Плотность аккумулятора – что это такое, как измеряется и зачем нужна
Про автомобильные аккумуляторы на нашем сайте написано уже немало статей, однако один аспект регулярно оказывался вне нашего поля зрения, а именно что такое плотность аккумулятора, зачем она нужна, как измеряется и так далее. С другими показателями батареи: емкостью, силой пускового тока и так далее – ситуация простая, они понятные, объективные и их даже замерять не нужно, потому что все указано на этикетке. А вот что такое плотность и зачем она нужна понятно далеко не всем. А между тем это очень важно.
Измерение плотности электролита аккумулятораЧто такое плотность
Чтобы ответить на этот вопрос нам придется разобрать принцип работы аккумулятора и посмотреть на него с точки зрения химии. Само устройство простое и известно каждому автолюбителю – свинцовые пластины помещены в специальную жидкость, которую называют электролитом. Электролит — это ни что иное как смесь дистиллированной воды и серной кислоты (h3SO4).
Химическая сторона вопроса тоже проста. Свинцовые пластины делятся на две части: есть отрицательно заряженные пластины из обычного свинца (Pb), и положительно заряженные пластины, которые представляют собой диоксид свинца (PbO). Диоксид, если кто помнит из школьного курса химии, это соединение с увеличенным количеством кислорода. Из-за избытка кислорода оно не очень устойчивое и легко вступает в химическую реакцию. Именно на этой особенности и построена работа аккумулятора. Свинцовые пластины начинают взаимодействовать с серной кислотой, кислород «отсоединяется» от свинца, а свинец вытесняет водород из серной кислоты, образуя сульфат свинца (PbSO4). Оставшиеся не у дел кислород и водород соединяются вместе в воду (h3O).
Пластины в аккумулятореКогда машина заведена и аккумулятор заряжается от генератора происходит обратный процесс – электролит кипит, вода распадается на водород и кислород, которые «отвоевывают» себе места в кислоте и свинце, снова становясь PbO и h3SO4.
При следующем пуске двигателя они снова превращаются в сульфат свинца и воду, и так по кругу. Но с той лишь оговоркой, что вечного двигателя не изобрели, и сульфат свинца распадается не полностью. С каждым новым циклом зарядка-разрядка в пластинах все меньше становится чистого свинца, который может поучаствовать в химической реакции. Когда его станет совсем мало, аккумулятор отправится в пункты приема вторсырья, а владелец машины в магазин за новой батареей. Впрочем, в нормальных условиях это происходит нечасто: примерно раз в пять лет.
Это все очень интересно, но причем тут плотность? Так вот как раз плотность это соотношение воды и серной кислоты в электролите. Электролит в любом состоит из двух этих компонентов, но важно соотношение. Если серной кислоты очень мало, а воды много, то нечему будет взаимодействовать со свинцом и давать ток, необходимый для запуска мотора. В сильно разряженных аккумуляторах электролит почти полностью превращается в воду, машину с таким не заведешь.
Как замерить плотность
Для измерения плотности электролита придуман специальный прибор, который называется ареометр. Это стеклянная трубочка, которая имеет балласт в нижней части. Показание зависит от того насколько глубоко погрузится опущенный в электролит прибор. Чем меньше плотность, тем ниже он уйдет. В верхней части прибора есть шкала, которая позволяет считывать значения плотности. Сама процедура очень проста – выкручиваются крышки всех банок и в них по очереди опускается прибор. Обычно считается среднее значение по всем секциям.
АреометрКакая должна быть плотность электролита вопрос неоднозначный. Значение нормы сильно зависит от условий проведения замера. Классическим считается показание 1,27-1,28 г/см.куб, но это если замерять при температуре +20 С. Чем холоднее окружающая среда, тем выше должна быть плотность. Например, при -20 хорошим значением будет уже 1,29г/см.куб. И дело тут не только в том, что при низких температурах проводимость тока ухудшается. Серная кислота не позволяет электролиту замерзнуть при отрицательных температурах.
Если ее концентрация будет мала, то электролит превратится в лед, батарея замерзнет. Если плотность ниже 1,2 г/см.куб, то этого мало даже для жаркого лета.
