Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Содержание

Россия напала на Украину!

Россия напала на Украину!

Мы, украинцы, надеемся, что вы уже знаете об этом. Ради ваших детей и какой-либо надежды на свет в конце этого ада –  пожалуйста, дочитайте наше письмо .

Всем нам, украинцам, россиянам и всему миру правительство России врало последние два месяца. Нам говорили, что войска на границе “проходят учения”, что “Россия никого не собирается захватывать”, “их уже отводят”, а мирное население Украины “просто смотрит пропаганду”. Мы очень хотели верить вам.

Но в ночь на 24-ое февраля Россия напала на Украину, и все самые худшие предсказания  стали нашей реальностью .

Киев, ул. Кошица 7а. 25.02.2022

 Это не 1941, это сегодня. Это сейчас. 
Больше 5 000русских солдат убито в не своей и никому не нужной войне
Более 300мирных украинских жителей погибли
Более 2 000мирных людей ранено

Под Киевом горит нефтебаза – утро 27 февраля, 2022.

Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Нам искренне больно от ваших постов в соцсетях о том, что это “все сняли заранее” и “нарисовали”, но мы, к сожалению, вас понимаем.

Неделю назад никто из нас не поверил бы, что такое может произойти в 2022.

Метро Киева, Украина — с 25 февраля по сей день

Мы вряд ли найдем хоть одного человека на Земле, которому станет от нее лучше. Три тысячи ваших солдат, чьих-то детей, уже погибли за эти три дня. Мы не хотим этих смертей, но не можем не оборонять свою страну.

И мы все еще хотим верить, что вам так же жутко от этого безумия, которое остановило всю нашу жизнь.

Нам очень нужен ваш голос и смелость, потому что сейчас эту войну можете остановить только вы. Это страшно, но единственное, что будет иметь значение после – кто остался человеком.

ул.

Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Лобановского 6а, Киев, Украина. 26.02.2022

Это дом в центре Киева, а не фото 11-го сентября. Еще неделю назад здесь была кофейня, отделение почты и курсы английского, и люди в этом доме жили свою обычную жизнь, как живете ее вы.

P.S. К сожалению, это не “фотошоп от Пентагона”, как вам говорят. И да, в этих квартирах находились люди.

«Это не война, а только спец. операция.»

Это война.

Война – это вооруженный конфликт, цель которого – навязать свою волю: свергнуть правительство, заставить никогда не вступить в НАТО, отобрать часть территории, и другие. Обо всем этом открыто заявляет Владимир Путин в каждом своем обращении.

«Россия хочет только защитить ЛНР и ДНР.»

Это не так.

Все это время идет обстрел городов во всех областях Украины, вторые сутки украинские военные борются за Киев.

На карте Украины вы легко увидите, что Львов, Ивано-Франковск или Луцк – это больше 1,000 км от ЛНР и ДНР.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры
Это другой конец страны. 25 февраля, 2022 – места попадания ракет

25 февраля, 2022 – места попадания ракет «Мирных жителей это не коснется.»

Уже коснулось.

Касается каждого из нас, каждую секунду. С ночи четверга никто из украинцев не может спать, потому что вокруг сирены и взрывы. Тысячи семей должны были бросить свои родные города.
Снаряды попадают в наши жилые дома.

Больше 1,200 мирных людей ранены или погибли. Среди них много детей.
Под обстрелы уже попадали в детские садики и больницы.
Мы вынуждены ночевать на станциях метро, боясь обвалов наших домов.
Наши жены рожают здесь детей. Наши питомцы пугаются взрывов.

«У российских войск нет потерь.»

Ваши соотечественники гибнут тысячами.

Нет более мотивированной армии чем та, что сражается за свою землю.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры
Мы на своей земле, и мы даем жесткий отпор каждому, кто приходит к нам с оружием.

«В Украине – геноцид русскоязычного народа, а Россия его спасает.»

Большинство из тех, кто сейчас пишет вам это письмо, всю жизнь говорят на русском, живя в Украине.

Говорят в семье, с друзьями и на работе. Нас никогда и никак не притесняли.

Единственное, из-за чего мы хотим перестать говорить на русском сейчас – это то, что на русском лжецы в вашем правительстве приказали разрушить и захватить нашу любимую страну.

«Украина во власти нацистов и их нужно уничтожить.»

Сейчас у власти президент, за которого проголосовало три четверти населения Украины на свободных выборах в 2019 году.

Как у любой власти, у нас есть оппозиция. Но мы не избавляемся от неугодных, убивая их или пришивая им уголовные дела.

У нас нет места диктатуре, и мы показали это всему миру в 2013 году.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Мы не боимся говорить вслух, и нам точно не нужна ваша помощь в этом вопросе.

Украинские семьи потеряли больше 1,377,000 родных, борясь с нацизмом во время Второй мировой. Мы никогда не выберем нацизм, фашизм или национализм, как наш путь. И нам не верится, что вы сами можете всерьез так думать.

«Украинцы это заслужили.»

Мы у себя дома, на своей земле.

Украина никогда за всю историю не нападала на Россию и не хотела вам зла. Ваши войска напали на наши мирные города. Если вы действительно считаете, что для этого есть оправдание – нам жаль.

Мы не хотим ни минуты этой войны и ни одной бессмысленной смерти. Но мы не отдадим вам наш дом и не простим молчания, с которым вы смотрите на этот ночной кошмар.

Искренне ваш, Народ Украины

Какой уровень электролита должен быть в аккумуляторе? Рекомендации. Электролит для аккумуляторов Какой объем электролита в 55 аккумуляторе

Несмотря на то, что сегодня большую часть прилавков в магазинах по продаже автомобильных аккумуляторов занимают батареи, не требующие частого обслуживания или так называемые условно необслуживаемые источники питания, бывают ситуации, когда избежать этого невозможно.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Одной из самых важных и сложных сервисных операций является замена электролита. О том, как она проводится, и что для этого нужно, поговорим дальше.

У нас вы сможете не просто приобрести электролит высокого качества, но и получить полный спектр по проверке, заливки и диагностики аккумулятора, с возможной заменой батарею на новую и более свежую, с минимальной доплатой, которая значительно сэкономит ваши деньги.

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея — прибор, предназначенный для хранения энергии при помощи химических реакций, происходящих в растворе серной кислоты и дистиллированной воды. Этот раствор называется электролитом, и периодически нуждается в замене. Решение данной задачи особенно актуально, если речь идет о восстановлении старой батареи. В этом случае поменять электролит перед зарядкой стоит обязательно.

Для того чтобы заменить электролит в аккумуляторе, вам понадобится несколько инструментов и несложных приспособлений. В частности, приготовьте:

  • Аэрометр — прибор для измерения плотности жидкости.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры
  • Воронка, с помощью которой электролит будет заливаться в « банки».

Кроме того, для приготовления электролита понадобится вода и серная кислота (возможно применение готового раствора, который продается в магазинах).

Теперь перейдем к главному — рассмотрим пошаговую инструкцию по замене электролита в автомобильном аккумуляторе:

  1. Перед заменой электролита промываем батарею изнутри дистиллированной водой. Это позволит удалить механические загрязнения из корпуса. При промывке аккумулятор желательно интенсивно потрусить, пока вся угольная крошка не выйдет вместе с водой. После этого устраняем отложения солей на электродах, и приступаем к следующей операции.
  1. Берем бутылку с готовым электролитом, плотность которого должна составлять 1,28 г/с м³ , и заливаем его в каждую из « банок» через воронку с узким горлышком. При необходимости или по желанию на этом этапе в электролит можно добавить специальные присадки, например, для удаления сульфата с электродов.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры После того, как под действие электролита из корпуса выйдет весь воздух, а присадка полностью растворится, можно приступить к зарядке. Не торопитесь — обычно полное растворение присадки наступает не ранее, чем через 40-48 часов.
  1. Открутите пробки и подключите . Аккумулятор после замены электролита должен заряжаться циклично, то есть, соблюдая схему « зарядка-разрядка». Этот процесс длится до тех пор, пока плотность полностью не восстановится. При таком режиме зарядки ток должен составлять 0,1 А. Следите за тем, чтобы электролит не « выкипал». О полной зарядке свидетельствует напряжение 2,4 В на каждый секции или 14-15 В на клеммах.
  1. После достижения номинального напряжения следует уменьшить зарядный ток в два раза. В том случае, если на протяжении 2 часов плотность остается неизменной, зарядку можно прекращать.
  1. Разряжаем батарею с применением тока 0,5 А до тех пор, когда напряжение будет около 10 В. Из времени продолжительности разряда и величины имеющегося тока необходимо вычислить емкость.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры
    В том случае, если этот показатель ниже 4 ампер/часов, цикл заряда нужно повторить.
  2. А так же можно для экономии времени просто напросто т.е. аккумулятор и с доплатой приобрести новую стартерную аккумуляторную батарею.

Автомобильный стартерный аккумулятор – это химический источник тока, действие которого основано на использовании обратимых электрохимических процессов. Простейший свинцовый аккумулятор состоит из положительного электрода, активным веществом которого является двуокись свинца (темно-коричневого цвета), и отрицательного электрода, активным веществом которого является губчатый свинец (серого цвета). Если оба электрода поместить в сосуд с электролитом (раствор серной кислоты в дистиллированной воде), то между электродами возникнет разность потенциалов.

При подключении к электродам нагрузки (потребителя) в цепи потечет электрический ток, и аккумулятор будет разряжаться. Во время разряда расходуется серная кислота из электролита и одновременно в электролит выделяется вода.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Поэтому по мере разряда свинцового аккумулятора уменьшается концентрация серной кислоты, из-за чего плотность электролита понижается. При заряде происходят обратные химические реакции – в электролит выделяется серная кислота и расходуется вода. При этом плотность электролита по мере заряда возрастает. Поскольку при разрядах и зарядах изменяется плотность электролита, то по ее величине можно судить о степени заряженности аккумулятора, чем и пользуются на практике.

Основными электрическими характеристиками аккумулятора являются электродвижущая сила, напряжение и емкость.

Электродвижущей силой (э.д.с.) аккумулятора называется разность потенциалов между его электродами при разомкнутой внешней цепи. Величина э.д.с. исправного аккумулятора зависит от плотности электролита (степени его заряженности) и изменяется в пределах от 1,92 до 2,15 вольта.

Напряжением аккумулятора называется разность потенциалов между его выводами, измеренная под нагрузкой. За номинальное напряжение свинцового аккумулятора принимается величина, равная 2 вольта.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Величина напряжения при разряде аккумулятора зависит от величины разрядного тока, продолжительности разряда и температуры электролита; она всегда меньше величины э.д.с. Разряжать аккумулятор ниже определенного предела, называемого конечным разрядным напряжением, недопустимо, так как это может привести к переполюсовке и разрушению активной массы электродов. Величина напряжения при заряде зависит главным образом от степени заряженности аккумулятора, температуры электролита и всегда больше величины э.д.с.

Емкостью аккумулятора называется количество электричества, отдаваемое полностью заряженным аккумулятором при его разряде до допустимого конечного разрядного напряжения. Емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах и определяется как произведение величины разрядного тока (в амперах) на продолжительность разряда (в часах). Емкость аккумулятора зависит от количества активной массы (количества и размера электродов), величины разрядного тока, плотности и температуры электролита, срока службы аккумулятора и является его важнейшей эксплуатационной характеристикой.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры При больших величинах разрядных токов, при низких температурах электролита, а также в конце срока службы емкость, отдаваемая аккумулятором, снижается. За номинальную емкость аккумулятора принимается емкость, которую должен отдавать аккумулятор при разряде током 20-часового или 10-часового разряда, т.е. при величине разрядного тока, численно равной соответственно 0,05 и 0,1 величины номинальной емкости.

Стартерная автомобильная аккумуляторная батарея состоит из 6 одинаковых аккумуляторов, соединенных последовательно. При таком соединении номинальное напряжение батареи равно сумме номинальных напряжений отдельных аккумуляторов, и составляет 12 вольт, а номинальная емкость батареи остается такой же, как и емкость одного аккумулятора.

Приведение АКБ в рабочее состояние

Таблица 1. Количество воды и раствора кислоты для приготовления 1 л электролита
Требуемая
плотность
электролита,
г/см³
Количество
воды, л
Количество
раствора
серной кислоты,
плотностью
1,40 г/см³, л
1,200,5470,476
1,210,5190,500
1,220,4910,524
1,230,4650,549
1,240,4380,572
1,250,4100,601
1,260,3820,624
1,270,3570,652
1,280,3290,679
1,290,3020,705
1,310,2460,760

Автомобильные аккумуляторные батареи, выпускаемые в сухозаряженном состоянии, для приведения в рабочее состояние необходимо залить электролитом и после пропитки электродов измерить плотность электролита и произвести подзарядку батареи.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры При температуре воздуха до -15°С в батареи заливают электролит плотностью 1,24 г/см³. При температуре от -15° до -30°С плотность повышают до 1,26, а при ниже -30° – до 1,28 г/см³.

Электролит требуемой плотности может быть приготовлен непосредственно из кислоты и воды. Однако более удобно применять раствор кислоты плотностью 1,40 г/см³. Количество воды и раствора, необходимое для приготовления 1 л электролита, указано в таблице 1. Серная кислота учитывается не в литрах, а в килограммах. Для перевода литров в килограммы необходимо пользоваться коэффициентом 1,83.

Плотность электролита измеряется с помощью ареометра. Он состоит из цилиндра с резиновой грушей и заборной трубкой и денсиметра (поплавка). При определении плотности электролита необходимо сжать рукой резиновую грушу ареометра, ввести конец заборной трубки в электролит и постепенно отпустить грушу. После того, как денсиметр всплывет, по его шкале определить плотность электролита в аккумуляторе. При измерениях надо следить за тем, чтобы денсиметр свободно плавал в электролите («не прилипал» к стенкам цилиндра).Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Плотность электролита зависит от температуры. Исходной считается температура электролита 25°С. На каждые 15°С изменения температуры плотность изменяется примерно на 0,01 г/см³. Поэтому при измерении плотности электролита следует учитывать его температуру и в необходимых случаях вносить поправку к показаниям ареометра, пользуясь таблицей 2.

Заливать электролит в аккумулятор следует тонкой струей, применяя фарфоровую, полиэтиленовую или эбонитовую кружку и стеклянную, полиэтиленовую или эбонитовую воронку.

Таблица 2. Поправки к показаниям ареометра
Температура
электролита, С°
Поправка к
показаниям, г/см 3
От -55 до -41-0,05
От -40 до -26-0,04
От -25 до -11-0,03
От -10 до 4-0,02
От 5 до 19-0,01
От 20 до 300,00
От 31 до 45+0,01
ОТ 46 до 60+0,02

Температура электролита должна быть не ниже 15°С и не выше 25°С.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры После заливки электролита и пропитки электродов не ранее чем через 20 минут и не позже чем через 2 часа производится контроль плотности электролита. Если плотность электролита понизится не более, чем на 0,03 г/см³ против плотности заливаемого электролита, батарея может эксплуатироваться. Если же плотность электролита понизится более, чем на 0,03 г/см³, батарея подлежит подзаряду. Продолжительность первого подзаряда зависит от срока хранения батареи в сухом виде с момента изготовления до приведения в рабочее состояние. Окончание подзаряда определяется по постоянству напряжения аккумулятора и плотности электролита в течение 2 часов.

Заряд аккумуляторных батарей

Аккумуляторные батареи заряжают при приведении их в рабочее состояние, при проведении контрольно-тренировочного цикла, а также периодически в процессе эксплуатации и при разрядах ниже допустимых пределов. При подготовке к заряду измеряется плотность и уровень электролита во всех аккумуляторах батареи. В аккумуляторах, где уровень недостаточен, он доводится до нормы доливкой дистиллированной воды (но не электролита!).Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Заряд свинцовых аккумуляторных батарей необходимо производить от источника постоянного тока. При этом зарядное устройство, предназначенное для заряда одной 12-вольтовой батареи, должно обеспечить возможность увеличения зарядного напряжения до 16,0-16,5 В, поскольку иначе не удастся зарядить современную необслуживаемую аккумуляторную батарею полностью (до 100% ее фактической емкости). Положительный провод (клемму) зарядного устройства соединяют с положительным выводом батареи, отрицательный — с отрицательным. В практике эксплуатации пользуются, как правило, одним из двух методов заряда батареи: заряд при постоянстве тока или заряд при постоянстве напряжения. Оба эти метода равноценны с точки зрения их влияния на долговечность батареи.

Заряд при постоянстве тока производится током величиной, равной 0,1 от номинальной емкости при 20-часовом режиме разряда. Например, для батареи емкостью 60 А-ч ток заряда должен быть равен 6 А. Для поддержания постоянства тока в течение всего процесса заряда необходимо регулирующее устройство.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Недостаток такого способа — необходимость постоянного контроля и регулирования зарядного тока, а также обильное газовыделение в конце заряда. Для снижения газовыделения и повышения степени заряженности батареи целесообразно ступенчатое снижение силы тока по мере увеличения зарядного напряжения. Когда напряжение достигнет 14,4 В, зарядный ток уменьшают в два раза (3 Ампера для батареи емкостью 60 А-ч) и при таком токе продолжают заряд до начала газовыделения. При заряде батарей, которые не имеют отверстий для доливки воды, целесообразно при увеличении зарядного напряжения до 15 В еще раз уменьшить ток в два раза (1,5 А для батарей емкостью 60 А-ч). Батарея считается полностью заряженной, когда ток и напряжение при заряде сохраняются без изменения в течение 1-2 часов. Для современных необслуживаемых батарей такое состояние наступает при напряжении 16,3-16,4 В в зависимости от состава сплавов решеток и чистоты электролита (при его нормальном уровне).

Температура электролита во время заряда батарей возрастает, поэтому необходимо контролировать ее величину, особенно к концу заряда.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Ее величина не должна превышать 45°С. В случае если температура окажется выше, следует уменьшить наполовину зарядный ток или прервать заряд на время, необходимое для остывания электролита до 30…35°С.

Если к концу заряда плотность электролита отличается от нормы, необходимо произвести корректировку доливкой дистиллированной воды в случаях, когда плотность выше нормы, или доливкой раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см³, когда она ниже нормы. Доводку плотности можно производить только в конце заряда, когда плотность электролита больше не возрастает, а за счет «кипения» обеспечивается быстрое и полное перемешивание. Количество отбираемого электролита и добавляемой воды или раствора кислоты для каждого аккумулятора можно определить, пользуясь данными таблицы 3. После проведения корректировки продолжить заряд в течение 30-40 мин, после чего снова измерить плотность, и если она будет отличаться от нормы, провести ее вновь.

