Какую воду можно заливать и как делать это правильно
Все знают, что при использовании аккумулятора нужно следить за уровнем электролита. Но что именно стоит делать, если его недостаточно, что можно заливать в батарею – ответы на эти вопросы известны уже не каждому водителю.
Что нужно заливать в аккумулятор
В классических свинцово-кислотных аккумуляторах находится не чистая кислота, а ее раствор. На 35% он состоит из серной кислоты, и на 65% — из воды. Такой состав позволяет получить оптимальную плотность электролита, чтобы батарея работала дольше и качественнее. Серная кислота без воды слишком активна и очень быстро разрушит свинцовые элементы батареи. Но она необходима, чтобы запустить химическую реакцию и восстанавливать оксид свинца.
Крайне важно, чтобы соотношение воды и кислоты было примерно равно два к одному. Если воды будет больше, то реакция будет слишком медленной. А если увеличить количество кислоты, батарея быстро выработает свой ресурс и разрушится.
Большая часть испарений приходится на обычную воду, поэтому именно ее добавляют в аккумулятор для восполнения уровня электролита. Но вода должна быть специально очищенной – дистиллированной. В такой воде нет никаких примесей, которые бы могли отрицательно сказаться на проходящих в аккумуляторе реакциях. У нее нейтральный кислотно-щелочной баланс, поэтому только такая вода подходит для доливки в батарею.
Важно, чтобы воды в аккумуляторе также было не слишком много. Для корректной работы батареи крайне важна плотность электролита. Это значит, что на определенный объем жидкости необходимо строго установленное количества активного вещества, то есть кислоты. Для обычного аккумулятора ее должно быть около 1,4 грамма на кубический сантиметр.
Как часто нужно доливать воду в аккумулятор
Периодичность обслуживания аккумулятора зависит от его типа. Сурьмянистые батареи нуждаются в заправке водой чаще всего, обычно от четырех до пяти раз в год.
Уровень воды в течение всего срок использования аккумулятора должен быть одинаковым. Если жидкости недостаточно, батарея не будет работать корректно и быстро выйдет из строя. Электролит должен полностью покрывать пластины, не менее чем на 1 сантиметр выше уровня пластин.
Почему испаряется вода в аккумуляторе
Точных сроков, когда нужно доливать воду в аккумулятор, не существует. На скорость испарения влияют сразу несколько факторов.
При длительной работе под воздействием высокого тока аккумулятор выкипает. В процессе эксплуатации аккумулятор нагревается. Вода закипает при 100 градусах Цельсия, но в растворе она закипает медленнее. Электролит начинает кипеть примерно при 113 градусах. При этом он испаряется активнее, чем в обычном состоянии.
Еще одна причина испарения воды – это гидролиз.
Также испарение усиливается в случае короткого замыкания. В этом случае электролит закипает мгновенно.
Как нужно доливать воду в аккумулятор
Доливать в аккумулятор нужно столько же воды, сколько из него испарилось. Определить объем испарений можно двумя способами – по банкам или по изменениям массы батареи.
Взвешивать аккумулятор проблематично, для этого придется отключить его, снять с автомобиля, поставить на весы, а после установить обратно. Кроме того, потребуются очень точные весы, которые покажут даже разницу в несколько грамм.
Поэтому чаще всего объем жидкости определяют на глаз. Пластины батареи должны быть полностью покрыты электролитом. Важно не перестараться и не добавить слишком много воды. Это не только нарушит правильное соотношение кислоты с водой, но и повысит риск выкипания батареи.
Что может ускорить испарение электролита
Одна из основных причин чрезмерных испарений электролита – это неправильная зарядка. Часто водители используют слишком высокий ток, что приводит к повышенному испарению жидкости. Ток заряда должен составлять около 10% от емкости батареи. То есть для аккумулятора на 100 ампер-часов достаточно 10 ампер для зарядки.
Еще одна распространенная проблема – сульфатация пластин. В этом случае даже минимальное превышение рекомендуемого уровня тока приведет к вскипанию аккумулятора. Если наблюдается такая проблема, рекомендуется провести переполюсовку батареи и поставить на зарядку минимальным током. Также после каждого вскипания необходимо проверять уровень электролита в аккумуляторе.
