Большая плотность электролита в аккумуляторе: Плотность аккумулятора. Какая в электролите считается нормальной? Обязательно знать

Содержание

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. 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.

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. 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.

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). 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. 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. 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. 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.

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.
  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. 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. 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. 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.

Плотность электролита аккумулятора — Энциклопедия по машиностроению XXL

Напряжение и плотность электролита аккумулятора в зависимости от степени разряженности  [c. 222]

Зная замеренную плотность электролита полностью заряженного и разряженного аккумулятора, можно установить степень его разряда. Например, при плотности электролита полностью заряженного аккумулятора 1,27, а полностью разряженного 1,14 и при плотности электролита аккумулятора по результатам замера 1,22 можно сказать, что аккумулятор разряжен на  [c.467]

Какую поправку следует принять к показанию денсиметра, если плотность электролита аккумулятора измеряется в кг/м , а температура электролита при измерении равна. ..  [c.62]


Плотность электролита аккумуляторов необходимо довести до 1,25-1,27 г/см или применить калиевый электролит с плотностью 1,26-1,28 г/ сиР. Составной натриево-литиевый электролит при температурах ниже 0 С применять не разрешается.  
[c.326]

Плотность электролита в щелочных аккумуляторах не зависит от степени их разряженности.  [c.230]

Степень заряженности батареи контролируют с помощью кислотомера (для центральных районов нашей страны при температуре 15 °С плотность электролита должна составлять 1,27 г/см ). Периодически-проверяют также уровень электролита стеклянной трубкой. В каждом аккумуляторе уровень должен быть 10…15 мм.  [c.69]

Короткое замыкание является следствием осыпания активной массы, разрушения сепараторов, коробления пластин при разряде батареи большими токами. Признаками короткого замыкания являются отсутствие или малая ЭДС аккумулятора, кипение электролита, падение напряжения, снижение плотности электролита.  

[c.70]

Если заряженный аккумулятор соединить, например, с электрической лампочкой, то она загорится. Начнется разряд аккумулятора — процесс, в результате которого выделяется электрическая энергия и происходят обратные химические превращения активной массы пластин в электролите. Плотность электролита уменьшается, а пластины покрываются налетом сернокислого свинца. После полного разряда аккумулятор тока давать не будет и должен быть снова заряжен.  [c.46]

Зависимость э. д. с. Е кислотного аккумулятора от плотности электролита р выражается эмпирической формулой  

[c. 319]

Плотность электролита в процессе разряда и заряда практически не изменяется. Э. д. с. аккумулятора равна 1,35 в. Допустимое напряжение при разряде 1,1 е. Емкость аккумулятора уменьшается при увеличении разрядного тока (рис. 6.33) и при понижении температуры электролита.  [c.321]

При подключении к заряженному аккумулятору потребителей ток в нем пойдет в обратном направлении и это вызовет обратную химическую реакцию. Теперь из электролита будет удаляться серная кислота и выделяться вода, а на пластинах аккумулятора будет вновь образовываться сернокислый свинец. Плотность электролита и напряжение на клеммах аккумулятора будут уменьшаться. Такой процесс называется разрядом. На автомобиле устанавливают не один аккумулятор, а батарею, состоящую из нескольких аккумуляторов, соединенных последовательно между собой.  

[c.129]

Новые аккумуляторы с сухими заряженными пластинами заполняют электролитом плотностью 1,28—1,25. Выбирая плотность электролита, необходимо учитывать климатический пояс и время года. В условиях низких температур плотность электролита должна быть большой, а при более высокой температуре — небольшой.  

[c.131]


Степень заряженности аккумуляторов (рис. 79) проверяют ареометром и нагрузочной вилкой. Ареометр изготовлен в виде стеклянной трубки, запаянной с обеих сторон. В нижней части помещен груз, а в верхней расположена шкала. Чем выше всплывает ареометр, тем большей будет плотность электролита. Деление шкалы, совпадаюш,ее с уровнем электролита, покажет его плотность.  [c.133] О состоянии батареи можно судить по плотности электролита. Уменьшение плотности на 0,01 показывает, что аккумулятор разряжен на 6%. Если даже один аккумулятор разряжен зимой более чем на 25%, а летом на 50%, то его нужно зарядить.  
[c.136]

Аккумуляторные работы. Включают контроль за внешним состоянием аккумуляторной батареи, ее заря-женностью, проверку уровня и плотности электролита, замену сепараторов, моноблока. Замена пластин относится к капитальному ремонту, и проведение его в условиях АТП допустимо только в критических ситуациях, так как трудоемкость капитального ремонта аккумулятора почти в 10 раз выше трудоемкости изготовления нового.[c.131]

При понижении уровня электролита доливают дистиллированную воду, так как она испаряется быстрее, чем кислота. При недостаточной плотности доливают электролит плотностью 1,40 г/см . Плотность электролита проверяют денсиметрами различных конструкций. Разница в плотности отдельных аккумуляторов батареи не должна быть более 0,01 г/см .  

[c.189]

Сезонное обслуживание включает выполнение работ, связанных с переходом к эксплуатации объекта на открытом воздухе (автокраны, погрузчики и т. д.), в летних и зимних условиях (замена топлива и смазочного материала, изменение плотности электролита в аккумуляторах, установка средств обогрева и утепления и т. д.).  [c.176]

Снижение напряжения объясняется следующим. При разряде серная кислота вступает в реакцию с образованием воды, плотность электролита во всем аккумуляторе уменьшается и, следовательно, э. д. с. падает. Активная масса обеих пластин переходит в сульфат свинца, имеющий меньшую плотность, а поэтому занимающий больший объем, чем перекись свинца и губчатый свинец.

Сульфат по мере образования все более сужает пори активной массы. Просачивание кислоты внутрь активной массы постепенно замедляется, и электролит в порах уже не успевает пополняться.  [c.17]

При заряде происходит тот же процесс, что и при разряде, но Б обратном порядке. Внутри пор и около пластин аккумулятора выделяется образующаяся серная кислота, и плотность электролита здесь становится выше, чем в остальной части аккумулятора. Повышение плотности вызовет увеличение э. д. с. напряжения. Плотность электролита будет возрастать также под влиянием диффузии.  

[c.18]

Большая часть сульфата перейдет в перекись свинца и губчатый свинец, при этом зарядный ток начнет разлагать воду на кислород и водород и электролит будет как бы кипеть. Когда плотность электролита станет постоянной и напряжение, достигнув 2,5—2,8 в на элемент (в зависимости от величины зарядного тока, срока службы и состояния аккумулятора), перестанет повышаться, заряд считается законченным.

[c.18]

Напряжение полностью заряженного и отключенного аккумулятора не остается постоянным, а в течение некоторого времени снижается до величины э. д. с., соответствующей данной плотности электролита (2,1—2,15 в). Это явление подтверждает еще раз, что судить о состоянии заряженности аккумулятора по его напряжению можно только тогда, когда аккумулятор включен на внешнюю нагрузку. С повышением температуры аккумулятора возрастает его электрическое сопротивление, следовательно, увеличивается и падение напряжения. На морозе подвижность электролита уменьшается, он становится более вязким и диффузия сильно затрудняется.  

[c.18]

Емкость аккумулятора при одном и том же количестве активной массы не является постоянной и зависит от конструкции и толщины пластин, величины разрядного тока, температуры и плотности электролита, состояния активной массы, ее пористости и срока службы.  [c.19]


Электродвижущая сила щелочных аккумуляторов определяется состоянием активной массы и степенью ее окисления и почти не зависит от плотности электролита.[c.22]

Правильно заряженный аккумулятор должен отвечать следующим требованиям напряжение отключенного аккумуляторного элемента должно составлять 2,1 е, а плотность электролита летом должна быть 1,24—1,25 и зимой 1,27—1,28.  

[c.40]

Сульфатация наблюдается также в аккумуляторах с низким уровнем электролита. При этом плотность электролита повышается, а оголенная часть пластин покрывается сульфатом. Если в аккумулятор длительное время не доливают электролит, активная масса начинает постепенно сползать вниз, так как электролит большой плотности размягчает активную массу, превращая ее в жидкую кашицу.  [c.41]

Для измерения плотности электролита применяют прибор, называемый ареометром. Ареометр состоит из стеклянного сосуда цилиндрической или грушевидной формы, на верхнюю часть которого плотно надет резиновый шар, на нижнюю — резиновая трубка, внутри сосуда помещен маленький ареометр. Для замера плотности электролита в аккумулятор опускают резиновую трубку, предварительно сжав резиновый шар.

При разжимании шара в стеклянный сосуд всасывается электролит в количестве, достаточном для того, чтобы в нем мог свободно плавать ареометр.  [c.41]

Плотность электролита проверяют ареометром в двухтрех аккумуляторах перед каждым зарядом и во всех  [c.46]

Таким образом, в результате разрядки аккумулятора кислота распадается, вместо нее образуется вода, плотность электролита снижается, и на обеих пластинах образуется сернокислый свинец. Конечное допустимое напряжение при разрядке составляет 1,7 в на аккумулятор. Образующийся при разрядке сернокислый свинец (сульфат) легко превращается в активную массу лишь в том случае, если его кристаллы будут очень мелкими.  [c.110]

Емкостью аккумулятора называется количество электричества, выраженное в ампер-часах (а-час), которое можно получить от полностью заряженной батареи при ее разрядке до допустимого конечного напряжения. Величина емкости определяется произведением разрядного тока на время разрядки (в часах) и зависит от размеров и количества пластин, веса и пористости активной массы, химической чистоты материалов батареи, силы разрядного тока, температуры и плотности электролита.[c.112]

При подводе тока к аккумулятору электрохимические процессы протекают в противоположном направлении. Ионы водорода, образующиеся в результате распада воды, взаимодействуют с сернокислым свинцом электродов. Водород, соединяясь с сернокислым остатком, образует серную кислоту, а на электродах восстанавливается губчатый свинец. Выделяющийся из воды кислород соединяется со свинцом положительной пластины, образуя перекись свинца, содержание воды в электролите уменьшается, а содержание кислоты увеличивается, в результате чего плотность электролита повышается.  [c.99]

С уменьшением плотности электролита повышается температура его замерзания. Поэтому при низких температурах окружающего воздуха плотность электролита полностью заряженного аккумулятора должна быть больше. Это предотвратит возможность замерзания электролита в частично разряженном аккумуляторе.  [c.100]

Простейший свинцово-кислотный аккумулятор представляет собой две свинцовые пластины — положительную и отрицательную,— опущенные в электролит (раствор серной кислоты в дистиллированной воде). Пластины в виде решеток отлиты из свинца. Ячейки peuieTOK заполнены активной массой. У положительных пластин это свинцовый сурик, у отрицательных — свинцовый глет. Между разноименными пластинами устанавливаются пористые перегородки — сепараторы. Электролит в заряженной батарее должен иметь плотность в пределах 1,26—1,28 г/см летом и 1,29—1,30 г/см зимой. При этом напряжение на каждом элементе не должно быть ниже 2 В.Если плотность электролита составляет 1,17—1,19 г/см — батарея разряжена наполовину. При плотности 1,10—1,12 г/см аккумулятор можно считать разряженным полностью и его следует зарядить. При заряде,т. е. при пропускании через аккумулятор постоянного тока, происходит электрохимическая реакция, приводя-  [c.45]

