Плотность акб зимой и летом: какая должна быть, как проверить, как поднять?

Плотность электролита — нормы, какие изменения происходят летом/зимой?

Если вы пользуетесь обслуживаемыми сернокислотными батареями, плотность электролита — тот самый показатель, который нужно уметь определять правильно. От этого зависит не только уровень заряда, но и исправность АКБ. Поэтому мы решили разобраться, какой должна быть плотность электролита в аккумуляторе зимой или летом, как измерить этот показатель и при необходимости повысить его.

Что такое плотность?

Под плотностью понимается процент серной кислоты в рабочей жидкости. Выражается в граммах на кубический сантиметр, поэтому измерить визуально ее не получится. Для этих целей применяется специальный прибор — ареометр. Практика показывает, что работа идет хорошо, пока показатель держится в рамках от 1,25 до 1,28 г/см3.

Нормы плотности электролита в аккумуляторе зимой и летом

Как видим, разбежка есть. Это происходит, поскольку для каждого сезона есть свои приемлемые нормы, которые зависят от концентрации действующего вещества, температуры воздуха, заряженности батареи.

1. Плотность электролита в АКБ летом

Главная проблема летом — испарение воды. Солнце жарит, капот разогревается, а вместе с ним — двигатель и АКБ. Концентрация серной кислоты растет, а верхняя часть пластин оголяется, что неизбежно приводит к активной сульфатации, разрушению.

Наша задача — снизить концентрацию серной кислоты. Достаточно уменьшить значение на 0,02 г/см3. Это никак не сказывается на запуске, зато продлевает срок службы оборудования. Например, во влажном теплом климате показатель может составлять 1,23 г/см3, и все будет в порядке. Высокие температуры облегчают токоотдачу, поэтому стартер проворачивается даже на минимальных показателях.

Испарение идет постоянно, поэтому проводить проверку рекомендуется не реже двух раз в месяц. Но все зависит от температуры воздуха. Как только вы обнаружили уменьшение показателя – доливается дистиллированная вода.

Для справки! Испаряется не только вода, но также серная кислота. Доливая дистиллят постоянно, мы снижаем концентрацию действующего вещества. В итоге аккумуляторное устройство перестает держать заряд.

2. Плотность электролита в АКБ зимой

Зимой плотность электролита может снижаться под влиянием окружающей температуры. При температуре минус 35 градусов и показателе плотности лишь в 1,21-1,22 г/см3 можно и не завестись.. Емкость снижается, а вместе с нею — пусковые токи. Стартер просто перестанет прокручиваться.

Если параметр снижается зимой, не нужно доливать воду в банки. Правильное решение — зарядить батарею. Недостаток городского транспорта в том, что автомобили перемещаются на короткие расстояния, а потом долго простаивают на стоянках. В итоге источник питания находится в охлажденном состоянии долгое время, а за поездку не успевает подзарядиться.

Вывод: нужно регулярно проводить подзарядку. Иначе уровень заряда снизится. Но не забываем, что заряжать АКБ нужно в теплом помещении с хорошей вентиляцией. Желательно, чтобы оно было нежилым, так как в процессе зарядки выделяются ядовитые газы.

Для справки! Чем ниже показатель, тем быстрее батарея замерзает. Например, если плотность падает до 1,1 г/см3, то жидкость будет замерзать даже при -7 градусах. Корпус разрывает, а пакеты пластин разрушаются.

Когда и почему плотность падает?

Раствор на 65% состоит из дистиллированной воды, на 35% — из серной кислоты. Чтобы реакция протекала быстро, концентрация действующего вещества должна быть определенной. Однако показатель часто становится низким. Это происходит по нескольким причинам.

1. Батарея разрядилась

Когда аккумулятор находится в разряженном состоянии, плотность снижается. Достаточно зарядить АКБ, чтобы все встало на свои места.

Если же речь идет о глубоких разрядах – происходит сульфатация, когда серная кислота оседает на пластинах в виде налета. При заряде запускается процесс десульфатации, однако полностью вещество не возвращается в первоначальное состояние. Поэтому свинцово-кислотные АКБ с жидким электролитом не терпят глубоких разрядов, о чем вам обязательно расскажут консультанты 1AK. BY.

2. Часть раствора выкипела

Батарея находится возле мотора. При длительном использовании в жаркую погоду раствор закипает, что сопровождается обильным газообразованием. Летом рекомендуется хотя бы раз в неделю проверять показатели раствора.

3. Доливалось слишком много воды

Владелец может доливать дистиллированную воду, но плотность будет снижаться. Обычно это происходит, если вы не следите за концентрацией серной кислоты.

Проводим проверку – подробная инструкция

Определить плотность можно самостоятельно, если под рукой имеется:

• профессиональный денсиметр — стеклянная трубка, в которую погружается ареометр;
• защитные перчатки, костюм, очки — серная кислота, соприкасаясь с кожей, вызывает химические ожоги;
• теплое нежилое помещение с хорошей вентиляцией.

Измерение провести несложно:

• аккумулятор вынимается из посадочного гнезда, а пробки вывинчиваются;
• визуально оценивается уровень электролита — на 1,5 см должен быть выше, чем верхний край пластин;
• крышки выкручиваются, а батарея заряжается на 100%;
• через 8 часов после зарядки денсиметр погружают поочередно в каждую банку;
• из каждой банки выкачивается немного наполнителя — ареометр должен свободно плавать в растворе, а показатели оцениваются с учетом погоды.

Все хорошо, если показания не опускаются ниже 1,24 г/ см3. Показатели для разных банок не должны отличаться больше, чем на 0,02–0,03 единицы. Если они не отступают от нормы — возвращаем заглушки на место, устанавливаем батарею.

Как восстановить плотность самостоятельно?

Если мы видим, что плотность снизилась, можно попробовать исправить это самостоятельно. Есть два способа, каждый из которых — довольно опасный, потому что работать придется с серной кислотой.

1. Долить корректирующий раствор

Придется подсчитать, сколько нужно использовать корректирующей жидкости и дистиллированной воды, чтобы провести замену эффективно.

Схема такая:

• вытягиваем грушей немного вещества из банки;
• заменяем его аналогичным объемом раствора;
• ставим АКБ на зарядку, ждем полчаса, чтобы жидкости перемешались;
• оставляем источник питания на 1–2 часа, чтобы жидкость остыла, пузырьки перестали образовываться;
• проводим замер — если нужно, повторяем процедуру.

2. Долить серную кислоту

Если параметр становится ниже 1,18 г/см3, используем кислоту. Схема действий та же, только шаг разбавления берется маленький, чтобы не пропустить нужную отметку.

Теперь вы знаете, как определить нормальную плотность электролита в аккумуляторе с учетом сезона. Остается решить, что делать, когда показатель сильно отстает от нормы. Вы можете попробовать самостоятельно восстановить плотность, используя корректирующий раствор или серную кислоту. Но не стоит дырявить конструкцию, переворачивать АКБ или следовать другим странным советам из интернета. Намного эффективнее и безопаснее обратиться к специалистам или купить новый аккумулятор.

 

На правах рекламы

Почему АКБ зимой работает хуже? Подготовить аккумулятор на зиму.

Проблема подготовки аккумулятора на зиму знакома автомобилистам — зимой аккумулятор слабее и медленнее крутит стартер, быстро разряжается. Это связано с тем, что зимой нагрузка на аккумулятор возрастает, а характеристики аккумулятора резко ухудшаются в связи с понижением температуры эксплуатации.

 

Рассмотрим влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов:

• внутреннее сопротивление
• напряжение
• емкость
• отдача

₽20 590

В корзину

₽16 190

В корзину

₽15 990

В корзину

1. Внутреннее сопротивление аккумулятора

Внутреннее сопротивление складывается из сопротивления материала пластин, активного поверхностного слоя пластин, сепараторов, и сопротивления электролита, которое сильно зависит от температуры, снижение подвижности ионов и увеличение вязкости электролита повышают внутреннее сопротивление.

При температуре от -30°C до -40°C снижается скорость диффузии ионов электролита, проводимость активного слоя падает в восемь раз, проводимость сепараторов в четыре раза.

Основными свойствами электролита являются плотность, температура замерзания, вязкость и удельное сопротивление.

Плотность электролита находится линейной зависимости от температуры в диапазоне от 20 С до – 30 С и может определяться по формуле 1.28 + (Т-20)Х0.007

В диапазоне от 0°C до -30°C при падении температуры на 1°C:

— вязкость увеличивается на 16%

— удельное сопротивление увеличивается на 15%

— емкость аккумулятора падает на

4%

Внутреннее сопротивление также увеличивается при разряде большими токами как результат уменьшения плотности электролита в порах активной массы и около электродов.

Зависимость удельного сопротивления электролита плотностью 1,30 г/см³ от температуры:

Температура, °С	Удельное сопротивление электролита Ом·см
+ 40	0,89
+ 25	1,28
+ 18	1,46
0	1,92
–  18	2,39

Соответственно, с падением температуры аккумулятора снижается максимальный отдаваемый батареей ток.

Как видно из вышеприведенных данных, с понижением температуры электролита с +40°С до -18°С удельное сопротивление возрастает в 2,7 раза

.

2. Напряжение на клеммах АКБ

Напряжение на клеммах аккумулятора является разницей значения электродвижущей силы (ЭДС) и падением напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора, которое значительно зависит от температуры, плотности электролита и потребляемого тока.

Напряжение заряда при 20°С составляет 13,8 В, при снижении температуры должно увеличиваться на 0,003 В/град, что составляет при О°С дополнительно 0,6В (14,4В) и при -20°С  дополнительно 1,2В (15В).

Зимой АКБ страдают от недозаряда, особенно при коротких поездках. 

Напряжение на клеммах АКБ 12,72 В говорит о 100% заряде.

12,24 В — заряде 50%,

11,76 В соответствует полностью разряженному аккумулятору.

При частичном заряде падает плотность электролита и повышается вероятность его замерзания и разрушения батарей.

Электролит плотностью 1,28 замерзает при -65°C, плотностью 1.20 при -20°C, плотностью 1.10 при – 7 °C.

4. Емкость аккумулятора

Емкостью аккумулятора называется количество электричества, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при заданном режиме разряда, температуре и конечном напряжении. Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле C=Ip*tp, где С – емкость, а·ч;
Ip – сила разрядного тока, а;
tp – время разряда, ч.

Снижение емкости аккумулятора при понижении температуры вызвано повышением вязкости электролита и замедлением диффузии электролита в поры активной массы, внутренние слои которой не участвуют в реакции разряда.

5. Отдача по емкости

Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях.

Отдача по емкости зависит от полноты заряда, который падает с падением температуры электролита.

Выводы

Все вышесказанное объясняет значительное влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов. В холодное время, разряженный после неудачного запуска двигателя и оставленный в машине почти новый аккумулятор, может быть испорчен в результате замерзания электролита.

Если рассматривать практический пример, то мы наблюдали падение емкости АКБ с 80 A/ч  до 12 А/ч при температуре -18°C и токе разряда 240А.

Пути снижения влияния холода на характеристики АКБ:

1. Утепление подкапотного пространства

2. Если автомобиль хранится в гараже, то можно подсоединить к аккумулятору коннекторы постоянного подключения и соединять его с зарядным устройством Optimate или Battery Service — данные зарядные устройства имеют режим хранения и не требуют отключения от акб после окончания процесса зарядки акб.

 

3. С периодичностью раз в неделю/месяц (в зависимости от состояния акб и температуры эксплуатации) подзаряжать аккумулятор зарядным устройством. 

4. Обязательно менять масло в двигателе на зимнее — это позволит не только снизить нагрузку на акб в момент старта двигателя, но и значительно увеличит срок его службы.

Ссылки по теме

• Снимать аккумулятор с мотоцикла на зиму или нет? 🏍

• Зарядные устройства Optimate на сайте компании

• Почему нужно использовать зарядные устройства OptiMate?

• OptiMate: Стандартные и расширенные функции зарядных устройств

• Купить зарядное устройство в нашем магазине

• Купить зарядное устройство Battery Service в нашем магазине

что это такое и ее значения

Большинство автомобилей комплектуются свинцово-кислотными аккумуляторными батареями. Принцип действия свинцовых аккумуляторов заключается в обратимой химической реакции свинца и его окиси, расположенный в пластинах и раствора электролита. В качестве электролита используется водный раствор серной кислоты Плотность электролита показывает концентрацию (степень разбавленности) кислоты.

Содержание

1. Что такое плотность электролита
2. Какую плотность имеет электролит в аккумуляторах
3. Зависимость плотности от степени заряженности
4. Рекомендуемые значения плотности
5. Коррекция плотности при смене сезона
6. Выравнивание плотности

Что такое плотность электролита

Серная кислота и вода могут смешиваться в любых пропорциях. Понятие плотность электролита введено для того, чтобы показать, какое количество чистой кислоты содержится в единице объем электролита.

Смешивая кислоту с водой, получают промежуточные значения. Чем больше воды содержит раствор, тем меньшее значение плотности он имеет, поскольку концентрированная кислота гораздо тяжелее:

• дистиллированная вода – 1. 00 г/см3;
• концентрированная серная кислота – 1.84 г/см3.

Какую плотность имеет электролит в аккумуляторах

Плотность электролита в аккумуляторе имеет определенные значения, которые существенны для нормального протекания химических реакций в процессе работы. В зимний период и летом концентрация кислоты должна иметь разные значения. Особенно это касается регионов с большими колебаниями температуры. Несоответствие плотности оптимальным значениям может привести к отрицательным последствиям:

1. Низкая плотность:

• снижение КПД батареи из-за повышения внутреннего сопротивления;
• снижение емкости, так как свинец пластин не полностью вступает в реакцию из-за недостатка кислоты;
• вероятность замерзания при низких отрицательных температурах;

2. Высокая плотность:

• Сульфатация пластин из-за образования крупных труднорастворимых кристаллов сульфида свинца;
• Осыпание пластин.

Важно! Плотность электролита в АКБ не является постоянной величиной. Это связано с тем, что во время разряда кислота из раствора реагирует с материалом пластин и ее концентрация падает. Во время зарядки происходит обратная реакция. Разность плотностей заряженного и разряженного аккумулятора составляет примерно 0.15 – 0.16 г/см3.

Таким образом, зная параметры электролита в полностью заряженном аккумуляторе, можно определить степень разрядки, не пользуясь измерительными приборами, а определив состояние электролита при помощи ареометра.

Измерения производят с учетом температуры, так как наблюдается сильная зависимость. Рекомендуемые значения относятся к измерениям при температуре от +20 до +30°С В других случаях поправки к измерениям должны иметь такие значения:

• от +31 до +45°С + 0.01 гр/см3;
• от +20 до +30°С + 0.00 гр/см3;
• от +5 до +19°С — 0.01 гр/см3;
• от +4 до -10°С — 0.02 гр/см3;
• от -11 до -25° -03 гр/см3;
• от -26 до -40° -04 гр/см3.