Таблица 3. Примерные нормы в см³ доводки плотности электролита в объеме одного литра
1,241,25
Отсос электролитаДоливка раствора 1,40 г/см 3Доливка водыОтсос электролитаДоливка раствора 1,40 г/см 3Доливка воды
1,246062
1,254445
1,2685883940
1,271221267880
1,28156162117120
1,29190200158162
1,30
Таблица 3.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Продолжение
Плотность электролита в АКБ, г/см 3Необходимая плотность, г/см 3
1,261,27
Отсос электролитаДоливка раствора 1,40 г/см 3Доливка водыОтсос электролитаДоливка раствора 1,40 г/см 3Доливка воды
1,24120125173175
1,256570118120
1,266566
1,274043
1,2880864043
1,291231277578
1,30109113
Таблица 3.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Продолжение
Для пользования таблицей ее данные необходимо умножить на объем одного аккумулятора батареи, выраженный в литрах.
Плотность электролита в АКБ, г/см 3Необходимая плотность, г/см 3
1,291,31
Отсос электролитаДоливка раствора 1,40 г/см 3Доливка водыОтсос электролитаДоливка раствора 1,40 г/см 3Доливка воды
1,24252256
1,25215220
1,26177180290294
1,27122126246250
1,286365198202
1,29143146
1,3036387981

Эксплуатационный уровень электролита устанавливается после окончания корректировки плотности и не ранее, чем через 30 мин после выключения батарей с заряда.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры При уровне электролита ниже нормы в аккумулятор нужно добавить электролит такой же плотности.

При заряде при постоянстве напряжения степень заряженности АКБ по окончании заряда напрямую зависит от величины зарядного напряжения, которое обеспечивает зарядное устройство. Так, например, за 24 часа непрерывного заряда при напряжении 14,4 В полностью разряженная 12-вольтовая батарея зарядится на 75-85%, при напряжении 15 В — на 85-90%, а при напряжении 16 В — на 95-97%. Полностью зарядить разряженную батарею в течение 20-24 часов можно при напряжении зарядного устройства 16,3-16,4 В. В первый момент включения тока его величина может достигать 40-50 А и более, в зависимости от внутреннего сопротивления (емкости) и глубины разряда батареи. Поэтому зарядное устройство снабжают схемными решениями, ограничивающими максимальный ток заряда. По мере заряда напряжение на выводах батареи постепенно приближается к напряжению зарядного устройства, а величина зарядного тока, соответственно, снижается и приближается к нулю в конце заряда.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Это позволяет производить заряд без участия человека в полностью автоматическом режиме. Ошибочно критерием окончания заряда в подобных устройствах считают достижение напряжения на выводах батареи при ее заряде, равного 14,4±0,1 В. При этом, как правило, загорается зеленый сигнал, служащий индикатором достижения заданного конечного напряжения, то есть окончания заряда. Однако для удовлетворительного (на 90-95%) заряда современных необслуживаемых АКБ с помощью подобных зарядных устройств, имеющих максимальное зарядное напряжение 14,4-14,5 В, потребуется около суток.

Ускоренный комбинированный способ заряда применяется при необходимости полного заряда аккумуляторных батарей в сокращенное время. Ускоренный комбинированный заряд производится в два этапа. На первом этапе заряд батарей осуществляется при постоянном зарядном напряжении, на втором этапе – при постоянной величине зарядного тока. Переход к заряду батарей при постоянной величине зарядного тока производится при снижении его на первом этапе заряда до величины 1/10 от емкости.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Контрольно-тренировочный цикл

Контрольно-тренировочный цикл проводится для контроля технического состояния аккумуляторных батарей, проверки отдаваемой ими емкости, исправления отстающих аккумуляторов. Отстающими называются те аккумуляторы батареи, параметры которых ниже остальных.

При контрольно-тренировочном цикле проводятся:

  • предварительный полный заряд;
  • контрольный (тренировочный) разряд током 10-часового режима;
  • окончательный полный заряд.

Предварительный полный заряд при КТЦ проводится зарядным током, величиной 1/10 емкости аккумулятора. Перед началом контрольного разряда температура электролита должна быть 18…27°С. Величина разрядного тока для аккумуляторных батарей должна соответствовать значению, указанному в таблице 4.

Постоянство разрядного тока должно тщательно соблюдаться в течение всего разряда. Разряд ведется до конечного напряжения 10,2 В. При снижении напряжения до 11,1 В измерения производят через каждые 15 минут, а при снижении напряжения до 10,5 В измерения производят непрерывно до конца зарядки.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Подсчет емкости, отдаваемой аккумуляторной батареей, в процентах от номинальной производится по . Фактическая емкость, отдаваемая при контрольном разряде, может быть как меньше, так и больше номинальной. Окончательный полный заряд автомобильных батарей производится нормальным зарядным током с соблюдением всех правил с доводкой плотности электролита в конце заряда.

Как показывает практика далеко не каждый, кто интересуется вопросом, сколько электролита в аккумуляторе, знает, что вообще такое электролит и зачем он нужен, поэтому сейчас вы получите ответы на все озвученные вопросы. Итак, обо всем по порядку.

Что такое электролит и зачем он вообще нужен?

Если вы уже успели прочитать на нашем портале статью: «Какая кислота в аккумуляторе автомобиля », то общее представление об электролите вы уже имеете. Если нет – разъясняем.

Электролит – это раствор серной кислоты и простой дистиллированной воды. Им в нужной концентрации и объеме заполняют свинцово-кислотные аккумуляторные батареи для того, чтобы те благодаря химическим процессам происходящим с этим раствором могли хранить энергию.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Отсюда, если концентрация или количество электролита в АКБ уменьшается, она перестает справляться в полной мере со своими обязанности и начинает нуждаться в замене или восстановлении. В последнем случае перед автомобилистами как раз и встает вопрос: сколько электролита должно быть в аккумуляторе.

Итак, сколько электролита должно быть в АКБ?

То, сколько электролита должна содержать аккумуляторная батарея автомобиля для максимально эффективной своей работы, напрямую определяется ее емкостью. Конечно, в зависимости от производителя возможна некоторая разбежка, но в целом объем электролита для аккумуляторов разной емкости будет следующим:

  • 55 А·ч – 2,5 л +/- 100 г;
  • 60 А·ч – 2,7-3 л;
  • 62 А·ч – около 3 л;
  • 65 А·ч – около 3,5 л;
  • 75 А·ч – 3,7-4 л;
  • 90 А·ч – 4,4-4,8 л;
  • 190 А·ч – порядка 10 л.

Но это лишь примерный литраж, он нужен больше для справки перед походом в магазин. В процессе же восстановления аккумулятора нужно ориентироваться не на него, а на особые метки, присутствующие на корпусе последнего.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Теперь подробнее.

Какой должен быть уровень электролита в аккумуляторе?

Если в вашем аккумуляторе присутствует шкала с минимумом и максимумом, то вопрос, до какого уровня следует заливать электролит, решается очень просто – по верхнюю черту, то есть до отметки «MAX»,

Если же такой шкалы нет, возможно, в отверстиях вашего аккумулятора есть «язычки», тогда электролита в АКБ нужно заливать столько, чтобы они покрылись 5 мм слоем раствора (полностью в него погрузились).

Ну, а если нет ни того, ни другого, залейте в АКБ электролит в рекомендуемом выше объеме (его должно быть не под завязку, а чуть меньше), а затем для самоконтроля возьмите стеклянную трубочку, диаметром до 5 мм и опустите ее внутрь АКБ, пока она не упрется в предохранительный щиток. Закройте верхнее отверстие трубочки пальцем и выньте ее наружу. Если уровень оставшегося в ней электролита находится в пределах 10-15 мм вы все сделали правильно – уровень электролита в АКБ оптимален.

Аккумуляторные батареи отличаются емкостными характеристиками: 55ah, 60ah, 70ah, 44ah и технологией производства.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Индикация ампер-часов (Ah) измеряет емкость аккумулятора – количество тока, которое принято при постоянной температуре 27° C в течение 20 часов до напряжения 1,75 вольт на ячейку батареи. Какие технологии используют в АКБ, содержимое батарей – об этом узнаете ниже.

Кальций (CA + / Ca-). Преимущества:

  • низкое потребление воды,
  • безопасность при авариях,
  • низкий уровень саморазряда.

Кальциевые батареи рекомендуют, если батарея установлена ​​в моторном отсеке и поэтому подвержена воздействию высоких температур или установлена ​​в труднодоступном месте. В новых автомобилях производители теперь используют 90% этого типа батареи.

Гибрид (сурьма + / CA-). Высокое потребление воды по сравнению с чистыми батареями кальция. Время от времени дистиллированную воду пополняют. Таким образом, этот тип аккумулятора распознают по наличию пробки для долива воды. Для дорогих брендовых АКБ потребление воды практически сводится к 0.

Узнай время зарядки своего аккумулятора

Пластины сурьма (сурьма + / сурьма) Редко используется как стартерная батарея.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Высокая прочность цикла, но ограниченный ток холодного пуска. Необходимо частое наполнение водой.

Из перечисленных выше, рассмотрим АКБ обслуживаемого типа – (сурьма + / Cа-) и (сурьма + / сурьма –) свинцово-кислотные батареи, где за счет химической реакции серной кислоты, воды, свинца на электродах батареи образуются электрические заряды. При этом часть химических веществ теряют массу. В большей степени это касается воды.

Снижение уровня электролита в банках аккумулятора происходит за счет уменьшения объема воды. Концентрация серной кислоты при этом не снижается, а может увеличится. Вот почему при отсутствии утечек электролита в банки аккумулятора добавляют дистиллированную воду, чтобы закрыть верхний край пластин на 3-5 мм или до контрольной отметки.

Значение заряда АКБ и плотности электролита

Поскольку уровень заряда батареи будет зависеть от количественного состава химических элементов, участвующих в электролизе, логично предположить, что размеры пластин, вместимость банок – будут отличаться.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Если сравнить 45Ah и 75Ah аккумуляторы, то геометрические размеры и вес последнего будут больше.

Свинцово-кислотные обслуживаемые батареи лучше хранятся в сухом виде, не заправленные электролитом. Так будет происходить окисление пластин, но это гораздо меньше, чем потеря массы пластин во время химической реакции. Электролит, если готовить самостоятельно, смешивают в рекомендованных пропорциях.

О заправке АКБ электролитом

Аккумуляторные заводы дают инструкцию по заправке АКБ. В автомагазинах продают уже готовые электролиты и дистиллированную воду. Воспользуйтесь таблицей для получения 1л электролита.

Требуемая плотность электролита, г/см 3 приведенная к температуре 25°СИсходное количество воды, лТребуемое количество кислоты в л плотностью 1,4г/см 3 при температуре 25°С
1,220,4900,522
1,230,4630,549
1,240,4360,576
1,250,4100,601
1,260,3830,628
1,270,3570,652
!,280,3300,680
1,290,3020,705

Узнать плотность электролита в АКБ можно ареометром.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Как пользоваться указано в прилагаемой инструкции. В зависимости от температуры делается поправка. Если, например, +15°С, то поправка 0, затем на каждые 15 градусов вверх или вниз делается поправка на 0,01г/см3, например, при – 15°С поправку делают – 0,02г/см3.

Раствор электролита готовят из расчета объема, указанного в паспорте. В АКБ 50Ah, 75Ah, 90Ah, 190Ah объем электролита примерно составит 2,5л, 4л, 5л, 10л. Зависит от производителя.

В действительности, уход за обслуживаемыми АКБ, заключается в проверке плотности электролита и заряженности батареи. Надо хотя бы раз в год, в особенности при подготовке к зиме, проверять уровень и плотность электролита, а если АКБ со стажем, то и чаще.

Внимание! Во время работы с электролитом соблюдайте меры предосторожности: работайте в очках и перчатках в проветриваемом помещении. Добавляйте кислоту в воду, а не наоборот. При попадании раствора на кожу, обильно промойте участок проточной водой с добавлением пищевой соды.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Используйте посуду стойкую к кислоте: стекло, керамика, эбонит, пластик.

Если обнаружили, что уровень электролита упал ниже контрольной отметки, проделайте следующее:

  1. Снимите аккумулятор и занесите в теплое проветриваемое помещение.
  2. Добавьте дистиллированную воду до отметки уровня: на 3-5 мм сверху пластин.
  3. Зарядным устройством зарядите аккумулятор.
  4. Если после этого плотность ниже нормы, например, 1,19 – 1,21г/см3, то добавьте электролит, который продается уже в готовом виде плотностью 1,34 – 1,40г/см3. Для этого откачайте грушей электролит из банки и влейте туда свежий.
    Внимание! Ни в коем случае не переворачивайте АКБ вверх дном, возможно замыкание пластин отслоившимися кусочками свинца со дна аккумуляторной банки .
  5. Проделайте эту операцию с другими банками, доведя плотность до нормальной. Для умеренного климата 1,25 – 1,27г/см3. Для суровых условий плотность 1,29г/см3.
  6. Опять зарядите аккумулятор 10% — током Ah аккумулятора, например, если это 60Ah, то ток зарядки сделайте 6А.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Следите за зарядкой, не допускайте разрядов, поддерживайте уровень электролита в банках АКБ. Не допускайте саморазряда аккумулятора, который возможен при неисправностях электропроводки, не плотных контактах, утечках заряда по грязному корпусу аккумулятора. Продлите жизнь АКБ выше гарантийного срока.

Хотя водители используют сегодня необслуживаемые аккумуляторные батареи, замерить уровень электролита в аккумуляторе, или его плотность, никогда не будет лишним. Для этого следует вооружиться стеклянной трубкой с внутренним диаметром 3-5 мм, и обзавестись ареометром.

Измерить уровень

Чтобы измерить уровень электролита в аккумуляторе, надо сорвать упаковочную ленту, если она сохранилась. Выкручивание пробок с каждой банки разрешает получить доступ к электролиту. Стеклянная трубочка погружается в электролит до самого сепаратора, один ее конец закрывается, и тогда извлекаем трубку. Так необходимо проделать с каждой банкой аккумулятора, соответственно, каждый раз необходимо обращать внимание на уровень электролита, который остается в трубке.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Эти показатели не должны быть ниже 10мм.

Измерить плотность

Если же показатели ниже допустимой нормы, следует долить электролит. Но, это еще не все. Электролит бывает разной плотности, и заливать что попало в аккумуляторную батарею не следует. Поэтому надо воспользоваться ареометром и определить плотность электролита в каждой банке батареи. При этом разброс не должен превышать 0,01.

Для южных районов России нормальной считается плотность, если она не ниже 1,25 единиц, а для северных, где морозы покрепче, а лето прохладней – 1,29. Жители средней полосы могут взять за норму среднеарифметическое значение – 1,27 единиц.

В зависимости от показаний ареометра добавляем электролит. Допустим, значение плотности находится на уровне 1,18 единиц, и аккумуляторная батарея эксплуатируется в средней полосе России. Вполне достаточно будет взять электролит плотностью 1,29, и долить его в банку до получения нужной плотности.

Долить электролит

Для того, чтобы уровень электролита в аккумуляторе довести до нормы, и сохранить нужную плотность, сначала, с помощью груши отбираем с банки рабочий электролит плотностью меньше.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Потом заливаем в банку свежий электролит в объеме, равном половине объема изъятого. После этого проверяем плотность ареометром.

При недостаточном значении снова доливаем свежий электролит в объеме четверти изъятого с банки изначально. Если же значение нормализовалось – доливаем нормальный электролит плотностью 1,27. Приготовить его можно самостоятельно, смешивая свежий и рабочий электролит.

Алгоритм добавления свежего электролита прост: при каждом последующем шаге, уменьшать его количество вдвое, чтобы не получить слишком плотный раствор. Если же такое по каким-либо причинам произошло, то желательно иметь под рукой дистиллированную воду, чтобы исправить ситуацию. Кроме дистиллированной, никакой иной воды в аккумулятор доливать нельзя, чтобы не допустить замыкания пластин. После всего, снова проверяем, сколько электролита в аккумуляторе.

Замерз электролит в аккумуляторе: что делать чтобы разморозить

Подготовка автомобиля к наступлению холодов предполагает целый ряд процедур, которые направлены на обеспечение нормальной функциональности всех узлов и агрегатов в условиях низких температур.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Как правило, водители заливают в двигатель моторное масло с меньшей вязкостью для уверенного запуска ДВС, меняют фильтры топлива, масла и воздуха, проверяют качество антифриза и тосола в системе охлаждения, устанавливают новые свечи зажигания, диагностируют высоковольтные бронепровода, заряжают АКБ и т.п.

Что касается аккумулятора, кроме зарядки данный элемент перед зимой требует отдельного повышенного внимания. Причина заключается в том, что с похолоданием многие водители сталкиваются с проблемой, когда в аккумуляторе замерз электролит. Более того,  даже покупка «свежей» АКБ не дает полной уверенности.

Дело в том, что были отмечены случаи, когда замерз электролит в новом аккумуляторе. При визуальном осмотре новой или бывшей в использовании АКБ в подобной ситуации хорошо видно, что стенки батареи заметно вздуваются, а также полностью пропадает электропитание в бортовой сети.

Далее мы поговорим о том, что делать, если замерз электролит в аккумуляторе, возможно ли вернуть работоспособность батарее, что способствует замерзанию электролита и как с этим бороться.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Также мы дадим несколько полезных советов, которые помогут  в дальнейшем избежать распространенных ошибок, которые связаны с эксплуатацией автомобильных аккумуляторных батарей.

Содержание статьи

Почему в аккумуляторе замерз электролит: основные причины

Если одни водители эксплуатируют так называемые необслуживаемые АКБ и меняют их после появления первых признаков старения, по времени или сразу при выходе из строя, другие автолюбители предпочитают обслуживать свой аккумулятор самостоятельно и не спешат с ним расстаться.

Вполне очевидно, что возможность обслужить АКБ в некоторых случаях дает определенные преимущества. Чаще всего именно владельцы обслуживаемых батарей интересуются, при какой температуре замерзает электролит в аккумуляторе, а также как предотвратить такое замерзание.

Сразу отметим, что дать точный ответ на поставленный вопрос довольно затруднительно применительно к практической эксплуатации. Как правило, усредненный температурный режим использования аккумулятора в автомобиле  находится в рамках от — 45 до + 65 градусов по Цельсию.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

В тех регионах, где температура зимой опускается ниже, необходимо дополнительно повышать плотность электролита. Это делается путем добавления в «банки» АКБ дополнительного количества кислоты. Для лучшего понимания, давайте взглянем на сводную таблицу.

Как видно, таблица замерзания электролита в аккумуляторе наглядно демонстрирует зависимость порога замерзания от плотности электролита. При этом нужно также учитывать тот факт, что в процессе эксплуатации батарея подвержена саморазряду.

Во время самостоятельного разряда в аккумуляторе протекает процесс электролитической диссоциации. Если не вдаваться в подробности, при таком процессе серная кислота оказывает определенное воздействие на свинец в пластинах АКБ. Результатом такого воздействия становится реакция,  во время которой происходит активное выделение углекислого газа и сульфата аммония.

