Сколько электролита в аккумуляторе: Сколько электролита в аккумуляторе? Разберем объемы вариантов от 55 до 190 Ампер-часов

Содержание

Замена электролита в аккумуляторе в домашних условиях

Автомобильные аккумуляторы сегодня представлены двумя наиболее распространенными типами: необслуживаемые и обслуживаемые АКБ. В первом случае штатно реализована только возможность дозаряжать батарею при помощи зарядного устройства.

Второй тип аккумуляторов позволяет не только заряжать батарею, но и производить проверку плотности электролита в «банках» (секциях), анализировать его состояние. При необходимости уровень электролита также можно повысить или полностью заменить жидкость.

Что касается необслуживаемых батарей, получение доступа к электролиту также возможно, однако предполагает самостоятельное внесение изменений в устройство корпуса аккумулятора. Если точнее, потребуется высверливать дополнительные отверстия и затем их герметизировать.

Далее мы поговорим о том, для чего нужен электролит в аккумуляторе, можно ли доливать электролит в аккумулятор и как это правильно сделать.

Также будут рассмотрены частые вопросы касательно того, что лучше, дистиллированная вода или электролит в аккумулятор, как производится замер уровня, как выполняется полная замена электролита в АКБ и последующая зарядка батареи.

Содержание статьи

Когда нужно доливать электролит в аккумулятор и как это делается

Начнем с того, что общий принцип работы батареи заключается в возможности накопления электрического заряда благодаря протекающим химическим реакциям между электролитом и свинцовыми пластинами внутри аккумулятора. Указанные реакции протекают под воздействием электрического тока.

Ток подается на АКБ во время работы двигателя. Если точнее, подача электричества происходит от автомобильного генератора. Также отдельно заряжать аккумулятор можно при помощи внешнего зарядного устройства (ЗУ). В процессе эксплуатации наиболее частой неисправностью аккумулятора является потеря плотности электролита. К основным причинам можно отнести старение, сульфатацию пластин, перезаряд или недозаряд АКБ.

Сульфатация пластин, как правило, является результатом недостаточно заряда. Дело в том, что внутри батареи находятся специальные решетки, в которых находится диоксид свинца. При разряде батареи оксид свинца восстанавливается на катоде, при этом также активизируется окислительный процесс на аноде. Если просто, анод и катод можно условно считать более привычным «плюсом» и «минусом».

Указанные процессы приводят к тому, что происходит усиленное образование сульфата свинца. Результатом такого образования становится снижение плотности серной кислоты в составе электролита. В этом случае необходимо измерить плотность специальным прибором (ареометром), после чего необходимо поднять данный показатель до нужного значения.

При этом неправильным подходом является долив электролита сразу после замеров, то есть прямо на авто. Чтобы избежать ошибок, нужно знать, как добавлять электролит в аккумулятор. Дело в том, что плотность следует измерять на АКБ, которая была предварительно полностью заряжена.

Также в «банках» должен быть нормальный уровень электролита. Игнорирование данных правил приводит к тому, что процесс сульфатации не прекращается, батарея выходит из строя. Если же плотность на заряженной батарее находится в рекомендуемых пределах от 1.27 до 1.29, тогда электролит просто доливается по уровню и аккумулятор эксплуатируется далее.

Когда плотность оказывается меньше рекомендуемой, тогда для начала следует реализовать несколько циклов, предполагающих полный заряд-разряд АКБ. Только затем можно долить свежий электролит, добиваясь нужной плотности. В тех случаях, когда плотность электролита выше нормы, тогда в аккумулятор доливают дистиллированную воду. Использование обычной воды не рекомендуется, так как возможно выпадение осадка и другие нежелательные последствия.

Добавим, что еще важно учитывать, сколько нужно электролита в аккумулятор. Данная информация пригодится в ситуациях с доливом, так как в случае полной замены электролита желательно заранее уточнить необходимое количество у продавцов АКБ, на профильных авто форумах или из других источников.

Что касается обслуживаемого аккумулятора, ответом на вопрос, как проверить уровень электролита в аккумуляторе, является необходимость выкрутить пробки на «банках». После их откручивания можно увидеть метки, указывающие на уровень. Если таких меток нет, дистиллированную воду или электролит доливают так, чтобы перекрыть поверхность пластин на 5 или 7 мм.

Следует отдельно учитывать, что уровень не должен быть слишком высоким. Нужно добиться того, чтобы оставалось 2 см. до среза пробки. С необслуживаемым аккумулятором возникают дополнительные сложности как с получением доступа к «банкам», так и с определением уровня, количества электролита и т.п. По этой причине производить такие манипуляции без соответствующего опыта не рекомендуется.

Как поменять электролит в аккумуляторе автомобиля и когда это нужно

Итак, теперь давайте рассмотрим ситуацию, когда требуется полная замена электролита в АКБ. Чаще всего понять, нужно ли менять электролит в аккумуляторе, помогает его визуальная оценка и некоторые другие характерные признаки.

Как правило, на необходимость замены указывает:

мутный электролит в аккумуляторе, изменение цвета;
не удается добиться нужной плотности после зарядки АКБ;

Также специалисты рекомендуют в полном объеме поменять электролит в тех случаях, когда относительно новый аккумулятор стал быстро разряжаться после полной зарядки при помощи ЗУ, во время проверки было выявлено, что в аккумуляторе в одной банке нет электролита, ранее происходило замерзание электролита и т.д.

На практике помутнение указывает на то, что в АКБ изначально залит электролит низкого качества, также возможен вариант использования низкосортного продукта на долив. Также к помутнениям приводит заливание проточной, а не дистиллированной воды. Еще возможно, что доливаемая вода содержит посторонние примеси.

Следующей причиной того, что электролит мутный, становится повреждение, а также осыпание пластин. Параллельно не следует исключать вероятность короткого замыкания в одной секции или сразу в нескольких.

Как правило, появление мутного осадка серого цвета указывает на осыпание пластин, черный или темный цвет электролита выступает признаком плохого качества основных компонентов электролита (воды и/или кислоты). Коричневый цвет свидетельствует о том, что в аккумуляторе короткое замыкание.

Необходимо учитывать, что в случае осыпания или короткого замыкания решение поменять электролит в ряде случаев может не привести к положительному результату. Дело в том, что для восстановления работоспособности необходимо также отдельно ремонтировать секции АКБ, при этом такая операция требует спецоборудования.

В остальных случаях замена электролита в аккумуляторе в домашних условиях вполне возможна. Более того, правильно выполненная процедура может существенно продлить срок службы АКБ. Для реализации задачи понадобиться заранее подготовить:

свежий электролит с нужной плотностью;
дистиллированную воду;
ареометр для замеров плотности;
резиновую грушу или шприц для откачки старого электролита из банок;
воронку для удобства залива чистой воды и электролита;
емкость для слива старого электролита, выкачиваемых излишков и т. п.

Обычные стеклянные банки или бутылки хорошо подойдут в качестве емкости, так как на них не воздействует серная кислота. Еще желательно иметь защитные очки и резиновые перчатки, так как работа с кислотными растворами предполагает соблюдение определенных правил техники безопасности.

Дело в том, что электролит после попадания на открытую кожу может причинить химические ожоги. Также значительную опасность такой раствор представляет для глаз. При попадании на кожу электролит нужно немедленно смыть при помощи содового раствора. В случае попадания в глаза нужно промыть их большим количеством воды, после чего немедленно обратиться за профессиональной медицинской помощью.

Итак, перейдем к замене. Сразу отметим, на начальном этапе нужно знать, как правильно слить электролит с аккумулятора. Вполне очевидно, что многие стремятся быстрее убрать жидкость из АКБ, при этом не задумываясь о том, можно ли переворачивать аккумулятор при замене электролита.

Казалось бы, достаточно открутить пробки на банках, перевернуть батарею и слить из корпуса старый электролит. Обратите внимание, в половине случаев такой подход приводит к окончательному выходу аккумулятора из строя. Дело в том, что частицы осадка, которые осели в нижней части, после переворачивания застревают между пластинами. В результате в АКБ далее возникнет короткое замыкание. Если вы ранее не обслуживали батарею, тогда рекомендуем ознакомиться с тем, как правильно заправить аккумулятор электролитом.

Первым делом нужно снять батарею и обтереть корпус, удаляя различные загрязнения. Для этих целей лучше всего подходить тряпка, которую предварительно смачивают в растворе воды и соды. Чтобы сделать сам раствор, следует пару столовых ложек соды развести в литре воды.

Затем нужно окрутить заливные пробки на АКБ, после чего производится проверка уровня электролита, его состояние, цвета. Также нужно оценить степень заряда батареи при помощи мультиметра.
Если жидкость явно нуждается в замене, тогда далее старый электролит откачивается из банок грушей, шприцем или при помощи любого другого подобного решения.
Далее в опустевшие банки нужно залить дистиллированную воду, после чего аккумулятор слегка покачивают. Это нужно для промывки. Промывают АКБ несколько раз, на каждом этапе сливая воду из банок. Делать это необходимо до тех пор, пока вода не станет полностью прозрачной.
Затем можно залить в банки свежий электролит, причем не нужно сразу стремиться довести его плотность до нормы.
Теперь аккумулятор нужно поставить на зарядку от ЗУ. Только после полного окончания процесса зарядки производится проверка плотности ареометром.
Дополнительно перед замерами рекомендуется выждать время, чтобы батарея успела остыть. Обычно требуется 1.5-2 часа. Затем (на основании полученных при замерах данных) осуществляется корректировка путем подбора нужного соотношения воды или электролита.

На практике процедура замены предполагает откачивание из каждой банки электролита, после чего производится его слив в заготовленную для этих целей емкость. При этом нужно учесть, что удалить жидкость полностью таким способом не выйдет.

Для наиболее эффективного удаления нужно медленно наклонять корпус АКБ, выбирая жидкость. Однако нужно помнить, что переворачивать корпус категорически запрещено, как и было сказано выше. Чтобы не держать батарею, можно подкладывать под корпус бруски или другие предметы для упора.
Также на носике груши можно дополнительно установить гибкую трубку (например, от капельницы). Главное, чтобы диаметр трубки, позволял плотно ее надеть и зафиксировать.
После слива жидкости из банок наклоненный аккумулятор устанавливается в нормальное положение, затем в каждую банку заливается дистиллированная вода через воронку.
Во время промывки не допускается трясти аккумулятор, резко наклонять корпус и т.д. Будет достаточно нескольких плавных наклонов в разные стороны. После этого вода сливается, процедура промывки повторяется.
Теперь можно залить электролит, однако не следует сразу доводить его количество до нужного уровня. Дело в том, что электролиты в продаже имеют повышенную плотность. Это значит, что далее раствор нужно разбавлять дистиллированной водой. В самом начале будет достаточно придерживаться приблизительных показателей, так как до нормы плотность доводится уже после заряда АКБ.

Также добавим, что после того, как электролит был залит, нужно плавно наклонить аккумулятор несколько раз (как и при промывке). Это позволит удалить воздух из банок аккумуляторной батареи. Теперь пробки можно прикрыть, но не закручивать полностью. Саму батарею необходимо оставить на пару часов. Это нужно для отстаивания жидкости в банках.

Затем потребуется снова проверить уровень электролита и его плотность, доливая кислоту или воду при такой необходимости. Также при необходимости можно добавить в электролит специальную присадку, которая помогает удалить сульфаты с электродов. Далее нужно выждать, пока под действием электролита из корпуса окончательно не выйдут все остатки воздуха, а также растворится присадка. Отметим, что добавка растворяется около 2 суток. После этого АКБ можно ставить на зарядку.

После замены электролита сколько нужно заряжать аккумулятор

В самом начале заряжать батарею после замены электролита рекомендуется малыми токами (0.1 А). Для зарядки нужно открутить пробки и подключить ЗУ. Главное, чтобы аккумулятор после замены электролита заряжался циклично, то есть предполагается схема «заряд-разряд».

Данный процесс нужно повторять до тех пор, пока плотность электролита не достигнет нужного показателя. Параллельно нужно следить за тем, чтобы электролит в АКБ не выкипал. На полную зарядку укажет напряжение 2.4 В применительно к отдельной секции или 14-15 В на клеммах батареи.

После того, как будет достигнуто номинальное напряжение, ток заряда следует уменьшить в два раза. Если в течение 2 часов плотность электролита не меняется, тогда можно прекратить процесс зарядки.

Что касается разряда-заряда и цикличности, разряжать батарею нужно, в среднем, до половины емкости, после чего снова производится полная зарядка. Для разряда АКБ к клеммам подключается потребитель (для этих целей можно использовать простые 12 В автолампочки). После подключения производится контроль напряжения батареи, чтобы не допустить глубокого разряда. Когда разрядка достигает отметки 10.5 В, аккумулятор снова ставится на зарядку.