Зависимость плотности от степени заряженности

Для электролита автомобильного аккумулятора с нормальной плотностью 1. 27 гр/см3 можно привести следующую зависимости от степени разряда батареи:

Плотность гр/см3	Уровень заряда	Температура замерзания
1.27	100%,	– 60°С;
1.26	95%,	– 55°С;
1.25	87%,	– 50°С;
1.24	80%,	– 46°С;
1.23	75%,	– 42°С;
1.22	70%,	– 37°С;
1.21	63%,	– 32°С;
1.20	56%,	– 27°С;
1.19	50%,	– 24°С;
1.18	44%,	– 18°С;
1.17	37%,	– 16°С;
1.16	31%,	– 14°С;
1.15	25%,	– 13°С;
1.14	19%,	– 11°С;
1.13	13%,	– 9°С;
1.12	6%,	– 8°С;

В таблице плотности электролита приведена зависимость плотности и температуры замерзания. Приведенные данные показывают, что глубокий разряд батареи чреват ее замерзанием уже при температуре 8 — 16°С

Рекомендуемые значения плотности

Часто задаваемый вопрос – какая должна быть плотность электролита для лета и для зимы? Большинство производителей аккумуляторов рекомендуют придерживаться следующих значений плотности, в зависимости от минимальной зимней температуры. Важность контроля плотности электролита зимой связана не только с недопущением перемерзания электролита, но и повышением КПД батареи для успешного запуска непрогретого двигателя:

• от +6 до +4° 22 гр/см3;
• от +4 до -15° 24 гр/см3;
• от -4 до -15° 26 гр/см3;
• от -15 до -30° 28 гр/см3;
• от -30 до -50° 29 гр/см3;

Перечисленные значения справедливы для полностью заряженных батарей. Заливка электролита в новую батарею производится раствором меньшей концентрации – на 0.02 гр/см3. В процессе зарядки значение поднимется до необходимой величины.

Нормой плотности электролита в средней полосе принято считать 1. 26 – 1.27 гр/см3.

Коррекция плотности при смене сезона

При большой разнице среднесуточных температур в летний и зимний период рекомендуется корректировать значение плотности. Процесс не представляет сложности, но опасен из-за агрессивности электролита.

Если машина храниться в гараже и эксплуатируется регулярно, то необходимость в коррекции не возникает, поскольку в результате длительных поездок батарея успевает зарядиться до нормального состояния и содержание кислоты не палает до критических значений.

Кратковременные поездки не способствуют нормальному заряду. Старые аккумуляторы имеют повышенные значения саморазряда, поэтому после длительного простоя плотность может упасть до недопустимых значений.

Электролит корректируется на полностью заряженном аккумуляторе. Важно знать, что в большинстве автомобилей с правильно отрегулированной системой регулировки напряжения, уровень заряда аккумулятора не превышает 80 – 90%. В зимнее время при наличии большого числа мощных потребителей (вентилятор печки, обогрев стекол и сидений, свет фар), это значение еще меньше. Для правильной подготовки батареи к зимнему сезону необходима полная зарядка специализированным зарядным устройством.

Заряд производят при слабом кипении электролита до тех пор, пока в течении текущих двух часов плотность расти уже не будет. Рост плотности говорит о том, что заряд еще не окончен.

Плотность электролита в заряженном аккумуляторе измеряют через два часа после зарядки, чтобы пластины полностью освободились от пузырьков газа и снизилась температура. Не забывайте про учет температуры электролита!

Содержание кислоты повышают при помощи корректирующего электролита, который добавляют в банки взамен части основного электролита.

Важно! Отбор раствора из каждой банки батареи должен быть одинаковым! Количество добавляемого корректора также одинаково. Сколько убрано жидкости, столько корректирующего раствора нужно добавлять

Плотность электролита в аккумуляторе и зимой и летом проверяется после получаса дополнительного заряда с последующей двухчасовой выдержкой. Это делается с целью равномерного перемешивания электролита. Обязателен учет температуры.

Переход на летнюю эксплуатацию делается аналогично, только вместо более крепкой кислоты добавляется дистиллированная вода. Дополнительный заряд должен продолжаться более длительное время, поскольку добавляемая вода из-за низкого удельного веса будет находится в верхнем слое.

Важно! Нельзя ускорять перемешивание покачиванием и переворачиванием батареи, поскольку осадок с дна емкости попадет между пластинами и батарея выйдет из строя.

Выравнивание плотности

В процессе эксплуатации аккумулятора можно увидеть, что разные банки имеют расхождения при измерении плотности. Если эта величина не превосходит 0.01 – 0.02 гр/см3, то ничего страшного нет. Большая разница свидетельствует, что банка с меньшим значением начинает выходить из строя.

Встречаются рекомендации исправлять состояние неисправной банки путем долива корректирующего раствора. Этого делать нельзя ни в коем случае. Простое увеличение концентрации кислоты даст только отрицательный эффект и ускорит выход банки из строя.

В данной ситуации необходимо произвести тренировочный цикл заряда. Полностью заряженный аккумулятор разряжают до 50% номинальной емкости, а затем заряжают малым током до полного заряда. Повторяя процесс несколько раз, можно полностью восстановить неисправные банки батареи.

 

Такие же требования предъявляются к выравниванию уровня электролита. В процессе зарядки током бортовой сети происходит частичное испарение воды из банок. Особенно активно этот процесс происходит летом. Кислота при этом не испаряется, вопреки некоторым источникам из интернета. Поэтому уровень электролита выравнивается исключительно дистиллированной водой.

https://www.youtube.com/watch?v=dZDnSmBlPmwVideo can’t be loaded because JavaScript is disabled: Плотность электролита в аккумуляторе (https://www.youtube.com/watch?v=dZDnSmBlPmw)

Как правильно измерить плотность электролита аккумулятора? 2 способа проверки и 5 полезных советов

Автомобиль с плохим аккумулятором не является надёжным транспортным средством. Опытные водители знают, что такое «севший» аккумулятор, и к каким неприятностям это в итоге приводит. Чтобы не случалось неприятных сюрпризов в дороге, АКБ нужно правильно и вовремя обслуживать — в том числе знать и о том, как самостоятельно проверить плотность аккумулятора.

Причины снижения плотности

Есть несколько факторов, влияющих на показатели плотности у электролита в аккумуляторах.

К ним можно отнести такие моменты:

• Разряд АКБ. Одна из главных причин, почему падает плотность электролита в автомобильном аккумуляторе. Параллельно со снижением заряда падают и показатели плотности. Заряжая АКБ, плотность постепенно повышается. Когда происходит потеря большой части ёмкости, это указывает на изменение концентрации состава в сторону уменьшения.
• Эксплуатация. Со временем батарея изнашивается естественным путём, то есть длительная эксплуатация также влияет на кислоту.
• Хранение. Особенно опасным и вредным считается продолжительное хранение в условиях пониженной температуры.
• Выкипание. Электролит может выкипать при перезаряде. Это может произойти под влиянием зарядного устройства либо из-за неисправного генератора.
• Злоупотребление водой. Чтобы поддерживать уровень электролита, водители часто добавляют воду. Но забывают воспользоваться прибором для проверки плотности. Помимо воды, могут происходить и потери кислоты. Тем самым, добавляя воду, меняется плотность.

Если будет установлена точная причина, из-за которой плотность электролита в вашем аккумуляторе падает, вы сможете без особых сложностей её устранить. Но важно понимать, что не всегда ресурс АКБ зависит от плотности. Случается и так, что без замены батареи никак не обойтись.

Доливка жидкости

Многие «светлые головы» горячо советуют в случае сильной разрядки батареи доливать в неё серную кислоту, что является недопустимым. Кислота не сразу смешается с оставшейся жидкостью, и для этого надо заряжать АКБ. Тем временем агрессивная жидкость будет интенсивно разъедать пластины, «съедая» заодно и активную массу — порошок, нанесённый на них.

Это интересно: Внутренний ШРУС на машинах «Ниссан»: «Альмера», «Примера», «Х-Трейл»

Если же долить электролит, то последствия не будут такими плачевными, но такая жидкость также плохо повлияет на состояние аккумулятора.

Доливать рекомендуется только воду. Исключения представляют те случаи, когда нужно менять весь электролит, поскольку имеющийся в батарее уже не подлежит зарядке из-за крайне низкой плотности.

Если плотность чересчур велика, нужно откачать ареометром жидкость, а потом долить дистиллированную воду. Далее производить зарядку малым током, не забывая о периодическом контроле плотности электролита.

Если электролит подлежит замене, нужно приготовить новый. Для правильного приготовления в стеклянную или кислотостойкую пластиковую ёмкость вначале наливается дистиллированная вода, а потом, тонкой струёй, кислота.

Добавляя кислоту малыми порциями, нужно часто проверять плотность электролита, доведя её до нужной величины, в зависимости от региона проживания и сезона.

В чём опасность высокой и низкой плотности

Не всем автомобилистам известно, на что именно влияет плотность содержащегося в аккумуляторе раствора электролита, а как её изменение может повлиять на АКБ.

В действительности как низкая, так и высокая плотность, наблюдаемая у электролита, может поставить крест на аккумуляторе и привести к необходимости его замены.

Когда концентрация выше допустимой нормы, батарея раньше своего времени выходит из строя. Кислота постепенно начинает разрушать пластины.

В низкой концентрации тоже нет ничего хорошего. При этом протекают такие процессы:

• Сульфатация. Это процесс образования на пластинах из свинца белого твёрдого налёта. Из-за него АКБ попросту не может принимать заряд.
• Увеличивается порог замерзания. Если кислоты в составе мало, раствор может начать кристаллизоваться даже при -5 градусах Цельсия. Ледяная корка деформирует внутренние компоненты, может произойти короткое замыкание на пластинах.
• Нарушится пуск двигателя. Это будет проявляться в основном в зимний период.

Как видите, последствия изменения плотности разные, но все они ни к чему хорошему для автовладельца не ведут.

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

Правильные показатели плотности

Теперь закономерно спросить, какая же плотность тогда должна быть в аккумуляторе автомобиля.

Обычно не предусматривается существенное изменение плотности у электролита в аккумуляторах зимой и летом, ориентируясь только на период холодов.

Существуют специальные таблицы с параметрами плотности электролита в аккумуляторах, в зависимости от климатической зоны. То есть температура окружающей среды непосредственно связана с тем, какая концентрация смеси из кислоты и воды должна быть в АКБ.

Если говорить об эксплуатации аккумулятора под капотом автомобиля зимой, то плотность и его норма должны соответствовать таким значениям:

• При эксплуатации АКБ зимой, при отрицательной температуре, плотность заливаемого электролита должна составлять 1,27 г/см3.
• Если это крайний север с температурой от -30 до -50 градусов, при заливке должно быть 1,27, а при полном заряде АКБ 1,29.
• Для северного региона с температурой от -15 до -30 это 1,26 и 1,28 г/см3 для заливаемого электролита и при полностью заряженной батарее соответственно.
• Когда температура находится в пределах от -4 до -15 градусов, тогда таблица по плотности электролита в автомобильном аккумуляторе подсказывает о поддержании значений на уровне 1,24-1,26.
• Если это южный регион, когда температура редко падает ниже -10 градусов, хватит и 1,22-1,24 г/см3.
• В тропических регионах с положительной температурой даже зимой используют электролиты с плотностью 1,2-1,22 г/см3.

Да, плотность электролита, используемого в аккумуляторе зимой или летом, напрямую зависит от погодных условий.

Несколько корректировать плотность у электролита в автомобильном аккумуляторе летом нужно, если наблюдается сильная жара. Концентрация несколько снижается.

Главным условием поддержания работоспособности АКБ является не плотность электролита, а уровень заряда батареи.

Поэтому старайтесь всегда следить за степенью заряда, параллельно используя ареометр для проверки плотности.

Необходимость зарядного устройства

Этот очень нужный прибор для содержания батареи в исправности, его необходимо иметь каждому автовладельцу. С помощью этого прибора можно всегда дозарядить АКБ, не прибегая к услугам СТО или местных «умельцев».

Имея правильный прибор с амперметром, водитель прекрасно сделает это сам. Порядок действий зарядки батареи:

1. Нужно подключить зарядное устройство к батарее.
2. Включить устройство.
3. Установить зарядный ток. Его величина должна соответствовать десяти процентам от ёмкости АКБ. Например: если ёмкость батареи составляет 60 а/ч, то ток должен быть 6 ампер, 63 — то 6, 3 а/ч.

Время зарядки напрямую зависит от степени разряда, который определяется проверкой плотности аккумулятора ареометром. На шкале обозначен процент разрядки. К примеру, батарея разряжена на 50% и имеет паспортную ёмкость 50 а/ч. Из этого следует, что надо дозарядить недостающие 25 а/ч. Если заряжать батарею током в два ампера, то на это понадобится двенадцать с половиной часов, а если показатель тока четыре ампера — шесть часов 15 мин. и т. д.

Принцип прост и понятен, если бы не одно «но»: каждая АКБ имеет свой неповторимый «норов», особенно когда она уже далеко не новая. Она берёт зарядку по-разному: быстрее или медленнее.

Как проверить плотность

Далее следует рассказать о том, как можно проверить плотность в аккумуляторе и что для этого потребуется использовать.

Проверять плотность можно только в обслуживаемых и малообслуживаемых АКБ, где есть доступ к содержимому батареи.

Ведь закрытые виды батарей, которые считаются необслуживаемыми, не оснащены крышками банок. То есть их не получится открутить и специальным прибором оценить состояние рабочей жидкости.

Если вы не знаете, как проверять параметры плотности электролита в аккумуляторах, ознакомьтесь со следующей инструкцией.

Для работы вам потребуется определённый набор. Состоит он из:

• защитных перчаток;
• закрытой одежды;
• очков;
• денсиметра.

Именно денсиметр позволяет измерить плотность содержащегося в аккумуляторе электролита.

Этот прибор для измерения плотности представляет собой стеклянную трубочку с грушей, а также встроенный ареометр. Фактически именно ареометр способен показать, какая концентрация электролита в вашем аккумуляторе.

Далее остаётся выполнить лишь несколько пошаговых действий.

Предлагаем инструкцию о том, как правильно проверить плотность у обслуживаемого автомобильного аккумулятора:

• Аккумулятор отключается от проводов, снимаются клеммы, устройство извлекается с посадочного места. Защитный кожух следует снять и открутить пробки подручным инструментом.
• Далее проверяется уровень раствора. Обычно он должен быть на 10-15 мм. выше уровня пластин.
• Если АКБ не заряжена, её следует подключить к зарядному устройству. По завершению зарядки нужно подождать около 5-7 часов.
• Если уровень жидкости нормальный, внутрь одной из банок погружается прибор, грушей выкачивается немного раствора.
• Ареометр должен оказаться погружённым в смесь, не касаться стенок колбы.
• Считываются данные на ареометре и записываются.
• Те же самые процедуры проводятся на остальных банках.
• Выполняется сравнение полученной информации с показателями нормы.

Проводить такие работы следует только при положительной температуре. Оптимально добиться диапазона 20-25 градусов Цельсия.

У необслуживаемых АКБ предусмотрен цветовой индикатор, позволяющий понять текущую плотность и состояние батареи.

В основном этот индикатор отражает степень заряда. Зелёный означает полный заряд, белый — около 50%, а чёрный — полную потерю заряда.

Как измерить уровень электролита в аккумуляторе

Замер уровня рабочей жидкости осуществляется так:

1. Первый способ — по максимальной и минимальной отметке — уровень электролита должен быть между ними.
2. Для второго варианта проверки пользователю необходимо открыть отверстия, в которых установлены банки и осмотреть все по отдельности. При этом следует учитывать, что объем электролита одинаковый в каждом отверстии (10-15 мм над пластинами).
3. Чтобы замерить этим способом нужно подготовить стеклянную трубочку, внутренний диаметр которой не превышает 5 мм. Затем открутить крышку на аккумуляторе и опустить трубку внутрь, пока она не упрется в предохранительный щиток. После этого закрыть наружное отверстие пальцем и достать трубочку. Уровень электролита в ней и является замеряемым параметром.

Особенности повышения плотности

Приняв во внимание все нюансы, стоит рассказать о том, как поднять плотность при изменении концентрации электролита в аккумуляторе.

Сделать это можно самостоятельно. Ведь чтобы поднять сниженную плотность у электролита, никаких отверстий в аккумуляторе обслуживаемого типа делать не придётся.