Стартерные свинцовые аккумуляторные батареи. Свинцовый аккумулятор в простейшем виде состоит из двух свинцовых пластин, погруженных в раствор серной кислоты и дистиллированной воды определенной концентрации. Этот раствор называется электролитом. Если в аккумулятор налпть электролит, то серная кислота взаимодействует со свинцовыми пластинами и в результате химической реакции на поверхности пластин появляется слой сернокислого свинца. Если через такой элемент пропустить постоянный ток, то электролит под действием тока разла-Гй1.»,тся и происходит химическая реакция, в результате которой сернокислый свинец положительной пластины превращается в перекись свинца коричневого цвета, а на отрицательной пластине — в губчатый свинец серого цвета. Плотность электролита при этом увеличится за счет обра-  [c.128]

Уменьшение плотности электролита на 0,01 г/см соответствует )азряду батареи примерно на 6%. эатарея требует заряда (тренировочного цикла) в условиях аккумуляторного участка, если разряд (хотя бы одного аккумулятора) достигает 50 % летом и 25 % зимой.  [c.190]

Работоспособность (напряжение батареи под нагрузкой) необходимо проверять для каждого аккумулятора нагрузочной вилкой при исправном состоянии напряжение в конце пятой секунды должно оставаться неизменным в пределах 1,7—1,8 В. Однако указанный метод становится затруднительным при наличии защитного покрытия кислотоупорной мастикой всех соединительных пластин внутренних аккумуляторов, а также для современных необслуживаемых батарей. Поэтому основное значение в эксплуатации приобретает простой метод проверки работоспособности батареи по падению напряжения при иуске двигателя стартером. Это падение для исправного состояния (при прогретом аккумуляторе и двигателе) должно быть не ниже 10,2 В. Более низкий уровень свидетельствует также (при нормальной плотности электролита) о потере емкости, которая может быть частично восстановлена тренировочными циклами.  [c.190]


По мере дальнейшего разряда аккумулятора серная кислота электролита химически соединяется с активной хмассой пластин и образуется вода, вследствие чего в порах активной массы и около пластин электролит будет иметь меньшую плотность, чем в остальной части аккумулятора. Но так как э. д. с. аккумулятора, а с ней и напряжение зависят от плотности электролита, находя-ш,егося в порах и около пластин, они понижаются. В на- але разряда диффузия свежего раствора серной кис- лоты происходит достаточно энергично, покрывая расход » электролита, и плотность раствора внутри пластин не-которое время поддерживается почти на одинаковом /Ч уровне, благодаря чему э. д. с. и напряжение остаются «Nf e достаточно устойчивыми. Однако по мере разряда шпряжение начинает медленно и равномерно падать.  [c.17]

Пониженное напряжение во время гзаряда и повышенное в начале заряда Пониженная плотность электролита Наличие на отрицательных пластинах белого налета Пониженное напряжение при заряде и разряде Газовыделение при пониженном напряжении на аккумуляторе (2,2—2,25 в) во время заряда  [c.44]

При втором техническом обслуживании батарею закрепляют в гнезде прочищают вентиляционные отверстия проверяют плотность электролита и работоспособность аккумулятора по напряжению под нагрузкой если требуется, батарею пoдзapялiaют.  [c.417]

При подключении к электродам потребителя в аккумуляторе возникает разрядный ток. При этом ионы сернокислотного остатка 504 соединяются со свинцом электродов, образуют на них сернокислый свинец РЬ504, а ионы водорода соединяются с кислородом, который выделяется на положительной пластине, и образуют воду. Таким образом, в процессе разряда аккумулятора его электроды покрываются сернокислым свинцом в результате соединения с серной кислотой электролита, а последний разбавляется образующейся водой. Следовательно, при разряде аккумулятора плотность электролита уменьшается. Это позволяет по плотности электролита определять степень заряженности аккумуляторной батареи.  [c.99]

Электродвижущаяся сила (э. д. с.) на электродах кислотного аккумулятора возрастает с увеличением плотности электролита и меняется от 2,00 до 2,15 В в зависимости от степени заряженности аккумулятора. Напряжение на электродах аккумулятора при его заряде выше, а при разряде ниже э. д. с. на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора. Это падение напряжения прямо пропорционально силе зарядного или разрядного тока. Для заряда аккумулятора напряжение на клеммах заряжающего источника тока должно быть выше э. д. с. аккумулятора. Чем больше зазница между этими величинами, тем больше сила зарядного тока. Лри постоянном напряжении источника тока по мере увеличения степени заряженности аккумулятора повышается его э. д. с. и, следовательно, уменьшается сила зарядного тока. Таким образом, если напряжение на клеммах источника тока будет равно э. д. с. полностью заряженного аккумулятора плюс э. д. с. поляриза,ции, то зарядный ток прекратится как только аккумулятор полностью зарядится.  [c.100]


Как Проверить Плотность Необслуживаемого Аккумулятора

Информационный сайт о накопителях энергии

Свинцовые автомобильные аккумуляторы накапливают энергию до тех пор, пока идет химическая реакция между электролитом и токопроводящими пластинами. При изменении плотности электролита, этот процесс нарушается. Неважно, по какой причине испортился электролит, аккумулятор не работает. Требуется замена электролита, корректировка плотности или приобретение новой АКБ. В случае если электролит приобрел черный цвет, в нем взвесь угля и окалины – аккумулятор придется менять.

Полная замена электролита в аккумуляторе

Электролит представляет смесь серной кислоты с водой в определенной пропорции. О концентрации раствора узнают по плотности, измеряемой ареометром. Показатель основной, даже сотые доли влияют на способность электролита работать на накопление энергии.

Признаки негодного электролита:

  • Измерение плотности на заряженном аккумуляторе ареометром. Значение должно быть 1,25 -1,27 г/см3.
  • Мутный электролит – свидетельство того что внутри идут паразитные процессы сульфатирования.
  • Электролит перемерзал, но герметичность корпуса не нарушена.
  • Раствор черный или темно-коричневый со взвесью угля и окалины.

Замена электролита в аккумуляторной батарее будет эффективна, когда полости банок обследованы, промыты, удален сульфатный осадок. Если разрушены пластины, осыпалось активное вещество – аккумулятор не ремонтопригоден.

В домашних условиях полная замена электролита в аккумуляторе автомобиля происходит в последовательности:

  • Подготовить эмалированную или стеклянную посуду для слива электролита, средства личной защиты, место для работы, лучше, на открытом воздухе.
  • Аккумулятор извлечь, из автомобиля, снять пробки или просверлить отверстия в необслуживаемом АКБ, слить жидкость в подготовленную тару, пользуясь грушей или шприцом.
  • Аккумулятор промывается дистиллированной водой многократно, пока не удалится осадок. Возможно, придется удалять сульфат свинца, если есть осадок на пластинах. Нужно убедиться что активная замазка не осыпалась, угольная решетка цела.
  • Медленно, с перерывами залить электролит нужной плотности в каждую банку выше пластин на 5-7 мм. Подождать 2-3 часа для выхода пузырьков, замерить плотность электролита, довести до нормы
  • Зарядку аккумулятора после замены электролита вести малым током 0,1 А, не допуская закипания. После набора половины емкости, зарядка ведется циклично.
  • Произвести герметизацию банок.

Сколько времени заряжать аккумулятор? Заряжать аккумулятор после замены электролита нужно бережно, как после глубокой разрядки. Операция замены электролита своими руками в автомобильном аккумуляторе считается законченной, если он полностью принимает ток длительное время. Зарядка ведется осторожно, кипение в банках недопустимо.

Предлагаем посмотреть видео по правильной замене электролита в автомобильном аккумуляторе.

Чем долить аккумулятор – принимаем решение

Если вы купили б/у АКБ с пустыми банками или обнаружили, что вся жидкость куда-то делась – заливайте электролит. Правда, в последнем случае, лучше поменять батарею. Как показывает практика, в такой ситуации в аккумуляторе происходят необратимые явления, приводящие к выходу из строя, и подобная мера носит временный характер.

Если же вы заметили снижение уровня жидкости в банках – действуйте по инструкции.

  1. Поставьте АКБ на горизонтальную ровную поверхность.
  2. Уберите мусор с верхней части.
  3. Аккуратно открутите все пробки.
  4. С помощью спринцовки или шприца возьмете оставшийся раствор с каждой банки и обратите внимание на его цвет (в норме – прозрачный).
  5. Долейте дистиллированную воду, поставьте на зарядку малым током.
  6. Спустя 2-3 часа проверьте плотность ареометром.
  7. Если вы получили значение 1,27-1,29 г/см – значит проблема была в потере дистиллированной воды.

Иногда автомобилисты получают низкое значение и начинают паниковать. Обычно это случается, если сделать замер сразу после заливки воды, при горячем аккумуляторе или недостаточной зарядке батареи.

После доливки воды нужно проверить плотность электролита в банке. Серная кислота должна перемешаться с водой, а происходит это спустя 2-3 часа после зарядки, при температуре в пределах 15-27 0С. В других условиях показатели не будут достоверными.

Запомните: нельзя заливать новый электролит в аккумулятор при снижении уровня жидкости в банках. В этом случае единственное верное решение – доливка дистиллята.

Почему нельзя доливать электролит в аккумулятор

Вы замерили уровень в банках аккумулятора, он ниже нормы? Это значит, что часть воды испарилась. Если это обслуживаемый аккумулятор, нужно замерить уровень в каждой банке и долить электролит до нормы водой. В необслуживаемом АКБ сквозь стенки видно зеркало залива.

Упал уровень, значит в растворе мало воды и высокая плотность. Добавленный электролит повысит уровень, но плотность раствора останется высокой. Это пагубно для пластин АКБ, сокращается срок службы батареи. Поэтому следует электролит доводить до уровня, доливая дистиллированную воду.

Посмотрите видео о правилах замены электролита.

Сколько доливать воды в банки?

Еще одно важное условие. На некоторых аккумуляторах есть специальный уровень (обычно на корпусе сбоку) именно до него стоит добавить воды (переливать нельзя).

Однако большое количество АКБ такого уровня не имеют, так сколько же лить?

ОДНО очень простое правило. Пластины должны быть закрыты электролитом на 1 – 1,5 см (замеряется специальными мерными трубочками). При таком уровне как раз и получается плотность в 1,27 г/см3

Больше лить не стоит, иначе плотность упадет до 1,20 – 1,24 г/см3 и есть большая вероятность, что батарея может зимой замерзнуть.

Сейчас небольшое, но полезное видео, смотрим.

НА этом заканчиваю, думаю, моя статья была вам полезна. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР

(7 голосов, средний: 5,00 из 5)

В каких случаях доливать электролит в аккумулятор?

Электролит в аккумулятор доливают, когда снижается емкость. При этом замеры ареометром содержимого каждой банки показывают снижение плотности. Возможно, в АКБ произошла сульфатация, связанный кислотный остаток в PbSO4 не участвует в реакции.