Что в итоге

Как видно, в ряде случаев удается эффективно восстановить работоспособность автомобильного аккумулятора путем промывки банок и заправки нового электролита. При этом все равно не стоит рассчитывать на то, что замена электролита позволит батарее отработать долгий срок. В одних случаях АКБ нормально работает 6-12 и более месяцев, тогда как в других проблемы могут начаться через несколько дней.

Напоследок добавим, что также не рекомендуется производить какие-либо манипуляции с необслуживаемыми АКБ. Такие батареи лучше сразу менять на новые в том случае, если элементу не удается вернуть работоспособность после одного или нескольких циклов «разряд-заряд».

Что касается утилизации старого электролита, нельзя сливать раствор в водоемы, выливать на землю, в каналаизацию и т.п. Дело в том, что кислоту нужно сначала нейтрализовать. Для решения задачи рекомендуем отдельно изучить этот вопрос на профильных форумах или получить профессиональную консультацию специалистов. Это позволит точно определиться с наиболее подходящим вариантом, кторый будет оптимальным в каждом отдельном случае.

Как правильно добавить дистиллированную воду в аккумулятор

Как правильно добавить дистиллированную воду в аккумулятор При эксплуатации аккумуляторов уровень электролита в банках неизбежно снижается. С не обслуживаемыми АКБ проще уровень жидкости в отсеках практически не меняется на протяжении 5-6 лет. Что касается обслуживаемых аккумуляторов владельцам постоянно приходится контролировать уровень электролита и своевременно принимать меры. В статье расскажем, как долить дистиллированную воду в аккумулятор, сколько ее нужно и можно ли чем-то заменить.Где взять дистиллированную воду для аккумулятора Лет 20 назад у автомобилистов вопросов о приобретении дистиллированной воды не возникало она продавалась практически в каждой аптеке. Сейчас ситуация изменилась. Дело в том, что эта жидкость пригодна для использования в медицинских целях в течение трех суток, поэтому достать ее можно только в аптечном пункте, имеющем свой дистиллятор.

Современные альтернативные варианты: магазины авто запчастей автозаправочные станции, имеющие торговую точку; хозяйственные магазины (дистиллированная вода используется в утюгах и отпаривателях). Еще один вариант поиск воды в интернет-магазинах. Подойдет он тем, кто хочет сделать запас впрок. Срок доставки в зависимости от региона может быть несколько недель, для экстренной доливки жидкости в АКБ такой способ не походит. Некоторые автомобилисты не хотят тратить время на посещение магазинов, и задаются вопросом, можно ли заливать в аккумулятор простую или кипяченую воду. Первый вариант не подходит категорически. В воде из-под крана присутствуют посторонние вещества хлор, магний, фосфор и т.д. При зарядке аккумулятора они осядут на свинцовых пластинах. В лучшем случае это приведет к снижению емкости АКБ, в худшем к замыканию и выходу батареи из строя. Что касается кипяченой воды полноценно заменить дистиллированную она не сможет, в ней имеются соли металлов, пусть и в небольшом количестве. Такой вариант подойдет, если нужно срочно привести аккумулятор в боевую готовность, но затем придется промывать каждую банку и заливать новый электролит.

Попытка заменить дистиллированную воду кипяченой или какой-либо другой может привести к снижению емкости батареи, разрушению свинцовых пластин и другим неприятным последствиям. Как доливать дистиллированную воду в автомобильный аккумулятор правильно Если в вашем аккумуляторе увеличилась плотность электролита или вы заметили, что он не выдает нужного напряжения скорее всего причина в снижении количества дистиллированной воды. В норме ее должно быть 65 % на 35 % серной кислоты. Последовательность работ при доливке дистиллята в аккумулятор. Чтобы правильно долить жидкость в банки воспользуйтесь инструкцией. Уберите грязь и пыль с верхней части аккумулятора, особенно вокруг пробок. Протрите область вокруг горловин тряпкой, смоченной в содовом растворе, для нейтрализации серной кислоты, которая могла выплеснуться при зарядке. Осторожно открутите пробки берегите руки от воздействия электролита. Возьмите медицинскую спринцовку, шприц или ареометр, наберите дистиллированной воды. Залейте жидкость в банки с недостаточным уровнем электролита. Закрутите пробки. Через 2-3 часа проверьте плотность электролита ареометром (нормальное значение в таблице ниже). Если все сделано правильно поставьте АКБ на зарядку.

Доливка дистиллированной воды в аккумулятор должна проводиться на горизонтальной поверхности. В противном случае уровень жидкости в банках будет различный, поэтому вы или перельете воду, или не дольете. Рекомендуемая плотность электролита в аккумуляторе зависит от климатических условий вашего региона. Климатический пояс Плотность электролита (г/см3) 1,25 Средняя полоса 1,27 Север 1,29 Чтобы при измерении плотности электролита результат был точным держите ареометр вертикально, не допускайте касания поплавка его стенок. Набрав электролит в колбу, постепенно снижайте давление, чтобы поплавок свободно плавал. Если вы смогли этого достичь обратите внимание на место соприкосновения жидкости со шкалой. Это и будет плотность электролита в аккумуляторе. Проверьте плотность электролита после добавления дистиллированной воды в АКБ.

Сколько дистиллированной воды доливать в аккумуляторную батарею В современном аккумуляторе проще всего понять, сколько нужно заливать дистиллированной воды. Его корпус изготовлен из прозрачного пластика с нанесенной на нем шкалой. Достаточно следить, чтобы не был превышен рекомендуемый производителем уровень. В случае, если у вас аккумулятор другого типа, воспользуйтесь следующими советами. В некоторых АКБ чуть ниже горловины банки расположен металлический или пластмассовый язычок. Уровень электролита должен быть выше язычка на 5 мм. Если никаких отметок в банке нет доливайте дистиллированную воду так, чтобы уровень электролита был выше свинцовых пластин на 10-15 мм. Если вы не можете визуально определить, сколько электролита в банке возьмите стеклянную трубку, опустите ее в отсек, зажмите верхнюю часть пальцем и аккуратно извлеките. Количество жидкости в ней будет равным расстоянию от свинцовых пластин до поверхности электролита. Старайтесь соблюдать правила заливки, чтобы добиться верного соотношения соляной кислоты к дистиллированной воде. Если кислоты будет больше она разрушит свинцовые детали аккумулятора, если меньше аккумулятор разморозит при отрицательной температуре. Как получить дистиллированную воду в домашних условиях Некоторые автолюбители предпочитают не покупать дистиллированную воду, а делать ее самостоятельно. Обычно это люди старшего поколения, привыкшие к временам дефицита и не желающие перестраиваться. Но и жителям отдаленных поселков, в которых нет магазинов, приходится приспосабливаться подобным образом. Сразу заметим, что получить качественную дистиллированную воду в домашних условиях невозможно. Для этого нужен дистиллятор, стоимость которого не сопоставима с ценой за бутылку воды. В качестве альтернативы можно использовать самогонный аппарат, если вынуть из него змеевик. Но выход дистиллированной воды при таком способе незначительный около стакана за 3-4 часа. Дистиллированная вода имеет формулу h3O, то есть не содержит посторонних примесей. Как бы вы не старались, получить подобный результат дома практически невозможно незначительная часть солей металлов в воде останется.

Если вам нужно срочно долить в аккумулятор воду наберите ее в пластмассовую бутылку и уберите в холодильник на 2-3 часа. Затем слейте не замерзшую воду в раковину, а лед растопите и пользуйтесь для заливки в банки. В этом случае ущерб для АКБ будет минимальным. Можно собирать в пластмассовую посуду дождевую воду, затем тщательно фильтровать и использовать по назначению. Важно, чтобы вода не соприкасалась с металлами. Например, та, что стекает с жестяных крыш, для заливки аккумулятора не подойдет. Подведем итоги Теперь вы знаете, как долить дистиллированную воду и при этом не испортить аккумулятор. Рекомендуем приобрести ареометр, чтобы контролировать плотность электролита в банках. Без этого прибора достичь нужной плотности невозможно, а ее изменение может вывести из строя вашу АКБ.

Уровень воды в акб. Сколько электролита должно быть в аккумуляторе? Другие методики проверки заряда

И снова здравствуйте! В прежних выпусках мы не раз говорили о том, как ухаживать за аккумуляторами разных типов, в том числе и . Именно эти устройства вырабатывают ток, необходимый для запуска двигателя и работы многочисленных приборов. Предлагаю обсудить, как проверить аккумулятор разными способами: от народных до инженерных.

Поскольку без автомобильной АКБ нет возможности запустить мотор (можно, если схитрить), то следить за состоянием батареи просто необходимо. Поэтому нам необходимо обладать знаниями о том, как осуществлять проверку ее работоспособности. Начнем с визуального осмотра аккумулятора. Необходимо, чтобы ее наружная поверхность была чистой и не иметь видимых повреждений. То же самое относится к состоянию его клемм. Зачастую уже на этом этапе видно, есть ли какие-либо проблемы с его работоспособностью. Окисленные и загрязненные клеммы могут свидетельствовать о том, что батарея перегревается из-за замыкания секций внутри нее.

Итак, визуальная оценка работоспособности АКБ включает в себя следующие моменты:

целостность и общая сохранность корпуса изделия;
чистота клемм и отсутствие потеков белого и зеленого цвета;
отсутствие больших массивов пыли, грязи, следов подтекания электролита;
плотная фиксация клемм крепежными элементами.

Почему на это важно обращать внимание?

Грязный корпус батареи или влага на нем сверху приведет к быстрому саморазряду. То же самое касается неплотно затянутых клемм. Сопротивление в таких местах увеличивается, и батарея не способна выдать пусковой ток прежней величины.

Соответственно, двигатель запускается с большим трудом, а заряд в ходе движения ухудшается.

Используем мультиметр для проверки

Самый распространенный и надежный способ проверить АКБ на работоспособность — использовать для этого специальное приспособление. Делается это обычно мультиметром. С его помощью устанавливается напряжение на клеммах. Лучше делать это после того, как авто постояло ночь на стоянке или в гараже.

Параметры прибора должны быть выставлены для измерения постоянного напряжения. Соответствующим образом следует выставить и провода: красный — на положительную полярность, черный — в СОМ.
Состояние батареи оценивается следующим образом. Если показания прибора находятся на уровне 12,6–12,9 Вольт, значит, батарея заряжена полностью. Чуть меньшие значения в 12,1–12,3 уже будут свидетельствовать о том, что емкость аккумулятора составляет всего лишь 50% от положенной. Если же они на уровне 11,5–11,8 Вольт, значит, Ваша АКБ разряжена.

О чем говорит уровень в банках

Плотность электролита — вот еще один критерий, который необходимо проверять.

Для проверки плотности содержимого понадобится ареометр. Это разновидность прибора, который представляет собой специальный поплавок. Чтобы сделать замеры, банки поочередно открывают и погружают в них прибор. Плотность во-первых зависит от температуры воздуха, при которой проводятся замеры, а во-вторых от климата в котором будет эксплуатироваться автомобиль.

Обратите внимание, что плотность указана для температуры +15 гр. по Цельсию. На каждые 5 градусов изменения температуры вводим поправку 0,01 гр/куб. см. То есть если норма 1,27 при +15, то тот же АКБ при +25 градусах покажет 1,29, а при ‑5 будет 1,23 гр/куб. см.

Конечно, это касается только аккумуляторов обслуживаемого типа. Необходимо проводить и периодический внешний осмотр наличия электролита в банках.

Проверку уровня проводят стеклянной трубкой, которую опускают в банку до пластин, далее закрывают верхний конец пальцем (как показано на рисунке).

Уровень электролита должен быть выше на 10 — 15 мм. уровня пластин.

Если уровня электролита недостаточно, нужно долить внутрь дистиллированную жидкость, но сначала убедитесь в том, что корпус не имеет явных повреждений, через которые может произойти утечка.

Но помните, что у аккумулятора есть и пытаться реанимировать очень старую батарею практически бесполезно.

Другие методики проверки заряда

Существует еще один способ проверки состояния АКБ — так называемой нагрузочной вилкой. На самом деле это не столовый прибор, а устройство, совмещающее в себе функции вольтметра и приспособления для замера нагрузочного напряжения. Для проведения замеров нужно строго соблюдать полярность. Длительность измерения не должна превышать 5‑ти секунд.

При подключении устройства к клеммам должно произойти искрение. Связано это с тем, что создается нагрузка, примерно такая же, как и в момент пуска двигателя. Такую проверку не стоит проводить слишком часто, чтобы не вывести АКБ из строя прежде времени. Если прибор показывает напряжение больше 10 Вольт — это говорит об исправности батареи.

В случае, когда нет возможности измерить заряд тестером, можно проверить исправность «дедовским» способом. Если внешний осмотр уже проведен, как писалось выше, и состояние клемм проверено, тогда поворачиваем ключ в замке, но не заводим двигатель. Теперь нужно включить все осветительные приборы в своей машине. Оставляем на 5 минут их включенными и наблюдаем. Если яркость света не поменялась за это время, значит, батарея в нормальном состоянии.