Нормой измерения при комнатной температуре считается 1,25-1,29 г/см3. Если показатели ниже, нужно поднимать плотность. Снижение параметров только в одной банке указывает на короткое замыкание.

Есть несколько рекомендаций для того, чтобы повысить плотность упавшего электролита в самом аккумуляторе. Для начала нужно сделать следующее:

• Полностью зарядить АКБ, поскольку проверять плотность при разряде проводить нельзя. Добавив электролит, концентрация резко увеличится и начнётся разрушение пластин.
• Привести температуру жидкости в норму. Работать следует в диапазоне 20-25 градусов Цельсия.
• Убедиться, что уровень в каждой банке соответствует норме.
• Осмотреть АКБ на предмет повреждений и дефектов.

Далее проводится непосредственно сама корректировка параметров плотности с помощью электролита, чтобы в аккумуляторе восстановить рабочие характеристики.

Если уровень слишком низкий и упал ниже 1,18 г/см3, восстановлению такая АКБ уже не подлежит.

Если плотность выше этого порога, её требуется увеличить. Для этого нужно:

• разрядить АКБ, подключив её к какому-нибудь потребителю вроде лампочки;
• подготовить корректирующий электролит, продаваемый в магазинах;
• с помощью груши откачать небольшое количество смеси из каждой банки;
• добавить не более 50% от откаченного объёма новый электролит;
• поставить батарею на зарядку минут на 30, чтобы выровнять концентрацию во всех банках;
• дать постоять АКБ на ЗУ при минимальном зарядном токе;
• отключить батарею.

Примерно через 2-3 часа делается повторная проверка. Если концентрация ещё недостаточная, процедура повторяется.

Подготовительные работы перед проверкой уровня и плотности

Перед тем как в домашних условиях определять плотность с помощью специального прибора, нужно иметь в виду, что:

1. Аккумулятор (АКБ) авто проверяется с использованием очков для защиты глаз и резиновых перчаток. Раствор электролита — агрессивная кислота, которая вызывает ожоги при попадании на тело.
2. Уровень плотности аккумуляторной батареи машины должен измеряться после визуальной проверки устройства.
3. Производится очистка клемм аккумулятора от окислений и загрязнений. Необходимо воспользоваться специальной железной щеткой или мелкозернистой наждачной бумагой.
4. Прежде чем померить значение плотности жидкости в автомобильной батарее, надо убедиться в наличии электролита в банках. Если объем вещества снижен, потребуется добавить в устройство дистиллированную воду.
5. При необходимости осуществляется демонтаж аккумулятора. От устройства отключаются клеммы и производится демонтаж фиксирующей пластины.
6. Перед отключением аккумулятора в автомобиле деактивируется система зажигания, предварительно отключается работа электрооборудования и приборов.
7. Батарею протирают влажной и чистой тряпкой, чтобы не допустить попадания пыли в банки с электролитом.

Видео: как снять аккумулятор с автомобиля

Канал «Аккумуляторщик» в своем видеоролике подробно рассказал о нюансах демонтажа аккумуляторной батареи с автомобиля и отключения этого устройства.

Повышение с помощью ЗУ

Отдельного внимания заслуживает вопрос о том, как поднять упавшую плотность в своём аккумуляторе, воспользовавшись зарядным устройством.

Суть заключается в том, чтобы восстановить постепенно плотность залитого электролита путём подачи минимального тока. В необслуживаемом автомобильном аккумуляторе доступа к банкам нет. Тут единственным решением будет поставить АКБ на ЗУ и подождать 1-3 суток.

Это позволит постепенно испаряться лишней влаге, и тем самым плотность кислотно-водного раствора будет увеличиваться.

Процедура восстановления электролита не самая сложная, но при её выполнении важно соблюдать ряд рекомендаций.

Техника безопасности

Во время работы с кислотой или проверки плотности аккумулятора нужно соблюдать осторожность:

1. Работать только в спецодежде, которую не жалко выбросить. Даже электролит, не говоря уже о концентрированной кислоте, легко приводит любую одежду и обувь в плачевное состояние.
2. Работать нужно в резиновых перчатках, чтобы предотвратить возможные химические ожоги. Даже измерять плотность аккумулятора не стоит без них.
3. Защитные очки тоже не помешают, особенно при приготовлении электролита, когда опасность попадания этой агрессивной жидкости в глаза особенно велика. Некоторые люди по неопытности льют воду в кислоту, а не наоборот, как это положено, и в результате может произойти её всплеск.
4. Перед зарядкой АКБ следует правильно подключить её к устройству, не путая полярность.
5. Не стоит забывать и об эффективной вентиляции. Если нет принудительной вытяжки, то вполне подойдёт хорошо проветриваемое помещение.

Во время подобных работ курить запрещается. Важно помнить о том, что кислота состоит из водорода, который взрывоопасен, и это особенно вероятно тогда, когда проводится обслуживание большого числа АКБ.

Заряжая батарею, нужно обязательно проверить чистоту вентиляционных отверстий в пробках всех банок, а ещё лучше — вывернуть их полностью.

Батарею нужно беречь от ударов.

Нельзя переворачивать АКБ вверх дном, особенно если батарея уже «в возрасте». Осыпавшаяся активная масса, доселе мирно покоившаяся на дне корпуса, замкнёт пластины. Прикрепляя аккумулятор к его штатному месту, следует помнить о том, что он не любит коротких замыканий, которые возникают вследствие неосторожной работы с ним.

Типичные неисправности аккумулятора

1. Осыпание пластин. При осыпании, если у аккумулятора прозрачный или белый корпус, будут видны на дне хлопья, большое количество осадка и даже куски свинцовых пластин. Неисправность фатальна, и батарею придется заменить.

2. Низкая плотность электролита. Данная неисправность требует внимательного подхода. Приводим в чувства аккумулятор, как написано в предыдущем блоке, после чего делаем выводы о его состоянии.

3. Короткое замыкание банок. Плюс внутри банки находится сверху, минус снизу. Сама пластина не касается дна, однако если коснулась, батарея работать не будет. Коснуться она может или из за большого количества осадка на дне или из-за выход из строя самой свинцовой пластины. В такой случае аккумулятор не сможет выдать более 10 вольт без нагрузки и подлежит замене.

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.

какая должна быть, как проверить, как поднять плотность

Плотность электролита в аккумуляторе

Безотказная работа аккумулятора зависит от многих факторов. Это напряжение бортовой сети, режим эксплуатации автомобиля и окружающая среда. Но дело ещё и в самой батарее – напряжении на клеммах и плотности электролита. Если вы хотите контролировать состояние своего аккумулятора, то нужно научиться основам его обслуживания. Умение и правильная регулировка плотности электролита – залог стабильной и длительной работы аккумулятора.

Какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе

Добраться до электролита, измерить плотность и отрегулировать показатель можно только в обслуживаемых аккумуляторах. Они изготавливаются по технологии WET или иначе мокрых банок. Представляют собой пластиковый корпус, поделенный на 6 отсеков (банок). В отсеках находятся пакеты пластин, залитые электролитом. Каждая банка это отдельный маленький аккумулятор напряжением 2,1 вольт, соединённые последовательно. Поэтому на крайних контактах в сумме получается 12,5 – 12,6 В. Сверху отсеки закрыты крышкой с пробками. Через эти пробки можно контролировать состояние электролита. Внешне всё выглядит как пластиковая коробка с ручкой, пробками и двумя контактами плюс и минус.

Залитые свинцово – кислотные батареи до сих пор остаются самыми распространёнными АКБ (аккумуляторными батареями). Их используют в легковых и гольф автомобилях, газонокосилках и другой садовой технике, грузовиках и на водном транспорте. Имеют две отличительные особенности – низкую цену и необходимость обслуживания. В составе электролита никаких секретов нет, это водный раствор обыкновенной серной кислоты h3SO4.

Показатель плотности измеряют в весе одного кубического сантиметра раствора. В продаже имеется электролит для заливки плотностью — 1,28 г/см³ и так называемый, корректирующий — 1,33. Для изготовления электролита плотностью 1,28 при температуре 25 °С смешивают 0,285 мл кислоты с 0,781 лм дистиллированной воды.

Оптимальная плотность очень важна для стабильной и долговечной работы аккумулятора. Она зависит от уровня заряда и температуры окружающей среды при измерении. Достоверные данные можно получить только на полностью заряженной батарее с температурой электролита 25 °С.

Немаловажным фактором являются условия эксплуатации. Для жаркого и холодного климата используют батареи с различной плотностью. В условия Крайнего Севера при сильных морозах она должна быть 1,3 и снижаться до 1,23 в жарком климате при высокой температуре. Это связано с поведением электролита при различных температурах. На морозе он должен не замерзнуть и не закипеть в жару. Для эксплуатации в средних климатических условиях допускается плотность 1,27 полностью заряженной АКБ. На разряженной показатель снижается до 1,11 и ниже.

Как проверить плотность электролита аккумулятора

Обслуживаемые АКБ требуют повышенного внимания. Они склонны к выкипанию и разбрызгиванию электролита. Плотность в банках может разнонаправленно меняться. Поэтому замеры необходимо проводить через каждые 15 – 20 тыс. км пробега или весной и осенью.

Для измерения необходим ареометр, очки, резиновые или силиконовые перчатки и старая одежда. Электролит очень агрессивен. В зависимости от чувствительности, при попадании на кожу его можно не почувствовать. А вот глаза и слизистые оболочки нужно беречь. Попадание на одежду на первый взгляд незаметно. Но даже небольшие капли проявят себя. После стирки обнаружатся большие и маленькие дырки на любимых джинсах, рубашке или куртке.

Ареометр – единственный прибор для измерения плотности электролита. Состоит из стеклянной колбы с помещенным внутрь денсиметром. Сверху находится резиновая груша. Денсиметр, это запаянная стеклянная трубка с металлическими шариками в нижней части и утончённым верхом. В утонченной части расположена шкала.

Для измерения нужно открутить пробки. Нажать на грушу и поместить в заливное отверстие кончик ареометра. Отпустить грушу и набрать электролит до всплывания денсиметра. Он не должен касаться донышка и стенок колбы. Ареометр нужно держать в вертикальном положении. Денсиметр будет плавать, на плотность укажет шкала на уровне электролита. Предварительный замер укажет на состояние аккумулятора. Обычно крайние банки разряжены сильнее и плотность в них меньше средних. После замера надо проверить уровень электролита, если необходимо долить дистиллированную воду.

Состояние батареи можно оценить только полностью зарядив её. Заряжаем АКБ и даём отдохнуть пару часов. Зарядка сопровождается кипением и повышением температуры электролита. Для достоверного замера газы должны выйти, температура упасть. После остывания можно проводить измерение. В зависимости от этих результатов можно сделать выводы о состоянии АКБ.

Таблица плотности электролита в аккумуляторе

Состояние можно оценить сопоставив плотность и напряжение аккумулятора, это делают руководствуясь данными таблицы:

Плотность электролита, г/см3	Напряжение без нагрузки, В	Напряжение под нагрузкой 100 А, В	Уровень заряда, %
1,11	11,7	8,4	0
1,12	11,75	8,5	6
1,13	11,8	8,6	12
1,14	11,85	8,8	19
1,15	11,9	9	25
1,16	12	9,2	31
1,17	12	9,3	37
1,18	12,1	9,4	44
1,19	12,2	9,6	50
1,2	12,25	9,7	56
1,21	12,3	9,9	62
1,22	12,35	10	69
1,23	12,4	10,2	75
1,24	12,47	10,3	81
1,25	12,5	10,5	87
1,26	12,6	10,6	94
1,27	Не менее 12,66	10,8	100

Не всегда возможно создать идеальные условия для зарядки и измерения плотности электролита. В большинстве случаев применяют поправки. Для этого пользуются таблицей приведения полученных измерений.

Температура электролита от и до, °С	Температурная поправка, г/см3
+ 47 + 50	+ 0,02
+ 33 + 46	+ 0,01
+ 18 + 32	0
+ 4 + 17	— 0,01
+ 3 – 10	— 0,02
– 11 – 25	— 0,03
– 26 – 39	-0,04
– 40 – 50	-0,05

На что влияет плотность электролита в аккумуляторе

Отрицательно влияют на аккумулятор колебания плотности в обе стороны.

При повышенной бурный химический процесс ведет к выкипанию воды и разрушению пластин. Необходимо постоянно доливать дистиллированную воду. Срок эксплуатации АКБ резко снижается.

Низкая затрудняет пуск двигателя, а при отрицательной температуре электролит может попросту замерзнуть. В теплый период года затруднения можно не заметить, но зимой стартер не сможет прокрутить двигатель. Электролит плотностью 1,11 замерзает при температуре всег лишь — 10 °С. Аккумулятор с пониженной плотностью полностью не заряжается, что провоцирует сульфатацию пластин.

Соблюсти баланс помогает утвердившаяся практика использования электролита различной плотности в зависимости от климата:

• Очень холодный и в условиях Крайнего Севера 1,3
• Умеренный климат — большая часть РФ от 1,26 до 1,27
• Южные районы страны от 1,23 до 1,25
• Минимально возможное значение 1,23 г/см³

Как следствие, ненормированная плотность приводит к преждевременной сдаче аккумулятора в утиль.

Как поднять плотность электролита

Первое, что необходимо сделать — попробовать поднять плотность полностью зарядив аккумулятор. Открыть пробки, при необходимости долить дистиллированной воды и подключить зарядное устройство. Полная зарядка может привести к следующим результатам:

1. Плотность во всех банках одинакова.
2. Во всех ниже нормы.
3. Различается более на 0,1 г/см³ и более.

В первом случае каких либо действий не требуется.

Во втором случае потребуется специфическая зарядка. На поверхности свинцовых пластин уже хорошо потрудившихся аккумуляторов откладывается сульфат свинца. В таком состоянии батарею невозможно зарядить полностью. Её необходимо разрядить и провести зарядку импульсным устройством автоматически переключив его на Десульфатацию.

Обычным устройством это сделать труднее и процесс длится дольше. Для этого на 2 часа установить ток зарядки в 1/10 от ёмкости АКБ. Например для аккумулятора 65 Ач, ток зарядки выставить 6,5 А. После этого снизить ток до 2 А и заряжать 8 – 12 часов. Дать отстояться батарее до комнатной температуры измерить плотность. Если не пришла в норму, опять разрядить и провести ступенчатую зарядку.

Десульфатация обычно проводится в два – три цикла. Отрицательный результат говорит о том, что с АКБ придётся расстаться. Можно ещё попробовать полностью слить электролит, промыть дистиллированной водой и залить новый. Но этого обычно хватает ненадолго.

В третьем случае, когда плотность в банках разница более чем на 0,1 надо попробовать провести десульфатацию. Не помогло – откорректировать. Для этого приобрести корректирующий электролит плотностью 1,33 – 1,4 и дистиллированную воду. В банках с ненормальной плотностью откачать по 20 мл электролита. Для повышения добавить корректирующий, для снижения дистиллят. Зарядить 30 минут, дать отстояться ещё полчаса и замерить. Скорее всего к успеху приведут несколько корректировок.

Усилия ни к чему не приведут, а аккумулятор окажется непригоден при буром цвете электролита. В этом случае можно не предпринимать никаких действий.

Не сильно изношенным аккумуляторам десульфатация и корректировка значительно продлевает жизнь. Если усилия не увенчались успехом, то с батарей нужно расстаться немедленно и без сожаления. Иначе непредвиденный отказ станет неприятным сюрпризом.

Срок службы АКБ при условии соблюдения элементарных правил до пяти лет. В автомобиле нужно контролировать напряжение, не допускать чрезмерного и нулевого заряда батареи. Периодически заряжать и следить за плотностью электролита. При таком отношении аккумулятор служит долго и безотказно.