Если проще, в АКБ уменьшается количество кислоты и увеличивается содержание  воды. Именно вода в аккумуляторе склонна к замерзанию, то есть снижение плотности электролита приводит к увеличению порога замерзания.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Получается, если батарея замерзла, тогда или произошел сильный разряд, или же плотность электролита снизилась.

Если электролит в АКБ замерз: как разморозить и зарядить автомобильный аккумулятор

Прежде всего, понадобиться произвести тщательный осмотр корпуса батареи. Это можно сделать прямо на машине. Не допускается наличие трещин и других дефектов. Также рекомендуется просветить корпус фонариком, так как образование льда внутри АКБ приводит не только к разлому пластмассовых наружных стенок, но и повреждениям внутренних перестенков.

  • Если никаких повреждений не обнаружено, тогда батарею можно снять с автомашины, после чего следует перенести ее в отапливаемое помещение. Рекомендуется поставить батарею в пластиковую/металлическую емкость, в крайнем случае, можно подложить под АКБ полиэтиленовую пленку или использовать другое непромокаемое покрытие. Далее батарею оставляют на некоторое время.

Обратите внимание, запрещено заряжать аккумулятор до того момента, пока внутри будет лед, а также пока  общая температура электролита не повысится до положительного (плюсового) значения.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Игнорирование данного правила может привести к замыканию при попытках зарядки промерзшей АКБ.

  • После того, как батарея полностью разморозится, следует произвести повторный осмотр на наличие течей. Именно по этой причине выше рекомендовалось поставить АКБ в емкость или подложить под аккумулятор пленку. Дело в том, что вытекание кислотосодержащего электролита может привести к порче напольного покрытия и других предметов, ожогам в результате попадания на кожу и т.п.

Итак, если вздувшиеся стенки после разморозки пришли в нормальное состояние, тогда внимательно осматриваем батарею. Достаточно часто утечки происходят через микротрещины, которые становятся заметными уже после размораживания. Обнаружение потеков или следов жидкости на корпусе батареи является поводом к тому, чтобы произвести дополнительную проверку.

Иногда это может оказаться не электролит, а просто вода или другие технические жидкости, которые ранее попали на АКБ снаружи в подкапотном пространстве.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Также многие ошибочно принимают вытекающий электролит за конденсат, который образуется при размораживании.

Для точного определения можно воспользоваться специальным индикатором (продаются в специализированных магазинах). Если бумага индикатора после контакта с жидкостью на корпусе АКБ покраснела, тогда очевидны утечки кислоты. Другими словами, образование льда привело к повреждениям корпуса, после чего происходит утечка электролита, в составе которого находится кислота.

Отсутствие реакции индикатора будет свидетельствовать о том, что на корпусе действитльно собрался конеднсат или ранее попала вода/технические жидкости, но электролит не вытекает изнутри.

  • Если утечки незначительные и сам источник точно обнаружен, тогда можно пойти двумя путями: сразу поменять аккумулятор на новый или попытаться его отремонтировать. Под ремонтом следует понимать полный слив электролита, после чего производят пайку корпуса при помощи паяльника.

Добавим, что шансы избавиться от трещины не велики, так как эффективно устранить дефект можно только в том случае, когда трещина находится сбоку и затрагивает только одну «банку».Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Если же растрескивание корпуса произошло в нижней части или в углах, тогда высока вероятность того, что после ремонта АКБ  снова потечет.

При этом важно понимать, что вытекание электролита в ряде случаев быстро приводит в негодность элементы кузова автомобиля под капотом в местах установки батареи, после чего требуется дорогостоящий кузовной ремонт. По этой причине эксплуатировать даже незначительно подтекающий аккумулятор крайне не рекомендуется.

  • Только убедившись в том, что  АКБ не имеет повреждений, можно переходить к зарядке. Что касается выставления тока заряда на зарядном устройстве (ЗУ), необходимо придерживаться показателя 1/10 в А.ч. от той емкости, которая является номинальной для конкретной батареи.

В этом случае АКБ будет заряжаться около 10 часов. Данный способ является самым простым. При этом оптимальными условиями для заряда можно считать подачу на батарею разных токов. На начальном этапе зарядка производится импульсными высокими токами, что позволяет эффективно заряжать аккумулятор с учетом процесса сульфатации пластин.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

После этого основное накопление заряда происходит при подаче пониженных токов. Завершающим этапом становится дозарядка низкими прерывающимися токами, что позволяет накопить максимум заряда и восстановить пластины. Возможность такой зарядки зачастую определяется функционалом зарядного устройства. Лучшим решением является использование автоматического ЗУ.

В любом случае, основной задачей (независимо от возможностей устройства и выбранного способа) является максимально полный заряд аккумулятора. Далее необходимо проверить плотность электролита, а также его прозрачность. Для измерения плотности используется ареометр. Прозрачность оценивается визуально. Если заметно, что электролит мутный, тогда это укажет на осыпание пластин.

  • Полностью заряженную батарею с прозрачным электролитом можно будет установить на автомобиль для дальнейшей эксплуатации. Если же электролит помутнел, тогда такой аккумулятор лучше заменить. Дело в том, что заливка свежего электролита и повышение его плотности все равно не позволит обеспечить АКБ нормальную работоспособность, так как происходит потеря емкости, батарея не выдаст нужного пускового тока.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Советы и рекомендации

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что в большинстве случаев главной причиной замерзания электролита в АКБ является его недозаряд. Также важно следить за тем, чтобы в процессе зарядки батареи от ЗУ не происходило перезаряда батареи.

Как правило, на автомобиле замерзает разряженный аккумулятор. Ускоренный разряд АКБ происходит как по естественным причинам (похолодание), так и в результате растущих нагрузок в зимний период. В это время двигатель труднее заводится от стартера (масло вязнет в картере, топливо хуже испаряется), активно используются различные подогревы стекол и сидений, дольше работают фары, габариты и т.д.

При этом зимой поездки могут быть короткими, то есть АКБ попросту не успевает восстановить потраченный заряд от генератора. Чтобы не произошло сильного разряда батареи, требуется следить за плотностью электролита. Проверять плотность нужно в каждой «банке» по отдельности. Параллельно необходимо проверять и  эффективность работы генератора.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Для этого нужно замерять напряжение, которые генератор выдает на АКБ, следить за нормальной работой реле-регулятора и т.д. Если  были обнаружены причины, по которым происходит недозаряд, их необходимо устранить, после чего также производится полная зарядка АКБ при помощи ЗУ.

Если температуры в регионе сильно упали, тогда для предотвращения саморазряда аккумулятора бывает достаточно снять АКБ, после чего на время ночной стоянки батарея переносится в отапливаемое помещение. Когда такой возможности нет, батарею оставляют на машине, при этом производится отключение массы.

Единственное, нужно учитывать, что после отключения питания во многих случаях происходит  полное обесточивание автомобильной охранной сигнализации.

Что в итоге

  • Как видно, нормально заряженный аккумулятор с приемлемой плотностью электролита не замерзает даже при сильных морозах.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры
  • При этом замерзание электролита в аккумуляторе не всегда означает, что АКБ полностью вышла из строя.
  • Для обслуживаемых аккумуляторов имеется возможность повысить плотность водно-кислотного раствора или полностью его заменить, после чего поднять заряд до максимума.
  • Во время зарядки необходимо правильно заряжать аккумулятор от ЗУ, чтобы избежать его недозаряда или слишком сильной перезарядки.
  • Для дополнительной защиты, а также в целях улучшения запуска ДВС после зимней стоянки, можно дополнительно использовать специальные обогреватели аккумуляторов (термокейсы).

Читайте также

ПРОВЕРКА ПЛОТНОСТИ ЭЛЕКТРОЛИТА. ДЕНСИМЕТР | АвтоэлектрикА

Одним из важнейших параметров электролита является его плотность.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Плотность электролита в аккумуляторе проверяется денсиметром при температуре +25°С. В случае, если температура отличается от требуемой, в показания денсиметра вносятся поправки в соответствии с приведенной таблицей.

Таблица поправок плотности электролита в зависимости от температуры

Таблица поправок плотности электролита в зависимости от температуры

В период эксплуатации аккумулятора плотность электролита непрерывно изменяется. Существует обратимое изменение плотности – нормальный интервал заряда и разряда батареи. Для новой и исправной АКБ нормальный интервал изменения плотности электролита (полный разряд – полный заряд) составляет 0,15-0,16 .

Существуют также необратимые изменения плотности, например, при испарении воды во время кипения электролита. При этом его плотность увеличивается.

Высокая плотность электролита приводит к снижению срока службы аккумуляторной батареи. Низкая плотность электролита в аккумуляторе приводит к снижению напряжения, затрудненному пуску двигателя.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Ниже приведена таблица рекомендуемой плотности электролита для климатической зоны, в которой эксплуатируется АКБ.

Рекомендуемая плотность электролита в зависимости от климатической зоны

Рекомендуемая плотность электролита в зависимости от климатической зоны

прибор для измерения плотности электролита — денсиметр

прибор для измерения плотности электролита — денсиметр

Плотность электролита измеряется специальным прибором – денсиметром. Он состоит из ареометра 1, резиновой груши 2, стеклянной трубки 3 и наконечника 4.

Наконечник 4 погружается в электролит через заливное отверстие в корпусе аккумулятора и с помощью резиновой груши часть электролита засасывается внутрь стеклянной трубки. При этом ареометр (поплавок) должен всплыть в корпусе трубки, не касаясь ее стенок. После прекращения колебаний ареометра производится отсчет показаний по шкале вдоль линии жидкости. Взгляд наблюдателя должен находиться на уровне поверхности.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Определение уровня плотности электролита по денсиметру

Определение уровня плотности электролита по денсиметру

Для средней полосы России (Москва, Казань и т.д.) плотность электролита должна находиться на уровне 1,25-1,27 . Проверка плотности производится в каждом отсеке АКБ отдельно, разница между показаниями не должна превышать 0,01 . Низкая плотность электролита зимой создает опасность его замерзания.

плотность электролита в аккумуляторе 1200

В разряженном, на 25%

В полностью заряженном аккумуляторе

Плотность электролита при 15°

Таблица 10а. Зависимость плотности электролита от степени разряженности аккумулятора

Примечание. В таблице 10 указана плотность электролита при 15°. При других температурах в показания ареометра вносится температурная поправка, соответствующая изменению плотности на 0,0008 на каждый градус температуры. При температуре выше 15° поправка прибавляется к показанию ареометра, а при температуре ниже 15° вычитается.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Комбинированные

Районы с зимней температурой до -35°

Районы с зимней температурой ниже -35°

Материал сепараторов

Таблица 10. Плотность электролита у полностью заряженных аккумуляторов при 15°

При переводе трактора на зимнюю эксплуатацию плотность электролита повышают в соответствии с данными таблицы 11. Для этого резиновой грушей отбирают из аккумуляторов часть электролита и добавляют нужное количество электролита с плотностью 1,400. Плотность   электролита   в   аккумуляторах проверяется не раньше чем через 30 минут  после доливки, когда он полностью перемешается. Доливать дистиллированную воду в батареи следует при работающем двигателе или в теплом помещении. Рекомендуется утеплять батареи войлоком или сукном, а в случае длительной стоянки при температуре ниже —15° хранить в теплом помещении. При нулевой температуре следует проверять вентиляционные отверстия, так как в них может образоваться лед.

Температура замерзания электролита в зависимости от его плотности приведена в таблице 11.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

В зимнее время необходимо поддерживать батарею в состоянии полной зарядки, чтобы электролит не замерзал. С этой целью нужно тщательно следить за работой и .

Ориентировочно о степени разряженности аккумуляторов можно судить по величине напряжения, измеряемого под нагрузкой. Для этой цели используют нагрузочную вилку (рис. 81), которую прижимают к выводным штырям лишь одного . Нагрузочная вилка включается не больше чем на 5 секунд. Не допускается одновременное присоединение контактных стержней вилки к обеим клеммам батареи, так как это приводит к порче вольтметра. Аккумулятор считается заряженным на 100%, если под нагрузкой в течение 5 секунд устойчиво держится напряжение 1,7—1,8 ву и полностью разряженным, если напряжение равно 1,3—1,4 в и в процессе измерения быстро падает. Категорически запрещается проверять степень заряженности батареи коротким замыканием (на искру).

Батарея, разряженная более чем па 25% зимой и более чем па 50% летом, снимается с трактора и отправляется па зарядную станцию.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

По мере разрядки плотность электролита уменьшается (табл. 10а).

Степень разряженности аккумулятора определяют, измеряя плотность электролита ареометром (рис. 80). Для этого необходимо знать первоначальную плотность электролита в батарее, выпущенной с зарядной станции. Она зависит от температуры окружающего воздуха и материала сепараторов. Значения плотности электролита у полностью заряженных аккумуляторов приведены в таблице 10.

Проверка степени разряженности аккумуляторов

Советы по ремонту и эксплуатации трактора

Проверка степени разряженности аккумуляторов в дизельных тракторах

Плотность электролита в аккумуляторе — зимой и летом: таблица


Многим этот вопрос кажется простым, а ответ очевидным. Слить электролит с низкой плотностью и залить с более высокой. Или слить только часть, а вместо неё добавить концентрированный раствор. Но перед тем как это делать, стоит задуматься, а надо ли? Такой подход требуется в единичных случаях.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Есть ещё один более правильный вариант – это поднятие плотности электролита с помощью зарядки. Чаще всего именно так и следует повышать плотность. В этой заметке речь пойдёт о том, как правильно поднять плотность электролита, зарядкой или заменой. Рассмотрим, что более уместно в той или иной ситуации.

А какая плотность нормальная?

Как известно, электролит в свинцово-кислотном аккумуляторе является раствором серной кислоты (h3SO4) в воде (используется дистиллированная вода без примесей). В рамках этого материала мы не будет рассказывать о сортах серной кислоты, её плотности и т. п. Если интересно, можете прочитать это в отдельном материале про электролит.


Плотность электролита полностью заряженного аккумулятора должна быть на отметке 1,27 гр/см3. Обычно в разных банках она лежит в интервале 1,25─1,27 гр/см3. При этом ЭДС на выводах аккумуляторной батареи 12,6─12,9 вольта. В таблице ниже можно посмотреть зависимость плотности, напряжения, степени заряженности и температуры замерзания электролита.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)Степень заряда АКБ, %Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1,1111,78,40-7
1,1211,768,546-8
1,1311,828,6812,56-9
1,1411,888,8419-11
1,1511,94925-13
1,16129,1431-14
1,1712,069,337,5-16
1,1812,129,4644-18
1,1912,189,650-24
1,212,249,7456-27
1,2112,39,962,5-32
1,2212,3610,0669-37
1,2312,4210,275-42
1,2412,4810,3481-46
1,2512,5410,587,5-50
1,2612,610,6694-55
1,2712,6610,8100-60
Плотность электролита, г/см.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры куб. (+15 гр. Цельсия)Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)Степень заряда АКБ, %Температура замерзания электролита, гр. Цельсия

Падение плотности ниже 1,15 гр/см3 (ЭДС ниже 12 В) рекомендуется не допускать. Это приводит к необратимым последствиям для аккумулятора. Если автомобиль эксплуатируется в холодном климате, то плотность допускается увеличивать до 1,29─1,3 гр/см3. От себя могу добавить, что в последнее время часто встречаю новые аккумуляторы типа Ca/Ca, у которых электролит в заряженном состоянии (ЭДС > 12,6 В) имеет плотность 1,24─1,25 гр/см3. Об таких фактах можно найти немало отзывов в сети. С чем это связано? Мне кажется, причина может быть только в сульфатации во время хранения.

А нужно ли поднимать плотность?

Если коротко, то далеко не всех случаях требуется повышение плотности. Точнее не требуется её повышение неестественными способами. Чтобы пояснить мысль, нужно обратиться к процессам, происходящим в свинцово-кислотной электрохимической системе.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Аккумуляторная батарея состоит из наборов положительных и отрицательных электродов, погруженных в раствор серной кислоты. Чтобы исключить замыкание, электроды помещены в изолирующие конверт-сепараторы. Электрод состоит из решётки и обмазки.

Решётки изготавливаются по различным технологиям из разных сплавов и это тема отдельного разговора. А в качестве обмазки на отрицательных электродах присутствует порошкообразный свинец (Pb), а на положительных – паста диоксида свинца (PbO2). Последний имеет красно-коричневый цвет.

В процессе разряда АКБ на электродах протекают следующие реакции при непосредственном участии электролита. Положительный электрод (анод)

PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e— => PbSO4 + 2h3O

Отрицательный электрод (катод)

Pb + SO42- — 2e— => PbSO4

Общая реакция в электрохимической системе описывается уравнением

Pb + 2h3SO4 + PbO2 => 2PbSO4 + 2h3O

Как видите, в процессе разряда серная кислота из электролита взаимодействует как с диоксидом свинца на аноде и металлическим свинцом на катоде с образованием сульфата свинца (PbSO4) и воды (h3O).Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Ток течёт от анода к катоду. В результате реакции постепенно падает плотность электролита. Обычно нижний предел 1,1─1,15 гр/см3. К этому моменту поры обмазки забиваются сульфатом свинца и реакция сходит на нет. Напряжение на выводах к этому моменту падает до 12 вольт и ниже.

При заряде указанные реакции идут в обратном направлении. То есть, сульфат свинца растворяется с расходом воды и образованием Pb, PbO2 и серной кислоты. Концентрация электролита растёт и плотность увеличивается.

К чему все это было сказано? Дело в том, что плотность электролита должна повышаться «естественным путём» в результате зарядки. Если к моменту окончания заряда плотность не достигла 1,27 гр/см3, то причина проблемы не электролит, а система в целом. Конечно, это условии, что зарядное устройство (ЗУ) работает исправно и плотность вы измеряете исправным ареометром.

Итак, в чём причина пониженной плотности к моменту окончания заряда? Это процесс сульфатации, подробнее о котором можно прочитать здесь.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Постепенно в процессе эксплуатации часть PbSO4 не растворяется до конца во время зарядки и накапливается на активной массе электродов. Это значит (см. реакции выше), что процессы при зарядке прошли не до конца. Поскольку растворился не весь сульфат свинца, то восстановилась не вся серная кислота и осталось больше воды. Результат – концентрация электролита меньше, как и его плотность.

Отсюда вывод. Чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе, нужно в первую очередь заниматься десульфатацией и максимально полной зарядкой АКБ. Если пониженная плотность вызвана сульфатацией, то не следует повышать её увеличением концентрации электролита. Это только усугубит ситуацию.

Даже если плотность ниже 1,27 гр/см3, все вещества остаются в электрохимической системе. Если вы искусственно увеличиваете плотность электролита, то равновесие нарушается и концентрация PbSO4 будет ещё больше. При разряде из электролита выделится сульфат свинца, который уже точно не растворится при заряде, поскольку теперь он в избытке.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры А плотность по окончании заряда снова будет ниже нормы. И так далее.