Как видим, уважаемые автомобилисты, существует немало техник и методик для проверки состояния АКБ автомобиля в домашних условиях или гараже. Разряженная батарея должна послужить сигналом — ее необходимо, во-первых, зарядить, а, во-вторых, понять, почему это произошло. И обязательно перед предстоящей дальней поездкой проверяйте АКБ своего автомобиля, а на исправном автомобиле можно ехать хоть на На сегодня будем прощаться. Встретимся на страницах новых публикаций. Пока!

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

Что такое электролит и зачем он вообще нужен?

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

Итак, сколько электролита должно быть в АКБ?

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

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

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

Какой должен быть уровень электролита в аккумуляторе?

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

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

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

Очень важно не только уметь хорошо управлять автомобилем, но и знать, из чего состоит машина, как за ней следить и правильно ее обслуживать. В этой статье рассмотрим актуальный вопрос для АКБ: каким должен быть уровень электролита в автомобильном аккумуляторе, и на что он влияет?

Электролит и его роль в аккумуляторе

Итак, начнем с определения, что же все-таки называется электролитом. Это попросту раствор серной кислоты и дистиллированной воды. Причем наличие каких-то посторонних примесей недопустимо, ведь тогда изменится его плотность, что самым негативным образом отразится на работе аккумуляторной батареи. Также очень важную роль играет и его уровень. Так, например, если он будет ниже нормы, произойдет высыхание внутренних пластинок и мощность снизится.

Не стоит думать, что выходом будет доливание жидкости сверх нормы, ведь в этом случае кислота разъест внешнюю часть агрегата. Кроме того, можно столкнуться и с такими проблемами, как быстрая саморазрядка батареи или выход из строя регулятора напряжения. В общем, залогом нормального функционирования вашего автомобиля служит надлежащий уровень электролита, поэтому периодически следует осматривать АКБ.

Как проверить уровень электролита в аккумуляторе?

Бытует мнение, что аккумуляторные батареи не нуждаются в техническом обслуживании, и, в принципе, так оно и есть, но учтите — речь идет о нормальных условиях эксплуатации. Любителям же путешествовать на своем «железном коне» или же жителям регионов, в которых царит очень жаркое лето, все-таки стоит контролировать вышеуказанный параметр. Ведь в состав электролита входит вода, а она, как известно, имеет свойство испаряться.

Кроме того, интенсивному выкипанию способствуют и неисправности реле-регулятора. О том, что пора проверить состояние аккумулятора, свидетельствуют следующие признаки:

из заливных отверстий сильно парит;
на корпусе АКБ можно увидеть капли электролита;
сам аккумулятор очень интенсивно нагревается.

Проверка уровня электролита в аккумуляторе осуществляется разными способами. Наиболее простой – визуальный контроль. Обычно корпус батареи, в котором находится жидкость, делают прозрачным, и на него наносятся отметки, указывающие максимальный и минимальный уровень. И, соответственно, количество электролита должно находиться в этих пределах.

Снижается уровень электролита за счет испарения воды или вытекания состава из-за повреждения корпуса. В первом случае можно самостоятельно поправить состояние АКБ.

Но иногда такая возможность отсутствует, тогда необходимо действовать примерно так. Берем прозрачную трубочку диаметром в 5 миллиметров и опускаем ее в резервуар до упора. Затем плотно зажимаем пальцем наружное отверстие трубки и вытаскиваем ее. В ней будет находиться измеряемая жидкость. Уровень электролита будет соответствовать высоте его столба в данной трубочке.

В АКБ низкий уровень электролита – что делать автовладельцу?

Итак, высота жидкости в трубке должна быть в пределах 10–15 миллиметров. Если ее больше нормы, тогда следует убрать лишнюю. Сделать это довольно просто, нужна всего лишь резиновая груша или шприц, которыми за считаные секунды можно выкачать излишки. Естественно, после этой операции еще раз осуществляем проверку. А вот если анализ показал низкий уровень электролита, что делать тогда?

В таком случае заливать новый раствор не рекомендуется, так как это повлияет на плотность и также негативно отразится на состоянии батареи . Ведь испаряется только вода, а концентрация серной кислоты остается прежней. Поэтому следует добавлять дистиллированную воду комнатной температуры. Причем использование простой жидкости из крана категорически запрещено, так как батарея может разрядиться. Заливать сам электролит можно только в одном случае: если его уровень снизился из-за разбрызгивания либо вытекания.

Сейчас современные автомобили и их комплектующие очень надежны. Аккумуляторы в автомобиле также не являются исключением. Вот только многие забывают, что надежность — не гарант долговечности. Чтобы не случилось так, что, находясь где-нибудь на опустевшей трассе, ваш автомобиль перестал заводиться, необходимо хотя бы изредка проводить диагностику и замерять уровень электролита в аккумуляторе.

Правильное обслуживание АКБ

АКБ в автомобиле выполняет функцию обеспечения необходимым количеством электроэнергии стартера во время запуска двигателя. Также АКБ обеспечивает электричеством всю электронную систему автомобиля.

Всего аккумуляторных батарей существует четыре вида:

Обслуживаемые.
Малообслуживаемые.
Гибридные.
Необслуживаемые.

Для того чтобы аккумулятор прослужил долгое время и не подводил вас в неожиданный момент, его необходимо правильно и своевременно обслуживать.

Одним из самых важных пунктов для поддержания рабочего состояния является электролит для аккумуляторов. За ним нужно следить в первую очередь.

Второй, не менее важный пункт в работе аккумулятора — это плотность электролита. Проверяется она с помощью специального прибора — денсиметра или ареометра. В зависимости от времени года плотность жидкости должна быть разной.

Также аккумулятор нуждается в постоянной проверке его напряжения. Проверить напряжение в аккумуляторной батарее можно с помощью вольтметра, мультиметра или нагрузочной вилки.

Как проверяется уровень электролита

Электролит для аккумуляторов в жару имеет свойство испаряться, так как его основным компонентом является вода. Также к его испарению причастно и кипение аккумулятора в процессе эксплуатации. В связи с этим уровень его необходимо проверять постоянно. В летнюю жару идеальной будет ежемесячная проверка.

Проверить уровень можно визуально, если позволяет материал, из которого состоит корпус АКБ (он должен быть прозрачным). Если визуально не удается определить нужное, необходимо найти специальные метки на корпусе. С их помощью также можно попытаться установить уровень электролита.

Если же ни один из вышеперечисленных способов не помог, нужно открутить пробки на АКБ и при помощи стеклянной трубки определить количество жидкости.

Сделать это нужно так: опускаете стеклянную трубку в заливное отверстие, чтоб она уперлась в сетку пластины сверху. Прикрыв пальцем верхнее отверстие трубки, вытащить ее и замерить уровень жидкости. Он должен составлять приблизительно 10-15 мм.

В случае если необходимое количество жидкости отсутствует, необходимо довести его до нужного уровня и замерить еще раз. Проверять необходимо по отдельности в каждой банке аккумулятора.

Обратите внимание: если в АКБ уровень ниже нормы, то доливать необходимо не электролит, а дистиллированную воду. При выкипании из электролита воды увеличивается плотность. При доливке дистиллированной плотность вернется к норме.

Если же долить электролит и оставить плотность высокой, это приведет к быстрому выходу из строя АКБ в скором времени.

От того, какой электролит в аккумуляторе у вас залит и как вы его обслуживаете, зависит срок службы батареи.

Объемы электролита в разных АКБ

Если вы приобрели сухозаряженный аккумулятор или по какой-то причине решили поменять в своем аккумуляторе электролит, нужно знать необходимый объем жидкости, который нам понадобится.

Перед заправкой АКБ нужно купить в ближайшем магазине или сделать самостоятельно электролит для аккумуляторов. Лучше использовать его с запасом, так как при заправке АКБ некоторое количество жидкости впитается в пластины, что приведет к упадку уровня, и понадобится доливать электролит.

Так сколько электролита в аккумуляторе должно быть? Его объем определяется по типу вашего аккумулятора, который приведен в таблице.

Самостоятельное приготовление электролита

Если при проверке уровня жидкости в АКБ у вас под рукой не оказалось электролита, его можно приготовить самостоятельно.

Для приготовления жидкости нам понадобится серная кислота, смешанная с дистиллированной водой в строго определенной пропорции.

При приготовлении электролита нужно использовать чистые материалы и соблюдать технику безопасности, так как кислота может нанести непоправимый ущерб вашему здоровью при смешивании с водой.

Обратите внимание, что в воду тонкой струей вливается кислота, а ни в коем случае не наоборот. Это может вызвать резкую реакцию и закипание воды, которая при разбрызгивании может попасть на вас.

Приготовить электролит для аккумуляторов несложно, зная определенные пропорции, но все же лучше приобрести его в магазине, так как стоит он недорого.

Обслуживание аккумулятора — занятие несложное. Если знать все необходимые параметры жидкости и своевременно их диагностировать, можно сохранить вашу АКБ в рабочем состоянии, и она будет долгое время служить вам верой и правдой.

От состояния аккумулятора зависит, сможете вы завести мотор своего автомобиля, или нет. Прочитав статью, вы узнаете, что влияет на уровень электролита и научитесь определять и регулировать его. Вы узнаете, как уровень электролита влияет на состояние аккумулятора и почему падение уровня снижает не только емкость, но и ресурс аккумуляторной батареи.

Что влияет на уровень электролита

Для ответа на этот вопрос, необходимо понимать, что происходит внутри аккумулятора во время заряда и разряда. При подаче зарядного тока диоксид свинца на катоде (отрицательном контакте) отдает не только свободные электроны, но и молекулы кислорода, превращаясь в свинец. На аноде (положительном электроде) наоборот, свинец впитывает из электролита электроны и молекулы кислорода, превращаясь в диоксид свинца. В обоих процессах из электролита выделяется свободный водород и незначительное количество кислорода, которые уходят в атмосферу. Чем сильней зарядный или разрядный ток, тем больше водорода и кислорода уходит в атмосферу. Помимо этого сильный зарядный или разрядный ток приводит к закипанию электролита, в результате чего в атмосферу уходит не только чистый водород и кислород, но и водяной пар. Все это со временем приводит к падению уровня электролита. Этот процесс происходит в любом аккумуляторе.

Почему снижается уровень

Если уровень электролита падает настолько, что открывает свинцовые пластины, то ресурс аккумулятора резко снижается. Это вызвано тем, что в реакции окисления и восстановления вмешивается газообразный кислород из атмосферы. В результате баланс чистого свинца и его диоксида меняется, а вместе с ним падает емкость и рабочее напряжение аккумулятора. Добавление дистиллированной воды позволяет , но не может восстановить их состояние. Еще одна причина, по которой может падать уровень электролита — механическое повреждение корпуса. Даже небольшая трещина, которую очень сложно заметить невооруженным взглядом, может стать причиной потери электролита. При утечке в размере 1 капли в час, за месяц аккумулятор потеряет 30-50 миллилитров электролита. Примерно 0,5 литра в течение года, то есть почти весь электролит одной банки аккумулятора.

Как проверить и восстановить уровень электролита

Для проверки электролита вам понадобятся:

чистая тряпка, чтобы очистить его поверхность от грязи;
широкая (не менее 1 см) плоская отвертка, с помощью которой вы будете откручивать заливные пробки;
фонарик.

Откройте капот и осмотрите аккумулятор. На некоторых автомобилях для проверки и доливки электролита приходится снимать аккумулятор. Если ничто не мешает выкручивать пробки и пользоваться фонариком, то тряпкой очистите аккумулятор от пыли, грязи и капелек жидкости. Его поверхность должна быть сухой и чистой. Если заливные пробки закрыты пластиковой накладкой, то снимите ее. Затем выкрутите все пробки и уберите их в сторону. Уровень электролита должен быть на 1,5-2 см ниже поверхности аккумулятора. Для более точной проверки уровня необходима стеклянная или пластиковая палочка. Вставьте ее в заливное отверстие и доведите до верхнего края пластин. Уровень электролита должен превышать пластины на 1,5-2 см. Если уровень ниже и, вы не видите электролит, посветите в заливное отверстие фонариком. Если видны пластины, значит, ресурс аккумулятора уже пострадал. Если восстановить уровень и плотность электролита, то он будет давать нормальный ток, но емкость снизится.

Если уровень электролита меньше, чем должен быть, проверьте его с помощью ареометра, который можно купить в любом автомагазине. Если плотность электролита разряженного аккумулятора ниже 1,2 г/см³, а полностью заряженного ниже 1,29 г/см³, проблема в корпусе аккумулятора. Испарение кислорода и водорода уменьшает объем, но повышает плотность электролита выше стандартной. Утечка не только снижает объем, но и . Аккумулятор, который теряет электролит чинить бесполезно, в большинстве случаев трещина незаметна. Иначе вокруг аккумулятора было бы мокрое пятно.

