чистоты и надежности крепления электрических соединений батареи с корпусом автомобиля, параметров электрооборудования, крепления батареи. Необходимо также следить за правильным натяжением ремня генератора, очищать и смазывать выводы и клеммы, содержать батарею в чистоте. Протирайте верхнюю поверхность водным раствором питьевой соды. Доведение плотности электролита до требуемой производится путем заряда батареи от стационарного зарядного устройства.
Значение зарядного тока в амперах (А) не должно превышать 1/10 ёмкости батареи (упрощенно).

7.2. Продление жизни новой батарее
Коротко об этом сказать трудно. В первую очередь, следует залить электролит, точно соответствующий не только климатической зоне, но и сезону эксплуатации. Если батарея будет работать только в теплое время года, то плотность электролита может быть 1.20 г/см3, а если до -15°С — 1.24 г/см3 и т.д. Такая точность, безусловно, снизит скорость сульфатации пластин, следовательно, увеличит долговечность батареи.
На срок службы АКБ значительно влияет средняя степень заряженности, которая зависит от исправности реле-регулятора. Необходимо, чтобы эта величина поддерживалась не ниже 75%.

справка:
Установлено, что отклонение регулируемого напряжения на 10…12% вверх или вниз от оптимального сокращает срок службы батареи в 2…2.5 раза.

Во-первых, отрегулируйте двигатель так, чтобы он легко заводился с пол-оборота. Это предохранит АКБ от глубокого разряда. При пуске двигателя стартером через аккумуляторную батарею проходит ток в несколько сот Ампер, что не способствует ее долговечности. Поэтому, чем легче пуск двигателя, тем лучше для АКБ: она прослужит дольше.

справка:
Сокращение времени работы стартера вдвое при шести-восьми ежедневных пусках повышает срок службы аккумуляторной батареи приблизительно в 1.5 раза.

Во-вторых, отрегулируйте при необходимости реле-регулятор, чтобы напряжение было в пределах 13.8…14.4В. Это одно из важнейших условий. В-третьих, никогда не позволяйте снизиться уровню электролита в банках ниже требуемого.

справка:
Несвоевременная доливка в аккумуляторы дистиллированной воды может снизить срок службы батареи на 30%.

Эти простые советы, продлят жизнь АКБ.

Кроме этого, специалисты советуют при наличии зарядного устройства при любой возможности (например, на ночь) ставить аккумуляторную батарею на подзарядку малым током — около 1…2А. Для этого можно АКБ не снимать с автомобиля. Только эта операция, если ее проделывать регулярно, не реже одного раза в месяц, увеличивает срок службы батареи, по крайней мере, на год.

7.3. Зарядка аккумулятора зарядным устройством
Ну а теперь как заряжать? Зарядные устройства бывают с ручной и автоматической регулировкой (Орион PW-270, Орион PW-320) или автоматические (все остальные зарядные устройства Орион). Перед зарядкой необходимо открыть все газовые каналы: вывернуть пробки, снять крышки банок.
При зарядке важны три параметра: напряжение, ток зарядки и время. Когда аккумулятор частично процентов на 25 разряжен, то начальный ток заряда при включении выпрямителя может резко скакнуть вверх. Отрегулируйте его на зарядный ток около 1/10 ёмкости аккумулятора или меньше (это общепринятое правило заряда кислотных батарей). Т.е., если у Вас батарея имеет маркировку 55Ah — выставляем ток около 5.5А.
Если необходимо зарядить батарею в кратчайшее время, можно выставить и больший ток. В соответствии с законом Вудбриджа который гласит: сила зарядного тока (в амперах) не должна превышать величину заряда (в ампер-часах), недостающего до полной ёмкости акуммулятора. При этом зарядное устройство должно автоматически снижать ток при повышении напряжения или выключаться при достижении порогового напряжения на батарее. В противном случае (если ЗУ этого не делает) необходимо непрерывно контролировать зарядный ток и напряжение в ручную.
Далее в процессе зарядки напряжение будет расти, а ток уменьшаться. Считается, если ток не уменьшается в течение последних 2-3 часов, то аккумулятор заряжен. Важно помнить, что нельзя вести заряд большим током более 25 часов. Электролит сильно нагреется и выкипит, пластины от нагрева может повести и они замкнут друг на друга. Обычно нормальное время полного заряда около 15 часов.
Иногда необходимо выровнять плотность небольшим током. Например, если плотность электролита в разных банках 1.23, 1.25. Включив зарядное устройство, устанавливаем ток зарядки порядка 1-2А. Данное значение у разных АКБ- разное и зависит от многих факторов: конструкции, пассивационного материала пластин, состояния батареи и т.д. Время такой зарядки до двух суток. Особенно это необходимо делать после того, как аккумулятор разряжен в ноль бесплодными попытками завести двигатель. При чём, делать это надо сразу, пока не началась сульфатация пластин.
Батареи, исключающие долив воды, должны заряжаться только устройствами с автоматическим поддержанием зарядного напряжения. Несоблюдение этого условия приведет к снижению их срока службы. Конкретные требования по режиму заряда, эксплуатации и обслуживанию должны быть изложены в инструкции или гарантийном талоне, прилагаемом к батареям.
В настоящее время разные производители обозначают разное напряжение окончания заряда. Как правило, оно составляет от 15 до 16В (для батарей устаревших конструкций, с применением в качестве пассивирующего материала сурьмы — меньше). На самом деле, порог ограничения напряжения автоматического зарядного устройства 15 или 16 вольт (для батареи с прописанными, для полного заряда, 16ю вольтами, например Varta) влияет только на время заряда последних 2-4% емкости.
Для доведения уровня электролита до нормы недопустимо использовать электролит! В аккумуляторную батарею доливают только дистиллированную воду. Не используйте воду сомнительного происхождения. При частом выкипании проверьте электрооборудование автомобиля.
Необходимо знать, что при сильном снижении уровня электролита внутри корпуса аккумулятора может образоваться опасная концентрация газовой смеси. Чтобы исключить вероятность взрыва, нельзя подносить к батарее открытое пламя (даже сигарету) и допускать искрение электроконтактов. Системы газоотвода некоторых современных батарей более взрывобезопасны. В средней полосе России АКБ не требуют корректировки плотности электролита при смене сезонов.
Перед зимней эксплуатацией автомобиля сделайте обслуживание не только аккумуляторной батареи (см. выше), но и систем, влияющих на запуск двигателя. Обязательно залейте моторное масло, соответствующее сезону. Для облегчения запуска двигателя в сильные морозы занесите батарею на несколько часов в теплое помещение.
Перед длительной зимней стоянкой также обслужите батарею, но не храните ее в теплом помещении, а оставьте на автомобиле со снятыми клеммами. Чем ниже температура, тем меньше скорость ее саморазряда.
Недопустимо оставлять на морозе разряженную батарею. Электролит низкой плотности замерзнет, и кристаллы льда приведут ее в негодность. Плотность электролита разряженного аккумулятора может снизиться до 1,09 г/см3, что приведет к его замерзанию уже при температуре -7°С. Для сравнения – электролит плотностью 1.28 г/см3 замерзает при t=-65°С.
Опрокидывание аккумуляторной батареи и слив электролита могут привести к замыканию пластин и выходу ее из строя.
Для борьбы с паразитными токами утечки введите себе привычку вытирать корпус батареи насухо от всякой нечисти. Если совсем в лом, то хотя бы делайте чистый круг вокруг плюсовой клеммы, чтобы разорвать паразитные электрические связи. Ну, а если Вы любите свою машину, то разведите немного соды в воде и протрите всю поверхность корпуса батареи и вытрете ее насухо. Все тряпки, которые прикасались к аккумулятору выбросить немедленно! А заодно проверите крепление батареи, уровень электролита и его плотность. Времени это займёт минут 10-15, а сэкономить может часы и кучу нервов.

8. Особенности эксплуатации АКБ в зимний период

Перво-наперво замерим плотность электролита во всех банках без исключения. Норма 1.27-1.28 г/см3. У Вас далеко не так? Значит, снимаем батарею и ставим на зарядку. И это однозначно! Ни в коем случае не пытаемся повысить плотность электролита добавлением концентрированной кислоты, какая бы низкая не была его плотность. Желаемого же результата — повышения ёмкости батареи при этом не произойдет.
Далее. Обязательно провести ревизию всех силовых проводов, клемм и контактов. Клеммы зачистить мелкой шкуркой. Контакты на АКБ тоже зачистить и затянуть. Можно затем смазать литолом, чтобы к контактам не попадала влага. С другой стороны силовых проводов так же провести ревизию контактов.

8.1. Прикуривание от другого автомобиля
Для российских автовладельцев нормальная ситуация, когда сосед просит «прикурить» его аккумулятор. Для этой нехитрой процедуры помимо автомобиля с заряженным аккумулятором, необходимы ещё и правильные провода. Не забываем, что по этим проводам у нас потечёт около 200 ампер!

На что нужно обратить внимание при покупке:
1. Толщина жилы медного провода. Сняв изоляцию с крокодила (зажима) можно увидеть саму жилу. Чем толще, тем лучше. Не обращайте внимание на толщину кабеля. Главное проводник тока, а не толщина изоляции.
2. Надежность крепления жилы к крокодилу провода прикуривателя. Медная жила д.б. облужена, затем обжата и припаяна. Если эти условия соблюдены, то потерь в месте соединения будет меньше. Все стартовые провода Орион 100% паяются.
3. Изоляция. Лучший вариант — морозоустойчивая резина или силикон. Зимой такие провода остануться эластичными.
4. Длинна проводов. Провода по длинне нужно выбирать не длинее, чем нужно.
5. Крокодилы (зажимы). При покупке обращайте внимание на толщину стали из которой они сделаны и силу пружины, а не габаритные размеры.
Чтобы не навредить сложным электронным системам вашей собственной машины, эта, казалось бы, элементарная процедура требует соблюдения строгой последовательности действий.
1. Соедините красный кабель с клеммой (+) на заряженном аккумуляторе.
2. Соедините другой конец красного кабеля с клеммой (+) на «севшем» аккумуляторе.
3. Соедините черный кабель с клеммой (-) на заряженном аккумуляторе.
4. Соедините другой конец черного кабеля с чистой точкой заземления на блоке двигателя или на шасси, главное — подальше от аккумулятора, карбюратора, топливных шлангов и т. п. В момент подсоединения будьте готовы к небольшой искре.
5. Следите, чтобы оба кабеля не касались движущихся деталей.
6. Попробуйте запустить автомобиль с «севшим» аккумулятором. Если двигатель не заведется, подождите несколько минут и повторите попытку. Если же заведется, дайте ему поработать несколько минут в таком положении. Если не заведется повторите попытку через 2-3 минуты.
7. При отсоединении кабеля следуйте описанной выше процедуре в обратной последовательности.

8.2 Запуск машины при помощи предпускового зарядного устройства Вымпел. Подключаете устройство, выставляете максимальный ток 18А, оживляете акумулятор в течении 10-15 мин. Затем не отключая зарядного устройства пробуете завести. Если не получилось повторяете попытку заново.

9. Особенности эксплуатации АКБ в летний период

Не удивляйтесь, если однажды вам будет трудно или вообще не завести машину в жаркую погоду. Теплое время года — такое же испытание, как и холод. Тепло ускоряет химические процессы. Неисправности и дефекты электрической системы автомобиля или аккумулятора незамедлительно скажутся на состоянии батареи. Но, скорее всего, узнаете вы об этом в самый неподходящий момент. Например, ночью во время дождя, когда придется включить освещение, вентиляцию и стеклоочистители. Поэтому не расслабляйтесь. Лето — самый подходящий период для покупки нового аккумулятора.
Летом автомобилист не сразу заметит, что в аккумуляторе плотность электролита и его уровень в банках недостаточные. Но чем выше температура окружающей среды, тем активнее электрохимические процессы. В результате электролиза кислород вступает во взаимодействие с пластинами, а ставший свободным водород испаряется. Таким образом, из электролита исчезает вода. Как только уровень раствора оказывается ниже уровня пластин, начинается сульфатация пластин (сульфат свинца растворяется в электролите, а затем оседает на поверхности пластин уже в виде крупных нерастворимых кристаллов и происходит изоляция пластин от электролита). Емкость батареи уменьшается. Электрохимические реакции останавливаются. Аккумулятор выходит из строя.
Имейте в виду, что во время длительного хранения аккумулятора происходит саморазряд (снижение ёмкости). Оставлять батарею в разряженном состоянии не рекомендуется: в этом случае вода испаряется, и открываются пластины. А дальше все, как описано выше.
Саморазряд увеличивается от высокой температуры, грязи и электролита (воды) на крышке батареи. Еще одна причина возникновения паразитных токов — неодинаковая плотность электролита в разных банках и на разных уровнях. Это может произойти после доливки большого количества воды. Чтобы избежать неприятностей, зарядите аккумулятор или проедьте на машине, чтобы плотность раствора сравнялась. Есть еще один совет: доливайте дистиллированную воду в аккумулятор при работающем двигателе. Это обеспечит ее перемешивание с кислотой.
Ускорение электролиза способствует уплотнению активной массы. Этой “болезнью” страдают отрицательные пластины, активная масса которых во время эксплуатации постепенно уплотняется, а ее пористость уменьшается. Доступ электролита внутрь отрицательных пластин затрудняется, что снижает ёмкость батареи. К тому же уплотнение активной массы может сопровождаться образованием трещин и отслаиванием.
Пластины коробятся при увеличении силы зарядного тока, при коротком замыкании, понижении уровня электролита, частом и продолжительном включении стартера, когда батарея нагружается разрядным током большой силы. Чаще короблению подвержены положительные пластины, при этом в их активной массе образуются трещины, и она (активная масса) начинает выпадать из решеток.
Причиной выпадения активной массы из решеток пластин может стать длительная перезарядка, плохое крепление пластин, вибрация и т.д. Осыпающийся активный слой в конце-концов замыкает пластины, сокращает мощность и срок службы. В современных аккумуляторах пластины помещаются в конверт-сепараторы; осадок выпадает, но короткого замыкания удается избежать.
Летом вентиляционные отверстия забиваются пылью. Чтобы батарея не лопнула и не взорвалась следите за чистотой аккумулятора. Пробки заливных отверстий должны быть плотно закрыты.

Как сохранить свой аккумулятор летом?
Во-первых, следите за уровнем электролита и регулярно доливайте дистиллированную воду. Во-вторых, не оставляйте батарею незаряженной. В-третьих, следите за чистотой корпуса. В-четвертых, следите за состоянием электрической системы автомобиля. Неисправный стартер и генератор совершенно незаметно “подготовят” батарею к зиме и с первыми морозами она откажет.
Если вы планируете заменить аккумулятор, лучше не ждать до осени. В сезон выбор значительно меньше, цены выше, а желающих больше. В любом случае потребуется помощь подготовленного продавца-консультанта. Летом он сможет больше уделить вам времени.

10. Вопросы безопасности

Помните, что опасность возгорания кислорода и водорода, выделяющихся во время зарядки (а также после ее завершения), вполне реальна.
Хотя большинство серьезных производителей оборудуют крышки аккумуляторов ограничителями пламени, призванными предотвратить его попадание внутрь аккумулятора, подобная вероятность по-прежнему сохраняется.
Помните также, что искра возникает не только при отсоединении клеммы. Статического электричества от синтетической одежды может оказаться достаточно, чтобы вызвать взрыв.
Взрыв аккумулятора можно сравнить по мощности с выстрелом из ружья калибра 12мм. Результат представляет собой жуткое зрелище, и происходит это чаще, чем вы можете себе представить. При том, что взрыв, вероятно, не будет смертельным, он может серьезно травмировать вас, особенно лицо, так как осколки пластика разлетаются во все стороны. Поэтому всегда следует быть в защитных очках.
Если вдруг позарез понадобилось отсоединить аккумулятор на машине с работающим мотором (лучше, конечно, не подвергать свой автомобиль таким испытаниям), прежде надо включить как можно больше потребителей электроэнергии: печку, фары, противотуманки, «дворники». Если этого не сделать, то может сгореть регулятор напряжения, а следом откажет электрооборудование и в том числе — системы управления двигателем. А для начала загляните в инструкции: позволяет ли она вообще производить такую операцию. Ведь на автомобилях некоторых марок, напичканных современной аппаратурой, любое отключение аккумулятора выводит из строя сложные электронные системы.

11. Хранение аккумуляторной батареи

1.снимите аккумулятор с машины (оставьте на машине со снятыми клеммами), очистите от грязи, полностью зарядите.
2.при отсутствии возможности подзарядки во время хранения АКБ можно рекомендовать следующий способ. Электролит в аккумуляторе необходимо заменить 5-процентным раствором борной кислоты. Перед заменой электролита АКБ полностью заряжают, а затем сливают электролит в течение 15 минут. Затем ее сразу же промывают дважды дистиллированной водой, выдерживая воду по 20 минут. После промывки наливают раствор борной кислоты, заворачивают пробки с открытыми вентиляционными отверстиями, вытирают батарею и ставят на хранение. Саморазряд аккумуляторов с раствором борной кислоты практически отсутствует.

Справка
Для приготовления 5-процентного раствора борной кислоты необходимо в 1 литре дистиллированной воды, нагретой до 50. ..60°С, растворить 50г борной кислоты. Раствор заливают в аккумуляторы при температуре 20…30°С.

Хранить батарею надо при температуре не ниже 0°С, поскольку заливаемый 5-процентный раствор борной кислоты может замерзнуть. А для ввода такой батареи в действие из нее выливают раствор борной кислоты в течение 15…20 минут и сразу же заливают сернокислый электролит плотностью 1.38…1.40 г/см3 для нашей зоны. После 40-минутной пропитки пластин электролитом АКБ можно устанавливать на автомобиль, если плотность электролита не уменьшилась ниже 1.24…1.25 г/см3. Если она стала ниже, следует откорректировать плотность отбором слабого раствора и добавлением электролита плотностью 1.40 г/см

12.

Приложения12.1. Реанимация аккумулятора
Реанимация аккумулятора. Старый фирменный аккумулятор может послужить еще, если его правильно восстановить! Итак, начнём. Имеем на руках убитый или почти убитый аккумулятор.
Нам понадобятся некоторые материалы и инструменты:
1) Свежий электролит (номинальной + желательно повышенной плотности)
2) Дистиллированная вода.
3) Измеритель плотности электролита (ареометр). Например ареометр производства НПП «Орион CПб»

4) Зарядное устройство, способное обеспечить малые (0.05-0.4А) токи зарядки.
5) Маленькая клизма (простите, надо!) и пипетка для наливных целей.
6) Нагрузочная вилка. НПП «Орион СПб» производит 4 модели: от простых и дешевых НВ-01, НВ-02, до профессиональных НВ-03, НВ-04.

Для начала определимся с возможными неисправностями:
1) Засульфатированность пластин — ёмкость аккумулятора падает почти до нуля.
2) Разрушение угольных пластин — при зарядке электролит становится черным.
3) Замыкание пластин — электролит в одной из секций аккумулятора выкипает, секция греется. (Тяжелый случай, но иногда небезнадежный)
4) Перемёрзший аккумулятор — распухшие бока, электролит при заряде сразу вскипает (многочисленные замыкания пластин) — тут уж ничем не помочь, аминь, упокой Господь его душу!