Вес аккумулятора автомобиля с электролитом и без
Каждому автолюбителю приходится иметь дело с аккумуляторным прибором, нуждающимся в постоянном обслуживании. Для поддержания в рабочем состоянии его приходится переносить с одного места на другое. Поэтому вес аккумулятора автомобиля имеет большое значение в течение всего срока эксплуатации.
Содержание
Факторы, определяющие вес АКБ
Рассматриваемая нами характеристика нормируется действующими стандартами и нередко считается показателем качества аккумуляторного изделия. Нежелательные отклонения в сторону уменьшения массы могут быть вызваны следующими причинами:
- технологические нарушения, допущенные в процессе сборки изделия;
- недостаточное качество или количество пластин;
- снижение веса электролита в кг при хранении или эксплуатации АКБ.
.
Чем она выше – тем больший средний вес имеет сама обследуемая батарея. Именно поэтому аккумуляторы от КАМАЗа, например, значительно тяжелее АКБ, устанавливаемого на легковой автомашине.
Основные составляющие веса
К основным составляющим, определяющим сколько весят автомобильные аккумуляторы, относят:
- Корпус изделия.
- Расположенные внутри его свинцовые пластины.
- Электролит, заливаемый в полости АКБ.
Рассмотрим каждую из составляющих автомобильных батарей более подробно.
Корпус (оболочка)
Первый элемент из приведенного выше перечня – корпус, изготавливаемый на основе полипропилена или эбонита. По своему функциональному назначению – это резервуар, в который заливается электролитический раствор. Конструкцией современных автомобильных АКБ предусмотрено его разделение на несколько ячеек, в которых располагаются комплекты из положительных и отрицательных электродных пластин.
Изолирование пластин необходимо для того, чтобы предотвратить электрическое замыкание элементов разрядной цепи и выход аккумулятора из строя.
В верхней части АКБ легкового автомобиля имеется крышка, приваренная к основанию и защищающая прибор от механических повреждений. В некоторых моделях в ней предусмотрены отверстия для отвода газов, образующихся в результате химической реакции.
Пластины на основе свинца
Известно множество конструкций аккумуляторных батарей, но чаще всего они изготавливаются на основе пластин из свинцовых сплавов, залитых раствором серной кислоты.
Свинец, как известно, отличается высокой плотностью и большим удельным весом. Именно это его свойство делает аккумуляторы для легковых автомобилей такими тяжелыми. Электролитический раствор также «вносит свой вклад» в общий вес автомобильных аккумуляторов.
Электролит
Заполняющий корпус состав представляет собой раствор серной кислоты, в определенной пропорции разбавленный дистиллированной водой. Его плотность постоянно меняется; она зависит от температуры окружающего воздуха и степени разряженности АКБ.
При эксплуатации аккумуляторных батарей в электролите происходит химическая реакция, результат которой – расход серной кислоты и заметное снижение плотности. Масса АКБ при этом несколько снижается.
Вес аккумуляторов автомобильных с электролитом
Стандартный аккумулятор с напряжением 12 Вольт содержит в своей конструкции шесть отдельных камер с размещенными в них рабочими элементами. Каждая такая ячейка состоит из тонких свинцовых пластинок, свободное пространство между которыми заполнено серной кислотой. Именно эта особенность конструкции делает аккумулятор с электролитом слишком тяжелым.
И все же описываемый здесь прибор на протяжении многих лет – лучший вариант источников питания, используемых в транспортных средствах (включая легковые автомобили). Для каждого авто подходит «своя» индивидуальная модель аккумулятора, имеющая вполне конкретные характеристики. Это и определяет разницу в весе у различных образцов. Известно около 70 типовых размеров батарей с напряжением питания 12 Вольт. При этом средний вес АКБ имеет величину в пределах от 15 до 50 килограмм.
Сколько весит аккумулятор легкового автомобиля
Новые автомобили всегда поступают в продажу в комплекте со свинцовым аккумулятором, вес которого строго нормирован. Производитель устанавливает в машину определенный тип аккумуляторных батарей, оптимально подходящий для нее и рассчитанный на фиксированную нагрузку. Емкость и токовые характеристики изделий под общим обозначением 6СТ подбираются таким образом, чтобы они соответствовали параметрам встроенного генератора. Вот почему еще до приобретения нового прибора специалисты советуют ознакомиться с рекомендациями производителей авто, касающимися подходящего для него образца АКБ.
У многих пользователей возникает желание установить аккумулятор большей емкости с целью продлить срок его эксплуатации. В принципе, сделать это допускается без какой-либо опасности для автомобиля. Но при этом нужно иметь в виду следующее:
- встроенный в машину генератор не сможет полноценно заряжать такой АКБ, так как он не рассчитан на повышенную мощность отдачи;
- это приведет к быстрой десульфатации свинцовых пластин и к последующей за этим потере емкости;
- постоянная эксплуатация не до конца заряженной батареи приводит к ускоренному разложению рабочих пластинок.
То есть вместо ожидаемых преимуществ пользователь получает одни минусы. Во-первых, он затратит больше денег, чем на АКБ меньшей массы, а во-вторых – вес автомобиля увеличится. Да и таскать тяжелый прибор при необходимости его переноски домой, например – занятие не из приятных.
Узнать сколько весит аккумулятор автомобильный на 60 А/часов, например, можно по маркировке этого прибора. Важно учитывать, что производители указывают массу «сухого» АКБ (без электролита). Чтобы определить полное значение этого показателя – следует добавить к указанной на маркировке цифре около 2,5 кг.
Видео — сколько должен весить хороший аккумулятор
Обзор аккумуляторов емкостью от 55 до 190 A/час
Изделия емкостью порядка 55 А/ч используются на подавляющем большинстве легковых автомобилей. Вес аккумуляторов на 55 А/час составляет в среднем от 13 до 16 кг, а эксплуатируются они в основном на бензиновом транспорте с типовой комплектацией. Размеры этих изделий: 242×175×190 мм.
АКБ с заявленной емкостью 60 Ампер/час также относятся к наиболее распространенным образцам, устанавливаемым на автомобилях с объемом двигателя 1,6-2,0 литра. С увеличением емкостного показателя их вес увеличивается пропорционально (где-то на 10%). Вес аккумуляторов 60 Ач составляет в среднем от 17 до 18 кг. Габаритные размеры этих образцов: 242×175×190 мм.
Категория аккумуляторов 75 А/час подойдет для мощных бензиновых автомобилей и машин, работающих на дизельном топливе.
Из нее видно, что он весит порядка 22-24 килограммов, а его размеры в среднем составляют 278 х 175 х 190 мм.
Аккумуляторы с заявленной емкостью 90 А/час устанавливаются на грузовом транспорте и на образцах специальной строительной техники. Они весят в пределах от 27 до 30 кг и применяются при необходимости комплектации автомобилей с мощными двигателями.
АКБ 190 Ампер в час относятся к категории очень тяжелых изделий, применяемых на транспортных средствах высокой грузоподъемности. Приборы весом 43-45 кг нередко устанавливаются на речные и морские суда. Их габариты составляют в среднем 513x223x225 мм.
Таблица веса аккумуляторов
Таблица весов АКБ позволяет наглядно сравнить их характеристики по рассматриваемому нами признаку. При ее изучении каждому образцу выпускаемых изделий ставится в соответствие его вес (без электролита и с ним). Воспользовавшись этим сводным инструментом, каждый желающий сможет узнать вес аккумулятора100 А/час, например. Он составляет 21,8 кг (без электролита). А при залитом составе его вес равен 24,4 кг.
Таблица: Вес аккумуляторов автомобилей разной емкости
Емкость аккумулятора | Вес аккумулятора с электролитом | Вес аккумулятора без электролита |
---|---|---|
35 А/ч | 10,2 кг | 8,7 кг |
40 А/ч | 10,6 кг | 8,8 кг |
42 А/ч | 10,7 кг | 8,7 кг |
45 А/ч | 12,1 кг | 9,1 кг |
50 А/ч | 12,9 кг | 9,9 кг |
55 А/ч | 14,6 кг | 11,2 кг |
60 А/ч | 15,4 кг | 12,1 кг |
62 А/ч | 15,6 кг | 132 кг |
65 А/ч | 16,7 кг | 13,7 кг |
66 А/ч | 16,9 кг | 14,1 кг |
70 А/ч | 18,2 кг | 14,3 кг |
75 А/ч | 19,0 кг | 14,8 кг |
77 А/ч | 19,1 кг | 155 кг |
90 А/ч | 23,1 кг | 16,2 кг |
95 А/ч | 23,5 кг | 20,5 кг |
100 А/ч | 24,4 кг | 21,8 кг |
110 А/ч | 25,9 кг | 25,6 кг |
135 А/ч | 37,5 кг | 33,6 кг |
190 А/ч | 49,1 кг | 47,9 кг |
225 А/ч | 61,8 кг | 51,2 кг |
Нажмите, пожалуйста, на одну из кнопок, чтобы узнать помогла статья или нет.
Свод правил Калифорнии, раздел 8, раздел 5185. Замена и зарядка аккумуляторных батарей.
(a) В дополнение к приведенным ниже требованиям замена и зарядка аккумуляторов должны соответствовать применимым требованиям Раздела 5184.
(b) Установки для зарядки аккумуляторов должны располагаться в местах, предназначенных для этой цели. Работники, назначенные для работы с аккумуляторными батареями, должны иметь квалификацию и должны быть проинструктированы о действиях в аварийных ситуациях.
(c) Если установлены или заряжены аккумуляторные батареи, способные выпускать легковоспламеняющийся газ или коррозионно-активный туман, помещение должно вентилироваться естественными или механическими средствами, чтобы концентрация горючих газов не превышала 20% от нижнего предела взрываемости газа, и опасные уровни тумана из электролита.
(d) Там, где коррозионно-активные жидкости обрабатываются или потенциально могут быть выброшены, должны быть предусмотрены средства для нейтрализации или удаления разливов и переливов.
(e) При розливе или отборе проб электролита должны использоваться только устройства, специально предназначенные для такой деятельности.
(f) Электролит (кислотный или щелочной и дистиллированная вода) для аккумуляторных элементов должен смешиваться в хорошо проветриваемом помещении. Кислоту или основание вливают в воду постепенно при перемешивании. Ни в коем случае нельзя наливать воду в концентрированные (более 75 процентов) растворы кислот.
(g) При снятии показаний удельного веса открытый конец ареометра должен быть покрыт кислотоупорным материалом при перемещении его от батареи к батарее во избежание разбрызгивания или разбрызгивания электролита.
(h) Электролит следует помещать только в подходящие контейнеры и нельзя перемешивать металлическими предметами.
(i) Должны быть предусмотрены средства для защиты зарядных устройств от повреждения мобильным оборудованием. Мобильное оборудование должно быть правильно установлено и заторможено перед заменой или зарядкой батарей.
(j) Для работы с батареями должны быть предусмотрены механические подъемные и погрузочно-разгрузочные устройства или оборудование.
(k) Курение в зоне зарядки запрещено.
( l ) Должны быть приняты меры предосторожности для предотвращения статического разряда, открытого огня, искр, коротких замыканий или электрических дуг в местах, где заряжаются батареи. Когда стеллажи используются для поддержки батарей, они должны быть изготовлены из материалов, не проводящих искрообразование, или покрыты или покрыты для достижения этой цели. Инструменты и другие металлические предметы не должны находиться в верхней части аккумуляторов без крышки. Зарядные устройства должны быть выключены при подключении или отключении проводов.
(m) При зарядке аккумуляторов с вентиляционными крышками вентиляционные крышки должны быть плотно закрыты, чтобы избежать разбрызгивания электролита. Крышка(и) батарейного отсека должна быть открыта для отвода тепла.
(n) Средства для быстрого обливания или промывания глаз и тела должны быть обеспечены в соответствии с Разделом 5162, кроме случаев, когда аккумуляторные батареи:
(1) оборудованы взрывозащищенными или пламегасящими вентиляционными отверстиями; или
(2), расположенных в отсеке или другом месте, исключающем воздействие на сотрудников.
ИСКЛЮЧЕНИЯ: к подразделу (n): Предприятия по обслуживанию автомобилей и магазины запасных частей, где:
1. Доступен подходящий нейтрализующий агент, и
2. Доступен достаточный запас чистой воды, и
3. перекачивающая система по существу является закрытой системой и не предполагает работы с кислотой в открытых емкостях.
(o) Когда аккумуляторная перемычка подключена к аккумулятору в транспортном средстве, заземляющий провод должен подключаться к земле вдали от аккумуляторной батареи транспортного средства. Зажигание, фары и аксессуары на транспортном средстве должны быть выключены перед выполнением соединений.
(p) Вентиляционные заглушки должны быть на месте при перемещении батарей.
ИСКЛЮЧЕНИЯ: к подразделу (p): Аккумуляторные системы портативного оборудования:
Аккумуляторы и зарядное оборудование мощностью менее 100 ватт-часов освобождаются.
(q) Средства индивидуальной защиты должны быть предоставлены в соответствии с разделом 3380.
2. Отмена подразделов (i) и (n) и новые подразделы (i), (n), (o), (p), и (q) подано 11-12-75; вступает в силу на тридцатый день после этого (регистр 75, № 46).
Мощность батареи Онлайн |
| Твердотельные электролиты и литий-металлические аноды часто идут рука об руку, но путь к следующему поколению аккумуляторных технологий тернист и извилист. На столе появляется все больше комбинаций катода, электролита и анода, что поднимает некоторые фундаментальные вопросы. Совместимы ли жидкие электролиты с металлическим литием? Могут ли твердотельные электролиты соответствовать требованиям автомобильных аккумуляторов и соответствовать производственным масштабам? Необходим ли металлический литий для того, чтобы твердотельные накопители оторвались от земли? Конференция Advanced Automotive Battery Conference предоставила платформу некоторым ведущим производителям литиевых аккумуляторов для обмена мыслями и последними разработками
Компания Factorial Energy, Inc.

В качестве одного из показателей безопасности элементов, тесты на проникновение гвоздя в 1,5–2,0 Ач NMC811//графитовых и NMC811//литиевых металлических пакетных элементов с твердым электролитом Factorial достигли максимальных температур 75 °C и 25 °C соответственно по сравнению с 260 °C для графитового элемента NMC811// с обычным жидким электролитом. Ю отметил, что основная компетенция Factorial связана с материалами и ячейками и что они «не хотят напрямую конкурировать с такими компаниями, как LG Chem, CATL, SK [On]», но хотят наладить партнерские отношения, чтобы вывести свой продукт на рынок.
По их данным, QuantumScape занимается исключительно литий-металлическими анодами, которые наносятся при первой зарядке из лития, хранящегося в катоде. Таким образом, элементы QuantumScape изготавливаются как так называемые «безанодные» элементы с токосъемником из медной фольги и изначально без металлического лития. В качестве электролита они используют твердый керамический сепаратор с небольшим количеством органического гелевого католита на стороне катода. Тим Холм, технический директор, утверждал, что независимо от химического состава катода для достижения желаемой плотности энергии требуется металлический литий-анод, а для предотвращения образования дендритов необходим твердотельный сепаратор. Это, безусловно, спорные вопросы — спросите любую другую компанию, упомянутую в этой статье. QuantumScape установила коммерческую цель в 800 циклов при сохранении 80% емкости элемента, что примерно соответствует 240 000 миль для аккумуляторной батареи на 300 миль. Их однослойные мешочные элементы значительно превышают этот целевой срок службы: внутренние и сторонние испытания, проведенные Mobile Power Solutions, показали около 9Сохранение емкости 0% при 800 циклах (>

Общий нерешенный вопрос в области твердотельных аккумуляторов заключается в том, какое давление в пакете требуется и достижимо ли оно в приложениях. Холм рассмотрел историю влияния давления на твердотельные литий-металлические элементы, восходящую к 1983. Он объяснил, что давление помогает свести к минимуму перенапряжения и плоское осаждение металла не только для удаления лития и покрытия, но и для других металлов, таких как серебро. Далее Холм привел примеры, показывающие, что давление также полезно в литий-металлических элементах с полимерными электролитами и даже с жидкими электролитами (рис. 1). После своего подробного отчета о влиянии давления Холм воспользовался громким мероприятием AABC, чтобы опубликовать новые данные из QuantumScape, впервые демонстрирующие эффективность езды на велосипеде при нулевом приложенном давлении. В однослойных карманных ячейках, подобных описанным выше, ячейки нулевого давления сохраняют 90% емкости после 400 циклов, дальнейшие испытания продолжаются.

Solid Power остается верным концепции твердотельных аккумуляторов. Технический директор Джош Бюттнер-Гарретт подчеркивает, что они являются одной из немногих компаний, производящих настоящие полностью твердотельные батареи без жидкостей, гелей или органических полимеров в электролите. Solid Power производит сульфидный твердый электролит, который, по их мнению, обеспечивает идеальный баланс механических и электрохимических свойств.
Компания, базирующаяся к северу от Денвера, штат Колорадо, имеет относительно широкий подход к активным электродным материалам. Они работают над литий-металлическими анодами, а также разрабатывают альтернативы, которые могут быть ближе к рынку, такие как кремний. На данный момент Solid Power производит немногим более 1 тонны сульфидного твердого электролита в год, но у них есть планы по масштабированию до 6000 тонн в год. Новое предприятие площадью 75 000 квадратных футов в Торнтоне, штат Колорадо, поможет им достичь этой цели. План производства электролита также включает в себя стратегию по укреплению их цепочки поставок, в которой не хватает одного ключевого ингредиента, сульфида лития (Li 2 S). В то время как они работают над масштабированием элементов до 100 Ач для автомобильной квалификации, Solid Power опубликовала данные о пакетных элементах емкостью 20 Ач, которые обладают плотностью энергии 320 Втч / кг. Сульфидные электролиты также могут помочь в создании новых химических катодов, таких как сверхдешевый, но сложный в электрохимическом отношении конверсионный материал сульфид железа (пирит, FeS 2 ). Solid Power продемонстрировала производительность своих полностью твердотельных элементов в различных условиях. Высокоэнергетические элементы с анодами на основе кремния и катодами из NMC могут достигать 750–1000+ циклов, прежде чем упадут ниже 80% сохранения емкости (3–4 мАч/см 9 ).0073 2 ; 2,5–4,1 или 4,2 В; комнатная температура; толщина электролита 25–30 мкм; до 350 Втч/кг на уровне стопки (без вкладышей и пакета)).
В то время как все три приведенных выше примера используют различные семейства материалов с твердым электролитом, другие компании выбрали аноды из металлического лития, полностью отказавшись от твердых электролитов. И Sion Power, и Cuberg (недавно приобретенная Northvolt) решили использовать запатентованные жидкие электролиты для сопровождения литий-металлических анодов в поисках батарей с более высокой плотностью энергии. Джеффри Бритт, главный операционный директор Sion Power, сообщил аудитории AABC, что переход от графитовых анодов к литий-металлическим позволяет им использовать вдвое меньше электролита благодаря непористой природе лития. Уменьшение содержания электролита не только снижает расходы, но и дополнительно увеличивает плотность энергии элемента. Бритт сообщил, что современный продукт Sion Power, известный как Licerion, был 3 rd -партия проверена в ячейке емкостью 17 Ач при объемной плотности энергии 700 Втч/л, весовой плотности энергии 400 Втч/кг и 800 циклах до сохранения емкости 85%. Оксидные, сульфидные, полимерные, композитные, полностью твердые, в основном твердые с примесью жидкости или геля, полностью жидкие — промышленные варианты электролитов для литий-металлических аккумуляторов остаются широко открытыми. Они также работают над безкобальтовыми прототипами элементов с литий-железо-фосфатом (LFP, LiFePO 4 ) или литий-марганцево-железо-фосфатом (LMFP, LiMn x Fe 1– x PO 4 90). 082 ) катоды . Чтобы защитить металлический литий, осажденный из паровой фазы, от реакций с жидким электролитом, Sion Power использует специальное барьерное покрытие. Ричард Ванг, основатель и генеральный директор Cuberg, не раскрывал много подробностей об их литий-металлических элементах, кроме того, что они используют негорючий жидкий электролит со стандартными катодами, богатыми никелем, и полиолефином (имеется в виду распространенные полимеры, такие как полипропилен и полиэтилен). сепараторы. Он сообщил, что компания Cuberg больше сосредоточена на авиационной промышленности, чем на автомобильном секторе, и что они поставляют прототипы аккумуляторов с емкостью несколько ампер-часов потенциальным авиационным заказчикам.0003