Что делать если ареометр показал очень маленькую плотность. Ставить аккумулятор на зарядку! Зарядное устройство позволит рассульфатизировать свинцовые пластиты и высвободить серную кислоту. А что если просто долить чистой серной кислоты? Этот способ тоже поможет повысить плотность, но он больше используется на крайнем севере, где к плотности электролита повышенные требования, и кстати, чистую серную кислоту никто не льет, используется так называемый замещающий электролит, с повышенным содержанием кислоты. Но такие манипуляции требуют опыта и хорошего понимания процесса, для обычных водителей самый правильный путь повышения плотности – подзарядка.
Зарядка аккумулятораПомимо того, что замер плотности позволяет понять состояние аккумулятора, это еще и один из способов его диагностики. Замер нужно проводить во всех «банках» и сравнивать значение.
Допустимым считается разброс в 0,02 г/см.куб, если отклонение больше, значит в каких-то ячейках аккумулятора есть электрические проблемы, например, короткое замыкание. Эксплуатировать такой аккумулятор нельзя.
Плотность и долив воды
В прошлых разделах мы не упомянули о еще одном аспекте, связанном с плотностью – это долив воды. Водители со стажем помнят, что раньше в аккумуляторы нужно было постоянно доливать дистиллированную воду, потом появились так называемые необслуживаемые батареи, в которые доливать вроде как ничего не нужно. Как так получается?
Помните, мы описывали процесс зарядки аккумулятора, когда электролит закипает и вытесняет свинец. При кипении вода имеет свойство выпариваться, ее количество от цикла к циклу уменьшается. Казалось бы, в химических процессах аккумулятора она не участвует, почему важно, чтобы воды было много? Да потому, что свинцовые пластины должны быть полностью погружены в электролит. Если воды мало, то пластины не всей массой взаимодействуют с серной кислотой.
Такие ячейки уже не могут отдавать много тока, для запуска мотора может не хватить. Кроме того, выпаривание воды может очень сильно поднять плотность. Поэтому в обслуживаемые аккумуляторы нужно периодически подливать воду. И именно воду, а не готовый электролит, ведь серная кислота выпариванию не подвержена.
Почему же в современных АКБ подливать уже ничего не нужно. Там вода не выпаривается? Выпаривается, но значительно меньше. Дело в том, что в старые аккумуляторы для механической прочности свинцовых пластин добавляли сурьму, которая разлагает воду на водород и кислород и способствует выпариванию, в новых используют присадки кальция. Такие аккумуляторы хуже переносят глубокий разряд, но зато и расход воды у них очень маленький. Да, она тоже выпаривается, но в таком количестве, что запаса, по расчетам конструкторов, должно хватить на весь срок жизни аккумулятора. Обычно, действительно, хватает, но могут быть исключения.
Итого
Для многих читателей так мог и остаться непонятным вопрос, а зачем же все-таки заниматься измерением плотности электролита аккумулятора? Ответ простой – это поможет минимизировать количество ситуаций, когда не получилось завести мотор из-за разрядки батареи, и понять в каких случаях есть смысл в зарядке, а в каких пришла пора идти за новым аккумулятором.
Тем более, что сама процедура измерения плотности очень проста – открутил крышку банки, опустил прибор, посмотрел значение. Не слишком сложные телодвижения, чтобы быть уверенным в пуске двигателя.
Автор — Александр Нечаев.
Как самостоятельно увеличить плотность электролита в аккумуляторе
Почему падает плотность электролита?
1. Разряд устройства. Как правило, разряжение в аккумуляторе автомобиля происходит в холодное время года, поэтому зимой используют специальные методы, позволяющие восстановить и поднимать уровень заряда. Проблема может проявляться в автомобильном аккумуляторе, который близок к естественному износу. При быстром разряде можно сделать вывод о падении пропорции рабочего раствора до критически низкого уровня. Проблема разряжения может быть связана с механическим повреждением устройства или неисправностью генераторной установки, в результате чего электросеть автомобиля питается от АКБ.