Начнем с конца списка. (п.3) При замыкании пластин ни в коем случае не пытайтесь его заряжать! Начинаем промывку дистиллированной водой. Не бойтесь переворачивать и трясти аккумулятор, хуже уже не будет. Промывайте его до тех пор, пока не перестанет вымываться угольная крошка (надеюсь, этот момент наступит, иначе прекратите этот мазохизм). При промывке часто замыкание пластин устраняется, и мы переходим от пункта (3) к пункту (2). После промывки и вытряхивания всякого мусора из недр аккумулятора приступаем к пункту (1), а именно к устранению отложений солей на пластинах аккумулятора. Следуйте инструкциям к присадке. Мой опыт может отличаться от того, что вы прочтёте в инструкции. Далее я делаю так:
1) Заливаем аккумулятор электролитом номинальной плотности (1.28 г/см3).
2) Добавляем присадку, исходя из объёма аккумулятора (см. инструкцию)
3) Даём электролиту выдавить воздух из секций, а присадке — раствориться в течении 48 часов (!), при необходимости доливаем электролит до номинального уровня. Кстати, присадку можно растворить в электролите до заливки в аккумулятор, если, конечно, она хорошо растворяется.
4) Подключаем зарядное устройство (не забудьте снять пробки!). НО МЫ НЕ БУДЕМ ЕГО ЗАРЯЖАТЬ! НЕ СЕЙЧАС! Сначала мы будем гонять его по циклу «зарядка-разрядка», иначе «тренировка», то есть заряжать и разряжать его, пока не восстановится нормальная ёмкость. Выставляем ток зарядки в районе 0.1- 0.2 А и следим за напряжением на клеммах. Не давайте электролиту кипеть или нагреться! Если необходимо, уменьшите зарядный ток, пузырьки газа и перегрев разрушают аккумулятор! Заряжайте, пока напряжение на клеммах аккумулятора не достигнет 2.3 — 2.4В на каждую секцию, т.е. для 12-вольтового аккумулятора — 13.8-14.4 В.
5) Уменьшаем зарядный ток вдвое и продолжаем зарядку. Зарядку аккумулятора прекращаем, если в течении 2 часов плотность электролита и напряжение на клеммах остаются неизменными.
6) Доводим плотность до номинальной доливкой электролита повышенной плотности (1. 4) или дистиллированной воды.
7) Разряжаем аккумулятор через лампочку током примерно в 0.5А до падения напряжения на клеммах до 1.7В на элемент. Для 12-вольтового аккумулятора эта величина составит 10.2В, для 6-вольтового 5.1 соответственно. Из имеющихся величин тока разряда и времени разряда вычисляем ёмкость нашего аккумулятора. Если она ниже номинальной (4 ампер-часа), то:
Повторяем цикл заряда с начала до тех пор, пока ёмкость аккумулятора не приблизится к номинальной.
9) Добавляем в электролит ещё немного присадки и закрываем отверстия аккумулятора. ВСЁ!!! Мы имеем на руках рабочий аккумулятор, который, иногда способен проработать дольше китайского!

Дальше обращаемся с аккумулятором, как положено.

12.2. Ещё несколько способов, основанных на использовании электрического тока.

Способ первый — простой. Электролит заменить дистиллированной водой и зарядить аккумулятор или батарею очень небольшим (примерно 0.01 ёмкости) током. При этом в банках степень сульфатации снижается и образуется электролит, который заменять не нужно. После двух часов зарядки ее прекращают на такое же время. А затем снова повторяют.
Доказано, что после одного-трех таких циклов степень сульфатации резко снижается.

Второй способ — наиболее трудоемкий, но в безвыходном положении его тоже можно применить. Он химический, включает следующие операции: заряд батареи в течение 2…3 часов, слив электролита из банок, двух-трехкратная их промывка дистиллированной водой, заправка 2.5-процентным (25 г на 1 л) раствором питьевой соды и выдержка в течение 2…3 часов, слив раствора, заправка 2…3-процентным раствором повареной соли, заряд батареи в течение 1ч, слив раствора, промывка 4-процентным раствором питьевой соды, полный (из расчета 150-процентной ёмкости) заряд батареи, третья промывка банок, заправка их электролитом, полный (150-процентной ёмкости) заряд батареи.

Разрядка при высоких и низких температурах — Battery University

Изучите ограничения при эксплуатации аккумулятора при неблагоприятных температурах и узнайте, как минимизировать последствия.

Как и люди, батареи лучше всего работают при комнатной температуре. Нагрев разряженной батареи мобильного телефона или фонарика в джинсах может обеспечить дополнительное время работы из-за улучшенной электрохимической реакции. Вероятно, это также причина, по которой производители предпочитают устанавливать батареи при температуре 27 ° C (80 ° F).Эксплуатация аккумулятора при повышенных температурах улучшает характеристики, но длительное воздействие сокращает срок его службы.

Как известно всем водителям в холодных странах, теплый аккумулятор проворачивает двигатель автомобиля лучше, чем холодный. Низкая температура увеличивает внутреннее сопротивление и снижает емкость. Батарея, которая обеспечивает 100-процентную емкость при 27 ° C (80 ° F), обычно обеспечивает только 50 процентов при –18 ° C (0 ° F). Кратковременное уменьшение емкости зависит от химического состава батареи.

Сухой твердой полимерной батарее требуется температура 60–100 ° C (140–212 ° F), чтобы способствовать потоку ионов и стать проводящим. Этот тип батарей нашел свою нишу на рынке стационарных источников питания в жарком климате, где тепло служит катализатором, а не недостатком. Встроенные нагревательные элементы постоянно поддерживают работоспособность аккумулятора. Высокая стоимость батареи и соображения безопасности ограничили применение этой системы. Более распространенный литий-полимерный использует гелеобразный электролит для повышения проводимости.

Все батареи достигают оптимального срока службы при температуре 20 ° C (68 ° F) или немного ниже. Если, например, батарея работает при температуре 30 ° C (86 ° F) вместо более умеренной более низкой комнатной температуры, срок службы батареи сокращается на 20 процентов.При 40 ° C (104 ° F) потери возрастают до колоссальных 40 процентов, а при зарядке и разряде при 45 ° C (113 ° F) срок службы составляет лишь половину того, что можно ожидать при использовании при 20 °. С (68 ° F). (См. Также BU-808: Как продлить срок службы литиевых батарей.)

Производительность всех батарей резко падает при низких температурах; однако повышенное внутреннее сопротивление вызовет некоторый эффект потепления из-за потери эффективности, вызванной падением напряжения при подаче тока нагрузки. При –20 ° C (–4 ° F) производительность большинства батарей составляет около 50 процентов.Хотя NiCd может опускаться до –40 ° C (–40 ° F), допустимая разрядка составляет всего 0,2 ° C (5-часовой режим). Specialty Li-ion может работать при температуре –40 ° C, но только при пониженной скорости разряда; о зарядке при такой температуре не может быть и речи. При использовании свинцово-кислотного электролита существует опасность замерзания электролита, что может привести к трещине корпуса. Свинцовая кислота замерзает быстрее при небольшом заряде, когда удельный вес больше похож на воду, чем при полном заряде.

На рисунке 1 показано напряжение разряда литий-ионного аккумулятора 18650 при различных температурах.Разряд 3А элемента 2,8 Ач соответствует уровню заряда 1,07 ° С. Пониженная емкость при низкой температуре применяется только в том случае, если ячейка находится в этом состоянии и восстанавливается при комнатной температуре.

Рис. 1. Напряжение разряда литий-ионного элемента 18650 при 3 А и различных температурах.
Тип элемента: Panasonic NRC18650PD, номинал 2,8 Ач, LiNiCoAlO2 (NCA)
^{Источник: Technische Universität München (TUM)}

Соответствующие элементы с одинаковой емкостью играют важную роль при разрядке при низкой температуре и под большой нагрузкой.Поскольку элементы в аккумуляторном блоке никогда не могут быть идеально согласованы, отрицательный потенциал напряжения может возникнуть на более слабом элементе в многоэлементном блоке, если позволить разряду продолжаться за пределами безопасной точки отсечки. Известный как инверсия ячейки, слабая ячейка подвергается стрессу до такой степени, что возникает постоянное короткое замыкание. Чем больше количество ячеек, тем больше вероятность обратного обращения ячеек под нагрузкой. Чрезмерная разрядка при низкой температуре и большой нагрузке в значительной степени способствует выходу из строя аккумуляторных батарей аккумуляторных электроинструментов.(См. BU-803a: Сопоставление и балансировка ячеек.)

Дальность движения электромобиля между зарядами рассчитывается при температуре окружающей среды. Водители электромобилей осведомлены о том, что низкие температуры сокращают доступный пробег. Эти потери вызваны не только электрическим нагревом кабины, но и естественным замедлением электрохимической реакции аккумулятора, что снижает емкость в холодном состоянии.

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта.Battery University отслеживает комментарии и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык и избегать спама и дискриминации.

Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, воспользуйтесь формой «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected] Нам нравится получать от вас известия, но мы не можем ответить на все запросы. Мы рекомендуем размещать свой вопрос в разделах комментариев, чтобы Battery University Group (BUG) могла поделиться им.

Комментарии (62)

31 октября 2011 г., 13:12

гохр тогда написал:

7 февраля 2012 г. в 10:43

Аллен Норманд написал:

Ищем аккумуляторные батареи для запуска двигателей, которые будут использоваться в районе Дубая, где температура окружающей среды может достигать 52 ° C, а в машинном отделении — 60 ° C. 24 В постоянного тока), и нам приходится менять его примерно раз в год..
Есть предложения?
Гелевые клетки?
годовое собрание акционеров?
Новые технологии ??

7 августа 2012 г. в 3:29

Мехмет ТЮРКЕР написал:

Можно ли использовать литий-ионный аккумулятор 18650 при -40С? Спасибо за информацию.

24 августа 2012 г. в 2:52

Stijn написал:

Какова максимальная температура перед необратимым повреждением клетки липомешка?

30 августа 2012 г., 4:12

Еня писала:

Я хочу выбрать аккумулятор для велосипедных фонарей.На велосипеде катаюсь и зимой (допустим до -12 градусов по Цельсию). Какой тип батареи можно использовать? Мне не нужна полная емкость при такой температуре, потому что зимой я катаюсь на велосипеде только в поездках, а не в длительные поездки, но я не хотел бы повредить аккумулятор при такой температуре.

Я нашел статьи о том, что Li-Pol может быть поврежден при низких температурах. Как насчет LiFePo или других? Я бы предпочел не носить на велосипеде свинцово-кислотный аккумулятор

12 октября 2012 г. в 5:46

Аюш Суганди написал:

17 ноября 2012 г., 16:24

BackBlast написал:

Простой способ решить проблему с велосипедным фонарем в холодную погоду — это держать его при себе или в кармане до тех пор, пока он вам не понадобится.Ячейка (и) будет намного выше, чем окружающая среда, и у вас не будет проблем в короткой поездке. Светильники с высокой выходной мощностью будут генерировать достаточно внутреннего тепла, чтобы впоследствии его компенсировать, в зависимости от потребляемой мощности, эффективности, воздушного потока и т. Д.

Я считаю, что повреждение может произойти, если вы разряжаете слишком быстро при низких температурах или пытаетесь зарядить при низких температурах с любым литиевым вариантом.

Я использую LSD NiMH, а в последнее время LiFePO4 для своих велосипедных фонарей, хотя я никогда не езжу при -12C. До сих пор я был относительно доволен низкотемпературными характеристиками NiMH. Особенно с новейшими клетками при малом количестве циклов.

10 февраля 2013 г., 13:54

relyt написал:

Может ли кто-нибудь использовать это как научный проект?

3 марта 2013 г., 14:43

EDGAR PARRADO написал:

Может ли новый литий-ионный аккумулятор разрядиться (выйти из строя) при транспортировке по воздуху с низкой температурой в грузовом отсеке?

28 марта 2013 г., 23:10

Виктор написал:

ну при 27 ° С литий-ионный аккумулятор имеет максимальную производительность?

4 августа 2013 г., 14:49

Субутай написал:

какой макс.рабочая температура для литий-ионного элемента 18650

50 С? / 80 C или любой?

22 октября 2013 г., 17:51

СЫН написал:

Что лучше? Случай 1 или Случай 2
Случай 1. Батареи должны быть рассчитаны на минимальную температуру окружающей среды в пять градусов. C для разрядки.
Случай 2. Батареи должны быть рассчитаны на минимальную температуру окружающей среды двадцать пять градусов. C для разрядки.

Заранее спасибо.

8 января 2014 г., 21:28

шайм написал:

Мне нужно химическое название

, в котором химическая реакция с медью приводит к разрядке вольфрамовой нити или утечке щелочных батарей.

25 января 2014 г. в 2:12

Сара написала:

какая связь между температурой аккумулятора и напряжением? Я имею в виду уравнение.

13 мая 2014 г., 22:50

Мохаммед Назир написал:

Я хочу знать название химического вещества, которым можно наносить покрытие на медь, и химического вещества с покрытием, которое сокращает срок службы батареи или может разряжать напряжение. Может ли кто-нибудь помочь мне узнать о продукте

31 мая 2014 г., 00:23

kunnal kumaar написал:

Я хочу знать название химического вещества, которым можно наносить покрытие на медь, и химического вещества с покрытием, которое сокращает срок службы батареи или может разрядить напряжение…. друзья отвечают.

19 августа 2014 г., 3:57

nagaraju написал:

, в котором химическая реакция с медью приводит к разрядке вольфрамовой нити

18 октября 2014 г. в 11:23

Dan78 написал:

Независимо от диапазона, какова может быть минимальная рабочая температура для литий-ионного электромобиля. Температура замерзания аккумулятора.

Спасибо!

18 ноября 2014 г. в 5:23

jakub написал:

Здравствуйте,
почему у литий-ионных аккумуляторов наблюдается значительное падение напряжения, когда они начинают разряжаться при низкой температуре? Э.грамм. Он есть в NCR18650B, а также в некоторых батареях от Saft, которые я тестирую

15 декабря 2014 г., 22:13

Махди написал:

Привет,
Я купил герметичные кислотные батареи с внутренним сопротивлением 0,300 Ом (измерено при 15 градусах Цельсия). Это хорошо сделано?

25 октября 2015 г. в 11:41

Халил написал:

15 ноября 2015 г. в 11:30

Стюарт написал:

Кто-нибудь знает, где я могу получить литиевую батарею, которую я могу использовать для тестирования продукта для гольфа — мне нужно получить его в ОАЭ, так как я не могу путешествовать с теми, которые у меня есть — Напряжение 46,8 В = конфигурация 13S

13S BMS с постоянным разрядом около 68 А

Ячейка US 18650 VTC 5 с 2500 Ач (ячейка для электроинструмента)

Держатель кюветы

Так как у нас не будет времени на изготовление держателя для кювет, мы можем использовать прилагаемый Zeichnung Art.19139.

Для тестирования я бы рекомендовал следующую конфигурацию:

13S6P US18650VTC5

16,8 Ач 730,08 Втч

или

13S8P US18650VTC5

20,0 Ач 1460,16 Втч

1 июня 2016 г. в 9:30

КРР написал:

Есть ли шанс, что батарейка будет работать при более низкой температуре, скажем -20 по Цельсию?

10 июня 2016 г., 7:34

Nehmo Sergheyev написал:

«Производительность всех батарей резко падает при низких температурах; однако повышенное внутреннее сопротивление вызовет некоторый согревающий эффект.
Отрывок вводит в заблуждение. Само по себе более высокое внутреннее сопротивление не влияет на температуру. Более высокое сопротивление при том же напряжении означает меньший ток. Таким образом, меньше мощности рассеивается в виде тепла.
Автор вроде хочет сказать, что аккумулятор при использовании нагревается.

26 июля 2016 г. в 9:42

Джек Макнамара написал:

При работе со свинцово-кислотными или гелевыми батареями мы использовали оборудование, рассчитанное на температуру от 32F до 120F при типичной работе 70F.. Можно ли узнать разницу в емкости батареи между этими диапазонами. Эти диапазоны типичны для большинства электронного оборудования, если оно специально не предназначено для экстремальных температур.

4 августа 2016 г., 22:17

Сандип Сингх Сенгар написал:

У меня такая же проблема с низкой температурой аккумулятора, и мой телефон не заряжался. Я все время пробовал, а потом пошел в магазин, чтобы заменить батарею или проверить другие неисправности. Отремонтированный человек вынул аккумулятор, и на контакте аккумулятора было только одно пятно, он очистил это место булавкой. тогда мой мобильный телефон lenovo работал отлично. Так что вы можете просто попробовать это !!

8 августа 2016 г., 14:13

Allan Feinstein написал:

Большой проблемой в наших краях является то, что положить ваш автоматический дистанционный открыватель (Prius) в морозильную камеру — хорошая идея. Мысль состоит в том, чтобы защитить себя от усилителя, использованного вором для открытия автомобиля. Некоторые предполагают, что пользователь рассчитывает на морозильную камеру, работающую как клетку Фарадея.Возможно, идея в том, что холод отключает батарею, поэтому радиопередача отключена. Я не уверен, какие батареи обычно используются, но, возможно, вы знаете.

21 декабря 2016 г. в 9:39

ersin erkal написал:

Какую максимальную температуру выдерживают липоаккумуляторы?

22 декабря 2016 г., 21:52

Максвелл Ху написал:

Ersin Erkal, липоаккумуляторы выдерживают температуру 60 градусов Цельсия.

8 января 2017 г., 14:23

Кен написал:

Пошел сегодня на электровелосипеде. 48v 20ач lifepo4 HiPower клетки. Темп -15C, падение напряжения близко 5v при 800w чуть меньше 1C. В более теплую погоду это было бы больше 1,5в. Убираю электрические грелки обратно в рюкзак. Несколько лет назад у меня были грелки 2,14 x 12 дюймов, и они действительно имеют значение в зимнем диапазоне.

13 января 2017 г., 20:41

Ханна написала:

Я делаю научный проект о влиянии температуры на срок службы батареи.Аккумулятор и устройство, работающее от аккумулятора, будут разряжаться при этой температуре до тех пор, пока аккумулятор не сможет больше посылать электрический ток для питания устройства. Можно ли эксплуатировать батареи при температуре 160 ° F? Это щелочные батарейки типа АА.

16 января 2017 г., 17:00

Nehmo Sergheyev написал:

Рекомендуемый диапазон рабочих температур для щелочных батарей составляет от -18 ° C до 55 ° C.
Задаваемая вами температура 70 ° C (160 ° F) слишком высока, и они могут лопнуть. Однако, если ваше приложение некритично, а сила тока не слишком высока, эксперимент может показать, что они выживают. Сообщаемые пределы обычно консервативны.

2 февраля 2017 г., 14:42

Кристофер Дундорф написал:

Мне нужен график зависимости безопасного C / X от температуры для зарядки одноэлементной LiPo батареи. Нам необходимо зарядить внешний удаленный датчик при температурах до 5 ° C и, возможно, -15 ° C.
Спасибо,
Крис

2 февраля 2017 г., 14:55

Кристофер Дундорф написал:

Чтобы быть более конкретным, у нас есть одна батарея LiPo емкостью 2500 мАч и зарядное устройство на 70 мА (C / 35).Насколько холодно мы можем спокойно уйти?

6 февраля 2017 г., 14:37

Кристофер Дундорф написал:

уходит в отставку, чтобы быть в списке рассылки.

4 марта 2017 г. в 4:33

Джордж Чейни написал:

Я запретил детекторам дыма издавать звуковые сигналы о низком заряде батареи (временно), подняв температуру в комнате до 70 градусов по Фаренгейту. Обычно мы понижаем температуру до 60 градусов перед сном.

15 мая 2017 г. в 9:39

Jimslim написал:

Эта статья — произведение искусства, дай бог эту статью.

19 июля 2017 г., 13:58

донб писал:

Хорошая итоговая статья, но заявление
«При –20 ° C (–4 ° F) большинство батарей перестают работать». неточно. Батареи LiFe могут разрядиться только на 50%

19 сентября 2017 г. в 10:30

Старшеклассник написал:

Какие батареи лучше всего использовать для полета на большой высоте аэростат при температуре около -70 градусов Цельсия? Чем меньше вес, тем лучше.

20 сентября 2017 г., 00:46

Nehmo Sergheyev написал:

@ Старшеклассник,
-70 C — низкий по земным меркам. Литий-тионилхлоридный (Li-SOCl2) аккумулятор может быть лучшим выбором, даже если характеристики не так уж и плохи. http://www.eetimes.com/author.asp?doc_id=1322276
В документации по продукту указано, что эти батареи подходят для работы при температурах до -55 ° C.
Еще одна идея — поместить батареи в термос с вакуумной изоляцией.

