Какой должна быть плотность электролита в аккумуляторе: какая должна быть, как проверить, как поднять?

Содержание

Как проверить и какая должна быть

Анализ электролита из аккумулятора и замер его плотности помогает владельцу автомобиля судить о его химическом состоянии. Плотность кислотосодержащей жидкости внутри банок АКБ зависит от очень многих факторов, поэтому важно уметь правильно определять значение этого параметра в зависимости от условий эксплуатации автомобиля.

Что такое плотность электролита

Плотностью любого физического тела или жидкости считается, как отношение массы вещества к занимаемому объёму. Этот параметр для жидкости, заливаемый в банки свинцового аккумулятора, выражается в граммах на кубический сантиметр.

Определить плотность вещества визуально не представляется возможным поэтому для измерения этого параметра используют специальное устройство.

Чем можно померить плотность электролита

Замерить концентрацию электролита можно с помощью медицинского шприца объёмом 10 см3 и точных цифровых весов. Работа выполняется следующим образом:

  1. Пустой шприц без иглы кладётся на весы и показания измерительного прибора записываются в блокнот.
  2. На шприц одевается тонкая резиновая трубка, которая опускается в одну из банок аккумулятора.
  3. В шприц набирается ровно 10 мл кислотосодержащей жидкости.
  4. Шприц, без резиновой трубки, кладётся на весы и результат измерения снова записывается.
  5. Производятся несложные арифметические вычисления:
    • Из массы шприца с электролитом вычитается масса пустого медицинского изделия.
    • Получившееся значение делится на 10.

В результате получится точное значение плотности в одной банке. Таким образом нужно измерить этот показатель во всех банках.

Каждый раз осуществлять измерение таким образом невыгодно ни по затраченному времени, ни по удобству выполнения процедуры. Намного удобнее и проще произвести измерение плотности кислотосодержащей жидкости аккумулятора с помощью ареометра.

Он состоит из специальной колбы с находящимся внутри поплавком. Внутренняя деталь поплавка имеет свинцовую огрузку поэтому при закачивании в ёмкость жидкости, эта деталь устанавливается строго в вертикальном положении. На поверхности поплавка имеется градуированная шкала, по которой можно узнать точное значение плотности электролита аккумулятора.

Почему может повыситься или понизиться плотность электролита

Изменение концентрации электролита может произойти по следующим причинам:

  1. При изменении уровня заряженности батареи (прямая корреляция).
  2. При негерметичном корпусе аккумулятора. Если в нем есть трещины или пробки плохо прикручены, то будет уходить жидкость и при доливке дистиллированной воды плотность будет снижаться.
  3. Добавление электролита вместо дистиллированной воды, при испарении жидкости в летнее время (увеличение плотности).
  4. Неправильно приготовленный электролит. Наиболее часто такая ситуация может возникнуть при самостоятельном добавлении кислоты в воду.
  5. Интенсивное испарение воды из банок в летний период.

Как правило, установить причину изменения концентрации электролита в домашних условиях не составляет большого труда, но чтобы правильно определить величину такого отклонения, необходимо знать, какое значение является эталонным.

Какая плотность электролита в аккумуляторе должна быть

Технические требования по плотности электролита могут существенно отличаться для кислотных аккумуляторов, эксплуатируемых в различных климатических условиях.

Какая должна быть плотность электролита зимой

Необходимость в поддержании концентрации серной кислоты в электролите на более высоком уровне обусловлено опасностью замерзания жидкости при низких температурах воздуха. Полностью заряженный аккумулятор должен обладать плотностью смеси 1,27 – 1,28 г/см3. Тогда он легко переносит морозы до минус 70 градусов.

При падении плотности до 1,20 г/см3 жидкость гарантированно превратиться в лёд уже при температуре минус 30 градусов. В результате кристаллизации, жидкость значительно увеличивается в объёме, поэтому при эксплуатации машины в зимний период необходимо тщательно следить за тем, чтобы аккумулятор был полностью заряжен.

Невыполнение этого требования приведёт к разрушению внутренних пластин устройства, что станет причиной полной неработоспособности аккумуляторной батареи.

Плотность
электролита (г/см3)
Степень
заряженности (%)
Замерзание
электролита (С)
1,27100-60
1,2694-55
1,2587,5-50
1,2481-46
1,2375-42
1,2269-37
1,2162,5-32
1,256-27
1,1950-24
1,1844-18
1,1737,5-16
1,1631-14
1,1525-13
1,1419-11
1,1312,56-9
1,126-8
1,110,0-7

Какая должна быть плотность электролита летом

Летом исключается вероятность образования льда внутри банок аккумулятора, но в обслуживаемых аккумуляторных батареях плотность может произвольно повышаться за счёт испарения воды.

Эксплуатация АКБ с повышенной концентрацией электролита приводит к существенному снижению эксплуатационного срока батареи, вследствие более агрессивного воздействия кислотосодержащей жидкости на сепараторы.

Чтобы избежать подобных негативных последствий, в обслуживаемых моделях, следует производить регулярный контроль уровня электролита в летний период и при необходимости разбавлять смесь дистиллированной водой.

Как проверить плотность аккумулятора

Если плотность электролита необходимо замерять регулярно, то без ареометра не обойтись. Осуществляется процедура замера следующим образом:

  1. Выкручиваются пробки аккумуляторной батареи.
  2. Узкая часть вводится в банку.
  3. Груша, находящаяся в верхней части прибора, сжимается. Затем необходимо отпустить резиновую верхнюю часть, чтобы образовавшееся отрицательное давление способствовало наполнению резервуара измерительного прибора кислотосодержащей жидкостью.

Определяется концентрация электролита по его уровню на градуированной шкале поплавка. Таким несложным методом производится измерение в каждой банке аккумуляторной батареи.

Как измерить плотность в необслуживаемом аккумуляторе

Необслуживаемые аккумуляторы не имеют в своей конструкции закрываемых технологических отверстий. Это означает, что производителем не была предусмотрена возможность самостоятельного измерения плотности электролита в течение всего срока службы АКБ.

Для умельцев такая особенность конструкции не является непреодолимой преградой на пути улучшения состояния устройства, в работе которого наблюдаются значительные отклонения от нормы.

Они превращают необслуживаемую модель аккумулятора в обслуживаемую при помощи дрели, которым в середине каждой банки делаются отверстия значительные отверстия.

В отверстиях метчиком нарезается резьба, а для изготовления пробки используется пластиковый прут подходящего диметра, на котором с помощью плашки делается определённого диаметра и шага резьба.

Получившуюся пластиковую шпильку разрезают на 6 отрезков длинной по 3 – 4 см. Самодельные пробки вкручиваются в сделанные ранее отверстия и далее батарея эксплуатируется как обслуживаемая.

Есть другой популярные метод. С краю, в крышке просверливают 6 маленьких отверстий, через которые можно будет получить полноценный доступ к жидкости в каждой банке аккумулятора.

Замерив электролит таким образом, герметичность элемента питания можно восстановить при помощи силиконового герметика. Чтобы при проведении герметизации вещество не попало внутрь аккумулятора, рекомендуется с помощью самодельного проволочного крючка попытаться выпрямить часть пластмассы, которая была продавлена в процессе изготовления отверстия.

Внимание! При механическом повреждении корпуса аккумулятор слетает с гарантией, и в случае допущения ошибки она может выйти из строя. Мусор провалившийся в банки также может снизить продолжительность жизни батареи.

Как поднять плотность в аккумуляторе

Падает плотность электролита, обычно, при добавлении дистиллированной воды в аккумуляторную батарею, имеющую негерметичный корпус. В этом случае обычно наблюдается разная концентрация в банках.

Если плотность в аккумуляторе невозможно выровнять во всех банках до приемлемого значения зарядным устройством, то производят замещения части кислотосодержащей жидкости свежим заводским электролитом. Корректировка плотности электролита выполняется в такой последовательности:

  1. Из проблемной банки с помощью груши удаляется максимально возможное количество электролита.
  2. В банку заливается свежая кислотосодержащая смесь.

Если в результате подобных действий в банках не происходит достаточного увеличения плотности, то процедуру следует повторить.

Как понизить плотность АКБ

Работа аккумулятора с повышенной плотностью электролита может негативно отразиться на его работоспособности, поэтому при наличии в банке электролита, концентрация которого выше 1,28 проводят процедуру позволяющую снизить концентрацию серной кислоты.

Процесс понижения плотности производится таким же образом, как и при выполнении процедуры повышения концентрации раствора, но вместо электролита в аккумулятор добавляется дистиллированная вода. То есть, вначале из проблемной банки удаляется часть электролита, а затем объём восполняется химически чистой водой.

Остались вопросы по плотности электролита или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полезным, полным и точным.

Какой плотности должен быть электролит в АКБ зимой. Все что нужно знать | Ремонт авто своими руками

Проверка плотности – это один из пунктов процесса обслуживания аккумуляторной батареи, так как от него будет зависеть степень заряженности и состояние АКБ. Что напрямую будет сказываться на том, сможете ли вы завести автомобиль при сильном морозе или нет. Поэтому если у вас в автомобиле стоит обслуживаемая батарее, то вы просто обязаны знать какая должна быть плотность электролита и что делать, когда она отличается от требуемого значения!

Плотность аккумулятора замеряется при температуре +25°С. В случае, если температура отличается от требуемой, в показания вносятся поправки (±0,01 г/см3).

Какой должна быть плотность в автомобильной АКБ

Плотность аккумулятора должна быть установлена исходя из совокупности требований и условий эксплуатации:

при умеренном климате должна находиться на уровне 1,25-1,27 г/см3 ±0,01 г/см3;

— в холодной зоне, с зимами до -30 градусов на 0,01 г/см3 больше;

— в жаркой субтропической — на 0,01 г/см3 меньше;

— в регионах, где зима особо сурова (до -50 °С) приходится повышать плотность от 1,27 до 1,29 г/см3, дабы аккумулятор не замерз.

Чем меньше плотность электролита в полностью заряженном аккумуляторе, тем он дольше прослужит.

Помните, что, как правило, аккумуляторная батарея, находясь на автомобиле, заряжена не более чем на 80-90 % её номинальной ёмкости, поэтому плотность электролита будет немного ниже, чем при полном заряде.

Высокая плотность электролита приводит к снижению срока службы аккумуляторной батареи. Низкая плотность электролита в аккумуляторе приводит к снижению напряжения, затрудненному пуску двигателя.

Высокая плотность электролита приводит к снижению срока службы аккумуляторной батареи. Низкая плотность электролита в аккумуляторе приводит к снижению напряжения, затрудненному пуску двигателя.

Заметьте, что ни зимой ни летом плотность электролита в аккумуляторе изменять не нужно, требуется лишь измерять и контролировать, чтобы она не отклонялась от номинального значения. Только в очень холодных зонах, где столбик термометра часто на отметке ниже -30 градусов (в плоть до -50), корректировка допускается.

Снижение плотности до 1,09 г/см3, приводит к замерзанию АКБ уже при температуре -7°С.

В том случае, если плотность и опустилась до критического значения, то это не значит, что ее нужно поднимать с помощью корректирующего раствора, сначала полностью зарядите аккумуляторную батарею при помощи зарядного устройства. Так как получасовые поездки от дому к работе и обратно не позволяют электролиту прогреется, и, следовательно, хорошо зарядится, ведь аккумулятор принимает заряд лишь после прогрева. Так что разряженность изо дня в день увеличивается, и в результате падает и плотность.

Интервал изменения плотности электролита от полного разряда до полного заряда у исправной АКБ не должен превышать 0,15-0,16 г/см3.