Если электролит, извлеченный из банок прозрачный, светлый, его можно использовать вторично, добавив корректирующий раствор, плотностью 1,4 г/см3. После снятия осадка на пластинах, батарея заливается прежним электролитом, но он низкой концентрации. Можно ли довести раствор до нужной плотности, доливая электролит? Какой состав взять, и сколько нужно долить в аккумулятор корректирующего раствора?

По технологии нужно заменить порцию слабого состава крепким. Долить и изъять электролит из банок раствор можно, воспользовавшись грушей и мерным цилиндром. Как поменять растворы, в какой пропорции видно из таблицы.

При этом следует использовать только электролит для корректировки. После операции замены, в течение получаса ведется подзарядка, чтобы жидкости смешались. Через два часа после отключения ЗУ проверяется плотность, если нужно, корректировка повторяется.

Предлагаем ознакомиться на видео, как долить электролит в аккумулятор.

Электролит

Как мы с вами знаем, электролит (внутри АКБ) состоит из двух основных компонентов:

  • Это серная кислота. Ее примерно 35% от всего объема
  • Дистиллированная вода. Ее примерно 65%

При смешивании этих двух субстанций и поучается нужный для работы электролит, плотностью – 1,27 г/см3. Больше 35% кислоты добавлять не рекомендуется, если задрать плотность до 1,3 – 1,4 г/см3, то при такой концентрации свинцовые пластины будут страдать и могут раньше времени разрушится.

Что доливать в аккумулятор, воду или электролит

При соблюдении условий эксплуатации, необслуживаемые аккумуляторы не требуют контроля плотности и уровня электролита. Обслуживаемые АКБ имеют специальные пробки – доступ к каждой банке. В них регулярно проверяются показатель качества и уровня электролита. Запас энергии батареи определяется по самому слабому элементу. Поэтому необходимо поддерживать плотность электролита во всех банках равной.

Плотность в банке может снизиться, если началась сульфатация. Тогда добавка электролита не поможет. Сильное сопротивление забитых пластин не пропускает заряд, добавленная кислота увеличит отложения. В этом случае заряд восстановит сульфатирование. Вот почему нельзя в АКБ с налетом сульфата свинца доливать электролит.

Доливать ли воду в аккумулятор? Если уровень электролита в банках низок, это указывает на интенсивное кипение батареи во время работы. Испаряется в основном водород. С оголенных пластин может осыпаться активная замазка, произойдет сульфатирование, коррозия. Поэтому подлить дистиллированную воду необходимо, но после этого аккумулятор нужно ставить на зарядку по полному циклу.

Как добавить воду в аккумулятор?

Для начала разберем обслуживаемый вариант – когда сверху батареи есть пробки. Здесь все элементарно:

Первое – нужно купить дистиллированную воду в магазине или же нагнать ее самому дома.

Второе — просто откручиваем пробки сверху и смотрим на пластины. Если они оголены, уровень электролита ниже, нужно добавить так чтобы вода их закрыла. Сколько лить расскажу чуть ниже

Третье – после добавления ставим на зарядку, можно использовать автоматические зарядные устройства

Как видите, все элементарно — никаких проблем нет.

Когда доливать в электролит, а когда воду

Вопрос, чем долить, если мало электролита в банках аккумулятора требует особого освещения. Такие жидкости, как электролит или дистиллированная вода, нужно заливать в аккумулятор правильно. Корпус и воронка должны быть чистыми, заливаемая жидкость прозрачная, без взвеси. Долить электролит водой можно, используя медицинский шприц без иглы, если корректировка требуется незначительная.

В каких случаях можно доливать воду в электролит аккумулятора? Если в одной или нескольких банках уровень электролита в АКБ низкий. Это происходит из-за кипения банок в условиях повышенной температуры или глубокого разряда. Добавлением дистиллированной воды восполняются потери объема, уменьшается плотность электролита, предотвращается скорый износ батареи.

Нужно ли заряжать аккумулятор после добавления воды, или замены электролита? Любое изменение внутреннего баланса требует выравнивания и стабилизации. После изменения концентрации жидкости необходимо провести полный цикл зарядки, убедиться, что аккумулятор не потерял емкость, стабильно напряжение на клеммах, обеспечивает пусковой ток.

Можно ли долить электролит в аккумулятор, если случайно его выплеснули? Как это случилось? Возможно, перевернули прибор. Это один из немногих случаев, когда вытекший электролит заменяют точно таким же и даже температуру подгоняют. Но все равно потребуется подзарядка и проверка плотности.

Посмотрите видео, как правильно долить электролит в аккумулятор. Вода или электролит, что доливать?

Как вскрыть крышку батари

Обслуживаемые батареи имеют пробки для ревизии банок. Добраться к содержимому необслуживаемого аккумулятора сложнее. Пробок не предусмотрено, и монолитная крышка представляет собой лабиринт для улавливания и конденсирования паров. Нарушение ходов лабиринта снизит эффективность системы. Поэтому перед тем как открыть крышку батареи, требуется взвесить все за и против.

Внимание! Перед вскрытием и проверкой аккумулятора, его обязательно нужно зарядить! Плотность электролита на разряженной батарее значительно ниже!

Вот несколько вариантов, как добраться до электролита:

  1. В АКБ есть глазок с поплавком. Поддев стеклышко, мы получаем доступ к одной банке батареи. Измерение плотности электролита в одной банке не дают полной картины.

  2. Снять крышку батареи. Верхняя часть срезается или силой срывается, так как она припаяна. После обслуживания батареи главная сложность — приклеить крышку на место. По возможности, следует избегать этого способа.
  3. Сверление отверстий — самый доступный способ того, как вскрыть АКБ.

Читать также: Фартук токарного станка предназначен

Самый оптимальный метод — сверление отверстий. Для большей части процедур этого достаточно, через них можно залить электролит, проверить его уровень и плотность.

  • Центры должны совпадать с отливками под заводские заливные пробки. Сняв наклейки, контуры легко просматриваются.
  • Сверлить лучше в несколько этапов, чтобы стружка не попала внутрь. Первое сверло – 3-4 мм. Просверлив все отверстия, можно тонким щупом проверить уровень электролита. Если на этом проверка закончится, мелкие отверстия можно залить горячим клеем или силиконом.
  • Второе сверло — 12 мм. Через такое отверстие можно воспользоваться ареометром.

Чтобы заглушить отверстия, можно воспользоваться пластиковыми пробками от лекарственных средств — пустырник, мята перечная, валерьянка. Пробки должны стать плотно, заготовить их нужно еще до сверления. При установке пробки можно посадить на клей, тогда с высокой долей вероятности свойства крышки-лабиринта сохранятся. Просто вставив пробки, мы получаем простой необслуживаемый аккумулятор. К банкам добраться значительно проще, но делать это придется довольно часто — электролит будет требовать постоянной доливки.

Как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор

Все намного сложнее, если потребовалось долить воду в электролит необслуживаемого аккумулятора автомобиля. Сквозь полупрозрачные стенки можно увидеть, сколько электролита в банках. Но как проникнуть в корпус необслуживаемого аккумулятора?

Есть модели, проникнуть внутрь в которых можно отрезав болгаркой верхнюю крышку. Но такие действия нужны, если нужно удалить накипь и промыть осевший внизу шлам. Для того чтобы долить жидкость до нужного уровня сверлят отверстие в корпусе. Позже его заклеивают эпоксидным клеем.

Полностью необслуживаемый аккумулятор требует бережного обращения, боится глубоких разрядов и нестабильной работы бортовой АКБ. Заявленные 5-7 лет он выдерживает только в идеальных условиях.

Проверяем уровень электролита

Перед тем как проверить плотность аккумулятора без ареометра необходимо установить его уровень. В том случае, если сам аккумулятор выполнен из полупрозрачного пластика, то проверка уровня электролита не представляет сложности. Если же аккумулятор выполнен из непрозрачного темного пластика, то для проверки уровня электролита потребуется специальная стеклянная трубка, имеющая диаметр около 5 миллиметров. Такая трубка опускается в банку до упора, после чего ее верхнее отверстие закрывают пальцем. Трубку аккуратно достают из аккумулятора. В ней останется электролит, который сливают в колбу и проверяют уровень. Считается, что норма жидкости в колбе составит 10-15 миллиметров. В том случае, если уровень больше или меньше необходимо его выровнять, после чего измерять плотность электролита.

Как разобрать необслуживаемый аккумулятор чтобы долить электролит

В современных АКБ, таких как VARTA, под декоративной наклейкой можно увидеть 6 пластинок, плотно утопленных в корпус. Если подковырнуть кружок шилом, можно под ним обнаружить пробку резиновую. Тогда появится возможность отобрать пробу электролита, провести замер плотности, откорректировать состав. Если нет пробки – в каждой банке колется отверстие тонким шилом, а вода запускается из шприца, каплями.

Но если обнаружено, что в банках на пластинах белесые полосы – это сульфатация. Чтобы очистить полости, убрать осадок внизу, потребуется вскрыть крышку распиливанием.

Посмотрите видео, как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор.

Долить электролит в гелевый аккумулятор

Необслуживаемый гелевый аккумулятор представляет тот же свинцовый аккумулятор, но электролит загустили, он находится в виде геля. С годами вследствие электрохимических паразитных реакций получается водород, выходящий из резинового вентиляционного клапана. Гель обезвоживается и уже неплотно прилегает к пластинам. Емкость АКБ уменьшается.

Долить воду в банки аккумулятора просто. Нужно снять наклейку на корпусе, снять колпачки-клапаны и закапать в каждую банку по 1,2 мл воды. Вода должна впитаться в желеобразную массу. Нужно время. Через полчаса, если вода выше поверхности пластин батареи – извлеките ее фильтром или шприцом.

Без сомнений, одним из важных узлов каждого транспортного средства является аккумулятор. Если говорить об автомобильных АКБ, они представляют собой расходную деталь с ограниченным сроком эксплуатации и рабочим ресурсом. Если не знать о том, как поменять электролит в аккумуляторе, в скором времени машина попросту перестанет нормально функционировать.

Устройство необслуживаемого аккумулятора автомобиля

Принципиальных отличий в конструкциях свинцово-кислотных аккумуляторов нет. Различается только технология производства. Необслуживаемые аккумуляторы изготавливаются из материалов повышенной чистоты с изменением состава сплава пластин электродов.

Благодаря тому, что удалось снизить газовыделение (электролитическое разложение воды электролита), стало возможным загерметизировать корпус батареи. В результате:

  • отсутствуют потери на испарение воды;
  • снижен до минимума поверхностный саморазряд
  • дополнительные полости под электродами не дают осыпающемуся шламу закоротить пластины.

Предназначение АКБ

Как известно, аккумулятор является недешевым элементом транспортных средств, поэтому покупка нового при повреждении или снижении эффективности работы старого — не совсем обдуманное решение. К счастью, выходом из такой неприятной ситуации может стать замена электролита в аккумуляторе. Если правильно выполнить эту процедуру, то за короткое время можно будет возвратить аккумулятору былые рабочие показатели.