Что делать? Никому не навязываю своё мнение, но, мне кажется замена электролита (или изменение его плотности «вручную») для увеличения плотности уместна в следующих случаях.

  • Перелили воды или она попала туда в результате ЧП. В результате этого снизилась плотность.
  • Нужно повысить плотность электролита для использования в холодном климате.

Я менял электролит в АКБ только один раз из-за непредвиденной ситуации. Заряжал его как-то даче рядом с домом под открытым небом. Зарядил, отключил, но пробки закрывать не стал, чтобы газы вышли он отстоялся немного. Занялся другими делами и забыл про него. Пошёл ливень и все залило с верхом. Пришлось выбирать оттуда старый и заливать новый покупной электролит с нормальной плотностью. Если же просто упала плотность в результате эксплуатации, это не повод увеличивать его концентрацию.

Контроль состояния батареи

Важно контролировать основные показатели автомобильного аккумулятора на момент его эксплуатации.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Это связано с тем, что при небольшом их изменении есть возможность провести восстановление конструкции. Контроль количества электролита в аккумуляторе проводится следующим образом:

  1. Некоторые автомобильные батареи имеют нанесенную шкалу, которая позволяет быстро определить уровень жидкости в корпусе.
  2. Простой способ определения емкости предусматривает использование стеклянную трубку. Для начала проводится откручивание всех пробок банок, после чего трубка погружается в конструкцию. Рекомендуемый уровень активного вещества составляет 10−12 мм.

Рекомендуем: Описание серии автомобильных аккумуляторов Веста (Westa)

При незначительном падении электролита восполнить уровень можно путем добавления дистиллированной воды. Рекомендуется ее приобретать в аптеке, так как в обычном магазине часто под видом дистиллированной воды продается обычная. Не рекомендуется восполнять уровень выше требуемого, так как это приводит к повышению давления и разрушению основных конструктивных элементов.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Отдельное внимание нужно уделить необслуживаемым аккумуляторам. У них сниженный показатель расхода воды, крышка имеет систему рециркуляции электролита. Однако существенно продлить срок службы конструкции можно за счет восполнения уровня жидкости путем ее добавления.

Плотность также является важным показателем, который измерить достаточно сложно. Для определения плотности применяется ареометр, который представлен сочетанием запаянной стеклянной трубки с дробью и ртутью. Определить требуемый параметр можно за счет градуированной шкалы.

Измерения плотности проводится следующим образом:

  1. Для начала следует снять верхнюю крышку, после чего будет получен доступ к пробкам. После этого снимаются все пробки каждой банки.
  2. Применяемый инструмент следует опустить в банку и набрать электролит. При этом нельзя смешивать или взбалтывать конструкцию.
  3. После этого инструмент вынимается и можно определить показатель плотности по нанесенной шкале.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры
  4. Некоторые ареометры имеют значение с надписями «полный заряд», «половина» или «разряженное состояние».

Проводить тестирование источника питания рекомендуется периодически или при возникновении проблем со стартом двигателя или движение при включении большого количества потребителей. При определении низкого уровня электролита или изменении плотности нужно восстановить состояние источника питания.

Как повысить плотность электролита в Pb аккумуляторе?

Итак, вы всё же решили поднять плотность раствора в аккумуляторной батарее. Как это сделать? Вам потребуется электролит (продаётся в автомобильных магазинах с плотностью 1,27─1,29 гр/см3), ёмкость для откачиваемого электролита, резиновая «груша», длинная гибкая трубка из материала стойкого к серной кислоте, пластиковая воронка (удобно заливать электролит обратно в банки), зарядное устройство.

Внимание! Электролит является едким веществом! При попадании на кожу и слизистые вызывает сильный химический ожог! Поэтому при работе обязательно используйте очки для защиты глаз, а также резиновые перчатки для защиты рук.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Если будете разводить концентрированную кислоту, помните, что нужно наливать кислоту в воду, а не наоборот. При падании электролита на кожу или слизистые нужно обратиться в больницу.

Процесс выглядит примерно так.

  • Зарядили аккумулятор по максимуму.
  • Выбрали старый электролит. Именно так, выбрали, откачали и т. п. С помощью гибкой трубки из материала, стойкого к кислоте и обычной резиновой «груши». Не допускается переворачивать АКБ для слива. В этом случае осыпавшиеся частицы со дна могут замкнуть пластины. Или электроды деформируются, порвут сепаратор и будет замыкание. В случае замыкания банки аккумулятор можно смело идти сдавать в приёмку.
  • Затем заливаете покупной или самостоятельно приготовленный электролит с плотностью 1,27─1,29 гр/см3.
  • Даёте отстояться немного. При необходимости заряжаете.

Это если нужна полная замена электролита, когда он испорчен. Если же нужно увеличить концентрацию, то можно частично отобрать электролит из банок.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Я для этого использую колбу от старого ареометра. Поплавок давно разбился, а колбу я оставил и использую вместо «груши».

Затем в банки заливаете такое же по объёму количество раствора более высокой концентрации. Можно использовать аккумуляторную кислоту (92─94%) плотностью 1,835 гр/см3. После этого можно поставить АКБ на зарядку для выравнивания концентрации. Не нужно трясти и бултыхать батарею для перемешивания. Иначе могут быть те же последствия, что и при переворачивании.

Коррекция плотности электролита

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

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

Причины снижения плотности электролита

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

Температурная и концентрационная зависимость ионно-транспортных свойств полиэтиленоксидных электролитов

https://doi.org/10.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 1016/j.ssi.2021.115751Get rights and content

Highlights

Электрохимическая характеристика как функция температуры и концентрации.

Отрицательные значения катионного числа переноса при всех измеренных температурах.

Моделирование градиентов концентрации при различных температурах и концентрациях.

Abstract

Несмотря на то, что батареи работают при разных температурах в зависимости от их использования и состояния заряда, было проделано мало работы для понимания влияния температуры на ионно-транспортные свойства электролита. Температурная зависимость этих свойств важна для прогнозирования того, как производительность батареи изменится в зависимости от температуры, а также для получения фундаментального понимания основ переноса ионов в этих электролитах.В данной работе мы проводим первое исследование влияния температуры на ионную проводимость, коэффициент диффузии соли, число переноса и термодинамический фактор модельного полимерного электролита: соли бис(трифторметансульфонил)имида лития (LiTFSI), растворенной в полиэтиленоксиде.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры ) (ПЭО). Эти свойства были измерены при 70, 90 и 110 °C. Как и ожидалось, мы видим монотонное увеличение проводимости и диффузии с повышением температуры. Кроме того, были получены монотонные зависимости от температуры для числа переноса и термодинамического фактора.Предполагается, что концентрационная поляризация уменьшается с повышением температуры из-за более быстрого переноса ионов. Мы используем теорию концентрированных растворов для прогнозирования концентрационной поляризации в симметричных ячейках литий-ПЭО/LiTFSI-литий и, таким образом, количественно оцениваем влияние температуры на концентрационную поляризацию.

Ключевые слова

Полимерный электролит

Температурная зависимость

Ионные батареи

. Авторы.Опубликовано Elsevier BV

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

(a) Температурная зависимость плотности (a) и вязкости (b) данные для…

Контекст 1

… D r , F r и T — плотность при 0 К (г см ), коэффициент объемного расширения (г см À 3 К À 1 ) и температура (К) соответственно.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Это уравнение позволяет выразить плотность электролитов как функцию температуры, а настройка позволила вычислить соответствующие параметры D r и F r (обобщенные в таблице 2).Оба параметра следуют той же тенденции, что и в случае значений плотности, причем C1 имеет самые высокие значения, что означает, что бинарный электролит имеет более плотную структуру. Для всех исследованных систем была получена сильная линейная зависимость от температуры, как показано на рис. 1. 39 Электролит С1 — единственная система, демонстрирующая наибольшее отклонение среди результатов как плотности, так и вязкости. Это может быть связано с твердой природой ионной жидкости EMII, которая становится жидкой при смешивании с нейодидной ионной жидкостью в жидком состоянии или при нагревании.Вязкость ИЖ связана со способностью составляющих ее частиц двигаться в ответ на приложенную силу. Значения вязкости h были рассчитаны с использованием уравнения Фогеля – Таммана – Фулхера (VTF) и модифицированного уравнения Фогеля – Таммана – Фулхера (модифицированного VTF).Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Наиболее часто используемым уравнением для корреляции изменения вязкости с температурой является закон типа Аррениуса, но согласно Seddon et al. 40 закон Аррениуса обычно применим, когда катион обладает лишь ограниченной симметрией.Если это не так, рекомендуется использовать уравнение Фогеля – Таммана – Фулчера (VTF) и модифицированное уравнение Фогеля – Таммана – Фулчера. 40 Модифицированное уравнение VTF можно выразить …

Контекст 2

… E — энергия активации, а T v — температура Фогеля. Температура Фогеля (T v ) соответствует температуре, при которой вязкость бесконечна и течение уже не может происходить (она относительно близка к температуре стеклования). Когда T v стремится к 0, уравнение VTF сводится к простой аррениусовской форме.Из анализа и определения всех параметров наиболее важной особенностью является то, что электролит, соответствующий компоненту [C 1 C 1 im]I в смеси [C n C 1 im]I – EMimDCA, имеет наименьшую энергию активации (табл. 2) лишь с небольшим отличием от [C 2 C 1 im]I.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Эти две системы также имеют одинаковые значения вязкости, самые низкие из всех исследованных систем, что объясняет наивысшую общую эффективность, полученную при включении в солнечные элементы. При повышении температуры тепловое возбуждение и, следовательно, энтропийный вклад в свободную энергию увеличиваются, что делает жидкое состояние более устойчивым, а текучесть — большей.В результате повышение температуры влечет за собой одновременное снижение вязкости (рис. 1). При дальнейшем повышении температуры выше 350 К все электролиты стремятся к одному и тому же значению. Как плотность, так и вязкость новых окислительно-восстановительных электролитов на основе смесей [C n C 1 im]I – EMimDCA показали четкую зависимость от числа атомов углерода в компоненте [C n C 1 im]I, как показано на рис. 1. Как правило, уменьшение алкильной цепи компонента C n C 1 im приводит к чистому увеличению плотности и сопутствующему снижению вязкости соответствующих электролитов на основе [C n C 1 im]I – Смеси EMimDCA (без линейного поведения).Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры EMimDCA IL является отличным растворителем как для твердых, так и для жидких материалов [C n C 1 im]I, давая электролиты низкой плотности и умеренной вязкости, значительно ниже, чем у электролитов на основе [C n C 1 im]TCM – PMII. смеси. 30 Такая относительно низкая вязкость может эффективно смягчить ограничения массопереноса за счет вклада механизма перезарядки типа Гротгуса, 42 влияющего как на коэффициент диффузии трииодида Р DI 3 À Þ, так и на проводимость ( к) электролита.Исследованы электрохимические свойства окислительно-восстановительных электролитов на основе смеси [C n C 1 im]I – EMimDCA с целью определения их проводимости и ионно-диффузионных свойств. Эти параметры, в значительной степени влияющие на эффективное поведение электролитов в сенсибилизированном красителем солнечном элементе, были определены в симметричных элементах типа Pt/электролит/Pt с использованием вольтамперометрии с линейной разверткой (LSV, рис. 2а) и электрохимического импеданса. спектроскопии (ЭИС, рис. 2б), полученные результаты сведены в табл.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 3.Первоначально кажущиеся коэффициенты диффузии (D ап ) токоограничивающих частиц I 3 A оценивались по катодным установившимся токам вольтамперограмм с линейной разверткой по соотношению D ап 1/4 Дж lim l / (2 nFC ), где J lim — предельный ток, l — расстояние между двумя электродами, F — постоянная Фарадея, C — объемная концентрация частиц, ограничивающих диффузию, а n — число электронов, перенесенных в окислительно-восстановительная реакция I 3 À + 2e À / 3I À.43 Коэффициенты диффузии существенно различаются, отображая значения от 3,5 до 10,7 Â 10 7 см 2 с À 1 в зависимости от бинарной смеси ИЖ. Можно было бы ожидать, что при увеличении числа атомов в углеродной цепи ионной жидкости C n mimI коэффициент диффузии I 3 À будет снижаться, так как такое увеличение длины цепи привело бы к увеличению вязкости электролита ионной жидкости. Эта тенденция очевидна при переходе от С3 к С4 и С6. Однако при переходе от электролита С1 к электролиту С2, содержащему ионные жидкости ЭМII и ДМII, находящиеся в твердом состоянии при комнатной температуре, наблюдается заметное увеличение предельного тока J lim и, соответственно, I 3 À коэффициент диффузии.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Этот результат может означать, что при смешивании с EMimDCA и переходе в жидкую фазу EMII менее вязкий, чем DMII, даже несмотря на то, что его алкильная цепь длиннее. Более низкие значения вязкости позволяют электролиту нести повышенное количество заряда, что объясняет более высокие значения плотности тока, полученные при включении электролита C2 в солнечные элементы. Вышеупомянутые смеси не демонстрировали стоксово поведение, по крайней мере, при комнатной температуре, так как значения отношения Эйнштейна – Стокса коэффициентов диффузии I À D À h = T 1/4 k = 6 p r ; смесей не оставались постоянными, как ожидалось, согласно (модифицированному) уравнению Стокса – Эйнштейна: 20 D I 3 À h = T 1/4 k B = 6 p r H ; где k B — постоянная Больцмана, r H — эффективный гидродинамический радиус трииодида.Эти результаты полностью согласуются с аналогичными исследованиями в литературе. Это аномальное транспортное поведение было качественно объяснено механизмом обмена, подобным Гроттуссу, который вносит вклад в физическую ионную диффузию, тем самым увеличивая кажущиеся коэффициенты диффузии окислительно-восстановительных частиц, несмотря на относительно высокую вязкость систем.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры . Наблюдаемая тенденция в коэффициентах диффузии была дополнительно подтверждена путем записи спектров ЭИС на тех же симметричных ячейках. Спектры, состоящие из двух вдавленных полукругов (рис.2б) связывают с переносом заряда на границе Pt/электролит и с диффузией ионов в электролите соответственно. 45 Использовалась электрическая эквивалентная схема типа R s ( C dl [R ct O ]), 46 где R s — последовательное сопротивление, R ct и C dl — сопротивление переноса заряда и емкость двойного слоя на Pt/ интерфейс электролита соответственно, а O — элемент, определяющий комплексное диффузионное сопротивление, выражаемое следующим уравнением: Z Dif ( u ) 1/4 R Dif {[coth( jus ) 1/2 ]/( jus ) 1 /2 } с R Dif 1⁄4 B / Y o и s 1⁄4 B 2 .Все основные параметры, определенные спектральной подгонкой, сведены в табл. 3. Симметричные ячейки, состоящие из пяти разных электролитов, отличаются значениями омического сопротивления, а так как сопротивления двух электродов (и кабелей ) одинаковы для всех систем, эта разница должна отражаться на проводимости электролитов.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Используя простое уравнение k 1/4 1 / r (и r 1/4 R s A / l ), ​​47 где k — удельная проводимость, r — …

Контекст 3

… E — энергия активации, а T v — температура Фогеля. Температура Фогеля (T v ) соответствует температуре, при которой вязкость бесконечна и течение уже не может происходить (она относительно близка к температуре стеклования). Когда T v стремится к 0, уравнение VTF сводится к простой аррениусовской форме. Из анализа и определения всех параметров наиболее важной особенностью является то, что электролит, соответствующий компоненту [C 1 C 1 im]I в смеси [C n C 1 im]I – EMimDCA, имеет наименьшую энергию активации (табл. 2) лишь с небольшим отличием от [C 2 C 1 im]I.Эти две системы также имеют одинаковые значения вязкости, самые низкие из всех исследованных систем, что объясняет наивысшую общую эффективность, полученную при включении в солнечные элементы. При повышении температуры тепловое возбуждение и, следовательно, энтропийный вклад в свободную энергию увеличиваются, что делает жидкое состояние более устойчивым, а текучесть — большей.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры В результате повышение температуры влечет за собой одновременное снижение вязкости (рис. 1). При дальнейшем повышении температуры выше 350 К все электролиты стремятся к одному и тому же значению.Как плотность, так и вязкость новых окислительно-восстановительных электролитов на основе смесей [C n C 1 im]I – EMimDCA показали четкую зависимость от числа атомов углерода в компоненте [C n C 1 im]I, как показано на рис. 1. Как правило, уменьшение алкильной цепи компонента C n C 1 im приводит к чистому увеличению плотности и сопутствующему снижению вязкости соответствующих электролитов на основе [C n C 1 im]I – Смеси EMimDCA (без линейного поведения). EMimDCA IL является отличным растворителем как для твердых, так и для жидких материалов [C n C 1 im]I, давая электролиты низкой плотности и умеренной вязкости, значительно ниже, чем у электролитов на основе [C n C 1 im]TCM – PMII. смеси.30 Такая относительно низкая вязкость может эффективно смягчить ограничения массопереноса за счет вклада механизма перезарядки типа Гротгуса, 42 влияющего как на коэффициент диффузии трииодида Р DI 3 À Þ, так и на проводимость ( к) электролита.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Исследованы электрохимические свойства окислительно-восстановительных электролитов на основе смеси [C n C 1 im]I – EMimDCA с целью определения их проводимости и ионно-диффузионных свойств. Эти параметры, в значительной степени влияющие на эффективное поведение электролитов в сенсибилизированном красителем солнечном элементе, были определены в симметричных элементах типа Pt/электролит/Pt с помощью вольтамперометрии с линейной разверткой (LSV, рис.2а) и спектроскопии электрохимического импеданса (ЭИС, рис. 2б), а полученные результаты сведены в табл. 3. Первоначально кажущиеся коэффициенты диффузии (Dapp) токоограничивающих частиц I 3 À были оценены из катодные установившиеся токи вольтамперограмм линейной развертки согласно соотношению D app 1⁄4 J lim l /(2 nFC ), где J lim — предельный ток, l — расстояние между двумя электродами, F — фарадеевская константа, C — объемная концентрация частиц, ограничивающих диффузию, n — число электронов, перенесенных в окислительно-восстановительной реакции I 3 À + 2e À / 3I À.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 43 Коэффициенты диффузии существенно различаются, отображая значения от 3,5 до 10,7 Â 10 7 см 2 с À 1 в зависимости от бинарной смеси ИЖ. Можно было бы ожидать, что при увеличении числа атомов в углеродной цепи ионной жидкости C n mimI коэффициент диффузии I 3 À будет снижаться, так как такое увеличение длины цепи привело бы к увеличению вязкости электролита ионной жидкости. Эта тенденция очевидна при переходе от С3 к С4 и С6. Однако при переходе от электролита С1 к электролиту С2, содержащему ионные жидкости ЭМII и ДМII, находящиеся в твердом состоянии при комнатной температуре, наблюдается заметное увеличение предельного тока J lim и, соответственно, I 3 À коэффициент диффузии.Этот результат может означать, что при смешивании с EMimDCA и переходе в жидкую фазу EMII менее вязкий, чем DMII, даже несмотря на то, что его алкильная цепь длиннее. Более низкие значения вязкости позволяют электролиту нести повышенное количество заряда, что объясняет более высокие значения плотности тока, полученные при включении электролита C2 в солнечные элементы.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Вышеупомянутые смеси не демонстрировали стоксово поведение, по крайней мере, при комнатной температуре, так как значения отношения Эйнштейна – Стокса коэффициентов диффузии I À D À h = T 1/4 k = 6 p r ; смесей не оставались постоянными, как ожидалось, согласно (модифицированному) уравнению Стокса – Эйнштейна: 20 D I 3 À h = T 1/4 k B = 6 p r H ; где k B — постоянная Больцмана, r H — эффективный гидродинамический радиус трииодида.Эти результаты полностью согласуются с аналогичными исследованиями в литературе. Это аномальное транспортное поведение было качественно объяснено механизмом обмена, подобным Гроттуссу, который вносит вклад в физическую ионную диффузию, тем самым увеличивая кажущиеся коэффициенты диффузии окислительно-восстановительных частиц, несмотря на относительно высокую вязкость систем. . Наблюдаемая тенденция в коэффициентах диффузии была дополнительно подтверждена путем записи спектров ЭИС на тех же симметричных ячейках. Спектры, состоящие из двух вдавленных полукругов (рис.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 2б) связывают с переносом заряда на границе Pt/электролит и с диффузией ионов в электролите соответственно. 45 Использовалась электрическая эквивалентная схема типа R s ( C dl [R ct O ]), 46 где R s — последовательное сопротивление, R ct и C dl — сопротивление переноса заряда и емкость двойного слоя на Pt/ интерфейс электролита соответственно, а O — элемент, определяющий комплексное диффузионное сопротивление, выражаемое следующим уравнением: Z Dif ( u ) 1/4 R Dif {[coth( jus ) 1/2 ]/( jus ) 1 /2 } с R Dif 1⁄4 B / Y o и s 1⁄4 B 2 .Все основные параметры, определенные спектральной подгонкой, сведены в табл. 3. Симметричные ячейки, содержащие пять различных электролитов, различаются по омическим …