Если материал был для вас интересен или полезен, опубликуйте его на своей странице в социальной сети:

Добавить комментарий

В начало страницы

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе или поднять его

Вовсе не редкостью являются ситуации, когда двигатель не хочет заводиться и возникают проблемы с пуском. Довольно часто причина кроется именно в разряженном аккумуляторе. Это становится следствием изменения свойств содержащегося внутри электролита. Её необходимо поднять.

Но прежде чем начинать мероприятия по изменению плотности, нужно понять причины, из-за которых такая ситуация возникла. Просто так качество раствора, состоящего из дистиллированной воды и серной кислоты, меняться не будет.

Определившись с причинами, удастся правильно провести ремонтно-восстановительные мероприятия, продлить срок службы АКБ и отложить покупку новой батареи. На практике повлиять на плотность вовсе не так сложно.

Содержание

1. Причины снижения плотности
2. В чём опасность высокой и низкой плотности
3. Правильные показатели плотности
4. Как проверить плотность
5. Особенности повышения плотности
6. Повышение с помощью ЗУ

Причины снижения плотности

Есть несколько факторов, влияющих на показатели плотности у электролита в аккумуляторах.

К ним можно отнести такие моменты:

• Разряд АКБ. Одна из главных причин, почему падает плотность электролита в автомобильном аккумуляторе. Параллельно со снижением заряда падают и показатели плотности. Заряжая АКБ, плотность постепенно повышается. Когда происходит потеря большой части ёмкости, это указывает на изменение концентрации состава в сторону уменьшения.
• Эксплуатация. Со временем батарея изнашивается естественным путём, то есть длительная эксплуатация также влияет на кислоту.
• Хранение. Особенно опасным и вредным считается продолжительное хранение в условиях пониженной температуры.
• Выкипание. Электролит может выкипать при перезаряде. Это может произойти под влиянием зарядного устройства либо из-за неисправного генератора.
• Злоупотребление водой. Чтобы поддерживать уровень электролита, водители часто добавляют воду. Но забывают воспользоваться прибором для проверки плотности. Помимо воды, могут происходить и потери кислоты. Тем самым, добавляя воду, меняется плотность.

Если будет установлена точная причина, из-за которой плотность электролита в вашем аккумуляторе падает, вы сможете без особых сложностей её устранить. Но важно понимать, что не всегда ресурс АКБ зависит от плотности. Случается и так, что без замены батареи никак не обойтись.

В чём опасность высокой и низкой плотности

Не всем автомобилистам известно, на что именно влияет плотность содержащегося в аккумуляторе раствора электролита, а как её изменение может повлиять на АКБ.

В действительности как низкая, так и высокая плотность, наблюдаемая у электролита, может поставить крест на аккумуляторе и привести к необходимости его замены.

Когда концентрация выше допустимой нормы, батарея раньше своего времени выходит из строя. Кислота постепенно начинает разрушать пластины.

В низкой концентрации тоже нет ничего хорошего. При этом протекают такие процессы:

• Сульфатация. Это процесс образования на пластинах из свинца белого твёрдого налёта. Из-за него АКБ попросту не может принимать заряд.
• Увеличивается порог замерзания. Если кислоты в составе мало, раствор может начать кристаллизоваться даже при -5 градусах Цельсия. Ледяная корка деформирует внутренние компоненты, может произойти короткое замыкание на пластинах.
• Нарушится пуск двигателя. Это будет проявляться в основном в зимний период.

Как видите, последствия изменения плотности разные, но все они ни к чему хорошему для автовладельца не ведут.

Правильные показатели плотности

Теперь закономерно спросить, какая же плотность тогда должна быть в аккумуляторе автомобиля.

Обычно не предусматривается существенное изменение плотности у электролита в аккумуляторах зимой и летом, ориентируясь только на период холодов.

Существуют специальные таблицы с параметрами плотности электролита в аккумуляторах, в зависимости от климатической зоны. То есть температура окружающей среды непосредственно связана с тем, какая концентрация смеси из кислоты и воды должна быть в АКБ.

Если говорить об эксплуатации аккумулятора под капотом автомобиля зимой, то плотность и его норма должны соответствовать таким значениям:

• При эксплуатации АКБ зимой, при отрицательной температуре, плотность заливаемого электролита должна составлять 1,27 г/см3.
• Если это крайний север с температурой от -30 до -50 градусов, при заливке должно быть 1,27, а при полном заряде АКБ 1,29.
• Для северного региона с температурой от -15 до -30 это 1,26 и 1,28 г/см3 для заливаемого электролита и при полностью заряженной батарее соответственно.
• Когда температура находится в пределах от -4 до -15 градусов, тогда таблица по плотности электролита в автомобильном аккумуляторе подсказывает о поддержании значений на уровне 1,24-1,26.
• Если это южный регион, когда температура редко падает ниже -10 градусов, хватит и 1,22-1,24 г/см3.
• В тропических регионах с положительной температурой даже зимой используют электролиты с плотностью 1,2-1,22 г/см3.

Да, плотность электролита, используемого в аккумуляторе зимой или летом, напрямую зависит от погодных условий.

Несколько корректировать плотность у электролита в автомобильном аккумуляторе летом нужно, если наблюдается сильная жара. Концентрация несколько снижается.

Главным условием поддержания работоспособности АКБ является не плотность электролита, а уровень заряда батареи.

Поэтому старайтесь всегда следить за степенью заряда, параллельно используя ареометр для проверки плотности.

Как проверить плотность

Далее следует рассказать о том, как можно проверить плотность в аккумуляторе и что для этого потребуется использовать.

Проверять плотность можно только в обслуживаемых и малообслуживаемых АКБ, где есть доступ к содержимому батареи.

Ведь закрытые виды батарей, которые считаются необслуживаемыми, не оснащены крышками банок. То есть их не получится открутить и специальным прибором оценить состояние рабочей жидкости.

Если вы не знаете, как проверять параметры плотности электролита в аккумуляторах, ознакомьтесь со следующей инструкцией.

Для работы вам потребуется определённый набор. Состоит он из:

• защитных перчаток;
• закрытой одежды;
• очков;
• денсиметра.

Именно денсиметр позволяет измерить плотность содержащегося в аккумуляторе электролита.

Этот прибор для измерения плотности представляет собой стеклянную трубочку с грушей, а также встроенный ареометр. Фактически именно ареометр способен показать, какая концентрация электролита в вашем аккумуляторе.

Далее остаётся выполнить лишь несколько пошаговых действий.

Предлагаем инструкцию о том, как правильно проверить плотность у обслуживаемого автомобильного аккумулятора:

• Аккумулятор отключается от проводов, снимаются клеммы, устройство извлекается с посадочного места. Защитный кожух следует снять и открутить пробки подручным инструментом.
• Далее проверяется уровень раствора. Обычно он должен быть на 10-15 мм. выше уровня пластин.
• Если АКБ не заряжена, её следует подключить к зарядному устройству. По завершению зарядки нужно подождать около 5-7 часов.
• Если уровень жидкости нормальный, внутрь одной из банок погружается прибор, грушей выкачивается немного раствора.
• Ареометр должен оказаться погружённым в смесь, не касаться стенок колбы.
• Считываются данные на ареометре и записываются.
• Те же самые процедуры проводятся на остальных банках.
• Выполняется сравнение полученной информации с показателями нормы.

Проводить такие работы следует только при положительной температуре. Оптимально добиться диапазона 20-25 градусов Цельсия.

У необслуживаемых АКБ предусмотрен цветовой индикатор, позволяющий понять текущую плотность и состояние батареи.

В основном этот индикатор отражает степень заряда. Зелёный означает полный заряд, белый — около 50%, а чёрный — полную потерю заряда.

Особенности повышения плотности

Приняв во внимание все нюансы, стоит рассказать о том, как поднять плотность при изменении концентрации электролита в аккумуляторе.

Сделать это можно самостоятельно. Ведь чтобы поднять сниженную плотность у электролита, никаких отверстий в аккумуляторе обслуживаемого типа делать не придётся.

Нормой измерения при комнатной температуре считается 1,25-1,29 г/см3. Если показатели ниже, нужно поднимать плотность. Снижение параметров только в одной банке указывает на короткое замыкание.

Есть несколько рекомендаций для того, чтобы повысить плотность упавшего электролита в самом аккумуляторе. Для начала нужно сделать следующее:

• Полностью зарядить АКБ, поскольку проверять плотность при разряде проводить нельзя. Добавив электролит, концентрация резко увеличится и начнётся разрушение пластин.
• Привести температуру жидкости в норму. Работать следует в диапазоне 20-25 градусов Цельсия.
• Убедиться, что уровень в каждой банке соответствует норме.
• Осмотреть АКБ на предмет повреждений и дефектов.

Далее проводится непосредственно сама корректировка параметров плотности с помощью электролита, чтобы в аккумуляторе восстановить рабочие характеристики.

Если уровень слишком низкий и упал ниже 1,18 г/см3, восстановлению такая АКБ уже не подлежит.

Если плотность выше этого порога, её требуется увеличить. Для этого нужно:

• разрядить АКБ, подключив её к какому-нибудь потребителю вроде лампочки;
• подготовить корректирующий электролит, продаваемый в магазинах;
• с помощью груши откачать небольшое количество смеси из каждой банки;
• добавить не более 50% от откаченного объёма новый электролит;
• поставить батарею на зарядку минут на 30, чтобы выровнять концентрацию во всех банках;
• дать постоять АКБ на ЗУ при минимальном зарядном токе;
• отключить батарею.

Примерно через 2-3 часа делается повторная проверка. Если концентрация ещё недостаточная, процедура повторяется.

Повышение с помощью ЗУ

Отдельного внимания заслуживает вопрос о том, как поднять упавшую плотность в своём аккумуляторе, воспользовавшись зарядным устройством.

Суть заключается в том, чтобы восстановить постепенно плотность залитого электролита путём подачи минимального тока. В необслуживаемом автомобильном аккумуляторе доступа к банкам нет. Тут единственным решением будет поставить АКБ на ЗУ и подождать 1-3 суток.

Это позволит постепенно испаряться лишней влаге, и тем самым плотность кислотно-водного раствора будет увеличиваться.

Процедура восстановления электролита не самая сложная, но при её выполнении важно соблюдать ряд рекомендаций.

Литиевые батареи в холодную погоду и зимой

Зима не за горами, но это не значит, что ваши приключения должны прекратиться! Однако это поднимает хороший вопрос: как различные типы батарей выдерживают холодную погоду? И не только это, но как вы заботитесь о своих батареях, несмотря на низкие температуры?

К счастью для вас, мы готовы (и рады) ответить на ваши вопросы! Следите за новостями, пока мы обсуждаем полезные советы и рекомендации по защите ваших аккумуляторов в этом сезоне.

Что происходит с батареями в холодную погоду

Скажем прямо: литиевые батареи гораздо лучше работают в зимних условиях, чем батареи других типов, но даже при этом вы захотите позаботиться о них. При правильных профилактических мерах ваши аккумуляторы могут выжить и процветать этой зимой. Чтобы защитить ваши аккумуляторы, давайте сначала разберемся, почему нам нужно защищать их от суровых условий.

Работа батареи заключается в хранении и высвобождении энергии. Холодная погода может помешать выполнению этих важных функций. Точно так же, как вашему телу требуется несколько минут, чтобы согреться после пребывания на улице, то же самое верно и для вашей батареи. Низкие температуры увеличивают внутреннее сопротивление батареи. Это может снизить емкость батареи. АКА — батарея не может выделять столько энергии или сохранять заряд при низких температурах.

Как вы уже догадались, это означает, что вам придется чаще заряжать эти батареи в зимнюю погоду. Еще одна важная вещь, о которой следует помнить, заключается в том, что срок службы батареи включает в себя только определенное количество циклов зарядки. Это то, что вы хотите сохранить, а не тратить. Литиевые батареи глубокого разряда рассчитаны на срок от 3000 до 5000 циклов. Но свинцово-кислотный, с другой стороны, обычно длится около 400 циклов, поэтому вам следует использовать эти циклы более экономно.

Литиевые батареи и хранение в холодную погоду

Как вы знаете, зимнюю погоду нельзя контролировать. Мать-природа делает то, что хочет. Тем не менее, вы можете принять некоторые меры предосторожности, чтобы как можно лучше обращаться с аккумулятором, пока он находится на холоде. Итак, о каких гарантиях мы говорим? Давайте приступим…

Поддерживайте чистоту аккумулятора

Очень важно содержать аккумулятор в чистоте как в летние, так и в зимние дни, особенно если у вас свинцово-кислотный аккумулятор. Это особенно важно перед длительным сезоном хранения. Грязь и коррозия могут вызвать некоторые серьезные проблемы с некоторыми типами аккумуляторов и привести к их более быстрой разрядке. Мы смотрим на вас свинцово-кислотным. Свинцово-кислотный аккумулятор необходимо очистить пищевой содой и водой перед тем, как положить на хранение. Литиевые батареи, с другой стороны, не требуют обслуживания. Вы правильно поняли.

Прогрейте аккумулятор перед использованием

Как мы уже говорили, приключения не должны заканчиваться только потому, что пришла Старая Зима. Может быть, вы снежная птица и хотите отправиться на зимовку на юг? Мы не виним вас. Или, может быть, вы готовы к сезону охоты? В любом случае, не позволяйте холоду остановить вас! Точно так же, как вы прогреваете свой автомобиль в течение нескольких минут перед поездкой, сделайте то же самое для своих аккумуляторов глубокого цикла. Согрей их! Таким образом, вы не поразите свою батарею внезапным прыжком.

Немного похоже на тебя, правда? Позвольте вашей батарее облегчить жизнь.

Храните батарею при умеренных температурах

В зависимости от того, где вы храните батарею, у вас не будет полного контроля над этим. Но все же важно знать идеальную температуру для хранения аккумуляторов. Этот диапазон составляет от 32 градусов по Фаренгейту до 80 градусов по Фаренгейту, но это не означает, что ваши литиевые батареи не будут работать за пределами этих температур. Будут, но с меньшей мощностью. Вы можете заметить, что они теряют заряд быстрее, чем обычно.

Часто заряжайте аккумулятор

В отличие от многих типов аккумуляторов, ионно-литиевые аккумуляторы можно использовать и разряжать независимо от холода, не вызывая повреждений. Фу.

Но вы не хотите заряжать аккумулятор при температуре ниже 32 градусов по Фаренгейту. Перед зарядкой важно вынести аккумулятор из зоны замерзания. Использование солнечных батарей может быть отличным вариантом! Солнечные батареи могут помочь вашим батареям работать даже в практически арктических условиях.

Литиевые батареи против. Свинцово-кислотные батареи

Несмотря на то, что ни одна батарея не работает идеально в морозную погоду, литиевые батареи работают намного лучше, чем свинцово-кислотные и другие типы батарей. Есть несколько вещей, которые оправдывают первоначальную более высокую цену, например:

• Литиевые батареи лучше работают при экстремальных температурах.
• Практически легкие литиевые батареи весят ½ веса большинства свинцово-кислотных батарей. Сзади им намного легче.
• Ионные литиевые батареи работают в среднем от 3000 до 5000 циклов по сравнению с 400 циклами свинцово-кислотных. Разговор о разнице!

Литиевые батареи значительно превосходят конкурентов. Это делает первоначальную цену оправданной, потому что вы сэкономите деньги в долгосрочной перспективе.

Когда вы не беспокоитесь о времени автономной работы, у вас больше свободы для новых приключений. Мы упоминали, что наши батареи также оснащены Bluetooth? Используя наше приложение Ionic, вы можете узнать точное состояние ваших батарей в любой момент времени.