Измеряя плотность ареометром важно чтобы данные во всех ячейках были одинаковыми. Сильно пониженная плотность в какой-то из ячеек говорит о присутствии в ней дефектов. Но если она одинаково низкая во всех ячейках, то это свидетельствует о глубоком разряде, сульфатации или же просто устаревании.

Если возникает необходимость, делается корректировка плотности. Нужно будет отобрать определенный объем электролита с АКБ и добавить корректирующий (1,4 г/cм3) или же дистиллированной воды с последующей 30 минутной зарядкой номинальным током и выдержкой в течение нескольких часов для выравнивания плотности во всех отсеках.

Все нюансы смотрите здесь.

Информация была полезной не забывайте ставить палец вверх и ПОДПИСЫВАТЬСЯ!

Плотность аккумулятора: как измерить и повысить.

Аккумулятор состоит из отдельных гальванических элементов, преобразующих химическую реакцию в электрическую энергию. Каждый элемент имеет напряжение 2 V. Плотность аккумулятора (электролита) формируется шестью элементами, последовательно соединенными в одном пластмассовом корпусе. Работают они на повышение напряжения. А силу тока можно увеличить, соединив их параллельно.

Устройство

Аккумуляторная батарея (АКБ) является химическим источником тока, резервирующим электрическую энергию для питания стартера. Она же снабжает током приборы автомобиля. Считается хорошим подспорьем, когда наблюдается низкая мощность генератора.

К основным параметрам АКБ следует отнести:

  • номинальную емкость;
  • напряжение;
  • ток холодного запуска двигателя.

Данные маркируются на корпусе аккумулятора.

Практически все автомобильные аккумуляторы работают на свинцово — кислотных батареях. Материал корпуса из пропилена, изоляционный, стойкий к кислоте. Каждый аккумулятор содержит попеременно расположенные положительно и отрицательно заряженные электроды. Между пластинами (электродами) размещаются пластиковые сепараторы, отделяющие пластины друг от друга.

Сами электроды представляют собой свинцово–кальциевый сплав, рассчитанный на ограничение степени саморазряда. То есть, за полтора года он может разрядиться на 50%. Эти аккумуляторы относятся к категории не обслуживаемых, поскольку потеря воды в них составляет всего 1 гр/Ач. Кстати, добавление серебра или олова в электроды заметно повышает их коррозионную стойкость.

Структура решетки положительных и отрицательных элементов имеют разную технологию изготовления. Например, на отрицательных электродах делаются просечки свинцовой пластины, затем проводят растяжку. Положительные электроды состоят из опорной рамы с жилками конкретной направленности. Такая конструкция обеспечивает качественную жесткость и ограничивает их линейное расширение. Более того, положительные пластины покрываются диоксидом свинца, а отрицательные, губчатым свинцом. Отрицательные и положительные элементы помещаются в сернокислотный раствор, величина плотности которой зависит от уровня зарядки батареи.

Принцип работы

Действие аккумулятора является результатом способности его преобразовывать химическую реакцию в электрическую энергию при разряде, наоборот, при заряде. Исходя из этого принципа, все АКБ работают в циклическом режиме.

То есть, подключение потребителей вызывает разряд активной положительной и отрицательной масс, взаимодействующих с электролитом. В этом случае плотность падает, «садится». Но АКБ заряжается от генератора. Зарядку батарей можно получить и от зарядного устройства. Происходит процесс преобразования раствора в двуокись свинца и соединение серной кислоты, что приводит к повышению плотности раствора.

Нужно отметить, что работоспособность батареи во многом зависит от температуры среды. При повышенной температуре отдаваемая мощность повышается, что приводит к саморазряду, величина которого находится в прямой зависимости от температуры среды и конструкции электродов.

Продолжительность работы АКБ составляет 4÷5 лет и это средняя величина.

Плотность

Определяется визуально, так называемым, стеклянным глазом или цветным датчиком. Зеленый оттенок на нем свидетельствует о заряженности, черный цвет – среднем уровне зарядки и желтый означает низкую величину зарядки. Значит, принцип работы этого визуального прибора построен на плотности электролита.

Автомобильные батареи рассчитаны на жесткое крепление, посредством рамки, во избежание его опрокидывания или разлива.

Способ проверки

Плотность электролита в аккумуляторе проверяется простым автомобильным ареометром. Это стеклянная колбочка с резиновой грушей на верхнем конце и длинной резиновой трубкой снизу. Внутри колбы помещается обычный ареометр. Нажимая на грушу, выпускается из нее воздух. Резиновая трубка прибора опускается в банку как можно ниже. Расслабляя руку, выбирается из нее содержимое. При этом ареометр внутри колбы начинает всплывать и, не касаясь чего-либо, становится на отметке. Нижняя градуировка (мениск) и покажет плотность. Нажатием груши содержимое колбы сливается обратно. Процедура повторяется с каждой банкой.

Оптимальный уровень зарядки

Уровень зарядки автомобильного аккумулятора зимой достигает 25%. Это сигнал о необходимости произвести зарядку. Следует помнить, что зимой, при температуре среды–20° C и плотности 1г/см³, аккумулятор склонен замерзнуть. Поводом для подзарядки может стать и разная плотность отдельных банок в пределах 0,02 г/см³. При этом оптимальный ток не должен превышать 0,05 самой батареи. Например, для зарядки батареи, емкость которой составляет 60 Ач, сила тока будет 3,0 Ач. Лучше не доводить электролит до кипения сильным током. Кстати, слабый ток подзарядит батарею лучше. Если в течение двух часов раствор не закипает, а плотность остается без изменения, то считается аккумулятор полностью заряженным.

При исправной работе генератора и реле, аккумулятор получает наибольшую зарядку во время езды.

Нужно знать, что с запуском двигателя зимой аккумулятор начинает заряжаться только после достижения электролитом положительной температуры. Информация к тому, что зимние переезды, даже на короткие расстояния могут стать поводом полной разрядки источника тока.

Кстати, летом для плотности раствора достаточно 1.18

Проверка

Как проверить плотность аккумулятора денсиметром, если электролит уже разбавлялся дистиллированной водой. Здесь плотность замеряют через 40 минут после запуска двигателя. По наименьшему показателю плотности одной банки определяется, общая разрядка батареи. К примеру, если плотность электролита в аккумуляторе не удается измерить, степень разрядки проверяют нагрузкой стартера. Для этого используется специальная нагрузочная вилка. Посредством лапок, клемма каждой банки поочередно замыкается на 5 секунд, для фиксации показаний вольтметра. Разность по каждой банке не должна составлять более 0,2 V. При высокой разности, банка заменяется.

Повышение плотности

Вопрос как поднять плотность аккумулятора стоит всегда, когда стартер отказывает крутить маховик. Это, прежде всего, падение плотности батареи, которая может произойти по разным причинам. Что же делать? Нужно замерить показания электролита каждой банки, зная, что плотность его не должна превышать 1.29. Для северных реалий шкала может быть и выше. Но если цифра показывает, например, 1.18–1.20, добавка электролита с показателем 1.27 только повысит плотность. Процедура откачки старого остатка из одной банки выполняется при помощи клизмы–груши. Поочередно доливается новый раствор из расчета половины объема удаленного. После небольшой встряски, на предмет качественного смешения раствора, делается замер плотности. Если значение ее меньше нужного, доливается остальной объем. Процесс ведется до достижения необходимой плотности.

При всем желании, полная замена электролита не выдаст тех результатов, которые показывают новые батареи.

Влияние сульфатации

Это процесс окисления и затем кристаллизации, так или иначе, происходящих химических реакций. В результате элементы пластины становятся очагом высокого сопротивления внутри батареи. В этой ситуации имеет место резкое повышение сопротивления и закипание электролита. Незнание о появлении коричневых или бело–грязных пятен на пластинах вовсе не гарантирует нормальную работу аккумулятора.

Высокий уровень сульфатации приводит к скачкам температуры в момент запуска двигателя, повышению газовыделения. Фактор сказывается на емкости батареи, цвете и плотности раствора. Если оказия обнаружена своевременно, то можно воспользоваться процедурой разрядки–зарядки батареи.

Для этого нужно полностью зарядить ее и довести плотность до 1.285 г/см³, заправляя постепенно электролитом. Если переборщили, можно разбавить дистиллированной водой. Полностью зарядив батарею, начинают процесс разрядки, методом подключения лампы накаливания в пять ампер. Когда напряжение будет доведено до 10,2 V, нужно остановиться, поскольку эта величина равна напряжению 1,7 V каждой банки. При желании процесс можно повторить.

Есть утверждения о целесообразности этой методики спасения батареи.

Что ускоряет износ

  1. Использование некачественного раствора, непроверенной дистиллированной воды;
  2. длительное время хранения в разряженном состоянии;
  3. случаи замерзания раствора также весьма пагубно сказываются на работоспособности аккумулятора.

Но правильный, своевременный уход и обслуживание батарей всегда был залогом длительной ее эксплуатации

Плотность электролита в аккумуляторе (АКБ)

Концентрация серной кислоты в электролите характеризуется плотностью электролита. Плотность любой жидкости определяется как отношение ее удельного веса к удельному весу воды. Иными словами, чем удельный вес вещества (жидкости) больше, тем выше ее плотность. Эталоном плотности выбрана дистиллированная вода, плотность которой принята равной 1,000 при температуре 80°Ф (27°С). Плотность чистой серной кислоты составляет 1,835. Нормальная концентрация водного раствора серной кислоты (раствора, состоящего на 64% из воды и на 36% из серной кислоты, называемого электролитом) характеризуется плотностью электролита в пределах от 1,260 до 1,280 при температуре 80°Ф (27°С). Чем выше плотность электролита в аккумуляторной батарее, тем выше степень ее заряженности.

Рис. В процессе разряда аккумуляторной батареи плотность электролита снижается

Индикаторы степени заряженности аккумулятора

Некоторые типы аккумуляторных батарей оснащены встроенным индикатором степени заряженности. Такой индикатор представляет собой просто небольшой ареометр шарикового типа, вмонтированный в одну из ячеек аккумуляторной батареи. В этом ареометре используется пластмассовый шарик, который всплывает в электролите нормальной плотности (когда аккумулятор заряжен примерно на 65%). Когда шарик всплывает, он появляется в окошке ареометра, изменяя его цвет.

Рис. Типичный индикатор степени заряженности аккумуляторной батареи. При низкой плотности электролита (разряженная аккумуляторная батарея) шарик-поплавок тонет, соскальзывая с отражательной призмы. При достаточной степени заряженности аккумуляторной батареи шарик всплывает, и его цвет (обычно зеленый) приводит к изменению света, отражаемого призмой в сторону окошка индикатора, — оно темнеет

Рис. Аккумуляторная батарея с частично удаленным корпусом, в котором виден вмонтированный индикатор степени заряженности аккумулятора. Если уровень электролита опускается ниже дна призмы, окошко индикатора становится прозрачным (светлым). Производители аккумуляторных батарей предупреждают о том, что в случае снижения уровня электролита в герметизированной аккумуляторной батарее, такая аккумуляторная батарея подлежит немедленной замене. Попытка зарядить аккумуляторную батарею, имеющую недостаточный уровень электролита, может привести к скоплению в ней газов и закончиться взрывом аккумуляторной батареи

Поскольку ареометр контролирует плотность электролита только в одной из ячеек аккумуляторной батареи (а в 12-вольтовой аккумуляторной батарее их — шесть), и поскольку шарик ареометра может легко застрять в одном положении, полагаться на его показания, как на достоверную информацию о степени заряженности аккумуляторной батареи, не следует.

Связь между плотностью электролита, степенью заряженности и напряжением аккумуляторной батареи

Ниже в таблице приведены значения плотности электролита и соответствующие им значения степени заряженности и напряжения аккумуляторной батареи при температуре 80°Ф (27°С).