2. Выкипание рабочей жидкости в результате перезарядки аккумулятора.
Если на устройство поступает постоянное напряжение, это приводит к разделению воды на кислород и водород. В результате при зарядке жидкость выкипает и уровень электролита снижается.
3. Постоянное добавление дистиллированной воды вместо химического раствора. Если долить жидкость единожды, то уровень плотности АКБ в машине упасть не должен, но постоянные доливания будут этому способствовать.
Как подготовить аккумулятор к восстановлению?
Перед тем, как восстановить на обслуживаемом аккумуляторе плотность электролита, необходимо выполнить ряд действий:
1. Производится демонтаж батареи с авто, для этого предварительно ослабляются клеммные зажимы устройства.
2. При наличии защиты выполняется ее снятие. Для этого потребуется гаечный ключ соответствующего размера.
3. С помощью отвертки или другого приспособления с плоским наконечником производится откручивание пробок на банках. Рекомендуется использовать защитные очки и перчатки, чтобы не допустить появления ожогов.
4. Пользователь выполняет диагностику объема рабочей жидкости в устройстве. Для легковых транспортных средств данный параметр должен составить около 1,5 сантиметров выше пластин. Диагностика плотности электролита должна производиться через 3 часа после подзарядки устройства либо примерно через 10 ч после остановки двигателя. Если уровень жидкости соответствует норме, то ареометр опускается в банки и с помощью груши производится набор небольшого объема воды.
5. В зависимости от температуры воздуха производится оценка полученных параметров. Проверка выполняется для каждой банки отдельно. В идеале данный показатель должен составить в диапазоне от 1.25 до 1.29 г/см3.
При подготовке аккумуляторной батареи необходимо учитывать следующие нюансы:
— Перед открытием банок пользователю нужно произвести очистку корпуса устройства от загрязнений чистой ветошью. Это нужно сделать для того, чтобы при откручивании пробок грязь не попала внутрь батареи. В противном случае возможен полный выход устройства из строя.
— Если диагностика будет выполняться без демонтажа батареи, то нужно убедиться в ее качественной посадке. Устройство не должно болтаться.
— При подготовке аккумуляторную батарею нельзя переворачивать, поскольку это может привести к разрушению пластин, расположенных внутри. В результате АКБ полностью выйдет из строя без возможности восстановления.
Как самостоятельно увеличить плотность электролита?
Для правильного проведения процедуры необходимо учитывать следующие нюансы:
— При приготовлении нового рабочего раствора в дистиллированную воду добавляется кислота, а не наоборот. В противном случае начнется кипение жидкости.
— Пользователю понадобятся точные расчеты нужного объема кислоты, так как в процессе заряда уровень плотности электролита увеличивается.
ВАЖНО ЗНАТЬ
На новом аккумуляторе самостоятельно поднимать плотность электролита не рекомендуется, поскольку это приведет к более быстрому разряду устройства. Повышенный рабочий параметр негативно повлияет на функциональность батареи.
Что понадобится?
Чтобы правильно повысить плотность аккумуляторной батареи перед зимним периодом, нужно подготовить следующие материалы и инструменты:
— ареометр;
— мерный стакан или другая аналогичная емкость;
— отдельная емкость для разведения нового рабочего раствора;
— клизма-груша;
— корректирующий раствор либо кислота;
— дистиллированная вода.
Пошаговая инструкция по повышению плотности электролита добавлением жидкости
Правильный способ для увеличения параметра плотности электролита батареи:
1. Перед тем, как в аккумуляторе поднять плотность, производится снятие аккумуляторной батареи с автомобиля. Для этого отключаются клеммные зажимы и производится демонтаж фиксирующей пластины. Действия по выполнению задачи осуществляются с применением гаечного ключа.
2. С банки аккумуляторной батареи отбирается небольшой объем рабочего раствора. Для этого используется ареометр.
3. Вместо изъятого объема жидкости в банку добавляется корректирующий раствор вещества при необходимости увеличения плотности.
В случае, если требуется понизить этот параметр, используется дистиллированная вода с плотностью 1,00 г/см3.