Температурная зависимость проводимости электролитов в неводных растворах

‘) var head = document.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры getElementsByTagName(«head»)[0] вар скрипт = документ.создатьЭлемент(«скрипт») script.type = «текст/javascript» script.src = «https://buy.springer.com/assets/js/buybox-bundle-52d08dec1e.js» script.id = «ecommerce-scripts-» ​​+ метка времени head.appendChild (скрипт) var buybox = document.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант-покупки»)).forEach(initCollapsibles) функция initCollapsibles(подписка, индекс) { var toggle = подписка.querySelector(«.Цена-варианта-покупки») подписка.classList.remove(«расширенный») var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки») если (форма) { вар formAction = form.getAttribute(«действие») document.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры querySelector(«#ecommerce-scripts-» ​​+ timestamp).addEventListener(«load», bindModal(form, formAction, timestamp, index), false) } var priceInfo = подписка.селектор запросов(«.Информация о цене») var PurchaseOption = toggle.parentElement если (переключить && форма && priceInfo) { toggle.setAttribute(«роль», «кнопка») toggle.setAttribute(«tabindex», «0») toggle.addEventListener («щелчок», функция (событие) { var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ложный переключать.setAttribute(«расширенная ария», !расширенная) form.hidden = расширенный если (! расширено) { покупкаOption.classList.add(«расширенный») } еще { покупкаOption.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры classList.remove(«расширенный») } priceInfo.hidden = расширенный }, ложный) } } функция bindModal (форма, formAction, метка времени, индекс) { var weHasBrowserSupport = окно.выборка && Array.from функция возврата () { var Buybox = EcommScripts ? EcommScripts.Buybox : ноль var Modal = EcommScripts ? EcommScripts.Modal : ноль if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) { var modalID = «ecomm-modal_» + метка времени + «_» + индекс var modal = новый модальный (modalID) модальный.domEl.addEventListener(«закрыть», закрыть) функция закрыть () { form.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры querySelector(«кнопка[тип=отправить]»).фокус() } вар корзинаURL = «/корзина» var cartModalURL = «/cart?messageOnly=1» форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartURL, cartModalURL) ) var formSubmit = Buybox.перехват формы отправки ( Buybox.fetchFormAction(окно.fetch), Buybox.triggerModalAfterAddToCartSuccess(модальный), функция () { form.removeEventListener («отправить», formSubmit, false) форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartModalURL, cartURL) ) форма.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры представить() } ) form.addEventListener («отправить», formSubmit, ложь) document.body.appendChild(modal.domEl) } } } функция initKeyControls() { document.addEventListener («нажатие клавиши», функция (событие) { если (документ.activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) { если (document.activeElement) { событие.preventDefault() документ.activeElement.click() } } }, ложный) } функция InitialStateOpen() { var buyboxWidth = buybox.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры смещениеШирина ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) { var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки») var form = option.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = option.querySelector(«.Информация о цене») если (buyboxWidth > 480) { переключить.щелчок() } еще { если (индекс === 0) { переключать.щелчок() } еще { toggle.setAttribute («ария-расширенная», «ложь») form.hidden = «скрытый» priceInfo.hidden = «скрытый» } } }) } начальное состояниеОткрыть() если (window.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры buyboxInitialized) вернуть window.buyboxInitialized = истина initKeyControls() })()

Набор экспериментальных данных для смесей электролитов, содержащих фторэтиленкарбонат и бис(трифторметансульфонил)имид лития

Краткий обзор данных.2019 апрель; 23: 103703.

Zhengqi Wang

a Технологический институт Карлсруэ (KIT), Институт прикладных материалов — материалов и процессов (IAM-WK), Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, Germany

b Университет Фрайбурга, факультет микросистемной инженерии (IMTEK), Georges-Köhler-Allee 102, 79110 Фрайбург, Германия Материалы и процессы (IAM-WK), Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, Germany

b Фрайбургский университет, факультет микросистемной инженерии (IMTEK), Georges-Köhler-Allee 102, 79110 Freiburg , Германия

Томас Ханеманн

a Технологический институт Карлсруэ (KIT), Институт прикладных материалов — материалов и процессов (IAM-WK), Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Le Опольдсхафен, Германия

b Университет Фрайбурга, факультет микросистемной инженерии (IMTEK), Georges-Köhler-Allee 102, 79110 Фрайбург, Германия

a Технологический институт Карлсруэ (KIT), Институт прикладных материалов — Материалы и процессов (IAM-WK), Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, Germany

b Фрайбургский университет, факультет микросистемной инженерии (IMTEK), Georges-Köhler-Allee 102, 79110 Freiburg, Германия

Автор, ответственный за переписку: Технологический институт Карлсруэ (KIT), Институт прикладных материалов – материалов и процессов (IAM-WK), Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, Германия.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры [email protected]

Поступила в редакцию 24 декабря 2018 г.; Пересмотрено 16 января 2019 г .; Принято 21 января 2019 г.

Copyright © 2019 The Authors. Опубликовано Elsevier Inc.

Это статья в открытом доступе по лицензии CC BY (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Abstract

Эти данные и анализ подтверждают исследовательскую статью «Трудновоспламеняющиеся электролиты со смесями растворителей на основе фторэтиленкарбоната и бис(трифторметансульфонил)имида лития (LiTFSI) для литий-ионных аккумуляторов» [1].Данные и анализы, представленные здесь, включают аппроксимированные данные для измерений плотности, температурную зависимость плотности и удельного объема смесей, подробные данные измерений вязкости и проводимости, графики плотности тока в зависимости от анодного растворения алюминия, способность смесей к скорости полуэлемента C с добавками, использованными в исследовательской статье, а также изображениями SEM и данными EDX полного элемента с выбранным и контролируемым электролитом.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Технические характеристики Таблица

Химия
более конкретную тему площадью Электрохимия, энергетическое хранение
Тип данных Таблица, текстовый файл, рисунок, уравнение
Как были получены данные Измерения плотности, реологии и электропроводности, вольтамперные профили, измерения циклов ячеек, характеристики РЭМ, профиль элемента EDX
Формат данных, анализ
Экспериментальные факторы Приготовление смесей органических карбонатов (соотношение 1:1 М) и LiTFSI внутри заполненного аргоном перчаточного бокса
аппарат DMA 4500 M от Антона Паар.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры
Проводимость измеряли прибором из RHD tools стандартным методом комплексного импеданса.
Динамическую вязкость измеряли с помощью ротационного реометра (геометрия конус/пластина, 40/1°, зазор 30 мм, Malvern Gemini HR Nano, Вустершир, Великобритания) в диапазоне T = (15–80) °C (скорость сдвига 100 с -1 ).
Анодное растворение алюминия измеряли в ячейках Swagelok.Ячейки были собраны в перчаточном боксе и циклированы в диапазоне 2,5–4,3 В (1 мВ·с -1 ) при 24–26°C.
Испытания элементов проводились в конфигурации «таблетка» с литиевой фольгой, материалом NMC, анодным электродом из углерода и сепаратором из стекловолокна. Измерения проводились на амплификаторе собственного изготовления из КИТ.
Анализы SEM/EDX были выполнены на Zeiss Supra 55 с EDX.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры
Источник источника данных Eggenstein-Leopoldshafen, Германия
Доступность данных Данные с этой статьей
Z.Ван, А. Хофманн, Томас Ханеманн; Трудновоспламеняющиеся электролиты со смесями растворителей на основе фторэтиленкарбоната и бис(трифторметансульфонил)имида лития для литий-ионных аккумуляторов ; Электрохим. Акта; в прессе. [1]

Значение данных

  • • Предоставлены температурно-зависимые данные установки значений плотности.
  • • Данные плотности связаны с удельным объемом смесей.
  • • Данные о вязкости и электропроводности, зависящие от температуры, дают подробное представление о растворителях электролитов, что важно для исследования аккумуляторов.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры
  • • Диаграммы плотности тока поддерживают микроскопический анализ.
  • • Данные испытаний ячеек демонстрируют пригодность добавок VC, LiBOB и LiDFOB.

1. Данные

В этой рукописи данных представлена ​​дополнительная информация о статье [1]. Подробно показаны следующие данные: (1) данные плотности и параметры по уравнению подгонки плотности, зависящей от температуры, (2) зависящий от температуры удельный объем и коэффициенты объемного расширения смесей, полученные из измерений плотности, ( 3) значения вязкости в зависимости от температуры, (4) данные удельной и молярной проводимости, (5) измерения плотности тока в зависимости от времени реакций анодного растворения алюминия, (6) данные полуэлементного цикла (Li||NMC и Li| C) электролита с различными выбранными добавками, (7) изображения SEM и данные анализа EDX для материалов анода после полных циклов ячейки.Все эти данные дополняют измерения и анализы, выполненные в рукописи [1].

1.1. Данные плотности всех электролитов в зависимости от температуры

Данные плотности подгоняются согласно уравнению.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры (1):

где a , b , T — плотность при 0 К, коэффициент объемного расширения (<0, г см -3 К -1 ) и температура ( К) соответственно. Экспериментальные значения плотности, подгоночных параметров и коэффициента корреляции показаны на .

Таблица 1

Температурно-зависимая плотность ρ данные и регулируемые параметры ее уравнения (ρ=a+b∙T) смеси электролитов.

EM-0 EM-2

EM-4

EM-5

Образец EM-1 EM-3 ЭМ-6
ρ , T = 293.15 K, [G CM -3 ] 1.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 30 1.59 1.59 1.52 1.44 1.39 1.33 1.33 1.24
ρ , T = 313,15 K, [G см — 3 ] 1,28 1,56 1,49 1,41 1,37 1,31 1,21
ρ, Т = 333,15 К, [г см -3 ] 1,26 1,53 1,47 1.39 1,35 1,29 1,19
ρ, Т = 353,15 К, [г см -3 ] 1,23 1,50 1,44 1,37 1,32 1,27 1,17
ρ, Т = 298,15 К, [г см -3 ] 1,30 1,58 1,51 1,43 1,39 1,33 1,23
a , [г см -3 ] 1.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 64 1.99 1.99 1.88 1.79 1.73 1.63 1.63 1.57
B , [10 -3 г CM -3 K -1 ] -1.15 -1.15 -1.15 -1,36 -1,25 -1,20 -1,15 -1,00 -1,14
Кор. R 2 , b 1,000 1,000 1,000 1,000 1.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 000 1.000 1.000

1.2. Температурная зависимость удельного объема смесей

Используя значения плотности (при 25 °C), полученные в , удельный объем ( V , см 3 г -1 ) отдельного компонента был рассчитан следующим образом . Относительно препарата обратное значение плотности LiTFSI и LiPF 6 (1,334 и 1,50 г см -3 ) представляет собой удельный объем V соли , равный 0.750 см 3 г -1 и 0,667 см 3 г -1 соответственно. Плотность эквимолярных смесей сокарбонатов можно получить, используя это соотношение: ρ12=ρ1ρ2(M1+M2)/(ρ1M2+ρ2M1), при условии, что изменением объема после смешения сокарбонатов пренебрегают. Поэтому удельный объем V растворителя сокарбонатов также был рассчитан. Объемы 1 кг компонентов (соли и карбонатов) можно просто суммировать, чтобы получить общий объем, V кал (см 3 ) = V соль + V растворитель, 905 изменение объема после растворения не учитывается.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Кроме того, реальный общий объем V exp (см 3 ) 1 кг смеси можно получить, используя измеренные значения плотности.

Таблица 2

Сравнение экспериментальных данных удельного объема V exp смесей электролитов и расчетного удельного объема V кал солей лития и растворителей перед смешиванием.

EM-0 EM-2

EM-4

EM-5

812,74 862,51
Образец EM-1 EM-3 ЭМ-6
ρ , T = 298.15 k, [G см -3 ] A 1.30 1.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 58 1.51 1.51 1.43 1.39 1.33 1.23
V K Exp , T = 298,15 K , [см 3 кг -1 ] 771,37 632,80 662,17 697,82 720,35 752,54
V соль , Т = 298,15 К, [ см 3 ] за 1 кг соль+растворители 78.11 161,41 161,41 161,41 161,41 161,41 161,41
V растворитель , Т = 298,15 К, [см 3 ] про 1 кг соли + растворителей 738,46 521,73 554,52 585,49 606,60 640,56 701,10
V кал = V соль + V растворителя, Т = 298.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15 K, [см 3 ] про 1 кг соли + растворителей 816,57 683,14 715,93 746,90 768,01 801,96
(V кал -V EXP ) / V ) / V CAL , [%] 5.54 7.37 7.57 7.51 6.57 6.21 6.16 6.16 5.77

Дифференциал измеренного конкретного объема D В в температурном интервале d Т выражается соотношением (2):

где В 0 , β , Т – удельный объем (см 4 90 8 3 90 ) при эталонной температуре (здесь комнатная температура), объемном коэффициенте теплового расширения (>0, K -1 ) и температуре (K) соответственно.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Коэффициент объемного температурного расширения β , как показано на рисунке, показывает реакцию объема на изменения температуры и коррелирует с выделением тепла при сжатии/отделении молекул друг от друга и с изменениями координационных структур. При различном строении карбонатов в смесях электролитов наблюдается явное расхождение коэффициентов объемного расширения при данной температуре. β смесей с выбранными линейными карбонатами отличаются от смесей с циклическими карбонатами.Растворитель EM-5 содержит жесткие и сопряженные бензильные группы DBC, которые показали стабильность при тепловом расширении, что приводит к более слабой реакции на тепло. EM-6 содержал гибкие пропильные цепи –CH 2 CH 2 CH 3 DPrC, был более «чувствительным» к повышению температуры и имел большее объемное расширение. Кроме того, коэффициент расширения β также зависел от температуры.

Таблица 3

Температурно-зависимый удельный объем V и среднеобъемный температурный коэффициент расширения β зависимости dV=V0∙β∙dT смесей электролитов.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

EM-0 EM-2

EM-4

EM-5

3 8.99
Образец EM-1 EM-3 EM-6
V 0 , 298,15 К, [см 3 кг -1 ] 771,37 632,80 662,17 697,82 720.35 752,54 812,74
V 1 , 293,15 К, [см 3 кг -1 ] 767,95 630,37 659,55 695,49 717,53 750,05 809,62
V 2 , 313,15 К, [см 3 кг -1 ] 781,82 641,43 670,65 707,40 729,63 761.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 55 824,85
V 3 , 333,15 К, [см 3 кг -1 ] 796,17 652,94 682,10 719,65 742,10 773,34 840,70
V 4 , 353,15 К, [см 3 кг -1 ] 811,06 664,62 693,90 732,29 754,94 785,48 857.23
β 12 , 293.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15-313.15 K, [10 -1 ] 8.94 8.38 8.38 8.53 8.40 7.64 9.37
90 132 β 23 , 313.15-333.15 К, [10 -4 K -1 ] 9,30 9,01 8,64 8,78 8,65 7,83 9,75
β 34 , 333.15-353.15 K, [10 -4 K -1 ] 9.65 9.31 9.31 9.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 92 9.92 9.92 8.92 8.07 10.17

1.3. Значения вязкости смесей электролитов от ЭМ-0 до ЭМ-6

См. .

Таблица 4

Температурно-зависимая вязкость η данные и регулируемые параметры ее уравнения VFT (η=η0exp[B/(T−T0)]) смесей электролитов.

EM-0 EM-2

EM-4

EM-5

34,4 33,1 9053, [K]
Образец EM-1 EM-3 ЭМ-6
η , 288.15 K, [MPA S] 50134 5.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 0 17.7 15.7 15.7 17.0 17.0 62.6 11.3
η , 293.15 K, [MPA S] 4,4 14.6 13,1 13,1 14,2 47,6 9,7
η , 298,15 К, [мПа · с] 3,9 12,3 11,1 11,2 12,0 37,1 8 .4
η , 303.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15 K, [MPA S] 3.5 10.4 9.5 9.5 9.7 10.3 29.7 79.4
η , 308,15 K, [MPA с] 3,2 9,0 8,4 8,5 9,0 24,3 6,5
η , 313,15 К, [мПа · с] 3,0 7,8 7,4 7,5 7.9 20,2 5,8
η , 323,15 К, [мПа · с] 2,6 6,1 5,8 5,9 6,2 14,4 4,7
η , 333.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15 K, [MPA s] 2.3 4.9 4.9 4.7 4,8 5.0
η , 393,15 K, [MPA S] 2.0 3.5 3.3 3,5 3,6 7,5 2,9
η , 353,15 К, [мПа · с] 1,9 2,9 2,7 3,0 2,9 5,9 2,5
η 0 , [10 -2 мПа с] 47,97 19,41 22,9 29,3 18,9
Β, [К ] 205.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 9 512,0 485,0 392,4 431,5 474,7 528,7
Т 0 , [K] 200,4 174,7 173,3 185,5 181,9 197.6 158.9
T г г -T -T 0 , [K] 5.0 11.5 11.8 — 5.7 -4.1 7.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 3 7.3
D = B / T 0 1.0 2,9 2,8 2.1 2,4 2,4 3.3 3 9
Cor. R 2 , A 0.995 0,999 0,999 0,999 0,999 0,999 0.999 0,999
E A, η , [KJ Mol -1 ] б 12.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 2 23,3 22,3 21,2 22,5 30,3 19,9
9028,5 Данные электропроводности смесей электролитов

См. .