Плотность электролита Степень заряженности аккумуляторной батареи Напряжение аккумуляторной батареи (В)
1,265 Полностью заряжена Не ниже 12,6
1,225 Заряжена на 75% 12,04
1,19 Заряжена на 50% 12,2
1.155 Заряжена на 25% 12
Ниже 1.120 Разряжена 11,9 и ниже

Крепление аккумуляторной батареи в автомобиле

Аккумуляторная батарея, во избежание ее повреждения, должна быть обязательно надежно закреплена в автомобиле. Под действием нормальной вибрации автомобиля активная масса может осыпаться с пластин аккумуляторной батареи. Зажимы и кронштейны крепления аккумуляторной батареи обеспечивают ослабление ее вибрации, которая может стать причиной значительного снижения емкости и ресурса любой аккумуляторной батареи.


Плотность электролита в аккумуляторе — какая должна быть

Автомобильный аккумулятор предназначен для обеспечения бортовой сети транспортного средства и накопления энергии, которую вырабатывает генератор. Больше века кислотно-свинцовые батареи применяются в автомобильной промышленности и по-прежнему удерживают лидирующие позиции. Причина долголетия проста – высокая эффективность при дешевой себестоимости. Подобные батареи состоят из гальванических элементов, которые взаимодействуя с водным раствором серной кислоты, вырабатывают электрическую энергию. Такие источники питания имеют стабильную плотность электролита в аккумуляторе, отличаются высокой морозоустойчивостью и длительным сроком работы.

Плотность электролита

Электролит — это основной компонент аккумулятора, а именно, вещество, проводящее электрический ток вследствие распада на ионы в растворе. Основным свойством, которое необходимо знать при использовании АКБ в автомобиле, является плотность электролита — в науке данный термин означает соотношение массы жидкости к занимаемому объему. В АКБ роль раствора выполняет электролит, состоящий из кислоты и дистиллированный воды.

Непосредственно плотность зависит от температуры электролита (чем ниже температура, тем выше плотность). Работа аккумулятора – это чередование циклов разрядки и зарядки, во время которых происходит широкий спектр химических реакций. При разрядке батареи химическая энергия трансформируется в электрический ток, при зарядке электричество превращается в химическую энергию. Данные процессы оказывают серьезное влияние на плотность электролитического раствора. Процесс зарядки повышает плотность электролита, разряд элемента питания – понижает это значение.

Температура замерзания электролита в зависимости от плотности — Таблица 1

С помощью прибора ареометра можно замерить плотность электролита в аккумуляторе, а также точно определить степень зарядки АКБ. При полном разряде батареи, показатель плотности падает настолько, что между пластинами остается практически дистиллированная вода. Сульфат свинца, который избыточно вырабатывается во время разряда, полноценно не расходуется при зарядке батареи и покрывает свинцовые пластины белым налетом. Сульфатация негативно влияет на емкость аккумулятора, сокращая рабочий ресурс источника питания. Свинцовые пластины со временем начинают осыпаться, что приводит к короткому замыканию внутри батареи.

Поскольку электролит является смесью воды и кислоты, то плотность электролита в аккумуляторе может возрастать. При зарядке АКБ происходит электролиз – выкипание дистиллированной воды из корпуса, благодаря чему концентрация кислоты в растворе возрастает, увеличивая его плотность. Печальная перспектива электролиза очевидна. Потеря воды неизбежно приведет к уменьшению уровня жидкости. Свинцовые пластины оголятся и вступят в химическую реакцию с кислородом, что приведет к осыпанию свинца и выходу батареи из строя. Именно поэтому важно остановить зарядку батареи при первых признаках кипения жидкости и своевременно доливать дистиллят при низком уровне электролита в обслуживаемых батареях.

Какая должна быть плотность электролита в аккумуляторе

Отечественные автовладельцы ведут отчаянный спор о правилах эксплуатации аккумуляторных батарей. Количество автомобилей стремительно растет, и каждый водитель пытается сформулировать свою позицию по данному вопросу. Даже среди профильных специалистов мнения существенно разнятся. Поэтому будем отталкиваться от рекомендаций производителей, ведь только разработчики элементов питания способны сформулировать нюансы эксплуатации собственных изделий. Любая новая АКБ имеет сопроводительную инструкцию, в которой конкретно прописаны мероприятия по техническому обслуживанию.

Аккумуляторная батарея негативно воспринимает и повышенную, и пониженную плотность электролита. Высокий показатель плотности активизирует химические процессы, делая электролит «агрессивным», что приводит к значительному снижению рабочего ресурса изделия. Низкая плотность уменьшит емкость АКБ, что способствует проблемам запуска силового агрегата, особенно в зимнее время. Именно по этой причине необходимо придерживаться значений, рекомендованных производителем. Плотность полностью заряженного нового аккумулятора должна составлять 1.27 г/см3 при температуре +25 °С. При жарком климате допускается понижение плотности на 0,01 г/см3 , а при морозах — на 0,01 — 0,02 г/см3 больше.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Современный аккумулятор – устройство, сбалансированное и беспричинно корректировать электролит бессмысленно. Плотность электролита в аккумуляторе 1.27 г/см3 не позволит кристаллизоваться жидкости до –50°С. Подобные экстремальные температуры встречаются только на крайнем севере. В таких регионах плотность увеличивают, чтобы предотвратить замерзание электролита. Лучше своевременно заряжать батарею и не допускать разряда, чтобы показатель плотности держался в номинальном значении. Поскольку температура окружающей среды изменчива, то для замера плотности электролита предлагаем использовать специальную таблицу с поправками.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом — Таблица 2

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе

Данную процедуру необходимо выполнять с периодичностью в три месяца или каждые 15-20 тыс. км, дабы контролировать работоспособность элемента питания. Также замеры производят при покупке новой батареи или при возникновении проблем во время запуска двигателя. Проверку можно выполнить на станции технического обслуживания или самостоятельно в условиях гаража. Перед проверкой показателя электролита следует полностью зарядить аккумулятор и сделать временную паузу длительностью шесть часов. Ведь во время зарядки плотность электролита повышается и информация будет некорректной. Для процедуры измерения потребуется ареометр, который можно приобрести в любом автомагазине. Данное устройство вполне доступно, так как имеет низкую цену.

Для работы потребуется:

  • Ареометр
  • Защитные очки
  • Сухая хлопчатобумажная ткань
  • Резиновые перчатки.

Перед измерением источник питания необходимо установить на ровную поверхность и выкрутить заглушки. Далее следует рукой сжать резиновую грушу прибора и опустить наконечник ареометра в крайнюю банку АКБ. Погрузив устройство в электролит, грушу можно отпустить. Разряженный воздух в колбе, начнёт засасывать жидкость из банки. Теперь нужно визуально оценить уровень раствора в ареометре. Количество жидкости должно позволить измерительному поплавку свободно плавать внутри прибора.

После того, как поплавок прекратит колебательные движения, можно зафиксировать показатель плотности электролита, который должен составлять 1,24 – 1,29 г/см3. Если цифры существенно отличаются, то следует выполнить коррекцию плотности раствора. Аналогичные процедуры необходимо произвести со всеми банками аккумулятора. Следует помнить, что любые операции с электролитом необходимо выполнять в защитных перчатках и очках. После завершения работ пластиковый корпус АКБ рекомендуется насухо протереть чистой тряпкой, дыбы исключить саморазряд батареи.

Коррекция плотности электролита

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

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

Причины снижения плотности электролита

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

Как повысить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях

Любая батарея состоит из нескольких банок, поэтому, чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе, придется корректировать электролитический раствор в каждой отдельной емкости. С помощью спринцовки жидкость выкачивается и отправляется в мерную емкость. После чего в банку заливается аналогичное количество нового электролита, который в готовом виде можно приобрести в магазине. Данная операция выполняется с каждой банкой, после чего аккумулятор необходимо зарядить в течение 30 минут, чтобы раствор перемешался. Затем после двухчасовой паузы повторно измеряем показатели плотности. При необходимости нужно повторить коррекцию электролита. Важно помнить, что разность плотности в банках не должна превышать 0.01 г/см3.

Бывают ситуации, когда показатель плотности падает ниже значения 1.18 г/см3. В таких случаях вышеописанная технология не поможет восстановить работоспособность батареи – необходима полная замена электролитического раствора.

Как поднять плотность электролита зарядным устройством

Существует еще один способ, которым следует поделиться. Он требует меньших трудозатрат и больше времени. Суть процесса проста – необходимо поставить батарею на зарядку, выставив минимальный ток (не более 1A). Достигнув полного заряда, аккумуляторная батарея начнет «кипеть». При этом дистиллированная вода будет активно испаряться. Уровень жидкости в корпусе постепенно снизится. Вместо испарившейся воды, доливаем электролит номинальной плотности. Процесс очень длительный, однако, за несколько суток можно добиться необходимого результата.

Как заменить электролит в аккумуляторе

С помощью замены электролита в аккумуляторе владелец автомобиля может значительно продлить рабочий ресурс АКБ. Замена потребует наличие следующих компонентов:

  • Стеклянная линейка с узкой горловиной
  • Емкость с дистиллятом
  • Электролит необходимой плотности
  • Зарядное устройство
  • Ареометр
  • Пищевая сода
  • Средства защиты: (перчатки, фартук, очки)
  • Резиновая груша
  • Чистая ветошь.

Снятый с машины аккумулятор, тщательно протираем чистой ветошью, удаляя с поверхности грязь и пыль. Рекомендуется производить замену при комнатной температуре. После демонтажа крышек с банок производится откачка раствора. Переворачивать АКБ категорически запрещено, ведь химический осадок, скопившийся на дне, способен вызвать короткое замыкание в пластинах, после чего батарея придёт в негодность. Для удаления остатков электролита необходимо на дне каждой банки просверлить небольшое отверстие, через которое вытекут остатки жидкости.

Теперь в пустые банки заливается дистиллят, чтобы тщательно промыть внутренности батареи. Далее необходимо запаять отверстия специальным пластиком стойким к воздействию кислот. С помощью стеклянной воронки заливаем до необходимого уровня новый электролит, после чего аккумулятор ставится на зарядку. Для восстановления оптимальной емкости источник питания следует разрядить и снова зарядить. Заряженная полностью батарея должна выдавать напряжение 12.7 В. Процесс замены окончен, аккумулятор можно устанавливать на автомобиль.

Использованный электролит необходимо правильно утилизировать. Для этой цели потребуется сода, которая является щелочью и способна нейтрализовать разрушительное действие серной кислоты. В емкость с раствором высыпаем половину пачки соды и наблюдаем бурную химическую реакцию. После окончания бурления получившуюся субстанцию можно вылить в канализацию.

И напоследок совет: своевременно проверяйте плотность электролита своего аккумулятора и регулярно заряжайте батарею. Тогда источник питания «отблагодарит» своего хозяина длительной и бесперебойной работой.

Навигация по записям

Плотность электролита в аккумуляторе

Проверять плотность проводника электрического тока в аккумуляторе следует регулярно. Процесс является важным во всей системе обслуживания батареи. В свинцовых аккумуляторах плотность измеряется в г/см3 и пропорциональна концентрации раствора.

Почему важно поддерживать оптимальную плотность?

По плотности электролита аккумулятора можно определить состояние батареи. Если значение плотности понизилось, скорее всего, произошел сбой. Он может быть связан с:

  • наличием дефекта ячейки;
  • обрывом цепи;
  • глубоким разрядом батареи.

Аккумулятор не держит заряд? Следует в первую очередь проверить состояние электролита.


Важно! В ходе эксплуатации батареи вода постепенно испаряется. По этой причине электролит становится более концентрированным. Это может негативно сказаться на состоянии аккумулятора, сократив срок его службы.

Чем проверить?

Проверить плотность можно с помощью специального прибора. Его называют «денсиметр» (ареометр). Обычно проверки осуществляются при температуре +25 градусов.

При отсутствии специального прибора проверка может быть выполнена с помощью вольтметра (он есть практически у каждого автовладельца). Просто подключите к клеммам аккумулятора автомобильный тест и определите показатель напряжения.

Он должен варьироваться в диапазоне от 11,9 до 12,5 В.

Под нагрузкой показатели также изменяются. Минимальным является напряжение 13,9 В, максимальным – 14,4 В.

Какая должна быть плотность электролита в аккумуляторе?

Нормальная плотность зависит от климатической зоны, в которой используется аккумулятор. 

В зонах с умеренным климатом показатель плотности электролита в аккумуляторе может варьироваться от 1,25 до 1,27 г/см3.

В холодных зонах показатель является более высоким (на 0,01).

В жарких зонах показатель сокращается на 0,01 г/см3.

Важно! Плотность электролита влияет на емкость аккумулятора и срок его службы. Чем она меньше в полностью заряженном аккумуляторе, тем дольше прослужит устройство.

Таблица плотности электролита в аккумуляторе

Любой водитель иногда сталкивается с проблемой неожиданно севшей АКБ, однако, мало, кто знает, что причиной этого явления чаще всего является недостаточная плотность электролита.

Стоит отметить, что сразу же после приобретения новой батареи плотность субстанции до первой зарядки составляет не менее, чем то, которое установил производитель для конкретной климатической полосы в стране.

Необходимо обращать внимание на этот показатель, поскольку плотность напрямую зависит от определенной температуры, как и моторное масло.

Узнай время зарядки своего аккумулятора

Так АКБ, плотность электролита которой высока, легко эксплуатируется при самых сильных морозах, что позволяет сохранить нормальный заряд и уверенный запуск мотора.

При этом, если плотность субстанции в аккумуляторе низкая, то применять ее в холодном климате не представится возможным, поскольку это грозит:

  • плохой запуск в условиях морозной зимы;
  • стабильным недозарядом АКБ, что понижает срок ее эксплуатации.

Как правильно замерить плотность электролита

Замер плотности электролита

Стоит понять, что в процессе использования аккумуляторной батареи меняется плотность и объем электролита, а эти параметры придется контролировать собственноручно. Для того, чтобы замерить плотность электролита аккумулятора следует:

  • измерять ее только на 100% заряженной АКБ;
  • нельзя снимать аккумулятор с авто или выключать зажигание;
  • перед проверкой обязательно корректируется уровень электролита;
  • добавить в электролит воду, чтобы его объем был нормальным;
  • зарядка аккумулятора производится в течение всей ночи, но только небольшим током;
  • после того, как термин зарядки окончился, АКБ следует отключить от зарядного устройства и оставить его для отдыха;
  • после отстоя в шесть часов производят измерение плотности электролита, поскольку этот показатель будет самым точным;
  • проверять плотность субстанции следует не реже, чем одного раза в три месяца, однако, исключительно с замерами выводного напряжения;
  • для того, чтобы измерить плотность, стоит демонтировать, очистить и осмотреть АКБ;
  • после этого взять прибор для измерения уровня электролита и полую трубочку из стекла;
  • измерения проводятся только после установки аккумулятора на ровную поверхность и вывертывания его банок;
  • полая трубка опускается одним концом в баночку, а второй кончик зажимается одним из пальцев, после чего прибор осматривается на уровень электролита (норма – 12 или 15 сантиметров).

Понять в норме ли плотность субстанции поможет только лишь таблица плотности электролита в аккумуляторе при различных температурах и степени зарядки, приведенная ниже.

Степень зарядки Темпера тура
Выше 25 градусов Ниже 25 градусов
Зарядка на 100% 1.210 – 1.230 1.270 -1.290
Заряженная на 70% 1.170 — 1.190 1.230 – 1.250
Полностью разряженная 1.050 – 1.070 1.110 – 1.130

Мифы о зимней и летней плотности электролита

Профессионалы указывают на то, что плотность электролита в аккумуляторе согласно таблице зимой и летом практически неизменна. Ни в одном автомобильном магазине человеку не продадут АКБ с электролитом для зимнего или летнего периода.

Электролит плотностью в 1.27 или 1.28

В наши дни практически во всех аккумуляторах для всех регионов России применяется электролит плотностью в 1.27 или 1.28 грамм на кубический сантиметр. Самостоятельно корректировку электролита проводить категорически запрещено, поскольку это может вывести из строя даже новую рабочую АКБ. Как правило, повысить плотность электролита в аккумуляторе зимой или летом смогут только специалисты по ремонту данного агрегата и то только при его восстановлении.

Таблица плотности электролита в аккумуляторе позволяет понять в рабочем ли состоянии находится АКБ или же реанимировать ее не получится. Согласно данным таблицы можно понять, что плотность электролита 1.27 не позволит субстанции замерзнуть, пока температура не опустится до шестидесяти градусов, что в условиях российской зимы маловероятно.

В том случае, если сильно повысить плотность электролита летом или зимой, среда станет невероятно агрессивной, а значит, мгновенно выходят из строя пластины АКБ. Категорически запрещено в том случае, если показатели слегка больше или меньше, указанных в таблице, доливать электролит зимой, а дистиллированную воду летом.

Как повысить плотность электролита в домашних условиях

Для того, чтобы нормализировать плотность электролита до данных, указанных в таблице, зачастую достаточно будет просто зарядить аккумуляторную батарею. При этом слишком уж повышенная плотность электролита негативно будет влиять на состояние АКБ.

Перед тем, как повышать уровень плотности электролита до нормального уровня зимой или летом следует проделать простые манипуляции, чтобы повышенная плотность не повысилась еще больше, как это показано на видео:

  • приготовить таблицу значений для определенной АКБ при использовании ее в конкретном российском регионе;
  • взять ареометр и выдавить из груши воздух;
  • погрузить наконечник прибора в банку № 1 и набрать немного субстанции в него;
  • пождать несколько секунд и приступить к оцениванию результата, понимая, что он будет одинаковым летом и в зимнюю пору года.

При этом повышенная плотность будет определяться красным цветом индикатора, нормальная – зеленым. Потом стоит проделать вышеуказанные процедуры со второй банкой аккумуляторной батареи автотранспортного средства, чтобы определить повышенная или нет плотность электролита в ней.

Если же автомобилист все-таки собрался повысить плотность электролита в АКБ, ему придется по старинке разбавлять его дистиллированной водой. Однако в целях соблюдения мер безопасности вода наливается в емкость, куда тонкой струйкой понемногу добавляется кислота. Иначе, может произойти взрыв, поэтому обязательно следует надевать очки и резиновые перчатки.

Таблица плотности электролита

Чтобы исключить повышенную плотность, после доливки смеси аккумуляторную батарею следует подзарядить в течение тридцати минут для перемешивания.

Проблемы с электролитом связаны с тем, что при работе аккумулятора, он нагревается, а дистиллированная вода из него быстро испаряется.

Стоит отметить, что для получения самых точных результатов прибор следует промывать не проточной, а дистиллированной водой сразу же после применения. Неисправный ареометр может привести к неправильным результатам, а манипуляции с ним приведут к поломке аккумулятора.

Когда после всех процедур плотность электролита АКБ не приходит в норму, то его следует поменять в определенном объеме, иначе аккумулятор попросту выйдет из строя окончательно.

Практически каждый автомобилист знает, насколько важно держать аккумуляторную батарею своего автомобиля в порядке. От ее состояния зависит не только возможность пуска двигателя, но и нормальная работа всего электрооборудования машины. К сожалению, далеко не всем известно, что исправность и «боеготовность» батареи зависит не только от своевременной и качественной ее зарядки, но и от нормальной плотности электролита в аккумуляторе.

Устройство и принцип работы АКБ

Для того чтобы качественно провести обслуживание аккумулятора и обеспечить правильную его работу, необходимо хотя бы приблизительно представлять, что у него внутри и как все это работает. Поэтому, прежде чем перейти к вопросам об электролите, необходимо понять, как устроен автомобильный аккумулятор и по какому принципу он работает.

Конструкция батареи

Практически все свинцово–кислотные батареи имеют одинаковую конструкцию. Состоят они из отдельных секций (банок), каждая из которых имеет набор положительных и отрицательных пластин. Первые называются катодными и выполнены из металлического свинца. Вторые, анодные, сделаны из диоксида свинца. Пластины собраны в пакет и помещены в кислотостойкую емкость, в которую впоследствии заливается рабочая жидкость – водный раствор серной кислоты или так называемый электролит.

Устройство секции свинцово-кислотного аккумулятора:

  • 1 – крышка банки;
  • 2 – корпус банки;
  • 3 – ребристый отстойник;
  • 4 – пластины, собранные в пакет;
  • 5 – отрицательный (анодный) вывод;
  • 6 – отрицательный (анодные) пластины;
  • 7 – диэлектрическая прокладка – сепаратор;
  • 8 – положительный (катодный) вывод;
  • 9 – положительные (катодные) пластины.

Готовые секции, соединенные последовательно, и являются аккумуляторной батареей. В шестивольтовых АКБ таких секций три, в 12-ти вольтовых – шесть.

Как это работает

Итак, конструкция АКБ достаточно проста, но каким образом на ее выводах появляется напряжение? Действительно, если взять батарею прямо из магазина и подключить к ней вольтметр, то прибор покажет «0». Отсутствие тока обусловлено тем, что электролит не заливается в батарею сразу после изготовления, и в стоящем на магазинной полке аккумуляторе пластины сухие. Рабочая жидкость заливается в АКБ уже после покупки.

Самое время выяснить, для чего нужен электролит. Поскольку положительные и отрицательные пластины имеют различный химический состав, между ними, погруженными в кислотный раствор, возникает разность потенциалов (примерно 2 В на секцию, чем и обусловлено количество секций в батарее). При подключении к клеммам АКБ нагрузки между пластинами, благодаря высокой электропроводности электролита, начинает течь ток. Одновременно начинается химический процесс преобразования диоксида свинца в сульфат свинца с участием серной кислоты. Как только количество диоксида и серной кислоты упадет до определенного уровня, процесс прекратится, и батарея перестанет вырабатывать ток – разрядится.

В процессе разрядки серная кислота и диоксид свинца расходуются на образование сульфата свинца

Но аккумуляторы, в отличие от гальванических элементов (батареек), могут восстанавливать свои химические свойства. Если подключить АКБ к источнику постоянного тока, то под его действием сульфат начнет разлагаться на диоксид свинца и серную кислоту. Батарея начнет заряжаться, преобразуя электрическую энергию в химическую. Как только количество диоксида и кислоты достигнет исходных величин, батарею можно считать заряженной.

Химические процессы, возникающие в батарее при ее разрядке и зарядке

Серная кислота, входящая в состав электролита, играет одну из основных ролей в работе АКБ. Именно от ее свойств будет зависеть качественная и долговременная работа батареи в целом.

Понятие плотности электролита

Вполне понятно, что количество серной кислоты и диоксида свинца в батарее должно быть сбалансированным – ведь они расходуются вместе. Поскольку количество диоксида свинца определяется производителем, автомобилисту после покупки аккумулятора остается лишь заправить АКБ необходимым количеством кислоты. Емкость секций батареи тоже фиксирована, поэтому в нее больше нормы не зальешь.