4. Затем аккумулятор ставится на подзарядку. На протяжении последующих 30 минут производится подзарядка устройства номинальным током. Такие действия позволят залитому корректирующему раствору смешаться с рабочей жидкостью.
5. Аккумуляторная батарея отключается от зарядного прибора на один-два часа. Это позволит плотности в банках «выровняться» и снизиться уровню температуры. Также за два часа из банок выйдут все пузырьки, благодаря чему исключается вероятность погрешности при контрольном замере.
6. Повторно производится диагностика уровня плотности электролита, при необходимости процедура повторяется заново. Также при необходимости в банки добавляется жидкость для увеличения или уменьшения параметра, а затем заново производится замер.
ВАЖНО ЗНАТЬ
Надо учитывать, что разница параметра плотности между банками должна составить не более 0,01 г/см3. Если при выполнении задачи не удалось достигнуть такого результата, то требуется выполнить дополнительную, «выравнивающую» зарядку на протяжении 1-2 часов.
При этом параметр тока должен составить в 2-3 раза меньше номинального.
Как поднять зарядным устройством?
Для повышения плотности зарядным оборудованием выполняются следующие действия:
1. Аккумуляторная батарея доводится до полной зарядки. Предварительно нужно снять устройство с автомобиля и подключиться к оборудованию, которое будет заряжать АКБ, с соблюдением полярности. Сначала выполняется соединение с прибором, а затем его подключение к сети.
2. В процессе восстановления заряда пользователю нужно следить за состоянием электролита. После того, как жидкость начала кипеть, необходимо снизить параметр силы тока до 1-2 ампер. При кипении воды происходит ее испарение, это приводит к тому, что плотность концентрации электролита начинает повышаться.
3. Время испарения жидкости определяется конкретной ситуацией, в некоторых случаях на это может потребоваться более 24 часов.
4. После снижения уровня воды в банках производится добавление электролита и замер плотности.
5. При необходимости производится повторение данной операции.
Руководство по повышению плотности в необслуживаемом аккумуляторе
Действия по повышению плотности выполняются аналогичные, разница заключается в получении доступа к рабочей жидкости:
1. В необслуживаемых устройствах корпус полностью закрыт, поэтому пользователю надо демонтировать батарею и снять с нее наклейку. Крышку аккумулятора снимать не нужно, поскольку установить ее обратно будет сложно.
2. Нужно сделать отверстие в крышке, используя шило или дрель. Оно должно быть небольшим, поскольку придется впоследствии его запаивать.
3. Используя одноразовый шприц в АКБ добавляется дистиллят или корректирующий электролит в зависимости от того, что нужно сделать с рабочим параметром. Следует добавлять по 5 мл жидкости. Рекомендуется использовать банку батареи, в которой расположен индикатор плотности. Если индикатор стал черного либо зеленого цвета, то в аккумулятор нужно добавить еще 20 мл жидкости.
4. Для определения уровня рабочего раствора игла опускается в банку, а шток подтягивается в обратном направлении. Затягивая рабочий раствор в шприц, рекомендуется отмечать уровень с помощью маркера. Если в батарее применяется пластик светлого оттенка, то уровень жидкости можно определить на просвет или замерить с помощью линейки. Остальные банки доливаются до уровня, который должен составить на 1,5-2 см выше поверхности пластин.
5. После выполнения задачи отверстия нужно заделать герметиком либо специальными резиновыми пробками. Затем аккумулятор следует осторожно потрясти, чтобы перемешать электролит. Но действовать надо аккуратно, чтобы не повредить пластины.
Как увеличить плотность, если она ниже 1,18
Если рабочее значение плотности составил менее 1,18 г/см3, описанные способы не позволят решить проблему и пользователю потребуется полностью сливать кислоту из банок.
Алгоритм действий при этом будет такой:
1. Электролит откачивается из аккумуляторной батареи, насколько это возможно (для откачки можно использовать грушу с клизмой).