Убедившись, что проблема не в утечке электролита, приступайте в восстановлению его уровня. Для этого используйте только дистиллированную воду. Желательно наливать ее с помощью лейки. Это позволит избежать разлива воды по поверхности аккумулятора и попадания в банки различных загрязняющих веществ, которые станут участниками химических реакций. Заливайте воду тонкой струйкой, это позволит избежать превышения уровня. Подняв уровень электролита, прочистите отверстие (сапун) пробки и вкрутите ее в аккумулятор. Так поступите с каждой банкой аккумулятора.

Как понять, сколько еще протянет аккумулятор в автомобиле — Российская газета

Признаки аккумулятора, приходящего в негодность, хорошо известны. Машина заводится далеко не с первого раза или лишь после длительного звукового аккомпанемента стартера (более двух секунд). Самый крайний вариант — когда вам вообще не удается завести машину — при запуске вы видите короткое подмигивание «приборки», слышите опять-таки кряхтение стартера, но мотор в итоге так и не схватывает. Одновременно на «приборке» может зажечься индикатор разрядки аккумулятора (красный значок батареи). Как понять, что проблема кроется именно в подсевшей или вышедшей из строя АКБ?

Смотрим в АКБ и борткомпьютер

Проще и быстрее всего выяснить состояние АКБ, заглянув в ее индикаторный глазок. Через такую «бойницу» опытный водитель определит и плотность электролита, и его уровень.

Однако такие глазки имеются далеко не на всех аккумуляторах. Поэтому, оценив целостность АКБ (на корпусе не должно быть трещин и подтеков, а клеммы надежно закреплены), погружаемся в меню борткомпьютера.

В большинстве моделей допуски указываются в вольтах (бывает также в процентах). Данные можно снимать как при работающем, так и выключенном двигателе. Если машина не завелась, актуален последний случай — напряжение при таком раскладе должно быть в пределах 12,5-12,8 В, что сигнализирует об уровне заряда 90 — 100%. Если напряжение батареи менее 12 вольт, уровень ее заряда упал больше чем на 50 %, и АКБ необходимо срочно зарядить. Ну а если это значение снижено до 10,5 -11,5 В, вероятность, что вы заведетесь, ничтожно мала.

Вооружитесь тестерами

Если бортовой компьютер в вашем автомобиле не показывает напряжение, или вообще не входит в оснащение (бывает и так), приобретите мультиметр — компактное и недорогое устройство с дисплеем, которое показывает напряжение в бортовой сети. Включаем в мультиметре режим измерения напряжения (диапазон 20 Вольт).

Прикладываем черный щуп устройства к «минусу» аккумулятора, красный щуп, соответственно, — к плюсу и снимаем показания с дисплея мультиметра. При работающем моторе напряжение должно быть примерно 14,0-14,4 В.

При неработающем, повторимся, 12,5-12,8 В. Причем, проверяя напряжение при работающем моторе, вы получаете и еще одну важную информацию — идет зарядка от генератора или нет. Если напряжение после пуска двигателя стало даже меньше, чем было изначально, с генератором проблемы, или он приказал долго жить.

Как эксплуатация машины влияет на долговечность АКБ

Жизнь аккумуляторной батареи напрямую зависит от особенностей эксплуатации автомобиля, и если говорить в общих чертах, для АКБ плохо и когда вы ездите очень много (режим такси), и очень мало (возрастные и начинающие водители, водители-подснежники, водители, совершающие очень короткие поездки). В первом случае батарея постоянно заряжается, соответственно, резко снижается ее ресурс, во втором — генератор заряжает аккумулятор лишь эпизодически, что также негативно сказывается на здоровье АКБ.

Другие неблагоприятные сценарии — повышенные нагрузки и глубокие разряды АКБ. К примеру — когда на аккумулятор завязано множество потребителей или когда вы регулярно даете «прикурить» соседу по гаражу. Или, скажем, вы забываете выключить фары, часто слушаете музыку при выключенном моторе, высаживая АКБ.

Зимняя эксплуатация — еще одно «зло». Холодные энергозатратные запуски мотора по утрам, движение в пробках со всеми включенными потребителями (фары, дворники, обогревы стекол и сидений) точно не продлевают жизнь АКБ. Наконец, аккумулятор может запросто быть убит поврежденными участками проводки или неисправным генератором. В последнем случае даже слабое натяжение ремня генератора может резко снизить ресурс батареи, поскольку напрямую влияет на силу тока зарядки.

Как продлить жизнь АКБ

Помимо поддержания исправного технического состояния всех узлов автомобиля, крайне важна правильная эксплуатация машины в зимний период. Среди прочего следует отказаться от езды на короткие дистанции (АКБ потратит больше энергии, чем успеет восполнить), не мучить аккумулятор в момент запуска машины на холоде (допускается крутить стартер не более 10-15 секунд), а идеальным вариантом будет не держать автомобиль на морозе, а, скажем, арендовать теплый гараж.

Внимание следует уделить также такой, казалось бы, рутинной процедуре, как удалению налета с клемм АКБ. Окислы, подтеки электролита и следы коррозии напрямую влияют на способность батареи проводить ток. В обслуживаемых батареях нужно также следить за плотностью и уровнем электролита, доливая нужное количество дистиллированной воды и электролита. Раствор имеют оптимальную плотность (1.27 г/см3), которая измеряется специальным прибором — ареометром (денсиметром).

И, наконец, избегайте простоя аккумулятора. Даже если вы долго не эксплуатируете машину (например, зимой), регулярно заводите двигатель и давайте ему проработать примерно полчаса. Как вариант, зимой можно снять аккумулятор и зарядить его дома или в гараже. Однако следует помнить, что современные автомобили не любят даже краткосрочного удаления АКБ, поскольку в таком случае слетают различные настройки мультимедиа, акустики и других бортовых систем.

Нужно ли доливать электролит в аккумулятор? — Иксора

Аккумуляторный электролит — это жидкое вещество, которое содержится в большинстве автомобильных аккумуляторов. Иногда его называют аккумуляторной кислотой, потому что он имеет кислотную базу. Фактически, электролит батареи состоит из смеси воды и серной кислоты.

Когда уровень электролита в вашей АКБ становится низким, вы можете задаться вопросом, чем нужно пополнить его объем. Некоторые автовладельцы ошибочно считают, что в экстренной ситуации аккумулятор можно заполнить соленой водой, пищевой содой или каким-либо другим видом электролита. Наш ответ – нет. Никогда не добавляйте какой-либо электролит в свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор.

Если вы обнаружили низкий уровень электролита в своем АКБ, вам следует добавить только чистую воду. И только при некоторых, очень специфических обстоятельствах, в батарею можно добавить серную кислоту. Например, если аккумулятор опрокинулся и протек.

Что означает низкий уровень электролита в батарее?

Когда ваш механик или друг, который много знает об автомобилях, говорит вам, что у вас низкий уровень электролита, это означает, что уровень жидкости в одном или нескольких элементах батареи упал ниже верха свинцовых пластин. Рассмотрим эту ситуацию подробнее.

Автомобильные аккумуляторы состоят из ряда свинцовых пластин, погруженных в своеобразную ванну с водой и серной кислотой, которая действует как электролит. Очень важно, чтобы уровень жидкости никогда не опускался ниже верха пластин. Если электролит в аккумуляторе падает ниже этого уровня, пластины подвергаются воздействию воздуха, начинается химический процесс, называемый сульфатированием (сульфатацией). Этот процесс может значительно сократить срок службы батареи, поскольку он мешает нормальной работе ее элементов. При этом серная кислота в электролите поглощается свинцовыми пластинами при разрядке батареи, а затем высвобождается обратно в электролит, когда батарея заряжается.

Почему в АКБ можно добавлять только чистую воду?

Добавление в батарею чего-либо, кроме воды, может мгновенно нанести ей повреждения. Например, пищевая сода может нейтрализовать серную кислоту, присутствующую в электролите батареи.

Очевидно, что вода сама по себе не является электролитом, поэтому добавление только воды в батарею на первый взгляд может показаться плохой идеей. Электролит – смесь из воды и серной кислоты, поэтому более логичным кажется долить в батарею серную кислоту, помимо обычной воды. Однако, причина, по которой в батарею нужно добавлять только воду заключается в том, что, когда свинцово-кислотная батарея теряет воду, она не теряет серную кислоту. Вода естественным образом исчезает в процессе электролиза в результате испарения, особенно в жаркую погоду, в то время как серная кислота никуда не денется, или ее объем будет теряться с гораздо меньшей скоростью.

Простой способ понять, как это работает, — вспомнить о том, что происходит, когда вы кипятите кастрюлю с соленой водой. Вода испаряется, но соль остается. Если вы добавите в кастрюлю обычную воду, она смешается с солью, и у вас снова будет соленая вода. То же самое происходит, когда вы добавляете дистиллированную воду в свинцово-кислотную батарею. Единственное исключение — если уровень жидкости низкий из-за опрокидывания аккумулятора. Когда это происходит, весь раствор серной кислоты и воды вытекает. В этом случае вам необходимо заполнить пустые элементы разбавленной смесью воды и серной кислоты.

Все необходимые автозапчасти можно приобрести в магазине IXORA, а подобрать подходящую деталь могут профессиональные менеджеры.

* Применяемость деталей конкретно для Вашего автомобиля уточняйте у менеджеров по телефону: 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Полезная информация:

Получить профессиональную консультацию при подборе товара и подробную информацию по всем интересующим Вас вопросам можно позвонив по телефону — 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Замерзают ли аккумуляторы? Как влияют климатические условия на аккумулятор?

Да, аккумуляторы замерзают.

Температура замерзания полностью заряженного аккумулятора составляет от — 50 до -70 градусов. То ест. В обычных условиях заряженные аккумуляторы не замерзают. Однако, разряженные аккумуляторы, в зависимости от уровня разрядки могут замерзать даже при температуре от до -10 градусов. На состояние зарядки аккумуляторов в частности необходимо обращать внимание при холодной погоде.

Влияние погодных условий на аккумулятор:

Да, аккумуляторы замерзают.

Влияние погодных условий на аккумулятор:

1. При складировании и хранении:

Запрещается хранить аккумуляторы в закрытых помещениях. При хранении на открытом воздухе, пыль и осадки увеличивают риск саморазрядки аккумулятора. Хранить аккумуляторы следует по возможности в сухих и прохладных помещениях. Уровень разрядки аккумуляторов увеличивается или уменьшается параллельно температуре. Обычно, на каждые 10 градусов повышения температуры, потеря увеличивается в два раза. Поэтому, лучше хранить аккумуляторы при температуре 10-16 градусов, чем 25-30 градусов.

2. При работе в автомобиле:

В жаркую погоду стартовая сила аккумулятора повышается, но вместе с тем повышается и коррозия (износ). Поэтому, срок службы аккумуляторов, используемых в жарких климатических условиях, ниже. В холодных климатических условиях стартовая сила аккумулятора понижается. Вдобавок к этому, для запуска двигателя холодных условиях требуется больше энергии. Как результат, в холодных условиях стартовая сила аккумулятора приобретает значение. При очень холодной погоде имеется риск замерзания жидкости (электролита) в аккумуляторе. Полностью заряженный аккумулятор замерзает при температуре -70 градусов, а аккумулятор с низким уровнем заряда может замерзнуть даже при температуре -5 градусов. Поэтому, в холодное время очень важно, чтобы аккумулятор имел хороший уровень заряда.

6 шагов Проверка уровня электролита в батареях

Обслуживание аккумуляторов часто упускают из виду, особенно когда речь идет об автомобильных аккумуляторах .

Чаще всего, если вы откроете капот автомобиля, вы увидите аккумулятор, который называется аккумулятором с жидким электролитом. Это означает, что в нем есть вода или электролит, который используется в качестве соединителя между электродами батареи.

Эта вода реагирует на окружающую среду так же, как и вода в любом другом месте: она испаряется.

Чтобы продлить срок службы аккумуляторной батареи с жидкостным электролитом, важно проверять уровень электролита и пополнять его по мере его снижения. К сожалению, это не так просто, как может показаться. К счастью, эти шесть шагов помогут сделать это проще.

Шаг 1. Безопасность в первую очередь

Вы слышали это миллион раз, и это не потому, что нам нравится это говорить. Это потому, что безопасность всегда является первым, что вы должны учитывать при работе с аккумулятором.

Всякий раз, когда вы работаете с аккумулятором, вы должны принять некоторые меры предосторожности .Мало того, что батарея может сильно ударить вас, она также может стать опасной, если с ней не обращаться должным образом.

Убедитесь, что у вас есть перчатки и защитные очки. Вы также захотите отсоединить аккумулятор и снять его с машины, прежде чем начинать возиться с ним. Этот шаг – гораздо лучший вариант, чем создание потенциально опасной ситуации.