Таблица 5

Температурно-зависимая удельная электропроводность κ , молярная электропроводность Λ (Λ=κ∙M/ρ) данные и регулируемые параметры ее уравнения VFT (κ=κ0exp[C/(T−T1) ] и Λ=Λ0exp[C´/(T−T2)]) смесей электролитов.

EM-0 EM-2

EM-4

EM-5

κ 0 , [S CM 2 ]
3 203,7
-401,6 1000 б 19,8 18,6 67,7 -401,9 12.5
Образец EM-1 EM-3 ЭМ-6
κ , 273.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15 к, [MS CM -1 ] 7.1 1,4 1.4 2.0 2.0 1.8 1.4 0,1 1.4
κ , 293.15 K. [MS CM -1 10.7 2.9 2.0 4.0 3.5 3.5 2.8 0,4 2,9
λ , 293.15 K. [S CM 2 Mol -1 ] 10.6 2,4 3,5 3.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 3 2 2.7 0,4 2 2
κ , 313.15 K. [MS CM -1 ] 15.0 5.1 6.8 5.9 4,8 0,9 3.8
λ , 313.15 K. [S CM 2 MOL -1 ] 15.2 4.3 6.0 5.6 4,7 0,9 4,1
κ , 333.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15 K. [MS CM -1 ] 19.5 19.5 9.5 9.5 9.6 8.6 7.2 7.2 1.5 5.2
λ , 333.15 K. [S CM 2 Mol -1 ] -1 ] 20.1 6.5 8.5 8.0 8.3 7.1 7.1 1,8 5.8
κ , 35.15 K. [MS CM -1 ] 24.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 1 10.1 12.9 11.4 9.7 2 2.2 6.7 6.7
λ , 393.15 K. [S CM 2 Mol -1 ] 25.3 9.0 11.9 11.1 9.7 9.7 2.3 70134 70134
203.7 100.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 4 101.2 101.2 106.5 102.2 22,0 56.0
С, [К] -467,9 -393,3 -345,4 -391,6 -413,2 -335,0
Τ 1 , [K] 133.9 181.6 185,7 177,7 177,7 177,8 207,8 207,8 164.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 3
Cor. Р 2 . a 1.000 1.000 1.000 1000 1000 1000
Е А, κ , [кДж моль -1 ] 12,2 18,8 19.6 27.8 15.6 15.6
9
λ 0 , [S CM 2 Mol -1 ] 217.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 3 88,1 106.0 105,0 105.2 24,8
С’, [K] -448,7 -377,4 -368,7 -381,0 -406,4 -345,3
τ τ 2 , [K] 144.4 187.9 184.6 183.6 183.40134 182.40134 182.0 208,0 168.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 2
Cor. Р 2 . с 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000
E A, λ , [KJ Mol -1 ] B 18.7 18.7 17,4 17,6 18,5 24,2 15,2

1.5. Анодное растворение алюминия

См. и .

Независимость диаграммы плотности тока от времени для измерений растворения алюминия смесями ЭМ- n ( n = 0–6).Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Потенциал смещается между 2,5 и 4,3 В относительно Li/Li + со скоростью сканирования 1 мВ с -1 (соответствует , ссылка [1]).

Независимость диаграммы плотности тока от времени для измерений растворения алюминия смесями ЭМ- n ( n = 1a–6a) с добавкой LiBOB. Потенциал смещается между 2,5 и 4,3 В относительно Li/Li + со скоростью сканирования 1 мВ с -1 (соответствует , ссылка [1]).

1.6. Ячейковые испытания ЭМ-4 с добавками

См. и .

Полуэлементные испытания элементов Li//NMC при комнатной температуре (25 °C) в конфигурации плоских элементов при различных скоростях тока. Усредняли четыре отдельные клетки.

Полуэлементные испытания литий/графитовых элементов при комнатной температуре (25 °C) в конфигурации «таблетка» при различных скоростях тока. Усредняли четыре отдельные клетки.

1.7. СЭМ-изображения анодных листов после циклирования ячейки

См. .

РЭМ-изображения анодов до (С) и после циклирования (200 циклов) электролитом ЭМ-0 и ЭМ-4б при разном увеличении (1.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 000× и 5.000×).

1.8. Данные EDX цикла клеток

См. .

: Состав поверхности анода до (C) и после (EM-0/EM-4b) циклирования ячейки (200 циклов при 25 °C). Анодные листы перед анализом несколько раз промывали диметилкарбонатом. Было обнаружено, что Al и Si присутствуют в различных количествах благодаря сепаратору Separion. Эти количества были вычтены для лучшего сравнения между ячейками. Кроме того, количество проводящей соли также вычитали на основе P (EM-0, LiPF 6 ) и S (EM-4b, LiTFSI).После этого % атомов повторно калибровали до 100%.

2. План эксперимента, материалы и методы

Все химические вещества и сокращения перечислены в , а все смеси перечислены в .

Таблица 6

Химический Поставщик Собещение Чистота
Sigma-Aldrich Litfsi> 99.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 95% Сушеный в вакууме при 120 ° С в течение 5 дней
BIS Lithium (oxalato) борат Sigma-Aldrich Libob Сушеный в вакууме при 120 ° С в течение 5 дней
Литий тетрафлуоробар ABCR LibF 4 99,997%
Sigma-Aldrich Sigma-Aldrich LIDFOB Аккумуляторная фабрикация Качество
этилен карбонат Huntsman EC ULTRAPURE ULTRAPURE, используемый в соответствии с полученным
Пропилен карбонат Acros PC безводный 99.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 5% Используется в соответствии с полученными
1,2-бутилен карбонат TCI Europe 1,2-до н.э. 1,2-до н.э.> 98,0% Сушеный при 120 ° C, нажав сухое воздух через растворитель
Дибензилкарбонат ABC DBC DBC 98% 98%
98%
BOC BOC DPRC 98,9% 98,9% Сушеные с 3 Å молекулярным ситом и осветляются фильтрами
фторэтиленкарбонат TCI europe FEC >98.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 0% сушеные с 3 Å молекулярным ситом и уточненные фильтрами
Vinylele карбонат VC 97% 97% сушили с 3 Å молекулярным ситом и осветленные фильтрами
литиевые фольги ALFA AESAR 0,75 мм толщиной Используется как получил
алюминиевые фольги Hohsen Corp. Japan

Таблица 7

Композиция электролитных смесей EM- N ( n = 0–6).

проведение соли
Образец EM-1 EM-1 EM-1 EM-2 EM-3 EM-3 EM-4 EM-5 EM-6
растворители (моляр -RATIO 1: 1) EC FEC FEC FEC FEC FEC FEC FEC FEC
DMC EC PC 1,2-до н.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры э. DBC DPrC
LiPF 6 LiTFSI LiTFSI LiTFSI LiTFSI LiTFSI LiTFSI
с (проведение соль) [моль кг -1 ] 0.771 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

Подготовка электролитов проводили в заполненном аргоновой перчаще (MBRAUN GmbH) с уровнями кислорода и воды ниже 0,5 ч / млн.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры . Эталонный электролит EM-0 (этиленкарбонат, диметилкарбонат, LiPF 6 , Sigma-Aldrich, качество для аккумуляторов) использовали в готовом виде.

Значения электропроводности измерены прибором из RHD tools и измерения выполнены в камере с регулируемой влажностью (SH-261, ThermoTec Espec; 0–80 °C) стандартным методом комплексного импеданса (электрохимическая рабочая станция Zahner Zennium IM6, г. Kronach, Германия; диапазон частот: от 1 кГц до 1 МГц; смещение по переменному току: 10 мВ; постоянная ячейки C получена путем измерения стандартного раствора 1.413 мСм см -1 при 25 °C, Hanna Instruments, HI 70031; u ( C ) = 0,01 C).

Значения динамической вязкости определяли с помощью ротационного реометра (геометрия конус/пластина, 40/1°, зазор 30 мм, Malvern Gemini HR Nano, Вустершир, Великобритания) в диапазоне T = (15–80) ° C (скорость сдвига 100 с -1 ).

Значения плотности были получены путем измерения смесей электролитов (около 1 мл) при температуре от 20 °C до 80 °C с помощью прибора DMA 4500 M от Anton Paar.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Для исследования анодного растворения алюминия использовались ячейки Swagelok с алюминиевой фольгой ( Ø = 12 мм) в качестве рабочего электрода, литиевой фольгой ( Ø = 12 мм) в качестве электрода сравнения и сепаратором из стекловолокна (GF /A, Ø = 13 мм, объем электролита: 40 мкл) между ними. Ячейки собирали в перчаточном боксе и циклировали в диапазоне 2,5–4,3 В (1 мВ с –1 ) при 22–25 °C.

Данные EDX были получены после вычитания количества проводящей соли на основе P (EM0) или C (EM4) и повторной калибровки до 100%.Это предполагало, что проводящая соль не является составной частью слоя SEI. Следует отметить, что это оценка только для иллюстрации содержания фтора на поверхности из-за растворителей и добавок.

Благодарности

Благодарим за поддержку Deutsche Forschungsgemeinschaft (Sachbeihilfe, HA 1924/18-1). Мы благодарим Николь Бон за выполнение измерений SEM/EDX.

Прозрачный документ. Дополнительный материал

Эксперименты и моделирование электропроводности систем растворов электролитов

Реферат

Изучение концентрации и температурная зависимость проводимости раствора электролита имеет большое значение для оценки и улучшение работы электрохимической системы.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры В данной работе на основе влияния количества свободных ионов и подвижность ионов на проводимость, полуэмпирическая модель проводимости с пятью параметрами было предложено соотносить проводимость, концентрацию и температурные данные растворов электролитов при средних и высоких концентрациях. Электропроводность NaCl и CaCl 2 в бинарных растворителях пропиленкарбонат–H 2 O измеряли при температурах от от 283,15 до 333,15 К. Справедливость модели была проверена экспериментальные данные этой статьи и проводимость, концентрация, и температурные данные 28 систем раствора электролита в литературе.Растворы электролитов, исследованные в данной работе, включали бинарные системы органических растворителей, системы чистых органических растворителей и водные системы растворов. Результаты показали, что предложенная модель может соответствовать экспериментальные данные хорошо подходят как для чистого растворителя, так и для смешанных растворителей систем, что имеет большое значение для практических инженерных приложений.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

1. Введение

Ионная проводимость раствора электролита называется ключевой параметр для оценки производительности решения, и это нашел широкое применение в электрохимии, биохимии, и химия окружающей среды.При использовании в батареях, суперконденсаторах 1 , электродиализных 2 , 3 и других электрохимических системах растворитель состав раствора электролита обычно фиксирован, а электропроводность раствора меняется при смене электролита концентрация и температура. Так, изучая концентрацию и Температурная зависимость электропроводности раствора электролита имеет вид большое значение для оценки и улучшения электрохимических производительность системы. 4

Связь между проводимостью и концентрацией электролита изучается давно, и существует большое количество теоретические и эмпирические модели. Ранний Дебай-Хюккель-Онзагер теория рассматривала только дальнодействующую электростатическую силу между ионов, и, следовательно, применим только к бесконечно разбавленному раствору системы.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 5 На основе этой теории исследователи постоянно совершенствовали модель, чтобы увеличить ее концентрацию ассортимент в приложениях.Например, используя сферическую модель Герни, теория Ли–Уитона 6,7 расширила уравнение проводимости до концентрации 0,1 моль л –1 . Де Диего и др. принята концепция деятельности для решения отклонение от идеальности, появляющееся при более высоких концентрациях, и уравнение хорошо подходит для системы водного раствора электролита 1: 1 при высокой концентрации. 8 В работе Чандра и Багчи, 9 теоретическая формулировка был предложен на основе теории связи мод для учета диэлектрической трение при движении ионов, что подтверждалось NaCl и водный раствор KCl до 1 моль л –1 .С использованием MSA (среднесферическое приближение) теория переноса как основа, Бернар и другие. распространил модель проводимости на смешанные растворы, что было далее распространяется на системы буферных растворов со слабым электролитом, но точность модели зависит от выбора радиуса иона.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 10−12 В последние годы Yim et al. предложил полуэмпирическую модель, основанную на теории свободного объема, которая давала хорошую аппроксимацию всей концентрации спектр. 13,14 В отличие от теоретических моделей, неопределенный параметры в эмпирической модели электропроводности могут быть получено путем подгонки экспериментальных данных, таких как уравнение разработанный Виллулласом и Гонсалесом, полином 15 модели, 16 и уравнение Кастил-Амиса. 17,18 Одной из наиболее успешных эмпирических моделей является модель Кастил-Амиса. модель, которая содержит четыре параметра и может хорошо соответствовать экспериментальной данные растворов электролитов от бесконечного разбавления до насыщения.

Зависимость проводимости от температуры часто описывается формулой уравнение Аррениуса 19,20 и уравнение Фогеля–Фулхера–Таммана (VFT) уравнение. 21,22 Первый широко используется в водные растворы, а последние могут описывать температурную зависимость точнее для ионных жидкостей, введя понятие температура стеклования.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 23

Для системы растворов электролитов в высоких концентрациях, которые широко применяются на практике, исследователи предложили ряд моделей κ = f ( m , T ) (κ, проводимость; m , электролит концентрация; T , температура). Де Диего и др. модифицированный подгоночные параметры в уравнении Кастил-Амиса, вводя температура и проводимость в эталонном состоянии. 24 Модифицированная эмпирическая модель подходит для водные растворы при высоких концентрациях, но это применимо только к чистым системам растворителей.See and White 25 использовали полиномы, содержащие температуру и концентрацию для коррелировать проводимость системы водного раствора КОН при Высокая концентрация и широкий диапазон температур. Полиномиальная модель может получить хорошие результаты подгонки, но не имеет физического смысла, и это обычно требуется большое количество настраиваемых параметров для обеспечения точность корреляции.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 26 Фу и др. предложенный семипараметрическая квазиаррениусовская модель, хорошо описывающая проводимость ионных жидкостей в смешанных системах органических растворителей, но принятие из семи параметров увеличили сложность решения задачи. 27

В электрохимических системах смешанные растворители обычно используются для улучшить характеристики растворов электролитов. 28,29 Несмотря на большое количество экспериментальных данных по электропроводности, Сообщается, что модель κ = f ( m , T ) для смешанных растворителей все еще встречается редко. Учитывая что пропиленкарбонат (PC) и H 2 O имеют хорошие взаимные растворимость в качестве полярных растворителей, а NaCl и CaCl 2 обладают высокой растворимости в смешанных растворителях PC–H 2 O, выбираем Системы NaCl–PC–H 2 O и CaCl 2 –PC–H 2 O для изучения зависимости электропроводности растворов а концентрация электролита и температура в широком диапазоне концентраций диапазон, экспериментальные данные которого еще не сообщались.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Основанный о влиянии количества свободных ионов и подвижности ионов на проводимость раствора электролита предлагается общая полуэмпирическая модель κ = f ( m , T ) с пятью параметрами. Наши экспериментальные данные NaCl( m )– w PC–(1 – w )H 2 O и CaCl 2 ( m )– w PC–(16 – 900 )Н 2 О системы и данные 28 других систем из литературы проверить правильность построенной модели.Результаты показывают, что предложенная нами модель хорошо согласуется с данными (κ, m , T ) в широком диапазоне концентраций и температур. спектр.

2. Модель Описание

В разбавленных растворах, проводимость раствора электролита представляет собой сумму электропроводностей ионов в растворе, которая можно выразить следующим уравнением: 20

1

где κ – проводимость, n i – число ионов i, q i – заряд иона i, µ i – подвижность иона я.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Из уравнения 1 видно, что на проводимость влияет как число ионов в раствор и подвижность ионов. Для дальнейшего расширения применимости уравнения для средних и высоких концентраций, уравнение 1 необходимо пересмотреть с учетом влияние концентрации электролита на количество свободных ионов и подвижности ионов соответственно.

В средней и высокой концентрации решения, расстояние между анионов и катионов уменьшается, и образуются непроводящие ионные пары за счет ассоциации ионов, что приводит к уменьшению количества свободных ионы, участвующие в проведении.В частности, это явление более очевидны в системах со смешанными растворителями. 30,31 Таким образом, количество свободных ионов в зависимости от концентрации электролита будет отклоняться от линейной зависимости. 32 Количество свободных ионов N I и концентрация ионов м может быть описана следующим уравнением:

2

, где A и N являются константами, а N актуальны к виды растворителя.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Подвижность ионов – это средняя скорость ионов на единицу электрического поля силы и является результатом комбинированного действия внешней сила электрического поля и сопротивление движению ионов. Что касается иона и его гидратный слой как единое целое под действием внешнего электрического поля, сопротивление его движению при направленном миграция включает ион-ион, ион-растворитель и растворитель-растворитель. силы. Первая сила представляет собой дальнодействующее взаимодействие, вызванное электростатическим силы, а последние два являются короткодействующими взаимодействиями.При низких концентрациях, преобладают дальнодействующие взаимодействия, а ближнедействующие обычно игнорируется. По концентрации электролита в растворе увеличивается, расстояние между молекулами уменьшается, а короткодействующие взаимодействиями нельзя пренебречь, в результате чего движение ионов сопротивление быстро возрастает. 33 Следовательно, подвижность ионов обычно уменьшается с увеличением электролита концентрация.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

На основе большого количества данных о подвижности ионов в литературе, предложено эмпирическое уравнение подвижности ионов μ i и ионной силы I , 34,35 , которое подходит для растворов электролитов низкой концентрации, I < 0.1 моль л –1 .

3

4

где μ i0 – подвижность иона i при бесконечном разбавлении; I – ионная сила; м и м коренной зуб концентрация иона i; z i ионная валентность иона i; C , b , c — константы; а c примерно равно 0,5.

Чтобы упростить уравнение 3 и распространить его на растворы электролитов средних и высоких концентраций, модифицируем выражение для подвижности ионов μ i и электролита концентрация m как

5

где B постоянный.