2. Аккумулятор осторожно переворачивается без резких движений. Это позволит предотвратить возможное осыпание пластин. В дне устройства надо просверлить отверстия в каждой банке с помощью дрели. Эти действия рекомендуется выполнять в емкости, к примеру, миске или тазике.
3. Затем аккумулятор устанавливается в вертикальное положение и из него сливаются остатки рабочего раствора.
4. Производится промывка батареи с помощью дистиллята.
5. Отверстия в дне аккумулятора запаиваются, на этом этапе важно убедиться в герметичности устройства, чтобы не допустить дальнейшей утечки жидкости. Производится заливка нового раствора в батарею.
Важно знать
Пластик для запаивания отверстия в аккумуляторе должен быть максимально устойчивым к воздействию серной кислоты. Кроме того, если цвет электролита коричневый или черный, восстанавливать батарею не имеет смысла. Темный оттенок свидетельствует об осыпании пластин или о разрушении батареи.
Плотность энергии литий-ионных аккумуляторов
Промышленные титаны: литий-титанатные (LTO) аккумуляторы
Аккумуляторы LTO являются одним из старейших типов литий-ионных аккумуляторов и имеют плотность энергии ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов, около 50-80 Втч/кг.
В этих батареях титанат лития используется в аноде вместо углерода, что позволяет электронам входить и выходить из анода быстрее, чем в других типах литий-ионных батарей.
Эта структура позволяет батареям LTO заряжаться намного быстрее и безопасно работать с большими токами, но низкая плотность энергии делает их плохо подходящими для погрузочно-разгрузочного оборудования.
Они, как правило, дороже и обычно используются для электромобилей, автомобильных аудиосистем и мобильных медицинских устройств.
Высокая энергия, высокий риск: литий-кобальт-оксидные (LCO) батареи
Литий-кобальт-оксидные батареи имеют высокую плотность энергии 150-200 Втч/кг. Их катод состоит из оксида кобальта с типичным углеродным анодом со слоистой структурой, которая перемещает ионы лития от анода к катоду и обратно.
Аккумуляторы этого типа популярны благодаря высокой плотности энергии и обычно используются в сотовых телефонах, ноутбуках и, в последнее время, в электромобилях.
Кобальт — очень энергоемкий материал, но он может быть дорогим. По мере роста спроса на использование в электромобилях этот ресурс быстро истощается. На самом деле скоро мир может столкнуться с дефицитом кобальта.
Кобальт также очень летуч. Литий-кобальтовые аккумуляторы не выдерживают большие токи из-за риска перегрева, что представляет значительный риск для безопасности. Аккумуляторы LCO имеют более низкую термическую стабильность, что означает, что они очень чувствительны к более высоким рабочим температурам и перезарядке.
Производительность по цене: Литий-никель-марганцево-кобальтовые оксидные (NMC) батареи
Литий-никель-марганцево-кобальтовые оксидные батареи также имеют высокую плотность энергии 150–220 Втч/кг. Они используют кобальт в катоде, как и батареи LCO, но они также содержат никель и марганец, чтобы повысить стабильность.
Аккумуляторы NMC используются в большинстве электромобилей, производимых сегодня, но также используются в медицинских устройствах и электронных велосипедах.
Секрет успеха этой батареи заключается в ее хорошо сбалансированном химическом составе; известно, что никель обладает высокой плотностью энергии, но нестабилен, как и кобальт, в то время как марганец более стабилен, но также имеет меньшую плотность энергии. Конкретное соотношение различных элементов зависит от производителя, но добавление никеля обычно предназначено для уменьшения количества дорогого кобальта.
Аккумуляторы NMC могут выдерживать большие зарядные токи и более широкий диапазон температур, чем аккумуляторы LCO. Однако, поскольку батарея по-прежнему содержит кобальт, стоимость увеличивается из-за дефицита на рынке.
Доступные, безопасные и надежные: литий-железо-фосфатные (LFP) батареи
LFP батареи имеют высокую плотность энергии 90-160 Втч/кг. Хотя это ниже, чем у некоторых кобальтовых батарей, это все же один из самых высоких показателей среди всех типов батарей. В батареях
LFP используется фосфат железа в качестве катода и графитовый электрод в сочетании с металлической подложкой в качестве анода.