Шаг 2. Очистка

Есть много причин, по которым вы всегда должны содержать верхнюю часть аккумулятора в чистоте.Помимо того, что вы не хотите загрязнять внутреннюю часть батареи после ее открытия, вы также снизите риск непреднамеренной разрядки.

Лучше всего чистить аккумулятор старой зубной щеткой или проволочной щеткой и смесью пищевой соды и воды. Окуните щетку в смесь и используйте ее для удаления грязи или следов коррозии. Используйте чистую безворсовую тряпку, чтобы протереть аккумулятор.

Шаг 3. Проверка уровня электролита

Прежде чем вы просто начнете заливать в аккумулятор дистиллированную воду, вам нужно проверить уровень электролита, чтобы увидеть, нужно ли вообще доливать аккумулятор.

Вы можете сделать это:

Сначала снимите пластиковые крышки, закрывающие порты ячеек. Это может потребовать некоторого подглядывания с помощью отвертки.
После того, как крышки сняты, тщательно очистите всю грязь, которая могла скопиться под ними.
Теперь, когда ячейки открыты, вам нужно проверить уровень электролита. Лучший способ узнать, нужно ли аккумулятору больше электролита, — это узнать, открыты ли пластины или близки к этому. Другой способ узнать, не является ли уровень электролита одинаковым в каждой ячейке.

Шаг 4. Добавление электролита

В данном случае под электролитом понимается просто дистиллированная вода. Вы не хотите добавлять другую форму воды и определенно не кислоту. Знание того, сколько нужно добавить , также является важным отличием. Общее эмпирическое правило заключается в том, чтобы добавить достаточное количество воды, чтобы покрыть электроды или пластины.

В новые полностью заряженные аккумуляторы можно безопасно добавить достаточное количество электролита, чтобы его уровень соответствовал дну заливной горловины.

Шаг 5. Восстановление элементов, замена батареи

Теперь, когда уровни электролита восполнены, установите крышки на порты элементов. Убедитесь, что на нижнюю часть крышек не попала грязь или пыль, чтобы предотвратить возможное загрязнение.

После того, как крышки будут закреплены, можно безопасно заменить батарею и снова подключить кабели.

Шаг 6. Используйте аккумулятор

Теперь, когда аккумулятор почищен и электролиты восполнены, попробуйте завести машину и даже немного покататься на ней.

Обратите внимание на общую производительность аккумулятора. Легко ли было начать? Можно ли заглушить машину и завести без проблем? Если улучшений нет или аккумулятор не держит заряд, возможно, вам потребуется полностью заменить аккумулятор.

Надлежащее техническое обслуживание аккумуляторной батареи поможет продлить ее максимальную производительность. Вы даже можете сэкономить деньги, не заменяя батарею так часто. Попробуйте добавить уход за аккумулятором в свою процедуру обслуживания.Это поможет вам отслеживать, как часто вам нужно будет пополнять уровень электролита, и может подсказать вам, когда что-то только начинает идти не так.

Электролит для аккумуляторов – обзор

Введение

Разработка новых материалов для хранения энергии играет решающую роль в переходе к чистой и возобновляемой энергии. Однако улучшения производительности и долговечности батарей были постепенными из-за отсутствия понимания как материалов, так и сложностей химической динамики, происходящих в условиях эксплуатации [1].Как правило, для проверки химического или физического свойства проводятся экспериментальные испытания с широким набором параметров. К сожалению, эти повторяющиеся экспериментальные и теоретические исследования часто отнимают много времени и являются неэффективными, поскольку значительный прогресс обычно требует сочетания химической интуиции и интуиции. Таким образом, эти подходы не могут охарактеризовать миллионы материалов, необходимых для определения даже небольшого подкласса совершенных кристаллических материалов, не говоря уже о более сложных структурах, обнаруженных в электрохимических элементах [2].Эта так называемая «открытая» методология разработки приводит к длительным временным рамкам для открытия новых материалов для батарей, часто превышающим десятилетие, чтобы вывести на рынок новую формулу.

В последнее десятилетие расчеты из первых принципов, особенно те, которые основаны на более экономичных приближениях, таких как теория функционала плотности (DFT) [3,4], в настоящее время надежно автоматизированы [5–7] для прогнозирования свойств с высокой пропускной способностью. по огромному количеству материалов. Эти методы использовались в успешных разработках материалов, таких как щелочно-ионные батареи [8–10], для определения перспективных твердотельных литий-ионных проводников для аккумуляторных электролитов [11], а также в других областях применения материалов [12–15]. ].Опираясь на эти усилия, ожидается, что проектирование материалов, основанное на вычислениях, приведет к открытию новых материалов и значительно сократит время и стоимость разработки материалов [16] за счет расширения и развития методов машинного обучения (МО).

ML — это область искусственного интеллекта, которая показывает хорошую применимость в классификации, регрессии и других задачах, связанных с многомерными данными. Нацеленный на извлечение знаний и получение информации из больших баз данных, машинное обучение учится на предыдущих вычислениях для получения надежных, воспроизводимых решений и результатов [17,18].С быстрым темпом развития подходов, основанных на данных, которые сочетают в себе мудрость экспертов с мощными моделями машинного обучения, ученые начинают интегрировать человеческую интуицию в руководство научными исследованиями. Ученые и инженеры теперь могут реалистично моделировать свойства и поведение материалов в конкретных энергетических приложениях. Модели

ML уже показали свою замечательную способность в разработке новых кристаллических твердых материалов с быстрой монокристаллической литий-ионной проводимостью при комнатной температуре [19].Моделирование DFT с использованием методов на основе ML показало, что поиск под управлением ML в 2,7 раза чаще выявляет быстрые литий-ионные проводники, при этом среднее логарифмическое значение литий-ионной проводимости при комнатной температуре улучшается как минимум в 44 раза, а 1000-кратное увеличение скорости обнаружения кандидатов по сравнению с методами проб и ошибок (рис. 1). Подобные методы впервые позволяют перейти от традиционных методов исследования «без обратной связи» к гораздо более эффективному методу «замкнутой петли», который прокладывает путь к обратному дизайну материалов (табл. 1).

Рисунок 1. Сравнение времени вычислений и точности для алгоритма машинного обучения, людей-экспертов и случайного угадывания. Алгоритм работает так же, как лучшие люди, но с более высокой скоростью, что позволяет быстро просматривать миллионы материалов-кандидатов [2].

Таблица 1. Краткий обзор методов машинного обучения, применяемых к материалам для хранения энергии.

Материалы	Прогноз	Метод	Способ	ссылки
Nani _1/3 MN _1/3 CO _1/3 O ₂ Катодный материал для Натрий-ионные аккумуляторы	Для моделирования и оптимизации процесса изготовления материала положительного электрода для натрий-ионных аккумуляторов	Кластер алгоритмов синхронизированной перекрестной проверки регрессии опорных векторов	Полученное оптимизированное значение емкости составляет 176 мАч·г ⁻¹ для 99 циклов, что лучше, чем у обычных аккумуляторов, используемых в коммерческих целях	[55]
Катодные материалы с высоким содержанием никеля: LiNi _x Co _1-xy Mn _1-xyz O 2 (NCM) для электромобилей.	1 . Построить прогностическую модель, чтобы предложить оптимизированные экспериментальные параметры, которые удовлетворяют целевым спецификациям. 2 . Поиск идеального процесса синтеза богатых никелем катодных материалов, что приведет к ускоренной разработке литий-ионных аккумуляторов с большей емкостью и более длительным сроком службы для электромобилей. 3 . Разработка, прогнозирование и улучшение электрохимических характеристик катодных материалов с высоким содержанием никеля: LiNixCo1-x-yMn1-x-y-zO2 (NCM) для применения в электромобилях	1.Модели регрессии машинного обучения: машина опорных векторов (SVM), дерево решений (DT), гребневая регрессия (RR), случайный лес (RF), чрезвычайно рандомизированное дерево (ERT) и нейронная сеть (NN) с многослойным персептроном. Модель машинного обучения (ERT + AdaBoost). 2. Пакет машинного обучения на основе Python scikit-learn	1. Оптимизированные синтетические параметры для богатых никелем катодных материалов, LiNi _x Co _1-xy Mn _1-xyz O ₂ (NCM), с х > 0,85 для улучшения электрохимических характеристик.2. Показано, что температура прокаливания и размер частиц являются определяющими факторами для достижения длительного срока службы. 3. Подтверждено, что структуры с более высокими температурами прокаливания, более высоким содержанием никеля и большим размером первичных частиц приводят к более низким показателям срока службы. 4. Модель машинного обучения (ERT + AdaBoost) продемонстрировала наилучшие характеристики для прогнозирования начальной емкости, остаточного Li и срока службы. 5. Схема обратного инжиниринга была успешно использована, чтобы предложить идеальные экспериментальные параметры для выполнения целевых спецификаций.	[56]
LI ₅ B ₇ S ₁₃, Li ₂ B ₂ S ₅, Li ₃ ERCL ₆, Liso ₃ F, Li ₃, Li ₆, Li ₆, Li ₂ Hio, Limgb ₃ (H ₉ N) ₂ и CSLI ₂ BS ₃ · Li ₅ B ₇ S ₁₃	Разработка модели на основе машинного обучения (ML) для прогнозирования проводимости суперионного литий-ионного аккумулятора проводимость	1.Обнаружено много новых твердых материалов с предсказанной суперионной литий-ионной проводимостью (≥10 ⁻⁴ См/см) при комнатной температуре: Li ₅ B ₇ S ₁₃ , Li ₂ B ₂ S 5 , Li ₃ ERCL ₆, LISO ₃ F, Li ₃, Li ₃, LI ₂, LI ₂ HIO, Limgb ₃ (H ₉ N) ₂ и CSLI ₂ БС ₃ . 2. Li ₅ B ₇ S ₁₃ имеет RT-проводимость Li, предсказанную DFT-MD (74 мСм · ⁻¹ ), во много раз большую, чем у самых быстрых известных литий-ионных проводников	[19]
LiPF ₆ электролит для литий-ионных аккумуляторов	Для определения неизвестных концентраций основных компонентов в типичных электролитах литий-ионных аккумуляторов.	Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье и машинное обучение	Подтверждено, что концентрация LiPF ₆ уменьшилась на 10–20 %, когда клетки прошли 200 циклов при 55 °C. Отказ ячейки из-за большой потери соли	[57]
Материалы молекулярных электродов на основе углерода	Для определения перспективных материалов положительного электрода с высокими характеристиками	Структура машинного обучения DFT	на основе молекулярных электродных материалов.2. Установлено, что наибольший вклад в окислительно-восстановительный потенциал вносит сродство к электрону, за которым следуют число атомов кислорода, щель ВЗМО–НСМО, число атомов лития, НСМО и ВЗМО в порядке соответственно	[58]
Катодные материалы со слоистой структурой для литий-ионных аккумуляторов	Для прогнозирования электрохимических свойств: затухание плотности энергии разряда и емкости	Алгоритм искусственной нейронной сети	Предлагаемая модель 3D-QANN: количественная модель взаимосвязи структура-свойство для прогнозирования физических свойств неорганических кристаллических твердых тел и разработка новых материалов	[59]
LiFePO ₄	Срок службы литий-ионных аккумуляторов	Байесовский LS-SVR и вейвлет-нейронная сеть	батарея в течение очень короткого времени прогнозирования (в пределах 1.41 с), при этом средняя ошибка составляет всего около одной трети от ошибки традиционного алгоритма короткие периоды гальваностатического действия	[61]

ВЗМО, высшая занятая молекулярная орбиталь; LUMO, низшая незанятая молекулярная орбиталь; QANN, квантовая искусственная нейронная сеть.

Обратный дизайн материала эффективно инвертирует текущий процесс проектирования, позволяя желаемым целям производительности определять состав и структуру, которые лучше всего соответствуют этим целям, без предварительного определения исходного материала или структуры [20–26].Важно отметить, что машинное обучение будет играть ключевую роль в разработке аккумуляторов, помогая обратному проектированию, поскольку их вычислительные стратегии будут продолжать автоматически улучшаться с опытом [27]. Методы кластерного расширения [28] в настоящее время широко используются для изучения беспорядка в электродных материалах, в нейронных сетях, которые систематически повышают надежность моделирования молекулярной динамики [29]. Вероятностные модели, основанные на данных, теперь могут сузить число вероятных кандидатов, предназначенных для конкретных приложений, из химического пространства, состоящего из более чем 10 ⁶⁰ возможных молекул.Генеративные модели производят большое количество молекул-кандидатов, которые потребуют лабораторного синтеза для проверки результатов моделирования, требующих автоматизации синтеза, также основанной на машинном обучении и робототехнике. Эти формы автоматизации позволят ученым-исследователям сократить количество времени, затрачиваемого на дорогостоящие, интуитивно управляемые, повторяющиеся синтезы. Даже с текущими базами данных, полученными на основе предыдущих лабораторных экспериментов, у ученых уже достаточно данных для создания высокоцелевых молекул по сравнению с неуправляемым подходом «разомкнутого цикла».

Онлайн-статус заряда и работоспособность аккумулятора теперь можно прогнозировать с помощью моделей машинного обучения каждый раз, когда аккумулятор проходит циклы зарядки/разрядки, что имеет решающее значение для долговечных и безопасных электромобилей. Раннее обнаружение неадекватной работы также облегчает своевременное техническое обслуживание аккумуляторных систем [30–33]. Модели глубокого генеративного обучения способны отображать лежащее в основе распределение вероятности как структуры, так и свойства и связывать их нелинейным образом, позволяя этим моделям фильтровать характерные особенности, присущие определенным молекулам [34,35].Недавно методы машинного обучения применялись для описания архитектуры, свойств и производительности литий-ионных аккумуляторов [36].

Эти результаты отчасти связаны с постоянно растущими базами данных атомных структурных данных, необходимых для расчетов DFT, а также с большими улучшениями в вычислительных ресурсах, которые прокладывают путь для ступенчатого изменения методов исследования [38]. Мередиг и соавт. [38] показали, что их подход к скринингу материалов, основанный на данных машинного обучения, позволяет изучать правила химии из DFT, делать точные энергетические прогнозы для новых составов при меньших вычислительных затратах на шесть порядков и, кроме того, не требует знания кристаллической структуры.Эти методы в настоящее время применяются для прогнозирования емкости лития в батареях. Ван и др. [37] показали, как вычислительный анализ может предложить новые материалы, такие как новый катодный материал, содержащий ванадий, который, как было предсказано, превзойдет энергоемкость обычных литий-железо-фосфатных катодов примерно на 10% (рис. 2). Материал был синтезирован и вел себя так, как предсказывали модели машинного обучения.

Рисунок 2. Смоделированный кристаллический каркас ванадийсодержащего катодного материала для усовершенствованных аккумуляторов [37].Атомы лития, показанные зеленым цветом, встроены в каркас. С тех пор состав был синтезирован и работал так, как предсказывали модели.

Моделирование структур и свойств конкретных электродных материалов, понимание механизмов заряда/разряда в атомном масштабе и разработка рациональных «замкнутых» стратегий проектирования электродных материалов, а также электролитов идут полным ходом. Всесторонний обзор исследований по моделированию и теоретическому проектированию серных катодов, кислородных катодов, литий-металлических анодов и твердотельных электролитов литий-металлических батарей можно найти в исследовании Fan et al.[39].

Эпоха больших данных уже наступила с экспериментами на крупномасштабных установках, таких как синхротроны, генерирующие огромные скорости передачи данных. Объединение больших данных с машинным обучением уже является важным исследовательским приоритетом. Вопросы, связанные с хранением, управлением и анализом больших объемов данных, являются сложными проблемами, требующими решения. Платформы управления данными имеют жизненно важное значение, поскольку модели машинного обучения с учителем обычно требуют больших объемов надежных обучающих данных для построения надежных моделей [40,41], поскольку существующие экспериментальные данные и данные будущих экспериментальных работ по-прежнему охватывают лишь часть стабильных химических комбинаций, которые, возможно, встречаются в природе. .

Разработка универсальных платформ для управления данными и обмена ими необходима, чтобы придать импульс ускорению поиска и разработки материалов. Передовые методы определения характеристик материалов с их постоянно растущими возможностями сбора и хранения данных представляют собой проблему в современном материаловедении, и необходимы новые процедуры для быстрой оценки и анализа собранных данных, чтобы быстрее вывести на рынок новые энергетические решения [ 42]. В настоящее время большие высококачественные открытые базы данных рассчитанных свойств материалов, такие как Materials Project [15], Open Quantum Materials Database [43] и репозиторий AFLOW, быстро растут и помогают картировать обширные области химического пространства.Также создаются базы данных и библиотеки для аккумуляторных электролитов [44], которые будут использоваться в будущем для быстрой разработки электролитов следующего поколения. Европейское крупномасштабное исследование «Батарея 2030+» недавно определило создание «Генома интерфейса батареи» и «Платформы ускорения материалов» в качестве важных вех на пути к ускоренному открытию сверхвысокопроизводительных батарей [45]. В одной из крупнейших коллекций молекул химический космический проект [46] нанес на карту 166 молекул.4 миллиарда молекул, содержащих не более 17 тяжелых атомов.

В ближайшем будущем мы можем ожидать огромного роста этих новых баз данных и библиотек, что, в свою очередь, повысит прогностическую силу машинного обучения. Важным достижением, которое следует отметить, является работа Стэнфордского сотрудничества с Google Brain, в которой исследователи демонстрируют новый подход к переносу физических данных в более общие дескрипторы, полученные из физических уравнений, что позволяет им проверять миллиарды неизвестных составов на предмет проводимости литий-ионных аккумуляторов с использованием точной обученной модели. с физическим пониманием для создания большой базы данных из небольших данных [47].Центральное место в методологиях машинного обучения, применяемых в химических науках, занимает представление молекул. Эти представления, которые служат для кодирования соответствующей физики и химии, будут лучше обобщаться по мере продвижения исследований, что позволит еще быстрее проводить скрининг материалов. Несмотря на значительный прогресс, предстоит еще много работы. Графические и иерархические представления молекул являются областью, требующей дальнейшего изучения [48].

Наконец, для проведения этих симуляций требуется доступ к вычислительной инфраструктуре.По всему миру разрабатываются или уже работают новые центры искусственного интеллекта, чтобы оказывать всестороннюю помощь ученым и учреждениям, стремящимся объединить методы машинного обучения в своих исследованиях. Сочетание крупных исследовательских институтов и мощной инфраструктуры машинного обучения значительно ускорит разработку материалов в ближайшие годы и позволит ведущим технологическим компаниям активно участвовать в развитии фундаментальных научных исследований, а также стимулировать новое экономическое развитие.

БУ-307: Как работает электролит?

Узнайте больше о катализаторе, который располагается между электродами батареи и обеспечивает ток

Электролит служит катализатором для повышения проводимости батареи, способствуя перемещению ионов от катода к аноду при зарядке и обратно при разрядке. Ионы – это электрически заряженные атомы, которые потеряли или приобрели электроны. Электролит батареи состоит из растворимых солей, кислот или других оснований в жидком, гелеобразном и сухом виде.Электролит также поставляется в виде полимера, используемого в твердотельной батарее, твердой керамики и расплавленных солей, как в натрий-серной батарее.

Свинцово-кислотный

Свинцово-кислотный использует серную кислоту . При зарядке кислота становится более плотной, так как на положительной пластине образуется оксид свинца (PbO ₂ ), который затем превращается почти в воду при полной разрядке. Удельный вес серной кислоты измеряют ареометром. (См. также BU-903: Как измерить уровень заряда).Свинцово-кислотные батареи выпускаются в залитых и герметичных форматах, также известных как свинцово-кислотные с регулируемым клапаном (VRLA) или необслуживаемые.

Серная кислота бесцветна с легким желто-зеленым оттенком, растворима в воде и обладает высокой коррозионной активностью. Изменение цвета на коричневатый оттенок может быть вызвано ржавлением в результате анодной коррозии или попаданием воды в аккумуляторную батарею.

Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют разный удельный вес (SG). В батареях глубокого цикла используется плотный электролит с SG до 1.330 для достижения высокой удельной энергии, стартерные батареи имеют средний удельный вес около 1,265, а стационарные батареи имеют низкий удельный вес около 1,225, что снижает коррозию и увеличивает срок службы. (См. BU-903: Как измерить уровень заряда).

Серная кислота имеет широкий спектр применений, а также входит в состав очистителей канализации и различных чистящих средств. Он также используется в переработке полезных ископаемых, производстве удобрений, переработке нефти, очистке сточных вод и химическом синтезе.

ВНИМАНИЕ

Серная кислота может вызвать серьезные повреждения при попадании на кожу и привести к необратимой слепоте при попадании в глаза. Проглатывание серной кислоты вызывает необратимые повреждения.

Никель-кадмиевые (NiCd)

Электролит в NiCd представляет собой щелочной электролит (гидроксид калия) . Большинство никель-кадмиевых аккумуляторов имеют цилиндрическую форму, в которой несколько слоев положительных и отрицательных материалов свернуты в рулон.Залитая версия NiCd используется в качестве корабельной батареи в коммерческих самолетах и в системах ИБП, работающих в жарком и холодном климате, требующих частых циклов. NiCd дороже свинцово-кислотных, но служит дольше.

Никель-металлогидрид (NiMH)

NiMH использует тот же или аналогичный электролит, что и NiCd, который обычно представляет собой гидроксид калия. Электроды NiMH уникальны и состоят из никеля, кобальта, марганца, алюминия и редкоземельных металлов, которые также используются в литий-ионных батареях.NiMH доступен только в герметичных версиях.

Гидроксид калия представляет собой неорганическое соединение с формулой KOH, обычно называемое едким калием. Электролит бесцветен и имеет множество промышленных применений, например, ингредиент большинства мягких и жидких мыл. КОН вреден, если его не переварить.

Литий-ионный (Li-ion)

Li-ion использует жидкий, гелевый или сухой полимерный электролит. Жидкая версия представляет собой легковоспламеняющийся органический, а не водный тип, раствор солей лития с органическими растворителями, подобными этиленкарбонату.Смешивание растворов с различными карбонатами обеспечивает более высокую проводимость и расширяет диапазон температур. Другие соли могут быть добавлены для уменьшения газообразования и улучшения цикличности при высоких температурах.

Литий-ионный аккумулятор

с гелеобразными электролитами получает множество добавок для повышения проводимости, как и литий-полимерный аккумулятор. Настоящий сухой полимер становится проводящим только при повышенных температурах, и эта батарея больше не используется в коммерческих целях. Добавки также вводятся для достижения долговечности и уникальных характеристик.Рецепт засекречен и у каждого производителя есть свой секрет соуса. (См. также BU-808b: Из-за чего умирает литий-ионный аккумулятор?)

Электролит должен быть стабильным, но это не так с Li-ion. На аноде образуется пассивирующая пленка, называемая интерфейсом твердого электролита (SEI) . Этот слой отделяет анод от катода, но позволяет ионам проходить через него подобно сепаратору. По сути, слой SEI должен сформироваться, чтобы батарея могла работать. Пленка стабилизирует систему и продлевает срок службы литий-ионных аккумуляторов, но снижает емкость.На катоде также происходит окисление электролита, что необратимо снижает емкость. (См. также BU-701: Как заправить батареи)

Чтобы пленки не становились слишком ограничительными, добавки смешивают с электролитом, который расходуется при формировании слоя SEI. Трудно, если вообще возможно, отследить их присутствие при проведении судебно-медицинской экспертизы. Это держит запатентованные добавки в коммерческой тайне, как их состав, так и используемое количество.

Хорошо известной добавкой является виниленкарбонат (VC).Это химическое вещество увеличивает срок службы литий-ионных аккумуляторов, особенно при более высоких температурах, и поддерживает низкое внутреннее сопротивление по мере использования и старения. VC также поддерживает стабильную пленку SEI на аноде без неблагоприятных побочных эффектов окисления электролита на катоде (Aurbach et al.). Говорят, что академические и исследовательские сообщества отстают от производителей клеток в знаниях и выборе добавок, отсюда и большой секрет. (См. также «Добавки и их влияние на кулоновскую эффективность» в разделе BU-808b: Что заставляет Li-ion умирать?

Для большинства коммерческих литий-ионных аккумуляторов слой SEI разрушается при температуре элемента 75–90°C (167–194°F).Тип элемента и уровень заряда (SoC) влияют на пробой при повышенной температуре. Может возникнуть самонагрев, который может привести к тепловому разгону при неправильном охлаждении. Лабораторные тесты, проведенные на ячейках 18650, показали, что такое тепловое событие может развиваться в течение двух дней.

Воспламеняемость литий-ионного электролита является еще одной проблемой, и проводятся эксперименты по получению негорючих или пониженно воспламеняющихся электролитов с помощью добавок или разработки неорганических ионных жидкостей. Также проводятся исследования по эксплуатации Li-ion при низких температурах.На момент написания ни один из этих электролитов не имел широкого коммерческого применения.

Высыхание или медленное превращение жидкого электролита в твердую форму — еще одно явление старения, снижающее производительность Li-ion. «Когда жидкость ушла, батареи разряжены», — говорит Джефф Дан, специалист по литий-ионным батареям и профессор физики. Жидкость электролита — еще один индикатор состояния, относящийся ко всем химическим веществам батареи.

Батарейки в портативном мире

Материал по Battery University основан на обязательном новом 4-м издании « Аккумуляторы в портативном мире — Справочник по перезаряжаемым батареям для не инженеров », которое доступно для заказа через Amazon.ком.