Высококачественные ионные литиевые батареи в холодную погоду

Здесь, в Lithium Hub, мы с гордостью предлагаем нашим клиентам уникальный вариант батарей, которые выдерживают множество холодных погодных условий. Наша батарея 12 вольт 300 Ач поставляется с нагревателем! В глубинке? Без проблем. С этим чудовищным аккумулятором вы можете практически справиться с тундрой. Подледная рыбалка, кто-нибудь? Аккумулятор рассчитан на 3000-5000 циклов. Он поставляется с 11-летней гарантией на батарею, поэтому вы можете быть уверены в долговечности своей батареи. Как и все наши аккумуляторы, он имеет защиту от перенапряжения и короткого замыкания. Кроме того, эти батареи не будут заряжаться, если температура небезопасна для этого.

Ионные литиевые батареи используют передовую технологию BMS, которая делает их исключительно безопасными и долговечными. Соблюдение этих мер предосторожности в отношении аккумуляторов в холодную зиму только продлит исключительный срок службы аккумулятора.

Конкуренты литий-ионных аккумуляторов в сети…

Здравствуйте! Добро пожаловать обратно на Неделю батареи, где мы используем термин «неделя» несколько вольно.

До сих пор мы фокусировались на литий-ионных батареях (LIB) — почему они так важны, как они работают, а также на разновидностях LIB, которые борются за крупнейший рынок аккумуляторов, электромобилей (EVs). ).

Из этого обсуждения становится ясно, что LIB в каком-то воплощении еще долго будут доминировать над электромобилями. Нет другой коммерческой батареи, которая могла бы вместить столько энергии в столь маленьком и легком корпусе. Кроме того, LIB создали крупную производственную базу, снижая цены благодаря масштабу и отраслевому опыту. Их блокировка на рынке электромобилей, вероятно, нерушима, по крайней мере, в обозримом будущем.

Подпишитесь, чтобы получать последние новости Canary

Но есть еще один рынок аккумуляторов, на котором некоторые конкуренты надеются закрепиться – это сетевое хранилище. Они думают, что на этом рынке есть место, которое нужно занять.

В настоящее время существует устойчивый и растущий рынок краткосрочных сетевых хранилищ, предлагающий хранение от нескольких секунд (для предоставления сетевых услуг, таких как регулирование напряжения и частоты) до четырех часов. У LIB заблокировано около 99 процентов этого рынка; в некоторых районах проекты с использованием солнечной энергии в сочетании с четырехчасовым хранением электроэнергии конкурируют с природным газом.

Большинство энтузиастов энергетики считают, что для того, чтобы полностью перевести энергосистему на энергию с нулевым выбросом углерода, нам, в конечном счете, также потребуется длительное хранение, на несколько недель, месяцев или даже сезонов. LIB почти наверняка не подойдут для этой цели, так что это будет какая-то комбинация других технологий. (Я напишу о длительном хранении в другой раз.)

Между коротким и длинным есть то, что можно назвать средним -хранением продолжительности, охватывающим диапазон от четырех до 24 часов. Какие технологии охватят этот диапазон? LIB , конечно, могут это сделать и — теоретически они могут охватывать любую продолжительность; вы просто складываете все больше и больше батарей, но экономика становится чрезвычайно сложной. Для проектов средней продолжительности потребуется много ресурсов, но они могут выполняться сравнительно редко. Когда продолжительность достигает четырех часов и выше, стоимость LIB, по крайней мере сегодняшних LIB, начинает становиться непомерно высокой.

Здесь в дело вступают другие аккумуляторы, бросающие вызов LIB, которые надеются превзойти их по длительности — хотя они еще не достигли этого. «На самом деле в области аккумуляторных электромобилей действительно нет конкурентоспособных технологий, кроме всех этих различных литий-ионных аккумуляторов», — говорит Хлоя Хользингер, аналитик по накоплению энергии в IHS Markit. Но, добавила она, «существует множество различных аккумуляторных технологий для сетевого хранения. Просто они, как правило, значительно дороже литий-ионных аккумуляторов».

Компании, предлагающие эти претенденты, считают, что они лучше подходят для нужд рынка сетевых хранилищ средней продолжительности, где плотность энергии имеет меньшее значение, чем емкость, календарный и циклический срок службы и безопасность. Они думают, что смогут снизить затраты до конкурентоспособного уровня при такой продолжительности. (Некоторые из них думают, что могут найти и другие ниши, но именно сетевое хранилище предлагает наиболее реалистичный снимок.)

Проточные батареи

Проточные батареи работают по принципиально другому принципу, чем батареи, которые мы рассматривали до сих пор. Вместо того, чтобы накапливать энергию в металлах на электродах, они хранят энергию в виде растворенного металла в водном электролите.

Анолит хранится в одной емкости; католит хранится в другом. Насосы циркулируют жидкости мимо электродов (иногда в топливном элементе), где они не совсем смешиваются благодаря тонкому сепаратору, но обмениваются ионами и электронами, вырабатывая электричество.

Ключевое концептуальное отличие заключается в том, что проточные батареи отделяют энергию (количество запасенных) от мощности (скорость, с которой она может быть высвобождена). Если вы хотите больше мощности, вы делаете электроды больше. Если вы хотите хранить больше энергии, вы делаете баки с электролитами больше. А электролиты достаточно дешевы, так что увеличить емкость дешево.

В отличие от LIB, стоимость которых удваивается с каждым удвоением энергоемкости.

Теоретически, проточные батареи могут относительно дешево масштабироваться практически до любого размера. Таким образом, по мере увеличения требований к продолжительности хранения — шесть часов, восемь часов, 12 часов — экономичность проточных батарей выглядит все лучше и лучше по сравнению с LIB.

В электролите могут использоваться различные металлы. Долгое время ожидалось, что ванадий станет кандидатом на прорыв, но материальные затраты остаются неизменно высокими. Компании пытались использовать цинк (например, ныне несуществующий ViZn) и железо (например, компания ESS, которая все еще набирает силу). Недавняя история изобилует неудачными компаниями по производству проточных аккумуляторов.

«Проточные аккумуляторы уже очень долгое время были следующей большой вещью, — говорит Ребекка Сьес, доцент Университета Пердью и эксперт по аккумуляторам, — но они так и не достигли этого».

Проблема, как всегда, заключается в неуклонном движении LIB вниз по кривой стоимости. «Для трех- или четырехчасовой системы литий-ионная батарея сейчас превосходит любую проточную батарею», — говорит Дэн Стейнгарт, ученый-материаловед и содиректор Центра электрохимической энергии Колумбийского университета. «Пятнадцать лет назад этого нельзя было предсказать».

Теоретически проточные батареи могут увеличивать свою энергетическую емкость до бесконечности, затрачивая немного больше, чем стоимость электролита, необходимого для наполнения резервуаров (хотя насосы и другое оборудование немного увеличивают стоимость). Но «когда мы ниже 100 долларов за киловатт-час по стоимости [LIB]», — говорит Стейнгарт, — «вы действительно близки к стоимости гупа».

И проточные батареи, как и все претенденты, также должны преодолеть тот факт, что LIB хорошо зарекомендовали себя и хорошо изучены. «Легче финансировать литий-ионную батарею, — говорит Стейнгарт, — из-за всех доказательств существования и присущей им надежности. Я могу предсказать судьбу и неудачу». Это делает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание LIB невероятно низкими, порядка 1 процента от стоимости капитала, тогда как для проточных батарей они составляют в лучшем случае 2,5 процента.

В этой области все еще есть претенденты на проточные батареи, в том числе Largo Clean Energy (которая купила интеллектуальную собственность VionX), которая занимается коммерциализацией проточных ванадиевых батарей; Primus Power с бромисто-цинковым аккумулятором; ESS, которая продает железную проточную батарею; и таинственная Form Energy, среди предложений которой есть проточная водно-серная батарея.

Но в этой области растет ощущение, что проточные батареи не смогут догнать LIB, по крайней мере, в ближайшее время, без помощи правительства.

Цинковые батареи

Несколько компаний работают над батареями, которые заменяют ионы цинка вместо ионов лития — это второй по популярности металл для батарей.

Цинк обладает особым преимуществом, заключающимся в том, что он легкий и энергоемкий, как литий, поэтому при относительно скромных корректировках он может проникать в процесс производства литий-иона.

Цинк встречается в изобилии, он дешевле лития, в значительной степени безвреден и позволяет производить батареи, которые легче перерабатывать. Как и другие альтернативы литию, цинк жертвует плотностью энергии, но позволяет частично сэкономить на системах безопасности на уровне аккумуляторных батарей благодаря отсутствию необходимости в пожаротушении. Это ставит его на те же рынки, что и литий-железо-фосфат (LFP): небольшие пригородные/городские транспортные средства, робот-такси, скутеры, электровелосипеды и накопители энергии.

У некоторых членов команды по производству цинка есть более амбициозные проекты: «Мы думаем, что сможем сосуществовать с литий-ионными и заменить свинцово-кислотный», — говорит Майкл Берц, президент и главный исполнительный директор EnZinc, которая разработала новый цинковый анод, который, по его словам, может появиться. близки к ЛИА по плотности энергии. Помните, что свинцово-кислотные батареи по-прежнему широко распространены. «Их используют вилочные погрузчики. Самолеты. Снегоходы», — говорит Берц. «Центры обработки данных имеют огромные банки свинцово-кислотных аккумуляторов, которые они используют для переключения питания». Глобальный рынок этой технологии по-прежнему составляет 45 миллиардов долларов.

EnZinc полагает, что может попасть в золотую середину: плотность энергии близка к LIB, близка к низкой стоимости свинцово-кислотных, безопаснее, чем любой из них, и достаточно хороша, чтобы заменить большую часть обоих.

Цинковые аноды не зависят от катода, поэтому Берц предполагает, что его компания станет поставщиком анодов, а не производителем аккумуляторов, с этикетками «Zinc Inside», смоделированными на обозначении процессоров «Intel Inside». Ведутся исследования ряда катодов, от марганца и никеля до, как и в случае с литием, воздуха. Воздушно-цинковая батарея «имеет удельную энергию на системном уровне от 250 до 350 ватт-часов на килограмм», — говорит Берц, — уровень намного выше, чем у большинства LIB. Хитрость заключается в том, чтобы сделать его управляемым и перезаряжаемым. Есть компании, производящие воздушно-цинковые батареи, предлагающие коммерческие продукты, которые утверждают, что они решили эти проблемы, например, NantEnergy (ранее Fluidic), которая нацеливает свои воздушно-цинковые батареи на автономные рынки в развивающихся странах.

Существуют и другие технологии на основе цинка. Компания под названием EOS производит «цинк-гибридный катод», который, по ее словам, безопасен и долговечен. Широко разрекламированная компания Zinc8 разработала воздушно-цинковую гибридную проточную батарею, которая, как утверждается, может снизить затраты на LIB при более длительном хранении.

Большинство этих батарей имеют одни и те же основные характеристики: они менее энергоемкие, чем литий-ионные аккумуляторы, но они более безопасны (без возгорания), изготовлены из качественных и доступных материалов (отсутствуют проблемы с поставками), и они дешевле при высоких температурах. мощности/длительности. Сложность заключается только в последней части, поскольку цена и возможности LIB являются движущейся целью.

Сторонники цинка уверены, что по мере того, как обещания городов и компаний о 100-процентной чистой энергии начинают давать о себе знать, а рынок энергосбережения расширяется, вместе с ним будет расти и спрос на долговременное хранение. (Калифорния, например, вкладывает много денег в демонстрационные проекты цинковых батарей с целью разнообразить варианты их хранения.)

BU-410: зарядка при высоких и низких температурах

Батареи работают в широком диапазоне температур, но это не дает разрешения также заряжать их на этих условиях. Процесс зарядки более деликатный, чем разрядка, поэтому необходимо соблюдать особую осторожность. Сильный холод и высокая температура снижают прием заряда, поэтому перед зарядкой аккумулятор следует довести до умеренной температуры.

Аккумуляторы старых технологий, такие как свинцово-кислотные и никель-кадмиевые, имеют более высокие допуски при зарядке, чем более новые системы, такие как литий-ионные. Это позволяет им заряжаться при температуре ниже точки замерзания с пониженным C-скоростью заряда. Когда дело доходит до холодной зарядки, NiCd более вынослив, чем NiMH. Свинцово-кислотные аккумуляторы также устойчивы, но литий-ионные аккумуляторы требуют особого ухода.

В таблице 1 приведены допустимые температуры заряда и разряда обычных аккумуляторов. В таблицу не включены специальные аккумуляторы, предназначенные для зарядки за пределами этих параметров.

Тип батареи	Температура заряда	Температура нагнетания	Консультация по оплате
Свинцово-кислотный	от –20°C до 50°C (от –4°F до 122°F)	от –20°C до 50°C (от –4°F до 122°F)	Заряжайте при температуре 0,3°C или ниже при температуре ниже нуля. Понижение порога напряжения на 3 мВ/°C в горячем состоянии.
NiCd, NiMH	от 0°C до 45°C (от 32°F до 113°F)	от –20°C до 65°C (от –4°F до 149°F)	Зарядка при 0,1°C в диапазоне от –18°C до 0°C. Зарядка при 0,3°C в диапазоне от 0°C до 5°C. Прием заряда при 45°C составляет 70%. Прием заряда при 60°С составляет 45%.
Литий-ионный	от 0°C до 45°C (от 32°F до 113°F)	от –20°C до 60°C (от –4°F до 140°F)	Заправка ниже нуля не допускается. Хорошие характеристики заряда/разряда при более высокой температуре, но более короткий срок службы.

Таблица 1: Допустимые пределы температуры для различных аккумуляторов

Аккумуляторы могут разряжаться в широком диапазоне температур, но температура заряда ограничена. Для достижения наилучших результатов заряжайте аккумулятор при температуре от 10°C до 30°C (от 50°F до 86°F). Уменьшите ток заряда в холодном состоянии.

Низкотемпературная зарядка

На основе никеля: Быстрая зарядка большинства аккумуляторов ограничена температурой от 5°C до 45°C (от 41°F до 113°F). Для достижения наилучших результатов рекомендуется сузить температурный диапазон до 10–30 °C (от 50 °F до 86 °F), поскольку способность рекомбинировать кислород и водород снижается при зарядке аккумуляторов на основе никеля при температуре ниже 5 °C (41 °F). . При слишком быстрой зарядке в ячейке нарастает давление, что может привести к сбросу газа. Уменьшите зарядный ток всех никелевых батарей до 0,1C при зарядке ниже нуля.

Зарядные устройства на основе никеля с определением полного заряда NDV (отрицательное деление V) обеспечивают некоторую защиту при быстрой зарядке при низких температурах. Плохой прием заряда при низких температурах имитирует полностью заряженную батарею. Частично это вызвано повышением высокого давления из-за пониженной способности рекомбинировать газы при низкой температуре. Повышение давления и падение напряжения при полной зарядке кажутся синонимами.

Для обеспечения быстрой зарядки при любых температурах в некоторые промышленные аккумуляторы добавляется термоодеяло, которое нагревает аккумулятор до приемлемой температуры; другие зарядные устройства регулируют скорость зарядки в соответствии с преобладающей температурой. Потребительские зарядные устройства не имеют этих условий, и конечному пользователю рекомендуется заряжать только при комнатной температуре.

Свинцово-кислотные: Свинцово-кислотные достаточно терпимы, когда дело доходит до экстремальных температур, как показывают стартерные аккумуляторы в наших автомобилях. Частично эта терпимость объясняется их вялым поведением. Рекомендуемая скорость зарядки при низкой температуре составляет 0,3°С, что практически соответствует нормальным условиям. При комфортной температуре 20°C (68°F) выделение газа начинается при зарядном напряжении 2,415 В/элемент. При переходе к –20°C (0°F) порог газовыделения повышается до 2,97 В/элемент.