Остается единственный вариант – разбавить кислоту нейтральной к свинцу жидкостью, что и делается. Разбавляется кислота обычной водой, но дистиллированной, чтобы соли, содержащиеся в обычной воде, не нарушили чистоту раствора и не вывели АКБ из строя. Обычно автолюбитель покупает уже готовый электролит нужной плотности в автомагазине, хотя приготовить его можно и самостоятельно.

Процентное отношение воды к кислоте в полностью заряженном аккумуляторе составляет 70/30. Но при составлении электролита и его измерениях намного удобнее пользоваться единицами плотности – г/см. куб. или кг/м. куб. Удельный вес воды и кислоты различен, а значит, по общей плотности раствора можно судить о процентном соотношении его составляющих – концентрации.

Оптимальная концентрация кислоты

Пониженная концентрация, как правило, приводит к ускоренной сульфатации пластин – образованию на них нерастворимого сульфата свинца, который уже не может разложиться на кислоту и диоксид. В результате емкость батареи катастрофически падает, КПД уменьшается, а внутреннее сопротивление увеличивается (сульфат – диэлектрик).

Даже полностью заряженная, но сульфатированная батарея, выдающая, казалось бы, нормальное напряжение, садится после первого пуска, а то и вообще не в состоянии провернуть стартер. Кроме того, электролит с низкой плотностью замерзает при более высоких температурах, а значит, на стоянке даже при легком морозе батарею попросту разорвет льдом.

Чрезмерно высокая плотность электролита в аккумуляторной батарее не менее опасна, поскольку излишняя кислотность сокращает ресурс батареи в разы, буквально съедая пластины. Конечно, аккумулятор, залитый одной кислотой, будет крутить «как зверь», но сколько проживет такая АКБ? Сутки, может неделю. Если повезет – месяц.

А теперь пора вернуться к оптимальной плотности. В сети можно увидеть множество таблиц «рекомендованной» плотности, в зависимости от климатических условий. Если тепло – пониже, если мороз – повыше. Чем грозят эти «повыше» и «пониже», было описано в предыдущих абзацах. Поэтому не стоит изобретать велосипед, поскольку все эксперименты уже провели производители АКБ, а рекомендованная плотность приводится в сопроводительной документации.

С новым, сухим (сухозаряженным) аккумулятором все просто – в него заливается электролит комнатной температуры с плотностью 1.28 г/см. куб. Через час концентрация упадет до 1.26 – 1.27 г/см. куб., и батарея готова к работе. Далее, в процессе заряда/разряда аккумулятора и в зависимости от температуры окружающей среды, плотность раствора будет все время колебаться. Больше разряд – ниже плотность, идет заряд – плотность повышается. В нормально функционирующей АКБ отношение плотности к степени заряда и напряжению на клеммах выражается следующими показателями:

  • 1.265 кг/м. куб. — 12.6 … 12.7 В — полностью заряжена;
  • 1.225 кг/м. куб. — 12.3 … 12.4 В — 75%;
  • 1.190 кг/м. куб. — 12.0 … 12.1 В — 50%;
  • 1.115 кг/м. куб. — 11.8 … 11.9 В — 25%;
  • 1.120 кг/м. куб. — 11.6 … 11.7 В — разряжена;
  • ниже 1.120 кг/м. куб. — ниже 11.6 В — глубокий разряд.

Стоит обратить внимание на то, что все параметры батареи, включая плотность и напряжение, сильно зависят от температуры. Поэтому значения справедливы только при 26.7 градусах Цельсия. Если нужно провести измерения при другой температуре окружающей среды, то дополнительно придется воспользоваться таблицей плотности электролита от температуры, которую несложно найти в сети.

Выяснив зависимость плотности от выходного напряжения батареи, а значит, и от степени ее заряда, контролировать концентрацию электролита несложно. Достаточно замерить напряжение на клеммах отключенного аккумулятора любым вольтметром, затем измерить плотность и проверить их соответствие.

Проверка плотности рабочей жидкости

Для измерения плотности жидкостей существуют специальные приборы – ареометры или плотномеры. Есть такой и для автомобильных аккумуляторов. Выполнен он в виде большого шприца, внутри которого расположен поплавок со специально отградуированной шкалой.

Поплавок автоареометра комплектуется специальным «шприцем» для работы в узкогорлых секциях аккумуляторов.

Для того чтобы измерить плотность в аккумуляторе, со всех его секций сворачиваются пробки. Далее грушу ареометра сжимают, а его иглу погружают в секцию. Отпустив грушу, набирают в шприц электролит. При этом поплавок прибора всплывает. Плотность жидкости считывают со шкалы по тому уровню, до которого всплыл поплавок.

Поплавок всплыл до уровня 1.200. Плотность электролита – 1.2 г/см. куб.

После измерения грушу вновь сжимают, а после слива электролита обратно в батарею ареометр промывают проточной водой и сушат. Не следует забывать, что каждая секция – отдельная, независимая часть АКБ, поэтому плотность нужно измерить в каждой.

Когда и чем доливают аккумулятор

Необходимость доливки рабочей жидкости в батарею возникает нечасто, но она бывает необходимв. Что, сколько и в каких случаях нужно доливать? Всего таких случаев два: низкий уровень электролита и ненормальная кислотность рабочей жидкости.

Низкий уровень в секциях

Эта ситуация возникает часто, поскольку в процессе работы батареи вода испаряется или, как принято говорить, выкипает. При этом уровень раствора в секциях уменьшается, и края пластин оказываются сухими. Определить это можно визуально, просто свинтив пробки с секций и заглянув в заливные горловины. Нормальный уровень жидкости в секции должен быть примерно на 1 см выше уровня среза пластин. В некоторых АКБ даже имеется специальная метка, отштампованная на корпусе. Если уровень низкий, то ситуация хоть и серьезна, но устранить ее легко. Для этой операции понадобятся:

  • медицинский шприц без иглы или автомобильный ареометр;
  • дистиллированная вода;
  • средства защиты (очки и резиновые перчатки).

Дистиллированная вода набирается в шприц и заливается в соответствующие секции, до нужного уровня. После доливки жидкости в аккумулятор его ставят на зарядку. В этом плане автоареометр намного предпочтительней, поскольку, долив воду, тут же можно проконтролировать плотность раствора.

Следует соблюдать осторожность: нельзя работать с кислотой, если глаза не защищены.

Ненормальная кислотность

Если изначально батарея была заправлена как положено, то чрезмерно большая плотность электролита в аккумуляторе может появиться только в случае, если выкипела вода или измерения проводились при сильном морозе (с понижением температуры плотность повышается, и это нормально). В первом случае достаточно просто долить воду, во втором – произвести перерасчет или, что проще и правильнее, заняться измерениями в отапливаемом помещении.

А вот падение концентрации кислоты – ситуация реальная. Обычно это происходит из-за неправильной эксплуатации АКБ или ввиду ее «преклонного возраста». Причина – появление нерастворимого сульфата, который при своем образовании использовал кислоту, но уже не разлагается при зарядке, а значит, вернуть ее обратно в раствор не может. Ситуация не особо радостная, но восстановить плотность необходимо хотя бы для того, чтобы дотянуть до покупки новой батареи.

Прежде чем принять решение о доливке кислоты, необходимо еще раз убедиться в том, что плотность действительно ниже положенной при текущем состоянии АКБ. Если решение принято, то понадобятся ареометр, перчатки, очки и корректирующий электролит плотностью 1.35 — 1.40 г/см. куб. (в продаже есть и такой).

Корректирующий электролит для доливки в автомобильный аккумулятор

В крайнем случае подойдет и стандартный 1.28 г/см. куб., но, возможно, придется отобрать лишнюю жидкость из секции в отдельную емкость, чтобы освободить место для более «крепкого».

Методика доливки та же, что и воды, но при этом плотность в банке постоянно контролируется тем же ареометром.

Категорически запрещается поднимать концентрацию раствора доливкой чистой серной кислоты. Во-первых, это очень опасно, во-вторых, даже нескольких грамм концентрированной кислоты достаточно, чтобы кардинально изменить плотность раствора в секции, а значит, выставить нужную плотность пол-литровым ареометром исключительно сложно.

Плотность электролита в аккумуляторе очень важный параметр у всех кислотных АКБ, и каждый автовладелец должен знать: какая плотность должна быть, как её проверить, а самое главное, как правильно поднять плотность аккумулятора (удельный вес кислоты) в каждой из банок со свинцовыми пластинами заполненных раствором h3SO4.

Проверка плотности – это один из пунктов процесса обслуживания аккумуляторной батареи, включающий так же проверку уровня электролита и замер напряжения АКБ. В свинцовых аккумуляторах плотность измеряется в г/см3. Она пропорциональна концентрации раствора, а обратно зависима, относительно температуры жидкости (чем выше температура, тем ниже плотность).

По плотности электролита можно определить состояние батареи. Так что если батарея не держит заряд, то следует проверить состояние её жидкости в каждой его банке.

Плотность электролита влияет на емкость аккумулятора, и срок его службы.

Проверяется денсиметром (ареометр) при температуре +25°С. В случае, если температура отличается от требуемой, в показания вносятся поправки, как показано в таблице.

Итак, немного разобрались, что это такое, и что нужно регулярно делать проверку. А на какие цифры ориентироваться, сколько хорошо, а сколько плохо, какой должна быть плотность электролита аккумулятора?

Выдерживать оптимальный показатель плотности электролита очень важно для аккумулятора и стоит знать, что необходимые значения зависят от климатической зоны. Поэтому плотность аккумулятора должна быть установлена исходя из совокупности требований и условий эксплуатации. К примеру, при умеренном климате плотность электролита должна находиться на уровне 1,25-1,27 г/см3 ±0,01 г/см3. В холодной зоне, с зимами до -30 градусов на 0,01 г/см3 больше, а в жаркой субтропической — на 0,01 г/см3 меньше. В тех регионах, где зима особо сурова (до -50 °С), дабы аккумулятор не замерз, приходится повышать плотность от 1,27 до 1,29 г/см3.

Много автовладельцев задаются вопросом: «Какой должна быть плотность электролита в аккумуляторе зимой, а какой летом, или же нет разницы, и круглый год показатели нужно держать на одном уровне?» Поэтому, разберемся с вопросом более подробно, а поможет это сделать, таблица плотности электролита в аккумуляторе с разделением на климатические зоны.

Нюанс, который следует знать — чем меньше плотность электролита в полностью заряженном аккумуляторе, тем он дольше прослужит.

Также нужно помнить, что, как правило, аккумуляторная батарея, находясь на автомобиле, заряжена не более чем на 80-90 % её номинальной ёмкости, поэтому плотность электролита будет немного ниже, чем при полном заряде. Так что, требуемое значение, выбирается чуть-чуть повыше, от того, которое указано в таблице плотности, дабы при снижении температуры воздуха до максимального уровня, АКБ гарантированно оставался работоспособным и не замерз в зимний период. Но, касаясь летнего сезона, повышенная плотность может и грозить закипанием.

Высокая плотность электролита приводит к снижению срока службы аккумуляторной батареи. Низкая плотность электролита в аккумуляторе приводит к снижению напряжения, затрудненному пуску двигателя.

Таблица плотности электролита в аккумуляторе

Таблица плотности составляется относительно среднемесячной температуры в январе-месяце, так что климатические зоны с холодным воздухом до -30 °C и умеренные с температурой не ниже -15 не требуют понижения или повышения концентрации кислоты. Круглый год (зимой и летом) плотность электролита в аккумуляторе не стоит изменять, а лишь проверять и следить, чтобы она не отклонялась от номинального значения, а вот в очень холодных зонах, где столбик термометра часто на отметке ниже -30 градусов (в плоть до -50), корректировка допускается.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой

Плотность электролита в аккумуляторе зимой должна составлять 1,27 (для регионов с зимней температурой ниже -35 не менее 1.28 г/см3). Если будет значение ниже, то это приводит к снижению электродвижущей силы и трудного запуска двигателя в морозы, вплоть до замерзания электролита.

