Статьи
Подробное видео можно посмотреть на нашем канале
Советы профессионалов Аккумдом в СПб
Поговорим о том, как подготовить аккумулятор к зиме.
Давайте сразу тему разделим два типичных варианта.
Первый – это подготовка аккумулятора к зимнему хранению, если автомобиль в холодное время года не эксплуатируется. И второй – подготовка АКБ к активной зимней эксплуатации.
Подготовка к хранению
После того, как автомобиль поставлен в гараж на зимнюю стоянку, отсоединяем клеммы от аккумулятора. Аккумулятор из машины придётся вынуть, поскольку все остальные манипуляции с ним будет делать гораздо удобнее снаружи.
Если батарея обслуживаемая, то нужно проверить уровень электролита и заряд батареи.
Уровень электролита должен быть везде одинаковым и закрывать пластины сверху на 10-15 миллиметров.
Если уровень в разных секциях различается, его нужно выровнять.
Для выравнивания уровня электролита доливается ТОЛЬКО дистиллированная вода! Ни в коем случае не выравнивайте уровень ни электролитом, ни кипячёной водой!
Дистиллированную воду (иначе — дистиллят) можно купить в автомагазине или в аптеке.
Итак, уровень электролита везде доведён до нормы. Теперь нужно выровнять плотности.
Для этого аккумулятор ставится на зарядку.
Соблюдайте инструкцию по зарядке именно вашей батареи!
В конце заряда наблюдается бурное выделение газа – кипение – именно за счет этого электролит перемешивается. Процесс следует продолжать примерно 2 часа. Температура электролита не должна быть выше 45°С. Затем электролиту дают остыть пару часов и производят замер плотности. Если требуется, то корректировку повторяют.
Теперь батарею нужно полностью зарядить согласно инструкции. О проверке заряда аккумулятора мы подробно рассказали в нашем учебном ролике «Менять или заряжать?» Кроме того, на нашем сайте есть статья с тем же названием «Менять или заряжать?».
Обратите внимание, что полный заряд требуется и для обслуживаемых, и для необслуживаемых батарей. По сути, разница между ними только в возможности контроля уровня и плотности электролита.
Напомним, что для хранения электролит должен иметь плотность 1,27 г/см³.
Вот теперь аккумулятор готов к зиме!
Идеальная температура хранения аккумулятора +5°С. Эта температура обеспечивает минимальный саморазряд батареи.
С определенной периодичностью аккумулятор находящийся на хранении нужно полностью заряжать. Как часто это следует делать, зависит от температуры хранения аккумулятора, его возраста и износа, а также технологии изготовления батареи. При более низких температурах хранение потребуется более частых подзарядов. Чрезмерное тепло – более +20°С – тоже нежелательно ввиду большего саморазряда.
При соблюдении этих несложных требований с наступлением весны вам останется ещё раз полностью зарядить батарею и поставить на штатное место обратно в автомобиль.
Подготовка аккумулятора к зимней работе
Подготовка к зимней работе аккумулятора начинается точно с того же, что и подготовка к хранению. То есть с проверки уровня электролита и заряда. Конечно, и в этом случае, как и при подготовке к зимнему хранению, и уровень электролита, и заряд нужно довести до нормы.
Дальше всё будет определяться температурами, которые ожидаются в вашем регионе проживания зимой. Если морозы незначительные, до минус 25°С – 30°С, особенно беспокоиться не о чем. Нужно просто следить за зарядом аккумулятора и не забывать в случае необходимости дозаряжать батарею зарядным устройством.
Еще раз напомним, что подробно о проверке заряда батареи рассказано в нашем учебном ролике «Менять или заряжать?» .
А вот если вы живете в холодном районе, где температура зимой падает ниже минус 30°С, то плотность электролита перед таким холодами стоит скорректировать, а именно – повысить, чтобы при разряде аккумулятора «ослабший» по плотности электролит не замёрз.Итак, если температура зимой держится в пределах минус 25°С – минус 35°С, то рекомендуется поднять плотность электролита до значения 1,29 г/см³.