Фосфат лития-железа, или LiFePO4, представляет собой встречающийся в природе минерал, недорогой, нетоксичный, обладающий хорошей термической стабильностью и высокой плотностью энергии. Аккумуляторы
LFP идеально подходят для тяжелого оборудования и промышленных условий благодаря своей способности выдерживать большие нагрузки и широкий диапазон температур. Они появились как новый вариант для вилочных погрузчиков и другого тяжелого электрического оборудования, которое требует высокого уровня надежности и исторически полагалось на свинцово-кислотные батареи.
Исследователи сообщают о прогрессе в создании твердотельной литий-воздушной батареи с высокой плотностью энергии литий-воздушная батарея, плотность энергии которой достигает 685 Втч/кг при комнатной температуре. Кроме того, они утверждают, что их новая батарея будет недорогой в производстве и более безопасной, чем обычная литий-ионная батарея, поскольку она является твердотельной, то есть не содержит жидкостей, которые могут протечь или загореться.
Вот реферат к докладу, опубликованному 2 февраля в журнале Наука (платный доступ).Литий-воздушная батарея на основе оксида лития (Li2O) теоретически может обеспечивать плотность энергии, сравнимую с плотностью энергии бензина. Образование оксида лития включает четырехэлектронную реакцию, которую труднее осуществить, чем процессы одно- и двухэлектронной реакции, которые приводят к супероксиду лития (LiO2) и пероксиду лития (Li2O2) соответственно.
Используя композитный полимерный электролит на основе наночастиц Li10GeP2S12, встроенных в полимерную матрицу модифицированного полиэтиленоксида, мы обнаружили, что Li2O является основным продуктом твердотельной литий-воздушной батареи при комнатной температуре. Аккумулятор перезаряжается на 1000 циклов с малым поляризационным зазором и может работать на высоких скоростях. Четырехэлектронная реакция обеспечивается продуктом разряда смешанного ионно-электронного разряда и его границей с воздухом.
Одним из 12 исследователей, занимающихся исследованиями литий-воздушных аккумуляторов, является Мохаммад Асади, доцент химического машиностроения Иллинойского технологического института.
В пресс-релизе IIT говорится, что конструкция батареи, созданная Асади и его коллегами, способна хранить один киловатт-час электроэнергии на килограмм — в четыре раза больше, чем текущая технология литий-ионных батарей. Это означало бы трансформацию электрического транспорта, особенно транспортных средств большой грузоподъемности, таких как самолеты, поезда и подводные лодки.
Компания Asadi начала производить батареи с твердым электролитом, которые обеспечивают безопасность и энергоэффективность по сравнению с батареями с жидким электролитом. Он выбрал смесь полимера и керамики, которые являются двумя наиболее распространенными твердыми электролитами, но оба имеют недостатки. Объединив их, Асади обнаружил, что может воспользоваться преимуществами высокой ионной проводимости керамики, а также высокой стабильностью и высокой межфазной связью полимера.
Результат позволяет критической обратимой реакции, которая позволяет батарее функционировать — образование и разложение диоксида лития — происходить с высокой скоростью при комнатной температуре, впервые это стало возможным в литий-воздушной батарее.
«Мы обнаружили, что этот твердотельный электролит обеспечивает около 75 процентов общей плотности энергии. Это говорит нам о том, что есть много возможностей для улучшения, потому что мы считаем, что можем минимизировать эту толщину без ущерба для производительности, и это позволит нам достичь очень и очень высокой плотности энергии», — говорит Асади.
Он говорит, что планирует работать с партнерами по отрасли, поскольку он движется к оптимизации конструкции батареи и разработке ее для производства. «Эта технология является прорывом, и она открывает большие возможности для вывода этих технологий на рынок», — говорит Асади.