Каждый автомобилист знает, что конструкция аккумулятора выглядит предельно просто и включает в себя ряд простых узлов. Среди них:

  1. Свинцовые пластины, которые покрывают весь корпус.
  2. Электролит — специальная жидкость, которая считается связующим элементом между этими пластинами.

В результате химической реакции два элемента накапливают в себе и проводят электрический ток.

Учитывая важность роли электролита, его объем и качество могут определять конечные рабочие свойства АКБ. Речь идет не только о показателях вырабатываемой энергии, но и напряжения. Если уровень вещества начинает снижаться, а качество падать, это может существенно ухудшить рабочие показатели АКБ.

Деформация пластин из свинца считается довольно распространенным явлением, и именно снижение качества электролита вызывает ослабевание химической реакции. В конечном итоге в аккумуляторе возникают осадки, помутнение и всевозможные испарения, что приводит к таким неприятностям, как отсутствие взаимодействия элементов для выработки энергии. Чтобы возвратить былую эффективность работы детали, важно как можно быстрее осуществить замену жидкости.

Причины изменения объема жидкости

На протяжении эксплуатации объем электролита АКБ снижается. Интенсивность испарения воды зависит от условий, при которых используется агрегат. При уменьшении количества аккумуляторной жидкости повышается концентрация кислоты непосредственно на пластинах. Это агрессивное вещество разъедает свинец, а его соли образуют осадок на решетках и дне. Происходит сульфатация, короткое замыкание, обрыв электрической цепи.

Уменьшение уровня жидкости аккумулятора происходит по следующим причинам:

  • эксплуатация летом при высоких температурах окружающего воздуха приводит к интенсивному испарению воды на фоне повышения плотности электролита;
  • механическое повреждение корпуса батареи приводит к вытеканию аккумуляторной жидкости;
  • при агрессивной езде по бездорожью, переворачивании аккумулятора происходят потери электролита. Только при таких случаях допускается подливать его, а не воду;
  • выход из строя автомобильного генератора, реле зарядки нередко приводит к перезаряду, гидролизу, который сопровождается кипением. При этом испаряется вода, повышается плотность аккумуляторной жидкости.

Таким образом, чтобы продлить срок службы стартерного аккумулятора, необходимо контролировать плотность, количество электролита, а также работу автомобильной системы зарядки.

Разряженный агрегат категорически нельзя эксплуатировать на автомобиле, поскольку в таком случае сила проходящего через пластины тока значительно увеличивается. Это приводит к опаданию активной массы с аккумуляторных решеток, короблению пластин, испарению воды, выходу из строя рабочего агрегата.

Возможные неисправности

В большинстве случаев, автомобильные аккумуляторы страдают от такой проблемы, как потеря плотности. Неприятность объясняется самыми различными причинами, а именно:

  1. Старением.
  2. Сульфатацией пластин.
  3. Неправильным обслуживанием.

Самым распространенным фактором считается сульфатация пластин, которую вызывает постоянное отсутствие правильной зарядки. Чтобы понять принцип разрушения, достаточно вспомнить школьную химию и оценить те процессы, которые происходят в устройстве.

Как известно, внутри АКБ расположены свинцовые решетки, которые, в свою очередь, наполнены диоксидом свинца. При разряде начинается восстановление оксида свинца на катоде и окисление (обратный процесс) на аноде. Простыми словами — на плюсе и минусе. И в первом, и во втором случае, начинается образование сульфата свинца, а плотность серной кислоты стремительно падает.

Многие владельцы автомобилей часто допускают большую ошибку — замерив показатели плотности, они начинают доливать электролит, повышая плотность до требуемого уровня. В результате происходит дальнейшая сульфатация и полное повреждение аккумулятора.

Специалисты советуют приступать к замеру плотности исключительно на полностью заряженном устройстве с нормальным качеством кислоты. Даже если встроенный аккумулятор указывает на 100% заряд, это может быть неточно.

Особенности замены

К сожалению, не все автомобилисты знают, можно ли менять электролит в аккумуляторе своего транспортного средства. К тому же, в кругу более опытных специалистов бродят разногласия по поводу необходимости этой процедуры. Существуют два мнения:

  1. Заменять электролит полностью бесполезно и даже опасно. Лучше покупать новый элемент.
  2. Замена электролита — залог успешной работы аккумулятора и очень важное действие, которое нужно проводить как можно чаще.

В принципе, оба высказывания имеют право на жизнь.

При наличии финансовых возможностей, покупка нового аккумулятора — отличное решение, так как новая модель будет работать гораздо эффективнее чем старая, даже отремонтированная. Но далеко не каждый владелец авто может позволить себе такое недешевое удовольствие, поэтому остается лишь вовремя заменять электролит и стараться следить за состоянием батареи.

К замене жидкости внутри АКБ нужно приступать только при таких обстоятельствах:

  1. Если она помутнела и потеряла свой базовый оттенок.
  2. Если на дне появился характерный осадок.
  3. Если ее уровень сильно снизился. Кстати, в таком случае можно просто долить электролит, но осадок или помутнения должны полностью отсутствовать.

При отсутствии таких проблем осуществлять замену электролита самостоятельными усилиями, не имея надлежащего опыта, категорически запрещено.

Любая ошибка может стать причиной серьезной поломки важных узлов автомобиля, а также снижения эффективности работы аккумуляторной батареи. Но если продуктивность работы узла находится на низком уровне, правильная замена может стать лучшей «реанимацией».

Что лучше, обычный аккумулятор или необслуживаемый?

Если автомобиль отвечает перечисленным требованиям, то ответ однозначный, новый кальциевый аккумулятор гораздо лучше. Такие АКБ снимают с автолюбителя часть обязанностей, улучшается надежность запуска автомобиля.

Другое дело – автомобиль с устаревшей системой бортового питания. В старых отечественных и зарубежных моделях с релейной системой регулировки напряжения не обеспечивается необходимая стабилизация тока заряда на клеммах АКБ. В результате возникает или недозаряд или перезаряд со всеми вытекающими последствиями. Обслуживание новых аккумуляторов затруднено или невозможно. При этом батареи часто не отрабатывают даже гарантийный срок эксплуатации.

Очистка аккумулятора

Если же автомобилист решился на работу и теперь пытается понять, как поменять кислоту в аккумуляторе, ему важно правильно следовать за пошаговыми инструкциями и поэтапно переходить от одного действия к следующему.

Для начала нужно провести несколько подготовительных мероприятий, а именно — извлечение электролита из банок. Учитывая агрессивность среды, в которой будет осуществляться процедура, начинать ее без применения защитных средств категорически запрещено.

Итак, для повышения собственной безопасности нужно взять:

  1. Защитные резиновые перчатки.
  2. Резиновую грушу.
  3. Тару для слива.
  4. Ветошь.

Дальше необходимо учитывать руководство и не упускать важных моментов. Чтобы освободить батарею и обеспечить себе доступ к банкам, нужно изъять клеммы и переместить конструкцию на ровную поверхность. Затем следует снять защитную полоску и отвинтить пробки на банках.

Важно отметить, что некоторые модели АКБ не позволяют автомобилистам свободно добираться к банкам, т. к. они являются неразборными. В этом случае придется просверлить в корпусе специальные отверстия, через которые будет подаваться жидкость. Для этой цели применяется дрель.

После выполнения таких действий остается отсосать с помощью резиновой груши старую кислоту, полностью опустошив банки. Ненужную жидкость выливают в любую подходящую тару. На этом этапе важно соблюдать повышенную осторожность: контакт кислоты с кожей может привести к плачевным последствиям. Если же это произошло, важно как можно быстрее обработать пораженный участок кожи мыльным раствором.

В случае если внутри резервуаров аккумулятора присутствует значительный осадок, нельзя переворачивать его для слития кислоты. Если частицы окажутся на контактах, это может привести к «пробою», после чего восстановление устройства станет практически невозможным.

Если резервуары будут полностью опустошены от старой кислоты, необходимо избавиться от налета и осадка с помощью дистиллированной воды. Как известно, подобная жидкость представляет собой мощный диэлектрик, который снижает риск появления пробоя.

Можно даже осторожно потрясти аккумулятор после заполнения банок, чтобы поднять осадок и остатки старой жидкости. Затем образованную консистенцию выливают.

Подготовка кислоты

Важно понимать, что взять любой электролит и залить его в резервуар нельзя. Для этой цели нужно подобрать специальную кислоту, которая соответствует строгим характеристикам. И одна из них заключается в плотности.

Желательно, чтобы показатель плотности составлял 1,28 г на кубический сантиметр. Для определения точных данных нужно использовать ареометр. Не секрет, что многие магазинные модели обладают плотностью 1,40 г, поэтому на этапе покупки важно уточнить этот момент.

Опытные автомобилисты создают электролит своими руками, но его качество далеко от желаемого и находится на низком уровне. В результате эффективность работы аккумулятора оказывается под угрозой.

Чтобы избежать рисков, лучше приобрести готовую продукцию.

После завершения очистки банок и подготовительных этапов, можно переходить к заливке электролита. В процессе выполнения этого действия применяются:

Как из необслуживаемого аккумулятора сделать обслуживаемый

Приходит время и автовладельца перестают устраивать характеристики аккумуляторной батареи. Если у вас есть АКБ закрытого типа не стоит её выбрасывать и приобретать новую. Вы можете сделать её обслуживаемой, если осуществите вскрытие крышки тем способом, который мы описали выше. Это позволит осуществлять ряд процедур, необходимых для поддержания работоспособности источника питания.

Возможность проверки и изменения уровня электролита — один из признаков обслуживаемости аккумулятора. АКБ закрытого типа оснащены индикатором, который позволяет увидеть уровень электролита. Некоторые корпуса сделаны из полупрозрачных материалов или характеризуются наличием меток, что помогает следить за количеством раствора во всех банках. Уровень электролита можно проверить с помощью специальной трубки или шприца, введя их в отверстия, сделанные в крышке. Нормальное количество раствора соотносится со значениями 10–12 миллиметров жидкости над пластинами.

Не стоит забывать, что не только уровень кислоты, но и её плотность являются важной характеристикой работоспособности батареи. Получить данные о плотности раствора можно с помощью ареометра. Возьмите шприц, введите его в отверстие на крышке и осуществите забор электролита из банки. Влейте в ареометр и посмотрите показания. Слишком низкая плотность (менее 1,22 г/см3 при температуре до +6) не даёт возможности аккумулятору полноценно работать и говорит о малом количестве электролита и необходимости его восполнения. Повышенная плотность или недостаточный уровень раствора требует доливки дистиллированной воды.

Проверка устройства

Если прошло двое суток, можно приступать к мероприятиям по зарядке. Для первой зарядки берется специальный прибор, выдающий напряжение в 12 В. На этом этапе необходимо изъять защитные пробки и присоединить зарядное устройство к батарее. Затем начинается циклическая зарядка, которая состоит из повторов схемы «заряд-разряд».

Оптимальный показатель тока не должен превышать 0.1 ампера. Для первой процедуры таких показателей вполне хватает. Аккумулятор заряжают до тех пор, пока уровень заряда не достигнет 100%. Для проверки берется вольтметр, с помощью которого осуществляется определение напряжения каждой секции или клеммы. Важно убедиться, что на каждой секции напряжение не ниже 2.3 В, а на клеммах — не ниже 13 В.