19 октября 2017 г. в 8:00

Рики Катто написал:

@ Старшеклассник

Я отправил один из них в августе. После нескольких испытаний я обнаружил, что использование обычных литиевых батарей Energizer Ultimate, завернутых в электрическую грелку от Adafruit, хорошо работает на высоте более 32000 метров. Подушечки стоят 4 доллара.

11 декабря 2017 г. в 4:21

Синди Кара написала:

У меня есть два конкретных вопроса, с которыми, возможно, может помочь этот форум.
Я езжу на Ford Focus electric 2017 года выпуска и планирую попробовать ездить на нем всю зиму. У моей работы нет розетки, поэтому машина и аккумулятор будут на улице весь день на морозе, пока я работаю. Если я куплю внешний аккумулятор (такой, который может управлять небольшими инструментами и заводить автомобиль), у него будет достаточно энергии, чтобы подключить мою машину, чтобы дать мне достаточно заряда, чтобы согреть его в конце дня, вместо того, чтобы использовать автомобильный аккумулятор и уменьшение диапазона?
Второй вопрос. Могу ли я использовать тот же блок питания для включения обогревателя лобового стекла на 12 В, чтобы уменьшить или исключить необходимость включения обогревателя автомобиля, который потребляет много энергии от аккумулятора в холодную погоду?

14 января 2018 г., 14:03

Виол написал:

ответ для Синди Кара: не совсем на оба вопроса.Вы можете попробовать… Но электромобили — действительно большой потребитель электроэнергии. Если невозможно зарядить автомобиль на работе, то вы должны ехать из дома на работу и обратно в зону действия автомобиля. В зимнее время, скажем, ваша машина показывает 100 миль пробега, вы можете проехать намного меньше (возможно, 70 миль).
За советами обращайтесь на YouTube… ..

23 января 2018 г. в 7:08

DTM написал:

Еще одно соображение заключается в том, нужно ли использовать отходящее тепло от приложения.Например, светодиод на фаре выделяет много тепла при работе на высокой мощности. Можно купить фары 18650, в которых аккумулятор находится в том же корпусе, что и светодиод, или в отдельном отсеке для аккумулятора сзади. Первый тип выгодно использовать зимой (где отработанное тепло светодиодов может помочь согреть батарею), а второй — летом (чтобы избежать перегрева).

@@@

Джентльмену выше, который написал:

«« Производительность всех батарей резко падает при низких температурах; однако повышенное внутреннее сопротивление вызовет некоторый согревающий эффект.
Отрывок вводит в заблуждение. Само по себе более высокое внутреннее сопротивление не влияет на температуру. Более высокое сопротивление при том же напряжении означает меньший ток. Таким образом, меньше мощности рассеивается в виде тепла.
Автор, кажется, хочет сказать, что аккумулятор нагревается во время использования ».

Я думаю, дело в том, что, хотя да, меньше тока течет из-за более высокого общего сопротивления, внутреннее сопротивление батареи приводит к тому, что тепло выделяется непосредственно внутри батареи, что помогает ей на холоде.

Я знаю, что это своего рода глупая специализированная штука, но было бы здорово увидеть литий-ионные батареи, построенные специально для использования при низких температурах с большим потреблением энергии, с некоторой изоляцией и преднамеренным сопротивлением 0,1 Ом.

7 августа 2018 г., 14:43

Адриан написал:

Это хорошее начало, но мне любопытно, где есть данные об этом. В статье кратко описаны аккумуляторы, работающие на 50% при -20С. Он говорит о том, что внутреннее сопротивление увеличивается с понижением температуры, это линейно? если нет, то как это выглядит? Есть ли для этого графики по результатам тестов?
Я хотел бы изучить компромиссы, так как я проектирую устройство, которое будет периодически потреблять небольшой ток при низких температурах, но не ниже точки замерзания воды.Этого аккумулятора хватит на одну зарядку более 6 месяцев. Так что с точки зрения емкости мне лучше выбрать что-то с действительно хорошими низкотемпературными характеристиками, или эта температура недостаточно низкая, чтобы оказать большое влияние на емкость. И какое влияние эта температура окажет на каждый тип LiPO?

14 сентября 2018 г., 12:06

губа написала:

это хорошее место, чтобы научиться хорошему аккумулятору. я учу студрента хорошему. мне нравится этот сайт.любовь из сеула

5 октября 2018 г. в 2:13

jayamurugan meivel написал:

Привет…. Я использую литий-ионную коинцельную батарею для своего продукта, моя цель — от -40 до 70 ° C, но -20 ° C, мой продукт был сброшен .. Как решить эту проблему и как заставить мой продукт работать с -40 ° C

2 ноября 2018 г., 14:41

GRAHAM BUNTON написал:

Мне нужна помощь.
Какие батарейки использовали, когда летели на Луну.?
Луна достигает + 127C при полном солнечном свете, а в полной тени опускается до минус 173C.
Они питали все, от кондиционирования воздуха и отопления до передачи речи и телевизионных изображений обратно на Землю.
Позже они взяли лунный вездеход, который тоже нуждался в собственных батареях.
Так какие же аккумуляторы они взяли и сколько их?

29 ноября 2018 г. в 2:11

Мишель А написала:

У меня есть беспроводной дверной звонок CR2032, работающий от батарейки.Кажется, он становится разборчивым в работе летом, когда температура превышает 100 F, а затем, когда температура опускается ниже 50 F. Также, когда очень ветрено. Какие-либо предложения?

6 декабря 2018 г. в 12:30

Laur Joost написал:

@GRAHAM BUNTON:
У меня нет фактов, чтобы сообщить, но по двум соображениям:
1. «Кондиционер и отопление» — вероятный ответ на ваш вопрос относительно посадочного модуля. Если внутреннее пространство уже нагревается и охлаждается (скорее всего, только нагревается, с отражающим экраном, который защищает его от перегрева)
2.Батарейные обогреватели — это обычное дело для всего, что больше кубаата, отправляющегося в космос. Я предполагаю, что в отношении марсохода батареи были изолированы электрическими нагревательными одеялами внутри (или, возможно, даже встроены в элементы). Освоение космоса не было (и до некоторой степени все еще остается) коммерческим предприятием: если им требовались батареи, которые могли бы нагреваться, они их производили.

14 декабря 2018 г., 12:52

Jerome M написал:

Отличные статьи на этом сайте

29 марта 2019 г. , 14:39

Томи написал:

«Холодная температура увеличивает внутреннее сопротивление и снижает емкость.» — Почему?

Из того, что я знаю о физике, более низкие температуры уменьшают сопротивление материала, поскольку более низкие температуры приводят к тому, что свободные электроны отскакивают меньше энергии и препятствуют движению электронов. Это просто мой способ описания, уравнение, которое я быстро нашел, показывает:

R = ρℓ / A
, где ρ = ρ0 (1 + α (T — 273,15))

, поэтому при увеличении T ρ увеличивается, тем самым увеличивая R. И наоборот, при уменьшении T.

Так как же может быть наоборот у батарей? В частности, свинцово-кислотный, поскольку это мой предмет интереса.

Спасибо

29 марта 2019 г., 14:54

Томи написал:

Я нашел здесь хороший ответ: https://physics.stackexchange.com/questions/103844/why-does-material-resistance-increase-with-tempera-but-electrolyte-internal

Возможно, стоит включить это в статью, поскольку в будущем это может еще больше запутать других.

28 апреля 2019 г., 5:40

Андрей написал:

@ ТОМИ.Они их сделали. Каков номер патента и почему эта невероятная запатентованная технология не получила коммерческого распространения?

Насколько я понимаю, Никады были изобретены космической программой. И впоследствии были коммерциализированы.

Вы хотите сказать, что они использовали Никады на Луне?

27 мая 2019 г. в 1:56

akula написал:

Может ли литий-ионный или свинцово-кислотный аккумулятор любого типа работать при 50 градусах Цельсия и прослужить более 10 лет. Я задаю этот вопрос, потому что это одна из спецификаций проекта заказчиком.Я пытался объяснить, что это требование невыполнимо. до сих пор они на этом настаивают.

19 июня 2019 г., 6:47

Прабу написал:

Как тепло развивалось и увеличивалось внутри батареи?

21 июня 2019 г., 7:37

Джордж написал:

привет!
У меня литий-ионный аккумулятор 18650 на выносном датчике под солнцем! и мой корпус достигает 55 градусов за 1 час в день! но я не заряжаю при этой температуре аккумулятор, только разряд с очень низким током 2 мА, скажите мне свое мнение, вызывает ли эта температура проблемы с аккумулятором или нет!

5 сентября 2019 г. , 19:45

Криста написала:

У меня есть батарейный замок дверцы клавиатуры, который перестает работать при высоких и низких температурах, но снова начинает работать, когда температура стабилизируется.Будет ли это неисправность замка или проблема с батареей, поскольку она продолжает работать? Спасибо

19 сентября 2019 г., 21:47

Parth Mache написал:

— это напряжение на графике для 18650 ячеек, напряжение холостого хода или напряжение замкнутой цепи?
отсечка 2,5 В — это OCV или CCV?

3 ноября 2019 г., 5:09

Клаус Харенс написал:

Мой Apple Macbook не поддерживает интеллектуальную зарядку.Поэтому при работе стационарного компьютера при высоких нагрузках у меня есть только два варианта:

1. Зарядите аккумулятор до 100% и держите его там. Батареи Macbook расположены далеко от процессора и поэтому имеют относительно низкие температуры, когда процессор находится под высокой нагрузкой.

2. Переключайте батарею между 30% и 80%. Это позволит снизить напряжение, но, очевидно, добавит много циклов к батарее и, вероятно, повысит температуру из-за неэффективности зарядки.

Мне кажется, лучше выбрать вариант 1 (сохранение заряда батареи на 100%), так как общая температура будет ниже, но напряжение будет высоким, но я хотел бы услышать мнение кого-то более квалифицированного, чем я.

(И я надеюсь, что Apple скоро представит возможность поддерживать уровень заряда аккумуляторов ноутбуков на 80%, как они сейчас делают со своими телефонами)

30 июля 2020 г., 01:28

asif jan написал:

каково влияние температуры на производительность батареи в системе хранения энергии? вкратце объясню.

спасибо

3 ноября 2020 г., 18:21

Стив Букоски написал:

Думаю, вот новый. На дворе 2020 год, а снегоуборочные машины с батарейным питанием существуют уже пару лет. В этом сезоне ECO представила двухступенчатую воздуходувку с батарейным питанием. Я купил одну. Таким образом, он будет использоваться в основном при температуре ниже нуля. Я вижу несколько опасений. Заряд АКБ находится в неотапливаемом гараже. Батареи могут простаивать в течение некоторого времени и, вероятно, всю весну, лето и осень, если я не куплю другие устройства ECO, которые используют батареи.У меня есть садовые инструменты Black and Decker на 20 вольт и газонокосилка Toro на 60 вольт.

Eco запрещает хранить при температуре ниже -4F. Итак, я подумываю построить небольшую «собачью будку». Что я могу нагревать лампой накаливания и держать там зарядные устройства и аккумуляторы. Что касается хранения в межсезонье, я так понимаю, для хранения оптимальна зарядка 20-80%? Это не должно быть слишком неудобно, если я сделаю это и доливлю заряд в то время, когда они мне нужны. Что вы думаете?

лучших температур для хранения, использования и зарядки аккумуляторов электрических велосипедов.И ОПАСНЫЕ зоны, которых следует избегать. — EbikesHQ.com

Возможно, вы слышали или читали предупреждения о батареях для электровелосипедов. «Не заряжайте аккумулятор, если он замерз!» «Не нагревайте холодную батарею обогревателем» «Не допускайте попадания прямых солнечных лучей». В этих и многих других предупреждениях есть доля правды.

Мы подробно рассмотрим все особенности аккумуляторов для электрических велосипедов и то, как высокие и низкие температуры могут повлиять на производительность и срок службы батареи. И какие предупреждения о температуре следует учитывать при зарядке аккумулятора и использовании электрического велосипеда.

Вы можете думать об аккумуляторах для электрических велосипедов как об устройствах типа «Златовласка». Он не любит слишком жарко и не любит слишком холодно, он предпочитает диапазон температур, который «в самый раз».

Сюда входят диапазоны температур для зарядки от 41 ° F до 113 ° F (от 5 ° C до 45 ° C), типичного использования во время езды, в идеале около 68 ° F (20 ° C), и хранения при 41 ° F (5 ° C). C) и 68 ° F (20 ° C).

В крайних случаях выходите за пределы этих температурных диапазонов, и химический состав батареи начинает изменяться по-разному, от снижения емкости до повышенного риска необратимого внутреннего повреждения или возгорания.

Что находится в аккумуляторе Ebike?

В этой статье я обычно буду ссылаться на химию литий-ионных (литий-ионных) аккумуляторов. Почти все современные электрические велосипеды используют этот стандартный тип батареи из-за высокой плотности энергии.

Литий-ионный аккумулятор, используемый в современных электровелосипедах, имеет несколько различных химических составов, в том числе: литий-никель-кобальт-марганец (Li-NCM), литий-марганцево-кобальт (LiMnCO2), литий-никель-кобальт-алюминий (LiNiCoAlO2) и литий-полимерный. (обычно химия кобальта).

Ячейки

В каждой батарее электрического велосипеда есть несколько отдельных ячеек меньшего размера — обычно в формате 18650. Этот элемент немного больше, чем батарея «AA», и имеет заряд 1,5 В с диапазоном емкости 3200-3500 мАч.

Эти меньшие элементы соединяются последовательно и параллельно и объединяются, образуя большую батарею электрического велосипеда. В зависимости от напряжения (обычно 36 В, 48 В, 72 В) и мощности (от 400 Втч до 1000+ Втч) расположение и количество этих ячеек различаются. Один из примеров — блоки питания Bosch содержат 40-50 отдельных ячеек.

BMS

BM… что? BMS означает Система управления батареями, входящая в состав всех литий-ионных аккумуляторов. степень или другой. BMS выполняет несколько вещи для батареи, в том числе:

Мониторинг батареи на предмет опасных условий, таких как высокая / низкая температура, дисбаланс заряда между элементами и т. д.
При возникновении небезопасных условий BMS может отключить питание от зарядки или доставки заряда, чтобы избежать отказа батареи
Отслеживает состояние заряда и состояние (емкость) аккумулятора

Все об идеальных условиях зарядки

Идеальные условия зарядки включают низкие температуры и медленную зарядку.Производители обычно рекомендуют заряжать аккумулятор электровелосипеда при температуре от 41 ° F до 113 ° F (от 5 ° C до 45 ° C).

Что делать, если я заряжаю литий-ионный аккумулятор при температуре ниже 32 ° F (0 ° C)?

Заряжать литиевый аккумулятор при низких температурах категорически не рекомендуется. Почему? Я думаю, что эта информация из Battery University лучше всего говорит об этом:

«[при зарядке литий-ионных батарей потребительского класса]… металлическое покрытие лития может происходить на аноде во время заряда ниже нуля. Это навсегда и не может быть удалено с помощью велосипеда.Батареи с литиевым покрытием более уязвимы для выхода из строя при воздействии вибрации или других стрессовых условиях ».

Таким образом, вы можете необратимо повредить аккумулятор и увеличивают риск преждевременного выхода батареи из строя. Не то, к чему следует относиться легкомысленно, особенно с такой дорогой заменой.

Зарядка при высоких температурах?

Как правило, аккумуляторные батареи электрического велосипеда не следует заряжать при температуре выше 113 ° F (45 ° C). Многие зарядные устройства запрещают зарядку при температуре выше 122 ° F (50 ° C) и требуют, чтобы температура аккумулятора или окружающей среды была ниже, чем для работы.

Идеальные условия разряда

Как температура влияет на емкость аккумулятора?

Нет идеального дня, чтобы покататься на электрическом велосипеде, мне подойдет большинство весенних, летних и осенних дней. Но для идеальных условий разряда идеальная температура для использования батареи вашего электровелосипеда составляет около 20 ° C (68 ° F) или немного ниже.

Если посмотреть на научные данные и данные о температуре и емкости аккумулятора, более высокие температуры будут иметь положительное влияние на емкость аккумулятора, так что вы сможете увеличить время работы от аккумулятора для электровелосипеда при прочих равных условиях, кроме температуры.

Хотя более высокие температуры увеличивают емкость батареи, продолжительное воздействие также сокращает срок службы батареи — так что это своего рода палка о двух концах.

Емкость аккумулятора значительно снижается, когда температура начинает приближаться к или ниже 32 ° F (0 ° C). Состояние временно, до определенного предела, и как только температура батареи вернется к более высокой нормальный диапазон его емкость также вернется.

Идеальные условия хранения

Как правило, литий-ионные батареи могут терять около 3-5% своего заряда в месяц во время хранения.Эта потеря заряда увеличивается с повышением температуры. Хранение аккумулятора электровелосипеда в очень жаркой среде +60 градусов C приведет к постоянной разрядке аккумулятора и не рекомендуется.

Идеальные условия хранения батарей

Сухая зона
Температура окружающей среды примерно от 41 ° F (5 ° C) до 68 ° F (20 ° C)
Не следует хранить при температуре ниже 14 ° F (–10 ° C)
Не следует хранить при температуре выше 140 ° F (60 ° C).
Хранить с заряженным аккумулятором на 30–60%, избегать хранения в полностью разряженном или полностью заряженном состоянии

Наихудшая ситуация — хранить полностью заряженный аккумулятор при повышенных температурах.
Battery University

Опасные зоны

При зарядке следует избегать следующих температур: использование или хранение литиевых батарей для электровелосипедов.

Насколько холодно слишком холодно?

Зарядка: во время зарядки оставайтесь выше 41 ° F (5 ° C) и ни в коем случае не заряжайте ниже 32 ° F (0 ° C)
Езда: используйте велосипед при температуре выше 14 ° F (-10 ° C) и если вы собираетесь кататься на морозе, перед этим держите аккумулятор внутри
Хранение: Храните аккумулятор при температуре выше 32 ° F (0 ° C), никогда не следует хранить при температуре ниже 14 ° F (–10 ° C)

Насколько жарко становится слишком жарко?

Зарядка: во время зарядки оставайтесь ниже 113 ° F (45 ° C)
Езда: используйте велосипед при температуре ниже 140 ° F (60 ° C)
Хранение: Храните аккумулятор при температуре ниже 140 ° F (60 ° C)

В худшем случае вентиляция может произойти, если температура батареи станет слишком высокой, что приведет к выходу батареи из строя или даже возгоранию.

Сохраняйте батарею в тепле в холодную погоду

Если температура на улице ниже, ниже 32 ° F (0 ° C), поэтому рекомендуется хранить аккумулятор при комнатной температуре. перед поездкой и поместите его на велосипед прямо перед тем, как отправиться в путь. Это позволит вашей батарее начать работу с более высокая температура, улучшающая производительность.

Неопрен или термозащитные крышки для аккумуляторов различных форм и размеров доступны для упаковки вокруг батареи, чтобы она была теплее при более низких температурах.Это рекомендуется для длительных поездок в холод.

Когда-то аккумулятор используется, он также выделяет немного тепла, что замедлит на охлаждение от холодных внешних температур. В конце концов, если на улице очень холодно, ты будешь производительность и емкость аккумулятора ниже, чем в теплый день, но эти советы должны помочь вам расширить диапазон.

Храните аккумулятор в прохладном месте в жаркую погоду

Самый простой способ сохранить аккумулятор в прохладном месте в жаркую погоду — не держать электровелосипед под прямыми солнечными лучами.Это снизит температуру аккумулятора на несколько градусов.

Еще одно место, где нельзя хранить аккумуляторы в жаркую погоду, — это автомобиль под прямыми солнечными лучами. В солнечный день температура в машине может легко достигать 120 ° F, а в жаркие дни — более 170 ° F.