Подставляя уравнения 2 и 5 в уравнение 1, соотношение между проводимостью κ а также концентрация m может быть описана следующим образом:

6

7

где A постоянный.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Хотя eq 6 может отражать влияние концентрации электролита на проводимость, проводимость также изменяется с температурой. Степень диссоциации ионов в растворе увеличивается с повышением температуры, а увеличивается количество свободных ионов.В то же время межмолекулярное сила уменьшается с повышением температуры, т. что сопротивление движению ионов уменьшается, а миграция ионов скорость увеличивается. Чтобы соотнести проводимость при разных температурах, следующие уравнения используются для описания температурной зависимости из A и B :

8

9

Заменив A и B в уравнении 4 на уравнения 8 и 9, соотношение между проводимостью и температурой и концентрацией электролита Показаны по уравнению 10:

10

, где P 1 , P 2 , P 3 , P 4 и N — это константы, которые не зависят от концентрации соли и температуры, но от состава растворителя зависимый.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Уравнение 10 содержит пять параметры, которые можно получить путем подгонки (κ , м, Т ) данные. В следующем разделе предлагаемая модель будет быть проверены с использованием экспериментальных данных и данных из литературы. Программный инструмент 1 STOPT будет использоваться для получения параметры на основе алгоритма глобальной оптимизации, с целью минимизации суммы квадратов ошибок между вычисленным значением и экспериментальные данные. Максимальное количество итераций в расчет равен 1000, а условие сходимости 10 –10 .Алгоритм обладает характеристикой независимости от начального значения. Таким образом, в большинстве случаев мы всегда можем получить правильные результаты, начиная из любых случайных начальных значений.

3. Экспериментальный Раздел

3.1. Материалы

Безводный NaCl (чистота, ≥99,5%) был приобретен у Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. Безводный CaCl 2 (чистота ≥99,9%). от Aladdin Industries, Inc.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры NaCl и CaCl 2 были высушены в течение 24 ч при 423 К перед использованием. Пропиленкарбонат (ПК) (чистота ≥99.7%) был приобретен у Aladdin Industries, Inc. и использовался без каких-либо предварительная обработка. Дистиллированная и деионизированная вода (Watson Group Ltd., Китай) использовали для приготовления растворов. См. Таблицу 1 для более подробной информации.

Таблица 1

Описание материала

≥0.995
материалы CAS источник чистота (масса) дробь) анализ метод
пропиленкарбонат 108-32-7 Aladdin Industries, Inc.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры ≥0,997 ГХ
NaCl 7647-14-5 Синофарм Химический реагент Co., Ltd. ≥0.995 Анализ титрования
CaCl 2 293-140-8 Aladdin Industries, Inc. ≥0.999 Анализ титрования
дистиллированный и деионированный вода   Watson Group, Ltd.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры    

3.2. Измерения проводимости

Обработанный NaCl/CaCl 2 добавляли к серии w PC–(1 – w )H 2 O водные растворы, которые были приготовлены ранее для получения NaCl( m )– w PC–(1 – w )H 2 O и CaCl 2 ( m )– w PC–(1 – w )H 2 Др. тройная смешанная растворы электролитов. Исследуемая максимальная концентрация электролита в этой работе была близка к растворимости электролита в смешанные растворители при комнатной температуре.Каждый компонент в электролитах взвешивали на электронных весах (AL204, METTLER-TOOLEDO) с точность г.

Электропроводность измерения были выполнены на электрохимической рабочей станции Chenhua (CHI660, CHENHUA) с использованием метода импеданса переменного тока. Амплитуда напряжения составляла 10 мВ, а частота варьировалась от 20 до 100 кГц.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры κ был рассчитан по кривой Z′Z″. Более подробную информацию можно найти в ссылке. 36 Электрод в ячейка была сделана из Pt.Температура контролировалась водяным термостатом. (полинаука) с точностью ±0,01 К. Перед измерением образцы выдерживали при постоянной температуре в течение 15 мин. Каждое измерение повторяли трижды и рассчитывали средние значения. После измерения каждой группы образцов, ячейку промывали абсолютный этанол и чистая вода последовательно для удаления загрязнений. Константу ячейки определяли калибровкой по водному раствору 1 М KCl при 293 К перед измерением каждого образца.Относительный стандарт неопределенность для электропроводности оценивалась в 0,5%.

4. Результаты и обсуждение

4.1. Экспериментальный Данные

Надежность измерения проверяли сравнением экспериментальных данных систем NaCl–H 2 O и CaCl 2 –H 2 O, имеющиеся литературные данные представлены на и соответственно. В тренд наших экспериментальных данных согласуется с тем, что литературных данных.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры Однако в 5.89 моль кг –1 , подгоночное значение наших экспериментальных данных составляет 212,76 мСм см –1 , что на 3,24 % выше литературных данных. при 206,18 мСм см –1 . Отклонение может быть связано с приготовление растворов, тип электрода и т. д., но находится в пределах приемлемый диапазон. При сначала увеличивается проводимость раствора, а затем снижается с увеличением концентрации и достигает максимума. стоимость. Экспериментальные данные и литературные данные хорошо согласуются.

Электрика проводимости смесей NaCl–H 2 O по сравнению с моляльностью м при 293,15 К. Сплошной кружок представляет эта работа, а сплошная коробка представляет собой работу Бештер-Рогач. и другие. 30

Электрика проводимости CaCl 2 –H 2 O смесей по сравнению с моляльностью м при 293,15 К. Твердое круг представляет эту работу, а сплошная рамка представляет работу Изоно. 37

Электропроводность NaCl в ПК–Н 2 O смешанная растворитель 283.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15–328,15 К и проводимость CaCl 2 в смешанном растворителе PC–H 2 O при 283,15–333,15 K нанесены в и соответственно.

Изменение проводимости κ с моляльностью соли m при различных температурах T и весовых долях растворителя w для смесей NaCl( m )– w PC–(1 – w )H 2 O. Линии представляют собой результаты, коррелированные уравнением 10. (a)–(f) w равны 0,0208, 0,0425, 0,0648, 0,0880, 0.112 и 0,163 соответственно.

Изменить проводимости κ с моляльностью соли м при различных температуры T и массовые доли растворителя w для CaCl 2 ( m )– w PC-(1 – w )H 2 O смеси. Линии представляют собой результаты, коррелированные уравнением 10. (a)–(c): w равны 0,0208, 0,0425, и 0,0880 соответственно.

При комнатной температуре растворимость NaCl в смешанном растворителе PC–H 2 O уменьшается с увеличением концентрации PC.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры В пределах диапазона измерений этой статьи максимальная растворимость NaCl составляет около 5,83 моль·кг –1 (см. а), а минимальная растворимость составляет около 1,31 моль кг –1 (см. е).

Электропроводность системы NaCl–PC–H 2 O увеличивается с увеличением концентрации электролита в одинаковая температура. Она поднимается до определенного уровня, и тогда тренд склонен к нежности. Основная причина заключается в том, что концентрация электролита увеличивает, с одной стороны, расстояние между анионами и катионами в растворе уменьшается, а также образуются некоторые анионы и катионы непроводящих ионных пар, что приводит к уменьшению количества свободные ионы, участвующие в проведении; в то время как, с другой стороны, подвижность ионов уменьшается с увеличением концентрации электролита, что приводит к медленному и мягкому увеличению проводимости.Это в соответствии с описанием модели в этой статье.

Проводимость раствора увеличивается с повышением температуры при той же концентрации соли.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры В области низкой концентрации электролита изменение проводимости с температурой не очевидно. Однако, в области высокой концентрации электролита проводимость изменяется значительно с температурой. Это можно объяснить тем, что когда концентрация высока, количество ионных пар больше, чем области низкой концентрации, и ионная ассоциация ослабевает с повышением температуры, что приводит к увеличению количества свободных ионов.Таким образом, проводимость области высокой концентрации более чувствителен к температуре.

Как видно из a–f, на одинаковая концентрация электролита, проводимость раствора уменьшается с увеличением концентрации ПК в смешанном растворителе. Это явление похоже на систему NaCl–1,4-диоксан–H 2 O, описанную Bešter-Rogač et al. 30 Это можно объяснить уменьшением диэлектрической проницаемости. константа растворителя с увеличением концентрации ПК.Когда диэлектрическая проницаемость низкая, легче получить ионные ассоциации, что приводит к снижению электропроводности.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

иллюстрирует что проводимость системы CaCl 2 –PC–H 2 O имеет параболоподобный тренд, возрастающий сначала а затем уменьшается по мере увеличения концентрации электролита, и кривая имеет максимальное значение. Это явление отличается от тренд изменения электропроводности в зависимости от концентрации электролита в системе NaCl–PC–H 2 O.Возможная причина заключается в том, что Ca 2+ представляет собой двухвалентный ион, который электростатические силы и короткодействующие взаимодействия при миграции ионов под действием внешнего электрического поля по сравнению с одновалентным Na + . В результате быстрое снижение его подвижности может наблюдаться в области высокой концентрации электролита, а появляется максимальное значение. Кроме того, тенденция изменения проводимости системы CaCl 2 –PC–H 2 O с температура и концентрация ПК в растворителе соответствуют с системой NaCl–PC–H 2 O.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Взятие системы CaCl 2 w ПК–(1 – w )H 2 O at w = 0,0208 моль кг –1 например, мы рассчитана энергия активации для каждого раствора при разных концентрациях и построили график зависимости от концентрации, как показано на рис. Из этого видно, что для данного конкретного системы, с увеличением концентрации электролита происходит активация энергия сначала уменьшается, а затем увеличивается в пределах 11–14 кДж моль –1 .Концентрация электролита, соответствующая до наименьшей энергии активации составляет около 2,3 моль кг –1 , при этом проводимость раствора наибольшая. В b предэкспонента коэффициент увеличивается с увеличением концентрации электролита. Тенденции энергии активации и предэкспоненциального множителя в этой статье равны очень похоже на водную систему LiCl, о которой сообщил Йим и Абу-Лебде, 14 , в какой работе это было считали, что усиленные взаимодействия ион-ион и ион-растворитель при высоких концентрациях были причиной быстрого нарастания активации энергия.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

(a) Энергия активации для CaCl 2 w PC–(1 – w )H 2 O как функция концентрации. (б) Предэкспоненциальный множитель для CaCl 2 w PC – (1 – w )H 2 O как функция концентрации, w : 0,0208.

4.2. Корреляция экспериментальных Данные NaCl/CaCl

2 –PC–H 2 O Растворы

Электропроводность Предложенная в статье модель используется для корреляции (κ, m , T ) данных систем NaCl–PC–H 2 O и CaCl 2 –PC–H 2 O.Концентрация электролита, температура и результаты модельной регрессии

Таблица 2

Расчетные параметры уравнения 10 NaCl/CaCl 2 –PC–H 2 O и CaCl 2 –PC–H 2 O Растворы На разных композициях растворителей
+
Параметры
Нет.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры System W T (K) м (Mol KG -1 ) N P P 1 P 2 Р 3 Р 4 п дР (%) R 2 источник данных
1 NaCl– w PC–H 2 O 0.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 0208 283.15-328.15 0.201-5.834 72 1,818 -442 04442 0 160,4 -616.1 -6161 1.000 2.38 0.9988 Exp
90 132 2 0,0425 283.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15-328.15 0.209-5.096 78 1,747 -425,2 68,54 -132,6 0,969 1,90 0,9993 ехр.
3 0.0648 283.15-328.15 0.223-4.548 72 1,743 -4429.7329.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 7 -1845.4 -1845.4 0.394 1,364049993 Exp.
4 0,0880 283.15-328.15 0.199-4.073 66 1,721 -423,3 558,1 -3461,9 0,956 1,61 0,9994 ехр.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры
5 0.112 283.15-328.15 9013.15-328.15 0.207-3.599 60 -411.9 -411.3 -411.3 -176.5 -176.5 0,931 0,9540 0.9998 Exp.
90 132 6 0,163 283.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15-328.15 0.193-1.307 42 1,876 -451,2 84,9 -178,5 0,959 1,12 0,9995 эксп.
1 CaCl 2 w PC–H 2 O 0.0208 283.15-333.15 0.100-4.903 42 2,808 -663.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 3-663.3 225.2 -386.2 0952 0,995 2.35 0.9994 Exp.
2 0,0425 283.15-333.15 0.125-4.605 54 2,800 -663,3 319,8 -635,4 0,977 1,81 0,9987 ехр.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры
3 0.0648 283.15-333.15 -3.309 42 3,099-746.2 -746.2 4262-762.4 -7962.4 1,029 2,18 0,9987 Exp.

Формула расчета средней относительное отклонение равно следующим образом:

11

, где Np — количество точек экспериментальных данных.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

Результаты показывают, что для системы NaCl–PC–H 2 O среднее относительное отклонение экспериментальных данных от расчетного значения модели ( dP ) составляет ≤2.76%, и R 2 ≥ 0,9981. Для системы CaCl 2 –PC–H 2 O dP ≤ 4,18 % и R 2 ≥ 0,9943.

Следует отметить, что поскольку NaCl является сильным электролитом в NaCl–PC–H 2 O связь между количество свободных ионов в растворе и концентрация электролита является приблизительно линейным. Таким образом, значение n равно примерно равен 1, что одинаково для системы CaCl 2 –PC–H 2 O.Когда n равно 1, уравнение 6 можно упростить как уравнение 12 при изотермическом условиях, что согласуется с моделью, предложенной Йимом и др. др. 13 на основе теории свободного объема.

12

В целом, погрешность модели, предложенной в данной работе, для регрессия данных (κ, m , T ) NaCl и CaCl 2 в бинарных растворителях PC–H 2 O находится в пределах допустимого.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры

4.3. Корреляция литературных данных

Уравнение 10 использовалось для корреляции экспериментальный (κ, м , T ) данные 28 систем, представленных в литературе, среди которых 19 системы бинарных растворителей, а девять представляют собой чистые органические или водные растворители. системы.Количество экспериментальных точек ( Np ) для в каждой системе не менее 36, что исключает возможность переобучения. Составы систем, температуры, регрессия результаты и другие данные приведены в таблице 3.

Таблица 3

Расчетные параметры уравнения 8 ссылки Данные в разных Диапазоны концентрации и температуры A

298.15-348.15 47,2 298.15-368.15 243.65-332.15 278.15-308.15 0,850 2,130 0,594 1,180 с 329,6
Параметры
NO.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры System W T (K) м (Mol KG -1 ) N P P 1 P 2 Р 3 Р 4 п ε дР (%) R 2 источник данных
1 C 2 F 5 Li 2 NO 7 S 3 w D1409 0 9.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 494 0.0547-0.735 36 0,0155 -34,25 273,5 -154,9 0,759 47,3 0,39 0,9999 (38)
2 C 2 F 2 F 6 Lino 4 S 2 — EC-EC 0.665 0.665 298.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15-368.15 0.1001998 0.10065 64 64 0.02463 -50.19 250.5 250.5 -4.044 0.836 32.08 1.09 0,99919 (38) (38)
3 C 3 F 8 Li 2 N 2 o 8 S 4 ж DMC-EC 0,494 298.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15-348.15 0.0504-0.742 36 0,2663 -49,99 299,8 -162,8 0,794 0.78 0.9994 (38)
4 C 4 F 9 Lio 9 S 3 — EC W DMC-EC-EC 0.494 298.15-348.15 0.0979 -1,846 36 0,3366 -74,88 226,5 -120,8 0,887 47,2 0,70 0,9997 (38)
5 С 4 11 Р Li 2 NO 10 S 5 w DMC–EC 0.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 665 298.15-348.15 0.0302-0.397 36 0,2617 -49,61 396,2 -95,25 0,889 32,3 0,70 0,9996 (38)
6 C 7 F 15 F 6 S 6 S 3 — EC-EC 3 — EC-EC 0.665 298.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15-348.15 0.0967-1.303 36 0.2914 -64.51 292,8 -71,33 0,876 47,8 0,44 0,9998 (38)
7 C 9 F 18 Li 2 O 12 S 6 ж DMC-EC 0,494 278.15-348.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15 0.101-0.612 48 0,6756 -152,8 539,3 -120,5 0,938 47,2 1.10 09992 (38)
8 C 9 F 18 Li 2 O 12 S 6 W DMC-EC 0,905 27.15- 348,15 0.0779-0.6919 48 1,0524 -228,4 1206,5 -81,56 1,716 11,4 3,85 0,9976 (38)
9 CF 3 LiO 3 S– w DMC–EC 0.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 665 0.202-1.475 64 0,0586 -12,85 140,9 -101,0 0,632 32,3 0,17 0,9998 (38)
10 Lipf 6 W DMC-EC 0.494 0.494 298.15-358.Зависимость плотности электролита от температуры таблица: Зависимость плотности электролита от температуры 15 0.1158-2.243 56 0.3785 -77.67 — 70.2 -159.9 0.932 47,2 1,63 0,9987 (38)
11 LiPF 6 Вт ЭМС-EC 0,612 298.15-348.15 0.107-1.843 36 +0,2695 -56,04 151,3 -142,0 0,911 36,5 1,12 0,9993 (38)
12 LiBF 4 ж ПК-декабрь 0.400 0.265-2.051 160 0,0528 -11,41 102,3 147,5 0,610 80,2 0,66 0,9999 (38)
13 libf 4 w — w pc-dec 0.700 243.65-332.155 0.257-2.061 160 0.1059-23.75 -2323.75 132,8 152.4 0.577 72,6 1,57 0,9996 (39)
14 LiBF 4 ж ПК-декабрь 0,900 243.65-332.155 0.298-2.179 160 +0,1382 -31,88 144,4 158,1 0,587 67,5 1,47 0,9996 (38)
15 LiPF 6 ж ПК-декабрь 0 .В 300 272.95-332.15 0.259-2.316 98 0,2182 -45,04 188,3 132,3 1,058 82,7 2.19 0.9974 (36)
16 Lipf 6 W W PC-Dec 0.700 272.95-332.15 0.302-2.312 0.302-2.312 98 0.4187 -93.5143.51 224.00 1.100 72,6 3,29 0,9984 (36)
17 LiPF 6 ж ПК-декабрь 0,900 282.85-332.15 0.309-2.323 84 0,4710 -108,0 227,9 160,9 1,134 67,5 2,80 0,9988 (36)
18 NaCl- ж С 4 Н 8 вывода 2 –H 2 О 0.298 По 0.0115-0.482 70 0,2781 -68,26 51,53 115,7 0,67 0,9999 (30)
19 NaCl- W C 4 H 8 O 2 -H 2 -H 2 O 0.110 0.110 278.15-308.15 0.0496-2.333 49 0.936 -232.2 20.81 181,3 0,959 1,84 0,9998 (30)
20 С 2 F 6 LiNO 4 S 2 -DMC 298.15 -368,15 0.301-2.605 49 0,0766 -5,25 378,5 17,17 4,99 0,9982 (38)
21 С 4 F 9 LiO 6 S 3 –DMC   298. 15-348.15 0.406-2.525 36 0,2178 -35,68 405,7 17,35 1,802 1,74 0,9975 (38)
22 С 7 F 15 LiO 6 S 3 -DMC 298.15-348.15 0.204-1.773 0.204-1.773 30 0.2681 -52.06 — 697.7 46.6 1. 876 По 3,16 0,9986 (38)
23 LiPF 6 -EMC 298.15-348.15 0.510-2.889 36 0,0259 11,68 283.8 106.6 2597 1.99 0.9993 0.9993 (38)
24 Libf 4 -PC 243.65-332.15 0. 286-2.358 160 0,1491 -34,67 144,4 164,8 1,88 0,9994 (39)
25 LiPF 6 -PC 282.85-332.15 0.280-2.324 70 0,4900 -112,8 228,3 169,0 3,22 0,9985 (36)
26 Р 14 – ПК   273.15-313.15 0,03-1 б 160 0,4902 -114,2 218,2 201,3 0,4475 4,29 0,9921 (40)
27 HBF 4 -H 2 O 0.111-0134 C 156 0.2452-54.47-126.4426.4 2842.6 1.482 1,49 0,9929 (41)
28 КОН-Н 2 O 263.15-373.15 0.15-0.45 163 -7 643 2548,8 -153,8 1,552 3,20 0,9972 (25)
Среднее 1,87

Это может Из табл. 3 видно, что в широком диапазоне концентраций и при разных температурах предложенная в статье модель хорошо применима к солям лития в бинарной органо-карбонатной системе (№№.1–16) и NaCl–C 4 H 8 O 2 –H 2 Система O (№ 17 и 18), с dP ≤ 3,29% и R 2 ≥ 0,9974, особенно в некоторые системы, R 2 ≥ 0,9999.