Соблюдая эти рекомендации, можно без особых трудностей повысить технические показатели старого устройства. Своевременная замена электролита позволит вернуть аккумулятору прежнюю работоспособность и сделать его более продуктивным. Если же процедура не решает проблемы, а причина плохой функциональности объясняется не жидкостью, а самими пластинами, то реанимационные работы не принесут никакого успеха.

Единственный выход из ситуации — приобретение нового аппарата, т. к. старый не подлежит восстановления.

Как зарядить необслуживаемый автомобильный аккумулятор

Итак, если классический аккумулятор можно при соблюдении мер предосторожности заряжать практически любым источником постоянного тока (простейший «дедовский» способ – лампочка с последовательно подключенным диодом, включаемая прямо в электросеть), то необслуживаемому аккумулятору необходим источник стабилизированного напряжения, имеющий возможность ограничения и контроля зарядного тока.

При зарядке необслуживаемой батареи напряжение не должно превышать 14,5-14,8 В. Исправный аккумулятор в этом случае принимает ток, определяемый его внутренним сопротивлением – будучи максимальным в начале цикла, он постепенно снижается. На этом основан принцип действия автоматических зарядных устройств – при снижении тока до уровня 200 миллиампер цикл зарядки прерывается.

Если же зарядное устройство превысит заданное напряжение, то параллельно с зарядкой аккумулятора начнется разложение воды, входящей в состав электролита. В случае с необслуживаемыми аккумуляторами это особенно опасно тем, что увидеть «кипение» невозможно: в классическом аккумуляторе процесс газообразования виден через вывернутые пробки, здесь же они либо не могут выворачиваться, либо закрыты крышкой батареи.

Видео: Как заряжать кальциевый аккумулятор автомобиля — ПРАВИЛЬНО! Просто о сложном

Когда необслуживаемый аккумулятор значительно разряжен, то практически вся серная кислота из электролита израсходована на реакцию с пластинами банок, и фактически между ними находится вода с малой примесью солей свинца и кислоты. Попытка подключения зарядного устройства без ограничения тока приведет к тому, что начнется бурный электролиз воды, и к моменту начала заряда ее уровень снизится. Несколько таких циклов приведут к преждевременному выходу необслуживаемой батареи из строя.

Читать также: Рычажный трубогиб для медных труб

Поэтому зарядное устройство должно иметь возможность ограничения зарядного тока – для стандартного цикла зарядки безопасным считается ток, не превышающий 1/10 от численного значения емкости аккумулятора в ампер-часах. Для распространенных 55-амперных батарей ток не должен превышать 5,5 А, для 75-амперных – 7,5, и так далее. Если же зарядное устройство не имеет плавной регулировки максимального тока, то устанавливается ближайшее меньшее значение. При подключении зарядного устройства к сильно разряженному аккумулятору ток нужно ограничивать на значении, вдвое меньшем, чем при нормальном цикле.

Существуют два принципа работы зарядных устройств:

  1. зарядка постоянным током;
  2. и импульсным.

В первом случае устройство регулирует напряжение на своих клеммах, добиваясь, чтобы через аккумулятор протекал заданный ток. Во втором устройство подает короткие импульсы, прерывая их по достижению предельного тока – так как электрохимические процессы в аккумуляторе имеют определенную инерцию, ток нарастает не моментально.

У каждого из вариантов зарядки есть свои преимущества – импульсная быстрее «оживляет» разряженную батарею, но стандартный цикл зарядки проходит медленнее, чем при зарядке постоянным током. В то же время простые автоматические устройства без импульсного режима зачастую неспособны начать зарядку разряженной батареи. Поэтому наиболее оптимальный выбор для зарядки необслуживаемого аккумулятора – это или устройство с принудительным включением импульсного режима, или автоматически включающее его в начале зарядного цикла.

Примитивные же зарядные устройства, не имеющие возможности ограничения тока и автоматического отключения по его снижению, для зарядки необслуживаемых батарей могут использоваться только в крайнем случае.

Покупать новый или чинить старый — дилемма автовладельцев, у которых вышел из строя аккумулятор. У владельцев современных необслуживаемых батарей, казалось бы, выбор ясен — покупать. Смекалка и знания устройства аккумуляторов помогут продлить срок службы «сдохшего» источника энергии.

Зима — настоящее испытание для автолюбителей. Исправный автомобиль может не завестись поутру, если осечку даст аккумуляторная батарея. Если вы приобрели необслуживаемый, а он вас подвел — не стоит расстраиваться, его можно зарядить, проверить и использовать дальше.

Полезные советы по эксплуатации

Чтобы не задаваться вопросом, можно ли поменять электролит в аккумуляторе, лучше правильно следить за его состоянием и учитывать основные правила эксплуатации. Одним из наиболее важных является обеспечение сбалансированного температурного режима: при опускании температуры до определенных отметок кислота может замерзать.

Минимальная плотность АКБ при температуре до минус 30 градусов Цельсия должна быть равна 1,29 г. Если температура ниже — до 1,32 г. Если оптимальные показатели отсутствуют, то придется восстановить их посредством добавления серной кислоты.

Дело в том, что электролит с меньшей плотностью очень быстро подвергнется замерзанию и станет непригодным для дальнейшей эксплуатации, так как любые химические процессы перестанут в нем осуществляться. При повышении плотности снижается точка замерзания. Если же так сложилось, что внутри аккумулятора появился лед, остается только надеяться, что он не деформировал свинцовые пластины. При появлении повреждений придется провести ремонт или полную замену батареи.

Зная о том, как правильно поменять электролит в аккумуляторе, можно избежать необходимости обращаться в сервисный центр и переплачивать за дорогой ремонт.

Всем привет! Думал, делать б/журнал об этом или нет…ничего нового и сложного нет, но проблема весьма распространнёная, поэтому решил выложить, может кому пригодиться)) В холодное время года, у многих бывает проблема с зарядом аккумулятора, зарядка при замерах тестером находиться в пределах нормы, но после стоянки, за ночь, аккумулятор сильно разряжен и стартер при запуске, уже не так весело крутит. Многие начинают измерять ток утечки и искать виновника разрядки. Но не всегда причиной быстрого разряда являются потребители, а очень часто оказывается проблема в самом аккумуляторе и много времени и нервов будет съэкономлено на ненужные поиски. Поэтому при обнаружении быстрого разряда, первым делом нужно измерить тестером зарядный ток, выдаваемый генератором. Сейчас у многих стоят вольтметры, так что приблизительная картина видна сразу и если зарядка в норме, следующим действием необходимо измерить плотность электролита в аккумуляторе. Подобное случилось этой зимой, после морозов и с моими аккумуляторами, причем сразу с двумя одновременно. Умирать им ещё рановато, одному три года, другому четыре. Так как перезарядки небыло, недозарядки тоже, да и в холодное время я раз в две -три недели, подключаю зарядное устройство, следов сульфатации нет, электролит прозрачный, измерив плотность, ареометр показал плотность 1.1

было решено поднять плотность электролита частичной заменой. Электролит пришлось заказывать в другом городе, местные реализаторы совсем совесть потеряли, цену завысили в три раза — 28-30 грв за литр, тогда как цена ему 8 с копейками, поэтому заказал «про запас» две баклажки по 5л (6кг).

Виды электролита

Автомобили комплектуются такими аккумуляторами:

  • WET (свинцово-кислотные акб). Электролит представлен в виде водного раствора, включающего серную кислоту.
  • AGM. Отличаются тем, что входящее в состав стекловолокно пропитано электролитическим составом.
  • GEL (гелиевый акб). Электролит представлен в виде геля. Для этого в серно-водный раствор введена окись кремния.

Определять, сколько электролита в аккумуляторе, необходимо, если речь идет о свинцово-кислотных источниках питания.

Особенности проверки уровня электролита в автомобильном аккумуляторе

Регулярно проверяя уровень электролита в аккумуляторе, контролируя плотность, можно поддерживать автотранспорт, отдельные узлы в работоспособном состоянии. При необходимости проводят корректировку плотности, увеличивают или уменьшают уровень электролитического состава. Ведь использование источника питания, в котором электролитической жидкости меньше нормы, приводит к пагубным последствиям.

Просмотрите интересное видео про уровень электролита.

Проверка уровня электролита

Информация о том, какой уровень электролита должен быть, присутствует в технической документации, которая прилагается к автотранспортному средству. Для проверки и контроля используется два метода, каждый из которых имеет свои особенности:

  • На корпусе АКБ сосредоточены отметки max и min. Если корпус подготовлен из прозрачного материала, то легко определить количество электролитического состава. На основании полученной информации нужно принимать решение об уменьшении, увеличении дистиллированной воды. Такой способ малоэффективен, если корпус окрашен в черный цвет.
  • Уровень электролита в акб проверяют с помощью стеклянной, пластиковой трубочки. Диаметр трубки – 3–5 мм. Перед тем как ввести трубку, изымается пробка. Опускается трубка до момента соприкосновения с пластинами. Норма – 12 мм. Такая процедура проводится для каждой банки, входящей в состав аккумуляторной батареи.

Избыток электролитического состава изымается с помощью шприца. Этот же инструмент используется для введения подготовленного электролита или дистиллированной воды.

Для того чтобы определить уровень жидкости в необслуживаемых источниках питания, используются отметки на поверхности акб. Дополнительно применяется индикатор заряда.

Причины снижения уровня электролита

  1. Чрезмерное увеличение выдаваемого генератором напряжения.
  2. Деформация корпуса аккумуляторной батареи, появление микротрещин или других дефектов.
  3. КЗ внутри источника питания.
  4. Наличие свинцового осадка и мусора.

В кислотно-свинцовых источниках питания уровень дистиллята постепенно снижается. При этом неопытные автомобилисты пытаются исправить ситуацию, добавив водный раствор с введенной серной кислотой. В результате, увеличивается уровень и плотность. Это приводит к тому, что аккумуляторная батарея быстро выходит из строя, внутренняя часть стремительно разрушается.

Неправильно определенный уровень приводит к таким последствиям:

  • Разрушение свинцовых пластин, формирование остатков и шлама.
  • Со временем образуются мостики между включенными в состав пластинами. Такие мостики способствуют возникновению КЗ, снижению мощности.
  • Появление подтеков, затрудняющих эксплуатацию аккумуляторной батареи.
  • Окисление основных контактов.
  • Выход из строя аккумуляторной батареи.

Определение плотности электролитического состава

К проверке плотности приступают после тщательной зарядки аккумуляторной батареи. Предварительно подготавливается прибор, при помощи которого устанавливается степень плотности. Чаще всего используется ареометр.

С банок, сосредоточенных в корпусе источника питания, изымаются пробки. В отверстие помещается ареометр, набирается немного электролитического состава. Поплавок, включенный в состав, содержит шкалу с соответствующими отметками, которая используется для определения степени плотности. Оптимальный показатель – 1,29-1,3 г/см3.

Для понижения степени плотности электролитического состава допускается применение дистиллята, который реализуется в специальных магазинах, аптеках. Процедура введения дистиллированной воды осуществляется поэтапно. При этом в каждой банке периодически измеряется этот показатель.

Повысить плотность сложнее, чем увеличить уровень электролита в акб. Ведь изначально изымается часть состава при помощи ареометра, другого инструмента. После этого вводится смесь с соответствующей плотностью. Иногда возникает потребность в полной замене жидкости. Выявить это можно, если знать, как проверить уровень, степень плотности.

Процедура замены электролита

Полную замену проводят при условии, что уровень плотности значительно снизился. Процедура имеет особенности, правила. Перед выполнением нужно подготовить:

  • Смесь с соответствующей плотностью (около 1,29 г/см3).
  • Тара, подходящая для размещения старого раствора.
  • Ареометр или другой инструмент.

Запрещено переворачивать источник питания для последующего удаления водно-серного раствора. Ведь это приводит к разрушению свинцовых пластин, образованию мостиков и подтеков, замыканию.

Перед работой должно быть подготовлено все необходимое для защиты: перчатки из плотной резины, прочная одежда, защитные очки. Ведь попадание смеси на кожу провоцирует образование химических ожогов.

Для откачки старой смеси применяют «грушу» или другой инструмент. Откачиваемую жидкость помещают в специальную тару, отличающуюся стойкостью, прочностью.

Заливку новой смеси выполняют поэтапно, соблюдая правила, нормы.

Меры безопасности

При работе с растворами, в состав которых входит серная кислота, требуется выполнение таких правил:

  • Все предметы одежды, элементы должны быть подготовлены из прочности и стойкого материала.
  • Для хранения использованной электролитической смеси применяется стеклянная либо полиэтиленовая тара, оснащенная плотными крышками и оплеткой.
  • Для заливки используется только качественный состав, реализуемый в специальных магазинах. Самостоятельная подготовка приемлема при условии, что человек обладает требуемым опытом и знаниями, инструментами.
  • Замена электролитической смеси проводится только после отключения аккумуляторной батареи, ее демонтажа.
  • Перед подключением источника питания проверяется состояние выводов, ликвидируются окислы.

Точно определить уровень, плотность электролитического состава несложно. Достаточно соблюдать правила и рекомендации, подготовленные специалистами. С особой тщательностью нужно выбирать помещение, в котором будут проводиться все работы. В помещении должна быть вентиляционная система. Ведь в смеси присутствует кислота, другие вещества.

Своевременная проверка основных показателей – залог эффективной работы аккумуляторной батареи.

Видео про проверку электролита в аккумуляторе

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

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


Настройка браузера на прием файлов cookie

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

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

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

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

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

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

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


Настройка браузера на прием файлов cookie

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

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

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

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

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

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

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


Настройка браузера на прием файлов cookie

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

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

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

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

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

Замена обычных добавок к электролиту для аккумуляторных батарей производными диоксолона для литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии

  • Goodenough, J. B. & Kim, Y. Проблемы перезаряжаемых литиевых аккумуляторов. Хим. Матер. 22 , 587–603 (2010).

    КАС Статья Google ученый

  • Тараскон, Дж. М. и Арманд, М. Проблемы и проблемы, связанные с перезаряжаемыми литиевыми батареями. Природа 414 , 359–367 (2001).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый

  • Арико, А. С., Брюс, П., Скросати, Б., Тараскон, Дж. М. и ван Шалквейк, В. Наноструктурные материалы для передовых устройств преобразования и хранения энергии. Нац. Матер. 4 , 366–377 (2005).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ пабмед Статья КАС Google ученый

  • Лю, К., Ли, Ф., Ма, Л.П. и Ченг, Х.М. Передовые материалы для хранения энергии. Доп. Матер. 22 , E28–E62 (2010 г.).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Чае С., Чой С. Х., Ким Н., Сун Дж. и Чо Дж. Интеграция графитовых и кремниевых анодов для коммерциализации литий-ионных аккумуляторов высокой энергии. Анжю. хим. Междунар. Эд. 58 , 2–28 (2019).

    Артикул КАС Google ученый

  • Лю, В.и другие. Слоистый оксид переходного металла лития с высоким содержанием никеля для высокоэнергетических литий-ионных аккумуляторов. Анжю. хим. Междунар. Эд. 54 , 4440–4457 (2015).

    КАС Статья Google ученый

  • Мантирам А., Найт Дж. К., Мён С. Т., О, С. М. и Сун Ю. К. Слоистые оксидные катоды с высоким содержанием никеля и лития: прогресс и перспективы. Доп. Энергия Матер. 6 , 1501010 (2016).

    Артикул КАС Google ученый

  • Kasavajjula, U., Wang, C. & Appleby, A.J. Вставные аноды на основе нано- и объемного кремния для литий-ионных вторичных элементов. J. Источники питания 163 , 1003–1039 (2007).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Макдауэлл, М. Т., Ли, С. В., Никс, В. Д. и Куи, Ю. Статья, посвященная 25-летию: понимание литирования кремниевых и других легирующих анодов для литий-ионных аккумуляторов. Доп. Матер. 25 , 4966–4985 (2013).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Чен З., Шеврие В., Кристенсен Л. и Дан Дж. Р. Разработка электродов из аморфного сплава для литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Твердотельное письмо. 7 , А310–А314 (2004 г.).

    КАС Статья Google ученый

  • Чой, Н.-С. и другие. Влияние добавки фторэтиленкарбоната на межфазные свойства кремниевого тонкопленочного электрода. J. Источники питания 161 , 1254–1259 (2006).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Shobukawa, H., Alvarado, J., Yang, Y. & Meng, Y.S. Электрохимические характеристики и межфазные исследования кремниевого композитного анода для литий-ионных аккумуляторов в полном элементе. J. Источники питания 359 , 173–181 (2017).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Чжао, Х. и др. Пленкообразующие электролитные добавки для аккумуляторных литий-ионных аккумуляторов: достижения и перспективы. Дж. Матер. хим. А 7 , 8700–8722 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Сюй, Г. и др. Назначение функциональных добавок для устранения плохих характеристик высоковольтного (класса 5 В) LiNiO.5 литий-ионных аккумуляторов Mn1.5 O4 /MCMB. Доп. Энергия Матер. 8 , 1701398 (2018).

    Артикул КАС Google ученый

  • Хан, Дж. Г. и др. Несимметричный фторированный малонатоборат как амфотерная добавка для литий-ионных аккумуляторов высокой плотности энергии. Энергетика Окружающая среда. науч. 11 , 1552–1562 (2018).

    КАС Статья Google ученый

  • Харегевойн, А.М., Вотанго А.С. и Хванг Б.Дж. Электролитные добавки для электродов литий-ионных аккумуляторов: прогресс и перспективы. Энергетика Окружающая среда. науч. 9 , 1955–1988 (2016).

    КАС Статья Google ученый

  • Чой Н.-С. и другие. Проблемы, стоящие перед литиевыми батареями и электрическими двухслойными конденсаторами. Анжю. хим. Междунар. Эд. 51 , 9994–10024 (2012).

    КАС Статья Google ученый

  • Джо, Х.и другие. Стабилизация межфазного слоя твердого электролита и циклирование анода кремний-графитового аккумулятора с помощью бинарной добавки фторированных карбонатов. J. Phys. хим. C 120 , 22466–22475 (2016).

    КАС Статья Google ученый

  • Nguyen, C.C. & Lucht, B.L. Улучшение характеристик циклирования анодов с наночастицами кремния за счет включения метиленэтиленкарбоната. Электрохим.коммун. 66 , 71–74 (2016).

    КАС Статья Google ученый

  • Чен, Л., Ван, К., Се, X. и Се, Дж. Влияние виниленкарбоната (VC) в качестве добавки к электролиту на электрохимические характеристики Si-пленочного анода для литий-ионных аккумуляторов. J. Источники питания 174 , 538–543 (2007).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Далави С., Guduru, P. & Lucht, B.L. Добавки к электролиту, повышающие производительность для литий-ионных аккумуляторов с кремниевыми анодами. Дж. Электрохим. соц. 159 , А642–А646 (2012 г.).

    КАС Статья Google ученый

  • Этачери, В. и др. Влияние фторэтиленкарбоната (FEC) на рабочие характеристики и химический состав поверхности Si-nanowire анодов литий-ионных аккумуляторов. Ленгмюр 28 , 965–976 (2012).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Сюй, К. и др. Улучшенные характеристики кремниевого анода для литий-ионных аккумуляторов: понимание механизма модификации поверхности фторэтиленкарбоната как эффективной добавки к электролиту. Хим. Матер. 27 , 2591–2599 (2015).

    КАС Статья Google ученый

  • Яуманн, Т.и другие. Срок службы по сравнению с производительностью: понимание роли FEC и VC в высокоэнергетических литий-ионных батареях с анодами из нанокремния. Материал для хранения энергии. 6 , 26–35 (2017).

    Артикул Google ученый

  • Ким, К. и др. Понимание термической нестабильности фторэтиленкарбоната в электролитах на основе LiPF6 для литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 225 , 358–368 (2017).

    КАС Статья Google ученый

  • Шиле А. и др. Критическая роль фторэтиленкарбоната в газовыделении кремниевых анодов литий-ионных аккумуляторов. ACS Energy Письмо. 2 , 2228–2233 (2017).

    КАС Статья Google ученый

  • Швенке К.У., Зольхенбах С., Демо Дж., Лухт Б.Л. и Гастайгер Х.A. Воздействие CO 2 , выделенного из VC и FEC при формировании графитовых анодов в литий-ионных батареях. Дж. Электрохим. соц. 166 , А2035–А2047 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Аурбах, Д. и др. Об использовании виниленкарбоната (ВК) в качестве добавки к растворам электролитов для литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 47 , 1423–1439 (2002).

    КАС Статья Google ученый

  • Бука, Х.и другие. Формирование пленки SEI на высококристаллических графитовых материалах в литий-ионных батареях. J. Источники питания 153 , 385–390 (2006).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Michan, A.L. et al. Восстановление фторэтиленкарбоната и виниленкарбоната: понимание добавок к электролиту литий-ионных аккумуляторов и межфазного образования твердого электролита. Хим. Матер. 28 , 8149–8159 (2016).

    КАС Статья Google ученый

  • Уширогата, К., Содеяма, К., Окуно, Ю. и Татеяма, Ю. Аддитивный эффект на восстановительное разложение и связывание растворителя на основе карбоната по отношению к межфазному образованию твердого электролита в литий-ионном аккумуляторе. Дж. Ам. хим. соц. 135 , 11967–11974 (2013).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Ота, Х., Саката Ю., Иноуэ А. и Ямагути С. Анализ слоев SEI, полученных из виниленкарбоната, на графитовом аноде. Дж. Электрохим. соц. 151 , A1659–A1669 (2004 г.).

    КАС Статья Google ученый

  • Ван Ю., Накамура С., Тасаки К. и Бальбуэна П. Б. Теоретические исследования для понимания химии поверхности угольных анодов литий-ионных аккумуляторов: как виниленкарбонат играет роль добавки к электролиту? Дж.Являюсь. хим. соц. 124 , 4408–4421 (2002).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Herstedt, M., Andersson, A.M., Rensmo, H., Siegbahn, H. & Edström, K. Характеристика SEI, образованного на природном графите в электролитах на основе ПК. Электрохим. Acta 49 , 4939–4947 (2004).