Заключение

В целом литий-ионные аккумуляторы сегодня очень надежны и могут обеспечить отличные характеристики для электрических велосипедов. Батареи стареют и становятся менее эффективными со временем и при постоянном использовании, однако приведенные выше советы помогут изящно состарить батарею.

При надлежащем уходе при правильной температуре эти батареи могут прослужить годами и сотнями циклов зарядки, сохраняя при этом надлежащий уровень производительности.

Обслуживание автомобильного аккумулятора в любое время года и при любой погоде

Существует множество факторов, которые могут определять срок службы автомобильных аккумуляторов, включая частоту вождения автомобиля, экстремальные температуры, а также возраст и качество аккумулятора. В то время как большинство батарей могут работать от трех до пяти лет, на юго-западе вы можете ожидать, что они будут в нижней части спектра.

Обслуживание автомобильного аккумулятора — это лишь один из многих способов предотвратить разрядку аккумулятора раньше, чем позже. Техническое обслуживание аккумулятора до двух сезонов, когда наблюдаются самые экстремальные температуры, — лучший способ продлить срок службы аккумулятора вашего автомобиля.

Лето

Жара, которую приносит лето, душит не только вас, но и аккумулятор вашего автомобиля. Большинство проблем с автомобильным аккумулятором возникает в жаркую погоду. Тепло — злейший враг аккумулятора, из-за которого он разряжается с невероятной скоростью.Более высокие температуры усиливают коррозию ячеек, что сокращает срок службы батареи. Частое воздействие высоких внутренних температур приводит к необратимому повреждению элементов и предотвращает их перезарядку.

Чтобы избежать проблем с аккумулятором в жаркую погоду, выполните следующие действия:

Протестируйте аккумулятор, чтобы проверить заряд.
При низком уровне заряда проверьте жидкость электролита и при необходимости долейте дистиллированную воду.
Очистите поверхность аккумулятора и соединений от следов коррозии.
По возможности паркуйтесь в тени.

Осень

Fall приносит более прохладную и более терпимую температуру, чем батареи. Тем не менее, есть дни и ночи, которые могут быть немного непредсказуемыми, что приводит к более низким или более высоким температурам. Это идеальное время, чтобы подготовить и защитить аккумулятор вашего автомобиля от суровых зимних условий, которых можно ожидать в ближайшие несколько месяцев. Вы знаете, как уберечь аккумулятор от разряда в холодную погоду? Заменив текущий аккумулятор.

Ищите лучший автомобильный аккумулятор для холодной погоды для вашего автомобиля в вашем регионе страны. Автомобильные аккумуляторы рассчитаны на силу тока холодного пуска, которая показывает, насколько хорошо аккумулятор может выдерживать низкие температуры без падения до определенного напряжения. Более высокие характеристики означают, что батарея будет более приспособлена к экстремальным условиям.

Поддерживайте аккумулятор осенью, выполнив следующие действия:

Протестируйте аккумулятор, чтобы проверить заряд.
Замените аккумулятор, если заряд низкий.
Очистите аккумулятор и все соединения от коррозии, которая могла образоваться за лето.

Зима

Если ваш аккумулятор разряжен летом, к зиме он будет изо всех сил пытаться оставаться заряженным. Низкие температуры плохо сказываются на батареях. Фактически, в холодную погоду умирает больше автомобильных аккумуляторов, чем в другое время года или при другой температуре.

При отрицательных температурах аккумулятор может разряжаться до 60% .

Кроме того, зимой вашему автомобилю требуется больше мощности для запуска и сохранения тепла в салоне.Если этого недостаточно, рассмотрите другие паразитные факторы, влияющие на электрическую систему, такие как зарядка смартфонов, радиоприемников, сидений с подогревом и других электронных устройств, которые требуют большей энергии от аккумулятора. Ваша батарея определенно столкнется с серьезными проблемами из-за такого высокого спроса.

Вот как защитить аккумулятор от холода:

Протестируйте аккумулятор, чтобы проверить заряд.
Убедитесь, что все соединения аккумулятора затянуты и надежно.
Купите и держите поблизости зарядное устройство, чтобы поддерживать заряд аккумулятора.
При температурах ниже точки замерзания подумайте о покупке блочного обогревателя или одеяла для батареи, чтобы согреть батарею.
Храните соединительные кабели в багажнике или другом месте хранения «на всякий случай».

Пружина

Как и осень, весна может быть такой же непредсказуемой, но в целом довольно мягкой. Это хорошее время, чтобы подготовить аккумулятор к сильной жаре, которую принесет лето. Подумайте о поиске и покупке лучшего автомобильного аккумулятора для жаркой погоды до наступления лета.Аккумуляторы, которые производятся для более теплого климата, имеют более высокое соотношение электролита и свинца, что позволяет выдерживать более высокие температуры.

Поддерживайте аккумулятор весной, выполнив следующие действия:

Проверить аккумулятор для проверки заряда
Замените аккумулятор, который разряжен или почти полностью разряжен

Держите машину в рабочем состоянии круглый год

Регулярное техническое обслуживание — ключ к обеспечению оптимальной работы вашего автомобиля. Экстремальные погодные условия могут отрицательно повлиять на ваш автомобиль, в том числе на аккумулятор.Чтобы избежать неприятных ощущений от застревания, регулярно проверяйте аккумулятор, особенно перед каждым крупным сезоном.

В дополнение к низкому уровню заряда, если у вашего автомобиля проблемы с запуском двигателя, фары тускнеют при работе на холостом ходу, вы слышите скрежет или, если срок службы батареи превышает три года, самое время ее заменить.

Почему автомобильные аккумуляторы плохо работают в холодную погоду

Запуск автомобиля холодным зимним утром может быть неприятным, если вы не проявили инициативу накануне вечером. Когда не удается запустить двигатель, часто это связано с аккумулятором. Почему аккумулятор более чувствителен, чем другие процессы в автомобиле? Ответ заключается в способности батареи преобразовывать химическую энергию в электрическую с минимальным выделением тепла и относительно небольшом количестве тепловой энергии, доступной при низких температурах.

Начало работы

Я помню одну осень несколько лет назад, когда я купил новую машину. Следующая зима была одной из самых холодных за несколько лет.В течение двух недель градусник в саду показывал температуру ниже -10 ° C (14 ° F).

Однажды февральским утром, во время лыжных каникул в горах Швеции, я вышел на подъездную дорожку к коттеджу, чтобы завести машину, надеясь обеспечить приятную и удобную короткую поездку для семьи по дороге к подъемнику. Включив зажигание, машина еле завелась. Автомобиль издал звук, показывающий, что шесть цилиндров работали не так гладко, как обычно. Прошла почти минута, прежде чем двигатель заработал должным образом. Поскольку машина была новой, меня это насторожило. Очень медленно ЖК-дисплей между спидометром и тахометром ожил, показывая -35 ° C (-31 ° F). Сегодня утром не кататься на лыжах!

Как инженер-электрохимик, мои мысли переместились от катания на склонах к старой доброй технологии свинцово-кислотных аккумуляторов, которая в то время могла обеспечивать пиковый ток для запуска стартера и запуска двигателя при первом коротком повороте двигателя. ключ.

Эта проблема не ограничивается только батареями — двигатель внутреннего сгорания также сталкивается с проблемами при экстремально низких температурах.Смазочное масло становится гуще, реакции сгорания становятся вялыми, и конденсат может замерзнуть в критических частях топливной системы. Моя машина, однако, завелась. Любой электромобиль, не подключенный к электросети такой холодной ночью, вероятно, вообще не завелся бы.

В чем причина такой разницы? Ответ находится в способе преобразования химической энергии в механическую:

Двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию, хранящуюся в топливе, в тепло, которое затем преобразуется в механическую энергию.
Двигатель электромобиля преобразует химическую энергию батареи в электрическую, которая затем преобразуется в механическую энергию электродвигателем. Он выделяет очень небольшое количество тепла по сравнению с двигателем внутреннего сгорания.

Преобразование тепловой энергии в механическую энергию в двигателе внутреннего сгорания дает много тепла с первого такта, чтобы быстро нагреть двигатель, позволяя автомобилю почти мгновенно тронуться с места. Тем не менее, медленное тепловыделение, которое происходит при экстремальных температурах в электромобиле, не дает того же ощущения.Процитирую Леса Гроссмана: «Это физика, это неизбежно».

Обратите внимание, что эффективность преобразования химической энергии в механическую в электромобиле намного выше, поскольку потери в батарее и в электродвигателе относительно невелики.

Помимо вопросов эффективности и тепловыделения — и прежде, чем мы обсудим аккумулятор, — давайте сравним процессы, которые могут вызвать трудности в холодную погоду в электрических и обычных автомобилях.

Сравнение процессов автомобиля

Начнем с электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания.Можно представить, что электродвигатель меньше подвержен воздействию низких температур по сравнению с двигателем внутреннего сгорания. У него меньше движущихся частей, и, поскольку движущиеся части в основном разделены воздушными зазорами, он должен требовать меньше смазки и быть менее чувствительным к низким температурам.

Трансмиссия электромобиля также менее сложна, чем трансмиссия вагона внутреннего сгорания, поскольку электродвигатель может работать в широком диапазоне нагрузок с отличным крутящим моментом.Кроме того, у электромобиля может быть несколько двигателей (например, один спереди и один сзади), что позволяет избежать использования трансмиссии, необходимой для работы с полным приводом. Это означает, что электромобиль не требует сложной коробки передач, которую нужно смазывать. Следовательно, электромобиль должен быть менее чувствителен к температуре и по этим причинам.

Наконец, электромобиль не требует сложной топливной системы с насосами, клапанами, датчиками, форсунками и т. Д.Это также должно сделать его менее чувствительным к низким температурам по сравнению с обычным автомобилем, с меньшим количеством компонентов, которым препятствует нарастание льда.

Как и ожидалось, плохо работает при низких температурах именно аккумулятор. Фактически, влияние низких температур на работу батарей можно наблюдать в самых разных приложениях, от военной техники и космических приложений до сотовых телефонов и клавиатур домашней сигнализации. Этот компонент, очевидно, менее важен в двигателе внутреннего сгорания, которому для запуска двигателя требуется только короткий пиковый ток.Сравните это с электромобилем, которому требуется постоянный ток. Поэтому давайте более внимательно рассмотрим характеристики батареи и то, как на нее влияет температура.

Температурно-зависимые свойства батареи

Батарея состоит из двух пористых электродов: положительного и отрицательного. Материал электронно-проводящего электрода состоит из упакованных частиц электродного материала. Пустота между этими частицами создает пористость электродов (см. Рисунок ниже).

Два электрода разделены электролитом. Кроме того, оба пористых электрода содержат пористый электролит в пустоте между частицами твердого материала электрода. На рисунке ниже показан процесс разряда батареи с сильно увеличенным размером частиц.

Потери в батарее при заданном состоянии заряда показаны на следующем рисунке, на котором показаны вольт-амперные кривые для положительного (красный) и отрицательного электродов (синий) с рабочей точкой, заданной i ₁ и -i ₁ на соответствующем электроде.Можно предположить, что потенциалы положительного и отрицательного электрода измеряются с помощью электрода сравнения в середине электролита (см. Рисунок выше). Это необходимо для получения потенциалов двух отдельных электродов и учета омических потерь с обеих сторон электрода сравнения. 0}} \ right)

где E — напряжение элемента, {\ Delta S} — изменение энтропии реакции батареи, z — количество перенесенных электронов, а F — постоянная Фарадея.Это означает, что для батареи с чистой реакцией разряда с положительным изменением энтропии ({\ Delta S}) напряжение элемента увеличивается с температурой. Для батареи с отрицательным изменением энтропии напряжение ячейки уменьшается с увеличением температуры.

Большинство литий-ионных аккумуляторов, используемых в современных электромобилях, имеют слегка отрицательное или очень небольшое изменение энтропии, что означает, что напряжение разомкнутой ячейки немного увеличивается при понижении температуры. Одно это фактически улучшило бы производительность при более низких температурах.Однако изменение напряжения открытого элемента в зависимости от температуры относительно невелико по сравнению с другими параметрами, около 0-0,4 мВ / К, что составляет менее 30 мВ в диапазоне очень низких температур (-35 ° C, -31 ° C). ° F) до комнатной температуры. Таким образом, мы можем исключить термодинамику чистой реакции разряда как причину плохой работы при низких температурах.

Физические свойства электролита и электродов

Физические свойства электролита имеют большое влияние на производительность аккумулятора.Температура влияет на проводимость и коэффициенты диффузии в электролите, таким образом также влияя на эффективную проводимость и коэффициенты диффузии в порах электролита.

Электропроводность электролита может увеличиваться на один или несколько порядков величины от очень низких температур (-35 ° C, -31 ° F) до комнатной температуры. Если построить логарифм электропроводности электролита как функцию 1 / T, мы получим линейную зависимость, как показано на рисунке ниже. Этот рисунок иллюстрирует низкую проводимость при низких температурах и ее экспоненциальный рост при переходе к более высоким температурам.

Следовательно, омические потери (резистивные потери) в электролите батареи увеличиваются с понижением температуры, что приводит к более низкому напряжению элемента при заданном токе при более низких температурах. Кроме того, плохая проводимость электролита приводит к менее равномерному распределению плотности тока в пористых электродах, что, в свою очередь, снижает емкость аккумулятора. Емкость определяется как количество ампер-часов, которое может быть снято с аккумулятора до того, как напряжение резко упадет.При более низких температурах емкость есть, но низкая проводимость и последующее неравномерное распределение плотности тока делают ее недоступной до тех пор, пока батарея не нагреется.

Кроме того, коэффициент диффузии химических веществ в электролите, которые имеют жизненно важное значение для обеспечения электрохимических реакций, снижается в той же степени, что и проводимость электролита. Пониженная диффузионная способность увеличивает перенапряжение концентрации, что снижает напряжение ячейки. Пониженный коэффициент диффузии также снижает емкость батареи, поскольку большая часть частиц в электродах батареи недоступна из-за ограничений массопереноса.

Обратите внимание, что электролитическая проводимость и коэффициент диффузии связаны с подвижностью (см. Соотношение Нернста-Эйнштейна).

Физическое объяснение пониженной подвижности состоит в том, что в электролите доступно меньше тепловой энергии, что затрудняет преодоление ионами и молекулами их взаимного взаимодействия или «трения». Подвижность электролитов как функция температуры описывается уравнением Аррениуса, где энергия активации (E _a на рисунке выше) представляет собой энергию, необходимую молекулам, чтобы преодолеть их взаимодействие с соседними молекулами и перемещаться в электролите.

Материал твердого электрода обычно имеет проводимость на несколько порядков больше, чем проводимость порового электролита. Изменение проводимости твердого материала в зависимости от температуры обычно незначительно для производительности батареи. Однако в некоторых батареях перезарядка может быть проблематичной при низких температурах, поскольку это может привести к образованию дендритов, разрушающих батарею.

Кинетика электродов

Последним большим вкладом в плохую работу батарей при низких температурах является медленная кинетика анодных и катодных реакций, что приводит к увеличению перенапряжения активации. Физическое объяснение медленной кинетики электрода состоит в том, что энергию активации становится труднее преодолеть из-за меньшего количества тепловой энергии, доступной в системе при низких температурах.

На рисунке ниже показано общее влияние на производительность батареи из-за повышенных потерь активации, омических потерь и потерь при транспортировке массы. Мы можем видеть, как увеличенное общее перенапряжение на двух электродах приводит к снижению напряжения ячейки при заданном токе и состоянии заряда.

Эти кривые происходят из уравнений Аррениуса для подвижности и кинетики электродов на электродах, которые для обратимых электрохимических реакций приводят к соответствующим выражениям Батлера-Фольмера.

Управление температурой

Современные аккумуляторные системы в электромобилях оснащены передовыми системами терморегулирования. Эти системы способны охлаждать аккумулятор, когда он работает при высоких нагрузках, и нагревать его, когда он подключен к сети, холодными зимними ночами.

Система терморегулирования поддерживает оптимальный диапазон рабочих температур аккумулятора (см. Рисунок выше). Обратите внимание, что график относится к рабочей температуре аккумулятора, а не к температуре окружающей среды. Система терморегулирования также снижает риск теплового разгона литий-ионных аккумуляторных батарей.

Нагрев батареи при низких температурах также означает, что КПД и дальность действия электродвигателя снижаются, поскольку часть электроэнергии или регенеративной мощности должна преобразовываться в тепло, чтобы поддерживать работу батареи в оптимальном диапазоне.Кроме того, часть этой мощности также может использоваться для обогрева кабины, что также снижает эффективность и дальность полета автомобиля.

На рисунке выше показаны результаты для модели литий-ионной аккумуляторной батареи для автомобильного применения, оснащенной каналами охлаждения и нагрева. Такие модели широко используются в конструкции системы терморегулирования аккумуляторной батареи.

Заключительные мысли

Неспособность электромобилей быстро и самопроизвольно нагревать свои батареи после чрезвычайно холодных зимних ночей объясняется высоким КПД электродвигателя и тем фактом, что он не требует выработки тепловой энергии для преобразования в механическую работу.Поэтому электромобиль всегда следует подключать к сети в ночное время перед лыжными поездками, такими как моя, чтобы температура батареи поддерживалась в разумном температурном диапазоне.

Если следовать этим рекомендациям, ваш электромобиль легко заведется — даже в горах Швеции. Фактически, большинство внешних парковок на севере (таких как Аляска, Канада, Швеция и Норвегия) имеют электрические розетки, а большинство обычных автомобилей также оснащены обогревателями двигателя. Вы не хотите рисковать при таких температурах, даже с двигателями внутреннего сгорания.

Если вы забудете включить машину во время отпуска на лыжах, у вас может возникнуть соблазн вернуться в комфортабельный коттедж и, возможно, подумать о Сванте Аррениусе, шведском ученом, который разработал первое количественное описание температурной зависимости скорости химических реакций и транспорта. характеристики.

Как долго автомобильный аккумулятор может оставаться неиспользованным?

Если вы уезжаете в командировку или отпуск или оставляете машину на зиму на хранение, аккумулятор может долго не разряжаться.В этих случаях всегда возникает вопрос, как правильно хранить автомобильный аккумулятор, стоит ли использовать интеллектуальное зарядное устройство и если оно хранится разряженным, как долго автомобильный аккумулятор может оставаться неиспользованным? В этой статье мы ответим на все эти вопросы, чтобы помочь вам хранить аккумулятор, не покупая новый, когда придет время использовать его снова.

Как долго автомобильный аккумулятор может держать заряд?

Многие автовладельцы задаются вопросом, сколько дней аккумулятор может сохранять заряд, находясь вне автомобиля без необходимости подзарядки.Необходимо понимать, что для сохранения заряда аккумулятора важна температура, при которой он будет храниться. Если хранить его при отрицательных температурах, аккумулятор разряжается намного быстрее, чем при комнатной температуре. Однако следует учитывать тот факт, что разряженный аккумулятор, оставленный на холоде на продолжительное время, выйдет из строя, так как плотность электролита внутри значительно снижается, что приведет к кристаллизации и в конечном итоге к повреждению пластин. .

Если вы храните аккумулятор при оптимальной температуре, время, в течение которого аккумулятор будет оставаться в хорошем рабочем состоянии, будет зависеть от его общей емкости. Собственная утечка тока автомобильного аккумулятора составляет около 10 мАч. Учитывая эту цифру, вы можете легко рассчитать, как долго ваша батарея может храниться без необходимости подзарядки.

Например, ваша батарея имеет емкость 50 А / ч, чтобы узнать ее допустимую разрядку, 50 нужно разделить на 3,3, что дает нам 16 А / ч — это значение будет минимальным, при котором батарея будет работать. условие.Теперь вы можете узнать, сколько времени потребуется, чтобы батарея достигла этого значения. Для этого вычтите результат из общей емкости и разделите это число на 0,01. Формула следующая:

34 А / ч: 0,01 А / ч = 3400 часов

3400 часов равняются 141 дню, в течение которых ваша батарея сможет удерживать необходимый заряд.

Если аккумулятор находится в автомобиле и подключен к бортовой сети, этот период можно сократить примерно до половины. Дело в том, что компоненты в цепи продолжают потреблять ток, даже когда они не используются, что способствует утечке заряда.Если в автомобиле есть сигнализация, достаточно, чтобы разрядить аккумулятор примерно за 10 дней зимой и примерно за 20 дней летом. Очевидно, что разные типы батарей будут реагировать по-разному. Например, аккумулятор AGM и модели с глубоким разрядом могут удерживать заряд значительно дольше.

Существует также альтернатива, которая может значительно упростить процесс хранения и продлить срок службы батареи. Для этого вам понадобится устройство, называемое интеллектуальным зарядным устройством для аккумуляторов или автомобилем. Это небольшое устройство подключается к обычной розетке на 12 В и поддерживает оптимальный уровень заряда аккумулятора, предотвращая его разряд и выход из строя. В этой статье мы не будем рассматривать этот вариант подробно, но мы советуем вам ознакомиться с этим руководством по обслуживанию аккумуляторов, чтобы узнать, на что обращать внимание, чтобы выбрать лучшую модель.

Хранение аккумулятора зимой

Если вы храните свой автомобиль на зиму, вам необходимо правильно хранить автомобильный аккумулятор, если вы хотите, чтобы он снова работал, когда снова наступит лето. Один из лучших приемов — хранить аккумулятор дома, оставив его в теплом шкафу. Если у вас недостаточно места, чтобы держать его внутри, вам все равно нужно вынуть его из автомобиля и подключить к зарядному устройству, пока он не будет полностью заряжен — это позволит аккумулятору оставаться в форме намного дольше.Отшлифуйте столб аккумуляторной батареи, чтобы удалить следы окисления, и нанесите небольшой слой диэлектрической смазки.

Когда пружина вернется, очистите клеммы аккумуляторной батареи с помощью очистителя тормозов и полностью зарядите аккумулятор.

Аккумулятор новый

Если ваш автомобильный аккумулятор был изготовлен месяц назад и никогда ранее не устанавливался, его должно хватить, чтобы поставить его на медленную зарядку на 22-24 часа. После зарядки уберите в сухое и теплое место с низкой влажностью, например, в шкаф.Повторяйте процесс зарядки каждые 2 месяца, пока вы не планируете использовать его снова.

Примечание! Аккумулятор всегда следует хранить в том же положении, в котором он стоит в моторном отсеке. Случайно перевернув аккумулятор и допустив переливание электролита, может произойти короткое замыкание аккумулятора. В этом случае он будет плохо держать заряд и будет непригоден для дальнейшей эксплуатации.

Даже новый аккумулятор надо периодически заряжать

Если аккумулятор был сделан два-три года назад и просто стоял на складе без зарядки, то ситуация намного хуже.Во-первых, батареи сразу же начинают разряжаться при производстве. Во-вторых, если аккумулятор простоял без зарядки длительное время (пару лет), его мощность упадет примерно вдвое. Соответственно, вы никогда не должны покупать батарею, созданную более года назад. Даже самый плохой и слабый китайский аккумулятор будет во много раз лучше, надежнее, долговечнее и качественнее, чем фирменный аккумулятор, простоявший без подзарядки два года.

Для проверки аккумулятора после длительного простоя можно использовать специальные тестеры аккумулятора.Но если такого инструмента нет в наличии, проехав на машине около часа, аккумулятор должен быть полностью заряжен. Затем выключите двигатель и попробуйте разрядить аккумулятор, используя автомобильные аксессуары. Включите фары, обогрев заднего стекла, послушайте музыку и т. Д. Если в течение получаса разрядился аккумулятор или автомобиль больше не заводится, значит, необходимо заменить аккумулятор.

Связанные

Решения для фотографирования в холодную погоду

По мере приближения зимы и начала падений температуры необходимо принять определенные меры предосторожности и подготовиться, чтобы улучшить ваши впечатления от фотографирования в это самое прекрасное время года.Зима дает уникальную возможность сфотографировать окрестности, находящиеся поблизости, или во время путешествия, в отличие от любого другого времени года.

Качество света и мероприятия, происходящие в этом сезоне, несомненно, особенные, равно как и погодные условия, которые усложняют повседневную съемку. В отличие от фотографирования в более мягкое время года, погода зимой может существенно повлиять на производительность и возможности используемого вами оборудования.В результате понижения температуры и увеличения влажности (снега) элементы находятся на пике своего пресловутого пика в это время года и могут нанести ущерб вашим обычным методам съемки. Обеспечение готовности может принести пользу вашей фотосессии на открытом воздухе и означает разницу между по-настоящему запечатлеть красоту сезона и ужасным технологическим кризисом.

Как холод влияет на вашу камеру

Так же, как любое другое электронное устройство, работающее от батарей, страдает от холода, фотоаппараты и особенно их батареи работают не на полную мощность при низких температурах.Батареи страдают от холода, потому что химическая реакция, которая происходит для выработки энергии, замедляется при более низких температурах. Это влияет на общую производительность, потому что они быстрее теряют мощность из-за того, что они не могут способствовать производству энергии, если их процесс слишком замедлился. Лучший способ справиться с этим ограничением — носить запасные батареи во внутреннем кармане пальто во время съемки на холоде. Имея в наличии свежие теплые батареи, вы сможете быстро менять батареи, поскольку они быстрее теряют мощность из-за низкой температуры.После того, как разряженная батарея нагреется до комнатной температуры, она снова должна нормально работать.

«Качество света и мероприятия, происходящие в этом сезоне, несомненно, особенные, равно как и погодные условия, которые усложняют повседневную съемку».

Другой жизнеспособный вариант, если ваша камера поддерживает его, — это использование дополнительной батарейной ручки для обеспечения более длительного срока службы. Многие батарейные ручки поддерживают использование батарей AA вместо литий-ионных батарей, которые более доступны и их легче менять чаще.Батарейные ручки также поддерживают использование той же аккумуляторной батареи, которую принимает ваша камера, а иногда до двух из них, для широкого диапазона вариантов питания.

Помимо проблем с аккумулятором, другие электронные компоненты вашей камеры также могут работать медленнее или выходить из строя при работе в особенно суровых климатических условиях. Один из наиболее ярких примеров этого — задний ЖК-дисплей и электронный видоискатель вашей камеры. По мере того, как становится холоднее, эти экраны могут показывать более медленное время обновления, сдвиг цвета, потерю четкости или даже потенциально мерцание или затемнение.Все эти функции вернутся в нормальное состояние по мере того, как ваша камера снова нагреется, но, чтобы избежать их в целом, лучше избегать ненужного использования экранов, если вы не снимаете, или, если вы используете DSLR или дальномер, просто используйте оптический объектив вашей камеры. .

Если ваша камера не имеет встроенного оптического видоискателя, дополнительный оптический или электронный видоискатель является подходящей заменой. Очевидно, что дополнительные электронные видоискатели потребуют некоторого заряда батареи, но их можно использовать реже и снимать для обогрева по сравнению со встроенным электронным видоискателем. Следует также отметить, что даже если ваш задний монитор на вашей камере отключится, при условии, что у вас все еще есть заряд аккумулятора, ваша камера, скорее всего, все равно будет работать, хотя и без доступа к меню или многим пользовательским функциям.

Еще одно последствие фотографирования в условиях сильного холода зимой — это возвращение в более теплое помещение после съемки на открытом воздухе. Подобно тому, как у холодного напитка образуется конденсат на внешней стороне сосуда в теплый день, ваша холодная камера может образовывать конденсат, когда попадает в теплую комнату.Это небольшое образование воды не вызывает большого беспокойства, но, если возможно, следует принимать во внимание, так как влагу внутри корпуса камеры не так просто вытереть. В худшем случае со временем образование конденсата может привести к появлению плесени или грибка, что может привести к ухудшению качества изображения, если оно происходит в объективе, или даже к коррозии, если это происходит внутри корпуса камеры. Простое решение для уменьшения образования конденсата на вашем фотооборудовании — это поместить все в герметичный пластиковый пакет перед тем, как выйти в помещение.Это приведет к скоплению конденсата на внешней стороне полиэтиленового пакета, в то время как все внутри останется сухим, поскольку он нагреется до комнатной температуры.

Специальные инструменты для стрельбы в холодное и зимнее время

Вместо того, чтобы готовиться к тому, что некоторые функции камеры неизбежно выйдут из строя во время съемки, существует также ряд опций, в которых используются методы защиты от замерзания, которые помогут лучше пережить холод без повреждений.

Камеры

Большинство камер до определенной степени устойчивы к холоду (обычно 32 ° F), а батареи часто являются виновниками неправильного функционирования; однако есть некоторые камеры, имеющие сертификаты защиты от замерзания, что делает их более подходящими для работы в чрезвычайно холодном климате.Например, камеры FUJIFILM X-T3 и Panasonic Lumix DC-S1 обладают высокой степенью защиты от атмосферных воздействий. Хотя ни одна из этих камер не имеет полностью морозостойкой конструкции, их прочный состав из магниевого сплава, а также обширная герметизация делают их пригодными для многих зимних применений, если у вас есть резервный аккумулятор.

Беззеркальная цифровая камера FUJIFILM X-T3

Помимо погодоустойчивых камер со сменными объективами, существует также множество прочных компактных камер, которые поддерживают использование в условиях холода (до 14 ° F), а также обладают водонепроницаемыми и ударопрочными свойствами.Эти камеры отлично работают в ненастную погоду без каких-либо дополнительных аксессуаров. Доступны варианты от Canon, FUJIFILM, Nikon, Olympus, Panasonic, Ricoh и Sony.

Цифровая камера Olympus Tough TG-6

Линзы

Практически все линзы будут работать при более низких температурах. Однако, как и в случае с камерами, чем меньше электроники вы используете, тем безопаснее вы гарантированно работаете. В случае с линзами это может означать использование линз с ручной фокусировкой, чтобы потерять зависимость от мотора автофокусировки.Если температура становится слишком низкой, мотор фокусировки может начать работать медленнее, а также может быть более склонен к сбою фокусировки из-за возможности не получать постоянную полную мощность. Объектив с ручной фокусировкой полностью механический и поэтому не может выйти из строя из-за температуры.

Объектив Rokinon 14mm f / 2.8 IF ED UMC для Canon EF

Еще одно замечание, которое следует отметить, заключается в том, что в зимние месяцы меньше дневного времени, что либо приводит к более коротким фотосессиям, либо к необходимости учитывать съемку в более темных условиях.Помня о последнем, полезно работать с более быстрыми объективами (с максимальной диафрагмой f / 2,8 или больше), чтобы компенсировать отсутствие общей яркости в ранние и поздние часы дня.

Люксметры

Из-за уникального качества зимнего освещения, связанного с меньшим углом, под которым светит солнце, измерение освещенности становится немного сложнее в зимние месяцы по сравнению с общими условиями в три других сезона. Небо часто бывает пасмурным, и когда на земле лежит снег, становится трудно измерить пейзаж из-за увеличения общей контрастности сцены (т.е. разница значений экспозиции между деревом и белым небом и землей часто больше, чем может выдержать одна экспозиция). При таком сценарии освещения портативный люксметр действительно сияет и может превзойти по своим характеристикам измерители, встроенные в ваши камеры. Эти вспомогательные измерители дают вам свободу выбора направления, в котором вы снимаете показания экспозиции, и их намного проще использовать для определения соотношений освещения, чем измеритель вашей камеры.

Следует также отметить, что измерители отраженного света традиционно снимают показания света с коэффициентом отражения 18%; это означает, что они интерпретируют все тона, будь то черный или белый, как средний серый (18% серого).Эта калибровка применима при фотографировании сцены, содержащей равное количество темных и ярких объектов, поскольку замер экспозиции будет усредненным для экспонирования для среднего серого. Однако такое усреднение экспозиции терпит неудачу в ситуациях, когда вы хотите, чтобы сцена выглядела в основном черной, как ночная сцена, или в основном белой, как снежная сцена. Если вы фотографируете заснеженную сцену и снимаете общий показания экспонометра этого преимущественно белого объекта, ваша естественная экспозиция будет отображать его как средне-серый (т.е. недоэкспонировано). Инструмент, помогающий добиться правильной экспозиции в сложных условиях освещения, например в зимнее время, — это серая карта. Эти инструменты предоставляют образец 18% серого материала, по которому вы можете измерить, чтобы определить общую лучшую экспозицию при определенном освещении. Чтобы сосредоточиться на серой карте в сцене, вам нужно будет выборочно измерить серую карту, не учитывая другие области композиции. Лучше всего это сделать с помощью специального точечного измерителя или с помощью соответствующего приспособления для точечного измерителя на вашем измерителе.Кроме того, многие цифровые камеры имеют возможность точечного замера на случай, если вы не используете ручной измеритель.

Градуированные фильтры нейтральной плотности

Еще один инструмент, связанный с экспозицией, который особенно подходит для зимней фотосъемки, — это градиентный фильтр нейтральной плотности. Подобно стандартному сплошному нейтральному фильтру, градиентный нейтральный фильтр предназначен для уменьшения экспозиции сцены, чтобы обеспечить более длительную экспозицию. Разница между ними заключается в том, что градуированный фильтр нейтральной плотности обеспечивает эту уменьшающую экспозицию плотность только на половине подложки фильтра.Это полезно для сдерживания определенных областей сцены, которые ярче других, чтобы обеспечить более контролируемую общую экспозицию. Из-за преобладания белого цвета зимой, будь то снег или пасмурное небо, эти области часто могут быть значительно переэкспонированы из-за компенсации, необходимой для других, более темных областей изображения. Эффекты многих фильтров теперь могут быть реализованы в некоторой степени во время пост-обработки; однако преимущества градуированного нейтрального фильтра трудно реализовать на компьютере, так как исходная экспозиция, вероятно, будет иметь либо недоэкспонированные, либо переэкспонированные области, которые невозможно восстановить.

Градуированные нейтральные фильтры доступны в широком диапазоне плотностей (1/3 ступени до 10 ступеней), и их следует сочетать в паре в зависимости от контраста между яркой областью в вашей сцене и более темными областями. Конструкция этих фильтров помещает плотность более половины фильтра, оставляя другую половину чистой. Это позволяет затемнять яркие области, увеличивая экспозицию в более темных областях, чтобы получить равномерную экспозицию по всей поверхности, которая будет демонстрировать больший динамический диапазон.Необходимо учитывать точку перехода между плотной и прозрачной частью фильтра, и ее чаще всего размещают на горизонте или другой сильной линии, пересекающей композицию, чтобы избежать отвлекающей линии, пересекающей сцену. Эти переходные линии также доступны в различных градациях; либо мягкий, либо жесткий. Фильтр с мягкими краями даст переход от полной плотности к прозрачной без четкой демаркационной линии между двумя областями; жесткий край прямо противоположен и представляет собой четко очерченную линию между плотной и прозрачной областями. Градуированные фильтры нейтральной плотности доступны как в круглом, так и в прямоугольном форматах, но, если они не используются для очень конкретных целей, предпочтительным вариантом являются прямоугольные фильтры, поскольку вы можете изменять положение этой линии перехода в вашей сцене. С круговым градуированным нейтральным фильтром вы, по сути, будете вынуждены держать свой горизонт в центре кадра, чтобы замаскировать эту линию перехода.

Штативы

В сочетании с желанием фотографировать зимний пейзаж и, возможно, при меньшем освещении, чем дает лето, штатив — полезный инструмент, который можно носить с собой в эти месяцы.Штативы обычно доступны из двух материалов: алюминия или углеродного волокна. Оба материала предлагают подходящую опору для вашей камеры. Однако в случае штатива с металлическими ножками он также является эффективным проводником низких температур. Так же, как и с другими металлическими поверхностями, с алюминием может быть трудно и болезненно работать в холодных условиях. Надежным решением этой проблемы является использование грелок для ног штатива, которые доступны для многих моделей штатива разных размеров, цветов и рисунков.Эти рукава обеспечивают мягкое мягкое покрытие вокруг ног, чтобы уменьшить удары холодного металла, а также обеспечить больший комфорт при переноске штатива на плече.

Если вы используете штатив из углеродного волокна, вы избавитесь от дискомфорта от прикосновения к холодной поверхности; Однако у углеродного волокна есть и недостатки, связанные с холодом. В случае работы в экстремальных ситуациях углеродное волокно может стать хрупким и даже потрескаться или расколоться. Грелки для ног тоже помогут в этом случае, но при работе при особенно низких температурах следует уделять особое внимание.Кроме того, решение обеих проблем заключается в использовании деревянного штатива, который обеспечивает чрезвычайно высокий уровень стабильности и устойчивости к воздействию низких температур, но за счет этого также является самым тяжелым из вариантов поддержки камеры.

Еще одним важным аспектом использования штатива в морозных условиях является наличие ножек с шипами или возможность установки дополнительных ножек с шипами. При работе на обледенелой поверхности или другой неровной местности, где резиновые ножки могут скользить, необходимо иметь возможность копаться в поверхности, на которой вы работаете, чтобы добиться максимальной устойчивости от штатива.

Водонепроницаемые рюкзаки и чемоданы

Водонепроницаемая сумка или чехол необходимы при фотосъемке в любых влажных условиях, например, в снегу, для защиты и изоляции вашего оборудования. Поскольку большинство фотоаппаратов не обладают высокой водонепроницаемостью по своей природе, хранение их в водонепроницаемой сумке при перемещении по влажным местам является второй лучшей альтернативой.

Lowepro предлагает два варианта, которые сочетают в себе преимущества гидроизоляции с дополнительной функциональностью, позволяющей удерживать зимнее снаряжение.Whistler Backpack 450 AW II — это большой рюкзак, который идеально подходит для занятий горными видами спорта. В него можно не только положить DSLR, объективы и аксессуары, но и взять с собой набор горного снаряжения и другие необходимые для треккинга вещи. Этот рюкзак также имеет всепогодный чехол, который защитит внутреннее содержимое от самых суровых условий. Более легкий и компактный вариант — это рюкзак Whistler Backpack 350 AW II, который имеет такой же всепогодный чехол и позволяет носить с собой целый ряд другого оборудования, кроме фотооборудования.

Рюкзак Lowepro Whistler 450 AW II

Еще один жизнеспособный выбор в качестве защитного рюкзака — Evoc CP 35L Camera Pack, который представляет собой универсальный герметичный рюкзак с множеством отделений для хранения очков, зимнего снаряжения и даже специальных точек крепления для лыж или сноуборда.

Evoc CP 35L Camera Pack

Если у вас уже есть переноска для вашей камеры и вы ищете немного большей защиты и дополнительной защиты от элементов и суровых условий, сумки для камеры BodyBag от LensCoat изготовлены из неопрена, чтобы добавить дополнительную изоляцию вашей камере во время путешествия и обеспечить защита от попадания пыли и грязи в корпус камеры и конфигурацию объектива. Точно так же покрытия линз TravelCoats также имеют неопреновую конструкцию для общей защиты и изоляции и подходят для самых разных линз. Эти покрытия линз особенно полезны в ситуациях, когда металлический корпус объектива может стать очень холодным и трудным в использовании (например, алюминиевые ножки штатива).

LensCoat TravelCoat для объектива Nikon 600mm f / 4E FL ED VR

Перчатки

Помимо изоляции и защиты всего оборудования камеры, вам также необходимо быть готовым к холодному климату.При съемке на открытом воздухе с ношением и использованием оборудования рекомендуется по возможности надевать перчатки (само собой разумеется, что вам понадобится теплая одежда, носки, верхняя одежда и водонепроницаемая обувь). Основная проблема против ношения перчаток во время работы заключается в том, что становится неудобно манипулировать элементами управления камерой и даже просто спускать затвор в стандартной паре перчаток. С другой стороны, перчатки Freehands имеют отверстия для большого и указательного пальцев, чтобы решить эту проблему. Этот дополнительный контроль в сочетании с утеплителем Thinsulate или флисом делает любую перчатку идеальным выбором для эффективной фотосъемки на холоде, сохраняя руки в тепле.