Свинцово-кислотная батарея заряжается постоянным током до заданного напряжения, которое обычно составляет 2,40 В на элемент при температуре окружающей среды. Это напряжение зависит от температуры и устанавливается выше, когда холодно, и ниже, когда тепло. На рис. 2 показаны рекомендуемые настройки для большинства свинцово-кислотных аккумуляторов. Параллельно на рисунке также показано рекомендуемое напряжение плавающего заряда, к которому возвращается зарядное устройство, когда батарея полностью заряжена. При зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов при колебаниях температуры зарядное устройство должно иметь регулировку напряжения, чтобы свести к минимуму нагрузку на аккумулятор. (См. также BU-403: Зарядка свинцово-кислотного аккумулятора)

0249 [1]
Зарядка при низких и высоких температурах требует регулировки предела напряжения.

Замерзание свинцово-кислотного аккумулятора приводит к необратимому повреждению. Всегда держите аккумуляторы полностью заряженными, так как в разряженном состоянии электролит становится более водянистым и замерзает раньше, чем при полном заряде. По данным BCI (Международный совет по аккумуляторным батареям), удельный вес 1,15 соответствует температуре замерзания –15°C (5°F). Это сопоставимо с -55°C (-67°F) для удельного веса 1,265 с полностью заряженной стартерной батареей. Залитые свинцово-кислотные аккумуляторы имеют тенденцию к растрескиванию корпуса и протечке при замерзании; герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы теряют свою эффективность и работают всего несколько циклов, после чего исчезают и требуют замены.

Литий-ионный: Литий-ионный аккумулятор можно быстро заряжать от 5°C до 45°C (от 41 до 113°F). Ниже 5°C ток заряда должен быть уменьшен, а зарядка при отрицательных температурах запрещена из-за снижения скорости диффузии на аноде. Во время зарядки внутреннее сопротивление элемента вызывает небольшое повышение температуры, которое частично компенсирует холод. Внутреннее сопротивление всех аккумуляторов возрастает в холодном состоянии, что заметно увеличивает время зарядки. Это также заметно влияет на производительность разряда литий-ионных аккумуляторов.

Многие пользователи аккумуляторов не знают, что литий-ионные аккумуляторы потребительского класса нельзя заряжать при температуре ниже 0°C (32°F). Несмотря на то, что аккумулятор заряжается нормально, во время заряда с пониженной температурой на аноде происходит покрытие металлическим литием, что приводит к необратимому ухудшению характеристик и безопасности. Аккумуляторы с литиевым покрытием более уязвимы при воздействии вибрации или других стрессовых условий. Усовершенствованные зарядные устройства (Cadex) предотвращают зарядку литий-ионных аккумуляторов при температуре ниже нуля.

Предпринимаются усовершенствования для зарядки литий-ионных аккумуляторов при температурах ниже нуля. Зарядка действительно возможна с большинством литий-ионных элементов, но только при очень низких токах. Согласно исследовательским документам, допустимая скорость зарядки при –30°C (–22°F) составляет 0,02°C. При таком малом токе время зарядки может увеличиться до 50 часов, что считается нецелесообразным. Однако существуют специальные литий-ионные аккумуляторы, которые могут заряжаться до –10°C (14°F) с меньшей скоростью.

Некоторые производители литий-ионных аккумуляторов предлагают специальные элементы для холодной зарядки. Также потребуются специальные зарядные устройства, которые снижают C-rate в зависимости от температуры и заряжают аккумулятор до более низкого пикового напряжения; Например, 4,00 В на ячейку вместо обычных 4,20 В на ячейку. Такие ограничения уменьшают энергию, которую может удерживать литий-ионный аккумулятор, примерно до 80% вместо обычных 100%. Время зарядки также будет увеличено и может длиться 12 часов и дольше в холодном состоянии.

Литий-ионные аккумуляторы, заряжаемые при температуре ниже 0°C (32°F), должны пройти нормативную проверку, чтобы подтвердить отсутствие литиевого покрытия. Кроме того, специально разработанное зарядное устройство будет поддерживать выделенный ток и напряжение в безопасных пределах во всем диапазоне температур. Сертификация таких аккумуляторов и зарядных устройств очень затратна, что отразится на цене. Аналогичные нормативные требования также применяются к искробезопасным батареям (см. BU-304: Зачем нужны схемы защиты?)

Некоторые производители аккумуляторов и зарядных устройств заявляют, что заряжают литий-ионные аккумуляторы при низких температурах; однако большинство компаний не хотят брать на себя риск потенциальной неудачи и брать на себя ответственность. Да, литий-ионные аккумуляторы будут заряжаться при низкой температуре, но исследовательские лаборатории, изучающие эти аккумуляторы, получают тревожные результаты.

Высокотемпературная зарядка

Тепло — злейший враг аккумуляторов, в том числе свинцово-кислотных. Добавление температурной компенсации к свинцово-кислотному зарядному устройству для адаптации к колебаниям температуры продлевает срок службы батареи до 15 процентов. Рекомендуемая компенсация составляет 3 мВ на ячейку при повышении температуры на каждый градус Цельсия. Если для плавающего напряжения установлено значение 2,30 В/элемент при 25°C (77°F), напряжение должно составлять 2,27 В/элемент при 35°C (95°F). При более низких температурах напряжение должно составлять 2,33 В на элемент при 15°C (59°F). Эти корректировки на 10°C соответствуют изменению на 30 мВ.

В таблице 3 указано оптимальное пиковое напряжение при различных температурах при зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов. В таблице также указано рекомендуемое плавающее напряжение в режиме ожидания.

Состояние батареи	-40°C (-40°F)	-20°C (-4°F)	0°C (32°F)	25°C (77°F)	40°C (104°F)
Ограничение напряжения при перезарядке	2,85 В/ячейка	2,70 В/ячейка	2,55 В/ячейка	2,45 В/ячейка	2,35 В/ячейка
Плавающее напряжение при полной зарядке	2,55 В/элемент или ниже	2,45 В/ячейка или ниже	2,35 В/ячейка или ниже	2,30 В/ячейка или ниже	2,25 В/ячейка или ниже

Таблица 3: Рекомендуемые пределы напряжения
при зарядке и обслуживании стационарных свинцово-кислотных аккумуляторов в режиме плавающего заряда. Компенсация напряжения продлевает срок службы батареи при работе в условиях экстремальных температур.

Зарядка аккумуляторов на основе никеля при высоких температурах снижает выделение кислорода, что снижает приемлемость заряда. Тепло обманывает зарядное устройство, заставляя его думать, что аккумулятор полностью заряжен, когда это не так.

Зарядка аккумуляторов на основе никеля в теплом состоянии снижает выделение кислорода, что снижает приемлемость заряда. Тепло обманывает зарядное устройство, заставляя его думать, что аккумулятор полностью заряжен, когда это не так. На рис. 4 показано сильное снижение эффективности заряда по сравнению с «линией эффективности 100%» при температуре выше 30°C (86°F). При 45°C (113°F) батарея может принять только 70% своей полной емкости; при 60°C (140°F) прием заряда снижается до 45 процентов. NDV для обнаружения полного заряда становится ненадежным при более высоких температурах, а измерение температуры необходимо для резервного копирования.

Рис. 4. Прием заряда NiCd в зависимости от температуры ^[2]

Высокая температура снижает прием заряда и отклоняется от пунктирной «линии 100% эффективности». При 55°C коммерческий NiMH имеет КПД заряда 35–40%; более новый промышленный NiMH достигает 75–80%.

Литий-ионный аккумулятор хорошо работает при повышенных температурах, но длительное воздействие тепла снижает срок службы. Зарядка и разрядка при повышенных температурах приводят к выделению газа, что может привести к вентилированию цилиндрического элемента и вздутию карманного элемента. Многие зарядные устройства запрещают зарядку при температуре выше 50°C (122°F).

Некоторые аккумуляторы на основе лития мгновенно нагреваются до высоких температур. Это относится к батареям в хирургических инструментах, которые стерилизуются при температуре 137°C (280°F) до 20 минут в процессе автоклавирования. Бурение нефтяных и газовых скважин как часть фрекинга также подвергает батарею воздействию высоких температур.

Потеря емкости при повышенной температуре находится в прямой зависимости от уровня заряда (SoC). На рис. 5 показано влияние литий-кобальта (LiCoO2), который сначала подвергается циклированию при комнатной температуре (КТ), а затем нагревается до 130°C (266°F) в течение 90 минут и циклически на 20, 50 и 100 процентов SoC. Заметной потери емкости при комнатной температуре нет. При 130 °C с 20-процентной SoC наблюдается небольшая потеря емкости в течение 10 циклов. Эта потеря выше при 50-процентном SoC и показывает разрушительный эффект при циклическом включении при полной зарядке.

Рис. 5. Потеря емкости при комнатной температуре (RT) и 130°C в течение 90 минут ^[3]
Стерилизацию аккумуляторов для хирургических электроинструментов следует проводить при низкой SoC.

Испытание: ячейки LiCoO2/Graphite подвергались воздействию температуры 130°C в течение 90 минут при различных SoC между каждым циклом.

ОСТОРОЖНО

В случае разрыва, утечки электролита или любой другой причины воздействия электролита немедленно промойте водой. При попадании в глаза промойте их водой в течение 15 минут и немедленно обратитесь к врачу.

---

Каталожные номера

^[1] Источник: Betta Batteries
^[2] Предоставлено CADEX
^[3] Источник: Greatbatch Medical

. готов к переменам, но не обязательно ожидает их, не говоря уже о стремлении к ним. Крупные компании, которые доминируют в производстве литий-ионных аккумуляторов, — Sony, Panasonic, Sanyo, Samsung и LG — продают батареи, мало чем отличающиеся от тех, что они продавали пять лет назад. Только первоначальная емкость батарей увеличивалась примерно на 5 процентов в год. Сегодня это товарные продукты, производимые в огромных количествах и продаваемые с исчезающе малой прибылью.

Однако грядут перемены. И это будет исходить от довольно неожиданного агента: 40-летней джазовой певицы, мамы футболиста и химика-исследователя по имени Кристина Лампе-Оннеруд.

С 2005 года компания Lampe-Onnerud незаметно переработала литий-ионный аккумулятор, используемый в современных портативных компьютерах. Она основала компанию Boston-Power в Уэстборо, штат Массачусетс, для производства новых батарей, привлекла почти 70 миллионов долларов инвестиций, настроила производственные линии в Китае и на Тайване, которые на сегодняшний день выпустили десятки тысяч единиц, и ожидает увидеть ее аккумуляторы в продуктах, поставляемых крупными производителями ноутбуков в конце этого года. И как будто этого недостаточно, ей удалось получить сертификат Swanlabel для своих аккумуляторов, указывающий на то, что они безвредны для окружающей среды в рамках программы Nordic ecolabel. Это первые литий-ионные аккумуляторы, получившие такое обозначение.

Карьера ЛАМПЕ-ОННЕРУД изменилась в 1999 году на 40-м Батарейном симпозиуме в Киото. Она рассердила некоторых, указав в своем выступлении, что плотность энергии литий-ионных аккумуляторов, используемых для портативных компьютеров, в 40 ватт-часов на килограмм уже приближается к плотности вашей обычной ручной гранаты. Эта плотность, количество энергии, хранящейся в определенной массе, стремительно росла, поскольку производители яростно боролись за растущий рынок.

В то время она была партнером консалтинговой фирмы Arthur D. Little в Кембридже, штат Массачусетс, консультируя производителей аккумуляторов, делая прогнозы рынка и устраняя технические и производственные проблемы. Она произнесла множество речей на конференциях, и большинство из них говорили одно и то же: по мере того, как производители литий-ионных аккумуляторов выжимали из своих аккумуляторов все больше и больше энергии, их стоимость также сокращалась. Соедините эти две тенденции вместе, сказала она производителям аккумуляторов, и может случиться что-то плохое. Ни один из производителей не стал слишком встревожен.

Затем, в 2002 и 2003 годах, у производителей аккумуляторов действительно начались проблемы с непредсказуемыми отказами, ни один из которых на данном этапе не был связан с возгоранием потребительских товаров. Производители устранили сбои, «но решения всегда были просто исправлениями», — говорит она. К 2004 году Лампе-Оннеруд устал помогать индустрии внедрять пластыри: «Я хотел сделать шаг назад и представить всю батарею как единую систему». И она не могла сделать этого в Артуре Д. Литтле.

Итак, на Хеллоуин 2004 года она убрала свой офис в Arthur D. Little, попрощалась с коллегами и отправилась на угощение со своими детьми. На следующий день Лампе-Оннеруд отвезла детей в детский сад, а затем поднялась по лестнице в свой кабинет, где открыла ноутбук, глубоко вздохнула и начала думать о литий-ионных батареях так, как никто другой. до.

Многие люди находят свое жизненное призвание только после окольных путей подросткового самопознания. Но не многие инженеры находят свой путь, отказавшись от оперного пения и медицины. Кристина Лампе выросла в своей родной Швеции, очарованная оперой. Но ее отец, Вольфганг Лампе, инженер-энергетик, получивший звание члена IEEE за свои инновации в области передачи большой мощности, призвал ее оставить исполнительское искусство в стороне и заняться более традиционной карьерой в области математики или естественных наук.

В детстве она увлекалась наукой, играя с электроникой и химическими наборами. К 12 годам она готовила фейерверки в ванной в подвале, выбивая случайные искры влажными полотенцами. В старшей школе она подала заявку и была принята на престижную восьмилетнюю программу в Швеции, которая закончилась получением докторской степени. Но в старшем классе средней школы, в 1985-летняя, со свежими воспоминаниями о недавнем веселом лете в Орегоне, вместо этого приняла стипендию от шведско-американской ассоциации, чтобы поступить в колледж в Соединенных Штатах. Она провела год в колледже Эльмира в Нью-Йорке, пройдя вдвое больше обычного курса обучения, изучая английскую литературу, бизнес и различные науки, а также работая лаборантом у одного из профессоров химии. Весной студентки проголосовали за Лампе «Мисс Эльмира».

Она вернулась в Швецию, чтобы закончить свое образование в Упсальском университете, но к этому времени навсегда отказалась от медицины. Профессор химии Эльмиры, Пьер-Ив Бутьет, убедил ее, что химия гораздо интереснее анатомии. Анатомия была просто заучиванием, а химия была буквально материей мира. В случае с химией «нужно было заглянуть за пределы науки», — говорит она, и понять, что может сделать наука.

ФОТО: Крис Мюллер

Сейчас Лампе-Оннеруд работает по 80 часов в неделю, встречаясь с потенциальными клиентами и инвесторами, наблюдая за наращиванием производства в Китае и работая с руководителями компании. команда по всему миру. В обычный день она встает в 5 утра, чтобы связаться с командой Boston-Power в Китае; в 7 утра она читает электронную почту, а затем с 7:15 до 8:30 кормит детей завтраком и готовит их к школе. От 9с утра до полудня собрание за собранием. Она и Рик Чемберлен, вице-президент по инженерным вопросам Boston-Power, обсуждают нового клиента в 10:00 [слева]. Около полудня Лампе-Оннеруд встречается со старшим научным сотрудником Яннингом Сонгом, чтобы обсудить результаты испытаний [в центре], а затем в 1:45 с членами группы электроники компании [справа].

Ей это далось достаточно легко. Лампе начала обучение в аспирантуре в Уппсале, сосредоточившись на осаждении меди на полупроводниковых пластинах для своей магистерской работы и анализе катодных материалов для литий-полимерных батарей для своей докторской диссертации. Во время получения степени она сотрудничала с аккумуляторной компанией Danionics в Оденсе, Дания. Danionics запатентовала синтез некоторых катодных материалов из оксида ванадия, над которыми она работала для своей докторской диссертации.

