Плотность аккумулятора на зиму: Почему АКБ зимой работает хуже? Подготовить аккумулятор на зиму.

Эксплуатация авто аккумулятора зимой — AKBEXPERT

Какая плотность электролита должна быть зимой, и как подготовить аккумулятор к зиме?

Ответ:

Плотность электролита у полностью заряженной аккумуляторной батареи, предназначенной для эксплуатации в условиях умеренного климата в любое время года должна быть 1,27-1,30 г/см3 при температуре +25°С. При более высокой температуре электролита значение плотности должно быть ниже, а при более низкой температуре электролита, наоборот, — выше. В странах с тропическим климатом эксплуатируют батареи с более низкой плотностью электролита (1,22-1,24 г/см3). В условиях крайнего Севера, наоборот, требуется более высокая плотность электролита (1,30-1,32 г/см3). Перед началом зимнего периода необходимо проверить, чтобы батарея находилась в заряженном состоянии. Это обеспечит предохранение от замерзания электролита и обеспечит надежный пуск двигателя при отрицательных температурах. Именно в зимний период существенное влияние на работу АКБ будут оказывать слабо натянутый ремень генератора и повышенная утечка электроэнергии.

Если при запуске двигателя в зимнее время аккумулятор разрядился в «ноль», какие действия нужно предпринять?

Ответ:

В данном случае необходимо зарядить аккумулятор от стационарного зарядного устройства током малой величины. Сделать это следует не позднее, чем через 2-3 дня после глубокого разряда батареи.

Почему замерзает электролит?

Ответ:

При разряде АКБ плотность электролита снижается, уменьшается удельное количество серной кислоты, содержащейся в растворе электролита и образуется вода. Чем глубже разряд батареи, тем выше отрицательная температура, при которой может замерзнуть электролит. Например, при плотности 1,11 г/см3 электролит замерзнет уже при -7 0С, а при плотности 1,27 г/см3 — только при -58 0С.

Если замерз электролит, можно ли восстановить работоспособность аккумулятора?

Ответ:

Зависит от степени замерзания: если батарея замерзла не на весь объем, а корпус не подвергся деформации, ее можно восстановить. Необходимо, чтобы лед полностью растаял при комнатной температуре, и только потом приступить к заряду АКБ. При этом не избежать повреждения электродов и снижения токовых характеристик батареи.

Если в мороз перед запуском двигателя включить на короткое время фары автомобиля, поможет ли это облегчить запуск?

Ответ:

Нет. При данной процедуре эффект разогрева электролита ничтожен и не влияет на увеличение мощности разряда. Напротив, батарея может потерять драгоценную емкость и после этого не сможет запустить двигатель.

Почему в зимнее время рекомендуют аккумуляторы с более высокими пусковыми токами?

Ответ:

Холодный пуск имеет следующие особенности:

• Стартеру требуется больше времени для прокрутки двигателя.
• Сопротивление холодного двигателя в зимнее время увеличивается в 2,5-3 раза
• От АКБ требуется отдача большей мощности и энергии.
• Чем ниже температура окружающего воздуха, тем выше вязкость электролита и внутреннее сопротивление батареи.

Для обеспечения надежного пуска двигателя необходимо выбирать ту АКБ, которая при одних и тех же габаритных размерах имеет максимально высокие токи холодной прокрутки.

Пуск двигателя в зимнее время зависит только от АКБ?

Ответ:

Нет. Помимо технических характеристик и степени заряженности батареи, пуск двигателя зависит от следующих факторов:

1. состояния электропроводки и электрооборудования автомобиля;
2. состояния свечей;
3. состояния топливной системы и качества топлива;
4. качества масла;
5. опыта водителя.

По какой причине замерз аккумулятор?

Ответ:

Если замерзла только одна ячейка, то это, скорее всего, внутренний дефект батареи, который привел к снижению плотности и замерзанию электролита.

Если замерзла не одна ячейка в батарее, то здесь ответ один — батарея была разряжена. Причины могут быть разные, самая распространенная — частые запуски двигателя и короткие дистанции движения по городу.

В результате батарея в холодную погоду просто не успевает заряжаться от генератора. Плотность электролита 1,21 г/см3 соответствует примерно 45%-ной степени заряженности батареи. По справочным данным электролит с такой плотностью замерзает при температуре около -30 0С.

Часто бывает ситуация: утром с нескольких попыток не завелась машина, и человек едет на работу на общественном транспорте. А разряженная батарея с низкой плотностью электролита до вечера замерзает.

Эксплуатация авто аккумулятора зимой

Что сделать, чтобы подготовить батарею к холодному времени года и какая плотность электролита нормальна для зимы?

Ответ:

У заряженной на 100% АКБ, изначально рассчитанной на использование в условиях умеренного климатического пояса, плотность электролита при стандартных +25оC должна колебаться между 1.27 и 1.30 г/см3. Если температура будет выше, плотность снизится, если вокруг будет холоднее – повысится. Именно поэтому на крайнем Севере используют аккумуляторы с более плотным электролитом (1. 32 г/см3), а в тропических странах с более низким (1.24 /см3).

Перед наступлением холодов важно убедиться в том, что аккумулятор заряжен – в этом случае вы избежите замерзания электролита и связанных с ним проблем при пуске двигателя. Учтите также, что зимой на работу батареи серьёзное влияние оказывают утечки в системе электрооборудования и слабое натяжение генераторного ремня.

Что делать, если при старте двигателя в холода батарея разрядилась до нуля?

Ответ:

Зарядите батарею при помощи небольшого тока – причём провести зарядку нужно от стационарного устройства и не позже, чем через 2-3 дня с момента наступления глубокой разрядки.

В чём причина замерзания электролита?

Ответ:

Когда аккумулятор разряжается, плотность электролита падает – и, соответственно, становится ниже количество содержащейся в его растворе серной кислоты. Образуется вода, которая и замерзает. Чем сильнее разряжен аккумулятор, тем раньше электролит способен замёрзнуть. К примеру, при 1.11 г/см3 замерзание наступает уже при -7 градусах Цельсия, а при 1.27 г/см3 (нормальная плотность при полном заряде) только при -58 градусах.

Можно ли реанимировать батарею, если замёрз электролит?

Ответ:

Всё зависит от тяжести конкретного случая. Как правило, если аккумулятор замёрз не на весь объём, а его корпус не был деформирован, восстановить АКБ можно. Для этого занесите батарею в комнату, оставьте её там до тех пор, пока весь лёд не растает (это должно происходить при комнатной температуре, без лишнего нагрева), и уже после этого ставьте батарею на зарядку. Но учтите, что токовые характеристики аккумулятора в любом случае упадут, а электроды будут повреждены.

Если перед тем, как стартовать двигатель в холода, ненадолго включить фары, станет ли запуск легче?

Ответ:

Нет, это один из самых вредных мифов. Эффект разогрева электролита, на который надеются в рассматриваемом случае, будет ничтожным, а значит, мощность разряда не вырастет. Более того: батарея на этой процедуре теряет драгоценную ёмкость, и есть шанс, что оставшегося заряда на старт мотора не хватит.

Почему в холода советуют использовать аккумуляторы с высокими пусковыми токами?

Ответ:

У холодного пуска есть несколько характерных особенностей:

• 1. Стартеру понадобится больше времени на успешную прокрутку мотора;
• 2. Сопротивление холодного мотора зимой возрастает в 2.5-3 раза;
• 3. Батарее нужно будет отдать большее количество энергии и мощности;
• 4. Чем холоднее вокруг, тем выше внутреннее сопротивление АКБ.

Именно поэтому для того, чтобы двигатель стартовал надёжно, лучше использовать аккумулятор, имеющий при аналогичных габаритах более высокие токи холодной прокрутки.

На старт двигателя в холода влияет только аккумулятор?

Ответ:

Нет, влияние также оказывает состояние свечей, электрического оборудования, топливной системы и электропроводки машины. Также много зависит от качества топлива, от масла, и, конечно, от опыта водителя.

Из-за чего замёрзла батарея?

Ответ:

Если у Вас замёрзла только одна ячейка, причина, вероятно, во внутреннем дефекте аккумулятора. Из-за него в этой ячейке снизилась плотность электролита, и он замёрз.

Если замёрзло несколько ячеек, дело в том, что аккумулятор был разряжен. Чаще всего это происходит из-за того, что при поездках по городу приходится часто запускать мотор для передвижения на короткую дистанцию – генератору просто не хватает времени для того, чтобы зарядить батарею. Между тем, уже при 45% заряда аккумулятора плотность электролита будет составлять 1.21 г/см3, а при таких параметрах он замерзает уже при -30.

Часто бывает так, что утром не удаётся завести автомобиль, и водитель едет по своим делам на метро или автобусе. Тем временем, разряженная на попытках пуска батарея до вечера успеет замёрзнуть.

АКБ зимой – ответы на вопросы

Зима пришла – и как обычно, снова «неожиданно». Поэтому на повестку дня (опять же «неожиданно») встали вопросы автовладельцев по поводу стартерных аккумуляторных батарей. Мы собрали эти «зимние» вопросы, проанализировали – и постараемся на них ответить. Итак.

Почему АКБ замерзает?

С наступлением холодов в лаборатории начинают обрывать телефон с одним вопросом:

«У меня в аккумуляторе лед! Скажите, это ведь производственный брак?». Причем простой ответ: «Нет, это ваша небрежность» спрашивающих почему-то не удовлетворяет.

Поэтому разъясняю подробно. Дело в том, что процессы зарядки батарей связаны с изменением содержания серной кислоты в аккумуляторе. При разрядке серная кислота участвует в токообразующей реакции, и ее количество в электролите уменьшается. С этим и связано снижение плотности электролита, что, в свою очередь, меняет его физические свойства.

Проще говоря, чем глубже разряжена аккумуляторная батарея (а значит, концентрация кислоты в электролите меньше), тем вероятнее образование льда даже при слабом морозе.

Кстати, это справедливо для батарей любого исполнения – поэтому особенно важно контролировать состояние заряженности АКБ в зимнее время. Правда, общие крышки в батареях без пробок мешают это сделать.

Николай Курзуков считает, что прежде всего необходимо замерять плотность электролита в АКБ

Восстанавливается ли батарея после того, как в ней замерз электролит?

Далее обычно следует второй вопрос: «Как быстро она оттает, и будет ли потом работать?».

Прежде всего, никогда не оставляйте разряженную АКБ в автомобиле и тем более на морозе! Но если такое произошло и в банках батареи электролит застыл (в результате чего образовался лед), то ее надо выдерживать в теплом помещении не менее суток. И только после полного растаивания льда можно приступать к зарядке.

Дело в том, что попытка заряда АКБ с нерастаявшим льдом внутри банок приводит к тепловому повреждению верхней части сепараторов. И в поврежденных местах при последующей работе батареи происходит прорастание шунтирующих соединений, в свою очередь, приводящих к короткому замыканию блока.