Для восьми систем органических или водных растворов с чистым растворителем (ном. 19–26), dP ≤ 4,29 %, что немного выше, чем у систем с бинарными органическими растворителями, и R 2 ≥ 0,9921. Сравнение из dP и R 2 иллюстрирует что предложенная нами модель больше подходит для корреляции проводимость бинарной системы растворителей, хотя точность модель для системы чистых растворителей также удовлетворительна.

Таким образом, среднее значение dP предлагаемой модели составляет 1,87% для бинарных и чистых растворителей водно-органических систем. Низкий dP и высокий R 2 указывают на то, что экспериментальные данные и расчетное значение уравнения 10 имеют хорошую согласованность. Кроме того, это также косвенно доказывает рациональность принятых допущений в этой статье и хорошая адаптивность и универсальность предлагаемого модель.

4.4. Обсуждение

n

Значение n в предложенной модели используется для описывают нелинейную зависимость между концентрацией свободных ионы и концентрация электролита в растворе вызвали ионной ассоциацией в средних и высоких концентрациях.Если n = 1, то связь между ними линейная; иначе, их связь нелинейна. Далее n отклоняется от 1, тем значительнее нелинейная связь. Диэлектрик константа растворителя является важным параметром, влияющим на ассоциации ионов, что означает, что для одного и того же электролита значение n зависит от диэлектрической проницаемости растворителя. Четыре электролита в таблице 3 используются в качестве примеров для анализа соотношения между n и диэлектрической проницаемостью растворителя, включая LiPF 6 (ном.10, 11, 17, 23 и 25), LiBF 4 (№ 12, 13, 14 и 24), C 2 F 6 LiNO 4 S 2 (№ 2 и 20), C 4 F 9 F 9 Lio 6 S 6 S 3 (№ 4 и 21) и C 7 F 15 Lio 6 S 3 (№ 7 и 22 ).

В определенное время температуре, предполагая, что бинарные смешанные растворители являются идеальными раствора, его диэлектрическая проницаемость может быть рассчитана с использованием массы формула сложения: 42

13

где ε 1 и ε 2 — диэлектрические постоянные растворителей 1 и 2 при определенной температуре соответственно, а w – массовая доля растворителя 1 в растворе.

В этом бумага, уравнение 13 использовалось для упрощенного расчета диэлектрической проницаемости бинарных смешанных растворителей путем подстановки диэлектрической проницаемости чистый растворитель при определенной температуре в уравнение. В 298,15 K, диэлектрические проницаемости DMC, DEC, EMC и PC равны 3,108, 2,806, 2,40 и 64,95 соответственно. 38 Диэлектрик постоянная ЕС составляет 90,36 (313,15 К). 38 рассчитанные диэлектрические проницаемости смешанных растворителей приведены в табл. 3.

показывает тренд изменения n с диэлектрической проницаемостью ε растворителя для разных электролитных систем. Это может быть из графика видно, что для одного и того же электролита на величину n существенное влияние оказывает диэлектрическая проницаемость растворитель. Значение n в растворителе с более низкой диэлектрическая проницаемость больше, а в растворителе с высоким диэлектрическая проницаемость, n меньше, между 0,5 и 1.2. Это связано с тем, что электролит с большей вероятностью образует непроводящие ионные пары в растворителе с более низкой диэлектрической проницаемостью, в результате чего в уменьшении количества свободных ионов, участвующих в проводимости в растворе.Как следствие, нелинейное отклонение связь между количеством свободных ионов и концентрацией электролита является значительным, и степень отклонения зависит от электролита. Когда диэлектрическая проницаемость растворителя высока, электролит диссоциация относительно полная, поэтому n колеблется около 1.

Связь между параметром n и диэлектриком постоянная ε растворителя в различных системах растворов электролитов.

4.5. Сравнение разных Модели

Вверх до настоящего времени общая модель, применимая к данным (κ, m , T ) для смешанных растворителей, не сообщалась. все же. Поэтому мы сравнили предложенную модель с другими моделями для некоторые специфические системы.

Лин и др. 43 сообщил данные о проводимости ионных жидкостей [EMIM][C 2 N 3 ] и [EMIM][CF 3 SO 3 ] в водной среде. решений и предложил шестипараметрическую эмпирическую модель, которая одновременно коррелированная проводимость, концентрация электролита и температура, как показано в уравнении 14.

14

где А 1 А 6 – эмпирические параметры и может быть получен из регрессии данных, а x мольная доля ионной жидкости.

Фу и др. 27 предложен семипараметрический корреляционная модель проводимости ионных жидкостей в бинарных системы органических растворителей, как показано в уравнении 15.

15

, где B 1 B 7 – эмпирические параметры, и ×′ относится к составу растворителя.

В качестве примеров для сравнения мы использовали шесть различных систем ионных жидкостей. результаты корреляции предложенной нами модели, модели Лина, и модель Фу. Результаты приведены в Таблице 4.

Таблица 4

Сравнение из трех разных моделей

9 9291
          Линейка модель др.
Fu et Al. Модель
Эта работа C
System T (K) x N P DP (%) R 2 дР (%) R 2 дР (%) R 2 источник данных
[EMIM][C 2 N 3 ]–H 2 O 293.2-353.2 0.2-0,8 52 52 0,9940 0.96 0,999 9 0,9199 0,91 0,9994 (43) (43)
[Emim] [CF 3 So 3 ] -H 2 О 293.2-343.2 0,2-0,8 44 1,4 0,9994 0,80 0,9998 1,29 0,9994 (44)
[EMIM] [EtSO 4 ]–H 2 O 293.2-353.2 0,2-0,8 52 524991 0.9991 099991 0.9999 0.9999 0,999949991 (44) (44)
[Emim] [DCA] -PC 293.15 353.15 0.05-1 132 3.68 0.9917 0,9917 0,9947 0,9947 2.54 0.9930 (23)
[BMIM] [TFSI] -PC-GBL A 293,15–353,15 0.1-1 130 1.96 0,96 0,9982 0,994 0,9952 09952 (27)
[BMIM] [TFSI] -C-DMC B 293.15-333.15 0.1-1 1,68 0,9986 0,995 3,95 0,9921 0,9921 (27) (27)

Как видно из таблицы 4 для ионной жидкости системы водного раствора, максимальное dP предлагаемого нами пятипараметрическая модель равна 2.22%, что намного меньше, чем 7,8% в шестипараметрической модели Линя, и R 2 предлагаемой модели лучше чем у модели Лина. В модели Лина проводимость относится к 0,5-й степени концентрации электролита, а в нашей модели n вводится для описания нелинейного отклонение соотношения между свободным ионом и электролитом концентрации в растворе, что может лучше описать зависимость между электропроводностью и концентрацией электролита.В итоге, наша модель может получить лучшие результаты регрессии с меньшим количеством параметров. Кроме того, следует отметить, что модель Лина подходит только для системы с чистым растворителем, а не для систем со смешанными растворителями.

Для система чистого растворителя, dP Fu’s семипараметрическая модель меньше по сравнению с предложенной нами моделью, но особой разницы в R 2 нет. Предлагаемая нами модель может хорошо согласовываться с экспериментальными данными с меньшим параметры. Для систем со смешанными растворителями dP модель Fu немного лучше, чем у предлагаемой модели, которая можно отнести к смешанному растворителю; сопротивление, с которым столкнулись ионами в направленной миграции сложнее, чем что в одном растворителе.Модель Фу использует больше связанных с концентрацией параметры для коррекции влияния концентрации на ионную проводимость, что может принести лучшие подходящие эффекты. Однако существование больше параметров в модели Fu означает, что требуется больше времени для решить уравнение. Взяв систему [BMIM][TFSI]–PC–GBL. в качестве примера, при одинаковой аппаратной конфигурации мы сравнили время расчета различных моделей с помощью программного комплекса 1 стопОпт . Модели Фу требуется 95,8 с, чтобы найти решение, в то время как предлагаемая модель принимает только 62.{-2}\) зависимость. Следовательно, поведение раствора электролита значительно отличается от поведения идеального раствора. Действительно, именно поэтому мы используем активность отдельных компонентов, а не концентрацию, для расчета отклонений от идеального поведения. В 1923 году Петер Дебай и Эрих Хюккель разработали теорию, которая позволила бы нам рассчитать средний коэффициент ионной активности раствора \(\gamma_{\pm} \) и объяснить, как поведение ионов в растворе способствует этому. постоянный.

Предположения теории Дебая-Хюккеля

Теория Дебая-Хюккеля основана на трех предположениях о том, как ионы действуют в растворе:

  1. Электролиты в растворе полностью диссоциируют на ионы.
  2. Растворы электролитов очень разбавлены, порядка 0,01 М.
  3. Каждый ион в среднем окружен ионами противоположного заряда.

Дебай и Хюккель разработали следующее уравнение для расчета среднего коэффициента ионной активности \(\gamma_{\pm}\):

\[ \log\gamma_{\pm}=-\dfrac{1.{3/2}}\mid z_{+}z_{-}\mid\sqrt{I} \label{1}\]

где

  • \(\varepsilon\) — диэлектрическая проницаемость,
  • \(z_{+}\) и \(z_{-}\) — заряды катиона и аниона соответственно, а
  • \(I\) — ионная сила раствора.

Уравнение \(\ref{1}\) известно как Предельный закон Дебая-Хюккеля . Ионная сила рассчитывается по следующему соотношению:

\[I=\dfrac{1}{2}\sum_{i}m_{i}z_{i}^{2} \label{2}\]

, где \(m_{i}\) и \(z_{i}\) — моляльность и заряд i-го иона в электролите.Поскольку большинство растворов электролитов, которые мы изучаем, являются водными \((\varepsilon=78,54)\) и имеют температуру 298 К, ​​предельный закон в уравнении \ref{1} сводится к

\[\log \gamma_{\pm}=-0,509\mid z_{+}z_{-}\mid\sqrt{I} \label{3}\]

Пример \(\PageIndex{1}\)

Рассчитайте ионную силу, средний коэффициент ионной активности \(\gamma_{\pm}\) и среднюю моляльность ионов \(m_{\pm}\) для 0,02 моляльного водного раствора хлорида цинка, \(\ce {ZnCl2}\).{−0,10188}≈0,7909 \номер\]

\[a_±=0,7909 \times 0,2785\, m= 0,2203 \,m \не число\]

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Пример коэффициентов активности. https://www.youtube.com/watch?v=MZCNooIEzQQ

Кинетический солевой эффект — это влияние солей, находящихся в растворе, на скорость реакции.

Кинетический эффект соли

В биологических системах соли влияют на то, насколько хорошо функционируют белки и ДНК. Соли образуются за счет ионных связей между металлом и электромагнитным атомом (атомами).о \rightarrow Продукт \label{2A}\]

Кинетический солевой эффект описывает способ, которым соли стабилизируют реагенты. Например, в приведенной выше реакции каждый реагент имеет заряд. Отрицательно заряженный реагент стабилизируется положительными зарядами соли, а положительно заряженный реагент стабилизируется отрицательными зарядами соли. В результате скорость соединения реагентов уменьшается, что снижает скорость образования Е. Поскольку заряженное промежуточное соединение также стабилизируется в растворе, период полураспада промежуточного соединения в равновесии увеличивается, сдвигая реакцию в сторону образования продукта.о} + 2Z_AZ_B\sqrt{I} \label{3A}\]

где

  • Z — заряд катиона и иона соли. Z A Z B — это стоимость продукта.
  • I – ионная сила. I также зависит от растворимости соли в реакционной смеси. Ионная сила прямо пропорциональна растворимости соли. Изменение ионной силы влияет на сольватацию реагентов и промежуточных соединений, тем самым изменяя ΔS и влияя на скорость реакции.о}}\) — константа скорости без соли в реакционной смеси.
  • А также является константой для растворителя, в котором находится раствор. Значение А для воды составляет 0,509 при 298 К.

Зависимость между Z A Z B , I и скоростью реакции представлена ​​в табличной форме ниже:

Z А Z Б Скорость реакции
+ Увеличивается (присутствие соли в реакционной смеси)
Уменьшается (увеличивается ионная сила)

Примечание: I=0 при очень разбавленных концентрациях соли или если соль инертна.

Ссылки

  1. Аткинс, П.В. Физическая химия. 5-е изд. Нью-Йорк: WH Freeman, 1994.
  2. .
  3. Чанг, Раймонд. Физическая химия для биологических наук. Саусалито, Калифорния: Университетские научные книги, 2005.
  4. .

Авторы и авторство

  • Константин Маллей (UCD)
  • Артика Сингх (UCD)

%PDF-1.4 % 1491 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 1491 170 0000000016 00000 н 0000005253 00000 н 0000005432 00000 н 0000005565 00000 н 0000005626 00000 н 0000005982 00000 н 0000006362 00000 н 0000006525 00000 н 0000006671 00000 н 0000006834 00000 н 0000006980 00000 н 0000007143 00000 н 0000007289 00000 н 0000007817 00000 н 0000007962 00000 н 0000008486 00000 н 0000008631 00000 н 0000009147 00000 н 0000009292 00000 н 0000009776 00000 н 0000009921 00000 н 0000010523 00000 н 0000010668 00000 н 0000011198 00000 н 0000011343 00000 н 0000012041 00000 н 0000012186 00000 н 0000012844 00000 н 0000012989 00000 н 0000013521 00000 н 0000013668 00000 н 0000014195 00000 н 0000014342 00000 н 0000015002 00000 н 0000015147 00000 н 0000015896 00000 н 0000016041 00000 н 0000016790 00000 н 0000016935 00000 н 0000017529 00000 н 0000017674 00000 н 0000018315 00000 н 0000018462 00000 н 0000018970 00000 н 0000019117 00000 н 0000019669 00000 н 0000019816 00000 н 0000020324 00000 н 0000020471 00000 н 0000021025 00000 н 0000021172 00000 н 0000021921 00000 н 0000022068 00000 н 0000022602 00000 н 0000022747 00000 н 0000023275 00000 н 0000023420 00000 н 0000023948 00000 н 0000024095 00000 н 0000024641 00000 н 0000024788 00000 н 0000025488 00000 н 0000025635 00000 н 0000026231 00000 н 0000026378 00000 н 0000026864 00000 н 0000027011 00000 н 0000027616 00000 н 0000027763 00000 н 0000027926 00000 н 0000028073 00000 н 0000028236 00000 н 0000028381 00000 н 0000028544 00000 н 0000028689 00000 н 0000028852 00000 н 0000028997 00000 н 0000029160 00000 н 0000029305 00000 н 0000029468 00000 н 0000029613 00000 н 0000029774 00000 н 0000029919 00000 н 0000030081 00000 н 0000030225 00000 н 0000030387 00000 н 0000030534 00000 н 0000030921 00000 н 0000030960 00000 н 0000031102 00000 н 0000032290 00000 н 0000033486 00000 н 0000034680 00000 н 0000034889 00000 н 0000035000 00000 н 0000035104 00000 н 0000035361 00000 н 0000035898 00000 н 0000036035 00000 н 0000036789 00000 н 0000037125 00000 н 0000037568 00000 н 0000038128 00000 н 0000038382 00000 н 0000040970 00000 н 0000043411 00000 н 0000044602 00000 н 0000044694 00000 н 0000044958 00000 н 0000045514 00000 н 0000047906 00000 н 0000048319 00000 н 0000049506 00000 н 0000050704 00000 н 0000050796 00000 н 0000051052 00000 н 0000051598 00000 н 0000051695 00000 н 0000175253 00000 н 0000175513 00000 н 0000177171 00000 н 0000179716 00000 н 0000182361 00000 н 0000185010 00000 н 0000187647 00000 н 00001

00000 н 0000333199 00000 н 0000355520 00000 н 0000376928 00000 н 0000397534 00000 н 0000397792 00000 н 0000397863 00000 н 0000398313 00000 н 0000399510 00000 н 0000421512 00000 н 0000483913 00000 н 0000484182 00000 н 0000484362 00000 н 0000484391 00000 н 0000484810 00000 н 0000505673 00000 н 0000505929 00000 н 0000506325 00000 н 0000512969 00000 н 0000513010 00000 н 0000517551 00000 н 0000517592 00000 н 0000517687 00000 н 0000517778 00000 н 0000517915 00000 н 0000539920 00000 н 0000540185 00000 н 0000540665 00000 н 0000541865 00000 н 0000617551 00000 н 0000617592 00000 н 0000617766 00000 н 0000638330 00000 н 0000638400 00000 н 0000638476 00000 н 0000638548 00000 н 0000638631 00000 н 0000638714 00000 н 0000638797 00000 н 0000638880 00000 н 0000638963 00000 н 0000639046 00000 н 0000639129 00000 н 0000639255 00000 н 0000003696 00000 н трейлер ]/предыдущая 2718278>> startxref 0 %%EOF 1660 0 объект >поток hвязьUkPW> $P$y#pQ `[email protected] tP(FR-tv3[U$ELE

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован.