После зарядки аккумулятора плотность электролита не повышается: как правильно повысить и какая должна быть после зарядки

Содержание

Какая должна быть плотность в аккумуляторе?

Для нормальной работы АКБ плотность электролита должна лежать в пределах 1,23-1,4 г/куб. см, так как именно при такой плотности раствор имеет максимальную электропроводность. Однако плотность концентрированной серной кислоты составляет 1,83 г/куб.

Какая должна быть плотность в аккумуляторе 60 ампер?

Как проверить плотность аккумулятора

Процент заряженности Плотность электролита г/см³ (**) Напряжение аккумулятора В (***)
100% 1,28 12,7
80% 1,245 12,5
60% 1,21 12,3
40% 1,175 12,1

Сколько должна быть плотность в новом аккумуляторе?

Плотность полностью заряженной батареи составляет 1.27- 1.28 г/см3, напряжение — 12.5 В. О степени разряженности батареи судят по плотности электролита. Чем ниже плотность электролита, тем сильнее батарея разряжена.

Что делать при низкой плотности электролита?

Чтобы повысить плотность электролита в АКБ можно воспользоваться одним из представленных способов:

  1. Полностью заменить электролит на новую жидкость с нормальной концентрацией 1 г/куб. см;
  2. Залейте кислоту аккумулятора в электролит;
  3. Доведите имеющийся раствор до нужной концентрации.

Как правильно поднять плотность в аккумуляторе?

Как повысить плотность

Осмотрите аккумулятор: на нем не должно быть дефектов и повреждений, особое внимание уделите токовыводам. Если уровень в норме (от 1,18) долейте электролит с нормальной плотностью до 1,25. Выполняйте долив в каждой банке, используя клизму-грушу.

Какая должна быть плотность аккумулятора летом?

Для того, чтобы плотность выровнялась по банкам АКБ и вышла у Вас к номинальной 1,27- 1,28 г/см3. С такой плотностью электролита можно ездить и летом и зимой, так скажем всесезонный аккумулятор.

Как узнать что аккумулятор полностью заряжен?

Базовый принцип: установите вольтметр на клеммы аккумулятора с зарядкой. Если в течении часа напряжение не увеличивается при токе заряда, который не изменяется, значит АКБ заряжен на 100%.

Когда нужно доливать дистиллированную воду в аккумулятор до зарядки или после?

Воду нужно доливать во время заряда батареи, либо в только что заряженный аккумулятор, как и рекомендуют производители, которые делают в своих батареях отверстия для долива. Уровень электролита достаточен, если он выше верха пластин на 1 см. Очень опасны «сухие» пластины, края которых выше уровня электролита.

Как изменяется плотность электролита при разряде аккумулятора?

По мере разряда аккумулятора плотность электролита снижается от 1,28 г/см3 до 1,09 г/см3, что приводит к снижению его электропроводности почти в 2,5 раза.

Почему при зарядке аккумулятора не повышается плотность?

Если аккумулятор заряжен, то плотность уже не поднимется. Лишний перезаряд батареи, только разрушает её пластины. А вот если батарея разряжена, тогда да, плотность электролита повышается и увеличивается ЭДС аккумулятора, если только он не «умерший» окончательно.

Как правильно измерить плотность аккумулятора в домашних условиях?

Измерение ареометром производят при температуре электролита +20 … +30°C. Если температура иная, то необходимо применять корректировочные поправки к показанию ареометра. Пользование ареометром настолько простое, что даже можно проверить плотность электролита в домашних условиях.

Можно ли продлить жизнь АКБ?

Диагностика – неотъемлемая часть обслуживания АКБ

Практика показывает, что если водитель регулярно следит за состоянием своего аккумулятора, контролирует его технические параметры и принимает соответствующие меры по восстановлению показателей батареи до нормы, то АКБ служит значительно более продолжительный срок, чем общепринятые 3 года.

Одним из важнейших этапов обслуживания аккумулятора является его диагностика. Этапы диагностики, позволяющие сделать выводы о текущем состоянии батареи и прогнозировать ее работоспособность в будущем, отображены в табл. 1.

Измерение плотности электролита

Плотность электролита непосредственно связана с уровнем заряда аккумулятора, а также с температурой окружающей среды. Зависимость плотности электролита от заряда АКБ отражена в табл. 2.

В процессе разряда аккумулятора активная масса как положительного, так и отрицательного электродов превращается в сульфат свинца, а плотность электролита снижается вплоть до 1,1…1,14 г/см

3. За счет осаждения сульфата SO4 на пластинах аккумулятор вырабатывает ток, при этом снижается концентрация электролита и повышается внутреннее сопротивление АКБ.

Если допустить полный разряд батареи, то активная масса превратится в сульфат свинца, который в течение короткого времени кристаллизуется и потеряет способность участвовать в электрохимических реакциях, а АКБ выйдет окончательно из строя. Подобное явление называется сульфатацией, и для его предотвращения необходимо не допускать длительного пребывания АКБ в состоянии разрядки, а оперативно ее заряжать, когда плотность электролита опускается ниже 1,22 г/см

3.

 

Плотность измеряют ареометром, но также пользуются и рефрактометром. Уникальный электронный рефрактометр DH-10C массой всего 235 г был разработан японской компанией Atago. Прибор DH-10C прост и безопасен в эксплуатации: пробоотборная трубка опускается в банку аккумулятора, а встроенная «груша» обеспечивает забор образца электролита. При нажатии клавиши Start происходит определение параметров взятого образца, причем в приборе действует функция автоматической температурной коррекции в диапазоне от –10°С до +50°С. Затем на дисплее отражается значение плотности электролита.

Учитывая, что в качественном аккумуляторе разница между показателями плотности, полученными при замерах во всех банках АКБ, не должна превышать 0,03 г/см

3, точные и быстрые измерения, производимые DH-10C, могут существенно продлить жизнь батареи автомобиля.

Если корректировка по температуре в ареометре отсутствует, то можно воспользоваться данными, представленными в табл. 3.

Электронные тестеры – критерии выбора

Плотность электролита, как известно, можно замерить только в АКБ открытого типа, а сегодня все более популярными становятся необслуживаемые аккумуляторы. Их диагностика затруднена: нельзя замерить плотность электролита или проанализировать изменение его цвета. Для диагностики необслуживаемых АКБ различных типов больше подходят электронные тестеры.

К наиболее качественным и распространенным на нашем рынке относятся тестеры компании Argus Analyzers, а именно модели АА350, АА400 и АА500P. Кроме того, широко используются тестеры мод. BAT 121 компании Robert Bosch и приборы американской компании Midtronics, например тестер CTS-655P inSPECT 65. Тестеры Midtronics с различными характеристиками – одни из наиболее часто встречаемых среди импортных приборов на полках европейских автомагазинов.

Тестеры аккумуляторов используются для диагностических исследований, перечисленных в п. 2, 3, 4 и 6 табл. 1, и основные отличия моделей заключаются в их функциональности, в возможности выполнения дополнительных тестов, не указанных в табл. 1. Конечно, практически все виды исследований можно с высокой точностью выполнять с помощью автомобильного осциллографа, но электронный тестер производит измерения гораздо оперативнее, им пользоваться легче и удобней.

Выбирая модель тестера для диагностики АКБ, следует не только определиться со своими финансовыми возможностями, но и решить, какие аккумуляторы нужно будет тестировать: 6-, 12- или 24-вольтовые. И также следует решить, какие виды тестов необходимо будет проводить и сможет ли прибор выполнять какие-либо дополнительные тесты, которые могут оказаться полезными.

Следует оценить, насколько удобно устроен прибор, имеются ли цветные диоды, информативный ли дисплей, имеется ли возможность получения дополнительной графической или текстовой информации. В случае необходимости распечатки результатов тестирования следует проверить, имеется ли в приборе встроенный принтер, а также есть ли возможность подключения к внешнему принтеру. Также нелишним будет узнать, есть ли возможность подключения прибора к компьютеру, например, для сохранения результатов тестирования.

Безусловно, важно, чтобы прибор сопровождала инструкция на русском языке, в которой была бы отражена информация о критериях оценки состояния аккумулятора и указывалось, при каких условиях результаты тестирования могут иметь существенные погрешности. Необходимо определиться и с возможностью ремонта тестера, ведь в сложном электронном приборе что-либо самостоятельно ремонтировать запрещают инструкции.

 

Электронные тестеры необходимо подключать непосредственно к клеммам аккумулятора, а не к проводам бортовой сети. Определяя состояние АКБ, необходимо помнить, что измерения могут не соответствовать реальным параметрам батареи в некоторых случаях, например при тестировании новых АКБ, находившихся на хранении, или же сухозаряженных батарей, если их тестирование происходит непосредственно после заливки электролита. Неверными будут и результаты тестов, выполненных сразу после зарядки АКБ зарядным устройством, поскольку в этом случае напряжение в химически возбужденной батарее превышает его нормальное рабочее напряжение. Ошибочные параметры выдаст и аккумулятор, расходовавший ток на предельных возможностях, ̶ даже недостаточно качественный аккумулятор активизируется за счет протекающих химических процессов, и его рабочие показатели будут завышены. Лучше, когда тестирование происходит не менее чем через час после завершения зарядки или же после высокого энергопотребления.

Проверка аккумулятора при работающем двигателе

При подключении контактов мультиметра, переведенного в режим вольтметра, на дисплее прибора должно отражаться напряжение 13,5…14 В. Если же напряжение менее 13,4 В и даже ниже 13 В, то это значит, что АКБ полностью не заряжается. Если после отключения всех потребителей – магнитолы, освещения, кондиционера и т.д. – напряжение не поднимается до нормы, это означает, что имеются проблемы с работой генератора.

При включении всех потребителей на работающем автомобиле напряжение на батарее машины не должно падать ниже 12,8…13 В, потому что при снижении напряжения до 13 В и менее аккумулятор будет постоянно разряжаться, и генератор не обеспечит должной зарядки.

Измерение напряжения холостого хода батареи

Многие водители напряжение холостого хода или величину ЭДС (электродвижущей силы), являющих собой разность потенциалов между клеммами АКБ при разомкнутой цепи, путают с рабочим напряжением. Но рабочее напряжение – это напряжение, которое обеспечивает заряженный годный аккумулятор при номинальной нагрузке.

А для измерения напряжения холостого хода требуется отключение всех потребителей, и даже ключ из замка зажигания необходимо удалить. На основании замеров холостого хода батареи можно определить степень заряда АКБ.

Надо заметить, что за счет особенностей конструкции некоторых АКБ показатели напряжения в них могут отличаться до 10% от указанных в табл. 4.

Если температура батареи ниже +20°С или выше +30°С, то следует скорректировать полученные цифры напряжения холостого хода батареи.

Степень заряженности батареи информирует только о возможности накапливания энергии в данном аккумуляторе, но в то же время остается неясным, насколько емкость исследуемого аккумулятора отличается от его первоначальной емкости. Оценка АКБ только на основании степени его заряда не является исчерпывающей, но измерение ЭДС позволит быстро обнаружить крупную неисправность АКБ, например замыкание пластин или обрыв соединения между банками.

Определение утечки тока аккумулятора

Утечки тока – это значение потока, теряемого аккумулятором во время стоянки автомобиля. Многие водители считают, что если все потребители в автомобиле отключены, то аккумулятор не разряжается. Это было бы действительно так, если бы в машине не действовали электронные системы управления, различные охранные устройства и аудиоцентры.

Определиться с допустимым значением утечки токов непросто. Для карбюраторных автомобилей, в которых отсутствовали какие-либо электронные системы, инженеры компаний Audi/VW считали допустимым утечки тока от 1 до 3 мА. Но затем автомобили стали комплектовать магнитолами, сохраняющими в памяти настройки, и потребление тока покоя увеличилось. Сегодня же число потребителей в автомобиле растет – блок памяти системы управления, штатный иммобилайзер, дополнительная система сигнализации и т.д. Поэтому расход тока многократно возрастает и оценивается примерно в 50 мА.

Если аккумулятор быстро разряжается, что особенно заметно при долгой стоянке, следует выяснить, куда ток уходит. Для этого необходимо запастись амперметром с диапазоном измерений от 0–5 мА до 0–10 А и установить на амперметре наибольший диапазон, например 0–10 А, и затем включить амперметр в схему, указанную на рисунке.

При этом надо отключить всех потребителей, например дежурное освещение салона, автоматически включаемое при открытии дверей. Для первого измерения следует отключить также и охранную сигнализацию. Затем нужно переключать амперметр на более низкие диапазоны измерения до тех пор, пока на дисплее не появится значение, соответствующее диапазону измерений.

Для определения потребителя, создающего утечку тока, надо последовательно, по одному, отключать приборы, вынимая из их цепи предохранитель. Если при удалении сопротивления показания амперметра меняются, то, значит, утечка тока найдена. В противном случае следует продолжать проверку, исследуя цепи, не оснащенные предохранителями. После выявления утечек следует рассоединить схему и закрепить провод массы на АКБ.

Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой

Использование нагрузочной вилки моделирует работу аккумуляторной батареи. В конструкцию прибора входят вольтметр, цифровой либо стрелочный, а также одно, два или целый набор нагрузочных сопротивлений, имитирующих при замерах действующих в автомобиле потребителей электроэнергии. Нагрузочная вилка качественно показывает общую работоспособность аккумулятора. Для получения достоверных данных о состоянии АКБ следует аккумулятор проверять полностью заряженным.

После 5-секундного нагружения аккумулятора с помощью нагрузочной вилки снимаем показания напряжения аккумулятора и определяем степень заряженности (табл. 5).

Пусковой ток

Что мы видим на этикетке аккумулятора? Там, как правило, указываются его номинальная емкость и пусковой ток. Это важнейшие, хотя и не все показатели, характеризующие эксплуатационные качества АКБ.

Величина емкости означает, что в течение цикла разряда исправный, заряженный на 100% аккумулятор должен равномерно отдавать электрический заряд силой п = En / 20 [A], где En – номинальная емкость, а 20 часов – стандартный цикл разряда. По окончании 20-часового цикла на клеммах аккумулятора замер должен показать напряжение не менее чем 10,8 В.

Кроме номинальной емкости, к характеристикам АКБ относится и резервная емкость, которая показывает, в течение какого времени сможет работать аккумулятор с током разряда в 25 А без подзарядки от генератора. Резервную емкость также иногда наносят на этикетку, и она указывается в минутах.

Что касается пускового тока, то тут указываются значение тока и стандарт, по методике которого этот ток был измерен.

Сила тока CCA (Cold Cranking Amps) измеряется также фактически в амперах, но надо иметь в виду, что ССА – это ток, поступающий от АКБ на стартер для пуска холодного двигателя. Единицы измерения такого тока еще называют «амперами холодного пуска двигателя».

Наиболее простым способом измерения пускового тока сегодня является использование токоизмерительных цифровых клещей. Сегодня торговая сеть предлагает такие клещи в большом ассортименте, разнообразного вида и мощности.

Производители некоторых тестеров, предназначенных для экспресс-тестирования аккумуляторов, заявляют о том, что функции их изделий позволяют определять ток холодной прокрутки путем измерения внутреннего сопротивления АКБ и математического преобразования измеренного значения в параметры степени заряженности и величины тока холодной прокрутки.

Однако специалисты утверждают, что задача измерения истинного пускового тока достаточно сложна и требует применения специализированного оборудования в лабораторных условиях. Именно в современных лабораториях производители аккумуляторов определяют пусковой ток, «выдаваемый» АКБ при температуре электролита –18°С и 2-ступенчатом разряде. А любые тесты, выполненные в иных условиях и по другим методикам, могут предоставить лишь приблизительные показатели пускового тока, как правило, достаточно далекие от реальных, указанных производителем на этикетке АКБ.

Из материалов статьи следует, что батарея автомобиля – сложное техническое изделие, за состоянием которого необходимо тщательно следить и своевременно производить необходимое обслуживание. Быстро и качественно проводить диагностику и при этом получать содержательную информацию об остаточном ресурсе АКБ помогают созданные сегодня специальные приборы-тестеры. Используя их по назначению и применяя полученные в ходе тестирования данные, можно не только добиться безукоризненной работы АКБ, но и прибавить к обычному сроку службы в 2…3 года как минимум еще такой же срок.

 

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе?

Диагностика и ремонт10 октября 2020

В автомобильные свинцовые батареи залит водный раствор серной кислоты, удельный вес которого определяет степень заряда. В процессе эксплуатации параметр падает, что приводит к снижению емкости и проблемам с пуском двигателя при отрицательной температуре. Владелец автомобиля может поднять плотность электролита в аккумуляторе, но при деградации активной массы с образованием шлама восстановить исходную емкость батареи не получится.

Причины падения плотности электролита

Снижение удельного веса рабочей жидкости в кислотных АКБ происходит в случаях:

  1. Естественного разряда батареи (например при многократных попытках пуска силового агрегата с неисправными системами зажигания и подачи топлива). На части аккумуляторов предусмотрено смотровое окно с цветным поплавком, позволяющим определить степень зарядки по плотности. Следует учесть, что глазок обеспечивает замер только в 1 банке и не дает полноценной картины состояния источника постоянного тока.
  2. Доливки в ячейки батареи дистиллированной воды без проведения контрольных замеров удельного веса. В процессе эксплуатации часть электролита выкипает, владельцы восполняют недостаток добавлением воды в банки. В результате плотность раствора падает ниже допустимого порога, емкости аккумулятора не хватает для работы светотехнического оборудования или стартера под нагрузкой.
  3. Выкипания части электролита из-за перезаряда (например при поломке регулятора напряжения на генераторе) либо длительной эксплуатации батареи при повышенной температуре воздуха.

Чем опасна низкая плотность?

Падение концентрации серной кислоты приводит к уменьшению емкости с одновременным ростом внутреннего сопротивления пластин батареи. В результате аккумулятор не в состоянии подавать требуемый пусковой ток. Дополнительной проблемой является повышение температуры замерзания электролита.

Формирующиеся кристаллы льда разрушают элементы конструкции и пластиковый корпус. Высыпающаяся из решеток активная масса замыкает пластины, что приводит к ускоренному саморазряду и окончательному выходу батареи из строя.

Как повысить плотность электролита в АКБ?

Владелец автомобиля может восстановить плотность несколькими способами:

  • заливкой в банки электролита с повышенной концентрацией серной кислоты, позволяющей компенсировать падение удельного веса;
  • зарядить аккумулятор с помощью внешнего блока питания;
  • произвести замену электролита с промывкой банок дистиллированной водой.

Восстановление возможно при наличии винтовых пробок в крышке источника питания. Многие производители (например Varta или Bosch) выпускают изделия необслуживаемого типа с запаянными банками. Для доступа потребуется частично разобрать крышку и просверлить отверстия, которые затем заклеивают или запаивают пластиком. При разведении электролита следует учесть, что не допускается введение дистиллированной воды в кислоту. Работы по обслуживанию АКБ рекомендуется выполнять в перчатках и защитных очках в хорошо проветриваемом помещении.

Корректирующий электролит

Алгоритм действий:

  1. Отключить аккумулятор от бортовой сети автомобиля и занести в помещение, дождаться прогрева корпуса до температуры +20…+25°С. Протереть корпус от пыли и следов электролита тряпкой, смоченной в растворе нашатырного спирта.
  2. Отвернуть вентиляционные пробки (при наличии) и подсоединить клеммы зарядного устройства.
  3. Выставить ток зарядки на уровне 10% от емкости батареи или перевести регулятор в положение автоматической работы и произвести восстановление ресурса на протяжении 8-10 часов. Процесс проводят в проветриваемом помещении, поскольку электролит выделяет пары кислоты и взрывоопасный водород.
  4. После окончания зарядки и прекращения выделения газов («кипения» электролита) провести замер ареометром. Допустимая плотность находится в диапазоне от 1,24 до 1,27 г/см³, отклонение между ячейками не должно быть больше 0,01 г/см³. Если разница превышает допустимый порог или удельный вес ниже минимального уровня, то необходимо ввести свежий электролит. Следует учитывать, что корректирующее вещество нельзя использовать при повышенном удельном весе рабочей жидкости в батарее.
  5. Откачать часть жидкости медицинским шприцем или резиновой грушей с удлинительной трубкой.
  6. Залить корректирующий раствор плотностью 1,33 г/см³ до нормального уровня (жидкость должна перекрывать верхние кромки пластин на 15-20 мм).
  7. Провести зарядку батареи на протяжении 30-40 минут в автоматическом режиме.
  8. Выдержать аккумулятор 2 часа для смешивания фракций, стабилизации температуры и удаления пузырей газа из жидкости.
  9. Повторно проверить плотность, при недостаточном параметре провести процедуру повторно. Для снижения удельного веса следует слить часть электролита и ввести дистиллированную воду. Если выровнять плотность в ячейках не удается, то необходимо провести стабилизирующую зарядку (сила тока в цепи в 2-3 раза ниже номинального значения).
  10. Закрыть пробки и подключить аккумулятор к бортовой сети машины.

Выравнивание с помощью зарядки

Методика снижения плотности зарядкой подразумевает подачу тока силой 1-2 А на клеммы заряженной батареи. В результате кипения из электролита постепенно уходит дистиллированная вода, плотность повышается до нормативного значения.

Процедура занимает до 24 часов, владельцу необходимо периодически проверять удельный вес ареометром. В случае чрезмерного роста показателя необходимо разбавить электролит дистиллированной водой.

Полная замена

Последовательность действий при обслуживании:

  1. Снять батарею и очистить корпус от грязи ветошью и нашатырным спиртом, а затем открыть пробки. Если аккумулятор оснащен монолитной крышкой, то потребуется просверлить отверстия диаметром 2-3 мм. При выполнении работы важно не повредить свинцовые пластины. Не допускается сверление боковых крышек или дна корпуса, поскольку герметично заделать каналы невозможно.
  2. Откачать электролит из банок подручными средствами (например медицинским шприцем или корпусом ареометра с вынутым поплавком). Слитую жидкость собрать в отдельную емкость и утилизировать. Не допускается переворачивание корпуса, поскольку скопившийся шлам попадает в зазоры между пластинами и вызывает короткие замыкания.
  3. После обнажения верхних кромок пластин наклонить корпус вбок на 45° и откачать остатки жидкости. Поскольку между электродами и в нижней части банок остается реагент, то следует заполнить ячейки дистиллированной водой для промывки. Для улучшения проникновения рекомендуется покачивать корпус в разных направлениях с наклоном до 45°. Промывку следует повторить 2-3 раза. Полностью удалить старый электролит невозможно (например, жидкость остается в решетках пластин).
  4. Вставить в отверстие воронку и залить свежий электролит с требуемой плотностью до нормативного уровня. В батареи с монолитной крышкой жидкость можно заправить резиновой грушей.
  5. Закрыть пробки или заклеить отверстия, а затем выдержать аккумулятор в течение 5-6 часов. Подавать ток силой 0,1 А на протяжении суток, избегая кипения электролита, а затем увеличить показатель до 10% от номинальной емкости АКБ и довести напряжение на клеммах до 14,5-14,7 В.

Профилактические меры и советы по эксплуатации АКБ

В процессе эксплуатации автомобильной батареи необходимо удалять загрязнения с поверхности корпуса. Оседающие пары электролита формируют дорожки между полюсами, что приводит к ускоренной разрядке. На машинах старого образца не предусмотрена система электронного контроля зарядки, поэтому необходимо периодически проверять напряжение в бортовой сети. В случае использования цифровой шины CAN или LIN блок управления автоматически поддерживает АКБ в заряженном состоянии.

Если автомобиль эксплуатируется в регионах с минимальными температурами ниже -50°С, то плотность электролита необходимо довести до 1,29 г/см³ (при полной зарядке). Дополнительная серная кислота позволяет снизить точку кристаллизации раствора. Если машина эксплуатируется зимой редко или водитель совершает частые поездки на короткие расстояния, то следует периодически заряжать батарею от внешнего устройства.

Условия эксплуатации автоаккумуляторов

1. Указание мер безопасности.

1.1. Заряд батареи производите в помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией.
1.2. Во время заряда и обслуживания аккумуляторных батарей запрещается курить и пользоваться открытым пламенем.
1.3. Для приготовления электролита применяйте стойкую к действию серной кислоты посуду (керамическую, эбонитовую, освинцованную), в которую заливайте сначала воду, а затем при непрерывном помешивании серную кислоту. Вливать воду в концентрированную серную кислоту запрещается во избежание несчастного случая.
1.4. При приготовлении электролита и заливке батарей надевайте очки, резиновые перчатки, резиновые сапоги, фартук или костюм из кислотостойкого материала.
1.5. При случайном попадании брызг серной кислоты на кожу немедленно, до оказания медицинской помощи, осторожно снимите кислоту ватой, промойте пораженные места обильной струей воды и затем 5% раствором кальцинированной соды или аммиака.
1.6. При работе с металлическим инструментом не допускайте коротких замыканий одновременным прикосновением к разнополярным выводам аккумулятора.


2. Приведение в рабочее состояние сухозаряженных аккумуляторов.

2.1. Снять блок пробок.
2.2. Залить батарею электролитом.
2.3. Залить каждый элемент до требуемого уровня электролитом (метки уровня указаны на тыльной стороне АКБ), имеющим плотность при температуре 25 С: (1,28+-0,01) г/см3 для батарей «нормального исполнения», (1,23+-0,01) г/см3 для батарей «тропического исполнения».
2.4. Электролит для заливки батарей готовьте из серной кислоты (ГОСТ667-73 сорт высший или первый) и дистиллированной воды (ГОСТ 6709-72). Плотность электролита измеряйте ареометром аккумуляторным ГОСТ 18481-81.
2.5. Температура электролита должна быть не выше 30 С. Не рекомендуется заливать батареи электролитом ниже 15 С.
Примечание: при повышении температуры на 1 С, плотность электролита уменьшается на 0,0007 г/куб.см, а при понижении температуры плотность увеличивается. Исходной считается температура 25 С.
Операции приведения в рабочее состояние должны производиться при температуре 25 +/- 10 С.
После заливки электролита через 20 минут проверить напряжение батареи без нагрузки. Если напряжение не менее 12.5 вольт, АКБ готова к работе. Если напряжение менее 12.5 вольт, но более 10.5 вольт АКБ необходимо подзарядить до напряжения, указанного изготовителем. При напряжении менее 10,5 вольт аккумулятор бракуется.


3. Заряд батареи.

3.1. Присоединить батарею к источнику постоянного тока, соединяя положительный полюсной вывод с положительным зажимом источника и аналогично, отрицательный полюсной вывод с отрицательным зажимом источника тока.
3.2. Заряжать током равным 10 % номинальной емкости батареи (5,5 А для 6СТ55, 6,6 А для 6СТ66 и т.д.).
3.3. Время зарядки ориентировочно до начала газовыделения. Плотность электролита после зарядки должна быть 1.27+/-0,01 г/куб.см, напряжение на клеммах не ниже 12,6 вольт.


4. Приведение в рабочее состояние залитых батарей.

Измерить плотность и напряжение, которые должны быть не ниже 1,27 г/куб. см и 12,6 вольт соответственно.
Если напряжение и плотность не соответствуют указанным в п. 3.3., АКБ необходимо зарядить до плотности 1.27 г/куб.см.
4.1. Снять блок пробок.
4.2. Заряд АКБ производить согласно пункту 2.5.


5. Техническое обслуживание.

Не реже одного раза в две недели:
5.1. Проверяйте надежность крепления батареи в гнезде и плотность контакта наконечников проводов с выводами батареи, при необходимости снимите оксидную пленку с выводов.
5.2. Чистите батарею от пыли и грязи. Попавший на поверхность батареи электролит вытирайте ветошью, смоченной в растворе аммиака или кальцинированной соды (10%). Прочистите вентиляционные отверстия.
5.3. При падении уровня электролита ниже отметки min на корпусе батареи доводите его до нормы дистиллированной водой непосредственно перед запуском двигателя для быстрого перемешивания с электролитом.
5.4. В зимнее время, особенно при температуре воздуха ниже -30 С, а также в случаях ненадежного запуска двигателя, периодически проверяйте плотность электролита. Не оставляйте на морозе частично разряженную батарею. При эксплуатации батареи при температуре ниже 30 С, плотность электролита в ней должна быть 1.30 г/куб.см.
5.5. Периодически следите за тем, как происходит зарядка батареи во время работы двигателя автомобиля.

Примечание: Неисправности в реле-регуляторе двигателя автомобиля влияют на качество и работоспособность батареи. Если напряжение генератора будет чрезмерно, высоким может произойти перезаряд батареи. Признаками этого являются: преждевременное разрушение аккумуляторных пластин (электродов) и, как следствие, быстрое уменьшение фактической емкости батареи и сокращение срока ее службы. При перезарядке резко снижается уровень электролита. Недостаточное напряжение генератора, особенно при эксплуатации при низких температурах, может привести к недозарядке батареи и ухудшению ее стартерных свойств. Напряжение, поступающее от генератора двигателя на аккумуляторную батарею должно быть 13,8-14,4 В.

5.6. Доливать электролит в батарею разрешается только в случае, если произошло его выплескивание из АКБ.
5.7. Пуск стартера производить короткими включениями, но не более чем на 15 секунд. Езда при помощи стартера не допускается.
5.8. При перерывах в эксплуатации батареи свыше одного месяца производить подзарядку АКБ.
5.9. Батареи, временно снятые с машин хранить только в заряженном состоянии. Благоприятная температура хранения — от 0 С до — 10 С, но не ниже — 30 С.
5.10. Если батарея находится в периоде «бездействия» при положительных температурах необходимо заряжать ее раз в месяц, при отрицательных, только в случае, если падение плотности электролита более чем на 0,04 г/куб.см. В таком состоянии батареи могут находиться при положительных температурах не более 9 месяцев.

Как поднять плотность в аккумуляторе (почему электролит падает ниже нормы)

Контроль состояния электролита – важная сервисная операция, позволяющая содержать аккумулятор автомобиля в исправном состоянии. Периодические замеры плотности (удельного веса) позволяют выявить проблемы с батареей и принять предупредительные меры.

Почему падает плотность электролита в аккумуляторе

Плотность электролита определяется соотношением его составляющих:

  • серной кислоты;
  • воды.

При оптимальной концентрации H2SO4 плотность составляет 1,27 г/ см3 (при температуре +25 град.С). Если содержание кислоты повышается, растет и плотность. При понижении концентрации H2SO4 плотность, соответственно, уменьшается.

Во время разряда аккумулятора серная кислота участвует в электрохимических реакциях. Ее недостаток ведет к снижению основных характеристик АКБ – емкости и токоотдаче. Поэтому снижение плотности сигнализирует о том, что аккумулятор потенциально не надежен.

Это относится и к ситуации, когда концентрация кислоты уменьшена естественным для аккумулятора путем – если АКБ не заряжена полностью. При разряде батареи в результате электрохимических реакций из серной кислоты, свинца, диоксида свинца образуются вода и сульфат свинца. При заряде реакции текут в обратном порядке. Если бы все протекало строго симметрично, то сульфат и вода полностью превращались бы в свинец, его диоксид и H2SO4. В реальности такого равновесия достигнуть не получается. Например, в результате недозаряда происходят два нежелательных явления:

  1. Непрореагировавший сульфат свинца покрывает активную площадь пластин.
  2. Исходная концентрация кислоты в электролите не восстанавливается (плотность падает).

Статья в тему: Какая должна быть плотность в автомобильном аккумуляторе

Другая распространенная причина снижения концентрации H2SO4 – бесконтрольный долив дистиллированной воды при снижении уровня жидкости в элементе батареи. Стремление восполнить количество жидкости «на глаз», без замера ареометром, приводит к разбавлению жидкого реагента ниже нормы.

Измерение удельного веса денсиметром.

Также удельный вес электролита может оказаться вне установленных пределов, если его замерять при температуре, заметно отличающейся от +25 град.С. При повышении температуры плотность электролита падает, а при снижении – растет, хотя соотношение кислоты и воды остается прежним. Значения параметров при различных температурах указаны в таблице.

Температура окружающей среды, град.С-50+4+15+25+30+40+50
Напряжение полностью заряженного аккумулятора, В12,5812,612,60612,63412,6512,65512,65712,663
Плотность электролита, г/см31,2911,2851,2811,2731,2651,2621,2541,249

Большинство прочих проблем с жидким реагентом (последствия кипения, испарения воды из-за неплотно затянутых пробок и т.п.) ведут не к понижению, а к повышению удельного веса. Это тоже вредное явление, оно ускоряет коррозию пластин, снижая срок службы АКБ.

Домашние способы повышения плотности

Самое первое действие, которое надо предпринять, чтобы повысить плотность электролита – пополнить запас энергии до максимума. Это можно сделать любым зарядным устройством, предназначенным для 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов. Если содержание снизилось исключительно в результате разряда, этого будет достаточно для восстановления состояния электролита. Удостовериться в этом можно, измерив параметры жидкости ареометром.

При обнаружении низкой плотности жидкого реагента, вызванной любой причиной, надо начать с зарядки батареи. Контрольный замер выполняется на полностью заряженном аккумуляторе при температуре, близкой к комнатной. Для этого батарею надо выдержать в помещении, где будет производиться замер, не менее часа (а лучше больше) для выравнивания температуры электролита.

Если батарея полностью заряжена, а удельный вес электролита ниже нормы даже с учетом поправки на температуру, надо увеличить его плотность до номинальной путем добавления серной кислоты. Для этих целей служит корректирующий электролит, представляющий собой 45% раствор H2SO4 в воде. Его удельный вес составляет от 1,34 до 1,4 г/см3, что заведомо выше потребной плотности жидкого реагента аккумулятора для любых условий.

Надо забрать из банки некоторое количество жидкости и добавить соответствующее количество кислотного раствора. Ориентировочное количество забираемого и добавляемого раствора с удельным весом 1,4 г/см3 для получения заветной цифры 1,27 г/см3 приведено в таблице.

Исходный удельный вес жидкости, г/см3Объем удаляемой жидкости, млОбъем добавляемого кислотного раствора, мл
1,24173175
1,25118120
1,266566

Эти цифры приведены для 1 литра электролита (1000 мл), их надо умножить на объем одного элемента в литрах. Для батареи емкостью 45 А*ч он составляет 0,5 л, емкостью 55 А*ч – 0,633 л.

Для доливки кислоты удобнее и безопаснее использовать воронку.

Эта операция проводится с каждым элементом, после чего батарея ставится на зарядку на 30 минут в стандартном режиме. Это нужно для выравнивания плотности по объему банки за счет конвекционных процессов. Далее АКБ должна постоять хотя бы полчаса, после чего надо замерить удельный вес жидкого реагента. Если в одной или нескольких банках попасть в пределы не удалось, операцию надо повторить. После чего надо провести полную зарядку батареи, а лучше – контрольно-тренировочный цикл. После чего снова выполнить замер параметров электролита. При необходимости корректировку придется повторить. Работа это долгая и кропотливая, но по-другому не получится.

Что делать, если плотность ниже минимума

Если удельный вес электролита окажется ниже 1,1 г/см3, его, скорее всего, не удастся довести до нормы предложенными способами. Есть смысл полностью заменить жидкий реагент. Сделать это можно самостоятельно.

Сначала грушей (например, от денсиметра) надо как можно более полностью выбрать старый реагент из элемента. Возможно, понадобятся удлиняющие трубочки на носик, чтобы добраться до дна. Полностью слить жидкость вряд ли получится, а переворачивать АКБ вниз пробками категорически не рекомендуется – это может привести к осыпанию обмазки и окончательной гибели батареи.

Переворачивать АКБ нельзя.

Поэтому есть смысл аккуратно положить батарею набок, просверлить отверстия в дне каждого элемента (делать это надо осторожно, чтобы при выходе сверла не задеть пластины), и, вернув аккумулятор в исходное положение, дождаться вытекания электролита. Далее надо промыть два-три раза каждый элемент большим объемом дистиллированной воды и дождаться ее полного стекания. Потом отверстия надо запаять с помощью мощного паяльника и кусочков подходящего пластика. Удобно использовать в качестве донора крышки от клемм или другие неиспользуемые и декоративные элементы батареи.

Готовый жидкий реагент 1,27 г/см3.

Можно купить готовый электролит в необходимом объеме или сделать его самостоятельно. Для этого понадобится корректирующий раствор и дистиллированная вода. Приготовить жидкий реагент надо заранее, чтобы не допустить пересыхания пластин – это также может привести к осыпанию активной массы. Надо смешать компоненты до получения необходимой плотности.

Этикетка с правилами безопасной работы с корректирующим раствором 1,4 г/см3.

Чтобы получить 1 литр жидкости плотностью 1,26..1,28 см3. надо смешать 357 мл корректирующего раствора 1,4 г/см3 и 652 мл дистиллированной воды. Все операции надо проделывать в химически инертной посуде – стеклянной или пластиковой.

При смешивании раствора всегда надо лить кислоту в воду, но не наоборот. Если капли воды попадут в концентрированный раствор, они сразу не растворятся, а останутся на поверхности. В результате реакции произойдет сильный локальный разогрев с закипанием и разбрызгиванием горячих капель H2SO4. При попадании на кожу можно получить химический или термический ожог. Для запоминания этого правила можно применить мнемоническую фразу «не плюй в кислоту».

Лить воду в кислоту опасно.

Размешивать раствор надо стеклянной или пластиковой палочкой. Во время смешивания жидкость нагревается, поэтому надо дать ей время остыть до комнатной температуры. Далее надо измерить удельный вес. Если все в порядке, залить получившийся жидкий реагент в каждую банку до необходимого уровня и дать батарее постоять не менее часа. Потом надо полностью зарядить АКБ (или провести КТЦ) и проконтролировать параметры электролита в каждой банке. При необходимости придется провести небольшую корректировку плотности по методике, указанной выше.

После замены электролита аккумулятор надо зарядить.

Восстановленная таким образом батарея может прослужить еще некоторое время. Но срок ее службы предсказать невозможно – может год, а может быть месяц. Он зависит от состояния АКБ перед заливкой нового электролита. При сливе жидкости можно заодно провести операцию десульфатации – это повысит шансы батареи на продление жизни. Но лучше не допускать АКБ до такого состояния и вовремя принимать корректирующие меры. Своевременно поднять плотность жидкости в аккумуляторе гораздо выгоднее, чем купить новый источник питания.

Для наглядности рекомендуем тематические видеоролики.

Поднятие плотности и устранение саморазряда батареи.

Почему не повышается плотность после доливки дистиллированной воды.

На пути к недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии

  • S.C. Davis, S.E. Уильямс и Р.Г. Boundy, Сборник данных по транспортной энергии : издание 35. http://cta.ornl.gov/data/download35.shtml. По состоянию на 2016 г.

  • М. Тран, Д. Банистер, J.D.K. Бишоп и доктор медицины Маккаллох, Nat. Клим. Изменение 2, 328 (2012).

    Артикул Google ученый

  • Д.Хауэлл, Отдел исследований и разработок автомобильных технологий Министерства энергетики США, встреча CERC-CVC США и Китая, Лемонт, Иллинойс, 2016 г. https://anl.app.box.com/s/l0sm2q0i66w28baky0hhorvtrgkgprbg. По состоянию на 2016 г.

  • Дж. Гейнезе и Р. Куэнца, Отчет ANL/ESD-42, Аргоннская национальная лаборатория, Аргонн, Иллинойс, 2000 г. https://www.anl.gov/energy-systems/publication/costs -литий-ионные аккумуляторы-автомобили.

  • USABC, Цели USABC для усовершенствованных аккумуляторов для электромобилей-CY2020. www.uscar.org/commands/files_download.php?files_id=364.

  • Д. Хауэлл, Б. Каннингем, Т. Дуонг и П. Фаги, Обзор программы исследований и разработок усовершенствованных аккумуляторов VTO Министерства энергетики США. https://energy.gov/sites/prod/files/2016/06/f32/es000_howell_2016_o_web.pdf. По состоянию на 2016 г.

  • К. МакКормак, И. Берд, Р. Браннен, Б. Сеймур, Дж. Ли и Дж. Ву, Phys. Статус Solidi (A) 212, 877 (2015).

    Артикул Google ученый

  • М.Н.Обровац и В.Л. Шеврье, Хим. Ред. 114, 11444 (2014).

    Артикул Google ученый

  • X. Su, Q. Wu, J. Li, X. Xiao, A. Lott, W. Lu, B.W. Шелдон и Дж. Ву, Adv. Энергия Матер. 4, 1300882 (2014).

    Артикул Google ученый

  • К. Брандт, Твердотельный ион. 69, 173 (1994).

    Артикул Google ученый

  • С.J. Gerssen-Gondelach и A.P.C. Фаайдж, Дж. Пауэр Сур. 212, 111 (2012).

    Артикул Google ученый

  • Дж. Хонг, С. Пак и Н. Чанг, 21-я Азиатско-южно-тихоокеанская конференция по автоматизации проектирования (ASP-DAC) . (2016), стр. 781–786.

  • P. Lamp, США/Германия Семинар по производству литий-ионных аккумуляторов для нужд исследований и разработок , ULM, Германия, 2016 г.

  • D.Л. Вуд III, Непрерывная обработка электродов и материалов NDE для передовых литиевых вторичных батарей. https://energy.gov/eere/vehicles/downloads/roll-roll-electrode-processing-and-materials-nde-advanced-lithium-secondar-0. По состоянию на 2013 г.

  • JC Panitz and P. Novak, J. Power Sour. 97, 174 (2001).

    Артикул Google ученый

  • Р.Э. Рутер, А.Ф. Каллендер, Х. Чжоу, С.К. Марта и Дж.Нанда, Дж. Электрохим. соц. 162, А98 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Д. Моханти, Дж. Ли, Р. Борн, Л.К. Макси, Р. Б. Динвидди, К. Дэниел и Д.Л. Вуд III, Анал. Методы 6, 674 (2014).

    Артикул Google ученый

  • Д. Моханти, Э. Хокадей, Дж. Ли, Д.К. Хенсли, К. Дэниел и Д.Л. Вуд, Дж. Пауэр Сауэр. 312, 70 (2016).

    Артикул Google ученый

  • П. Рупновски, М. Ульш, Б. Сопори, Б.Г. Грин, Д.Л. Вуд III, Дж. Ли и Ю. Шэн, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, неопубликованное исследование, 2017 г.

  • Дж. Ли, Б.Л. Армстронг, Дж. Кигганс, К. Дэниел и Д.Л. Вуд, Дж. Электрохим. соц. 160, А201 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Дж.Ли, К. Дэниел и Д. Вуд III, в Справочнике по материалам для аккумуляторов , под ред. К. Дэниел, Дж.О. Безенхард (Wiley-VCH, Weinheim, 2011), с. 939.

  • Д.Л. Вуд III, Дж. Ли и К. Дэниел, J. Power Sour. 275, 234 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Д.Л. Wood III, JD Quass, J. Li, S. Ahmed, D. Ventola и C. Daniel, Drying Technol. (2017). дои: 10.1080/07373937.2017.1319855.

    Google ученый

  • J. Muthu и J. Battaglini, Battery Power Prod. Технол. 13, 12 (2009).

    Google ученый

  • М. Закриссон, Л. Авеллан и Дж. Орлениус, J. Cleaner Prod. 18, 1519 (2010).

    Артикул Google ученый

  • Дж. Ли, Б. Армстронг, Дж.Кигганс, К. Дэниел и Д. Вуд III, Langmuir 28, 3783 (2012).

    Артикул Google ученый

  • Дж. Ли, К. Рулисон, Дж. Кигганс, К. Дэниел и Д.Л. Wood III, J. Electrochem. соц. 159, А1152 (2012).

    Артикул Google ученый

  • З. Ду, К.М. Роллаг, Дж. Ли, С.Дж. Ан, М. Вуд, Ю. Шэн, П.П. Мукерджи, К. Дэниел и Д.Л. Вуд III, Дж.Пауэр Кислый. 354, 200 (2017).

    Артикул Google ученый

  • Дж. Ли, К. Даниэль, С.Дж. Ан и Д. Вуд, MRS Adv. 1, 1029 (2016).

    Артикул Google ученый

  • К.С. Ли, Дж.Т. Ли и X.W. Пэн, Дж. Электрохим. соц. 153, А809 (2006 г.).

    Артикул Google ученый

  • С.К. Ли, С.В. Пэн, Дж.Т. Ли и Ф.М. Ван, Дж. Электрохим. соц. 157, А517 (2010 г.).

    Артикул Google ученый

  • Дж. Ли, Б.Л. Армстронг, К. Дэниел, Дж. Кигганс и Д.Л. Wood III, J. Colloid Interface Sci. 405, 118 (2013).

    Артикул Google ученый

  • К.М. Ким, В.С. Чон, И.Дж. Чанг и С.Х. Чанг, Дж. Пауэр Сауэр. 83, 108 (1999).

    Артикул Google ученый

  • Г.-В. Ли, Дж.Х. Рю, В. Хан, К.Х. Ан и С.М. О, Дж. Пауэр Сауэр. 195, 6049 (2010).

    Артикул Google ученый

  • J.F. Martin, A. Yamada, G. Kobayashi, S.I. Nishimura, R. Kanno, D. Guyomard и N. Dupre, Electrochem. Твердотельное письмо. 11, А12 (2008).

    Артикул Google ученый

  • Дж.Чжоу, Исследовательский институт Лишен, 33-я международная батарея , Форт-Лодердейл, Флорида (2016 г.).

  • Н. Леффлер, Й. фон Замори, Н. Лащинский, И. Добердо, Г.-Т. Ким и С. Пассерини, J. Power Sour. 248, 915 (2014).

    Артикул Google ученый

  • Дж. Ли, К. Даниэль, Д. Моханти и Д.Л. Древесина III, толстые недорогие, мощные литий-ионные электроды, обработанные водной средой. https://энергия.gov/sites/prod/files/2016/06/f32/es164_li_2016_o_web.pdf. По состоянию на 2016 г.

  • М.С. Тирумкудулу и В.Б. Рассел, Ленгмюр 21, 4938 (2005).

    Артикул Google ученый

  • Z. Du, C.J. Janke, J. Li, C. Daniel и D.L. Вуд, Дж. Электрохим. соц. 163, А2776 (2016).

    Артикул Google ученый

  • К. Даниэль и М.Wixom, ORNL/TM-2012/617, Окриджская национальная лаборатория. https://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/1060885. По состоянию на 2012 г.

  • С.П. Паппас, Радиационное отверждение: наука и технология (Бостон: Springer, 1992), с. 1.

    Книга Google ученый

  • Дж. Ф. Кинсл, Радиационное отверждение полимерных материалов (Вашингтон: Американское химическое общество, 1990), с. 17.

    Книга Google ученый

  • К.Сюй, Хим. Ред. 114, 11503 (2014).

    Артикул Google ученый

  • К. Сюй, Хим. Ред. 104, 4303 (2004).

    Артикул Google ученый

  • С.Дж. Ан, Дж. Ли, К. Даниэль, Д. Моханти, С. Нагпуре и Д.Л. Дерево, Углерод 105, 52 (2016).

    Артикул Google ученый

  • С.Бхаттачарья и А.Т. Alpas, Carbon 50, 5359 (2012).

    Артикул Google ученый

  • С. Бхаттачарья, А.Р. Риахи и А.Т. Альпас, MRS Proc. 1388, 1 (2012).

    Артикул Google ученый

  • Х.-Х. Ли, Ю.-Ю. Ван, К.-К. Ван, М.-Х. Ян, Х.-К. Ву и Д.-Т. Ши, Дж. Пауэр Сауэр. 134, 118 (2004).

    Артикул Google ученый

  • С.Дж. Ан, Дж. Ли, З. Ду, К. Даниэль и Д.Л. Вуд, Дж. Пауэр Сауэр. 342, 846 (2017).

    Артикул Google ученый

  • Дж. Рафи, Х. Ми, Х. Гуллапалли, А.В. Томас, Ф. Явари, Ю. Ши, П.М. Аджаян, Н.А. Кораткар, Nat. Матер. 11, 217 (2012).

    Артикул Google ученый

  • Колклазур, К.А. Смит и Р.Дж. Ки, Электрохим.Acta 58, 33 (2011).

    Артикул Google ученый

  • Дж. Коллинз, Г. Гурден, М. Фостер и Д. Ку, Carbon 92, 193 (2015).

    Артикул Google ученый

  • J.C. Ye, S. Charnvanichborikarn, M.A. Worsley, S.O. Кучеев, B.C. Вуд и Ю.М. Ван, Carbon 85, 269 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Ю.П. Ву, К. Цзян, К. Ван и Р. Хольце, , твердотельный ион. 156, 283 (2003).

    Артикул Google ученый

  • Ю. Чжан, Б. Чжан, Л. Цао, С. Ву, З. Линь, С. Ю, С. Чжан, Д. Цзэн, Ф. Се, В. Чжан, Дж. Чен и Х. Мэн, Carbon 94, 1 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Y. Wu, C. Jiang, C. Wan и E. Tsuchida, Electrochem.коммун. 2, 272 (2000).

    Артикул Google ученый

  • А.Дж. Лебл, С.Дж. Олдхэм, С.К. Дивайн, Б. Гонг, С.Э. Атанасов, Г.Н. Парсонс и П.С. Федкив, Дж. Электрохим. соц. 160, А1971 (2013).

    Артикул Google ученый

  • М. Э. Шпар, Х. Вильгельм, Ф. Йохо, Ж.-К. Panitz Jr., J. Wambach, P. Novák и N. Dupont-Pavlovsky, J. Electrochem.соц. 149, А960 (2002 г.).

    Артикул Google ученый

  • Ю.Ю.П. Novák, H. Buqa, F. Krumeich, M.E. Spahr, D. Goers, H. Wilhelm, J. Dentzer, R. Gadiou и C. Vix-Guterl, J. Electrochem. соц. 174, 1082 (2007).

    Google ученый

  • Ю. Эйн-Эли и В.Р. Koch, J. Electrochem. соц. 144, 2968 (1997).

    Артикул Google ученый

  • С.Дж. Ан, Дж. Ли, Ю. Шэн, К. Дэниел и Д.Л. Wood III, J. Electrochem. соц. 163, А2866 (2016).

    Артикул Google ученый

  • К.Э. Thomas-Alyea and J. Newman, Electrochem. Сист. , 3-е изд. (Нью-Йорк: Wiley, 2004).

    Google ученый

  • М. Дойл, Т.Ф. Fuller, and J. Newman, J. Electrochem. соц. 140, 1526 (1993).

    Артикул Google ученый

  • С.Ю, С. Ким, Т.Ю. Ким, Дж.Х. Нам и В. И. Чо, Bull. Корейский хим. соц. 34, 79 (2013).

    Артикул Google ученый

  • К.Г. Галлахер, С.Э. Траск, К. Бауэр, Т. Вёрле, С.Ф. Люкс, М. Чех, П. Лэмп, Б.Дж. Ползин, С. Ха, Б. Лонг, К. Ву, В. Лу, Д.В. Диз и А.Н. Янсен, Дж. Электрохим. соц. 163, А138 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Ю.Дай и В. Шринивасан, J. Electrochem. соц. 163, А406 (2016).

    Артикул Google ученый

  • З. Ду, Д.Л. Wood, C. Daniel, S. Kalnaus, and J. Li, J. Appl. Электрохим. 47, 405 (2017).

    Артикул Google ученый

  • Б. Тьяден, С.Дж. Купер, Д.Дж.Л. Бретт, Д. Крамер и П. Р. Ширинг, Curr. мнение хим. англ. 12, 44 (2016).

    Артикул Google ученый

  • N. Ogihara, Y. Itou, T. Sasaki, and Y. Takeuchi, J. Phys. хим. С 119, 4612 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Ф.М. Цзян и П. Пэн, Sci. 6, 26532 (2016).

    Артикул Google ученый

  • К.-Дж. Бэ, С.К. Эрдонмез, Дж.В. Халлоран и Ю.-М. Чианг, Adv. Матер. 25, 1254 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Ю. Сюй, М. Чжоу и Ю. Лей, Adv. Энергия Матер. 6, 1502514 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Ю.Г. Го, Ю.С. Ху, В. Сигле и Дж. Майер, Adv. Матер. 19, 2087 (2007).

    Артикул Google ученый

  • Б.Фанг, М.С. Ким, Дж.Х. Ким, С. Лим и Дж.С. Ю, Дж. Матер. хим. 20, 10253 (2010).

    Артикул Google ученый

  • Ю.С. Ху, П. Адельхельм, Б.М. Смарсли, С. Хор, М. Антониетти и Дж. Майер, Adv. Функц. Матер. 17, 1873 (2007).

    Артикул Google ученый

  • В. Шринивасан и Дж. Ньюман, Дж. Электрохим. соц. 151, А1517 (2004).

    Артикул Google ученый

  • К. Хуанг, Н.П. Янг, Дж. Чжан, Х.Дж. Снейт и П.С. Грант, Nano Energy 31, 377 (2017).

    Артикул Google ученый

  • Д.-В. Чанг, М. Эбнер, Д.Р. Эли, В. Вуд и Р.Э. Гарсия, модель . Симул. Матер. науч. англ. 21, 074009 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Дж.С. Сандер, Р.М. Эрб, Л. Ли, А. Гуриджала и Ю.М. Чанг, Нац. Энергия 1, 16099 (2016).

    Артикул Google ученый

  • M. Mangang, HJ Seifert и W. Pfleging, J. Power Sour. 304, 24 (2016).

    Артикул Google ученый

  • К.Л. Кобб и М. Бланко, , Дж. Пауэр Сур. 249, 357 (2014).

    Артикул Google ученый

  • К.Вс, Т.-С. Вэй, Б.Ю. Ан, Дж.Ю. Сео, С.Дж. Диллон и Дж.А. Льюис, Adv. Матер. 25, 4539 (2013).

    Артикул Google ученый

  • H. Buqa, D. Goers, M. Holzapfel, M.E. Spahr и P. Novak, J. Electrochem. соц. 152, А474 (2005 г.).

    Артикул Google ученый

  • Н. Нитта, Ф.Х. Ву, Дж.Т. Ли, Юшин Г., Mater. Сегодня 18, 252 (2015).

    Артикул Google ученый

  • К. Дэниел и Дж.О. Besenhard, Handbook of Battery Materials (Weinheim: Wiley, 2011).

    Книга Google ученый

  • К. Даниэль, Д. Моханти, Дж. Ли и Д.Л. Вуд, Обзор материалов и технологий для хранения электрохимических материалов , изд. Д. К. Мейер и Т. Лейзеганг (American Inst Physics: Melville, 2014), стр.26–43.

    Google ученый

  • Б.Л. Эллис, К.Т. Lee и L.F. Nazar, Chem. Матер. 22, 691 (2010).

    Артикул Google ученый

  • Д. Андре, С.Дж. Ким, П. Лэмп, С.Ф. Lux, F. Maglia, O. Paschos и B. Stiaszny, J. Mater. хим. А 3, 6709 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Дж.B. Goodenough и K. Mizushima, патент № US4302518A, 24 ноября 1981 г.

  • K. Mizushima, P.C. Джонс, П. Дж. Уайзман и Дж. Б. Гуденаф, Mater. Рез. Бык. 15, 783 (1980).

    Артикул Google ученый

  • З.Х. Чен, З.Х. Lu и J.R. Dahn, J. Electrochem. соц. 149, А1604 (2002).

    Артикул Google ученый

  • Дж.Р. Дан, У. Фонсакен и К.А. Михал, Твердотельный ион. 44, 87 (1990).

    Артикул Google ученый

  • T. Ohzuku and Y. Makimura, Chem. лат. 8, 744 (2001).

    Артикул Google ученый

  • T. Ohzuku and Y. Makimura, Chem. лат. 7, 642 (2001).

    Артикул Google ученый

  • Ю.К. Сун, Д. Х. Ким, К. С. Юн, С. Т. Мьюнг, Дж. Пракаш и К. Амин, Adv. Функц. Матер. 20, 485 (2010).

    Артикул Google ученый

  • HJ Noh, S. Youn, C.S. Yoon и Y.K. Солнце, Дж. Пауэр Сауэр. 233, 121 (2013).

    Артикул Google ученый

  • К.Г. Галлахер, С. Гебель, Т. Греслер, М. Матиас, В. Олерих, Д. Эроглу и В.Шринивасан, Энергетическая среда. науч. 7, 1555 (2014).

    Артикул Google ученый

  • Дж.А. Гилберт, Дж. Бареньо, Т. Спила, С.Э. Траск, Д.Дж. Миллер, Б.Дж. Ползин, А.Н. Янсен и Д.П. Авраам, Дж. Электрохим. соц. 164, A6054 (2017).

    Артикул Google ученый

  • Ф. Лин, И.М. Маркус, Д. Нордлунд, Т.К. Венг, доктор медицинских наук, Аста, Х.Л.Л. Син и М.М. Доефф, , нац. коммун. 5, 3529 (2014).

    Google ученый

  • В. Лю, П. О, С. Лю, М. Дж. Ли, В. Чо, С. Че, Ю. Ким и Дж. Чо, Ангью. хим. Междунар. Редактировать. 54, 4440 (2015).

    Артикул Google ученый

  • М. Готье, Т.Дж. Карни, А. Гримо, Л. Джордано, Н. Пур, Х. Х. Чанг, Д.П. Феннинг, С.Ф. Люкс, О. Пасхос, К. Бауэр, Ф. Маджиа, С.Lupart, P. Lamp, and Y. Shao-Horn, J. Phys. хим. лат. 6, 4653 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Х.Б. Ронг, М.К. Сюй, Ю.М. Чжу, Б.Ю. Се, Х.Б. Лин, Ю.Х. Ляо, Л.Д. Син и В.С. Ли, Дж. Пауэр Сауэр. 332, 312 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Л.В. Лян, Ф. Цзян, Ю.Б. Цао, Г.Р. Ху, К. Ду и З.Д. Пэн, Дж.Пауэр Кислый. 328, 422 (2016).

    Артикул Google ученый

  • И.М. Маркус, Ф. Лин, К.С. Кам, М. Аста и М.М. Doeff, J. Phys. хим. лат. 5, 3649 (2014).

    Артикул Google ученый

  • Д. Моханти, К. Дальберг, Д.М. Кинг, Л.А. Дэвид, А.С. Сефат, Д.Л. Вуд, К. Даниэль, С. Дхар, В. Махаджан, М. Ли и Ф. Альбано, Sci. 6, 26532 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Дж.Ю. Ляо и А. Мантирам, J. Power Sour. 282, 429 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Н.С. Чой, Дж.Г. Хан, С.Ю. Ха, И. Парк и С.К. Сзади, RSC Adv. 5, 2732 (2015).

    Артикул Google ученый

  • X.W. Чжэн, X.С. Ван, С. Цай, Л.Д. Син, М.К. Сюй, Ю.Х. Ляо, Х.П. Ли и В.С. Ли, A.C.S. заявл. Матер. Интерфейсы 8, 30116 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Z. Cao, Y. Li, M. Shi, G. Zhu, R. Zhang, X. Li, H. Yue, and S. Yang, J. Electrochem. соц. 164, А475 (2017).

    Артикул Google ученый

  • Дж. Р. Крой, А. Абуимран и З.Чжан, миссис Бык. 39, 407 (2014).

    Артикул Google ученый

  • Дж.Ю. Ляо, С.М. О, и А. Мантирам, A.C.S. AppL. Матер. Интерфейсы 8, 24543 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Ю.К. Сан, С.Т. Мён, Британская Колумбия Парк, Дж. Пракаш, И. Белхаруак и К. Амин, Nat. Матер. 8, 320 (2009).

    Артикул Google ученый

  • Б.Б. Лим, С.Дж. Юн, К.Дж. Пак, К.С.Юн, С.Дж. Ким, Дж.Дж. Ли и Ю.К. Вс, Доп. Функц. Матер. 25, 4673 (2015).

    Артикул Google ученый

  • У.-Х. Ким, Э.-Дж. Ли, К. С. Юн, С.-Т. Мён и Ю.-К. Вс, Доп. Энергия Матер. 6, 1601417 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Б.-Б. Лим, С.-Т. Мён, К. С. Юн и Ю.-К. Sun, ACS Energy Lett. 1, 283 (2016).

    Артикул Google ученый

  • J. Wang, C. Du, X. Xu, X. He, G. Yin, Y. Ma, P. Zuo, X. Cheng и Y. Gao, Electrochim. Acta 192, 340 (2016).

    Артикул Google ученый

  • М.М. Теккерей, С.Х. Канг, К.С. Джонсон, Дж.Т. Vaughey, R. Benedek и S.A. Hackney, J. Mater. хим. 17, 3112 (2007).

    Артикул Google ученый

  • Д.Моханти, А. Хук, Э.А. Пайзант, А.С. Сефат, Дж. Ли, Д.П. Авраам, Д.Л. Wood и C. Daniel, Chem. Матер. 25, 4064 (2013).

    Артикул Google ученый

  • К.А. Джарвис, З.К. Денг, Л. Ф. Аллард, А. Мантирам и П. Дж. Феррейра, Chem. Матер. 23, 3614 (2011).

    Артикул Google ученый

  • С.К. Марта, Дж. Нанда, Г.М. Вейт и Н.Дж. Дадни, Дж. Пауэр Сур. 199, 220 (2012).

    Артикул Google ученый

  • Дж. Р. Крой, М. Баласубраманян, К.Г. Галлахер и А.К. Баррелл, Acct. хим. Рез. 48, 2813 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Л. Баггетто, Д. Моханти, Р.А. Мейснер, К.А. Бриджес, К. Дэниел, Д.Л. Вуд, Н.Дж. Дадни и Г.М. Veith, RSC Adv. 4, 23364 (2014).

    Артикул Google ученый

  • Д. Моханти, С. Калнаус, Р.А. Мейснер, К.Дж. Родс, Дж. Ли, Э.А. Пайзант, Д.Л. Вуд и К. Дэниел, J. Power Sour. 229, 239 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Д. Моханти, С. Калнаус, Р.А. Мейснер, А.С. Сафат, Дж. Ли, Э.А. Пайзан, К. Родс, Д.Л. Вуд и К. Даниэль, RSC Adv. 3, 7479 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Д. Моханти, Дж. Ли, Д.П. Абрахам, А. Хук, Э.А. Пайзант, Д.Л. Wood и C. Daniel, Chem. Матер. 26, 6272 (2014).

    Артикул Google ученый

  • Д. Моханти, А.С. Сефат, С. Калнаус, Дж. Ли, Р.А. Мейснер, Э.А. Пайзант, Д.П. Авраам, Д.Л. Вуд и К. Даниэль, J. Mater. хим. А 1, 6249 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Д. Моханти, А.С. Сефат, Дж. Ли, Р.А. Мейснер, А.Дж. Рондиноне, Э.А. Пайзант, Д.П. Авраам, Д.Л. Wood и C. Daniel, Phys. хим. хим. физ. 15, 19496 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Д. Моханти, А.С. Сефат, Э.А. Пайзант, Дж. Ли, Д.Л. Вуд и К. Дэниел, J. Power Sour. 283, 423 (2015).

    Артикул Google ученый

  • А. Бирроцци, Н. Лащински, М. Хекматфар, Й. фон Замори, Г.А. Гиффин и С. Пассерини, J. Power Sour. 325, 525 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Ж.-Г. Хан, И. Пак, Дж. Ча, С. Пак, С. Пак, С. Мён, В. Чо, С.-С. Ким, С.Ю. Хонг, Дж. Чо и Н.-С. Чой, ХимЭлектроХим 4, 56 (2017).

    Артикул Google ученый

  • Х.Ф. Чжан, И. Белхаруак, Л. Ли, Ю. Лей, Дж.В. Элам, А.М. Ни, X.Q. Чен, Р.С. Яссар и Р.Л. Аксельбаум, Adv. Энергия Матер. 3, 1299 (2013).

    Артикул Google ученый

  • К.К. Цяо, Х.З. Чжан, Г.Р. Ли, С.Х. Е, К.В. Ван и Х.П. Гао, J. Mater. хим. А 1, 5262 (2013).

    Артикул Google ученый

  • С.К. Марта, Дж. Нанда, Ю. Ким, Р. Р. Уночич, С. Паннала и Н. Дж. Дадни, J. Mater. хим. А 1, 5587 (2013).

    Артикул Google ученый

  • И. Блум, Л. Трейи, А. Абуимран, И. Белхаруак, К.Ф. Чжан, К.Л. Ву, В.К. Лу, Д.П. Абрахам, М. Беттдж, Дж.В. Элам, Х.Б. Мэн, А.К. Баррелл, К.М. Бан, Р. Тенент, Дж. Нанда и Н. Дадни, J. Power Sour. 249, 509 (2014).

    Артикул Google ученый

  • А.Ito, DC Li, Y. Sato, M. Arao, M. Watanabe, M. Hatano, H. Horie и Y. Ohsawa, J. Power Sour. 195, 567 (2010).

    Артикул Google ученый

  • К. Ли, Г. С. Ли, К. С. Фу, Д. Луо, Дж. М. Фан и Л. П. Ли, A.C.S. заявл. Матер. Интерфейсы 6, 10330 (2014).

    Артикул Google ученый

  • Дж. Лин, Д.Б. Му, Ю. Джин, Б.Р. Ву, Ю.Ф. Ма и Ф.Ву, Дж. Пауэр Сауэр. 230, 76 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Дж. Р. Крой, Дж. С. Парк, Ю. Шин, Б.Т. Йонемото, М. Баласубраманян, Б.Р. Лонг, Ю. Рен и М.М. Теккерей, Дж. Пауэр-Сур. 334, 213 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Х.П. Гао и Х.С. Ян, Energy Environment. науч. 3, 174 (2010).

    Артикул Google ученый

  • С.С. Чжан, Дж. Пауэр Сур. 231, 153 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Х. Чжоу, Р.Э. Рутер, Дж. Адкок, В. Чжоу, С. Дай и Дж. Нанда, ACS Nano 9, 2530 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Ю.Л. Лян, З.Л. Тао и Дж. Чен, Adv. Энергия Матер. 2, 742 (2012).

    Артикул Google ученый

  • Дж.Lee, A. Urban, X. Li, D. Su, G. Hautier, and G. Ceder, Science 343, 519–522 (2014).

    Артикул Google ученый

  • D.H. Seo, J. Lee, A. Urban, R. Malik, S. Kang, and G. Ceder, Nat. хим. 8, 692 (2016).

    Артикул Google ученый

  • C. Masquelier and L. Croguennec, Chem. Ред. 113, 6552 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Дж.Р. Дан, Т. Чжэн, Ю.Х. Лю и Дж.С. Сюэ, Science 270, 590 (1995).

    Артикул Google ученый

  • М.Т. Макдауэлл, С.В. Lee, WD Nix и Y. Cui, Adv. Матер. 25, 4966 (2013).

    Артикул Google ученый

  • И.А. Кортни и Дж. Р. Дан, J. Electrochem. соц. 144, 2045 (1997).

    Артикул Google ученый

  • Д.Billaud, E. McRae, and A. Herold, Mater. Рез. Бык. 14, 857 (1979).

    Артикул Google ученый

  • М.Т. Макдауэлл, С.В. Ли, И. Рю, Х. Ву, В.Д. Никс, Дж.В. Чой и Ю. Цуй, Nano Lett. 11, 4018 (2011).

    Артикул Google ученый

  • Дж.П. Маранчи, А.Ф. Хепп, А.Г. Эванс, Н.Т. Нуфер и П.Н. Кумта, Дж. Электрохим.соц. 153, А1246 (2006).

    Артикул Google ученый

  • Дж.О. Безенхард, Дж. Ян и М. Винтер, J. Power Sour. 68, 87 (1997).

    Артикул Google ученый

  • И.А. Courtney, W.R. McKinnon, and J.R. Dahn, J. Electrochem. соц. 146, 59 (1999).

    Артикул Google ученый

  • Н.Димов, С. Кугино и А. Йошио, J. Power Sour. 136, 108 (2004).

    Артикул Google ученый

  • М. Карулкар, Р. Блазер и Б. Кудла, Дж. Пауэр Сур. 273, 1194 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Дж.Ю. Эом, Дж.В. Парк, Х.С. Kwon, and S. Rajendran, J. Electrochem. соц. 153, А1678 (2006).

    Артикул Google ученый

  • С.М. Чжу, К.Л. Чжу, Дж. Ма, К. Мэн, З.П. Го, З.Ю. Ю, Т. Лу, Ю. Ли, Д. Чжан и В.М. Лау, RSC Adv. 3, 6141 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Н. Ким, К. О, Дж. Ким, Дж.-С. Ким, Э.Д. Чон, Дж.-С. Бэ, Т.Е. Хонг и Дж.К. Ли, Дж. Электрохим. соц. 164, А6075 (2017).

    Артикул Google ученый

  • А. Могер, Х.М. Се и С.М. Жюльен, AIMS Mater. науч. 3, 1054 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Дж.Дж. Ван, Т.Т. Сюй, С. Хуан, Х. Ли и Т.Л. Ма, RSC Adv. 6, 87778 (2016).

    Артикул Google ученый

  • В. Этачери, О. Хайк, Ю. Гоффер, Г.А. Робертс, И.К. Стефан, Р. Фашинг и Д. Аурбах, Langmuir 28, 965 (2012).

    Артикул Google ученый

  • Р.Юнг, М. Мецгер, Д. Херинг, С. Солхенбах, К. Марино, Н. Циуварас, К. Стиннер и Х.А. Gasteiger, J. Electrochem. соц. 163, А1705 (2016).

    Артикул Google ученый

  • И. Берд, Х. Чен, Т. Уэббер, Дж. Ли и Дж. Ву, RSC Adv. 5, 92878 (2015).

    Артикул Google ученый

  • H. Tian, ​​F. Xin, X. Wang, W. He и W. Han, J.Материаломика 1, 153 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Свинцовая аккумуляторная батарея | Введение в химию

     

    Цель обучения
    • Вспомните химическую реакцию, происходящую в свинцовых аккумуляторных батареях

    Ключевые моменты
      • Свинцово-кислотные батареи, также известные как свинцовые аккумуляторные батареи, могут накапливать большой заряд и обеспечивать большой ток в течение коротких периодов времени.
      • Основная конструкция свинцово-кислотных аккумуляторов не претерпела существенных изменений с 1859 года, когда их разработал Планте, хотя Форе внес некоторые улучшения.
      • Свинцово-кислотные аккумуляторы можно перезаряжать, что важно при их использовании в автомобилях.
      • Разрядка накопленной энергии зависит от того, как положительные и отрицательные пластины станут сульфатом свинца (II), а электролит потеряет большую часть растворенной в нем серной кислоты.

    Срок
    • лигносульфонат Водорастворимые анионные полиэлектролитные полимеры; они являются побочными продуктами производства древесной массы с использованием сульфитной варки.

    Свинцовые батареи

    Свинцовая аккумуляторная батарея, также известная как свинцово-кислотная батарея, является старейшим типом перезаряжаемой батареи и одним из наиболее распространенных устройств накопления энергии. Эти батареи были изобретены в 1859 году французским физиком Гастоном Планте и до сих пор используются в самых разных областях. Большинство людей привыкли использовать их в транспортных средствах, где они могут обеспечивать высокие токи для проворачивания двигателя.

    Несмотря на то, что батареи надежны, они имеют ограниченный срок службы, тяжелы при транспортировке и содержат токсичные материалы, которые требуют специальных методов удаления в конце срока службы.Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют умеренную плотность мощности и хорошее время отклика. В зависимости от встроенной технологии преобразования энергии батареи могут мгновенно переходить от приема энергии к ее подаче. Свинцово-кислотные аккумуляторы подвержены влиянию температуры и должны поддерживаться в рабочем состоянии для достижения максимального ожидаемого срока службы.

    Проектирование свинцовой батареи

    В конструкции свинцово-кислотного элемента, разработанной Планте, положительные и отрицательные пластины были сделаны из двух спиралей свинцовой фольги, разделенных листом ткани и свернутых в спираль.Ячейки изначально имели низкую вместимость. Требовался медленный процесс «формирования», чтобы разъедать свинцовую фольгу, создавая диоксид свинца на пластинах и придавая им шероховатость для увеличения площади поверхности. Пластины Планте до сих пор используются в некоторых стационарных приложениях, где пластины имеют механические канавки для увеличения площади поверхности.

    Свинцовая аккумуляторная батарея Схема, показывающая, как свинцовая аккумуляторная батарея состоит из шести двухвольтовых элементов, соединенных последовательно. Состав каждой ячейки также показан.

    Camille Alphonse Faure Конструкция из вклеенных пластин типична для современных автомобильных аккумуляторов.Каждая пластина состоит из прямоугольной свинцовой сетки. Отверстия сетки заполнены пастой из свинцового сурика и 33-процентной разбавленной серной кислоты. Эта пористая паста позволяет кислоте реагировать со свинцом внутри пластины, что увеличивает площадь поверхности. После высыхания пластины укладываются друг на друга с подходящими разделителями и вставляются в аккумуляторный контейнер. Обычно используется нечетное количество пластин, на одну отрицательную пластину больше, чем положительную. Каждая альтернативная пластина соединена.

    Паста содержит сажу, сульфат бария и лигносульфонат.Сульфат бария действует как затравочный кристалл для реакции превращения свинца в сульфат свинца. Лигносульфонат предотвращает образование твердой массы на отрицательной пластине во время цикла разряда и вместо этого способствует образованию длинных игольчатых кристаллов. Технический углерод противодействует эффекту ингибирования образования, вызываемому лигносульфонатами.

    Химия выписки

    В разряженном состоянии как положительная, так и отрицательная пластины превращаются в сульфат свинца (II) (PbSO 4 ). Электролит теряет большую часть растворенной серной кислоты и становится в основном водой.Процесс разряда обусловлен проводимостью электронов от отрицательной пластины обратно в ячейку на положительной пластине во внешней цепи.

    Отрицательная реакция пластины: Pb(s) + HSO 4 (водн.) → PbSO 4 (тв.) + H + (водн.) + 2e

    Положительная реакция планшета: PbO 2 (т) + HSO 4 (водн.) + 3H + (водн.) + 2e → PbSO 4 93 O2 + 2H 93 2H + 2H (л)

    Комбинируя эти две реакции, можно определить общую реакцию:

    Pb(т) + PbO 2 (т) + 2H + (водн.) + 2HSO 4 (водн.) → 2PbSO 4 (т) + 2H 90 O 90 0 91 3 2 9 0 6

    Химический заряд

    Аккумулятор этого типа можно перезаряжать.В заряженном состоянии каждая ячейка содержит отрицательные пластины из элементарного свинца (Pb) и положительные пластины из оксида свинца (IV) (PbO 2 ) в электролите, содержащем приблизительно 4,2 М серной кислоты (H 2 SO 4 ). . Процесс зарядки управляется принудительным удалением электронов с положительной пластины и принудительным введением их в отрицательную пластину источником зарядки.

    Отрицательная реакция планшета: PbSO 4 (тв) + H + (водн.) + 2e → Pb(тв) + HSO 4 (водн.)

    Положительная реакция планшета: PbSO 4 (т) + 2H 2 O(ж) → PbO 2 (т) + HSO 4 (водн.) + 3H + (экв.

    При объединении этих двух реакций получается общая реакция, обратная реакции разряда:

    2PbSO 4 (т) + 2H 2 O(ж) → Pb(т) + PbO 2 (т) + 2H + (водн.) + 2HSO 4 (006 q)

    Обратите внимание, что реакция зарядки полностью противоположна реакции разрядки.

     

    Показать источники

    Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией со всего Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

    Новый аккумуляторный электролит может повысить производительность электромобилей — ScienceDaily

    Новый электролит на основе лития, изобретенный учеными Стэнфордского университета, может проложить путь к следующему поколению электромобилей с батарейным питанием.

    В исследовании, опубликованном 22 июня в журнале Nature Energy , исследователи из Стэнфорда демонстрируют, как новая конструкция электролита повышает производительность литий-металлических аккумуляторов, многообещающей технологии для питания электромобилей, ноутбуков и других устройств.

    «Большинство электромобилей работают на литий-ионных батареях, которые быстро приближаются к своему теоретическому пределу плотности энергии», — сказал соавтор исследования И Цуй, профессор материаловедения и инженерии, а также фотонной науки в Национальной ускорительной лаборатории SLAC. «Наше исследование было сосредоточено на литий-металлических батареях, которые легче литий-ионных батарей и потенциально могут давать больше энергии на единицу веса и объема».

    Литий-ионные аккумуляторы, используемые во всем, от смартфонов до электромобилей, имеют два электрода — положительно заряженный катод, содержащий литий, и отрицательно заряженный анод, обычно сделанный из графита.Раствор электролита позволяет ионам лития перемещаться туда и обратно между анодом и катодом, когда батарея используется и когда она перезаряжается.

    Литий-металлическая батарея может удерживать примерно в два раза больше электроэнергии на килограмм, чем современная обычная литий-ионная батарея. Литий-металлические батареи делают это, заменяя графитовый анод металлическим литием, который может хранить значительно больше энергии.

    «Литий-металлические аккумуляторы очень перспективны для электромобилей, где вес и объем имеют большое значение», — сказал соавтор исследования Чжэнан Бао, представитель K.К. Ли, профессор Инженерной школы. «Но во время работы металлический литий-анод вступает в реакцию с жидким электролитом. Это вызывает рост литиевых микроструктур, называемых дендритами, на поверхности анода, что может привести к возгоранию и выходу батареи из строя».

    Исследователи десятилетиями пытались решить проблему дендритов.

    «Электролит был ахиллесовой пятой литий-металлических аккумуляторов», — сказал соавтор Чжао Юй, аспирант по химии.«В нашем исследовании мы используем органическую химию для рационального проектирования и создания новых стабильных электролитов для этих батарей».

    В ходе исследования Ю и его коллеги изучили, могут ли они решить проблемы стабильности с помощью обычного имеющегося в продаже жидкого электролита.

    «Мы предположили, что добавление атомов фтора в молекулу электролита сделает жидкость более стабильной, — сказал Юй. «Фтор является широко используемым элементом в электролитах для литиевых батарей. Мы использовали его способность притягивать электроны для создания новой молекулы, которая позволяет металлическому литиевому аноду хорошо функционировать в электролите.»

    В результате было получено новое синтетическое соединение, сокращенно FDMB, которое можно легко производить в больших объемах.

    «Конструкции электролитов становятся очень экзотичными, — сказал Бао. «Некоторые из них подали хорошие надежды, но их производство очень дорого. Молекулу FDMB, которую придумал Чжао, легко производить в больших количествах, и она довольно дешевая».

    Команда из Стэнфорда протестировала новый электролит в литий-металлической батарее.

    Результаты были потрясающими. Экспериментальная батарея сохранила 90 процентов своего первоначального заряда после 420 циклов зарядки и разрядки.В лабораториях типичные литий-металлические батареи перестают работать примерно через 30 циклов.

    Исследователи также измерили, насколько эффективно ионы лития переносятся между анодом и катодом во время зарядки и разрядки, свойство, известное как «кулоновская эффективность».

    «Если вы зарядите 1000 ионов лития, сколько вы получите обратно после разрядки?» — сказал Цуй. «В идеале вам нужно 1000 из 1000 для кулоновской эффективности 100 процентов. Чтобы быть коммерчески жизнеспособным, элемент батареи должен иметь кулоновскую эффективность не менее 99.9 процентов. В нашем исследовании мы получили 99,52% в полуячейках и 99,98% в полных ячейках; невероятное выступление.»

    Для потенциального использования в бытовой электронике команда из Стэнфорда также протестировала электролит FDMB в безанодных литий-металлических мешочных элементах — имеющихся в продаже батареях с катодами, которые подают литий к аноду.

    «Идея состоит в том, чтобы использовать литий только на стороне катода для снижения веса», — сказал соавтор Хансен Ван, аспирант в области материаловедения и инженерии.«Безанодная батарея проработала 100 циклов, прежде чем ее емкость упала до 80 процентов — не так хорошо, как эквивалентная литий-ионная батарея, которая может работать от 500 до 1000 циклов, но все же одна из самых эффективных безанодных элементов. »

    «Эти результаты обнадеживают для широкого круга устройств», — добавил Бао. «Легкие безанодные аккумуляторы станут привлекательной чертой для дронов и многих других потребительских электронных устройств».

    Министерство энергетики США (DOE) финансирует большой исследовательский консорциум под названием Battery500, чтобы сделать литий-металлические батареи жизнеспособными, что позволит производителям автомобилей создавать более легкие электромобили, которые могут преодолевать гораздо большие расстояния между зарядками.Это исследование было частично поддержано грантом консорциума, в который входят Стэнфорд и SLAC.

    Улучшая аноды, электролиты и другие компоненты, Battery500 стремится почти втрое увеличить количество электроэнергии, которое может вырабатывать литий-металлический аккумулятор, со 180 ватт-часов на килограмм, когда программа была запущена в 2016 году, до 500 ватт-часов на килограмм. Более высокое отношение энергии к весу, или «удельная энергия», является ключом к решению проблем с запасом хода, которые часто возникают у потенциальных покупателей электромобилей.

    «Безанодная батарея в нашей лаборатории достигла удельной энергии около 325 ватт-часов на килограмм, что является приличным числом», — сказал Цуй. «Нашим следующим шагом может быть совместная работа с другими исследователями из Battery500 для создания элементов, которые приближаются к цели консорциума в 500 ватт-часов на килограмм».

    В дополнение к более длительному сроку службы и лучшей стабильности, электролит FDMB также намного менее воспламеняем, чем обычные электролиты.

    «Наше исследование, по сути, представляет собой принцип проектирования, который люди могут применять для создания лучших электролитов», — добавил Бао.«Мы только что показали один пример, но есть много других возможностей».

    Никель-кадмиевые батареи: основы теории и процедуры обслуживания


    Базовая теория и процедуры технического обслуживания

    Джо Эскобар

    Никель-кадмиевые батареи, обычно называемые никель-кадмиевыми батареями, широко используются в авиационной промышленности. При правильном уходе они могут прослужить долгие годы без сбоев. Давайте рассмотрим базовую конструкцию этих батарей, а также некоторые вопросы обслуживания, которые следует учитывать при работе с ними.

    Конструкция

    Ячейка является основным элементом никель-кадмиевой батареи. Он состоит из положительных и отрицательные пластины, сепараторы, электролит, вентиляционное отверстие и контейнер для элементов. Положительные пластины изготовлены из пористой пластины, на которую нанесен гидроксид никеля. Отрицательные пластины изготовлены из таких же пластин, на которые нанесен гидроксид кадмия. В обоих случаях пористая пластина получается путем спекания никелевого порошка с мелкоячеистым проволочным ситом.Спекание — это процесс, при котором очень маленькие гранулы порошка сплавляются вместе при высокой температуре. После того, как активные положительные и отрицательные материалы нанесены на пластину, она формируется и разрезается на пластины нужного размера. Затем к углу каждой пластины приваривают никелевый язычок, и пластины собираются с язычками, приваренными к соответствующим клеммам. Пластины отделены друг от друга сплошной полосой из пористого пластика.

    Электролит, используемый в NiCad аккумуляторе, представляет собой 30-процентный раствор гидроксида калия (КОН) в дистиллированной воде.Удельный вес электролита остается между 1,240 и 1,300 при комнатной температуре. Следует отметить, что при заряде или разряде в электролите не происходит заметных изменений. Из-за этого невозможно определить заряд аккумулятора путем проверки удельного веса электролита. Уровень электролита должен поддерживаться чуть выше вершин пластин.

    Зарядка никель-кадмиевых аккумуляторов

    При подаче зарядного тока на никель-кадмиевые аккумуляторы отрицательные пластины теряют кислород и начинают образовывать металлический кадмий.Активный материал положительных пластин, гидроксид никеля, становится более окисленным. Этот процесс продолжается, пока подается зарядный ток или пока весь кислород не будет удален с отрицательных пластин и останется только кадмий.

    Ближе к концу цикла зарядки элементы выделяют газ. Это также произойдет, если ячейки перезаряжены. Этот газ возникает в результате разложения воды в электролите на водород на отрицательных пластинах и кислород на положительных пластинах. Напряжение, используемое во время зарядки, а также температура определяют, когда произойдет выделение газа.Чтобы полностью зарядить никель-кадмиевую батарею, должно произойти некоторое выделение газа, пусть и незначительное; таким образом, будет использовано некоторое количество воды.

    Разряд

    Во время разряда химическое действие меняется на противоположное. Положительные пластины медленно отдают кислород, который восстанавливается отрицательными пластинами. Этот процесс приводит к преобразованию химической энергии в электрическую энергию. Во время разряда пластины поглощают некоторое количество электролита. При перезарядке уровень электролита повышается, и при полной зарядке уровень электролита будет самым высоким.Поэтому воду следует добавлять только тогда, когда батарея полностью заряжена.

    Переход со свинцово-кислотных на никель-кадмиевые

    Никель-кадмиевые батареи обычно взаимозаменяемы со свинцово-кислотными батареями. При замене свинцово-кислотного аккумулятора на никель-кадмиевый батарейный отсек должен быть чистым, сухим и не содержать следов кислоты от старого аккумулятора. Отсек необходимо промыть и нейтрализовать раствором аммиака или борной кислоты, дать хорошо высохнуть, а затем покрасить щелочестойким лаком.

    Перед подключением системы вентиляции аккумуляторной батареи прокладку в поддоне аккумуляторной батареи следует пропитать 3-процентным (по весу) раствором борной кислоты и воды.

    Обслуживание никель-кадмиевых аккумуляторов

    Существуют значительные различия в методах обслуживания никель-кадмиевых и свинцово-кислотных аккумуляторов. Наиболее важные моменты, которые следует соблюдать, следующие.

    Для никель-кадмиевых аккумуляторов необходимо предусмотреть отдельную зону для хранения и обслуживания.Электролит химически противоположен серной кислоте, используемой в свинцово-кислотных аккумуляторах. Пары свинцово-кислотных аккумуляторов могут загрязнить электролит в никель-кадмиевых аккумуляторах. Эта мера предосторожности должна включать такое оборудование, как ручные инструменты и шприцы, используемые со свинцово-кислотными батареями. Действительно, необходимо принять все возможные меры предосторожности, чтобы ничего, содержащее кислоту, не было в магазинах никель-кадмиевых аккумуляторов.

    Электролит на основе гидроксида калия, используемый в никель-кадмиевых батареях, чрезвычайно агрессивен. Средства защиты, такие как защитные очки, резиновые перчатки и резиновые при обращении с батареями и их обслуживании следует использовать фартуки.Необходимо предусмотреть соответствующие средства для мытья на случай, если электролит прольется на одежду или кожу. Любое такое воздействие электролита следует немедленно промыть водой или уксусом, лимонным соком или раствором борной кислоты. Помните, что когда гидроксид калия и дистиллированная вода смешиваются для получения электролита, гидроксид калия следует добавлять в воду медленно, а не наоборот.

    Не используйте проволочную щетку для очистки аккумулятора. При использовании проволочной щетки может возникнуть сильное искрение.Кроме того, вентиляционные пробки должны быть закрыты во время процесса очистки, а аккумулятор нельзя чистить кислотами, растворителями или любыми химическими растворами. Пролитый электролит может реагировать с углекислым газом с образованием кристаллов карбоната калия. Они нетоксичны и не вызывают коррозии, их можно ослабить щеткой из волокна и вытереть влажной тканью. Когда карбонат калия образуется на правильно обслуживаемой батарее, это может указывать на то, что батарея перезаряжается, потому что регулятор напряжения не отрегулирован.

    Запрещается доливать воду в аккумулятор раньше, чем через три-четыре часа после его полной зарядки. Если вам нужно добавить воды, используйте только дистиллированную или деминерализованную воду. Кроме того, будьте осторожны, чтобы не переувлажнить аккумулятор водой. Если вы это сделаете и вам придется удалить часть жидкости, вы уменьшите концентрацию гидроксида калия в ячейке. Это повлияет на его работу.

    Поскольку электролит не вступает в химическую реакцию с ячейками, его удельный вес существенно не изменяется.Таким образом, невозможно определить состояние заряда никель-кадмиевой батареи с помощью ареометра. Кроме того, заряд никель-кадмиевой батареи нельзя определить с помощью проверки напряжения, поскольку напряжение никель-кадмиевой батареи остается постоянным в течение 90 % цикла разрядки.

    Интервалы обслуживания

    Никель-кадмиевые батареи следует обслуживать через регулярные промежутки времени, исходя из опыта, поскольку потребление воды зависит от температуры окружающей среды и методов эксплуатации. Через большие промежутки времени аккумулятор следует снимать с самолета и подвергать стендовой проверке в мастерской.

    Если аккумулятор полностью разряжен, некоторые элементы могут достичь нулевого потенциала и зарядиться в обратном направлении. Это может повлиять на него таким образом, что он не будет сохранять полный заряд емкости. В этом случае аккумулятор следует разрядить и сбалансировать каждую ячейку перед перезарядкой аккумулятора. Это известно как выравнивание.

    Зарядка может выполняться либо постоянным напряжением, либо постоянным током. Для зарядки с постоянным потенциалом поддерживайте постоянное зарядное напряжение до тех пор, пока зарядный ток не упадет до 3 ампер или менее, убедившись, что температура элемента батареи не превышает 100 градусов по Фаренгейту и напряжение не начинает снижаться.

    Непрерывная зарядка

    Непрерывная зарядка — это процесс поддержания батареи в активном резервном состоянии путем непрерывной зарядки батареи в состоянии перезарядки. Хотя некоторые производители не рекомендуют эту процедуру для зарядки, некоторые операторы выбрали этот метод для зарядки своих никель-кадмиевых аккумуляторов. Имейте в виду, что использование капельного зарядного устройства со временем приведет к потреблению воды из-за эффекта газообразования, о котором говорилось ранее. надо отрегулировать электролит уровень перед размещением батареи на борту самолета.В противном случае существует риск повреждения батареи, поскольку элементы могут высохнуть до окончания нормального интервала технического обслуживания.

    Безопасное обращение

    Никель-кадмиевые батареи, как правило, не представляют опасности при нормальной эксплуатации и имеют достаточно прочную конструкцию, чтобы выдержать прокол при типичных повреждениях. Однако, если по какой-то причине они разорваны, они могут быть довольно опасными. Гидроксид калия в никель-кадмиевых батареях представляет собой щелочной раствор, который опасен и сильно разъедает кожу.Эта жидкость может быть выпущена в случае повреждения аккумулятора. При попадании на кожу может вызвать ожоги. Контакт с глазами может привести к необратимому повреждению глаз. Он токсичен при попадании внутрь. Избегайте вдыхания паров в закрытом помещении, так как это может привести к раздражению рта, горла и легких. Длительное воздействие паров гидроксида калия может вызвать заболевания печени и почек, и OSHA определило его как возможный канцероген.

    Любой, кто работает с никель-кадмиевыми батареями, должен избегать контакта с внутренними компонентами и тщательно мыть руки после работы.В случае разлива обязательно наденьте защитную одежду, в том числе виниловые или ПВХ перчатки, защитные очки и защитную маску. Конечно, никогда не пытайтесь ликвидировать разлив опасного материала, если вы не прошли надлежащую подготовку.

    Транспортировка

    Имейте в виду, что никель-кадмиевые батареи содержат опасные материалы и должны быть маркированы и задокументированы в соответствии с действующими правилами IATA (UN2797 или UN2800, в зависимости от обстоятельств), регулирующими транспортировку никель-кадмиевых батарей с вентиляцией.

    В конце концов, вы можете обеспечить долгий срок службы своих никель-кадмиевых аккумуляторов, применяя надлежащие методы технического обслуживания. Весь персонал, обслуживающий их или даже работающий с ними, должен быть обучен надлежащим методам работы. Обязательно соблюдайте все процедуры, рекомендованные производителем. Если возможно, воспользуйтесь любым обучением, доступным у производителя или его дистрибьюторов. В конце концов, знание правильных процедур может обеспечить долгий и безопасный срок службы вашей батареи.

    Дополнительные ресурсы

    Консультативный циркуляр FAA 00-33B
    Практика эксплуатации, технического обслуживания и капитального ремонта никель-кадмиевых аккумуляторов.

    Батареи Marathon
    P.O. Box 8233
    Waco, TX 76714
    (254) 776-0650
    www.mptc.com

    Saft
    711 Industrial Boulevard
    Valdosta, Georgia 31601
    (229) 247-2331
    www.saftbatteries.com

    Большие ставки на твердотельные батареи — окупаемость приближается

    Что вы узнаете:

    • Преимущества и проблемы при производстве твердотельных батарей по сравнению с литий-ионными батареями.
    • Последние достижения в области твердотельных аккумуляторов от компаний со всего мира.
    • Консорциум твердотельных аккумуляторов, базирующийся в Великобритании.

    Автомобильные компании ожидают, что в ближайшие годы электромобили станут массовым явлением, заменив автомобили с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Для этого у электромобиля должен быть такой же пробег, как и у нынешних автомобилей с ДВС, что означает увеличение емкости аккумуляторной батареи электромобиля.

    Есть два способа увеличить мощность. Во-первых, увеличить количество аккумуляторов, но тогда стоимость аккумуляторов в расчете на одно транспортное средство возрастет, и аккумуляторы будут занимать слишком много места в транспортном средстве.Альтернативой является переход к твердотельным батареям с нынешних литий-ионных батарей, где во время зарядки и разрядки батареи электрически заряженные частицы (или ионы) лития переходят от одного электрода к другому через жидкий электролит.

    Твердотельные аккумуляторы обладают значительными потенциальными преимуществами по сравнению с обычными литий-ионными аккумуляторами. Твердотельная батарея обещает быть легче, иметь большую плотность энергии (проще говоря, чем выше плотность, тем выше выходная мощность), быстрее заряжаться и быть более стабильной при экстремальных температурах.Материалы, предлагаемые для использования в качестве твердых электролитов в твердотельных батареях, включают керамику (например, оксиды, сульфиды, фосфаты) и твердые полимеры.

    Исследовательская организация Yole Développement ожидает, что коммерциализация твердотельных аккумуляторов начнется примерно в 2025 году. По данным Yole, к 2027 году объем рынка твердотельных аккумуляторов составит около 2,36 ГВтч, после чего начнется ускоренный рост.

    Во всем мире стремительно растет количество исследовательских центров, работающих над новыми соединениями, которые будут служить как электродами, так и электролитом для будущих твердотельных батарей.Несколько видов полностью твердотельных батарей, вероятно, появятся на рынке по мере продолжения технического прогресса. Первый тип будет представлять собой твердотельные батареи с анодами на основе графита, обеспечивающие улучшенные энергетические характеристики и безопасность. Со временем более легкие технологии твердотельных батарей с использованием металлического литиевого анода должны стать коммерчески доступными.

    Помимо исследований материалов, эксперименты сосредоточены на улучшении производственного процесса с целью увеличения масштабов массового производства. Давайте посмотрим на последние разработки.

    Последние достижения в области твердотельных аккумуляторов

    Toyota, крупнейший в мире автопроизводитель, заключила партнерское соглашение с Panasonic и объявила, что в этом году дебютирует прототип твердотельного аккумулятора. Toyota также сообщила о своем намерении инвестировать более 13,5 миллиардов долларов к 2030 году в разработку аккумуляторов следующего поколения, в том числе твердотельных.

    Toyota стремится сократить стоимость своих аккумуляторов на 30% и более, работая над используемыми материалами и структурой элементов.Компания разрабатывает твердотельные батареи через Prime Planet Energy & Solutions Inc., совместное предприятие с Panasonic, которое начало свою деятельность в апреле 2020 года и насчитывает около 5100 сотрудников, в том числе 2400 в дочерней компании в Китае.

    Южнокорейская компания Hyundai вкладывает 100 миллионов долларов в SolidEnergy Systems (SES), дочернюю компанию Массачусетского технологического института. Компания SES, основанная в 2012 году, разрабатывает безанодные литий-металлические батареи и планирует начать массовое производство твердотельных батарей в 2030 году.

    По данным компании, усовершенствованные материалы в батареях SES делают их в два раза более плотными, сохраняя при этом безопасность, сравнимую с сегодняшними литий-ионными батареями. SES запустит пилотную производственную линию для производства прототипов, которые войдут в настоящие электромобили. Прототипы представлены в версиях на 50 и 100 А.

    Volkswagen инвестировал в QuantumScape Corp., американскую компанию по производству аккумуляторов, поддерживаемую Биллом Гейтсом и SAIC Motors, которая планирует представить свои аккумуляторы для электромобилей VW в 2024 году. VW заявляет, что батарея будет обеспечивать запас хода примерно на 30% больше, чем батарея с жидким электролитом, и заряжаться до 80% емкости за 12 минут, что составляет менее половины времени самой быстрой зарядки литий-ионных элементов, доступных в настоящее время.

    Компания QuantumScape заявляет о других существенных преимуществах по сравнению с литий-ионными батареями, в том числе о более низкой стоимости производства из-за отказа от основного материала анода. По оценкам компании, производственные затраты на ее батареи будут на 17% ниже, чем на литий-ионные; 50-80% улучшение дальности полета; и более длительное время автономной работы. Однослойные элементы этой фирмы выдержали более 1000 циклов при среднем сохранении энергии более 90 %.

    QuantumScape планирует поставить прототипы к 2022 году. Компания также объявила о планах довести продукт до серийного производства в партнерстве с Volkswagen к 2024 году.

    Литий-металлические аноды, часто используемые в полностью твердотельных батареях, склонны вызывать рост дендритов, что может вызывать нежелательные побочные эффекты, снижающие срок службы батареи и безопасность. Компания Samsung разработала прототип аккумуляторной батареи, которая, как утверждается, способна питать электромобиль на расстоянии до 800 км без подзарядки и имеет срок службы более 1000 циклов зарядки .

    Исследователи Samsung предложили использовать композитный слой серебро-углерод (Ag-C) в качестве анода.Исследовательская группа обнаружила, что включение слоя Ag-C в прототип карманного элемента позволило батарее поддерживать большую емкость и более длительный срок службы, а также повысить общую безопасность. Нанокомпозитный слой Ag-C толщиной всего 5 мкм позволил команде уменьшить толщину анода и увеличить плотность энергии до 900 Втч/л. Это также позволило им сделать свой прототип примерно на 50% меньше по объему, чем обычная литий-ионная батарея.

    Ранее в этом году Передовой технологический институт Samsung представил результаты исследования твердотельной батареи, которая может быть заряжена/разряжена более 1000 раз при пробеге 800 км без подзарядки.Samsung рассчитывает подготовить прототип полностью твердотельных аккумуляторных элементов к 2025 году и начать массовое производство в 2027 году. Говорят, что в начале 2022 года BMW получит испытательные ячейки для твердотельных батарей от Solid Power, которая заявляет, что ее твердотельная технология может обеспечить на 50% большую плотность энергии, чем современные литий-ионные батареи.

    Solid Power расширяет свои мощности и мощности по производству твердотельных аккумуляторов для использования в электромобилях.Компания переезжает в здание площадью 75 000 квадратных футов, что дает ей возможность значительно увеличить производство электролитного материала на основе сульфидов, необходимого для ее аккумуляторов.

    Новое здание позволит Solid Power производить около 2500 кг (около 5500 фунтов) электролита в месяц по сравнению с нынешними 100 кг в месяц. Компания производит элементы емкостью 20 Ач и вскоре начнет производство элементов емкостью 100 Ач, которые будут использоваться в батареях электромобилей.

    Не все производственные процессы для твердотельных батарей еще полностью отлажены.Калифорнийская компания Sakuu рассматривает 3D-печать как средство создания тонких (менее 50 мкм) керамических слоев. Компания считает, что единственный способ сделать это — использовать 3D-печать, в отличие от типичного метода рулонной печати, поскольку керамика является хрупкой и склонной к растрескиванию, когда электролит расширяется и сжимается во время использования. По оценкам Сакуу, для печати одного элемента батареи потребуется 30 секунд или меньше, а для печати 8000 элементов в аккумуляторном блоке мощностью 75 кВт потребуется максимум шесть часов.

    Консорциум твердотельных аккумуляторов

    Консорциум семи британских организаций разрабатывает прототип технологии твердотельных аккумуляторов, ориентированный на автомобильные приложения и использующий масштабируемые технологии производства.Его разработку возглавит Институт Фарадея — независимый британский институт исследований в области электрохимического накопления энергии.

    В консорциум также входят следующие организации, занимающиеся исследованиями, разработкой и производством аккумуляторов:

    • Britishvolt — британский разработчик Gigaplant.
    • E+R (Emerson & Renwick) — ведущий разработчик производственного оборудования.
    • Johnson Matthey — ведущий поставщик аккумуляторных материалов в Великобритании.
    • Оксфордский университет — возглавляет проект Института Фарадея по созданию твердотельных батарей (SOLBAT).Проект SOLBAT стартовал в марте 2018 г. и недавно был продлен до апреля 2023 г.
    • UK Battery Industrialization Center — центр развития производства аккумуляторов, позволяющий расширить производство аккумуляторов в Великобритании.
    • Уорикский университет — исследования и разработки аккумуляторов.

    Твердотельные батареи имеют возможность существенного увеличения плотности энергии и улучшения других параметров батареи.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.