BU-803c: Потеря электролита — Battery University

Узнайте, что вы можете сделать, чтобы сохранить целостность вашей батареи

Потеря электролита в залитом свинцово-кислотном аккумуляторе происходит из-за выделения газа при выделении водорода во время зарядки и разрядки. Удаление воздуха приводит к тому, что электролит становится более концентрированным, и баланс необходимо восстанавливать путем добавления чистой воды. Не добавляйте электролит, так как это нарушит удельный вес и сократит срок службы батареи, способствуя коррозии.

Потеря электролита в герметичных свинцово-кислотных батареях — повторяющаяся проблема, часто вызванная перезарядкой. Тщательная регулировка зарядного и плавающего напряжения, а также работа при умеренных температурах уменьшают вероятность этого отказа. В затопленных батареях потерю воды можно восполнить путем повторного заполнения, но в герметичных батареях потеря воды может привести к высыханию и снижению производительности. Восполнение потери жидкости в батареях VRLA путем добавления воды было предпринято с ограниченным успехом. Хотя потерянную емкость часто можно восстановить с помощью катализатора, вмешательство в ячейки превращает стек в проект с высокими эксплуатационными расходами, требующий постоянного контроля.

Аккумуляторы на основе никеля могут терять электролит из-за многократного выпуска воздуха из-за избыточного давления во время экстремального заряда или разряда, а также из-за перезаряда. Неточное определение полного заряда и повышенный уровень непрерывного заряда могут привести к перезарядке. Особенно это касается стареющих и выцветших пачек. После повторного выпуска воздуха подпружиненное уплотнение ячеек может снова не герметизироваться должным образом, а отложение белого порошка вокруг отверстия уплотнения свидетельствует об утечке. Неаккуратное производство также может привести к потере электролита.Условия высыхания приводят к «мягкой» ячейке — дефекту, который нельзя исправить. При зарядке напряжение «сухой» ячейки становится высоким, потому что батарея не имеет зажимной способности. Он больше не является химически активным и не потребляет ток.

Правильно сконструированный и правильно заряженный литий-ионный элемент не должен выделять газы и не должен терять электролит при вентиляции. Несмотря на то, что говорят защитники, элементы на основе лития могут создавать внутреннее давление при определенных условиях, и вздутие ячейки-мешка является доказательством этого (см. BU-301a: Типы элементов батареи). Некоторые элементы включают электрический переключатель, который размыкается, если давление в клетке достигает критического уровня.Другие имеют мембрану, которая выпускает газы. Многие из этих функций безопасности являются односторонними, а это означает, что после активации ячейка становится неработоспособной. Это сделано из соображений безопасности (см. BU-304a: Вопросы безопасности при использовании Li-ion)

Почему гаснет аккумулятор?

При перезарядке батарея выделяет газы, расщепляя воду в электролите на водород и кислород. Аккумулятор становится «водорасщепляющим устройством» путем электролиза. Параллелью является топливный элемент, но он работает наоборот, превращая кислород и водород в электричество, производя воду.Энергия необходима для производства кислорода и водорода, и батарея получает энергию за счет перезарядки.

Батарейки в портативном мире

Материал Университета аккумуляторов основан на обязательном новом 4-м издании « Аккумуляторы в портативном мире — Справочник по перезаряжаемым аккумуляторам для не инженеров », который доступен для заказа на Amazon.com.

границ | Последние достижения в области электролитов для воздушно-цинковых батарей

Введение

Цинк-воздушная батарея

имеет высокую удельную энергию (1,218 Втч·кг ⁻¹ ).Между тем присущие ему особенности, в том числе безопасность и более низкая стоимость, делают его одним из самых перспективных аккумуляторов следующего поколения (Fu et al., 2017; Tan et al., 2017; Han et al., 2019). Роль электролитов упускают из виду по сравнению с горячими исследованиями бифункциональных воздушных электродов для Zn-воздушных батарей. Характеристики электролитов напрямую определяют ионную проводимость и межфазные свойства Zn-воздушной батареи в процессе эксплуатации. Кроме того, это дополнительно влияет на емкость, циклическую стабильность и эффективность зарядки и разрядки элемента (Pei et al., 2014). Zn-воздушные батареи развиваются в направлении высокой эффективности и долговечности, которые не могут отделяться от поддержки электролита с превосходными характеристиками во всех аспектах (R. Mainar et al., 2016). Таким образом, крайне важно углубиться в работу электролитов в Zn-воздушных батареях (Mainar et al., 2018).

В настоящее время щелочной электролит по-прежнему широко используется в батареях на основе цинка, чтобы соответствовать требованиям низкой стоимости и высокой ионной проводимости и обеспечить стабильность цинкового электрода (R.Майнар и др., 2016; Сюй и др., 2020). Однако он чувствителен к CO ₂ окружающей среды и относительной влажности. Zn-воздушная батарея в основном зависит от характеристик воздушного электрода. К сожалению, CO ₂ может привести к образованию в электролите K ₂ CO ₃, что негативно влияет на пустоту в воздушном электроде (Wang et al., 2014; Fu et al., 2017). Цинк-воздушные батареи должны решать проблему испарения электролита или поглощения воды из внешней среды, чтобы хорошо работать в сложной внешней среде.Первый заставляет аккумулятор расширяться, а второй влияет на перенос OH ⁻ (Chakkaravarthy et al., 1981; Mainar et al., 2018). Ионные жидкости при комнатной температуре (RTIL) и твердые электролиты являются альтернативными и эффективными решениями для решения вышеуказанной проблемы. Однако их производительность была ограничена их низкой ионной проводимостью и неквалифицированным интерфейсом. Поэтому в следующих частях мы обсудим исследовательский статус щелочных электролитов и неводных электролитов в Zn-воздушных батареях.

Водный электролит

LiOH, NaOH и KOH являются обычными электролитами для воздушно-цинковых аккумуляторов. По сравнению с нейтральными и кислыми электролитами щелочные электролиты хорошо сочетаются с цинковыми электродами и каталитическими материалами. Между тем, электролит KOH обладает высокой ионной проводимостью и низкой вязкостью. Когда Zn-воздушная батарея разряжается, внешний кислород поступает в батарею и вступает в реакцию (уравнение 1) (реакция восстановления кислорода) на границе газ-жидкость-твердое тело (кислород, электролит, электрокатализатор).Цинковый электрод переносит электроны к воздушному электроду через внешнюю нагрузку, а OH ^— в месте реакции генерирует Zn(OH)42- (уравнение 2). Когда концентрация Zn(OH)42- достигает максимума, он далее разлагается на ZnO (уравнение 3). Полная реакция цинкового электрода показана в уравнении 4. В процессе зарядки обратная реакция (уравнение 1) (реакция выделения кислорода) осуществляется на границе раздела цинк-электролит, и электрическая энергия накапливается, в то время как цинк откладывается в результате обратной реакции. (Уравнение 3).

O2+2h3O+4e-↔4OH-E=0,40 В относительно SHE (1) Zn+4OH-↔Zn(OH)42-+2e-E=1,26 В относительно SHE (2) Zn(OH)42-↔ZnO+h3O+2OH- (3) Zn+2OH-↔ZnO+h3O+2e-E=1,26 В относительно SHE (4)

При концентрации KOH 6 М текущая обменная плотность Zn/Zn ²⁺ достигает 0,21 А·см ^-2 , а растворимость ZnO увеличивается с концентрацией KOH (см. and White, 1997; Dyer и др., 2009). Поэтому мы должны обратить внимание на неблагоприятное влияние электролита КОН высокой концентрации на цинковый электрод.Высокая концентрация ZnO создает избыток Zn(OH)42- и выпадает в осадок после разряда, что увеличивает сопротивление пассивации цинкового электрода. Кроме того, кинетические параметры восстановления цинка кислородом были очень высокими, что приводило к растворению, миграции и переотложению цинка в различных условиях (R. Mainar et al., 2016).

Есть две основные стратегии решения этой проблемы. Один — изменить состав и структуру цинкового электрода, а другой — найти соответствующие добавки к электролиту.Известные методы, такие как создание трехмерной структуры цинкового электрода (Parker et al., 2014; Chamoun et al., 2015; Yan et al., 2015) или эффективная добавка для цинкового электрода (Fan et al., 2013; Masri and Mohamad, 2013; Huang et al., 2015) оказались эффективной стратегией решения. Актуальной задачей является точное измерение потенциала и концентрации ионов цинка на поверхности цинкового электрода, чтобы обеспечить адекватную теоретическую поддержку для улучшения условий жизни цинкового электрода в щелочном электролите.В таблице 1 мы суммировали последние работы по добавкам щелочных электролитов. Подходящие добавки в электролиты могут улучшить изменение формы цинкового электрода и производительность Zn-воздушной батареи. Если мы сможем максимально снизить концентрацию KOH, не влияя на ионную проводимость электролита, мы полагаем, что производительность Zn-воздушной батареи будет еще больше улучшена. Добавляя K ₂ CO ₃ в высококонцентрированный раствор KOH и оптимизируя структуру батареи, Schröder et al.(2015) не только получили стабильный электрический потенциал, но и улучшили фактическую плотность энергии и долговременную стабильность Zn-воздушной батареи. Кроме того, об ингибировании роста дендритов и выделения водорода цинковым электродом также сообщается в Zn-воздушной батарее со щелочными электролитами с использованием додецилбензолсульфоната натрия (SDBS) (Yang et al., 2004), полиэтиленгликоля (PEG) (Banik and Akolkar). , 2013), винная/янтарная/лимонная кислота (Lee et al., 2006) и гидроксиды тетраалкиламмония (Lan et al., 2007).

Таблица 1 . Краткое изложение недавно опубликованной щелочной добавки к электролиту для воздушно-цинковых батарей.

Цинк-воздушная батарея

представляет собой полуоткрытую систему, в которой для участия в реакционном процессе требуется богатый кислород из внешней среды. Углекислый газ (CO ₂ ) трудно избежать во влажной атмосфере. CO ₂ из внешней атмосферы попадает в батарею через воздушный электрод и реагирует с OH ⁻ в электролите (уравнения 5, 6).

CO2+OH-→HCO3- (5) HCO3-+OH-↔CO32-+h3O (6)

Ионная проводимость электролита снижается из-за образования HCO3- и CO32- и низкой растворимости K ₂ CO ₃ и KHCO ₃ . Когда они оседают на воздушном электроде, перенос кислорода будет в некоторой степени заблокирован, что приведет к снижению производительности Zn-воздушной батареи. Идеальным решением является оптимизация структуры Zn-воздушной батареи и состава газопоглощающего слоя, позволяющая беспрепятственно проходить кислороду, но препятствующая прохождению углекислого газа и водяного пара.Для решения вышеуказанных проблем исследователи также выдвинули несколько решений. Педичини и др. (1996) установили систему управления воздухом для рециркуляции воздуха-реагента в металл-воздушной батарее. Гольдштейн и др. (1997) предложили скрубберную систему для удаления углекислого газа из металловоздушной батареи или батареи топливных элементов. Pedicni (2002) предложил ограничить содержание углекислого газа и водяного пара, когда батарея не используется, загрузив чувствительную воздушную заслонку для гальванического элемента. Существует много решений для решения этих проблем, но ограничениями являются высокие пороговые значения стоимости и ограниченное использование пространства, что ограничивает разработку воздушно-цинковых батарей для практического применения.

Система проточного электролита является очень эффективным методом для воздушно-цинковых аккумуляторов. Электролит перекачивается и циркулирует по системе питания внешних труб и насосов. В дополнение к удалению осажденного карбоната и других побочных продуктов через внешние фильтры проточный электролит улучшает перенос OH ⁻ и снижает градиенты концентрации (Iacovangelo and Will, 1985; Cheng et al., 2007). По сравнению со статическим электролитом, Zn-воздушная батарея значительно улучшена, включая срок службы и рабочее напряжение с системой циркуляции электролита.Однако мощность циркуляции электролита должна поддерживаться внешней насосной системой и электроэнергией. Поэтому, если система циркуляции электролита будет введена в практическое применение, необходимо решить проблему, которую трудно применить к крупномасштабной системе накопления энергии в сети со строгими требованиями к пространству и весу.

Ионная жидкость при комнатной температуре

Ионная жидкость комнатной температуры представляет собой расплавленную соль, которая существует в виде жидкости при комнатной температуре или ниже.Он имеет широкое электрохимическое окно и плохо воспламеняется (Балаиш и др., 2014). Поэтому все больше внимания уделялось RTIL как заменителям щелочных электролитов. Присущая RTIL безопасность и стабильность в широком диапазоне электрохимических потенциалов привели к его применению в батареях на основе лития (Chou et al., 2008; Xiang et al., 2010). Использование RTIL в Zn-воздушных батареях может эффективно решить проблемы повреждения цинкового электрода (Simons et al., 2012), повреждения CO ₂ и испарения электролита (Harting et al., 2012) в щелочном электролите упомянутой выше водяной системы и позволяют аккумулятору работать при высоких температурах. Кроме того, для апротонных RTIL отсутствие протонов может эффективно предотвратить коррозию цинкового электрода, вызванную выделением водорода. Таким образом, RTIL в качестве электролита для Zn-воздушных аккумуляторов в последние годы были включены в список.