В день, когда Лампе должна была защищать докторскую степень. тезис, она предала гласности событие; она давала живое интервью радиожурналисту, когда вошла в комнату. «То, что отличает Кристину от других, — это ее амбиции», — говорит Джош Томас, профессор, руководивший ее докторской диссертацией. Работа.

Она вряд ли смогла бы лучше рассчитать время для своей диссертации. Когда она получила докторскую степень. в 1995 году коммерческие литий-ионные аккумуляторы все еще были новинкой. Лампе быстро стал известен как эксперт по литий-ионным катодам. Не то чтобы она полностью зациклилась на батарейках: она также работала в городе Уппсала, возглавляя хор из 120 певцов, и вышла замуж за своего школьного друга Пера Оннеруда, который изучал химию и математику и играл на джазовой трубе в местной группе.

После выпуска они отправились в Массачусетский технологический институт в качестве постдокторантов. Лампе-Оннеруд работала неполный рабочий день в дочерней компании Массачусетского технологического института, Quantum Energy Technologies, где она сосредоточилась на батареях и дисплеях, а затем в 1997 году перешла в Bell Communications Research (Bellcore) в Ред-Банке, штат Нью-Джерси, в качестве директора по хранению энергии. Выступление Bellcore было веселым, но недолгим. Руководители консалтинговой фирмы Arthur D. Little начали ухаживать за Лампе-Оннеруд в тот день, когда она уехала из Массачусетса в Bellcore. Звонили минимум раз в месяц. Прислали подарочные корзины. И, наконец, они предложили нанять ее вместе с мужем и поручить им работать вместе, на что Беллкор не пошел.

В 1998 году она уехала из Нью-Джерси, чтобы стать партнером компании Arthur D. Little, и проработала в ней шесть лет, работая с компаниями, отраслевыми группами и правительствами, помогая им понять рынок аккумуляторов, защитить патенты на аккумуляторы и установить энергетическую политику. Она продолжила свои исследования катода, теперь для продвижения технологий для клиентов Артура Д. Литтла; компании приписали ей несколько патентов.

при обычном использовании аккумуляторная батарея Sonata годовалой давности может обеспечивать питание ноутбука в течение 4 часов по сравнению с примерно 2 часами от традиционной аккумуляторной батареи годовалой давности

А потом, когда лето сменилось осенью 2004 года, она поняла, что устала думать о батареях так, как этого хотели ее клиенты. У нее было двое детей в возрасте 1 и 4 лет, но она также ухаживала за детьми. Семья могла жить на доходы мужа. У нее даже был неотремонтированный каретный сарай во Фремингеме, штат Массачусетс, который мог бы стать штаб-квартирой компании. Какое-то время.

В течение последних двух месяцев 2004 года Лампе-Оннеруд большую часть времени проводила в своем кабинете, выясняя, чем должна заниматься ее новорожденная компания. «У вас начинается инновационная эйфория, — говорит она, — и вам почти не нужно спать». Муж занимался с детьми как мог. Друзья и соседи приносили еду для семьи. Она составляла электронные таблицы, одна из которых касалась технических вопросов в аккумуляторной промышленности, а другая рассматривала финансовые возможности.

Она думала о разработке батареи для активной RFID. Она рассматривала вживляемые аккумуляторы для медицинских приборов. Она даже думала об аккумуляторах для гибридных автомобилей, но постоянно возвращалась к рынку ноутбуков как к самой интересной нише. Она проанализировала случаи проблем с батареями ноутбуков и обнаружила кое-что интересное: все эти инциденты объединяет то, что люди вкладывают слишком много энергии в замкнутое пространство. Батарейный отсек ноутбука определяет границы этого пространства, но не деления внутри него. Так Лампе-Оннеруд реорганизовал внутреннее пространство. И точно так же, как простая переделка кухни может сделать жизнь семьи более эффективной, реорганизация имела решающее значение. Решение, по ее словам, теперь выглядит просто. В то время это было совсем не так.

ФОТО: Крис Мюллер

В 2:15 Лампе-Оннеруд получает обновленную информацию о расширении производства от Фила Партина, заместителя директора по разработке продукта [слева], затем проверяет ход испытаний [в центре] . В большинстве дней она спешит домой, чтобы поприветствовать своих детей, возвращающихся из школы. С 3 до 7:30 это семейное время, которое включает в себя музыку [справа].

Батареи для ТРАДИЦИОННЫХ НОУТБУКОВ состоят из шести цилиндрических элементов, расположенных парами, соединенных параллельно, с тремя наборами параллельных элементов, соединенных последовательно. Вместо этого Лампе-Оннеруд набросал конструкцию с тремя прямоугольными ячейками, каждая из которых заполняет пространство двух цилиндрических ячеек, соединенных последовательно. Может ли такое простое изменение изменить ситуацию? Это могло бы. Предполагается, что в параллельной батарее ноутбука ток протекает по параллельным путям с одинаковой скоростью. Но небольшая разница температур или крошечный химический дисбаланс между двумя путями вызывают больший ток в одном из них. Со временем текущий дисбаланс между ячейками может стать экстремальным, что заставляет кусочки металлического лития прилипать к аноду. Когда это происходит, батарея способна хранить меньше энергии, чем она предназначена для хранения, что означает более короткое время работы компьютера на одной зарядке. А поскольку металлический литий обладает высокой реакционной способностью, эти разбросанные кусочки металла могут вызвать пожар, если возникнет короткое замыкание и внезапно повысится температура системы.

Последовательное подключение трех ячеек существенно устраняет эту проблему [см. схему «Не очень простая переделка»]. Имея только один путь для прохождения тока, легче контролировать поток тока, уменьшая вероятность осаждения металлического лития, что может поставить под угрозу способность хранения.

Аккумуляторы Lampe-Onnerud не сильно теряют мощность в течение первых шести месяцев или около того, поэтому их не нужно заменять так быстро; они рассчитаны на работу как минимум на 80% мощности в течение трех лет, что соответствует сроку службы типичного портативного компьютера. После трех лет регулярного использования традиционная литий-ионная компьютерная батарея практически полностью разряжена; после года обычного использования пользователи обнаружат, что батарея, которая когда-то имела 4-часовую емкость, теперь имеет 2-часовую емкость.

Изменение форм-фактора — только одна из причин увеличения срока службы; она также изменила химический состав катода с чистого кобальта на смесь на основе кобальта; Понятно, что она не выдаст ингредиенты своего секретного соуса. Джим МакДауэлл, менеджер по развитию бизнеса в Saft Batteries и бывший председатель Комитета по стационарным батареям IEEE, предполагает, что она выбрала никель-марганцево-кобальтовый материал, который потенциально выцветает медленнее, чем чистый кобальт.

Лампе-Оннеруд также потратил некоторое время на оптимизацию систем безопасности и схем управления. Макдауэлл говорит, что повышение безопасности обычно происходит за счет плотности энергии, но дополнительные 14% объема, которые она получила в прямоугольной конструкции, действительно могут компенсировать любую потерю мощности.

Sonata может заряжаться быстрее, чем традиционные батареи, достигая 80 процентов своей емкости за 30 минут, потому что, по словам Лампе-Оннеруд, точно настроенная конструкция означает, что большая часть тока, поступающего в батарею, идет на ее зарядку, а не на нагрев стола. на котором он сидит.

Вот и все. «Я упростила систему и оптимизировала ее», — заключает она.

Майкл Файнштейн, руководивший инвестициями Venrock Associates в компанию (размер первого раунда инвестиций не разглашается), сказал, что ни одно из изменений в конструкции, внесенных Лампе-Оннерудом, не было революционным по отдельности. Но иногда группа эволюционных изменений лучше, чем одно резкое новшество.

«Я видел много заводов по производству батарей, которые делают экзотические вещи. А для их коммерциализации требуется совершенно новый завод, огромный капитал. Кристина внесла ряд постепенных изменений, касающихся химии, физической конструкции и механизмов безопасности. Когда вы суммируете их все, они сильно влияют на производительность и безопасность», — говорит Файнштейн. И, как отмечает Файнштейн, она старалась не зайти так далеко, чтобы производство потребовало серьезной модификации существующих производственных линий или чтобы батарея не могла легко пройти квалификационные испытания потенциальными клиентами.

Скотт Чоу, руководивший первым раундом инвестиций в Gabriel Venture Partners, сказал, что несколько лет искал стартап по производству аккумуляторов, когда услышал о Boston-Power. Он уже отверг предложения по аккумуляторным технологиям, которые увеличивали плотность энергии, но приносили в жертву долговечность, изменяли форм-фактор и, следовательно, с трудом получали признание в отрасли или, казалось, имели проблемы с безопасностью. Он отказался от одной батареи, которая выбрасывала сернистый газ, когда выходила из строя. А потом пришел Лампе-Оннеруд.

— Кристина сначала предложила безопасность, — сказал Чжоу. «Все было не слишком радикально, а это означало, что продукт был безопасным и надежным, и его выход на рынок происходил быстро. Но они были радикально улучшены».

ФОТО: Крис Мюллер

Семейное время Лампе-Оннеруд включает в себя игры с детьми Анной-Марией и Маттиасом (слева). Пер Оннеруд, муж Лампе-Оннеруд, часто укладывает детей спать, пока она работает дома. офис; здесь [в центре] она встречается с ним, чтобы подготовиться к ночным телеконференциям с фабриками в Китае и Тайване. В 23:00 она вернулась в свой домашний офис [справа]; именно тогда она может решать научные вопросы или стратегически мыслить о своей компании. Обычно она ложится спать около часа ночи. Вечер четверга, однако, отличается. Лампе-Оннеруд поет и руководит хором Stardust Show Chorus, женским джазовым хором из 20 человек. Четверг — ночь репетиций.

В ЭТОТ МОМЕНТ типичный изобретатель мог бы взять эту новую конструкцию, создать несколько прототипов и попытаться передать лицензию на нее известным производителям аккумуляторов. Когда наступила зима 2004 года, Лампе-Оннеруд подумала, что она могла бы это сделать. Но приближались рождественские каникулы, а для Лампе-Оннеруд это означало семейное время. Она и ее семья отправились в Нью-Гэмпшир кататься на лыжах.

Даже на склонах она не переставала думать о своем дизайне. Подъезжая к кресельному подъемнику, она объявила мужу: «Я решила попытаться стать частью производственного процесса». Она рассудила, что ей будет проще получить лицензию на дизайн, доказав, что батарея сборная и популярная. Она также полагала, что, сделав это сама, она сможет быстрее коммерциализировать это. И она думала, что это будет весело. Действительно. Стоя в очереди на подъемник, она начала звонить друзьям в Китай, пытаясь подобрать фабрику, которая позволила бы ей организовать экспериментальное производство.

В январе она официально зарегистрировала компанию Boston-Power на деньги двух бизнес-ангелов. Одним из них был Андерс Барск, шведский инвестор; личность другого не является публичной. Она поехала в Китай, поговорила с производителями и подписала контракт с Future Power недалеко от Шанхая. К маю 2005 года образцы, сходящие с конвейера, соответствовали стандартам безопасности США и требованиям страховой лаборатории. Она построила лабораторию в своем каретном сарае для тестирования образцов и наняла для работы там Яннинга Сонга, недавнего выпускника инженерного факультета Корнельского университета. Это продолжалось до сентября, когда компания, застраховавшая ее дом, поняла, что «небольшое тестирование в ее сарае» на самом деле означало реактивные химикаты, тяжелую технику и сотни батарей, и приказала ей немедленно вывести батареи из строя. Она переехала в соседний бизнес-парк. Она начала подавать заявки на патенты — 15 находятся в разработке.

В том же месяце она также разговаривала с бывшим партнером Venrock Файнштейном. «Она говорила о мерах безопасности своей конструкции, — вспоминает он, — что если эти батареи выйдут из строя, они просто умрут, а не взорвутся. Моя реакция была: «Это хорошо, но вам лучше иметь что-то еще, что отличает вас от других». остальные собираются строить продукты, которые ломаются? Я так не думаю».

Но они это сделали. В июне 2006 года знаменитый ноутбук Dell загорелся во время конференции в Осаке. Затем поступили сообщения о возгорании других батарей. Sony, производитель сгоревших аккумуляторов Dell, тем летом отозвала 10 миллионов устройств, и последовали другие отзывы аккумуляторов. А венчурные капиталисты, которые уже интересовались маленькой компанией Лампе-Оннеруд, практически ломились в ее дверь.

Она получила деньги от Venrock Associates, Gabriel Venture Partners и Granite Global Ventures в качестве своих первых инвесторов; Позже инвестиционные фирмы внесли свой вклад на общую сумму 68 миллионов долларов.

Как только она получила финансирование для своей новой компании, ее муж ушел от Артура Д. Литтла. План состоял в том, чтобы он заботился о детях и домашнем хозяйстве, пока она сосредоточилась на своем бизнесе. «Это длилось пять месяцев, — вспоминает Лампе-Оннеруд. Затем она сказала ему, что если он действительно хочет помочь ей, он должен поделиться своими техническими талантами. Сейчас он технический директор компании.

СЕГОДНЯ BOSTON-POWER насчитывает 40 сотрудников, многие из которых имеют десятилетний и более опыт работы в таких компаниях, как Duracell, Eveready, Dell и подразделение IBM ThinkPad. Boston-Power — это не Facebook, где работают 20-летние и их собаки; это люди с седыми волосами и большим послужным списком. Они не играют в настольный футбол весь день и не дерутся всю ночь. Это такая компания, где люди знают свою работу вдоль и поперек, делают ее тихо, а потом идут домой к своим семьям ужинать.

Но это и не сонный магазинчик техники. Корпоративная культура отражает яркую индивидуальность и любовь Лампе-Оннеруд к музыке. Она выбрала Sonata в качестве названия для первой батареи Boston-Power, которая, кстати, ярко-синего цвета, потому что это ее любимый цвет. Конференц-залы компании имеют названия «Гармония» и «Симфония»; она планирует назвать следующую батарею компании Salsa. Сотрудники одеты немного лучше, чем в типичных стартапах; джинсы и футболки здесь не в порядке вещей. Лампе-Оннеруд обычно носит костюм, всегда на каблуках, часто с жемчугом. Для нее наряд — это джинсовая юбка. Люди вежливы друг с другом и с посторонними. Они посылают благодарственные письма всякий раз, когда кто-то что-то для них делает. Рукописные благодарственные письма. Даже журналистам.

К настоящему времени десятки тысяч автомобилей Sonata сошли с первой производственной линии Boston-Power в Шэньчжэне, Китай; компания находится в процессе запуска второй линии на Тайване. Между тем, дополнительные отзывы аккумуляторов для ноутбуков, такие как отзыв Apple в конце 2006 г., и нехватка аккумуляторов в отрасли, усугубленная пожаром на заводе Panasonic в Осаке в сентябре 2007 г., означают, что выход Boston-Power на рынок в этом году невозможен. в лучшее время.

Компания Lampe-Onnerud ожидает, что по крайней мере три крупных производителя ноутбуков в этом году начнут поставки устройств с установленными батареями Sonata. А Boston-Power ведет переговоры с компаниями, которые продают сменные батареи напрямую потребителям. (Объемные цены для производителей не разглашаются, но, как сообщается, они соответствуют сегодняшним премиальным аккумуляторам, продаваемым бизнес-клиентам). годовалая традиционная батарея.