    КАС Статья Google ученый

  • Чжан С.С., Сюй, К. и Джоу, Т.Р. Исследование EIS формирования границы раздела твердого электролита в литий-ионном аккумуляторе. Электрохим. Acta 51 , 1636–1640 (2006 г.).

    КАС Статья Google ученый

  • Son, H.B. et al. Влияние восстановительных циклических карбонатных добавок и линейных карбонатных сорастворителей на способность к быстрой зарядке элементов LiNi0,6Co0,2Mn0,2O2/графит. J. Источники питания 400 , 147–156 (2018).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Денг Б. и др. Влияние потенциала отсечки заряда на добавку к электролиту для полных ячеек LiNi0.6Co 0.2Mn0.2O2 — мезоуглеродных микробусин. Энергетика. 7 , 1800981 (2019).

    Артикул КАС Google ученый

  • Zuo, X. et al. Влияние трис(триметилсилил)бората на сохранение емкости LiNiO при высоком напряжении.5Co0.2Mn0.3O2/графитовые ячейки. J. Источники питания 229 , 308–312 (2013).

    КАС Статья Google ученый

  • Денг Б. и др. Исследование влияния высоких температур на циклическую стабильность катода LiNi0,6Co0,2Mn0,2O2 с использованием инновационной добавки к электролиту. Электрохим. Acta 236 , 61–71 (2017).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Хан, Дж.-Г., Ким, К., Ли, Ю. и Чой, Н.-С. Продувочные материалы для стабилизации электролитов на карбонатной основе, содержащих LiPF6, для литий-ионных аккумуляторов. Доп. Матер. 31 , 1804822 (2019).

    Артикул КАС Google ученый

  • Фэн П., Ли К. Н., Ли Дж. В., Чжан С. и Нгай М. Ю. Доступ к новому классу синтетических строительных блоков посредством трифторметоксилирования пиридинов и пиримидинов. Хим. науч. 7 , 424–429 (2016).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Альпегиани М., Зарини Ф. и Перроне Э. О получении 4-гидроксиметил-5-метил-1,3-диоксол-2-она. Синтез. коммун. 22 , 1277–1282 (1992).

    КАС Статья Google ученый

  • Лю, Дж. Б. и др. Окислительное трифторметилирование фенолов с помощью серебра: прямой синтез арилтрифторметиловых эфиров. Анжю. хим. Междунар. Эд. 54 , 11839–11842 (2015).

    КАС Статья Google ученый

  • Farlow, M.W., Man, E.H. & Tullock, D.W. Карбонилфторид. Inorganic Syntheses (Rochow, EG ed.) Vol. 6, 155–158 (McGraw-Hill Book Company, Inc., 1960). https://doi.org/10.1002/9780470132371.ch58.

  • Avataneo, M., De Patto, U., Galimberti, M. & Marchionni, G. Синтез α,ω-диметоксифторполиэфиров: механизм реакции и кинетика. Дж. Флуор. хим. 126 , 631–637 (2005).

    Артикул Google ученый

  • Петцольд, Д. и др. Опосредованное видимым светом высвобождение и преобразование фторофосгена in situ. Хим. Евро. J. 25 , 361–366 (2019).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Сюй В., Вегунта С.С.С. и Флаке Дж.К.Поверхностно-модифицированные кремниевые нанопроволочные аноды для литий-ионных аккумуляторов. J. Источники питания 196 , 8583–8589 (2011).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Zhang, J. et al. Прямое наблюдение неоднородной межфазной фазы твердого электролита на аноде MnO с помощью атомно-силовой микроскопии и спектроскопии. Нано Летт. 12 , 2153–2157 (2012).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый

  • Ван Г.и другие. Подавление дендритного роста лития за счет образования на месте химически стабильной и механически прочной твердой электролитной межфазной фазы. Приложение ACS Матер. Интерфейсы 10 , 593–601 (2018).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Снеддон И. Н. Связь между нагрузкой и проникновением в осесимметричной задаче Буссинеска для пуансона произвольного профиля. Междунар. Дж. Инж. науч. 3 , 47–57 (1965).

    MathSciNet МАТЕМАТИКА Статья Google ученый

  • Колле Дж. П., Шуман Х., Леджер Р. Э., Ли С. и Вайзел Дж. В. Эластичность отдельного волокна фибрина в тромбе. Проц. Натл акад. науч. США 102 , 9133–9137 (2005 г.).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый

  • Жан, К., Ву, Т., Лу, Дж. и Амин, К. Растворение, миграция и отложение ионов переходных металлов в литий-ионных батареях на примере катодов на основе марганца – критический обзор. Энергетика Окружающая среда. науч. 11 , 243–257 (2018).

    КАС Статья Google ученый

  • Гилберт Дж. А., Шкроб И. А. и Абрахам Д. П. Растворение переходных металлов, миграция ионов, электрокаталитическое восстановление и потеря емкости в литий-ионных полных элементах. Дж. Электрохим. соц. 164 , А389–А399 (2017 г.).

    КАС Статья Google ученый

  • Равдель Б. и др. Термическая стабильность электролитов литий-ионных аккумуляторов. J. Power Sources 119-121 , 805–810 (2003).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Ко, М. и др. Масштабируемый синтез графита с кремниевым нанослоем для высокоэнергетических литий-ионных аккумуляторов. Нац. Энергия 1 , 16113 (2016).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Делли, Б. Всеэлектронный численный метод решения функционала локальной плотности для многоатомных молекул. J. Chem. физ. 92 , 508–517 (1990).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Делли, Б. От молекул к твердым телам с подходом DMol 3 . J. Chem. физ. 113 , 7756–7764 (2000).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Кламт, А. и Шюрманн, Г. COSMO: новый подход к диэлектрическому экранированию в растворителях с явными выражениями для энергии экранирования и ее градиента. J. Chem. соц. Перкин Транс. 2 , 799–805 (1993).

    Артикул Google ученый

  • Холл, Д.С., Селф, Дж. и Дан, Дж. Р. Диэлектрические постоянные для квантовой химии и литий-ионных аккумуляторов: смеси растворителей этиленкарбоната и этилметилкарбоната. J. Phys. хим. C 119 , 22322–22330 (2015).

    КАС Статья Google ученый

  • Луенга, Х. Диэлектрические постоянные гетерогенных смесей. Physica 31 , 401–406 (1965).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Катод с высоким содержанием никеля и ионный жидкий электролит обеспечивают чрезвычайно высокую плотность энергии и хорошую стабильность — ScienceDaily

    Литий-металлический аккумулятор нового типа обеспечивает чрезвычайно высокую плотность энергии 560 ватт-часов на килограмм — на основе общий вес активных материалов — с замечательной стабильностью.Исследователи использовали многообещающую комбинацию катода и электролита: богатый никелем катод позволяет накапливать высокую энергию на единицу массы, ионный жидкий электролит обеспечивает в значительной степени стабильную емкость в течение многих циклов.

    В настоящее время литий-ионные аккумуляторы представляют собой наиболее распространенное решение для мобильного питания. Однако в некоторых приложениях эта технология достигает своих пределов. Это особенно актуально для электромобилей, где желательны легкие и компактные автомобили с большим запасом хода.Альтернативой могут быть литий-металлические батареи. Они характеризуются высокой плотностью энергии, что означает, что они хранят много энергии на единицу массы или объема. Тем не менее, стабильность является проблемой, поскольку материалы электродов реагируют с обычными электролитными системами.

    Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) и Института Гельмгольца в Ульме по электрохимическому хранению энергии (HIU) нашли решение. Как сообщили в Joule, в них используется новая многообещающая комбинация материалов.Бедный кобальтом, но богатый никелем слоистый катод (NCM88) достигает высокой плотности энергии. Однако при обычно применяемом коммерчески доступном органическом электролите (LP30) стабильность оставляет желать лучшего. Емкость памяти уменьшается с увеличением числа циклов. Профессор Стефано Пассерини, директор HIU и руководитель группы электрохимии аккумуляторов, объясняет причину: «В электролите LP30 частицы трескаются на катоде. Внутри этих трещин электролит вступает в реакцию и повреждает структуру.Кроме того, на аноде образуется толстый замшелый литийсодержащий слой». По этой причине вместо него ученые использовали нелетучий, плохо воспламеняющийся двуханионный ионный жидкий электролит (ИЛЭ). «С помощью ИЛЭ, структурные модификации катода с высоким содержанием никеля могут быть значительно уменьшены», — говорит доктор Гук-Тае Ким из группы электрохимии для аккумуляторов HIU.

    Емкость сохраняет 88 процентов после 1000 циклов

    Результаты: Литий-металлическая батарея с катодом NCM88 и электролитом ILE достигает плотности энергии 560 ватт-часов на килограмм (Втч/кг) в расчете на общий вес активных материалов.Его начальная емкость составляет 214 миллиампер-часов на грамм (мА·ч·г -1 ) катодного материала. После 1000 циклов сохраняется 88 процентов емкости. Средняя кулоновская эффективность, т. е. отношение между разрядной и зарядной емкостью, составляет 99,94%. Поскольку аккумулятор характеризуется высокой безопасностью, исследователи сделали важный шаг на пути к углеродно-нейтральной мобильности.

    Источник истории:

    Материалы предоставлены Karlsruher Institut für Technologie (KIT) . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

    Жидкие аккумуляторы Li-S и Li-Se на основе твердого электролита с высокой плотностью энергии

    https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.09.003Получить права и содержимое Аккумуляторы SELL-S и SELL-Se потенциально могут обеспечивать высокую плотность энергии 500 Втч кг −1

    Интерфейсы жидкость-твердое обеспечивают быстрый перенос ионов и низкий межфазный импеданс

    4
    Компактная керамическая трубка LLZTO предотвращает эффект челнока из полиселенида

    Контекст и масштаб

    Современные литий-ионные аккумуляторы (LIB) имеют плотность энергии менее 300 Вт⋅ч·кг −1 и 750 Втч л −1 .Надежная аккумуляторная система с плотностью энергии выше 500 Втч кг -1 и 1000 Втч л -1 еще не разработана для удовлетворения долгосрочных потребностей. Здесь мы сообщаем о жидких батареях Li-S и Li-Se (сокращенно SELL-S и SELL-Se) на основе твердого электролита, которые могут обеспечить плотность энергии, превышающую вышеуказанные потребности. Кроме того, поскольку батареи не имеют полисульфидного или полиселенидного челночного эффекта и роста литиевых дендритов, устройства обладают высокой кулоновской эффективностью и энергоэффективностью ~99.99% и ~85% соответственно. Аккумуляторная система SELL-S и SELL-Se обеспечивает более широкую платформу для создания энергоемких, мощных, долговечных и недорогих накопителей энергии.