Если у вас есть дополнительные вопросы о фотографии в холодную погоду, поговорите с одним из наших специалистов по продажам в чате, по телефону 1-800-606-6969 или посетите удобно отапливаемый B&H SuperStore в центре Манхэттена.

Не забудьте заглянуть на B&H Explora, чтобы узнать больше о Adventure Week: Winter Edition — и не забудьте подписаться на B&H в Twitter @BHPhotoVideo, чтобы быть в курсе последних новостей #adventureweek.

Экономия топлива в холодную погоду

Холодная погода и зимние условия вождения могут значительно снизить экономию топлива.

Тесты на экономию топлива показывают, что при вождении по городу расход топлива обычного бензинового автомобиля примерно на 15% ниже при 20 ° F, чем при 77 ° F. При коротких поездках (от 3 до 4 миль) она может упасть на 24%.

Воздействие на гибриды обычно больше. В этих условиях их экономия топлива может упасть примерно на 30–34%.

Для электромобилей (EV) экономия топлива может упасть примерно на 39% при смешанном движении по городу и шоссе, а запас хода может снизиться на 41%. Около двух третей потребляемой дополнительной энергии уходит на обогрев кабины.

подробнее…

Эффекты холодной погоды могут различаться в зависимости от модели автомобиля. Однако можно ожидать, что обычные бензиновые автомобили потеряют от 10% до 20% экономии топлива при вождении по городу и от 15% до 33% при коротких поездках.

Для гибридов экономия топлива обычно снижается на 20–40% при движении по городу и на 25–45% при коротких поездках.

Когда обогреватель кабины не используется, экономия топлива электромобиля на 8% ниже при 20 ° F, чем при 75 ° F. Запас хода ниже примерно на 12%.

Почему зимой ниже экономия топлива?

Холодная погода влияет на ваш автомобиль больше, чем вы можете ожидать:

Трение в двигателе и трансмиссии увеличивается при низких температурах из-за холодного моторного масла и других трансмиссионных жидкостей.
Вашему двигателю требуется больше времени для достижения максимальной экономичной температуры.Это больше влияет на более короткие поездки, поскольку ваш автомобиль проводит большую часть поездки при неоптимальных температурах.
Подогрев сидений, обогреватели окон и вентиляторы обогревателя потребляют дополнительную мощность.
Прогрев автомобиля перед началом поездки снижает экономию топлива — на холостом ходу расходуется 0 миль на галлон.
Более холодный воздух плотнее, что увеличивает аэродинамическое сопротивление вашего автомобиля, особенно на скоростях шоссе.
Давление в шинах снижается при низких температурах, что увеличивает сопротивление качению.
Зимние сорта бензина могут иметь немного меньше энергии на галлон, чем летние смеси.
Производительность аккумулятора снижается в холодную погоду, что затрудняет поддержание заряда аккумулятора генератором. Это также влияет на производительность системы рекуперативного торможения на гибридах, подключаемых гибридах и электромобилях.

В суровую зимнюю погоду расход топлива может упасть еще больше.

Обледенелые или заснеженные дороги ухудшают сцепление шин с дорогой, расходуя энергию.
Безопасная скорость движения по скользкой дороге может быть намного ниже нормальной, что еще больше снижает экономию топлива, особенно на скоростях ниже 30-40 миль в час.
При использовании полного привода расходуется больше топлива.

Что я могу сделать, чтобы снизить расход топлива в холодную погоду?

Возможно, вы не сможете полностью снизить влияние холода на экономию топлива, но вы можете сделать несколько простых вещей, чтобы сократить расход топлива:

Припаркуйте автомобиль в более теплом месте, например в гараже, чтобы повысить начальную температуру двигателя и кабины.

Почему важна плотность энергии в батареях?

Плотность энергии батареи — это количество энергии, содержащейся в батарее, по сравнению с ее весом или размером. Мы называем это удельной плотностью энергии при сравнении с весом и объемной плотностью энергии при сравнении размеров.

Например, мы измеряем энергию батареи в ватт-часах (ватт в час, эквивалент использования одного ватта в течение одного часа). Затем мы можем разделить ватт-часы батареи (wh) на ее килограммы (вес) или объем (литры).

Таким образом, время, в течение которого аккумулятор может питать устройство по сравнению с его весом или размером, равно плотности энергии.

Почему важна плотность энергии батареи?

Плотность энергии батареи имеет решающее значение, поскольку чем выше плотность энергии, тем дольше батарея может излучать заряд по сравнению с ее размером. При этом батареи с высокой плотностью энергии могут быть полезны, когда для батареи не так много места, но вам нужно много выходной энергии. Смартфоны и другие портативные устройства являются прекрасными примерами этого.

Давайте сформулируем преимущества плотности энергии в виде вопроса: что бы вы предпочли: небольшую и легкую батарею, которая излучает энергию в течение длительного времени, или тяжелую батарею, которая занимает много места и обеспечивает лишь небольшое количество энергии?

Почти все сказали бы, что первое. Вот почему высокая плотность энергии жизненно важна в нашем мире.

Плотность энергии в сравнении с плотностью мощности в батареях

Плотность энергии и плотность мощности легко спутать, потому что они в некотором роде похожи. Оба они измеряют электрические характеристики батареи по сравнению с ее весом.

Тем не менее, плотность энергии и плотность мощности различаются по одному важному признаку: в то время как плотность энергии батареи измеряется в ваттах часов (ватт-час) на килограмм (кг), плотность мощности измеряется в ваттах на выходе на килограмм.

Вот где сила против энергии вступает в игру. Плотность мощности измеряет, насколько быстро может быть доставлена энергия, а плотность энергии измеряет, сколько энергии удерживает батарея.

Каковы преимущества использования аккумуляторов с высокой плотностью энергии?

Аккумуляторы с высокой плотностью энергии изменили мобильный мир. Обладая большей энергией, мы можем разместить полезные батареи в небольших помещениях. Это позволяет использовать долговечные телефоны, ноутбуки, наушники или медицинские устройства.

Они также очень легкие по сравнению с прошлыми альтернативами. Могли бы вы представить, что носите с собой 5-фунтовый iPhone? Или 10-фунтовая таблетка?

Более высокая плотность энергии также означает, что мы можем упаковать много энергии в более крупные мобильные устройства, такие как автомобили, самолеты, строительное оборудование и роботы.

Каковы риски высокой плотности энергии?

Когда в батарее накапливается больше энергии, она может высвободить больше энергии, если что-то пойдет не так.

Жидкие электролиты, содержащиеся в литий-ионных батареях, очень летучи и могут привести к возгоранию, что представляет опасность возгорания. Из-за этого в эти батареи встроены функции безопасности, которые ограничивают их легкий вес и компактность.

Следовательно, чем выше плотность энергии батареи, тем более опасной она может быть, что накладывает ограничения (и риски) на дальнейшее продвижение.

Какой аккумулятор в настоящее время имеет самую высокую плотность энергии?

Несомненно, литий-ионные аккумуляторы лидируют, когда речь идет о высокой плотности энергии. Они изменили наш мир благодаря достижениям в области энергопотребления и портативности. На самом деле плотность энергии литий-ионных аккумуляторов колеблется в пределах 260-270 Втч/кг, а свинцово-кислотных — в пределах 50-100 Втч/кг.

За последнее десятилетие в литий-ионных батареях было сделано много достижений, в частности, связанных с их химическим составом. Используя различные материалы для анода и катода, инженеры могут экспериментировать с электрохимией и изменять плотность энергии, удельную мощность и многое другое.

Литий-ионный аккумулятор с самой высокой плотностью энергии — это литий-кобальт-оксидный аккумулятор. В качестве катода используется оксид кобальта, а в качестве анода — графит. Из-за высокой плотности энергии он популярен для смартфонов, ноутбуков, часов, автомобилей и любых компактных устройств, которым необходимо излучать энергию в течение длительного времени.

→ Рекомендуемая литература: Анод и катод: в чем разница?

Преодолевая ограничения: твердотельные аккумуляторы

Итак, если мы достигаем пределов в развитии литий-ионных аккумуляторов, куда нам двигаться дальше? Будущее аккумуляторных технологий за твердотельными батареями.

Помните, что литий-ионные аккумуляторы имеют жидкий раствор электролита? Жидкое состояние этого раствора является фундаментальной проблемой. Он нестабилен, летуч при воздействии кислорода и может представлять значительный риск для безопасности. Это также ограничивает прогресс в размерах и плотности энергии из-за этих соображений безопасности.

Твердотельные батареи устраняют эти проблемы. Электролит в этих батареях является твердым, а не жидким, и поэтому имеет более высокую плотность энергии (в 2,5 раза больше), чем современные литий-ионные батареи. Они также имеют более быстрое время зарядки и меньше проблем с безопасностью, что делает батареи меньше и компактнее.

Хотя твердотельные батареи еще не доступны, они могут снова изменить наш мир.

Вот почему это важно

Плотность энергии аккумулятора имеет решающее значение, когда речь идет о его размере, продолжительности работы устройства и даже о безопасности аккумулятора. Фактически, это была ведущая тема совершенствования аккумуляторов и причина, по которой литий-ионные аккумуляторы так популярны.

Химики и инженеры постоянно стремятся создать безопасные, долговечные батареи с высокой плотностью энергии, и мы можем найти это идеальное решение в области химии твердотельных батарей. Будущее созрело для новых инноваций в литиевых батареях. Здесь, в Dragonfly Energy, мы совершаем революцию не только в достижениях в области твердотельных батарей, но и в производственном процессе.

У вас есть вопросы о плотности энергии и будущем батарей? Оставьте их в комментариях ниже!

Литий-ионный аккумулятор — Институт чистой энергии

Что такое литий-ионный аккумулятор и как он работает?

Литий-ионный (Li-ion) аккумулятор представляет собой аккумулятор с передовой технологией, в которой ионы лития используются в качестве ключевого компонента его электрохимии. Во время цикла разряда атомы лития в аноде ионизируются и отделяются от своих электронов. Ионы лития движутся от анода и проходят через электролит, пока не достигнут катода, где они рекомбинируют со своими электронами и электрически нейтрализуются. Ионы лития достаточно малы, чтобы проходить через микропроницаемый разделитель между анодом и катодом. Отчасти из-за небольшого размера лития (уступая только водороду и гелию) литий-ионные батареи способны иметь очень высокое напряжение и запас заряда на единицу массы и единицы объема.

В литий-ионных батареях в качестве электродов могут использоваться различные материалы. Наиболее распространенной комбинацией является комбинация оксида лития-кобальта (катод) и графита (анод), которая чаще всего встречается в портативных электронных устройствах, таких как мобильные телефоны и ноутбуки. Другие катодные материалы включают оксид лития-марганца (используемый в гибридных электрических и электрических автомобилях) и фосфат лития-железа. В литий-ионных батареях в качестве электролита обычно используется эфир (класс органических соединений).

Применение аккумуляторов

Математические модели эффективности батарей

Каковы некоторые преимущества литий-ионных батарей?

По сравнению с другими высококачественными аккумуляторами (никель-кадмиевыми или никель-металлогидридными) литий-ионные аккумуляторы имеют ряд преимуществ. У них одна из самых высоких плотностей энергии среди аккумуляторных технологий на сегодняшний день (100-265 Втч/кг или 250-670 Втч/л). Кроме того, литий-ионные аккумуляторные элементы могут выдавать напряжение до 3,6 В, что в 3 раза выше, чем у таких технологий, как Ni-Cd или Ni-MH. Это означает, что они могут обеспечивать большое количество тока для мощных приложений, в которых литий-ионные батареи также сравнительно просты в обслуживании и не требуют плановых циклов для продления срока службы батареи. Литий-ионные аккумуляторы не имеют эффекта памяти, пагубного процесса, при котором повторяющиеся циклы частичной разрядки/зарядки могут привести к тому, что аккумулятор «запомнит» более низкую емкость. Это преимущество как перед Ni-Cd, так и перед Ni-MH, которые проявляют этот эффект. Литий-ионные аккумуляторы также имеют низкую скорость саморазряда, составляющую около 1,5-2% в месяц. Они не содержат токсичного кадмия, что облегчает их утилизацию по сравнению с Ni-Cd батареями.

Благодаря этим преимуществам литий-ионные аккумуляторы вытеснили никель-кадмиевые аккумуляторы и заняли лидирующие позиции на рынке портативных электронных устройств (таких как смартфоны и ноутбуки). Литий-ионные батареи также используются для питания электрических систем в некоторых аэрокосмических приложениях, в частности, в новом и более экологичном Боинге 787, где вес является значительным фактором стоимости. С точки зрения экологически чистой энергии большая часть перспектив литий-ионных технологий исходит из их потенциального применения в автомобилях с батарейным питанием. В настоящее время самые продаваемые электромобили Nissan Leaf и Tesla Model S используют литий-ионные аккумуляторы в качестве основного источника топлива.

Каковы недостатки литий-ионных аккумуляторов?

Несмотря на свои технологические перспективы, литий-ионные аккумуляторы по-прежнему имеют ряд недостатков, особенно в отношении безопасности. Литий-ионные аккумуляторы имеют тенденцию к перегреву и могут быть повреждены при высоких напряжениях. В некоторых случаях это может привести к тепловому разгону и возгоранию. Это вызвало серьезные проблемы, в частности, остановку парка самолетов Boeing 787 после того, как поступили сообщения о возгорании бортовых батарей. Из-за рисков, связанных с этими батареями, ряд транспортных компаний отказываются выполнять массовые перевозки батарей самолетами. Для литий-ионных аккумуляторов требуются защитные механизмы для ограничения напряжения и внутреннего давления, что в некоторых случаях может увеличить вес и ограничить производительность. Литий-ионные аккумуляторы также подвержены старению, а это означает, что они могут терять емкость и часто выходят из строя через несколько лет. Еще одним фактором, ограничивающим их широкое распространение, является их стоимость, которая примерно на 40% выше, чем у Ni-Cd. Решение этих проблем является ключевым компонентом текущих исследований в области технологии. Наконец, несмотря на высокую плотность энергии литий-ионных аккумуляторов по сравнению с другими типами аккумуляторов, они по-прежнему имеют примерно в сто раз меньшую плотность энергии, чем бензин (который содержит 12 700 Втч/кг по массе или 8760 Втч/л по объему).

Вклады CEI

Основные результаты исследований

Одним из способов, которым CEI работала для достижения этой цели, является прямая визуализация, в частности, с использованием рентгеновской спектроскопии. Недавно в лаборатории профессора Джерри Зайдлера был разработан метод проведения рентгеновской спектроскопии ближней краевой структуры (XANES) на рабочем столе. Этот метод может позволить относительно подробные измерения определенных характеристик внутреннего состояния батареи без необходимости вскрывать ее и, таким образом, нарушать работу системы. Раньше XANES можно было реализовать только с чрезвычайно высоким потоком излучения от таких инструментов, как синхротрон. Это чрезвычайно большие и дорогие установки стоимостью до 1 миллиарда долларов, которые пользуются таким большим спросом среди ученых, что многомесячные списки ожидания становятся нормой. Используя преимущества новых передовых оптических технологий, лаборатория Зайдлера смогла изготовить небольшой прибор стоимостью 25 000 долларов, который может имитировать измерения, проводимые на синхротроне. С помощью этого нового инструмента ученые могут получать результаты в течение нескольких часов без значительного времени ожидания, что значительно увеличивает скорость разработки нестандартных технологий.

Другой аспект исследования аккумуляторов CEI включает создание физических, математических и вычислительных моделей внутреннего состояния аккумулятора. Это может помочь оптимизировать производительность батареи и циклы зарядки/разрядки, а также прогнозировать и предотвращать опасные отказы батареи. Профессор Венкат Субраманян, руководитель Лаборатории моделирования, анализа и управления технологическими процессами для электрохимических систем (MAPLE), разрабатывает и переформулирует физические модели батарей, а также работает над методами моделирования и решения этих моделей с большей эффективностью и точностью. Создав более эффективную, универсальную и точную модель технологии литий-ионных аккумуляторов, M.A.P.L.E. Исследования лаборатории могут помочь в разработке аккумуляторов более точно для более безопасной и эффективной работы.

Другие направления

Большая часть текущих исследований CEI направлена на разработку способов лучшего понимания и управления важными внутренними состояниями литий-ионных аккумуляторов. Понимание внутренней работы батареи имеет важное значение для улучшения конструкции и оценки режимов ее отказа.

Другим крупным направлением исследований CEI является разработка новых материалов для улучшения характеристик аккумуляторов. В центре внимания CEI находятся как наука о материалах высокого уровня, такая как разработка и замена альтернативных материалов в литий-ионных батареях, так и характеристика и дизайн наноструктурированных материалов или материалов, свойства которых определяются даже с точностью до нанометра. . Исследователи CEI также изучают материалы, которые могут предложить альтернативу технологиям литий-ионных аккумуляторов.

Кремний исследуется в качестве анодного материала, поскольку он может образовывать трехмерную клетку, обладающую большей способностью поглощать литий.

Узнать больше

Веб-сайт, посвященный батареям и их повторному использованию, создан студентом REU Alek Lazarski «Мост чистой энергии»
Subramanian размещены актуальные публикации по нелинейному моделирующему прогнозирующему управлению для литий-ионных аккумуляторов и других электрохимических систем.
Институт чистой энергии (UW) ускоряет масштабные исследования чистой энергии, включая солнечную энергию нового поколения, материалы для аккумуляторов, а также их интеграцию с системами и сетью. У него также есть информационно-пропагандистские программы, чтобы заинтересовать студентов в области STEM и чистой энергии. http://www.cei.washington.edu/ & http://www.cei.washington.edu/education/products/
Университет аккумуляторов, спонсируемый Cadex Electronics Inc., предоставляет бесплатные учебные материалы по аккумуляторам. http://batteryuniversity.com/
«Батареи в портативном мире. Справочник по перезаряжаемым батареям для не инженеров», опубликованный основателем Cadex Electronics Inc. На веб-сайте есть примечания к книге. http://www.buchmann.ca/buchmann/
В Википедии содержится хороший обзор химии литий-ионных аккумуляторов и их разработки. https://en.wikipedia.org/wiki/Литий-ионная_батарея

Университет мощных литий-ионных аккумуляторов

ПРИМЕЧАНИЕ : Эта статья была заархивирована . Пожалуйста, ознакомьтесь с нашей новой версией «Типы литий-ионных аккумуляторов».

Большинство литий-ионных аккумуляторов для портативных устройств изготовлены на основе кобальта. Система состоит из положительного электрода из оксида кобальта (катода) и графитового углерода в отрицательном электроде (аноде). Одним из основных преимуществ батареи на основе кобальта является ее высокая плотность энергии. Длительное время работы делает эту химию привлекательной для мобильных телефонов, ноутбуков и камер.

Широко используемый литий-ионный на основе кобальта имеет недостатки; он предлагает относительно низкий ток разряда. Большая нагрузка приведет к перегреву рюкзака, что поставит под угрозу его безопасность. Цепь безопасности батареи на основе кобальта обычно ограничивается скоростью заряда и разряда около 1С. Это означает, что элемент 18650 емкостью 2400 мАч можно заряжать и разряжать только максимальным током 2,4 А.

Другим недостатком является увеличение внутреннего сопротивления, которое происходит при езде на велосипеде и старении. Через 2-3 года использования аккумулятор часто приходит в негодность из-за большого падения напряжения под нагрузкой, вызванного большим внутренним сопротивлением. Рисунок 1 иллюстрирует кристаллическую структуру оксида кобальта.

Рис. 1: Катодный кристалл оксида лития-кобальта имеет «слоистую» структуру . Ионы лития показаны связанными с оксидом кобальта. Во время разряда ионы лития перемещаются от катода к аноду. Поток меняет направление при зарядке.

В 1996 году ученым удалось использовать оксид лития-марганца в качестве катодного материала. Это вещество образует трехмерную структуру шпинели, улучшающую ионный поток между электродами.

Высокий поток ионов снижает внутреннее сопротивление и увеличивает нагрузочную способность. Сопротивление остается низким при циклировании, однако батарея стареет, а общий срок службы аналогичен сроку службы кобальта. Шпинель по своей природе обладает высокой термической стабильностью и требует меньше схем безопасности, чем кобальтовая система. Низкое внутреннее сопротивление ячейки является ключом к высокой производительности. Эта характеристика дает преимущества при быстрой зарядке и сильноточной разрядке. Литий-ионный аккумулятор на основе шпинели в ячейке 18650 может разряжаться при токе 20-30А с минимальным тепловыделением. Допускаются короткие односекундные импульсы нагрузки, вдвое превышающие указанный ток. Некоторое накопление тепла невозможно предотвратить, и температура ячейки не должна превышать 80°C.

Рис. 2: Катодный кристалл
оксида лития-марганца имеет «трехмерную каркасную структуру»
.
Эта структура шпинели, которая обычно состоит из ромбовидных форм, соединенных в решетку, появляется после первоначального формирования. Эта система обеспечивает высокую проводимость, но более низкую плотность энергии.

Шпинелевая батарея имеет и недостатки. Одним из наиболее существенных недостатков является меньшая емкость по сравнению с системой на основе кобальта. Шпинель обеспечивает примерно 1200 мАч в корпусе 18650, что примерно вдвое меньше, чем у кобальтового эквивалента. Несмотря на это, шпинель по-прежнему обеспечивает плотность энергии, которая примерно на 50% выше, чем у эквивалента на основе никеля.

Рисунок 3: Формат ячейки 18650.
Размеры этой часто используемой ячейки: 18 мм в диаметре и 65 мм в длину.

Типы литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы еще не достигли полной зрелости, и технология постоянно совершенствуется. Анод в современных элементах состоит из смеси графита, а катод — из комбинации лития и других выбранных металлов. Следует отметить, что все материалы в батарее имеют теоретическую плотность энергии. С литий-ионным анодом хорошо оптимизирован, и можно добиться небольших улучшений с точки зрения изменений конструкции. Катод, однако, обещает дальнейшие усовершенствования. Поэтому исследования аккумуляторов сосредоточены на материале катода. Еще одна часть, которая имеет потенциал, — это электролит. Электролит служит реакционной средой между анодом и катодом.

Аккумуляторная промышленность постепенно увеличивает мощность на 8-10% в год. Ожидается, что эта тенденция сохранится. Это, однако, далеко от закона Мура, который определяет удвоение количества транзисторов на кристалле каждые 18-24 месяца. Перевод этого увеличения на батарею будет означать удвоение емкости каждые два года. Вместо двух лет литий-ион удвоил свою энергоемкость за 10 лет.

Современные литий-ионные аккумуляторы бывают разных видов, и различия в составе в основном связаны с материалом катода. В приведенной ниже таблице 1 представлены наиболее часто используемые сегодня на рынке литий-ионные аккумуляторы. Для простоты мы объединяем химические вещества в четыре группы: кобальт, марганец, NCM и фосфат.

Chemical name	Material	Abbreviation	Short form	Notes
Lithium Cobalt Oxide ¹ Также кобальт лития или литий-ион-кобальт)	LiCoO ₂ (60% Co)	LCO	Литий-кобальт	Высокая производительность; for cell phone laptop, camera
Lithium Manganese Oxide ¹ Also Lithium Manganate or lithium-ion-manganese	LiMn ₂ O ₄	LMO	Литий-марганец или шпинель	Наиболее безопасный; меньшая емкость, чем у литий-кобальта, но высокая удельная мощность и длительный срок службы. Электроинструменты, электровелосипеды, электромобили, медицинские, для любителей.
Lithium Iron Phosphate ¹	LiFePO ₄	LFP	Li-phosphate
Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide ¹ , также оксид лития-марганца-кобальта	LiNiMnCoO ₂ (10–20% Co)	NMC	NMC
Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide ¹	LiNiCoAlO ₂ 9% Co)	NCA	NCA	Приобретение значения в электроприводах и энергосистемах0239 LI ₄ TI ₅ O ₁₂	LTO	LI-TITANATE

18018018018018018018018018018018.

ION05.ION05.ION05.ION. При необходимости мы будем использовать краткую форму.

¹ Материал катода

² Материал анода

Литий-ионный аккумулятор на основе кобальта впервые появился в 1991 году и был представлен Sony. Эта химия батареи получила быстрое признание из-за ее высокой плотности энергии. Возможно, из-за более низкой плотности энергии литий-ион на основе шпинели имел более медленный старт. При появлении в 1996 мир требовал более длительного времени работы больше всего на свете. Из-за необходимости высокой скорости тока на многих портативных устройствах шпинель теперь вышла на передний план и пользуется большим спросом. Требования настолько велики, что производители, выпускающие эти батареи, не в состоянии удовлетворить спрос. Это одна из причин, почему так мало рекламы делается для продвижения этого продукта. E-One Moli Energy (Канада) — ведущий производитель литий-ионной шпинели цилиндрической формы. Они специализируются на форматах ячеек 18650 и 26700. Другими крупными производителями литий-ионных аккумуляторов на основе шпинели являются Sanyo, Panasonic и Sony.

Sony уделяет особое внимание никель-кобальт-марганцевой (NCM) версии. Катод включает в себя кобальт, никель и марганец в кристаллической структуре, которая образует многометаллический оксидный материал, к которому добавлен литий. Производитель предлагает ряд различных продуктов в рамках этого семейства аккумуляторов, предназначенных для пользователей, которым требуется либо высокая плотность энергии, либо высокая нагрузочная способность. Следует отметить, что эти два атрибута нельзя было совмещать в одном и том же пакете; между ними есть компромисс. Обратите внимание, что NCM заряжается до 4,10 В на элемент, что на 100 мВ ниже, чем у кобальта и шпинели. Зарядка этой батареи до 4,20 В на элемент обеспечит более высокую емкость, но срок службы будет сокращен. Вместо обычных 800 циклов, достигаемых в лабораторных условиях, количество циклов сократится примерно до 300.

Новейшим дополнением к семейству литий-ионных аккумуляторов является система A123, в которой в катод добавляются нанофосфатные материалы. Утверждается, что он имеет самую высокую удельную мощность в Вт / кг среди имеющихся в продаже литий-ионных аккумуляторов. Элемент может непрерывно разряжаться до 100% глубины разряда при температуре 35°C и может выдерживать импульсы разряда до 100°C. Система на основе фосфатов имеет номинальное напряжение около 3,3 В на элемент, а пиковое напряжение заряда составляет 3,60 В. Это ниже, чем у литий-ионной батареи на основе кобальта, и для батареи потребуется специальное зарядное устройство. Компания Valance Technology была первой, кто начал коммерциализацию литий-ионных аккумуляторов на основе фосфатов, и их элементы продаются под маркой Saphion.

На рис. 4 мы сравниваем плотность энергии (Втч/кг) трех литий-ионных химических элементов и сопоставляем их с традиционными свинцово-кислотными, никель-кадмиевыми и никель-металлогидридными. Можно увидеть постепенное улучшение марганца и фосфата по сравнению со старыми технологиями. Кобальт обеспечивает самую высокую плотность энергии, но менее термически стабилен и не может обеспечивать большие токи нагрузки.

Рис. 4: Плотность энергии обычных аккумуляторов.

Определение плотности энергии и плотности мощности

Плотность энергии (Втч/кг) — это показатель того, сколько энергии может удерживать батарея. Чем выше плотность энергии, тем дольше будет время работы. Литий-ионные аккумуляторы с кобальтовыми катодами обеспечивают самую высокую плотность энергии. Типичными приложениями являются сотовые телефоны, ноутбуки и цифровые камеры.
Плотность мощности (Вт/кг) указывает, сколько энергии батарея может обеспечить по требованию. Основное внимание уделяется вспышкам мощности, таким как сверление тяжелой стали, а не времени выполнения. Литий-ионные на основе марганца и фосфата, а также химические вещества на основе никеля являются одними из лучших. Аккумуляторы с высокой удельной мощностью используются для электроинструментов, медицинских приборов и транспортных систем.

Можно провести аналогию между плотностью энергии и мощности с бутылкой с водой. Размер бутылки — это плотность энергии, а отверстие — плотность мощности. Большая бутылка может вместить много воды, а большое горлышко может быстро ее наполнить. Большой контейнер с широким горлышком — лучшее сочетание.

Путаница с напряжением

В течение последних 10 лет было известно, что номинальное напряжение литий-ионного аккумулятора составляет 3,60 В на элемент. Это была довольно удобная цифра, потому что она соответствовала трем никелевым батареям (1,2 В на ячейку), соединенным последовательно. Использование более высокого напряжения элемента для литий-ионных аккумуляторов отражает лучшие показания мощности в ватт-часах на бумаге и представляет собой маркетинговое преимущество, однако производитель оборудования будет по-прежнему исходить из того, что элемент рассчитан на 3,60 В.
Номинальное напряжение литий-ионной батареи рассчитывается путем взятия полностью заряженной батареи с напряжением около 4,20 В, полной разрядки ее до напряжения около 3,00 В со скоростью 0,5°C при измерении среднего напряжения.

Из-за более низкого внутреннего сопротивления среднее напряжение системы шпинели будет выше, чем у эквивалента на основе кобальта. Чистая шпинель имеет наименьшее внутреннее сопротивление, а номинальное напряжение ячейки составляет 3,80 В. Исключением снова является литий-ионный на основе фосфата. Эта система больше всего отличается от обычной литий-ионной системы 9.0003

Продление срока службы батареи благодаря умеренности

Батареи живут дольше при бережном обращении. Высокие зарядные напряжения, чрезмерная скорость заряда и экстремальные условия нагрузки отрицательно сказываются на сроке службы батареи. Долговечность часто является прямым результатом воздействия окружающей среды. Следующие рекомендации предлагают способы продлить срок службы батареи.

-Время, в течение которого батарея остается на уровне 4,20/ячейка, должно быть как можно короче. Длительное высокое напряжение способствует коррозии, особенно при повышенных температурах. Шпинель менее чувствительна к высокому напряжению.

-3,92 В/ячейка — лучший верхний порог напряжения для литий-ионных аккумуляторов на основе кобальта. Было показано, что зарядка аккумуляторов до этого уровня напряжения удваивает срок службы. Литий-ионные системы для оборонных приложений используют более низкий порог напряжения. Минус — намного меньшая емкость.

— Ток заряда литий-ионного аккумулятора должен быть умеренным (0,5°C для литий-ионного аккумулятора на основе кобальта). Меньший зарядный ток сокращает время, в течение которого элемент находится при напряжении 4,20 В. Зарядка в 0,5C лишь незначительно увеличивает время зарядки по сравнению с 1C, потому что дозарядка будет короче. Зарядка с высоким током имеет тенденцию преждевременно подталкивать напряжение к пределу напряжения.

— Не разряжайте литий-ион слишком глубоко. Вместо этого заряжайте его часто. У литий-ионных нет проблем с памятью, как у никель-кадмиевых аккумуляторов. Для кондиционирования не требуются глубокие разряды.

— Не заряжайте литий-ионные аккумуляторы при температуре ниже нуля. Несмотря на прием заряда, произойдет необратимое покрытие металлическим литием, что ставит под угрозу безопасность батареи.

Мало того, что литий-ионный аккумулятор прослужит дольше благодаря более низкой скорости зарядки; умеренная скорость разряда также помогает. На рис. 5 показан срок службы в зависимости от скоростей заряда и разряда. Обратите внимание на улучшение лабораторных характеристик при скорости заряда и разряда 1C по сравнению с 2 и 3C.

Рисунок 5: Срок службы литий-ионных аккумуляторов в зависимости от скорости заряда и разряда.
Литий-кобальт обладает самой высокой плотностью энергии. Системы с марганцем и фосфатом гораздо более стабильны и обеспечивают более высокие токи нагрузки, чем системы с кобальтом.

Эксперты по аккумуляторным батареям согласны с тем, что срок службы литий-ионных батарей сокращается не только скоростью зарядки и разрядки, но и другими факторами. Несмотря на то, что при осторожном использовании можно добиться постепенных улучшений, наша среда и необходимые службы не всегда способствуют оптимальному времени автономной работы. В этом отношении батарея ведет себя так же, как и мы, люди — мы не всегда можем жить так, чтобы обеспечить максимальную продолжительность жизни.

Задняя страница

Фреда Шлахтера

Фото Роя Калшмидта/Berkeley Lab

Подключаемый гибрид Ford Energi 2013 года, на заднем плане виден мост Золотые Ворота.

Три года назад на симпозиуме по литий-воздушным батареям в IBM Almaden царил большой оптимизм. На симпозиуме «Масштабируемое хранение энергии: помимо ионно-литиевых» рабочим посланием было: «Нет фундаментальных научных препятствий для создания аккумуляторов с десятикратным запасом энергии — при заданном весе — лучших современных аккумуляторов».

Оптимизм почти исчез в этом году на пятой конференции серии масштабируемых накопителей энергии в Беркли, Калифорния. Объявление симпозиума гласит: «Несмотря на то, что новые электромобили с передовыми ионно-литиевыми батареями внедряются, необходимы дальнейшие прорывы в масштабируемом хранении энергии, помимо нынешних современных ионно-литиевых аккумуляторов, прежде чем можно будет использовать все преимущества электрификации транспортных средств. осуществленный.» Настроение было осторожным, так как ясно, что литий-ионные батареи развиваются медленно, и что их ограниченная плотность энергии и высокая стоимость не позволят производить полностью электрические автомобили для замены основных американских семейных автомобилей в обозримом будущем. «Будущее туманно», — так резюмировал конференцию Венкат Шринивасан, возглавляющий программу исследований аккумуляторов в лаборатории Беркли.

Электромобили имеют долгую историю. Они были популярны на заре автомобильной эры: 28 процентов автомобилей, произведенных в Соединенных Штатах в 1900 году, приводились в движение электричеством. Однако ранняя популярность электромобилей сошла на нет, когда в 1908 году Генри Форд представил серийные автомобили с двигателями внутреннего сгорания.

Бензин был быстро признан идеальным природным топливом для автомобилей: он имеет очень и объем — примерно в 500 раз больше, чем у свинцово-кислотной батареи — и это было в изобилии, недорого и, казалось бы, неограниченным запасом. К 19Электромобили 20-х годов перестали быть коммерчески жизнеспособными и исчезли со сцены. Они не появлялись снова до конца 20-го века, когда бензин стал дорогим, запасы больше не казались неограниченными, а общественность узнала о возможном влиянии сжигания ископаемого топлива на глобальный климат.

Электрические автомобили возвращаются с появлением аккумуляторов, которые более эффективны, чем старые свинцово-кислотные аккумуляторы. Новое поколение электромобилей появилось в виде гибридных электромобилей (HEV), подключаемых гибридных автомобилей (PHEV) и полностью электрических или аккумуляторных электромобилей (BEV). Большинство электромобилей последнего поколения питаются от литий-ионных аккумуляторов с использованием технологий, впервые примененных в портативных компьютерах и мобильных телефонах.

Приведение автомобилей в действие электричеством, а не бензином, дает двойное преимущество: в конечном итоге мы избавляемся от зависимости от импортного ископаемого топлива и эксплуатируем автомобили на возобновляемых источниках энергии. Устранение зависимости от нефти, импортируемой из часто недружественных стран, значительно улучшит нашу энергетическую безопасность, а питание автомобилей от зеленой сети с использованием солнечных и ветровых ресурсов значительно сократит количество CO ₂, выбрасываемого в атмосферу.

Основным препятствием для замены основного американского семейного автомобиля электромобилями является производительность аккумулятора. Наиболее важным вопросом является плотность хранения энергии как по массе, так и по объему. Современные технологии требуют, чтобы электромобиль имел большую и тяжелую батарею, но при этом обеспечивал меньший запас хода, чем автомобиль, работающий на бензине.

Аккумуляторы стоят дорого, в результате чего электромобили обычно намного дороже, чем автомобили аналогичного размера, работающие на бензине. Существует разумный предел затрат, когда стоимость электромобиля и электроэнергии, потребляемой за срок службы автомобиля, значительно превышает стоимость автомобиля с двигателем внутреннего сгорания с учетом бензина за срок службы автомобиля.

Вопрос безопасности широко обсуждается в прессе. Хотя в Америке ежегодно происходит более 200 000 пожаров в автомобилях, работающих на бензине, широко распространен страх перед электричеством. Аккумуляторы в автомобилях, работающих от электричества, обязательно сгорят при некоторых сценариях аварий; риск возгорания, вероятно, будет аналогичен автомобилям с бензиновым двигателем.

Энергия, запасенная в топливе, значительна: чемпионом является бензин с показателями 47,5 МДж/кг и 34,6 МДж/литр; бензин в полностью заправленном автомобиле имеет такое же содержание энергии, как тысяча динамитных шашек. Литий-ионный аккумулятор имеет около 0,3 МДж/кг и около 0,4 МДж/литр (Chevy VOLT). Таким образом, плотность энергии бензина примерно в 100 раз выше, чем у литий-ионного аккумулятора. Эта разница в плотности энергии частично компенсируется очень высокой эффективностью электродвигателя в преобразовании энергии, хранящейся в аккумуляторе, в движение автомобиля: обычно его эффективность составляет 60-80 процентов. Эффективность двигателя внутреннего сгорания при преобразовании энергии, запасенной в бензине, в движение автомобиля обычно составляет 15 процентов (EPA 2012). При соотношении около 5 батарея с плотностью накопления энергии, равной 1/5 плотности бензина, будет иметь такой же запас хода, как автомобиль с бензиновым двигателем. В настоящее время мы даже близко к этому не подошли.

Приведение автомобиля в действие электричеством значительно эффективнее, чем приведение автомобиля в действие бензином с точки зрения потребления первичной энергии. В то время как эффективность использования энергии электромобилем очень высока, большинство электростанций, производящих электроэнергию, имеют эффективность преобразования первичной энергии в электроэнергию, поставляемую пользователю, всего на 30 процентов. Преобразование нефти в бензин очень эффективно. Это приводит к тому, что электричество в 1,6 раза лучше использует первичную энергию по сравнению с бензином, и является важным моментом в его пользу.

В отчете APS за 2008 г. об эффективности использования энергии изучались статистические данные о том, сколько миль американцы проезжают в день. Вывод этого исследования заключался в том, что полный парк PHEV с запасом хода на электротяге в 40 миль (60 км) может снизить потребление бензина более чем на 60 процентов. Таким образом, Америке может не понадобиться полный парк электромобилей для значительного сокращения потребления бензина.

Насущный вопрос заключается в том, могут ли электрические автомобили обеспечить удобство, стоимость и запас хода, необходимые для замены своих бензиновых аналогов в качестве основного стандартного американского семейного автомобиля. И это почти полностью зависит от состояния развития аккумуляторов в сочетании с вопросами озеленения энергосистемы и обеспечения широкой инфраструктуры для подзарядки электромобилей.

Сегодня ответ неоднозначный:

HEV уже популярны, хотя сегодня они составляют лишь небольшую часть автомобилей на дорогах. Нынешнее поколение аккумуляторов подходит для HEV, а запас хода не является проблемой, поскольку 100 процентов энергии для питания автомобиля поступает от бензина. Стоимость покупки выше, чем у обычного автомобиля; преимуществом является снижение расхода топлива на 40 и более процентов (EPA 2012).

PHEV теперь выходят на рынок (рис. 1). Электрическая дальность действия ограничена, а имеющиеся в настоящее время аккумуляторы лишь незначительно подходят. Полный запас хода не является проблемой, так как бензин хранится на борту в качестве «удлинителя запаса хода».

Электромобили, поступающие на рынок, дороги, а запас хода слишком мал для многих американских водителей, по крайней мере, в качестве основного семейного автомобиля. Аккумуляторы с гораздо более высокой плотностью хранения энергии и более низкой стоимостью необходимы для того, чтобы электромобили стали популярными за пределами ограниченного рынка высококлассных городских жителей в качестве второго автомобиля, который будет использоваться для местных перевозок, где возможна домашняя подзарядка и где нет времени на зарядку. проблема.

Требования к батареям различаются для HEV, PHEV и BEV. Аккумулятору для HEV не нужно хранить много энергии, но он должен иметь возможность быстро накапливать энергию от рекуперативного торможения. Поскольку он работает в ограниченном диапазоне заряда/разряда, его срок службы может быть очень долгим. Аккумулятор PHEV должен иметь гораздо большую емкость для хранения энергии, чтобы обеспечить разумный запас хода на электротяге, и будет работать со значительно большим диапазоном заряда/разряда, что ограничивает срок службы аккумулятора. Аккумулятор для BEV должен поставлять всю энергию для питания автомобиля на всем его диапазоне — скажем, 150–300 км — и должен использовать большую часть своего диапазона заряда/разряда. Эти требования означают, что батарея для BEV будет большой, тяжелой, дорогой и будет иметь ограниченный срок службы. Замена батареи для BEV может повлечь за собой затраты, превышающие десять тысяч долларов, которые, разделенные на пройденные мили, вероятно, значительно превысят стоимость электроэнергии для питания автомобиля.

Симпозиум в Беркли в 2012 г. был посвящен двум альтернативным химическим реакциям: литий/кислород (литий/воздух) и литий/сера. Оба теоретически предлагают гораздо более высокую плотность энергии, чем это возможно даже на теоретическом пределе развития литий-ионных аккумуляторов. Тем не менее, технические трудности в создании практичной батареи с хорошей способностью к перезарядке с использованием любого из этих химикатов значительны.

Существуют серьезные исследовательские проблемы, касающиеся всех аспектов батареи: катода, анода и электролита, а также взаимодействия материалов и потенциальных производственных проблем. Li/воздух (Li/O ₂ ) требуется охлажденный сжатый воздух без водяного пара или CO ₂ , что значительно усложнило бы литий-воздушную аккумуляторную систему. Литий-воздушная батарея будет больше и тяжелее, чем литий-ионная батарея, что сделает маловероятными перспективы использования в автомобилях в ближайшем будущем. Однако ведущая группа по разработке аккумуляторов в IBM написала в статье 2010 года о литий-воздушных аккумуляторах; «Автомобильные силовые батареи только начинают переход от никель-металлогидридных к литий-ионным батареям после почти 35 лет исследований и разработок последних. Переход на литий-воздушные аккумуляторы (в случае успеха) следует рассматривать с точки зрения аналогичного цикла разработки». Возможно, нам нужно набраться терпения.

Для разработки и улучшения характеристик аккумуляторов используется множество подходов, включая исследования с использованием нанотрубок, нанопроволок, наносфер и других наноматериалов. Однако ни один из исследователей не сообщил о прогрессе до такой степени, что можно было бы представить практическую батарею, использующую Li / Air или Li / S.

Томас Греслер, менеджер группы проектирования элементов в лаборатории электрохимических энергетических исследований General Motors, пессимистично оценивает перспективы новых химических элементов аккумуляторов: «Мы не инвестируем в технологии литий-воздушных и литий-серных аккумуляторов, потому что мы не думаем от автомобильная точка зрения, что в обозримом будущем это принесет существенную пользу».

Серьезной инфраструктурной проблемой является создание сети для подзарядки батареи электромобиля. В США более 120 000 заправочных станций. Учитывая, что запас хода современного BEV составляет менее трети запаса хода бензинового автомобиля, потребуется очень большое количество подзарядных станций в дополнение к домашней зарядке, которая может быть осуществима только для тех, кто живет в частные дома или многоквартирные дома с выделенной парковкой.

Зарядка электромобиля занимает несколько часов, и даже быстрая зарядка займет больше времени, чем большинство людей готовы ждать. А зарядку следует производить ночью, когда выработка электроэнергии и пропускная способность сети наиболее доступны.

Исследования аккумуляторов финансируются на скромном уровне, поскольку среди общественности и политиков существует ложное представление о том, что нынешние характеристики аккумуляторов достаточны для широкого распространения аккумуляторных электромобилей. Национальное внимание было сосредоточено на возобновляемых источниках энергии. Соединенные Штаты не станут независимыми от иностранной нефти и сжигания ископаемого топлива, пока не будут разработаны новые аккумуляторные технологии. Это потребует согласованных национальных усилий в области науки и техники, что потребует значительных затрат.

Фред Шлахтер недавно вышел на пенсию с должности физика в области усовершенствованных источников света Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. Он является соавтором отчета APS за 2008 год Energy Future: Think Efficiency, для которого он написал главу о транспорте.

«Закон Мура» для батарей?

Разве для аккумуляторов не существует какого-то «закона Мура»? Почему прогресс в повышении емкости аккумуляторов идет так медленно по сравнению с увеличением вычислительной мощности компьютера? Основной ответ заключается в том, что электроны не занимают места в процессоре, поэтому их размер не ограничивает вычислительную мощность; пределы задаются литографическими ограничениями. Однако ионы в батарее занимают место, а потенциалы диктуются термодинамикой соответствующих химических реакций, поэтому значительное улучшение емкости батареи может быть достигнуто только за счет перехода на другой химический состав.

Оценка плотности энергии · Мэтт Лейси

Помогите мне обеспечить будущее этого сайта! В последние годы становится все труднее поддерживать и развивать этот веб-сайт и научный контент на нем, как я недавно обсуждал в теме в Твиттере. Сейчас я активно изучаю варианты разработки научного контента для его улучшения, расширения и обеспечения того, чтобы он продолжал оставаться полезным ресурсом для сообщества аккумуляторных батарей. Чтобы помочь мне в этом, если вы нашли эти страницы интересными, я был бы очень признателен вам за несколько минут, потраченных на заполнение этого краткого опроса. Заранее большое спасибо,
/ Мэтт

Вы здесь: Дом » Наука » Литий-серные батареи » Оценка плотности энергии

Пару лет назад я сделал электронную таблицу Excel, чтобы оценить, на чем будет основана гравиметрическая плотность энергии (или, точнее, *удельная энергия*) увеличенного литий-серного (Li-S) элемента. различные параметры и показатели эффективности из экспериментальных испытаний. В то время я работал над проектом с заявленной целью производства элемента мощностью 400 Втч/кг в конце проекта (амбициозная цель, и хотя в целом проект был очень успешным и продуктивным, далеко от этой цели).

Недавно я перевел эту таблицу в приложение Shiny, и теперь она доступна здесь. Я подумал, что было бы интересно связать это приложение со страницей, описывающей различные параметры, откуда берутся значения по умолчанию, которые я выбрал, и какие значения кажутся реалистичными с учетом текущей литературы. Я надеюсь, что это приложение будет весьма поучительным и, возможно, даст некоторое представление о том, почему так сложно сделать аккумулятор с такой высокой энергией.

Откройте приложение здесь

Приложение довольно простое и должно выглядеть так, как показано на скриншоте ниже. Просто измените значения, как вам нравится, и посмотрите, что произойдет.

Плотность энергии рассчитывается очень просто:

$$\text{плотность энергии} = \frac{Q_d \cdot E_{\text{mean}}}{\sum m_x}$$

где $Q_d$ — «поверхностная емкость» (или площадь разрядной емкости) электрода в мАч/см2, $E_\text{mean}$ — среднее напряжение разряда, а $\sum m_x$ есть сумма всех масс всех компонентов в г/см2. Произведение Q и E дает энергию, а деление на сумму всех масс дает плотность энергии для всего пакета ячеек.

Можно изменить следующие параметры:

Использование серы (мАч/г) – более узнаваемо, разрядная емкость, выраженная на единицу массы серы. Значение по умолчанию равно 900, что примерно соответствует тому, что мы получаем в типичных тестовых батареях, которые мы создавали в течение последних 18 месяцев. Теоретически это 1672. Литературные значения встречаются повсюду, обычно между 600 и 1000, но иногда сообщалось о значениях ~ 1200 и выше, но реже.
Среднее напряжение разряда (В) — по умолчанию 2,13, что также характерно для наших аккумуляторов. Теоретическая, по свободной энергии образования Гиббса, равна 2,24.
Содержание серы (мг/см ² ) — Количество серы на положительном электроде. Значение по умолчанию равно 3, что является типичным для нашего текущего исследования и разумным минимальным значением для практической системы. Литературные значения чаще всего составляют от 0,5 до 2, но относительно редко сообщаются значения >4.
Доля серы (%) — Доля композита положительного электрода, которая представляет собой элементарную серу. Оставшаяся фракция обычно представляет собой проводящие добавки и связующие вещества. По умолчанию 65, это то, что мы используем. Литературные значения чаще всего находятся между 40 и 60, при этом сообщается до 80.
Отношение электролит/сера (мкл/мг) — Отношение объема электролита к массе серы в электроде. Значение по умолчанию — 5, что является наименьшим целочисленным значением, при котором наши клетки работают более нескольких циклов (мы использовали 6 в большинстве наших недавних публикаций). Литературные значения чаще всего не сообщаются, но варьируются от 6 до 100. В нескольких недавних статьях сообщается, что «оптимальное» значение находится между 10 и 20. До сих пор я не видел значений ниже 6 ни в одной опубликованной статье. за исключением статьи Sion Power 2010 года [здесь] — работая в обратном направлении от рисунка в этой статье, описывающего элементы емкостью 2,8 Ач, можно оценить отношение E / S примерно. 2.4 соответствовали батареям со сроком службы ~50 циклов.
Плотность электролита (г/см ³ ) — не требует пояснений. Значение по умолчанию — 1,09, это то, что я ранее оценил плотность нашего стандартного электролита (1 M LiTFSI, 0,25 M LiNO ₃, 1:1 DME:DOL — более точное число может быть где-то там).
Масса сепаратора (мг/см ² ) — по умолчанию 0,894, что соответствует массе пористых полиэтиленовых сепараторов, которые мы использовали в последние годы.
Толщина лития (мкм) — Толщина литиевого отрицательного электрода. Значение по умолчанию — 50, что приемлемо для практичной батареи. Мы используем литиевую фольгу толщиной 125 и 30 мкм. Литературные ценности встречаются редко. Литиевая фольга продается в широком диапазоне толщин. Наиболее часто используемая фольга в академических лабораториях, вероятно, находится в диапазоне 100–1000 мкм.
Толщина алюминия (мкм) — Толщина алюминиевого (положительного) токосъемника. Значение по умолчанию — 14, приемлемое для типичных литий-ионных аккумуляторов.
Толщина меди (мкм) – Толщина медного (отрицательного) токоприемника. Значение по умолчанию — 9, приемлемое для типичных литий-ионных аккумуляторов. Было высказано предположение, что если избыток литиевого отрицательного электрода достаточно высок, он может быть его собственным токосъемником, и поэтому медь не потребуется; плотность металлического лития составляет часть плотности меди и (очевидно) дешевле на единицу площади.

Попробуйте изменить параметры в диапазонах, которые я предложил для начала. Есть над чем подумать: насколько высокой будет плотность энергии при значениях в этих диапазонах? Какая часть клетки составляет активную массу (т. е. Li и серу?) Какой самый большой вклад в массу? Что еще нам нужно улучшить, чтобы достичь, скажем, 400 или 500 Втч/кг?

Внимание! Упаковка ячеек (в настоящее время) не включена в эти расчеты! Плотность энергии ячейки, конечно, будет зависеть от массы упаковки. Это частично зависит от формата (размера, типа и т. д.) ячейки. Я бы предположил, что разумная оценка клеточной упаковки составляет около 10% от общей массы клетки, но это всего лишь обоснованное предположение.

Также обратите внимание: Избыток на отрицательном электроде также указан в приложении — это важно! Если он отрицательный, это означает, что емкость на литиевом электроде ограничена, и плотность энергии элемента будет снижена. Это учитывается в расчетах.

Полезная литература по теме: Hagen et al (2015), Urbonaite et al (2015), Pope et al (2015), Mikhaylik et al (2010), Berg et al (2015).

Я также написал отдельный пост, предоставляющий некоторый контекст этой странице. Вы можете найти это здесь.

Пожалуйста, включите JavaScript для просмотра комментариев. 12 января 2018 г. REUTERS/Lucy Nicholson

Зарегистрируйтесь сейчас и получите БЕСПЛАТНЫЙ неограниченный доступ к Reuters.

com

13 июля (Рейтер) — Panasonic Energy Co, крупный поставщик Tesla, работает над новой технологией, позволяющей увеличить плотность энергии аккумуляторов на пятую часть к 2030 году, сообщает японская компания. сказал Reuters главный технический директор.

Это увеличение, если оно будет достигнуто, может увеличить запас хода модели Y, например, более чем на 100 км (62 мили) с аккумуляторной батареей того же размера. В качестве альтернативы, это может позволить производителям создавать более вместительные и, возможно, более легкие электромобили (EV), сохраняя при этом неизменным запас хода.

Поскольку все больше автопроизводителей выпускают модели электромобилей, инвесторы ищут доказательства того, что Tesla и признанные поставщики аккумуляторов, такие как Panasonic, могут сохранить свое лидерство в отрасли. Аккумуляторная система является самым дорогим элементом электромобиля, а повышение производительности и снижение затрат рассматриваются как ключ к поддержанию роста мировых продаж.

Зарегистрируйтесь сейчас и получите БЕСПЛАТНЫЙ неограниченный доступ к Reuters.com

Panasonic Energy, основное подразделение Panasonic Holdings, планирует добиться этих результатов за счет использования нового набора добавок, позволяющих отдельным элементам работать при более высоком напряжении без повреждения Производительность батарей, сказал Шоитиро Ватанабэ в интервью.

«Соревнования среди производителей аккумуляторов заключались в том, чтобы придумать более мощные и эффективные добавки», — сказал он.

В его комментариях впервые описывается закулисная работа компании по повышению эффективности аккумуляторов, помимо самой передовой аккумуляторной технологии, которую Panasonic сделала доступной для Tesla сегодня.

Повышение плотности энергии на 20 % — по сути, способности батареи накапливать энергию в заданном объеме — вероятно, приведет к плотности энергии 900 ватт-часов на литр (Втч/л) для самого современного элемента Panasonic по сравнению с 750 Втч. /л сегодня.

Ватанабэ сказал, что Panasonic планировала добиться такого прироста в течение нескольких лет, но не сообщила, когда она начнет внедрять новую химию.

Ожидается, что новый аккумулятор большего формата 4680, уже производимый Tesla, снизит производственные затраты и увеличит запас хода по сравнению с аккумулятором 2170 текущего поколения, заявил автопроизводитель.

Представитель Panasonic отказался комментировать, будет ли новая аккумуляторная технология компании использована в 4680, 2170 или в обоих.

Tesla не ответила на запросы о комментариях.

Panasonic, первый поставщик аккумуляторов для Tesla, планирует начать массовое производство 4680 аккумуляторов в Японии в течение финансового года, начинающегося в апреле 2023 года, и изучает площадки для производства в США. Tesla планирует использовать батареи 4680 для питания новых автомобилей Model Y, построенных в Техасе.

Компания Panasonic разработала способ замедления износа батареи при более высоком напряжении, который включает использование новых, более мощных добавок к электролиту батареи, сказал Ватанабэ, который также является исполнительным вице-президентом Panasonic Energy.

Более высокое напряжение позволяет увеличить способность накапливать энергию, но даже небольшое повышение также приводит к значительному снижению производительности батареи.

«Повышение плотности энергии на 20% вполне возможно», если Panasonic сможет реализовать описанные улучшения, Ширли Менг, профессор Чикагского университета и главный научный сотрудник Аргоннского национального центра исследований аккумуляторов США. «Я с оптимизмом смотрю на эту цель, поскольку исследование показало многообещающие данные по всем этим областям».

Аргоннская национальная лаборатория работает с рядом производителей аккумуляторов. Конкуренты Panasonic, среди которых CATL (300750.SZ), LG Energy Solution (373220.KS), Samsung SDI (006400.KS), также работают над технологиями, которые обещают поставлять батареи, которые заряжаются быстрее, работают дольше и стоят дешевле.

Текущий аккумуляторный элемент Panasonic для Tesla использует напряжение 4,2 вольта, и Ватанабэ сказал, что повышение до 4,3 или 4,4 вольта возможно с помощью новой смеси добавок к электролиту, химического супа, который разделяет отрицательно и положительно заряженные электроды.

«Если мы сможем довести это до 4,5 или 4,6 вольт, я думаю, что весь взгляд на мир с точки зрения того, что возможно для электромобилей, изменится», — сказал Ватанабэ.

Компания Panasonic также разработала способы предотвращения того, что инженеры называют «микротрещинами» — небольшими трещинами, появляющимися на положительном электроде при зарядке и разрядке аккумулятора и сокращающими срок его службы.

какая она должна быть в норме (зимой и летом)

На что влияет плотность электролита

Нормативные показатели электролитической плотности

Назначение свинцово-кислотных аккумуляторов

Зависимость от температуры работы

Как проверить плотность электролита в кислотном аккумуляторе

Условия, при которых следует проводить измерения

Степень заряженности АКБ

Температура при проведении измерений

как измерить ее в батарее, почему она бывает высокой

Устройство и принцип работы АКБ

Конструкция батареи

Как это работает

Понятие плотности электролита

Оптимальная концентрация кислоты

Проверка плотности рабочей жидкости

Когда и чем доливают аккумулятор

Низкий уровень в секциях

Ненормальная кислотность

Как мерить плотность аккумулятора

Что такое плотность электролита

Чем можно померить плотность электролита

Почему может повыситься или понизиться плотность электролита

Какая плотность электролита в аккумуляторе должна быть

Какая должна быть плотность электролита зимой

Какая должна быть плотность электролита летом

Как проверить плотность аккумулятора

Как измерить плотность в необслуживаемом аккумуляторе

Как поднять плотность в аккумуляторе

Как понизить плотность АКБ

Какая плотность должна быть в аккумуляторе

Таблица плотности электролита в аккумуляторе

Плотность электролита в аккумуляторе зимой

Плотность электролита в аккумуляторе летом

Как проверить плотность аккумулятора

Плотность аккумулятора зимой и летом, какой аккумулятор лучше для зимы

Зимой

Как выбрать АКБ для зимы?

Похожие статьи

Плотность электролита в аккумуляторе — какая должна быть

Плотность электролита

Устройство и принцип работы АКБ

Конструкция батареи

Как это работает

Какая должна быть плотность электролита в аккумуляторе

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе

Когда и чем доливают аккумулятор

Низкий уровень в секциях

Ненормальная кислотность

Коррекция плотности электролита

Инструкция проверки

Как повысить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях

Как поднять плотность электролита зарядным устройством

Как выбрать АКБ для зимы?

Как заменить электролит в аккумуляторе

какая должна быть, как проверить, как поднять? — Насосы ГУР в России

Плотность электролита зимой и летом

Также на эту тему:

Какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой: оптимальные значения

Зима

Лето

Как правильно откорректировать плотность электролита?

Чем грозит завышенная или заниженная плотность электролита?

Плотность электролита в аккумуляторе — зимой и летом: таблица

Плотность аккумулятора зимой и летом, какой аккумулятор лучше для зимы

Зимой

Как выбрать АКБ для зимы?

Плотность электролита в аккумуляторе зимой: значения, как поднять?

Что такое плотность электролита и от чего она зависит?

Почему замерзает аккумулятор?

Как повысить плотность если она низкая?

Что делать, когда плотность ниже 1,18 г/см

Оптимальная плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Практические советы

Эксплуатация, зарядка, хранение аккумуляторной батареи

Содержание

1. Техническое отступление

2. Основные характеристики аккумуляторных батарей

3.