Запомните: льдом повреждается активная масса положительных и отрицательных пластин: они расслаиваются, и образуются зазоры. И в этом случае у АКБ остается только один путь – на утилизацию.

В аккумуляторной лаборатории зимой начинается аврал

АКБ при заряде была переполюсована. Сохранит ли она работоспособность?

Ответственные автовладельцы в преддверие холодов снимают батарею и ставят ее на зарядку. Но при этом они могут совершить (и часто совершают!) серьезную ошибку – путают местами провода зарядного устройства.

Неправильное соединение проводов зарядного устройства к полюсным выводам АКБ после глубокого разряда, когда НРЦ («напряжение разомкнутой цепи» – если не вдаваться в подробности, оно обычно равно всем знакомой ЭДС) близко к нулю, приводит к переполюсовке батареи. То есть положительные пластины становятся отрицательными, а отрицательные – положительными.

После такого заряда батарею нельзя подключать к бортовой сети автомобиля: электронное оборудование и диодный мост генератора выйдут из строя. Про горсть перегоревших предохранителей уже не говорю.

Можно, конечно, выбросить переполюсован-ную АКБ и отправиться в магазин за новой. Но можно и попытаться восстановить работоспособность старого аккумулятора.

Укладка сепаратора в АКБ была проведена с нарушением формы конверта

Что делать в такой ситуации?

1. АКБ вновь разрядить – и как можно глубже, чтобы переполюсованные электроды имели разряженную активную массу (сульфат).

2. Провести зарядку с соблюдением полярности АКБ, заданной при ее производстве. Надо пояснить, что процесс зарядки будет длительным.

3. Провести стартерный разряд током 0,3-0,4 EN до 8,0-9,0 В при комнатной температуре.

4. Выполнить полный заряд АКБ с контролем уровня и плотности электролита по банкам. Если в конце заряда отклонений плотности электролита более 0,2-0,3 г/см3 не было, а сам электролит светлый – АКБ будет работать. Если нет, то все – надо менять батарею.

Повреждение сепаратора — пример брака, приведшего к короткому замыканию блока

И напоследок – самый часто встречающийся вопрос, который не зависит от времени года. Стартерная АКБ утратила пусковые свойства, причем зарядом ее работоспособность не восстанавливается. Пробок у батареи нет. Что делать в гарантийный срок?

Владелец пытается зарядить глубоко разряженную батарею, а она не заряжается, т.е. при подключении к автоматическому ЗУ «не берет» заряд. Что это – производственный дефект или неправильная эксплуатация? Ведь пробок на крышке нет, а значит, нет и возможности замерить плотность электролита в банках.

Вопрос важный: ведь ответ определит, кто будет платить за новую батарею. И он не так уж и прост.

Если батарея еще на гарантии – ее надо предоставить на проверку в лабораторию вместе с гарантийным талоном, так как для принятия решения о дефектности батареи специалисту лаборатории необходимо уточнить немало фактов:

• Когда АКБ была изготовлена (код на АКБ)?

• Когда она была куплена владельцем (запись в гарантийном талоне)?

• На каком автомобиле и сколько эксплуатировалась?

• Были ли отказы у АКБ ранее и проводились ли подзаряды?

• Когда наступил отказ (последний)?

После взрыва и полного разрушения крышки АКБ: сепараторы имеют следы низкого уровня залитого электролита в блокахТепловое повреждение сепараторов. Глубоко разряженную и застывшую (со льдом в банках) АКБ заряжали без отогрева. Такое повреждение возможно и после «прикуривания» в зимнее времяАКБ взорвалась после двенадцати дней работы на автомобиле. Причина — недолив электролита на заводе и отсутствие контроля со стороны автовладельца

После выяснения этих фактов осматривается целостность корпуса батареи – нет ли прокола, через который электролит вытек.

Замеряется значение НРЦ (ЭДС): этот показатель дает специалисту информацию – надо ли применять нагрузочную вилку.

Далее отмечается цвет индикатора. Он извлекается, и в этой банке замеряются плотность электролита и его уровень над блоком пластин.

Плотность электролита банки сопоставляется с величиной НРЦ: если плотность высокая, а НРЦ имеет низкое значение – значит, надо искать банку с низкой плотностью электролита. Если же его плотность в банке с индикатором низкая – возможно, что АКБ глубоко разряжена, а дефекта в батарее нет.

Сверления в крышке над каждой банкой по узнаваемым кружочкам позволяют замерить уровень и плотность электролита в каждой банке. И принятие дальнейших мер по этой батарее возможно только после измерения плотности электролита во всех шести банках.

Возможно, это будет направление на заряд с проверкой плотности электролита в процессе заряда. А после отдыха (отгазовки) в течение 8-10 часов батарею проверяют на разрядном стенде током 0,6 EN.

Сверления запаивают пластмассой с помощью паяльника. Возможные дефекты в АКБ (разрыв цепи внутри батареи, короткое замыкание в какой-либо банке) будут выявлены при заряде, а также при последующем разряде.

Вскрытие и осмотр деталей дефектной банки позволяют установить происхождение дефекта, а значит, понять, страховой это случай или нет. Исправная (т.е. без производственных дефектов) АКБ возвращается ее владельцу, который возмещает затраты лишь на заряд.

Если же батарея имела производственный дефект, владелец может получить официальное заключение, с которым и отправится затем в магазин…

• Николай Курзуков, научный сотрудник аккумуляторной лаборатории ФГУП НИИАЭ

Плотность аккумулятора автомобиля зимой: что нужно знать

Плотность аккумуляторной батареи — один из ключевых параметров, за которым должен внимательно следить каждый владелец транспортного средства. На деле же многие автолюбители относятся к этому вопросу с пренебрежением, чем создают себе кучу проблем в будущем.

Особенно это важно в зимний период, ведь при недостаточной плотности электролит попросту замёрзнет. И тогда незадачливому водителю придётся отложить запланированную поездку и срочно посетить ближайший автомагазин с целью приобретения новой АКБ или пользоваться услугами общественного транспорта. Чтобы исключить обе ситуации, необходимо регулярно проверять плотность раствора, а при необходимости корректировать значения кислотности аккумуляторной жидкости.

Норма плотности электролита в аккумуляторе зимой

Крайне важно, чтобы значения этой характеристики соответствовали номинальным. Только так можно обеспечить нормальное функционирование АКБ, удержать заряд и продлить срок эксплуатации.

Существует несколько значений плотности кислотной жидкости, каждый из них соответствует региону, в котором эксплуатируется автомобиль:

1. Морозный. Климатический пояс, где столбик термометра нередко опускается до отметки -50°С. В этом случае требуется жидкость с более высокой плотностью: от 1,27 до 1,29 г/см³.
2. Холодный. Регион со средними температурными значениями от -25 до -30^°С. Оптимальные показания — от 1,26 до 1,28 г/см³.
3. Умеренный. Температура зимой редко опускается ниже отметки -20°С. Номинальные значения — от 1,25 до 1,27 г/см³.
4. Тёплый. Соответствует южным регионам с мягким климатом. Плотность кислотной жидкости должна находиться в рамках от 1,24 до 1,26 г/см.

Как можно заметить, изменение показаний минимально. Но если следить за плотностью кислотного раствора и вовремя регулировать значения, поднимая до необходимого уровня, можно улучшить функционирование устройства, продлить срок эксплуатации.

Важно помнить, что избыточное значение также уменьшит долговечность изделия.

@talkdevice.ru

Проверка плотности электролита в аккумуляторе

Своевременная и регулярная проверка поможет обезопасить себя от попадания в неприятную ситуацию и избавит от необходимости приобретать новое устройство. Процесс измерения показаний кислотной жидкости достаточно прост и не отнимает много времени. Выглядят манипуляции следующим образом:

1. Первым делом нужно демонтировать АКБ и внимательно осмотреть корпус устройства. Делать всё следует в резиновых перчатках: они защитят кожу рук от попадания кислотной жидкости.
2. Затем необходимо визуально проверить количество электролита внутри аккумуляторной батареи.
3. После осмотра надо разместить батарею на ровной поверхности, аккуратно снять пробки.
4. Для измерения понадобится ареометр. Нехитрое устройство можно приобрести в любом специализированном магазине.
5. Далее следует взять ареометр, сжать грушу и аккуратно окунуть носик прибора в одну из банок аккумулятора. Отпустив грушу, набрать небольшое количество кислотного раствора.
6. Набранный электролит попадёт внутрь девайса, который проанализирует данные и покажет результат.

Как поднять плотность

Если после проведённых манипуляций оказалось, что плотность жидкости не соответствует номинальным значениям, придётся её откорректировать. Алгоритм включает пять этапов и выглядит так:

1. Из одной банки аккумуляторной батареи с помощью груши необходимо взять небольшое количество кислотного раствора.
2. Влить в ёмкость концентрированный электролит. Его количество должно совпадать с количеством жидкости, изъятой с помощью груши.
3. Затем нужно поднять уровень заряда аккумулятора, подключив его к устройству, предназначенному для этих целей. Поступающий ток не только поднимет напряжение, но и равномерно перемешает жидкости внутри аккумуляторной батареи.
4. После отключения накопителя от зарядного устройства, нужно оставить его в покое на пару часов. Это необходимо для того, чтобы выровнять плотность во всех отсеках АКБ.
5. По истечении этого времени следует вновь измерить уровень плотности кислотного раствора. Если он не изменился, повторить манипуляции шаг за шагом.

Кислота — агрессивная среда. При неграмотном обращении она может навредить здоровью человека. Потому проводить измерения и корректировку рекомендуется в хорошо проветриваемом помещении, дополнительно защитив руки резиновыми перчатками.

Регулярное измерение и поддержание плотности на нужном уровне поможет увеличить срок эксплуатации автомобильного элемента питания. Кроме того, так аккумулятор будет лучше сопротивляться воздействию низких температур и беспроблемно запускать мотор даже при сильных морозах.

Загрузка…

Плотность аккумулятора зимой | Avto Life

Аккумуляторная батарея является главным энергетическим источником для автомобиля. От нее зависит надежный запуск двигателя (в зимнее время) и работа системы освещения. В современном аккумуляторе уже залит электролит, поэтому автомобилисту остается поставить его на зарядку, чтобы ввести в эксплуатацию. Неразборная конструкция корпуса не позволяет проводить ремонт батареи. Для продления срока службы за энергоемким прибором нужен правильный уход. Батарея большую часть времени должна быть заряжена на 100%. При слабом электрическом потенциале начинается сульфатация свинцовых пластин, а в некоторых случаях возможна смена полярности у отдельных элементов аккумулятора. Но подобное развитие событий возможно только при эксплуатации в зимнее время. В странах с жарким климатом разрушающую роль для батареи играет высокая степень заряженности. В такой ситуации деформируются плюсовые пластины. Поэтому, для того чтобы аккумулятор нормально функционировал в течение 5-10 лет, необходимо проводить профилактические работы. Во-первых, регулярно проверять уровень заряда батареи. Во-вторых, поддерживать нормальную плотность электролита. В-третьих, чистить клеммы, чтобы избежать самостоятельной разрядки прибора.

Какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой?

Наиболее распространенные и широко известные стартерные батареи в автомобилях работают на принципе электрохимического взаимодействия свинца и его оксида в растворе серной кислоты. Каждый владелец транспортного средства должен знать, что у h3SO4 есть своя плотность или удельный вес. Этот показатель зависит от двух факторов: концентрации раствора и температуры окружающей среды. Поэтому так важно, чтобы автовладельцы регулярно проверяли плотность аккумулятора зимой и летом. Если батарея не держит заряд, то следует измерить физические показатели электролита.

Плотность проверяют при помощи ареометра. Чтобы узнать точную цифру, на которую не влияют климатические условия, замер у аккумулятора производят в теплом помещении, где температура не ниже +25 градусов. Это будет нормативный показатель. В зависимости от погодных условий в полученное число вносят поправки, ориентируясь по специальной таблице. Чтобы узнать плотность электролита в аккумуляторе зимой, надо отталкиваться от нормативного значения для умеренного климата. Оно составляет 1,27 г/см3. В холодных районах, где среднесуточная температура опускается до минус 30 градусов, вышеуказанный показатель надо увеличить на 0,01 г/см3. Для суровых регионов, где градусник показывает 40 градусов ниже нуля, плотность раствора повышают до 1,29 г/см3. Это спасет электролит от замерзания. При эксплуатации автомобиля в субтропических условиях плотность снижают, чтобы аккумулятор не закипел.

Следует учитывать, что на состояние батареи влияют и другие факторы. При заряде всего в 80% от номинальной емкости аккумулятора плотность электролита будет немного меньше, чем при 100%. Поэтому при измерении надо учитывать эту погрешность. Задача водителя — поддерживать определенный показатель плотности раствора, тогда аккумулятор прослужит долго, а автомобиль будет быстро заводиться в холодное время года.

Как проверяют электролит?

Замеры плотности проводят каждые 20 000 километров пробега. Для измерения берут денсиметр — прибор, который состоит из стеклянной трубки с ареометром, резиновой груши и специального наконечника. Для проверки открывают крышку, находящуюся сверху аккумулятора. Затем опускают денсиметр и при помощи груши втягивают небольшое количество электролита. Плавающая шкала ареометра покажет показатель плотности. Что делать дальше, если электролит не соответствует требуемым значениям? Все очень просто. При малой плотности вносят специальный корректирующий раствор, а при большой — разбавляют электролит обычной дистиллированной водой.

Статьи » Оптимальная плотность электролита летом и зимой

В большинстве российских городов климатические условия зимой и летом значительно отличаются: в морозы транспортное средство, особенно автоаккумулятор, испытывает повышенные нагрузки. С этим связано большинство проблем, возникающих в зимние месяцы. Избежать неприятных ситуаций и снизить функциональную нагрузку на прибор поможет правильное обслуживание аппарата и контроль основных параметров. Один из которых — плотность электролита.

Показатели электролита

Густота жидкости напрямую определяет, как долго автомобильная батарея будет держать заряд. В свинцово-кислотных моделях электролитом является раствор серной кислоты. Соотношение воды и серной кислоты летом и зимой должно быть разным:

• при отрицательных температурах воздуха коэффициент не должен опускаться ниже 1.30 г/см³, но не должен превышать 1.35 г/см³ ;
• при комфортной температуре нормативное значение лежит в пределах 1.27-1.29 г/см³.

Цифры могут отличаться в зависимости от марки машины и особенностей модели АКБ. Для современных необслуживаемых гелевых батарей корректировка плотности требуется лишь при наружной температуре ниже 60°С.

Почему в морозы необходимо обеспечить повышенную плотность? Если содержание воды в растворе будет велико, она может замерзнуть. Кроме того, для запуска и стабильного функционирования остальных замерзших частей автомобиля зимой требуется концентрированная смесь для получения большего количества энергии.

В компании «Катод» можно подобрать современный качественный аккумулятор на BMW, аккумулятор для Skoda Fabia, Хендай, Ауди и другие легковые автомобили. Также вы сможете купить грузовой аккумулятор и агрегат для мотоцикла. Возможна доставка, обмен на старую автобатарею и помощь в установке. Если у вас остались вопросы, позвоните сотрудникам магазина.

Статьи

Подробное видео можно посмотреть на нашем канале

Советы профессионалов Аккумдом в СПб

Поговорим о том, как подготовить аккумулятор к зиме.

Давайте сразу тему разделим два типичных варианта.

Первый – это подготовка аккумулятора к зимнему хранению, если автомобиль в холодное время года не эксплуатируется. И второй – подготовка АКБ к активной зимней эксплуатации.

Подготовка к хранению

После того, как автомобиль поставлен в гараж на зимнюю стоянку, отсоединяем клеммы от аккумулятора. Аккумулятор из машины придётся вынуть, поскольку все остальные манипуляции с ним будет делать гораздо удобнее снаружи.

Если батарея обслуживаемая, то нужно проверить уровень электролита и заряд батареи.

Уровень электролита должен быть везде одинаковым и закрывать пластины сверху на 10-15 миллиметров.

Если уровень в разных секциях различается, его нужно выровнять.

Для выравнивания уровня электролита доливается ТОЛЬКО дистиллированная вода! Ни в коем случае не выравнивайте уровень ни электролитом, ни кипячёной водой!

Дистиллированную воду (иначе — дистиллят) можно купить в автомагазине или в аптеке.

Итак, уровень электролита везде доведён до нормы. Теперь нужно выровнять плотности.

Для этого аккумулятор ставится на зарядку.

Соблюдайте инструкцию по зарядке именно вашей батареи!

В конце заряда наблюдается бурное выделение газа – кипение – именно за счет этого электролит перемешивается. Процесс следует продолжать примерно 2 часа. Температура электролита не должна быть выше 45°С. Затем электролиту дают остыть пару часов и производят замер плотности. Если требуется, то корректировку повторяют.

Теперь батарею нужно полностью зарядить согласно инструкции. О проверке заряда аккумулятора мы подробно рассказали в нашем учебном ролике «Менять или заряжать?» Кроме того, на нашем сайте есть статья с тем же названием «Менять или заряжать?».

Обратите внимание, что полный заряд требуется и для обслуживаемых, и для необслуживаемых батарей. По сути, разница между ними только в возможности контроля уровня и плотности электролита.

Напомним, что для хранения электролит должен иметь плотность 1,27 г/см³.

Вот теперь аккумулятор готов к зиме!

Идеальная температура хранения аккумулятора +5°С. Эта температура обеспечивает минимальный саморазряд батареи.

С определенной периодичностью аккумулятор находящийся на хранении нужно полностью заряжать. Как часто это следует делать, зависит от температуры хранения аккумулятора, его возраста и износа, а также технологии изготовления батареи. При более низких температурах хранение потребуется более частых подзарядов. Чрезмерное тепло – более +20°С – тоже нежелательно ввиду большего саморазряда.

При соблюдении этих несложных требований с наступлением весны вам останется ещё раз полностью зарядить батарею и поставить на штатное место обратно в автомобиль.

Подготовка аккумулятора к зимней работе

Подготовка к зимней работе аккумулятора начинается точно с того же, что и подготовка к хранению. То есть с проверки уровня электролита и заряда. Конечно, и в этом случае, как и при подготовке к зимнему хранению, и уровень электролита, и заряд нужно довести до нормы.

Дальше всё будет определяться температурами, которые ожидаются в вашем регионе проживания зимой. Если морозы незначительные, до минус 25°С – 30°С, особенно беспокоиться не о чем. Нужно просто следить за зарядом аккумулятора и не забывать в случае необходимости дозаряжать батарею зарядным устройством.

Еще раз напомним, что подробно о проверке заряда батареи рассказано в нашем учебном ролике «Менять или заряжать?» .

А вот если вы живете в холодном районе, где температура зимой падает ниже минус 30°С, то плотность электролита перед таким холодами стоит скорректировать, а именно – повысить, чтобы при разряде аккумулятора «ослабший» по плотности электролит не замёрз. 

Итак, если температура зимой держится в пределах минус 25°С – минус 35°С, то рекомендуется поднять плотность электролита до значения 1,29 г/см³.

При температурах от минус 35°С до минус 50°С плотность электролита должна быть 1,31 г/см³.

Ну, а при температурах ниже минус 50°С плотность придётся скорректировать до значения 1,33 г/см³.

Обратите внимание, что здесь приведены плотности для ПОЛНОСТЬЮ заряженного аккумулятора!

Рекомендации по корректировке плотности электролита аккумулятора

Сама по себе корректировка плотности достаточно хлопотный процесс, требующий осторожности. Поэтому лучше эту работу поручить профессионалам.

Однако, если такой возможности нет, то вот наши рекомендации.

Для корректировки плотности электролита используется корректирующий раствор плотностью 1,4 г/см³. Купить корректирующий раствор непросто, так что придется потратить время на поиск.

Работать придется с ещё более кислым, а значит и более опасным, раствором, значит все меры предосторожности, изложенные в уже упомянутом ролике «Менять или заряжать?» должны быть соблюдены неукоснительно.

Корректировать плотность нужно небольшими порциями, по 20-30 мл за один раз на банку. Сама корректировка производится так же, как рассказано выше при выравнивании уровня – кипением при заряде.

Имейте ввиду, что весной, когда морозы спадут, придется заниматься обратной корректировкой – выкачивать ареометром часть электролита, доливать дистиллят и также, через кипение при заряде доводить плотность до требуемой.

Как понимаете, процесс корректировки электролита не быстрый, он требует терпения и аккуратности. Какие есть альтернативы? Их немного.

Первая альтернатива

Если не лень и позволяют условия, то можно на ночь просто снимать аккумулятор с машины и заносить его домой, а утром снова возвращать на штатное место. Хлопотно, конечно. А для прекрасной половины человечества ещё и совершенно не гуманно. Правда, плюс в том, что дома аккумулятор может стоять хоть день, хоть неделю, никаких дополнительных действий для этого не потребуется. К тому же появляется лишний повод зарядить батарею зарядным устройством.

Есть и минус — обычно аккумулятор питает систему охраны автомобиля. С другой стороны и угнать машину без него не получится.

Вторая альтернатива

Утеплить аккумулятор. Утеплять можно либо просто запаковывая аккумулятор в специальный тёплый мягкий тканевый короб с крышкой, либо в такой же короб, но с подогревом. В любом случае короба должны быть выполнены из специальных кислотостойких материалов.

Конечно, от хлопот с гаечными ключами и тасканием тяжестей любое утепление избавит. Но следует помнить, что без подогрева утеплитель сможет защищать батарею всего 6-10 часов. А вот утеплитель с подогревом питаем сам подогрев ровно от того же аккумулятора, так что при слишком большом времени простоя есть опасность разрядить аккумулятор именно подогревом.

Какой способ выбрать – каждый решает сам.

К списку статей

Разрядка при высоких и низких температурах — Battery University

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Комментарии (63)

31 октября 2011 г., 13:12

гохр, затем написал:

7 февраля 2012 г., 10:43

Allen Normand написал:

Ищем аккумуляторные батареи для запуска двигателей, которые будут использоваться в районе Дубая, где температура окружающей среды может достигать 52 ° C, а в машинном отделении — 60 ° C. В настоящее время у нас есть батареи 4-8D на двигатель X 6 двигателей (последовательно и параллельно для 24 В постоянного тока), и нам приходится менять его примерно раз в год..
Есть предложения?
Гелевые клетки?
годовое собрание акционеров?
Новые технологии ??

7 августа 2012 г. в 3:29

Mehmet TURKER написал:

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

24 августа 2012 г. в 2:52

Stijn написал:

Какова максимальная температура перед необратимым повреждением клетки липомешка?

30 августа 2012 г., 4:12

Еня писал:

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

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

12 октября 2012 г. в 5:46

Аюш Суганди написал:

17 ноября 2012 г., 16:24

BackBlast написал:

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

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

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

10 февраля 2013 г., 13:54

relyt написал:

Может ли кто-нибудь использовать это как научный проект?

3 марта 2013 г., 14:43

EDGAR PARRADO написал:

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

28 марта 2013 г., 23:10

Виктор написал:

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

4 августа 2013 г., 14:49

Субутай написал:

какой макс.рабочая температура для литий-ионного аккумулятора 18650

50 С? / 80 C или любой?

22 октября 2013 г., 17:51

СЫН написал:

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

Заранее спасибо.

8 января 2014 г., 21:28

шайм написал:

Мне нужно химическое название

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

25 января 2014 г. в 2:12

Сара написала:

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

13 мая 2014 г., 22:50

Мохаммед Назир написал:

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

31 мая 2014 г., 00:23

kunnal kumaar написал:

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

19 августа 2014 г., 3:57

nagaraju написал:

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

18 октября 2014 г. в 11:23

Dan78 написал:

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

Спасибо!

18 ноября 2014 г. в 5:23

якуб написал:

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

.

15 декабря 2014 г., 22:13

Махди написал:

Привет,
Я купил герметичные кислотные батареи с внутренним сопротивлением 0.300 Ом (при 15 градусах Цельсия). Это хорошо сделано?

25 октября 2015 г. в 11:41

Халил написал:

15 ноября 2015 г. в 11:30

Стюарт написал:

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

13S BMS с постоянным разрядом около 68 А

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

Держатель кюветы

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

Для тестирования я бы рекомендовал следующую конфигурацию:

13S6P US18650VTC5

16,8Ач 730,08Втч

или

13S8P US18650VTC5

20,0 Ач 1460,16 Втч

1 июня 2016 г. в 9:30

KRR написал:

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

10 июня 2016 г., 7:34

Nehmo Sergheyev написал:

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

26 июля 2016 г. в 9:42

Джек Макнамара написал:

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

4 августа 2016 г., 22:17

Сандип Сингх Сенгар написал:

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

8 августа 2016 г., 14:13

Allan Feinstein написал:

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

21 декабря 2016 г. в 9:39

ersin erkal написал:

Какую максимальную температуру выдерживают липоаккумуляторы?

22 декабря 2016 г., 21:52

Максвелл Ху написал:

Ersin Erkal, липоаккумуляторы выдерживают температуру 60 градусов Цельсия.

8 января 2017 г., 14:23

Кен написал:

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

13 января 2017 г., 20:41

Ханна написала:

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

16 января 2017 г., 17:00

Nehmo Sergheyev написал:

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

2 февраля 2017 г., 14:42

Кристофер Дундорф написал:

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

2 февраля 2017 г., 14:55

Кристофер Дундорф написал:

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

6 февраля 2017 г., 14:37

Кристофер Дундорф написал:

уходит в отставку, чтобы быть в списке рассылки.

4 марта 2017 г. в 4:33

Джордж Чейни написал:

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

15 мая 2017 г. в 9:39

Jimslim написал:

Эта статья — произведение искусства, дай бог эту статью.

19 июля 2017 г., 13:58

донб написал:

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

19 сентября 2017 г. в 10:30

Старшеклассник написал:

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

20 сентября 2017 г., 00:46

Nehmo Sergheyev написал:

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

19 октября 2017 г. в 8:00

Рики Катто написал:

@ Старшеклассник

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

11 декабря 2017 г. в 4:21

Синди Кара написала:

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

14 января 2018 г., 14:03

vio написал:

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

23 января 2018 г. в 7:08

DTM написал:

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

@@@

Джентльмену выше, который написал:

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

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

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

7 августа 2018 г., 14:43

Адриан написал:

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

14 сентября 2018 г., 12:06

губа написал:

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

5 октября 2018 г. в 2:13

jayamurugan meivel написал:

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

.

2 ноября 2018 г., 14:41

GRAHAM BUNTON написал:

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

29 ноября 2018 г. в 2:11

Michelle A написал:

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

6 декабря 2018 г. в 12:30

Laur Joost написал:

@ ГРАХЭМ БАНТОН:
У меня нет фактов, которые можно было бы сообщить, но по двум соображениям:
1.«Кондиционер и отопление» — вероятный ответ на ваш вопрос о посадочном модуле. Если внутреннее пространство уже нагревается и охлаждается (скорее всего, только нагревается, с отражающей защитой, которая защищает его от перегрева)
2. Нагреватели батарей являются обычным делом для всего, что превышает кубический спутник, отправляющийся в космос. Я предполагаю, что в отношении марсохода батареи были изолированы электрическими нагревательными одеялами внутри (или, возможно, даже встроены в элементы). Освоение космоса не было (и до некоторой степени все еще остается) коммерческим предприятием: если им требовались батареи, которые могли бы нагреваться, они их производили.

14 декабря 2018 г., 12:52

Иероним M написал:

Отличные статьи на этом сайте

29 марта 2019 г., 14:39

Томи написал:

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

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

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

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

Так как же может быть наоборот у батарей? В частности, свинцово-кислотный, поскольку это является моим предметом интереса.

Спасибо

29 марта 2019 г., 14:54

Томи написал:

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

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

28 апреля 2019 г., 5:40

Андрей написал:

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

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

Вы хотите сказать, что они использовали Никады на Луне?

27 мая 2019 г. в 1:56

akula написал:

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

19 июня 2019 г., 6:47

Prabu написал:

Как тепло развивалось и увеличивалось внутри батареи?

21 июня 2019 г., 7:37

Джордж написал:

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

5 сентября 2019 г., 19:45

Криста написала:

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

19 сентября 2019 г., 21:47

Parth Mache написал:

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

3 ноября 2019 г., 5:09

Клаус Харенс написал:

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

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

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

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

(И я надеюсь, что Apple скоро представит возможность поддерживать уровень заряда аккумуляторов ноутбуков на 80%, как сейчас в своих телефонах)

30 июля 2020 г., 01:28

asif янв написал:

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

спасибо

3 ноября 2020 г., 18:21

Стив Букоски написал:

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

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

21 марта 2021 г., 6:18

Джеймс Момпойнт написал:

Отличная статья! Мне жаль, что я не учился в вашем университете.
Спасибо

литиевые батареи выходят из строя в холодную погоду?

Совместное использование — это забота!

Один из наиболее частых вопросов, которые нам задают о литиевых батареях, — работают ли они на морозе? Сегодня мы собираемся ответить на этот вопрос и взглянуть на литиевые батареи и холодную погоду с научной точки зрения.

Что такое литиевые батареи?

Для начала, что такое литиевые батареи?

В литий-ионных батареях используется металлический литий внутри батареи для хранения энергии для дальнейшего использования.В литиевых батареях разного химического состава используются разные «ионы», но все они относятся к этой категории. В этой статье мы конкретно говорим о химическом составе литий-железо-фосфатных батарей .

Но независимо от химического состава эти батареи являются перезаряжаемыми и имеют более высокую энергоемкость по сравнению с другими типами батарей. Литиевые батареи становятся все более популярными из-за их энергоемкости, что позволяет использовать меньшие и более легкие батареи. Эти батареи питают многие вещи, от крошечной электроники до целых городов.

Литиевые аккумуляторы серьезно оторвались от традиционного рынка свинцово-кислотных аккумуляторов, особенно для жилых автофургонов и морских судов. Это связано с множеством преимуществ, которые они предоставляют, включая большую удельную мощность и низкие эксплуатационные расходы, и это лишь некоторые из них.

Некоторые из литиевых батарей, которые мы использовали на протяжении многих лет — модуль Тесла (R) и Battle Born (L)

Батареи и химия

Прежде чем мы погрузимся в вопрос о температурных характеристиках и технические эксперименты, давайте вернемся к некоторые основы батареи.

Оксфордский словарь определяет батарею как «контейнер, состоящий из одной или нескольких ячеек, в которых химическая энергия преобразуется в электричество и используется в качестве источника энергии».

Строго говоря, ВСЕ батареи, которые вы используете, являются «электрохимическими», то есть в них происходит химическая реакция с образованием или накоплением электронов.

Батареи — это все о химии! Это структура фосфата лития и железа

Химические реакции при низких температурах

Если мы думаем о батареях как о содержащих химические вещества и реакции, то давайте сделаем еще один шаг и поговорим о том, как температура влияет на эти реакции.

Температура сильно влияет на химические реакции. С повышением температуры молекулы движутся быстрее и обладают большей кинетической энергией. Когда молекулы сталкиваются, кинетическая энергия молекул может разорвать связи, что приведет к химическим реакциям.

Однако, если молекулы холодные и движутся медленно, химическая реакция не будет происходить так быстро. Минимальная потребность в энергии, которая должна быть удовлетворена для протекания химической реакции, называется энергией активации. Больше молекул обладают этой энергией при более высоких температурах.

Ага, в этой установке литиевые батареи!

Влияние температуры на батареи

Так как химические реакции замедляются в холодную погоду, все типы батарей будут испытывать снижение производительности в холодную погоду.

Обратное можно сказать о высоких температурах. Химические реакции увеличатся, и аккумулятор может работать с перебоями. Из-за этого высокие температуры в течение длительного времени могут фактически сократить срок службы батареи, поскольку химические реакции протекают быстрее.

Но есть разные химические составы батарей (литий-ионные vs.свинцово-кислотные, например) подвержены разным температурным воздействиям?

У нас все есть, вынесите телефон на мороз, и он очень быстро сломается. Спасибо за химию и плохое управление батареей.

Миф о холодной погоде о литии?

Мы много раз слышали, как люди говорят «литиевые батареи не работают на морозе» без какой-либо научной поддержки.

Откуда появился этот миф? Что ж, литиевые батареи страдают от явления металлического литиевого покрытия на аноде, если они заряжаются с высокой скоростью при низких температурах.Это может вызвать внутреннее короткое замыкание аккумулятора и сбой. При использовании литиевых батарей необходимо учитывать это ограничение.

Это не означает, что аккумулятор не работает, просто он не может заряжаться.

Большинство имеющихся в продаже литиевых аккумуляторных батарей имеют встроенную защиту, предотвращающую зарядку при температуре ниже установленной . Возможно, отсюда и исходит это заявление. К счастью, небольшой нагрев легко решает эту проблему.

Сравнение лития и свинца на холоде

По правде говоря, литий-ионные аккумуляторы отлично работают на холоде. Но как их характеристики в холодную погоду сравнивать с их свинцово-кислотными соперниками?

Battle Born Batteries, производители литий-фосфатных батарей (LiFePO4) , провели тест в условиях холодной погоды в лабораторных условиях, чтобы найти ответ.

The Experiment

Они протестировали свои аккумуляторы в сравнении с ведущим производителем свинцово-кислотных аккумуляторов, чтобы сравнить их характеристики в холодных условиях.Испытание включало установку блока из 2 литий-ионных батарей Battle Born по 100 Ач на 12 В и 2 свинцово-кислотных аккумуляторов AGM по 100 Ач на 12 В.

Батареи были помещены в морозильную камеру и провели серию тестов, позволяющих разрядить батареи со скоростью 30, 50 и 80 ампер. Они повторили этот тест в четырех различных диапазонах температур:

• 67-72 ° F
• 33-37 ° F
• 26-30 ° F
• 13-18 ° F

Группа разрядила батареи до минимума. отключение напряжения, рекомендованное соответствующим производителем.

Вот кадр из установки батарей в морозилке! Источник: BattleBornBatteries.com

Команда выбрала скорость разряда для эксперимента, чтобы лучше отразить, как закон Пейкерта повлияет на производительность при падении температуры.

Закон Пойкерта

Закон Пойкерта выражает изменение емкости перезаряжаемых свинцово-кислотных аккумуляторов при разной скорости разряда. По сути, это говорит о том, что чем быстрее вы разряжаете аккумулятор, тем меньше энергии вы получаете из-за внутреннего сопротивления и химических потерь.Литий-ионные аккумуляторы значительно превосходят свои свинцово-кислотные аналоги в этой области, когда требуется высокая скорость разряда.

Хотя это и не совсем незаметно, литиевые батареи лучше передают вложенную в них энергию при использовании больших нагрузок при любой температуре . Результаты показывают это ниже:

Результаты

После выполнения 3 тестов для каждого температурного диапазона, емкость батарей была задокументирована до того, как защита от низкого напряжения отключила батарею.Графики выше — это результаты первого набора тестов. Последующие тесты дали аналогичные результаты.

Как показывают данные, литий-ионные аккумуляторы отлично работают на морозе по сравнению со свинцово-кислотными. В их эксперименте эффект Пукерта был четко виден, поскольку допустимая мощность разряда была значительно ниже при разряде 80 А по сравнению с разрядом 30 А на свинцово-кислотных аккумуляторах. На литиевые батареи это оказало гораздо меньшее влияние даже при комнатной температуре.

По мере снижения температуры этот эффект становился более заметным.При температуре ниже точки замерзания свинцово-кислотная батарея могла выдавать только 8,1% своей номинальной емкости, в то время как литиевая батарея все еще производила 80% своей емкости.

Если вы хотите лично увидеть эксперимент, загляните в блог Battle Born или загрузите статью ниже.

Мои мысли об этом эксперименте

Их эксперимент был хорошо проведен с использованием хорошего каротажного оборудования, и я уверен, что их числа точны. Тест показывает, что литий исключительно хорошо справляется со своей задачей по разрядке накопленной энергии в холодную погоду.

Одним из наиболее интересных открытий является то, насколько плохо свинцово-кислотная кислота образуется даже при комнатной температуре. Это произошло из-за эффекта Пойкерта, поскольку при оценке свинцово-кислотных аккумуляторов обычно используется очень маленький расход в течение 20 часов, что не является тем, как большинство людей используют батареи.

Однако они продемонстрировали один недостаток лития, когда они больше не могли заряжаться, когда батареи были в подростковом возрасте.

У меня есть только 2 критических отзыва об эксперименте:

# 1 — Измерение энергии, а не мощности

Эксперимент измеряет количество ампер-часов от батареи, что является мерой мощности.Мощность и Энергия — это не одно и то же. Мощность измеряет скорость перемещения энергии, а энергия — это способность вызывать изменения или выполнять работу. Числа энергии были бы тесно связаны и, скорее всего, узнали бы еще больше в пользу литиевых батарей. Поскольку напряжение не так сильно проседает, он, скорее всего, произвел бы еще больше энергии.

# 2 — Учитывать время восстановления свинцово-кислотных

Свинцово-кислотные батареи в целом работают хуже, чем литиевые, но они могут работать немного лучше в реальном мире, чем предполагалось в эксперименте, из-за эффекта восстановления.Известно, что напряжение в свинцово-кислотных аккумуляторах значительно восстанавливается после сильного разряда, поскольку химическая реакция проникает глубже в аккумулятор.

Я считаю, что если бы разрядка включалась и выключалась в течение более длительного периода времени, они работали бы немного лучше и, возможно, более точно представляли бы реальный сценарий. Однако, если бы нагрузка была приложена непрерывно, ситуация, изложенная в эксперименте, была бы точной.

А как насчет зарядки лития на морозе?

Итак, что нам делать, если аккумуляторы не заряжаются на морозе? Это довольно просто, не заряжайте их на морозе!

Вы можете использовать свой мобильный телефон при температуре ниже нуля, но принесите его внутрь для зарядки.То же самое и с литиевыми батареями: их необходимо согреть перед зарядкой, если они расположены в местах значительно ниже нуля.

Защита от зарядки в холодную погоду

Этого можно добиться с помощью электрического нагрева элементов. Для литиевых батарей требуется BMS (система управления батареями), которая представляет собой набор электроники, которая уравновешивает и защищает батарею. Эта же BMS может легко запустить схему подогрева, чтобы использовать энергию заряда, чтобы сначала нагреть батарею перед началом зарядки.

Аккумуляторы будущего скоро предложат это для холодной погоды, и многие пользовательские сборки уже добавили это.Я лично добавил эту защиту в аккумуляторный блок, который я построил из автомобильного аккумулятора Tesla Model S, о котором вы можете прочитать здесь.

Электромобили уже делают это, и вот как они работают в холодную погоду. Мы управляем Chevy Volt, и у него есть контур с жидкостным охлаждением и подогревом, чтобы поддерживать батарею в оптимальных рабочих пределах. Теслас и многие другие автомобили делают то же самое.

Battle Born Batteries продает даже нагретую пленку, которую можно использовать с любой литиевой батареей, когда это необходимо, перед зарядкой.

Temps в подростковом возрасте? Слегка прогрейте аккумуляторы, чтобы зарядился!

Наши персональные литиевые батареи Опыт работы в холодную погоду

Мы живем автономно, используя литиевые батареи в качестве основного носителя информации в течение 4 лет, и неоднократно сталкивались с отрицательными температурами. Мы следим за тем, чтобы аккумуляторы всегда находились в закрытых отсеках, даже если отсеки не отапливались.

Некоторые из наших кемпингов в холодную погоду были во время экспедиции Go North на Аляску и Арктику.

Один из пакетов, который я построил, включал электрическую защиту и использовал грелку, которая срабатывала, чтобы нагреть рюкзак. В грелке использовалась собственная энергия блока или солнечная энергия. Если аккумулятор станет слишком холодным, датчики температуры отключат его, чтобы защитить его от зарядки. Это был нагреватель мощностью всего 40 Вт, но этого было более чем достаточно, чтобы согреть небольшое пространство, чтобы батарея оставалась в пределах рабочих характеристик.

Для экспедиции Go North мы установили аккумуляторы в неотапливаемом отсеке.Отвод тепла из соседнего отапливаемого помещения поддерживал температуру выше 40 градусов, даже если температура на улице была подростковой.

Обе системы работали хорошо. Как и в эксперименте, мы почти не заметили снижения емкости батарей в теплый день.

Лучшая батарея для дома в холодную погоду

В заключение, литиевые батареи отлично работают в холодную погоду! Намного лучше, чем их свинцово-кислотные предшественники.

На основании эксперимента Battle Born Batteries, базового химического анализа и нашего личного опыта мы можем с уверенностью сказать, что литиевые батареи являются лучшими батареями для жилых автофургонов с точки зрения работы в холодную погоду по сравнению с их свинцово-кислотными аналогами.

В настоящее время мы используем батареи Battleborn и даже пишем этот пост в блоге с их энергией!

Если вы используете литиевые батареи на морозе, их необходимо нагреть перед зарядкой. Добавление нагревательного контура легко преодолевает этот недостаток, и преимущества использования литиевых батарей на холоде значительны по сравнению с этими дополнительными усилиями.

Новая литий-ионная батарея с подогревом

Анонсирован 12 ноября 2020 г .: Battle Born Batteries выпустила батарею, которая делает любые ограничения в холодную погоду несущественными.Представляем новую литиевую батарею с подогревом BB10012H с технологией внутреннего нагрева, которая автоматически поддерживает температуру батареи в холодных условиях.

Щелкните здесь, чтобы увидеть новые комплекты батарей Battle Born Batteries с подогревом.

Попрощайтесь с опасениями по поводу батареи!

Это был очень холодный вечер в кемпинге, но мы использовали одеяло с подогревом, работающее от наших литиевых батарей, чтобы спать под северным светом, чтобы оставаться жарким и теплым!

Мы стараемся следить за тем, что происходит с накопителями энергии для мобильных приложений.Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать самые свежие статьи.

Станьте Mortons on the Move Insider:

Присоединяйтесь к более чем 7000 RVers и энтузиастам путешествий, которые первыми узнают наши последние новости о RV Travel, RV Gear, RV Solar & Electrical Mods, и многом другом! Каждое воскресенье вы также будете получать новый комикс RV прямо на свой почтовый ящик!

Подробнее от Mortons:

Какой аккумулятор лучше всего подходит для холодной погоды?

Зимы в Северной Дакоте могут быть очень холодными.Каждую зиму на нашем заводе в Гранд-Форкс, Северная Дакота, мы наблюдаем температуру от -40F до -20F. Это достаточно холодно, чтобы вы могли подбросить чашку кофе в воздух, и он замерзнет, ​​прежде чем упасть на землю. Здесь, на великих равнинах, холодная погода неумолима — сильный ветер, глубокий снег, долгие ночи. Dakota Lithium родилась из этого сурового ландшафта. Мы хотели создать аккумулятор, который надолго выдержит суровые условия и низкие температуры. Вот что мы узнали:

Литий-железо-фосфатные батареи — лучший выбор для холодной погоды

Если вы питаете эхолот, троллинговый двигатель, жилые автофургоны, лодки, тележку для гольфа и электромобиль или обеспечиваете накопитель солнечной энергии, железо-фосфатные батареи Dakota Lithium обеспечивают превосходные характеристики по сравнению со свинцово-кислотными батареями, особенно в холодную погоду:

1. Литиевые батареи Dakota имеют более длительный срок службы — обычно в 4–5 раз дольше, чем батареи SLA, в зависимости от области применения.
2. Они на 60% легче.
Литиевые батареи
3. Dakota имеют удвоенную номинальную емкость при нормальных температурах и до трех раз больше емкости SLA при разряде ниже нуля. Это связано с тем, что кривая напряжения у литиевой батареи Dakota плоская — вы получаете всю мощность до последней капли. Кроме того, напряжение и емкость не сильно падают при температурах ниже точки замерзания. Это означает, что сменный литиевый аккумулятор Dakota емкостью 10 Ач будет иметь вдвое больше полезной мощности, чем свинцово-кислотный аккумулятор на 10 Ач при нормальных температурах, и до трех раз больше емкости свинцово-кислотного аккумулятора в очень холодную погоду.
4. Кроме того, они не требуют обслуживания и могут быть установлены в любом направлении (даже вверх ногами).
Литиевые батареи
5. Dakota также заряжаются быстрее и не требуют полной зарядки перед хранением или использованием.

Литий-железо-фосфатные батареи Dakota можно безопасно разряжать в широком диапазоне температур, обычно от –40 ° C до 60 ° C. Это делает их хорошим выбором для использования в любых погодных условиях и в любое время года. Но зимой они сияют.В отличие от других литиевых батарей, Dakota Lithium отлично подходит для работы в холодную погоду с минимальными потерями емкости и производительности. Например, прошлой зимой вы, возможно, слышали истории об автомобилях Tesla, которые плохо справляются с холодом, или о других электромобилях, у которых сокращается срок службы батареи. Литий-железо-фосфат Dakota — это другой химический состав лития, который более стабилен и однозначно может удерживать заряд и разряд при гораздо более низких температурах.

Кроме того, литий-железо-фосфатные батареи лучше работают при более низких температурах, чем свинцово-кислотные батареи (SLA).Например, при 0 ° C (точка замерзания) емкость свинцово-кислотной батареи снижается до 50%, в то время как литий-железо-фосфатная батарея теряет только 10% при той же температуре.

Литиевые батареи Dakota: за полярным кругом

Этим летом Инженерный корпус армии США установил литиевые батареи Dakota в сенсорном оборудовании по всей Северной Аляске. Причина почему? Они служат так долго и продолжают работать даже в холодные арктические зимы, что делает DL идеальным выбором для использования в суровых и удаленных условиях.

« Мы очень гордимся тем, что работаем с Инженерным корпусом армии США над этим полевым исследованием в суровых условиях окружающей среды. По сути, они выбрали нас для замены свинцово-кислотных установок в этой ситуации из-за легендарного сочетания цены, качества и услуг, предлагаемого командой Dakota Lithium. Мало того, что блоки Dakota очень хорошо работают в холодных и экстремальных условиях, наши сотрудники по исследованиям и разработкам могут преодолеть разрыв от батареи до полевого оборудования и исследовательских проектов, а также поделиться ключевыми идеями о том, как батарею можно оптимизировать в качестве детали. клиентского более широкого дизайна .»- Майкл Шоп, технический директор, Dakota Lithium

Литиевые батареи Dakota, развернутые на Аляске Инженерным корпусом армии США.

Почему автомобильные аккумуляторы плохо работают в холодную погоду

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

Начало работы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сравнение процессов на автомобилях

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

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

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

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

Температурно-зависимые свойства батареи

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

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

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

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

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

Физические свойства электролита и электродов

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

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

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

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

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

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

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

Кинетика электродов

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

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

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

Управление температурой

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

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

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

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

Заключительные мысли

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

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

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

(PDF) Защитные покрытия на частицах кремния и их влияние на плотность энергии и удельную энергию в элементах литий-ионных батарей: модельное исследование

Плотность покрытия

от 2.1 г см

−3

до 3,95 г см

−3

для покрытия 40 нм

изменение SE на 6% наблюдается при 40 Si%

wt

в аноде

Поддерживающая info 3 служит инструментом для проектирования покрытий. Зная толщину

и тип покрытия, можно оценить ED и SE

элементарной ячейки. Модель, таким образом, также может быть расширена на альтернативные покрытия

и активные материалы.

Представленные рекомендации основаны только на значениях ED и SE, полученных из чисто геометрических соображений.Эти значения должны составлять

и рассматриваться как верхний предел, потому что другие свойства, такие как сопротивление покрытия, начальная необратимая способность, механическая стабильность покрытия

, могут изменяться в зависимости от типа и толщины покрытия. Упомянутые аспекты только

выходят за рамки предсказания отдельных теоретических моделей и могут быть проверены только с помощью экспериментальной работы.

Таблица 2.

Заявление об авторстве CRediT

Simone Casino: концептуализация, методология, формальный анализ,

Написание — первоначальный проект.Филип Ниехо ff: Написание — просмотр и редактирование,

Надзор. Маркус Бёрнер: .Martin Winter: Написание — обзор и редактирование

.

Заявление о конкурирующих интересах

Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых

интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, описанную в этой статье.

Выражение признательности

Авторы выражают признательность Bundesministerium für

Wirtschaft und Energie за финансирование проекта

«NanoBat – Nanostrukturierte Batteriematerialien» (номер гранта:

030002 03ET6104A, дополнительные материалы

A)

можно найти в онлайн-версии

по адресу doi: 10.1016 / j.est.2020.101376.

Ссылки

[1] J.O. Безенхард (ред.), Справочник по материалам батарей, Wiley-VCH: Weinheim, New

York, 2010.

[2] Р. Шмух, Р. Вагнер, Г. Хёрпель, Т. Плаке, М. Винтер, Performance и стоимость

материалов для литиевых аккумуляторных автомобильных аккумуляторов, нац. Энергетика 3

(2018) 267–278.

[3] X. Zuo, J. Zhu, P. Müller-Buschbaum, Y.-J. Ченг, Кремниевый литий-ионный аккумулятор

анода: хроника перспективный обзор, Nano Energy 31 (2017) 113–143.

[4] X. Su, Q. Wu, J. Li, X. Xiao, A. Lott, W. Lu, B.W. Шелдон, Дж. Ву, Кремниевые наноматериалы

для литий-ионных батарей: обзор, Adv. Energy Mater. 4 (2014)

1300882.

[5] М.Н. Обровац, В. Chevrier, Отрицательные электроды из сплава для литий-ионных батарей, Chem.

Ред. 114 (2014) 11444–11502.

[6] М. Винтер, Дж. О. Безенхард, М.Е. Спар, П. Новак, Материалы вставных электродов для литиевых аккумуляторных батарей

, Adv.Матер. 10 (1998) 725–763.

[7] М. Ко, С. Чае, Дж. Чо, Проблемы адаптации объема кремниевых анодов

для литий-ионных аккумуляторов, Chem. Электро. Chem. 2 (2015) 1645–1651.

[8] М. Винтер, Дж. Безенхард, Дж. Х. Альберинг, Дж. Ян, М. Вахтлер, Литиевые аккумулирующие сплавы

в качестве анодных материалов для литий-ионных батарей, Прог. Batt. Batt. Матер. 17 (1998)

208–213.

[9] W.-R. Лю, Ю.-К. Йен, Х.-К. Ву, М. Винтер, Н.-Л. Ву, Нанопористый композитный анод SiO / углерод

для литий-ионных батарей, Дж.Прил. Электрохим. 39 (2009)

1643–1649.

[10] Н. Димов, К. Фукуда, Т. Умено, С. Кугино, М. Йошио, Характеристика кремния, покрытого углеродом-

, J. Power Sources 114 (2003) 88–95.

[11] Н. Димов, С. Кугино, М. Йошио, Кремний с углеродным покрытием в качестве анодного материала для литиевых

ионных батарей: преимущества и ограничения, Electrochimica Acta 48 (2003)

1579–1587.

[12] Y. He, X. Yu, Y. Wang, H. Li, X. Huang, Аморфный Si-

с покрытием из оксида алюминия в качестве анода для литий-ионной батареи с высокой кулоновской эффективностью, Adv .

Матер. (Дирфилд-Бич, Флорида) 23 (2011) 4938–4941.

[13] З. Лу, Н. Лю, Х.-В. Ли, Дж. Чжао, В. Ли, Й. Ли, Й. Цуй, Незаполняющее углеродное покрытие из

частиц пористого кремния размером

микрометра для анодов высокопроизводительной литиевой батареи

, ACS Nano 9 (2015) 2540–2547.

[14] А. Рейес Хименес, Р. Клёпш, Р. Вагнер, U.C. Родехорст, М. Колек, Р. Нелле,

М. Винтер, Т. Плаке, Шаг к высокоэнергетическим кремниевым тонкопленочным ионно-литиевым батареям

, ACS Nano 11 (2017) 4731–4744.

[15] Я. Хамеди Джуйбари, Ф. Беркемайер, Повышение эффективности кремния с помощью покрытия LiPON

: перспективный анод для литий-ионных батарей, Electrochimica Acta 217

(2016) 171–180.

[16] А. Рейес Хименес, Р. Нелле, Р. Вагнер, Й. Хюскер, М. Колек, Р. Шмух, М. Винтер,

Т. Плаке, Шаг к пониманию положительного влияния LIPON- на основе

искусственного SEI на кремниевых тонкопленочных анодах в литий-ионных батареях, Nanoscale 10

(2018) 2128–2137.

[17] Ю. Гогоци, П. Саймон, Материаловедение. Истинные показатели производительности в электро-

химических накопителях энергии, Science (Нью-Йорк, Нью-Йорк) 334 (2011) 917–918.

[18] T. Placke, R. Kloepsch, S. Dühnen, M. Winter, Литий-ионный, металлический литий и др.

Технологии альтернативных перезаряжаемых батарей

: одиссея высокой плотности энергии, J.

Solid State Электрохим. 21 (2017) 1939–1964.

[19] M. Otero, C. Heim, E.P.M. Лейва, Н. Вагнер, А.Фридрих, Соображения по конструкции

в отношении композитных электродов кремний / графит и олово / графит для литий-ионных аккумуляторов

, Sci. Отчет 8 (2018) 15851.

[20] С.А. Фрейнбергер, Истинные показатели производительности в батареях без интеркаляции, Нат.

Energy 2 (2017) 19.

[21] Р. Дэш, С. Паннала, Теоретические пределы плотности энергии в кремний-углеродных батареях

на основе композитных анодных литий-ионных аккумуляторов, Sci. Отчет 6 (2016) 27449.

[22] H.Цзя, Дж. Чжэн, Дж. Сонг, Л. Луо, Р. И, Л. Эстевес, В. Чжао, Р. Патель, Х. Ли, Дж. —

Г. Чжан, Новый подход к синтезу микрометрических размер пористого кремния в качестве анода с высокими характеристиками

для литий-ионных аккумуляторов, Nano Energy 50 (2018) 589–597.

[23] Н. Лю, З. Лу, Дж. Чжао, M.T. Макдауэлл, Х.-В. Lee, W. Zhao, Y. Cui, A pomegranate-

вдохновил наноразмерный дизайн анодов литиевых батарей с большим объемом замены, Nat.

Nanotechnol. 9 (2014) 187–192.

[24] H.T. Нгуен, М.Р. Замфир, Л.Д. Duong, Y.H. Ли, П. Бондавалли, Д. Прибат, Alumina-

Матрицы нанопроволок на основе кремния с покрытием

для высококачественных анодов литий-ионных аккумуляторов, J.

Mater. Chem. 22 (2012) 24618.

[25] J. Li, X. Xiao, Y.-T. Ченг, М.В. Вербрюгге, Атомно-слоистое покрытие, обеспечивающее сверхбыструю поверхностную кинетику ul-

на кремниевых электродах в литий-ионных батареях, J. Phys. Chem.

Lett. 4 (2013) 3387–3391.

[26] Р. Хуанг, X.Fan, W. Shen, J. Zhu, Пленки с углеродным покрытием из кремниевых нанопроволок для анодов

высокоэффективных литий-ионных батарей, Appl. Phys. Lett. 95 (2009) 133119.

[27] Winter M., Moeller K.C., Besenhard J.O .. Углеродистые и графитовые аноды: основные

Таблица 2

Спецификация электродов, используемых в элементарной ячейке.

Параметр катодного анода

Состав: активный материал / связующее / CA (%

вес

) 96/2/2 См. Таблицу 1

Удельная емкость (мАч г

-1

) 200 Графит = 372; Si = 3,579; a-C = 0, 200, 300

Емкость по площади (мАч см

−2

) 6.35 1,25 × Площадь катода

Толщина (мкм) 100 Скорректирована для соответствия площади

Начальная пористость P (%) 30 ΔV + P

A

L

Таблица 3

Значения плотности, используемые в расчет компонентов элементарной ячейки.

Компонент ячейки Плотность (г · см

−3

)

Анод Si 2.30; Графит 2,24; Связующее (CMC) 1,60; Углерод

присадка 1,80

Катод NCA 4,85; Связующее (ПВДФ) 1.77; Углеродная добавка 1,80

Электролит 1,20

Сепаратор 0,46

Анодный токоприемник 8.9

Катодный токоприемник 2,7

Покрытие a-C 2.1; LiPON; 2.54, Al

2

O

3

3.95

S. Casino, et al. Журнал по хранению энергии 29 (2020) 101376

7

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Симпозиум

по химии литиевых батарей | AABC Europe

Cambridge EnerTech’s

Достижения в области литий-ионных и других продуктов

13–14 января 2020 г.

Для увеличения доли рынка новые аккумуляторные батареи для электромобилей должны повышать свои характеристики за счет улучшенного химического состава, оставаясь при этом конкурентоспособными по стоимости с обычными автомобилями с двигателями внутреннего сгорания.Создавая безопасные и надежные длинные аккумуляторных батарей за счет улучшенного химического состава, можно достичь целей по электрификации автомобилей.

Симпозиум по химии литиевых аккумуляторов объединит автомобильные OEM-компании, их цепочки поставок и академических исследователей, чтобы обсудить технологические достижения и коммерческую жизнеспособность. Презентации будут посвящены достижениям в области химии литий-ионных аккумуляторов высоких энергий. а также другие химические вещества, включая литий-металлические системы, кремниевые аноды, катоды NMC и твердотельные технологии.

Заключительная повестка дня

Понедельник, 13 января

8:00 Регистрация на симпозиум и утренний кофе

Terrassen — Saal B

9:30 Вступительное слово председателя

Мартин Винтер, доктор философии, председатель, Прикладное материаловедение для преобразования энергии и Хранение, батарея MEET, исследовательский центр, Институт физической химии, Университет Мюнстера

9:35 Расширение рынка катодов: проблемы и возможности

Пол Спурк, доктор философии, менеджер по прикладным технологиям, Umicore

Проникновение электромобилей где-то между 1 и 2 % перевернул катодный ландшафт с ног на голову.Как подготовиться к 100 $ / кВтч, когда будет достигнут паритет цен с ICE и начнется реальный рост? Снижение стоимости, увеличение плотности энергии, улучшение продукта чистота, обеспечение доступности сырья и инвестиций в добычу полезных ископаемых, гарантируя при этом этические и экологические стандарты, и все это при более низком уровне выбросов CO2: много шаров, которые нужно держать в воздухе одновременно.

9:55 Последние достижения в разработке NCM с избыточным содержанием лития

Хартманн Лейбе, доктор философии, старший вице-президент по материалам и неорганическим материалам для аккумуляторов, BASF SE

Нелитированные и богатые марганцем NCM представляют собой многообещающий класс катодных активных материалов для литий-ионных аккумуляторов.Таким образом, в последние годы они стали предметом интенсивных исследований и разработок. В документе будут обсуждаться последние достижения BASF в области автомобильных приложений.

10:15 eLNO®: высокоэнергетические катодные материалы с низким содержанием кобальта нового поколения для большей стабильности и безопасности

Ева-Мария Хаммер, кандидат наук, менеджер по инновационным продуктам, материалы для аккумуляторов, Johnson Matthey

Посредством разработки материалов и технологий JM вывела на рынок ведущее в мире предложение с высоким содержанием никеля и низким содержанием кобальта: eLNO.Модель быстрой настройки JM продолжает повышать энергоэффективность, стабильность и безопасность этих материалов даже выше, при дальнейшем снижении содержания кобальта. В этом выступлении мы стремимся продемонстрировать конкурентное преимущество eLNO и дать представление о сильных сторонах JM в разработке и адаптации характеристик материалов для быстро развивающейся автомобильной промышленности.

10:35 Сетевой кофе-брейк

11:05 Кремний в коммерческих и почти коммерческих литий-ионных батареях: современное состояние и перспективы повышения концентрации кремния благодаря добавкам к электролиту

Эгберт Фиггемайер, доктор философии, профессор, Институт Гельмгольца, Мюнстер , Forschungszentrum Jülich

Кремний играет важную роль в повышении емкости литий-ионных аккумуляторов, о чем свидетельствует тот факт, что коммерческие элементы 18650 уже содержат электроды, изготовленные из смеси кремния и графита.В презентации будет представлен обзор современное состояние кремния в коммерческих элементах. Кроме того, будут представлены результаты экспериментальных ячеек с высокими загрузками кремния и инновационных добавок к электролиту.

11:25 На пути к анодным материалам на основе кремния — сверх стабильности цикла

Стефан Хауфе, доктор философии, директор по прикладным технологиям LIB, Consortium für elektrochemische Industrie, Wacker Chemie AG

Проблемы, связанные с огромным изменением объемов кремния во время лития все еще затрудняет его использование в качестве основного анодного материала в литий-ионных аккумуляторах.Материальные концепции, направленные как на смягчение воздействия на электрод, так и на уровень материалов, являются под следствием. Помимо стабильности цикла и других электрохимических свойств, в центре внимания этих разработок — применимость в существующем производственном оборудовании и экономическая привлекательность.

11:45 Выбор сепаратора ионно-литиевых батарей для электромобилей: краткое обсуждение преимуществ сепараторов с основным и различным покрытием

Кельвин Ву, MBA, директор по зарубежному бизнесу, SEMCORP

Для достижения высоких стандартов безопасности при высокой плотности энергии химия, SEMCORP разработала передовые технологии функционального покрытия для LIB, такие как керамические, PVDF, AFL и арамидные покрытия, чтобы позволить инженерам разрабатывать более безопасные батареи с длительным циклом представление.В этой презентации обсуждается выбор сепаратора основания и покрытия для аккумуляторных батарей электромобиля.

12:05 Вопросы и ответы

12:30 Сетевой обед

13:55 Замечания председателя

Клаус Брандт, доктор философии, консультант, консультации по литиевым батареям

14:00 Индивидуальные решения электролитов для современных литий-ионных аккумуляторов

Ральф Вагнер, доктор философии, генеральный директор, E-Lyte Innovations GmbH

В последние годы литий-ионные батареи завоевали множество новых применений, таких как автомобилестроение, медицина или авиация.Каждое приложение предъявляет разные требования к батарее. Из-за использования различных материалов не все требования могут быть выполнены одна установка батареи. Следовательно, требуется регулировка батареи для обеспечения максимальной эффективности каждого приложения. В этом отношении разработка индивидуальных электролитов является ключевой стратегией успеха.

14:20 Решение проблем, связанных с литий-ионными полными элементами на основе кремния путем разработки эффективных добавок к электролиту с синергетическим воздействием

Тобиас Плакке, доктор философии, руководитель отдела материалов, Университет Мюнстера, MEET Battery Research Центр Основной проблемой для практического применения отрицательных электродов на основе кремния в полных литиево-ионных элементах является постоянное истощение электролита и потеря активного лития.В этом докладе мы представляем новые подходы к проектированию электролита. добавки с синергетическими функциональными группами, приводящие к образованию эффективной межфазной фазы твердого электролита (SEI). Кроме того, мы дадим новое понимание систематической электрохимической характеристики добавок к электролиту в коммерческих условиях. соответствующие условия.

14:40 Покрытия и материалы, обеспечивающие производительность, технологичность и безопасность аккумуляторов электромобилей

Калум Манро, старший научный сотрудник, PPG

Рост электромобилей требует уникальных решений для литий-ионных аккумуляторов и электрифицированных трансмиссий, включая полностью заряженные аккумуляторные батареи электромобили, которые обеспечивают повышенную производительность и дальность действия для более широкого признания потребителей.Чтобы сделать это возможным, Батареи электромобилей разрабатываются с повышенной плотностью энергии и более высоким напряжением. Кроме того, масштабирование обеспечивает высокопроизводительные автоматизированные решения по нанесению покрытий и материалов для повышения производительности и затрат. Вместе эти факторы увеличиваются спрос на легкие, экологически чистые и безопасные для производства функциональные решения для герметизации аккумуляторных блоков, управления температурным режимом и обеспечения безопасности. PPG предлагает уникальный набор решений для этих новых требований к конструкции аккумуляторов электромобилей и производство.

15:00 Вопросы и ответы

15:15 Перерыв на перерыв

15:50 Замечания председателя

Клаус Брандт, доктор философии, консультант, консультирование по вопросам литиевых батарей

15:55 Задержка теплового разряда литий-ионных аккумуляторов

, Сурья Моганти PhD, CTO, NOHMs Technologies

Термический разгон (TR) в литий-ионных аккумуляторах относится к неконтролируемым экзотермическим реакциям, запускаемым повышенными температурами. По мере того, как температура батареи повышается, экзотермические реакции еще больше нагревают элемент, создавая цикл положительной обратной связи.Несмотря на недавние достижения в области мониторинга безопасности в системах управления батареями (BMS), предотвращение теплового разгона остается проблемой. В докладе будет рассказано о задержке / уменьшении TR в литий-ионных батареях большого формата с использованием усовершенствованных NOHM. электролиты.

16:15 Литий-металлические батареи с жидкими электролитами: история и перспективы

Клаус Брандт, доктор философии, консультант, консультант по литиевым батареям

История аккумуляторных батарей с литиево-металлическими анодами насчитывает более 40 лет.Однако литий-ионные элементы с угольными анодами вытеснили их из-за лучшего срока службы и безопасности. Однако, когда литий-ионный аккумулятор достигает своих пределов, что касается плотности энергии, а с развитием новых электролитов литий-металлический анод становится потенциальной следующей технологией. Что можно извлечь из прошлых усилий и что изменилось на этот раз, чтобы добиться коммерческого успеха?

16:35 Улучшения неупорядоченных катодных материалов из каменной соли с избытком Li

Dee Стрэнд, доктор философии, руководитель службы безопасности, Wildcat Discovery Technologies

Катодные материалы с более высокой плотностью энергии, чем слоистые оксидные материалы, необходимы для будущих требований электрификации транспортных средств.Неупорядоченные структуры каменной соли с избытком Li, такие как Li3NbO4, продемонстрировали способность достигать большей емкости. обратимая емкость более 300 мАч / г при повышенных температурах. Считается, что высокая емкость обусловлена ​​обратимой окислительно-восстановительной химией оксидных анионов. Этот новый класс высокоэнергетических катодных материалов дает возможность ступенчатого изменения увеличение плотности энергии на уровне клеток. Тем не менее, улучшения материального поведения по-прежнему необходимы.

16:55 Вопросы и ответы

17:10 Торжественное открытие Приветственный прием с просмотром плаката

18:15 Учебное пособие по ужину Регистрация *

18:30 Учебное пособие по ужину 4-7

20:30 Закрытие дня

Вторник, 14 января

7:30 Регистрация на симпозиум и утренний кофе

Terrassen — Saal B

8:30 Вступительное слово председателя

Мартин Винтер, доктор философии, председатель прикладного материаловедения для преобразования и хранения энергии, батарея MEET, Исследовательский центр, Институт физической химии, Университет Muenster

8:35 Твердотельные батареи и литий-металлический анод — перспектива

Юрген Янек, доктор философии, профессор, Justus-Liebig, Universitat Giessen & Festbatt

9:15 Платформа с технологией полимерного матричного электролита (PME®) для Твердотельные литий-ионные батареи

Анаба Анани, доктор философии, главный научный сотрудник по батареям, BrightVolt

В этой презентации будет представлен технический обзор запатентованного электролита с полимерной матрицей (PME®) te технология, разработанная BrightVolt для твердотельных литий-ионных аккумуляторов.Он будет охватывать некоторые ключевые показатели производительности (тестовые данные), собранные из проведение общих испытаний, широко используемых в промышленности для оценки характеристик полимерных электролитов.

9:35: НОВИНКА: Специальная полимерная SSE: путь к батареям электромобилей нового поколения

Алекс Ю, доктор философии, основатель и президент Lionano SE Inc.

Доктор Ю представит запатентованную технологию твердотельных батарей на основе полимеров разработан Lionano SE Inc.

9:55 Масштабирование всех твердотельных аккумуляторов: результаты автоматизированного пилотного производства с рулонами

Джош Бюттнер-Гарретт, технический директор, Solid Power, Inc.

Solid Power, разработчик твердотельных аккумуляторов из США, поделится новостями о своем первом квартале полностью автоматизированного непрерывного производства твердотельных элементов. Solid Power завершила свою пилотную линию мирового класса во второй половине 2019, который подталкивает компанию к автомобильной квалификации с крупноформатными ячейками.

10:10 Перерыв на кофе с просмотром экспонатов и плакатов

11:00 Замечания председателя

Мартин Винтер, доктор философии, заведующий кафедрой прикладного материаловедения для преобразования и хранения энергии, батарея MEET, Исследовательский центр, Институт физической химии, Университет Мюнстер

11:05 Твердые полимерные электролиты снова: практические соображения и новые концепции

Мартин Винтер, доктор философии, заведующий кафедрой прикладного материаловедения для преобразования и хранения энергии, батарея MEET, Исследовательский центр, Институт физической химии, Университет Мюнстера

По причинам более высокой плотности энергии и большей безопасности исследования литий-ионных аккумуляторов снова обнаружили твердые электролиты в качестве альтернативы жидким электролитам.По сравнению с керамикой и стеклом, твердые полимерные электролиты (ТПЭ) могут иметь Преимущество «смачиваемости», аналогичное обычным связующим для электродов, в частности, с композитными электродами, что является преимуществом как для простоты изготовления, так и для долговременной эксплуатации. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! В этой презентации мы рассмотрим простые практические аспекты аккумуляторных элементов на основе SPE, а также новые конструкции материалов, открывающие путь к высоковольтным твердотельным батареям при комнатной температуре.

11:45 Дыхание свежего воздуха в твердотельной батарее. Полимерный электролит изменит правила игры

Майк Циммерман, основатель, Ionic Materials

Джон Малдун, доктор философии, старший научный сотрудник, программа по батареям и топливным элементам, Toyota

Полимерные материалы повсеместно используются в современной аккумуляторной технологии и обычно используются в качестве связующих, разделителей и упаковки.Поли (этиленоксид) (PEO) был впервые обнаружен для растворения солей Li в 1973 году, что сделало возможным его использование в качестве электролита. Сегодня, это по-прежнему один из наиболее интенсивно изученных и широко используемых полимерных электролитов; однако проводимость на несколько порядков ниже, чем у неорганических твердых электролитов. Этот полимерный электролит, который легко синтезировать, имеет потенциал быть лучшим кандидатом для современных неорганических твердых электролитов. Мы расскажем о свойствах революционной полимерной технологии с новым механизмом проводимости Li ⁺ , который не полагается на цепно-сегментное движение, как в случае PEO.Этот новый полимерный электролит поддерживает высокую проводимость Li ⁺ при сохранении широкого электрохимического окна. Мы представим характеристики этого электролита с широким спектром анодов и катодов. Toyota и IM работают в партнерство по продвижению этой технологии к коммерциализации.

12:05 Введение в Neocarbonix: электроды без связки для литий-ионных аккумуляторов

Николо Брамбилла, технический директор, Nanoramic Laboratories

Электрохимическая стабильность и электрические характеристики электродов ограничены полимерными связующими.Nanoramic разработала альтернативное решение — Neocarbonix — технологию электродной платформы, которая эффективно заменяет полимерные связующие. и грунтовки. Результаты были продемонстрированы как для катодов LIB, так и для электродов EDLC. Электроды Neocarbonix от Nanoramic имеют значительно более низкое ESR, лучшие характеристики C-rate, более длительный срок службы при высокой температуре и более активный материал. толщина для повышения плотности энергии, а также сохранения или улучшения удельной емкости.

12:25 Q&A

12:40 Сетевой обед

13:55 Десертный перерыв с выставкой и просмотром плаката

14:40 Замечания председателя

Хольгер Алтус, доктор философии, руководитель отдела технологии химических поверхностей и аккумуляторов, Fraunhofer IW

14:45 Прогресс в области литий-серных аккумуляторов на основе новых составов электролитов

Хольгер Алтуес, доктор философии, руководитель отдела химических поверхностных и аккумуляторных технологий, Fraunhofer IW

Литий-серная технология позволяет элементам с высокой удельной энергией, превышающей Литий-ионные аккумуляторы более чем на 50%.Было продемонстрировано, что новые составы с пониженной растворимостью полисульфидов обеспечивают эффективное преобразование серы даже при очень низкое содержание электролита. В сочетании с индивидуальной обработкой анодов и катодов вводится и демонстрируется целостная концепция ячеек на уровне пакетных ячеек.

15:05 На пути к экологически чистым Na-ионным батареям

Стефано Пассерини, доктор философии, профессор, Институт Гельмгольца Ульм, Технологический институт Карлсруэ

Возобновляемые материалы, экологически безопасные процессы и более безопасные батареи необходимы для устойчивого развития электрохимического накопления энергии .Устойчивое использование природных ресурсов необходимо для будущего хранения энергии. Как шаг В отношении утилизации биоотходов твердый углерод, образующийся из отходов яблок, демонстрирует, что он является высокоэффективным активным материалом для Na-ионных аккумуляторов.

15:25 Новые электролиты для мультивалентных батарей

Максимилиан Фихтнер, доктор философии, директор Института Гельмгольца Ульма по электрохимическому накоплению энергии

Разработке батарей с кальцием в настоящее время препятствует нехватка электролитов, которые могут эффективно удалять и покрывать Ca -водные растворители.[1] Здесь мы представляем возможность получения солей Ca и Mg со слабо координирующими анионами. открытие доступа к новому классу эффективных поливалентных электролитов.

15:45 Материалы для устройств большой мощности: современные и будущие тенденции

Андреа Бальдуччи, доктор философии, профессор, Институт технической химии и химии окружающей среды, Центр энергетики и химии окружающей среды Йены (CEEC Jena, Университет Фридриха Шиллера в Йене)

Устройства большой мощности, такие как электрохимические конденсаторы и мощные литий-ионные батареи, в настоящее время используются во все большем числе приложений.В этой презентации преимущества и ограничения материалов, используемых в настоящее время в этих устройства будут детально проанализированы. Кроме того, будут представлены инновационные стратегии для выявления и внедрения новых материалов, подходящих для следующего поколения высокомощных устройств.

16:05 Вопросы и ответы

16:25 Сетевой прием с просмотром экспонатов и плакатов (возможность спонсорства)

17:25 Учебное пособие по ужину Регистрация *

18:00 Учебные пособия по ужину 8-11

20:00 Закрыть дня

.

No related posts.