Дешевый, но эффективный твердотельный электролит
Один из основных вкладов авторов заключается в том, что они разработали легкий полимерно-керамический композит, который проводит ионы Li+ примерно в 15 раз лучше при комнатной температуре, чем другие твердые материалы, испытанные до сейчас, пишет The Daily Kos. Другие придумали очень хорошие проводники Li+ для литий-воздушных батарей, но они были сделаны из расплавленных солей, которые являются жидкими и тяжелыми.
Им также нужны высокие температуры для эффективной работы, поэтому они не являются ни безопасными, ни недорогими.
Но здесь есть еще одно ключевое достижение, отмечает The Daily Kos . В предыдущих литий-воздушных батареях Li2O2 переносит два электрона от лития на каждый кислород, но в этом новом прототипе химическая реакция выглядит так:
4 Li+ + 4 e- + O2 → 2 Li2O (4 e- на O2)
Одна из ключевых проблем с использованием Li2O при комнатной температуре заключается в том, что переходное состояние — Li2O2 — отдает свои электроны обратно кислороду. Как исследователи предотвращают это, когда кислорода по определению много? Они открыто признают, что еще не до конца понимают процесс, но, по словам 9, он, вероятно, происходит примерно так.0048 Дейли Кос .
Во-первых, электролит является таким хорошим проводником Li+, что позволяет избытку Li+ быстро перемещаться, тогда как раньше Li+ просто не мог проходить через электролит достаточно быстро, чтобы не отставать.
Во-вторых, продукты, которые образуются первыми, LiO2 и Li2O2, по-видимому, образуют покрытие на поверхности каталитического материала, которое все еще проводит ионы, но не пропускает кислород, так что Li2O2 может далее преобразовываться в Li2O без препятствий со стороны кислород. LiO2 и Li2O2 образуются в течение примерно 15 минут разрядки аккумулятора. После этого это все Li2O, пока батарея не разрядится.
Одним из самых больших преимуществ катализатора, разработанного исследователями для катода, является то, что он сделан из фосфида молибдена, который широко распространен и недорог. Таким образом, они не только изготовили отличный твердотельный проводник Li+, но и недорогой катализатор, способный стимулировать прямые и обратные реакции с кислородом, поэтому систему можно перезаряжать. Они протестировали свою новую литий-воздушную батарею в течение 1000 циклов и отметили очень незначительное падение производительности.
Результатом всего этого является то, что у нас может быть основа для сверхэффективных автомобильных аккумуляторов и для хранения возобновляемой энергии — и все из-за материала, через который ионы лития проникают при комнатной температуре.
The Takeaway
Как и в случае со всеми новостями о достижениях в области аккумуляторов в лаборатории, мы должны относиться скептически до тех пор, пока не будут проведены дополнительные испытания и не будет доступно больше данных. Обычно путь от лаборатории до производства занимает пять и более лет. При этом сама мысль о батарее, которая имеет плотность энергии, приближающуюся к плотности энергии бензина, является поводом для празднования. Если это правда, это продвинет движение «электрифицировать все» на один гигантский шаг вперед. Этого достаточно, чтобы заставить даже самых циничных из нас немного взволноваться литий-воздушными батареями.
Мне не нравится платный доступ. Вам не нравится платный доступ. Кто любит платный доступ? Здесь, в CleanTechnica, мы на какое-то время внедрили ограниченный платный доступ, но он всегда казался неправильным — и всегда было сложно решить, что мы должны оставить там. Теоретически ваш самый эксклюзивный и лучший контент находится за платным доступом.
Но тогда его читает меньше людей! Нам просто не нравится платный доступ, поэтому мы решили отказаться от своего. К сожалению, медийный бизнес по-прежнему остается жестоким и беспощадным бизнесом с крошечной маржой. Это бесконечный олимпийский вызов — оставаться над водой или даже, возможно, — вздох — расти. Так … Если вам нравится то, что мы делаем, и вы хотите поддержать нас, пожалуйста, вносите небольшую сумму ежемесячно через PayPal или Patreon, чтобы помочь нашей команде делать то, что мы делаем! Спасибо!
Подпишитесь на ежедневные обновления новостей от CleanTechnica по электронной почте. Или следите за нами в Новостях Google!
У вас есть совет для CleanTechnica, хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.