НАСКОЛЬКО ХОРОШИЕ батарейки? Джон Возняк, заслуженный технолог Hewlett-Packard, руководил тестированием образцов батарей, проводя их через циклы зарядки и разрядки при различных температурах и в различных условиях. HP требует, чтобы все батареи, поставляемые с ноутбуками, сохраняли емкость не менее 80 процентов после 300 циклов; Аккумуляторы Sonata соответствовали этой отметке. Большинство традиционных аккумуляторов не могут пройти через это, но Boston-Power утверждает, что Sonata могут выдерживать от 800 до 1000 циклов и при этом сохранять 80 процентов емкости; Возняк все еще проверяет это утверждение.

Если это подтвердится, батареи Sonata, даже с небольшой надбавкой к цене, которую прогнозируют аналитики, могут сэкономить деньги HP, пояснил Возняк. В наши дни сообразительные коммерческие клиенты пытаются вернуть батареи для ноутбуков для замены непосредственно перед истечением гарантии. HP тестирует возвращенные устройства, чтобы убедиться, что батареи действительно не работают должным образом; если клиент активно использует ноутбук с питанием от батареи, он действительно может выйти из строя в течение года, и в этом случае HP оплачивает замену. Из-за низкой маржи в современной компьютерной индустрии такая доходность каннибализирует прибыль. Возняк сказал, что с долговечной батареей HP сможет предложить расширенную гарантию, которая распространяется на батарею; сегодняшних расширенных гарантий нет.

Возняк также сказал, что в будущем способность батареи Sonata к быстрой зарядке, то есть до 80 процентов за полчаса, также может стать плюсом для производителя ноутбуков, но для этого потребуется новое поколение компьютеров. с настройками дизайна, чтобы воспользоваться этой функцией.

Sonata также прошла тесты HP на безопасность, сказал Возняк, но «безопасность — это не то, что мы можем продавать; это ожидается как данность».

Если HP действительно закажет аккумуляторы Boston-Power, покупатели ноутбуков HP в этом году могут не знать, что они одними из первых получили аккумуляторы Sonata. «Мы проведем слепой запуск», — говорит Возняк. «Клиент не будет знать, какой аккумулятор находится в продукте». Затем компания сможет рассчитать на основе данных о возврате продукции, прослужит ли Sonata дольше, чем ее конкуренты.

Лампе-Оннеруд мечтает о том, что Boston-Power вскоре станет одним из ведущих мировых производителей аккумуляторов и что выбор, который она сделала, чтобы сделать свой продукт экологически безопасным и сделать упор на безопасность и долговечность, а не на чистую мощность, проложит новый путь. для промышленности. Если это произойдет, говорит Лампе-Оннеруд, она назовет это предприятие успешным.

«И тогда, — говорит Лампе-Оннеруд, — я стану певцом».

Дайана Кралл, берегись.

Как зимняя погода влияет на экономию топлива

Если вам кажется, что по мере снижения ртутного столба ваш флот требует дозаправки чаще, это не ваше воображение. Более низкие температуры и зимние условия вождения могут означать, среди прочего, увеличение времени простоя, снижение давления в шинах и более высокое сопротивление качению, что может оказать значительное влияние на экономию топлива, независимо от того, насколько ответственны ваши водители или насколько аккуратно вы используете свои автомобили. поддерживается.

 

Но не бойтесь; Old Man Winter не должен брать верх над вами и наносить ущерб вашему топливному бюджету. Избавиться от зимней топливной хандры, получив больший контроль, так же просто, как узнать, почему зимние погодные условия увеличивают расход топлива, и узнать, какие шаги вы можете предпринять, чтобы «замедлить поток».

 

Итак, давайте рассмотрим подробнее.

 

• Хорошо… холодно

Как правило, 75-85 градусов (F) является идеальной температурой наружного воздуха для оптимального MPG. Как только температура опускается ниже 68 градусов, пробег начинает быстро уменьшаться, при этом самые большие падения MPG происходят при температуре ниже 45 градусов — на 20-28% в летние месяцы.

 

• Зимой аэродинамическое сопротивление выше

Аэродинамическое сопротивление автомобиля пропорционально плотности воздуха. Холодный зимний воздух более плотный, чем теплый и влажный летний, и, таким образом, увеличивает сопротивление ветру, что, в свою очередь, увеличивает расход топлива примерно на 1,3%. Кроме того, зимой скорость ветра выше, что увеличивает общее аэродинамическое сопротивление и, следовательно, снижает расход топлива.

 

• Плохое качество и состояние дорог

По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), плохие дорожные условия могут увеличить расход топлива на 7-35%. Слякоть, снег, лед, песок, гравий и соль способствуют ухудшению состояния асфальта, а это означает, что транспортным средствам приходится прилагать больше усилий, чтобы преодолеть повышенное сопротивление качению и протолкнуть дорожное покрытие. Работать усерднее означает сжигать больше топлива, как и проскальзывание колес, вызванное дорогами, покрытыми снегом и/или льдом.

 

• Зимний газ имеет более низкую плотность энергии

Испаряемость газа, определяющая, как испаряется топливо, корректируется с учетом времени года. Топливо с зимней смесью имеет более высокое RVP (давление паров по Рейду), потому что топливо должно иметь возможность испаряться при низких температурах, чтобы двигатель работал должным образом. По данным EPA, зимнее топливо содержит на 1,7% меньше энергии, чем летнее, поэтому расход бензина ниже. Однако зимнее топливо содержит больше бутана, что делает его менее дорогим, чем летнее. Так же страдает дизель.

 

• Повышенные нагрузки на электрическую систему

Более низкие температуры означают увеличение использования электрических аксессуаров, включая фары, антиобледенители, электродвигатели отопителей и насосы омывателей ветрового стекла для очистки дорожной пыли и удаления льда с ветровых стекол. Поскольку все они питаются от электрической системы, которая получает питание от двигателя, чем больше вы их используете, тем больше работает двигатель и тем больше топлива вы сжигаете.

 

• Понижение температуры двигателя

Двигателю требуется больше времени, чтобы прогреться при более низких температурах и достичь температуры, обеспечивающей максимальную экономию топлива. Это больше всего влияет на экономию топлива на более коротких маршрутах, чем на более длинных, поскольку транспортные средства на более коротких маршрутах эксплуатируются при температуре ниже оптимальной и, следовательно, не так эффективно сжигают топливо.

 

• Нижнее давление в шинах

При понижении температуры давление в шинах падает. При изменении температуры воздуха на каждые 10 градусов (F) давление в шинах снижается в среднем на один-два фунта на квадратный дюйм, при этом падение на один фунт на квадратный дюйм снижает экономию топлива на 0,4%.

 

 

Взять на себя ответственность

Чтобы лучше экономить топливо в зимние месяцы, не требуются кардинальные изменения. Простые действия могут иметь большое значение. Взгляните на эти рекомендации Агентства по охране окружающей среды о том, как увеличить пробег в холодную погоду, и обязательно поделитесь ими со своими водителями. Улучшение топливной экономичности зимой заключается в том, чтобы управлять автомобилем более разумно, а не интенсивнее.

 

• Паркуйте автомобили, когда это возможно, в гараже или крытом помещении, чтобы повысить начальную температуру двигателя.

• Комбинируйте поездки/маршруты, чтобы сократить время работы автомобилей с холодным двигателем.

• Сведите холостой ход к минимуму. Прогрейте автомобили в течение примерно 30 секунд и двигайтесь осторожно, а не давите на педаль до упора.

• Регулярно проверяйте давление в шинах и всегда держите манометр в автомобиле.

• Используйте обогреватели сидений, обогреватели стекол, внутреннее освещение и вентиляторы отопителя только в случае крайней необходимости.

• Снимите аксессуары, повышающие сопротивление ветру и не являющиеся необходимыми для выполняемой работы, например, багажники на крыше.

 

Чтобы получить дополнительную информацию о подготовке вашего автопарка к холодам (и практически ко всему остальному), загрузите наш контрольный список «Подготовка автопарка к стихийным бедствиям».

Аккумулятор энергии | TNO

Текущие возможности для хранения энергии

С генераторами возобновляемой энергии, такими как солнечные панели, солнечные коллекторы или ветряные турбины, трудно обеспечить соответствие спроса спросу. Например, они производят много энергии в то время, когда на нее практически нет спроса. Или они не могут обеспечить достаточную мощность в периоды высокого спроса на энергию. Сохраняя энергию, мы не зависим от спроса и предложения.

Аккумуляторы для хранения энергии

Уже существуют аккумуляторные решения, которые позволяют владельцам домов накапливать энергию, вырабатываемую солнечными панелями. Tesla Powerwall, например, представляет собой перезаряжаемую «домашнюю батарею». Но сегодняшние батареи имеют довольно низкую плотность энергии. Это затрудняет хранение большого количества энергии в небольшом пространстве. Они также менее подходят для преодоления более длительных периодов времени. Кроме того, они могут хранить только электрическую энергию. Это означает, что, например, лишнее тепло от солнечных коллекторов, к сожалению, тратится впустую.

Аккумулирование энергии в воде

Существуют также системы котельного типа для хранения тепла. Они хорошо работают, чтобы навести мост в течение короткого периода времени. Но они не могут очень долго хранить энергию, вырабатываемую солнечными панелями летом, а затем использовать ее для обогрева зимой. К тому времени вода уже значительно остыла. Кроме того, это не совсем компактное решение. Для хранения больших объемов этот тип хранения требует большого резервуара для воды.

Некоторое время мы успешно работали над улучшением и развитием этого довольно традиционного метода хранения. При хранении тепла в воде следует ожидать потери тепла. Однако с применением новой технологии можно значительно уменьшить эти потери тепла. Это хорошие новости.

Компактный накопитель энергии

Компактный накопитель энергии необходим для преобразования энергии, чтобы обеспечить дома климатически нейтральным отоплением в больших масштабах. Климатически нейтральное отопление может быть достигнуто только за счет использования возобновляемых источников энергии. Кроме того, вам также необходимо иметь дело с сезонным влиянием на солнечную и ветровую энергию. Компактный дизайн важен, потому что он должен быть в состоянии поместиться в современных домах. Вот почему мы работаем над новыми технологиями, способными хранить большое количество энергии в компактной тепловой батарее в течение длительных периодов времени. Компактные аккумуляторы не имеют потерь в течение всего периода хранения.

Поделись своей энергией

Теперь, когда на голландских крышах появляется все больше солнечных панелей, мы также производим все больше и больше солнечной энергии. В нашей стране в настоящее время действует взаимозачетная схема: если ваши солнечные панели производят излишки электроэнергии, то этот избыток может быть возвращен вашей энергокомпании. Затем энергетическая компания вычитает эти сгенерированные кВтч из вашего потребления. Ваши солнечные панели производят больше, чем вы используете в любой момент времени? Если это так, вы получите льготный тариф. Уплачиваемая сумма варьируется от одного поставщика энергии к другому, но обычно она ниже, чем цена за кВтч, которую вы платите при покупке электроэнергии.

Все более высокие пики в электросети

Схема сети делает использование солнечных батарей очень привлекательным с экономической точки зрения. Однако из-за того, что его использует так много людей, сетевые операторы сталкиваются с растущими проблемами, пытаясь справиться с пиковыми нагрузками в электросети.

Но и потому, что в Северном море строится все больше и больше крупных ветряных электростанций, которые в ветреные дни также вырабатывают огромное количество электроэнергии. Ветряные турбины и солнечные фермы теперь отключаются в часы пик. Так что эту ситуацию нужно срочно решать. В конце концов, эта устойчиво вырабатываемая энергия играет ключевую роль в энергетическом переходе.

Местное хранилище энергии

Теперь ясно, что без хранилищ у нас всегда будет несоответствие между спросом и предложением энергии. Вот почему мы должны теперь действительно стремиться к хранению энергии. Локальное хранение тепла является приоритетом в этом отношении. Если вы примените это к домам и зданиям, это приведет к лучшему балансу между спросом и энергией, производимой на месте. Это уменьшит пиковые нагрузки, с которыми должна справляться электросеть.

Термохимические накопители энергии

При смешивании некоторых солей с водой возможна химическая реакция с выделением тепла. Это ни в коем случае не новое открытие. И то, что этот процесс можно обратить вспять, добавив к нему тепло, тоже давно известно. Самое замечательное в этом то, что нет потерь энергии в течение периода хранения. Это означает, что тепловые батареи, основанные на этом принципе, хорошо подходят для более длительных периодов времени. Избыточная солнечная энергия, произведенная летом, может использоваться, например, зимой для обогрева дома. Также удобно: такую ​​систему с помощью термохимии можно заряжать как теплом, так и электричеством.

Передовые технологии

Исследования в области накопления энергии на основе термохимии ведутся десятилетиями. Но всегда было трудно разработать устройство, которое было бы компактным, надежным и доступным по цене. И это также способно заряжаться и разряжаться несколько раз. Но за последние 10 лет в этом отношении были предприняты огромные шаги.

Как в Эйндховене (в сотрудничестве с TU/e), так и в Делфте вместе с партнерами мы разработали технологии, которые значительно приближают будущее с термохимическим хранением энергии. Есть еще некоторые области, на которых мы должны сосредоточиться. Однако обе технологии уже находятся на продвинутой стадии, и, похоже, первые компактные термобатареи на основе термохимии появятся на рынке в течение нескольких лет. Вероятно, в 2024 году, а возможно, и раньше.

‘Насколько успешным будет это введение, во многом зависит от политики, проводимой правительством в то время. Уже известно, что схема сетки для солнечных батарей не будет существовать в ее нынешнем виде. На данный момент еще не совсем ясно, какой будет новая схема, но ясно, что любая компенсация за возврат солнечной энергии в сеть будет прекращена к 2030 году. они будут чесать затылок. И если бы в то время на рынке были термобатареи, которые могли бы решить эту проблему… Тогда да, это было бы идеально, естественно».

Стен де Вит — руководитель программы TNO, занимающейся вопросами энергии в антропогенной среде

Хранение энергии в металлах

С точки зрения плотности энергии и эффективности, аккумулирование энергии в металлах также может быть интересным для использования в антропогенной среде. Металл окисляется при контакте с кислородом. Этот процесс окисления можно обратить вспять, если при определенных условиях добавить водород. Это, в двух словах, принцип хранения энергии в металлах. Примером может служить батарея Redox-HEAT.

Хранение энергии в металлах представляет собой проблему. Эта форма хранения энергии использует температуру примерно от 400 до 1000 градусов по Цельсию. Из-за этих больших диапазонов температур плотность хранения может быть значительно выше, чем в воде до 100 градусов.

В настоящее время эта технология все еще находится на стадии исследования. Теперь мы освоили этот процесс, но еще предстоит выяснить, можно ли применить этот принцип к тепловой батарее. Также пока неясно, подходит ли такая батарея лучше всего для использования в строительной среде или в промышленном применении. Таким образом, это исследование все еще находится на относительно ранней стадии.

Умные энергетические сети

Умные сети разрабатываются в Нидерландах. Эти энергетические сети позволяют процессам, которые не являются критичными по времени, иметь место при избытке энергии. Например, запустить стиральную машину или зарядить электромобиль, пока светит солнце. Это, безусловно, помогает избежать пиковых нагрузок в электросети. И мы полностью привержены дальнейшему совершенствованию этих типов интеллектуальных энергетических сетей.

Получить вдохновение

4 Результат, получение 1 т/м 4

Ускорение создания климатически нейтральной среды

Тип информации:

Артикул

Контингентный подход TNO может сделать застроенную среду в Нидерландах более устойчивой, намного быстрее и дешевле. Читать далее.

Мониторинг установок, компонентов и энергии

Тип информации:

Артикул

Хотите знать, как работают установки? С помощью наших знаний и инструментов мы отслеживаем производительность и энергопотребление строителей, разработчиков и конечных пользователей.

SolarICE: новая технология автономного охлаждения

Тип информации:

Новости

21 сентября 2020 г.