Снижение плотности до 1,09 г/см3, приводит к замерзанию АКБ уже при температуре -7°С.

Когда в зимнее время плотность в аккумуляторной батареи понижена, то не стоит сразу бежать за корректирующим раствором дабы её поднять, гораздо лучше позаботится о другом – качественном заряде АКБ при помощи зарядного устройства.

Получасовые поездки от дому к работе и обратно не позволяют электролиту прогрется, и, следовательно, хорошо зарядится, ведь аккумулятор принимает заряд лишь после прогрева. Так что разряженность изо дня в день увеличивается, и в результате падает и плотность.

Проводить самостоятельные манипуляции с электролитом крайне нежелательно, допускается только корректировка уровня дистиллированной водой (у легковых – 1,5 см над пластинами, а грузовых до 3 см).

Для новой и исправной АКБ нормальный интервал изменения плотности электролита (полный разряд – полный заряд) составляет 0,15-0,16 г/см3.

Помните, что эксплуатация разряженного аккумулятора при минусовой температуре приводит к замерзанию электролита и разрушению свинцовых пластин!

По таблице зависимости температуры замерзания электролита от его плотности, можно узнать минусовой порог столбика термометра, при котором образовывается лед в вашем аккумуляторе.

Как видите, при заряженности на 100% аккумуляторная батарея замерзнет при -70 °С. При 40% заряде замерзает уже при -25 °С. 10% не только не дадут возможности запустить двигатель в морозный день, но и напрочь замерзнет в 10 градусный мороз.

Когда плотность электролита не известна, то степень разряженности батареи проверяют нагрузочной вилкой. Разность напряжения в элементах одной батареи не должна превышать 0,2В.

Показания вольтметра нагрузочной вилки, B

Степень разряженности батареи, %

Если АКБ разрядилась более чем на 50% зимой и более чем на 25% летом, её необходимо подзарядить.

Плотность электролита в аккумуляторе летом

Летом аккумулятор страдает от обезвоживания, поэтому учитывая то, что повышенная плотность плохо влияет на свинцовые пластины, лучше если она будет на 0,02 г/см3 ниже требуемого значения (особенно касается южных регионов).

В летнее время температура под капотом, где зачастую находится аккумулятор, значительно повышена. Такие условия способствуют испарению воды из кислоты и активности протекания электрохимических процессов в АКБ, обеспечивая высокую токоотдачу даже при минимально допустимом значении плотности электролита (1,22 г/см3 для теплой влажной климатической зоны). Так что, когда уровень электролита постепенно падает, то повышается его плотность, что ускоряет процессы коррозионного разрушения электродов. Именно поэтому так важно контролировать уровень жидкости в аккумуляторной батарее и при его понижении добавить дистиллированной воды, а если этого не сделать, то грозит перезаряд и сульфация.

Стабильно завышенная плотность электролита приводит к снижению срока службы АКБ.

Если аккумулятор разрядился по невнимательности водителя или другим причинам, следует попробовать вернуть ему его рабочее состояние при помощи зарядного устройства. Но перед тем как заряжать АКБ, смотрят на уровень и по надобности доливают дистиллированную воду, которая могла испариться в процессе работы.

Через некоторое время плотность электролита в аккумуляторе, из-за постоянного разбавления его дистиллятом, снижается, и опускается ниже требуемого значения. Тогда эксплуатация батареи становится невозможной, так что возникает необходимость повысить плотность электролита в аккумуляторе. Но для того, чтобы узнать насколько повышать, нужно знать как проверять эту самую плотность.

Дабы обеспечить правильную работу аккумуляторной батареи, плотность электролита следует проверять каждые 15-20 тыс. км пробега. Измерение плотности в аккумуляторе осуществляется при помощи такого прибора как денсиметр. Устройство этого прибора состоит из стеклянной трубки, внутри которой ареометр, а на концах — резиновый наконечник с одной стороны и груша с другой. Чтобы произвести проверку, нужно будет: открыть пробку банки аккумулятора, погрузить его в раствор, и грушей втянуть небольшое количество электролита. Плавающий ареометр со шкалой покажет всю необходимую информацию. Более детально как правильно проверить плотность аккумулятора рассмотрим чуть ниже, поскольку есть еще такой вид АКБ, как необслуживаемые, и в них процедура несколько отличается — вам не понадобится абсолютно никаких приборов.

Разреженность батареи определяется по плотности электролита – чем меньше плотность, тем более разряжена батарея.

Индикатор плотности на необслуживаемой АКБ

Плотность необслуживаемого аккумулятора отображается цветовым индикатором в специальном окошке. Зеленый индикатор свидетельствует, что все в норме (степень заряженности в пределах 65 — 100%), если плотность упала и требуется подзарядка, то индикатор будет черный. Когда в окошке отображается белая или красная лампочка, то нужен срочный долив дистиллированной воды. Но, впрочем, точная информация о значении того или иного цвета в окошке, находится на наклейке аккумуляторной батареи.

Теперь продолжаем далее разбираться, как проверять плотность электролита обычного кислотного аккумулятора в домашних условия.

Проверка плотности электролита, с целью выяснения необходимости её корректировки, производится только у полностью заряженной батареи.

Проверка плотности электролита в аккумуляторе

Итак, чтобы можно было правильно проверить плотность электролита в аккумуляторной батарее, первым делом проверяем уровень и при необходимости его корректируем. Затем заряжаем аккум и только тогда приступаем к проверке, но не сразу, а после пары часов покоя, поскольку сразу после зарядки или долива воды будут недостоверные данные.

Следует помнить, что плотность напрямую зависит от температуры воздуха, поэтому сверяйтесь с таблицей поправок, рассматриваемой выше. Сделав забор жидкости из банки аккумулятора, держите прибор на уровне глаз – ареометр должен находиться в состоянии покоя, плавать в жидкости, не касаясь стенок. Замер производится в каждом отсеке, а все показатели записываются.

Таблица определения заряженности аккумулятора по плотности электролита.

Техническое обслуживание свинцово-кислотного аккумулятора

Электролит свинцово-кислотного аккумулятора

Электролит элемента свинцово-кислотного аккумулятора представляет собой раствор серной кислоты и дистиллированной воды. Удельный вес чистой серной кислоты составляет около 1,84, и эту чистую кислоту разбавляют дистиллированной водой до тех пор, пока удельный вес раствора не станет от 1,2 до 1,23. Хотя в некоторых случаях удельный вес разбавленной серной кислоты рекомендует производитель аккумулятора в зависимости от типа аккумулятора, времени года и климатических условий.

Химическое действие свинцово-кислотной батареи

Элементы батареи можно перезарядить, изменив направление разрядного тока в батарее. Это делается путем соединения положительной клеммы источника постоянного тока с положительной клеммой батареи и аналогичным образом отрицательной клеммы источника постоянного тока с отрицательной клеммой батареи.

Зарядное устройство выпрямительного типа подходящей мощности используется в качестве источника постоянного тока для замены батареи. Из-за зарядного тока (обратного току разряда) положительные пластины превращаются в перекись свинца, а отрицательные — в чистый свинец.Как только нагрузка подключается к клеммам батареи, ток разряда начинает протекать через нагрузку, и батарея начинает разряжаться. В процессе разрядки кислотность раствора электролита снижается и сульфат свинца откладывается как на положительной, так и на отрицательной пластинах. В этом процессе разряда количество воды в растворе электролита увеличивается, то есть уменьшается удельный вес электролита.
Теоретически этот процесс разряда продолжается до тех пор, пока отрицательная и положительная пластины не будут содержать максимальное количество сульфата свинца, и в этот момент оба типа пластин станут электрически одинаковыми, что означает отсутствие разности потенциалов между электродами ячейки.Но практически ни один элемент батареи до этого момента не должен разряжаться.

Аккумуляторные элементы разрешается разряжать до заданного минимального напряжения и удельного веса. Полностью заряженный элемент свинцово-кислотного аккумулятора имеет напряжение и удельный вес 2,2 В и 1,250 соответственно, и этот элемент обычно можно разряжать до тех пор, пока соответствующие значения не станут 1,8 В и 1,1 соответственно.

Техническое обслуживание свинцово-кислотных аккумуляторов

Если элементы перезаряжены, физические свойства сульфата свинца постепенно изменяются, и он может затвердеть, что затрудняет его преобразование в процессе зарядки.Следовательно, уменьшается удельный вес электролита, из-за чего замедляется скорость химической реакции.

Сульфатированные аккумуляторные элементы легко распознать по измененному цвету пластин. Цвет сульфатированной пластины становится светлее, а ее поверхность становится жесткой и шероховатой. Такие элементы преждевременно выделяют газ при зарядке и имеют пониженную емкость. Если сульфатация допускается в течение длительного времени, становится трудно выпрямить клетки. Чтобы избежать этой ситуации, рекомендуется заряжать элементы свинцово-кислотной батареи в течение длительного времени при низкой скорости зарядного тока.
Всегда существует высокая вероятность коррозии клеммных соединителей аккумуляторных элементов. Коррозия в основном поражает болтовое соединение между ячейками в ряду. Этого можно легко избежать, если правильно проверить и исправить затяжку каждого болта, а также покрыть каждое гайко-болтовое соединение тонким слоем вазелина. Если какая-либо из ячеек подверглась коррозии, ее следует немедленно заменить.

Удельный вес электролита может необратимо уменьшиться из-за эффекта старения.Эта проблема обычно встречается в старых аккумуляторных батареях. Это в основном из-за,

  1. Действие осадка на дне контейнера ячейки.
  2. Из-за потери кислоты из-за разбрызгивания во время зарядки.
  3. Неадекватная обработка после устранения короткого замыкания.
  4. Из-за чрезмерной сульфатации пластин.

Если снижение удельного веса не связано с сульфатацией или коротким замыканием, можно добавить концентрированную серную кислоту для восстановления нормального значения удельного веса.
Короткое замыкание между положительной и отрицательной пластинами может произойти либо из-за растрескивания, либо из-за коробления пластин. Трещинование обычно происходит из-за чрезмерного газовыделения, которое имеет тенденцию отделять активные материалы от пластин. Частицы активных материалов попадают в электролит и могут скапливаться на отрицательных пластинах таким образом, что перекрывают пространство между положительной и отрицательной пластинами. Это дерево можно удалить с помощью скребка из эбонита. Этой палочкой можно исследовать пространство между этими двумя типами пластин клетки и удалять сыпучие материалы или наросты.
Если короткое замыкание произошло из-за коробления пластин, это можно устранить, вставив дополнительный сепаратор или механически сняв и выпрямив пластины.
После устранения короткого замыкания следует позаботиться о восстановлении удельного веса электролита до нормы путем постоянной зарядки высоким током.

Техническое обслуживание аккумуляторной батареи Помещение для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей

Существует высокая вероятность кислотных брызг и газов во время зарядки аккумуляторной батареи. Они могут загрязнять атмосферу вокруг аккумулятора.Следовательно, внутри аккумуляторной комнаты необходимо достаточное пространство и хорошая вентиляция. Эти газы могут взорваться, поэтому в помещение для аккумуляторов нельзя вносить открытый огонь, а также строго запрещается курить в помещении для батарей. В аккумуляторном помещении должен быть установлен по крайней мере один вытяжной вентилятор подходящего размера, чтобы не допускать в атмосферу этих газов и влаги внутри помещения. Температура внутри аккумуляторного помещения всегда должна поддерживаться выше 10 o С.Стены, потолки, двери, оконные рамы, вентиляторы, металлические детали и другое оборудование в помещении аккумуляторной следует через равные промежутки времени окрашивать антикислотным покрытием. Электропроводка внутри помещения должна быть в металлическом кабелепроводе, а осветительные приборы должны быть взрывобезопасными по конструкции. Все коммутационные элементы, включая электрические предохранители и штепсельные розетки, должны быть установлены за пределами аккумуляторной, в противном случае может возникнуть опасность возникновения пожара из-за искрения во время коммутации.Пол комнаты должен быть хорошо отделан, желательно с использованием керамической плитки. Пол и стены помещения необходимо регулярно мыть надлежащим образом.