    Резюме

    Литий-серные (Li-S) и литий-селеновые (Li-Se) батареи считаются перспективными кандидатами для аккумуляторных технологий следующего поколения, поскольку они имеют высокую плотность энергии и низкую стоимость. Однако из-за использования твердого литий-металлического анода и жидкого органического электролита современные батареи Li-S и Li-Se сталкиваются с рядом проблем с точки зрения кулоновской эффективности и циклической стабильности, что серьезно препятствует их разработке.Здесь мы сообщаем о жидких батареях Li-S и Li-Se на основе твердого электролита (сокращенно SELL-S и SELL-Se). В батареях используется керамическая трубка Li 6,4 La 3 Zr 1,4 Ta 0,6 O 12 (LLZTO) в качестве электролита, и они работают при температурах выше температуры плавления Li; таким образом, полисульфидные или полиселенидные челночные эффекты и рост дендритов лития эффективно предотвращаются, и может быть достигнута высокая плотность энергии вместе с высокой стабильностью, возможностью быстрого заряда/разряда, высокой кулоновской эффективностью и высокой энергоэффективностью.Аккумуляторы SELL-S и SELL-Se предоставляют более широкие возможности для создания энергоемких, мощных, долговечных и недорогих накопителей энергии.

    Ключевые слова

    ключевые слова

    литий-сера батареи

    литий-селен батарея

    твердого электролита

    высокая энергия высокой энергии

    LLZTO TUBE

    Рекомендуемое сопоставление Статьи (0)

    © 2019 Elsevier Inc.

    Рекомендуемые статьи

    со ссылкой статьи

    Новая твердотельная батарея удивляет исследователей, которые ее создали

    Слева направо:
    1) Полностью твердотельная батарея состоит из катодного композитного слоя, сульфидного слоя твердого электролита и безуглеродного микрокремниевого анода.
    2) Перед зарядкой дискретные микрочастицы кремния составляют энергетически плотный анод. Во время зарядки аккумулятора положительные ионы лития перемещаются от катода к аноду, и формируется стабильный 2D-интерфейс.
    3) Чем больше ионов лития попадает в анод, тем больше ионов лития вступает в реакцию с микрокремнием, образуя взаимосвязанные частицы литий-кремниевого сплава (Li-Si). Реакция продолжает распространяться по всему электроду.
    4) Реакция вызывает расширение и уплотнение частиц микрокремния, образуя плотный электрод из сплава Li-Si.Механические свойства сплава Li-Si и твердого электролита играют решающую роль в поддержании целостности и контакта вдоль двумерной межфазной плоскости.

    23 сентября 2021 г. — Инженеры создали аккумулятор нового типа, который объединяет два многообещающих подполя аккумуляторов в один аккумулятор. В батарее используется как твердотельный электролит, так и полностью кремниевый анод, что делает ее полностью кремниевой твердотельной батареей. Первые этапы испытаний показали, что новая батарея безопасна, долговечна и энергоемка.Он обещает широкий спектр применений от энергосистемы до электромобилей.

    Технология аккумуляторов описана в выпуске журнала Science от 24 сентября 2021 года. Наноинженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего возглавили исследование в сотрудничестве с исследователями из LG Energy Solution.

    Кремниевые аноды

    славятся своей плотностью энергии, которая в 10 раз выше, чем у графитовых анодов, наиболее часто используемых в современных коммерческих литий-ионных батареях.С другой стороны, кремниевые аноды печально известны тем, как они расширяются и сжимаются при зарядке и разрядке аккумулятора, а также тем, как они разлагаются в жидких электролитах. Эти проблемы не позволили использовать полностью кремниевые аноды в коммерческих литий-ионных батареях, несмотря на заманчивую плотность энергии. Новая работа, опубликованная в журнале Science, предлагает многообещающий путь вперед для полностью кремниевых анодов благодаря правильному электролиту.

    «С этой конфигурацией батареи мы открываем новую территорию для твердотельных батарей, использующих аноды из сплава, такого как кремний», — сказал Даррен Х.С. Тан, ведущий автор статьи. Недавно он защитил докторскую диссертацию по химическому машиностроению в Инженерной школе Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего и стал соучредителем стартапа UNIGRID Battery, который лицензировал эту технологию.

    В твердотельных батареях нового поколения с высокой плотностью энергии всегда использовался металлический литий в качестве анода. Но это накладывает ограничения на скорость заряда батареи и необходимость повышенной температуры (обычно 60 градусов Цельсия или выше) во время зарядки. Кремниевый анод преодолевает эти ограничения, обеспечивая гораздо более высокую скорость заряда при температуре от комнатной до низких, сохраняя при этом высокую плотность энергии.

    Команда продемонстрировала полный элемент лабораторного масштаба, который обеспечивает 500 циклов зарядки и разрядки с сохранением емкости на 80% при комнатной температуре, что представляет собой впечатляющий прогресс как для производителей кремниевых анодов, так и для твердотельных аккумуляторов.

    Кремний в качестве анода для замены графита

    Кремниевые аноды, конечно, не новы. На протяжении десятилетий ученые и производители аккумуляторов рассматривали кремний как энергоемкий материал, который можно смешать с обычными графитовыми анодами в литий-ионных аккумуляторах или полностью заменить их.Теоретически кремний предлагает примерно в 10 раз большую емкость хранения, чем графит. Однако на практике литий-ионные батареи с кремнием, добавленным к аноду для увеличения плотности энергии, обычно страдают от реальных проблем с производительностью: в частности, количество раз, когда аккумулятор можно заряжать и разряжать при сохранении производительности, недостаточно велико.

    Большая часть проблемы вызвана взаимодействием между кремниевыми анодами и жидкими электролитами, с которыми они были соединены.Ситуация осложняется большим объемным расширением частиц кремния при заряде и разряде. Это приводит к серьезным потерям мощности с течением времени.

    «Исследователям батарей жизненно важно решить основные проблемы в системе. Для кремниевых анодов мы знаем, что одной из больших проблем является нестабильность интерфейса жидкого электролита», — сказала профессор наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Ширли Менг, соответствующий автор научной статьи и директор Института исследования и дизайна материалов в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Диего.«Нам нужен был совершенно другой подход, — сказал Мэн.

    Действительно, группа под руководством Калифорнийского университета в Сан-Диего применила другой подход: они отказались от углерода и связующих, которые поставлялись с полностью кремниевыми анодами. Кроме того, исследователи использовали микрокремний, который меньше обрабатывается и дешевле, чем нанокремний, который используется чаще.

    Полностью твердотельное решение

    В дополнение к удалению всего углерода и связующих веществ с анода команда также удалила жидкий электролит.Вместо этого они использовали твердый электролит на основе сульфидов. Их эксперименты показали, что этот твердый электролит чрезвычайно стабилен в батареях с полностью кремниевыми анодами.

    «Эта новая работа предлагает многообещающее решение проблемы кремниевых анодов, хотя предстоит еще много работы, — сказал профессор Мэн. — Я рассматриваю этот проект как подтверждение нашего подхода к исследованиям аккумуляторов здесь, в Калифорнийском университете в Сан-Диего. строжайшая теоретическая и экспериментальная работа с творческим подходом и нестандартным мышлением.Мы также знаем, как взаимодействовать с отраслевыми партнерами, решая сложные фундаментальные задачи». 

    Прошлые усилия по коммерциализации анодов из кремниевых сплавов в основном были сосредоточены на кремний-графитовых композитах или на сочетании наноструктурированных частиц с полимерными связующими. Но они все еще борются с плохой стабильностью.

    Заменив жидкий электролит твердым электролитом и одновременно удалив углерод и связующие вещества с кремниевого анода, исследователи избежали ряда связанных проблем, возникающих, когда аноды пропитываются органическим жидким электролитом во время работы батареи. .

    В то же время, устранив углерод в аноде, команда значительно уменьшила межфазный контакт (и нежелательные побочные реакции) с твердым электролитом, избежав постоянной потери емкости, которая обычно происходит с жидкими электролитами.

    Этот шаг, состоящий из двух частей, позволил исследователям в полной мере воспользоваться преимуществами низкой стоимости, высокой энергии и экологически безопасных свойств кремния.

    Воздействие и коммерциализация побочного продукта

    «Твердотельный кремниевый подход преодолевает многие ограничения в обычных батареях.Это открывает для нас захватывающие возможности для удовлетворения рыночных потребностей в более высоких объемах энергии, сниженных затратах и ​​более безопасных батареях, особенно для хранения энергии в сети», — сказал Даррен Х. С. Тан, первый автор научной статьи.

    Твердые электролиты на основе сульфидов часто считались крайне нестабильными. Однако это было основано на традиционных термодинамических интерпретациях, используемых в системах с жидким электролитом, которые не учитывали превосходную кинетическую стабильность твердых электролитов.Команда увидела возможность использовать это нелогичное свойство для создания высокостабильного анода.

    Тан — генеральный директор и соучредитель стартапа UNIGRID Battery, который лицензировал технологию для этих кремниевых полностью твердотельных батарей.

    Параллельно в Калифорнийском университете в Сан-Диего будет продолжена соответствующая фундаментальная работа, в том числе дополнительные исследования в сотрудничестве с LG Energy Solution.

    «Компания LG Energy Solution рада, что последние исследования в области аккумуляторных технологий, проведенные совместно с Калифорнийским университетом в Сан-Диего, были опубликованы в журнале Science, что является значительным признанием», — сказал Мьюнг-Хван Ким, президент и главный директор по закупкам LG Energy Solution.«С последним открытием LG Energy Solution намного приблизилась к реализации технологий полностью твердотельных аккумуляторов, которые значительно разнообразят нашу линейку аккумуляторов».

    «Являясь ведущим производителем аккумуляторов, LGES продолжит свои усилия по внедрению передовых технологий в ведущих исследованиях аккумуляторных элементов следующего поколения», — добавил Ким. LG Energy Solution заявила, что планирует и дальше расширять сотрудничество в области исследований твердотельных аккумуляторов с Калифорнийским университетом в Сан-Диего.

    Исследование проводилось при поддержке открытой инновационной программы LG Energy Solution, которая активно поддерживает исследования, связанные с батареями.LGES работает с исследователями по всему миру, чтобы развивать соответствующие методы.

    Название статьи

    «Безуглеродные кремниевые аноды с высокой нагрузкой на основе сульфидных твердых электролитов», в выпуске журнала Science от 24 сентября 2021 г.

    Авторы
    Даррен Х.С. Тан, Ю-Тин Чен, Хеди Ян, Вуригмула Бао, Бхагат Шринараянан, Жан-Мари Ду, Вейкан Ли, Бингю Лу, Со-Ён Хам, Бахарак Саяпур, Джонатан Шарф, Эрик А. Ву, Грейсон Дейшер , Чжэн Чен и Ин Ширли Мэн из Департамента наноинженерии, Программы химического машиностроения и Центра устойчивой энергетики и энергетики (SPEC) Инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего; Хеа Ын Хан, Хоэ Джин Ха, Хери Чжон, Чон Бом Ли из LG Energy Solution, Ltd.

    Финансирование
    Это исследование было проведено при финансовой поддержке компании LG Energy Solution в рамках программы Battery Innovation Contest (BIC). З.К. признает финансирование из фонда поддержки стартапов Инженерной школы Джейкоба Калифорнийского университета в Сан-Диего.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.