В RTIL

, используемых в качестве электролита для Zn-воздушного элемента, цинк окисляется до Zn ²⁺ во время разряда, а обратимая электрохимическая реакция цинка в RTIL оказалась возможной (Xu et al., 2015). Здесь необходимо отметить, что неподходящие RTIL могут образовывать нерастворимые вещества с Zn ²⁺ и сделать их неспособными к эффективному восстановлению. Предложен механизм воздушного электрода в электролите RTIL (Kar et al., 2014).

Когда в электролите RTIL происходит восстановление кислорода, кислород получает электроны и образует супероксид (O2·-) (уравнение 7). Эта реакция считается квазиобратимой (AlNashef et al., 2002). Для апротонных RTIL дальнейший перенос электрона отсутствует из-за присутствия супероксида.Напротив, для протонных RTIL супероксид является сильным нуклеофилом, который может далее реагировать с протонами в RTIL с образованием пергидроксирадикала (HO2·) (уравнение 8). Затем пергидроксирадикал также может реагировать с супероксидом с образованием пероксида (HO2-) (уравнения 9, 10) и, наконец, завершать процесс восстановления (уравнение 11).

O2+e−→O2⋅− (7) O2⋅−+H+→HO2⋅ (8) HO2⋅+O2⋅−→HO2−+O2 (9) HO2⋅+e−→HO2− (10) HO2−+H+→h3O2 (11)

Что касается того, может ли перекись водорода далее разлагаться на H ₂ O, Zeller (2011) указывает, что это определяется используемым электродом.По данным Кар и соавт. (2014) о реакциях восстановления кислорода и осаждения кислорода в RTIL, в реакциях, как упоминалось выше, пути оказались обратимыми и относительно стабильными пероксидными продуктами. Тем не менее, все еще существуют некоторые связанные реакции диспропорционирования. Перекись водорода требует меньше энергии активации для производства кислорода, что делает ее эффективной поддержкой для восстановления кислорода и реакций выделения кислорода в RTIL.

Разработка RTIL в воздушно-цинковой батарее по-прежнему сталкивается с огромными трудностями.С одной стороны, высокая стоимость RTIL затрудняет их использование в больших масштабах. С другой стороны, механизм двухэлектронной реакции RTIL снижает плотность энергии батареи в сочетании с ее высокой вязкостью и низкой проводимостью, что означает, что воздушно-цинковая батарея может работать только при низком токе. Liu et al. (2017) исследовали воздушно-цинковую батарею, способную заряжаться и разряжаться при 550°C в течение 100 циклов с кулоновской эффективностью 96.9%. Когда Ингейл и соавт. (2017) применили ионную жидкость трифторметансульфонат диэтилметиламмония (DEATfO) к воздушно-цинковой батарее, они обнаружили, что, хотя образование дендритов цинка не происходило, слабое поверхностное натяжение DEATfO приводило к неудовлетворительной плотности энергии (Pozo-Gonzalo et al., 2014). Кроме того, Ghazvini et al. (2018) указали на положительное влияние добавления воды на ионное взаимодействие при использовании электролита RTIL в Zn-воздушных батареях. Вышеупомянутая работа представляет собой хорошую стратегию для улучшения характеристик Zn-воздушной батареи с RTIL в качестве электролита.

Кроме того, следует изучить применение большего количества типов RTIL в воздушно-цинковых батареях, включая положительное влияние добавок в RTIL. Также необходимо разработать специальные бифункциональные катализаторы для снижения энергетического барьера реакции восстановления кислорода и реакции выделения кислорода. Хотя электролит RTIL нуждается в дальнейшем изучении с точки зрения свойств интерфейса, механизма электрохимической реакции кислорода и пути миграции активных веществ, различные свидетельства указывают на то, что RTIL являются многообещающими электролитами для Zn-воздушных батарей.

Квазитвердый гибкий электролит

В связи с растущим спросом на гибкие носимые электронные устройства исследования гибких аккумуляторов, особенно квазитвердых электролитов, выдвинули более высокие требования. По сравнению с другими металло-воздушными батареями, Zn-воздушные батареи с высокой объемной плотностью энергии имеют характеристики низкой стоимости и высокой безопасности. Напротив, цинк в качестве электрода обладает более высокими механическими свойствами и производительностью в гибких батареях. Например, Zn–MnO ₂ аккумуляторы с полимерными электролитами производились серийно по технологии печати (MacKenzie and Ho, 2015).Поэтому необходимо проводить научные исследования структуры и характеристик гибкой воздушно-цинковой батареи, а производство батареи этого типа и соответствующего квазитвердого электролита необходимо постоянно оптимизировать.

Квазитвердый гибкий электролит обычно готовят из щелочного водного раствора и полимеров, таких как поливиниловый спирт (ПВС) (Fan et al., 2019), полиакриловая кислота (PAA) (Wu et al., 2006; Zhu et al., 2018), желатин (Park et al., 2015) и родственный привитой сополимер (Yu et al., 2017), которые необходимы для обеспечения стабильной конфигурации, разделения катода и анода и квалифицированной ионной проводимости. В процессе приготовления большинство квазитвердых гибких электролитов могут образовывать сшитую сеть с большим количеством гидрофильных функциональных групп (таких как гидроксильные группы), что обеспечивает более высокое удержание воды и ионную проводимость в квазитвердых гибких электролитах. В первичном воздушно-цинковом элементе щелочной гелеобразный электролит может эффективно уменьшить утечку и улетучивание электролита и применяется (Hilder et al., 2009). Однако для перезаряжаемых гибких Zn-воздушных батарей из-за цинкового электрода в квазитвердом гибком электролите они могут нести только небольшое количество Zn(OH)42-. Блокируется процесс восстановления ZnO до Zn(OH)42- (Xu et al., 2015). Поэтому реализовать перезаряжаемые Zn-воздушные батареи для работы при большом токе — большая проблема.

Воздушно-цинковая батарея с гибкой плотностью мощности и рабочим циклом получила высокую оценку. Однако в бифункциональном катализаторе электрохимических кислородных реакций есть несколько важных аспектов, ионная проводимость квазитвердого гибкого электролита и характеристики интерфейса электролит-электрод.Ионная проводимость электролита зависит главным образом от типа полимера и добавок к электролиту. Фан и др. (2019) подготовили пористый электролит PVA + SiO ₂ с высокой ионной проводимостью 57,3 мСм см ^-1 и отличными циклическими характеристиками и удельной мощностью. Ли и др. (2019) изготовили полимерный диэлектрик ТЭАОН-ПВС, который по-прежнему имел ионную проводимость 30 мСм см ^-1 через 2 недели, показывая отличные эксплуатационные характеристики и срок службы. Нетрудно обнаружить, что один полимер вряд ли может стать гибким электролитом квазитвердого состояния с отличными характеристиками.Однако небольшое количество добавок позволяет значительно улучшить характеристики электролитов, что также является процессом функционализации полимера. Это в основном связано с тем, что добавка оптимизирует структуру сшитой сетки полимерного электролита, увеличивает количество гидрофильных функциональных групп (таких как гидроксильные группы) и дополнительно улучшает водоудерживающую способность электролита, что оказывает большое влияние на ионную активность. проводимость. Более того, в дополнение к ионной проводимости и водоудерживающей способности квазитвердого гибкого электролита, следует также уделять больше внимания скорости переноса OH ⁻ и Zn(OH)42-, которой уделялось недостаточно внимания в настоящее время.Процесс их передачи также оказывает сильное влияние на плотность энергии и другие характеристики гибких воздушно-цинковых батарей.

Существует проблема улучшения характеристик интерфейса электролит-электрод (особенно интерфейса электрода электролит-воздух) в гибкой батарее Zn-воздух. Смачиваемость квазитвердого гибкого электролита снижена, что значительно затрудняет выполнение катализатором своей функции, чем в щелочном электролите водной системы.При сборке батареи Сюй и др. (2019) прессовали батарею в течение 3 минут под давлением 3 МПа через таблеточный пресс, чтобы сделать слоистую структуру более полной, а гибкая Zn-воздушная батарея могла стабилизировать циркуляцию в течение 35 часов. По-прежнему необходимы дополнительные исследования для улучшения интерфейса электролит-электрод, подготовки электролита и метода упаковки батареи.

Гибкая воздушно-цинковая батарея также предъявляет более высокие требования к характеристикам изгиба, растяжения и сжатия цинкового электрода, воздушного электрода и электролита в батарее.Гибкая воздушно-цинковая батарея обычно делится на одномерную структуру (линейный тип) и двухмерную структуру (в форме сэндвича). Ма и др. (2019) подготовили гидрогелевый электролит с двойной сетью (полиакрилатный гидрогель, сшитый цепочками целлюлозы и N,N-метилен-бисакриламидными якорями) и оптимизировали структуру цинкового и воздушного электродов для сборки Zn-воздушной батареи с превосходными свойствами при растяжении. Пан и др. (2019) сконструировали губчатую сжимаемую Zn-воздушную батарею, которая показала хорошие результаты после деформации сжатия 60% или 500 циклов повторных испытаний на сжатие.Ли и др. (2018) подготовили одномерную вязальную воздушно-цинковую батарею диаметром всего 1,03 мм по пути, которая имела отличные характеристики гибкости и заряда и разряда.

В Таблице 2 перечислены другие сравниваемые характеристики, чтобы обеспечить более значимые пути разработки квазитвердых гибких электролитов для Zn-воздушных батарей. Однако получить компетентную оценку сложно из-за разной конструкции батареи, катализатора и электролита, используемых в записанных работах. Следовательно, необходимо установить единый стандарт оценки гибкой Zn-воздушной батареи, чтобы лучше оценивать характеристики соответствующего электролита.Кроме того, состав электролита в гибкой Zn-воздушной батарее в основном находится в режиме «полимер + раствор KOH», что приводит к преимуществам и недостаткам упомянутого выше водного электролита, воздействующего на квазитвердый электролит. В то же время, сочетание RTIL с полимером может придать новый импульс безопасности и стабильности Zn-воздушных батарей, но его практическая осуществимость должна быть подтверждена в ближайшем будущем.

Таблица 2 .Резюме недавно опубликованной квазитвердой гибкой добавки к электролиту для воздушно-цинковых батарей.

Резюме

Учитывая потребность в мощных, долговечных и универсальных перезаряжаемых воздушно-цинковых батареях, разработка электролитов отвечает возможностям и вызовам. Электролит, как важная часть воздушно-цинковой батареи, оказывает сильное влияние на эффективность циркуляции, удельную мощность и производительность. До сих пор щелочные электролиты являются основным направлением из-за их превосходной ионной проводимости и межфазных свойств.Однако щелочные электролиты чувствительны к воздействию содержания углекислого газа и относительной влажности внешней среды. С одной стороны, следует изучить подходящий тип и пропорцию добавок для улучшения свойств щелочного электролита. С другой стороны, RTIL как электролит для Zn-воздушных аккумуляторов имеют высокий порог старения, а его защита и безопасность для цинковых электродов очевидны. Кроме того, исследования квазитвердого гибкого электролита в большей степени способствуют созданию портативных и гибких Zn-воздушных батарей, в которых необходимо устранить недостатки в характеристиках интерфейса и ионной проводимости.Поиск подходящих RTIL и полимеров имеет смысл для улучшения характеристик электролита.

Кроме того, мы считаем, что три упомянутых выше электролита могут быть объединены с различными характеристиками. Подходящие добавки к электролиту также могут способствовать применению RTIL и квазитвердых электролитов в воздушно-цинковых батареях, а комбинация RTIL и полимеров также может улучшить характеристики электролитов. Исследованиям электролитов следует уделить больше внимания, чтобы Zn-воздушные батареи соответствовали требованиям к накопителям энергии нового поколения.

Вклад авторов

Все перечисленные авторы внесли существенный, непосредственный и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее для публикации.

Финансирование

Эта работа выполнена при финансовой поддержке Фонда естественных наук Китая (U1832136, 21303038), Национальной программы обучения студентов инновациям и предпринимательству (201

9010) и Фонда естественных наук провинции Аньхой (1808085QE140).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Каталожные номера

АльНашеф, И.М., Леонард, М.Л., Мэтьюз, М.А., и Вайднер, Дж.В. (2002). Электрохимия супероксидов в ионной жидкости. Индивидуальный инж. хим. Рез. 41, 4475–4478. дои: 10.1021/ie010787h