При обращении с аккумуляторной батареей на подстанции необходимо соблюдать некоторые меры безопасности
1 Не курить в помещении.
2 Не вносить огонь в помещение.
3 Не допускайте образования искр внутри помещения.
4 При работе с аккумулятором надевайте защитные очки и резиновые перчатки.
5 При приготовлении электролита всегда добавляйте концентрированную кислоту в воду небольшими порциями.
6 Никогда не добавляйте воду в концентрированную кислоту.

Все вышеперечисленные пункты должны быть вывешены на двери или любом другом хорошо видном месте аккумуляторной.
При эксплуатации, управлении и обслуживании аварийного освещения аккумуляторной батареи необходимо соблюдать следующие правила.

  1. Не допускайте длительного простоя батареи, это может привести к выходу из строя элементов батареи.
  2. Не заряжайте батарею очень высоким током, так как высокая скорость зарядки вызывает сильное повышение температуры и чрезмерное выделение газов, что приводит к значительной потере воды и иногда к переливу электролита из элементов батареи.
  3. После каждой полной разрядки аккумулятор следует немедленно зарядить, прежде чем возвращать его к обычному плавающему режиму.В противном случае может возникнуть вероятность отложения сульфатной пленки на пластинах.
  4. Как уже упоминалось, аккумуляторные элементы следует заряжать осторожно, с нормальной скоростью, чтобы не было возможности немедленного газообразования и повышения температуры выше 40 o C. В противном случае возможно повреждение аккумуляторных элементов из-за высокой температуры. Во время заряда аккумуляторов необходим постоянный контроль, если начинается газообразование и температура достигает указанного предела, то снижают скорость зарядки.Если после снижения скорости зарядки температура все еще приближается к пределу, это указывает на завершение процесса зарядки, поскольку даже нормальная скорость зарядки может привести к значительному повышению температуры, если аккумулятор приближается к полностью заряженному состоянию.
  5. Перед завершением зарядки необходимо проверить напряжение каждой из ячеек батареи, чтобы каждая из ячеек была должным образом и одинаково заряжена, а также сверить показания с предыдущей записью.
  6. Если уровень электролита в ячейке батареи падает, ее необходимо заполнить дистиллированной водой до уровня, отмеченного на самой ячейке.Это компенсирует потерю воды из-за испарения.
  7. При заливке дистиллированной воды в аккумуляторный элемент необходимо внимательно следить за тем, чтобы уровень электролита в аккумуляторных элементах не превышал отмеченной на нем линии. В противном случае может возникнуть вероятность вытекания электролита при загазовывании аккумулятора. Высокий уровень электролита также может вызвать размягчение герметика на верхней крышке и последующую утечку в аккумуляторной ячейке.
  8. Удельный вес следует измерять как минимум через две недели после доливки, чтобы обеспечить тщательное перемешивание воды с электролитом.
  9. Аккумулятор следует разряжать до допустимого предела, а затем раз в 2-3 месяца перезаряжать. Скорость перезарядки должна соблюдаться, как указано производителем. Эта операция очень важна для поддержания кислотной аккумуляторной батареи в активном состоянии.
  10. При измерении удельного веса электролита не следует забывать делать поправку на температуру. Таким образом, все показания ареометра будут относиться к одной и той же температуре. Влагомер следует поддерживать в чистоте дистиллированной водой, иначе ареометр будет давать неправильные показания, а также ухудшать качество электролита.Удельный вес электролита должен поддерживаться в пределах 1,180-1,240. Низкое значение удельного веса снижает емкость аккумулятора, а с другой стороны, высокое значение вредно для пластин аккумулятора.
  11. Аккумуляторная батарея подстанции обычно работает в плавающем режиме. В плавающем режиме постоянное напряжение от зарядного устройства подается на аккумулятор во время его нормальной работы, чтобы поддерживать аккумулятор примерно в полностью заряженном состоянии. В нормальном состоянии зарядное устройство питает нагрузку подстанции, а также компенсирует потери в батарее.Но в случае большой потребности во время одновременной работы многих переключателей аккумулятор и зарядное устройство объединяются для удовлетворения потребности.
  12. В нормальном плавающем состоянии необходимо ежедневно измерять напряжение элемента, удельный вес и температуру вспомогательных элементов, чтобы следить за состоянием батареи в целом. Но одни и те же показания каждого элемента батареи следует снимать не реже одного раза в месяц, чтобы следить за состоянием отдельного элемента.
  13. Аккумулятор следует заправлять свежим электролитом один раз в три года, чтобы поддерживать аккумулятор в надлежащем рабочем состоянии.
  14. Следует отметить, что контрольная ячейка банка батарей – это одна произвольно выбранная ячейка батареи, которая используется для получения информации об общем состоянии батареи. Но одна пилотная ячейка должна быть зафиксирована на один месяц и заменена в следующем месяце.
  15. Это было краткое описание технического обслуживания батареи подстанции , но всегда предпочтительнее следовать инструкциям, приведенным в руководстве по техническому обслуживанию, предоставленном производителем.

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

  • Goodenough, J.Б. и Ким, Ю. Проблемы литиевых аккумуляторов. Хим. Матер. 22 , 587–603 (2010).

    КАС Статья Google ученый

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

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый

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

    ОБЪЯВЛЕНИЕ пабмед Статья КАС Google ученый

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

    КАС пабмед Статья Google ученый

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

    Артикул КАС Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

    Артикул КАС Google ученый

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

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

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

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Чен З., Шеврье В., Кристенсен Л. и Дан Дж. Р. Разработка электродов из аморфного сплава для литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Твердотельное письмо. 7 , A310–A314 (2004 г.).

    КАС Статья Google ученый

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

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Сёбукава Х., Альварадо, Дж., Ян, Ю. и Мэн, Ю.С. Электрохимические характеристики и межфазное исследование кремниевого композитного анода для литий-ионных аккумуляторов в полном элементе. J. Power Sources 359 , 173–181 (2017).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

  • Сюй, Г. и др. Назначение функциональных добавок для устранения плохих характеристик высоковольтных (класс 5 В) литий-ионных аккумуляторов LiNi0,5 Mn1,5 O4 /MCMB. Доп. Энергия Матер. 8 , 1701398 (2018).

    Артикул КАС Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

  • Haregewoin, A.M., Wotango, A.S. & Hwang, B.J. Электролитные добавки для электродов литий-ионных аккумуляторов: прогресс и перспективы. Энергетика Окружающая среда. науч. 9 , 1955–1988 (2016).

    КАС Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

  • Chen, L., Wang, K., Xie, X. & Xie, J. Влияние виниленкарбоната (VC) в качестве добавки к электролиту на электрохимические характеристики Si-пленочного анода для литий-ионных аккумуляторов. J. Источники питания 174 , 538–543 (2007).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Далави, С., Гудуру, П. и Лучт, Б. Л. Добавки к электролиту, улучшающие рабочие характеристики литий-ионных аккумуляторов с кремниевыми анодами. Дж. Электрохим. соц. 159 , A642–A646 (2012 г.).

    КАС Статья Google ученый

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

    КАС пабмед Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

    Артикул Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

  • Schwenke, K.U., Solchenbach, S., Demeaux, J., Lucht, B.L. & Gasteiger, H.A. Воздействие CO 2 , выделенного из VC и FEC во время формирования графитовых анодов в литий-ионных батареях. Дж. Электрохим. соц. 166 , А2035–А2047 (2019).

    КАС Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

  • Buqa, H. et al. Формирование пленки SEI на высококристаллических графитовых материалах в литий-ионных батареях. J. Источники питания 153 , 385–390 (2006).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Мичан, А.Л. и др. Восстановление фторэтиленкарбоната и виниленкарбоната: понимание добавок к электролиту литий-ионных аккумуляторов и межфазного образования твердого электролита. Хим. Матер. 28 , 8149–8159 (2016).

    КАС Статья Google ученый

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

    КАС пабмед Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

    КАС пабмед Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

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

    Артикул КАС Google ученый

  • Zuo, X. et al. Влияние трис(триметилсилил)бората на сохранение высоковольтной емкости ячеек LiNi0,5Co0,2Mn0,3O2/графит. J. Источники питания 229 , 308–312 (2013).

    КАС Статья Google ученый

  • Денг Б. и др. Исследование влияния высоких температур на устойчивость к циклированию LiNiO.Катод 6Co0.2Mn0.2O2 с инновационной добавкой к электролиту. Электрохим. Acta 236 , 61–71 (2017).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

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

    Артикул КАС Google ученый

  • Фэн, П., Lee, KN, Lee, JW, Zhan, C. & Ngai, MY. Доступ к новому классу синтетических строительных блоков посредством трифторметоксилирования пиридинов и пиримидинов. Хим. науч. 7 , 424–429 (2016).

    КАС пабмед Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

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

    Артикул Google ученый

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

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Xu, W., Vegunta, S.S.S. & Flake, J.C. Поверхностно-модифицированные кремниевые нанопроволочные аноды для литий-ионных аккумуляторов. J. Источники питания 196 , 8583–8589 (2011).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

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

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый

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

    КАС пабмед Статья Google ученый

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

    MathSciNet МАТЕМАТИКА Статья Google ученый

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

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

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

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

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

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

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

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

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

    Артикул Google ученый

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

    КАС Статья Google ученый

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

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Найден новый электролит для достижения большей плотности энергии в литий-ионных батареях который теперь обычно может хранить около 260 ватт-часов на килограмм, чтобы хранить около 420 ватт-часов на килограмм.

    Исследователи во всем мире продолжают раздвигать границы для достижения еще большей плотности энергии — количества энергии, которое может храниться в заданной массе материала — для улучшения производительности существующих устройств и, возможно, для создания новых приложений, таких как дроны дальнего действия. и роботы.

    Одним из многообещающих подходов является использование металлических электродов вместо обычных графитовых с более высоким зарядным напряжением на катоде. Этим усилиям препятствуют различные нежелательные химические реакции, происходящие с электролитом, разделяющим электроды.

    Последнее открытие нового электролита решает эти проблемы и может обеспечить значительный скачок в соотношении мощности к весу батарей следующего поколения без ущерба для срока службы.

    Исследование опубликовано в журнале Nature Energy в статье профессоров Массачусетского технологического института Джу Ли, Ян Шао-Хорн, Джереми Джонсон; постдок Вэйцзян Сюэ; и 19 других в Массачусетском технологическом институте, двух национальных лабораториях и других местах. Исследователи говорят, что открытие может позволить литий-ионным батареям хранить около 420 ватт-часов на килограмм.Это приведет к увеличению пробега электромобилей и более длительным изменениям портативных устройств.

    Ранее в этом году компания Mercom сообщила, что исследователи из Ноттингемского университета в сотрудничестве с шестью исследовательскими институтами Китая разработали новую перезаряжаемую батарею с использованием соли в качестве важного ингредиента для расширения диапазона электромобилей.

    В июле 2020 года исследователи из Стэнфордского университета заявили, что разработали новую конструкцию электролита, которая повышает производительность литий-металлических батарей и может увеличить запас хода электромобилей.

    Исследователи из Массачусетского технологического института говорят, что основное сырье для нового электролита недорогое (хотя одно из промежуточных соединений по-прежнему дорого, поскольку используется ограниченно). Процесс его создания прост, поэтому это продвижение может быть реализовано относительно быстро.

    Но есть много препятствий, с которыми все еще сталкивается разработка таких батарей, и до этой технологии могут пройти годы. Между тем, применение этого электролита в литий-ионных батареях с металлическими электродами оказывается гораздо более быстрым.

    Новое применение этого электродного материала было найдено «по счастливой случайности» после того, как несколько лет назад он был первоначально разработан Шао-Хорном, Джонсоном и другими в рамках совместного предприятия, направленного на разработку литий-воздушных аккумуляторов.

    Тип аккумуляторного электрода, который они теперь используют с этим электролитом, представляет собой оксид никеля, содержащий некоторое количество кобальта и марганца, «является рабочей лошадкой современной индустрии электромобилей», — говорит Ли, профессор ядерной науки, инженерии и материаловедения. и машиностроение.

    Поскольку материал электрода анизотропно расширяется и сжимается при зарядке и разрядке, это может привести к растрескиванию и снижению производительности при использовании обычных электролитов. Но в ходе экспериментов, проведенных в сотрудничестве с Брукхейвенской национальной лабораторией, исследователи обнаружили, что использование нового электролита резко снижает эти разрушения, связанные с коррозионным растрескиванием под напряжением.

    Проблема заключалась в том, что атомы металла сплава имели тенденцию растворяться в жидком электролите, теряя массу и приводя к растрескиванию металла.Напротив, новый электролит обладает высокой устойчивостью к такому растворению.


    Как правильно измерить плотность электролита в аккумуляторе?

    Проверка плотности осуществляется ареометром. Для этого трубку помещают в заливное отверстие и откачивают часть жидкости. Электролит необходимо проверять в каждой банке. Рекомендуем проводить испытания при температуре 20-30°С, тогда стандартные значения будут 1,27 — 1,29.

    Что делать, если плотность электролита низкая?

    Для повышения плотности электролита в аккумуляторе можно воспользоваться одним из представленных способов:

    1. Заменить полностью электролит на новый жидкий с нормальной концентрацией 1 г/куб.см;
    2. Залейте аккумуляторную кислоту в электролит ;
    3. Доведите имеющийся раствор до нужной концентрации.

    Как повысить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях?

    Например, рекомендуется залить в аккумулятор раствор воды и соды и оставить его там на 4 часа. После этого также рекомендуется залить на час в аккумулятор раствор хлорида натрия . Очистив баночки аккумулятора от старого электролита , нужно залить новый.

    Как правильно измерить плотность батареи в домашних условиях?

    Измерение ареометром проводят при температуре электролита +20…+30°С. Если температура иная, то необходимо внести поправки в показания ареометра. Пользоваться ареометром настолько просто, что вы можете проверить плотность электролита даже дома .

    Как повысить плотность электролита в аккумуляторе?

    Как увеличить плотность

    1. Зарядить аккумулятор (если аккумулятор разряжен, то при добавлении раствора концентрация серной кислоты повысится — пластины разрушатся).
    2. Температура электролита должна быть в пределах 20-25 градусов.
    3. Осмотреть аккумулятор : он должен быть без дефектов и повреждений, особое внимание обратить на токоподводы.

    Как изменяется плотность электролита при разрядке аккумулятора?

    По мере разрядки батареи плотность электролита уменьшается с 1,28 г/см3 до 1,09 г/см3, что приводит к снижению ее электропроводности почти в 2,5 раза.

    Какой должна быть плотность батареи 60?

    В свинцовой батарее плотность измеряется в г/см3.
    . 1,28 12,7 12,7 80% 1 245 12,5

    4 60135% 1,21 12,3

    Что такое плотность в аккумуляторе для?

    Плотность полностью заряженной батареи равна 1.27-1,28 г/см3, напряжение 12,5 В. О степени разрядки аккумулятора судят по плотности электролита . Чем ниже плотность электролита , тем больше разряжается батарея.

    Какой 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.а вот плотность концентрированной серной кислоты составляет 1,83 г/куб.

    Как узнать плотность необслуживаемой батареи?

    Долить дистиллированной воды, поставить на подпитку. Проверьте через 2-3 часа плотность ареометром. Если получилось значение 1,27-1,29 г/см, то проблема заключалась в потере дистиллированной воды.

    Новая конструкция аккумуляторной батареи с электролитом

    Аккумуляторные электролиты с использованием хелатообразователей на основе аминов, сольватирующих двухвалентные катионы, продемонстрировали стабильное и хорошо обратимое покрытие/удаление металлического Mg с изображениями сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) зацикленного анода Mg, показанного слева, вместе с репрезентативной сольватной оболочкой Mg 2+ катион.Авторы и права: Нина Бородин, Сингюк Хоу, Сяо Цзи для UMD.

    Энергия, содержащаяся в литий-ионных батареях, может изменить технологию будущего поля боя, создав мировой спрос на основные материалы для литий-ионных батарей, такие как литий, кобальт и никель, что создаст проблему с поставками для будущего производства.

    Исследователи из Университета Мэриленда (UMD) и Командования по развитию боевых возможностей армии США, известного как DEVCOM, Исследовательская лаборатория сухопутных войск разработали революционный аккумуляторный электролит, который может открыть новые возможности для многообещающих альтернатив, таких как перезаряжаемые батареи из магниевого металла.Подробное исследование этой новой аккумуляторной технологии было опубликовано 8 октября в журнале Science .

    «Магния значительно больше, чем лития, что должно удовлетворить потребности постоянно растущего рынка аккумуляторов», — сказал Олег Бородин, армейский химик-вычислитель. «Низкий окислительно-восстановительный потенциал и большая емкость металлического магниевого анода также потенциально могут обеспечить плотность энергии, сравнимую или даже большую, чем у литий-ионных батарей в сочетании с высоковольтными оксидными катодами.

    Бородин также пояснил, что по сравнению с литием магний образует меньше дендритов, что эксперты называют основной причиной проблем с безопасностью литий-ионных аккумуляторов.

    Несмотря на эти преимущества, батареи из магниевого металла по-прежнему сталкиваются со многими проблемами, которые мешают их развитию. Одна из основных проблем связана с сильной реакцией магния на обычные электролиты во время работы батареи — оба электрода должны быть совместимы с электролитом, чтобы батарея достигла достаточной плотности энергии.

    Как материал анода, магний имеет тенденцию вызывать коррозию электролита и создавать толстое покрытие вокруг анода.

    В то время как аналогичные покрытия в литий-ионных батареях обеспечивают диффузию ионов лития и защищают электролит от дальнейшего разложения, это покрытие вместо этого блокирует магниевое покрытие и препятствует протеканию необходимых электрохимических реакций.

    Пытаясь решить эту проблему, исследовательская группа UMD под руководством Чуншэна Вана, профессора химического машиностроения и директора Центра исследований экстремальных аккумуляторов, разработала новую стратегию проектирования, включающую новый класс растворителей.

    К их удивлению, конструкция электролита не только предотвратила процесс коррозии, но и значительно увеличила кинетику реакции как анода, так и катода, повысив общую производительность батареи.

    «Предыдущие электролиты могли покрывать магний, но у них было много недостатков, — сказал Ван. «Это исследование решило эту проблему с помощью нового электролита, который позволил наносить покрытие из металлического магния, а также использовать катоды с более высоким напряжением. Это первый раз, когда магниевая батарея теоретически достигла такой же плотности энергии, как литий-ионная батарея.

    Исследователи также обнаружили, что они могут применить тот же принцип проектирования к другим материалам, подпадающим под категорию двухвалентных металлов, а не только к магнию.

    В своем эксперименте новая стратегия дизайна электролита позволила исследователям обойти часто встречающиеся проблемы как с перезаряжаемыми металлическими магниевыми, так и с кальциево-металлическими батареями.

    «Испытание с кальцием показывает, что эта конструкция электролита может быть распространена на другие типы мультивалентных батарей с низким потенциалом и расширяет выбор электродных материалов в целом», — сказал Сингюк Хоу, аспирант UMD и соавтор исследования.«Люди особенно интересуются кальцием, потому что потенциал кальциевого анода даже ниже, чем у магниевого, а кальция в земной коре очень много».

    Армейские исследователи в основном поддержали исследование с помощью расчетов теории функционала плотности (DFT), которые помогли команде понять, почему новый электролит привел к этим улучшениям, и направить поиск новых электролитов.

    «Армия помогла нам точно понять механизм того, что произошло», — сказал Ван.«У нас есть знания об этом явлении, но предоставленные ими расчеты сыграли важную роль в демонстрации этой технологии и того, что мы должны сделать дальше, чтобы улучшить ее».

    По словам Вана, команда планирует оптимизировать электролит, а затем преобразовать концепцию в крупногабаритный силовой элемент.

    Бородин объяснил, что эта новая стратегия проектирования может означать настоящий прорыв для двухвалентных металлических батарей после двух десятилетий исследований, связанных с проблемами, связанными с недостаточной плотностью энергии, вызванной несовместимостью электрод-электролит.Это продвижение может изменить то, как армия в будущем снабжает энергией солдат на поле боя.

    Перейдите по этой ссылке, чтобы подготовить исследование по науке.

    Опубликовано 8 октября 2021 г.

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

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


    Настройка браузера на прием файлов cookie

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

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

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

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


    Что сохраняется в файле cookie?

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

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

    Стабильная твердотельная литиевая батарея с длительным сроком службы

    Чтобы решить эту проблему, Ли и его команда разработали многослойную батарею, в которой между анодом и катодом помещены различные материалы с различной стабильностью.Эта многослойная многокомпонентная батарея предотвращает проникновение литиевых дендритов, не останавливая их полностью, а скорее контролируя и удерживая их.

    Думайте о батарее как о бутерброде BLT. Сначала идет хлеб — металлический литий-анод, затем салат — графитовое покрытие. Далее слой помидоров — первый электролит — и слой бекона — второй электролит. Завершите его еще одним слоем помидоров и последним куском хлеба — катодом.

    Первый электролит (химическое название Li 5,5 PS 4,5 Cl 1,5 или LPSCI) более стабилен с литием, но подвержен проникновению в дендрит. Второй электролит (Li 10 Ge 1 P 2 S 12 или LGPS) менее стабилен с литием, но невосприимчив к дендритам. В этой конструкции дендриты могут расти через графит и первый электролит, но останавливаются, когда они достигают второго. Другими словами, дендриты прорастают через салат и помидоры, но останавливаются на беконе.Барьер из бекона предотвращает продавливание дендритов и короткое замыкание батареи.

    «Наша стратегия включения нестабильности для стабилизации батареи кажется нелогичной, но так же, как анкер может направлять и контролировать винт, ввинчивающийся в стену, так и наша многослойная конструкция может направлять и контролировать рост дендритов», — сказал Лухан Йе, соавтор статьи и аспирант SEAS.

    «Разница в том, что наш якорь быстро становится слишком тугим, чтобы дендрит мог просверлить его, поэтому рост дендритов останавливается», — добавил Ли.

    Батарея также самовосстанавливается; его химический состав позволяет заполнять отверстия, созданные дендритами.

    «Эта экспериментальная конструкция показывает, что литий-металлические твердотельные батареи могут конкурировать с коммерческими литий-ионными батареями, — сказал Ли. «А гибкость и универсальность нашей многослойной конструкции делает ее потенциально совместимой с процедурами массового производства в аккумуляторной промышленности. Масштабирование его до коммерческой батареи будет непростым, и есть еще некоторые практические проблемы, но мы верим, что они будут преодолены.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.