При температурах от минус 35°С до минус 50°С плотность электролита должна быть 1,31 г/см³.
Ну, а при температурах ниже минус 50°С плотность придётся скорректировать до значения 1,33 г/см³.
Обратите внимание, что здесь приведены плотности для ПОЛНОСТЬЮ заряженного аккумулятора!
Рекомендации по корректировке плотности электролита аккумулятора
Сама по себе корректировка плотности достаточно хлопотный процесс, требующий осторожности. Поэтому лучше эту работу поручить профессионалам.
Однако, если такой возможности нет, то вот наши рекомендации.
Для корректировки плотности электролита используется корректирующий раствор плотностью 1,4 г/см³. Купить корректирующий раствор непросто, так что придется потратить время на поиск.
Работать придется с ещё более кислым, а значит и более опасным, раствором, значит все меры предосторожности, изложенные в уже упомянутом ролике «Менять или заряжать?» должны быть соблюдены неукоснительно.
Корректировать плотность нужно небольшими порциями, по 20-30 мл за один раз на банку. Сама корректировка производится так же, как рассказано выше при выравнивании уровня – кипением при заряде.
Имейте ввиду, что весной, когда морозы спадут, придется заниматься обратной корректировкой – выкачивать ареометром часть электролита, доливать дистиллят и также, через кипение при заряде доводить плотность до требуемой.
Как понимаете, процесс корректировки электролита не быстрый, он требует терпения и аккуратности. Какие есть альтернативы? Их немного.
Первая альтернатива
Если не лень и позволяют условия, то можно на ночь просто снимать аккумулятор с машины и заносить его домой, а утром снова возвращать на штатное место. Хлопотно, конечно. А для прекрасной половины человечества ещё и совершенно не гуманно. Правда, плюс в том, что дома аккумулятор может стоять хоть день, хоть неделю, никаких дополнительных действий для этого не потребуется. К тому же появляется лишний повод зарядить батарею зарядным устройством.
Есть и минус — обычно аккумулятор питает систему охраны автомобиля. С другой стороны и угнать машину без него не получится.
Вторая альтернатива
Утеплить аккумулятор. Утеплять можно либо просто запаковывая аккумулятор в специальный тёплый мягкий тканевый короб с крышкой, либо в такой же короб, но с подогревом. В любом случае короба должны быть выполнены из специальных кислотостойких материалов.
Конечно, от хлопот с гаечными ключами и тасканием тяжестей любое утепление избавит. Но следует помнить, что без подогрева утеплитель сможет защищать батарею всего 6-10 часов. А вот утеплитель с подогревом питаем сам подогрев ровно от того же аккумулятора, так что при слишком большом времени простоя есть опасность разрядить аккумулятор именно подогревом.
Какой способ выбрать – каждый решает сам.
Поделиться
К списку статей
Плотность электролита в аккумуляторе — зимой и летом: таблица — AvtoTachki
Большая часть аккумуляторных батарей, которые продаются в России, относится к полуобслуживаемым. Это означает, что владелец может откручивать пробки, проверять уровень и плотность электролита и при необходимости доливать внутрь дистиллированную воду. Все кислотные АКБ, когда только поступают в продажу, заряжены, как правило, на 80 процентов. При покупке следите за тем, чтобы продавец выполнил предпродажную проверку, одним из пунктов которой является проверка плотности электролита в каждой из банок.
В сегодняшней статье на нашем портале Vodi.su мы рассмотрим понятие плотности электролита: что это такое, какой она должна быть зимой и летом, как ее повысить.
В кислотных АКБ в качестве электролита применяется раствор h3SO4, то есть серной кислоты. Плотность напрямую связана с процентным содержанием раствора — чем больше серы, тем она выше. Еще один немаловажный фактор — температура самого электролита и окружающего воздуха. Зимой плотность должна быть выше, чем летом. Если же она упадет до критической отметки, то электролит попросту замерзнет со всеми вытекающими последствиями.
Измеряется данный показатель в граммах на сантиметр кубический — г/см3. Измеряют ее при помощи простого прибора ареометра, который собой представляет стеклянную колбу с грушей на конце и поплавком со шкалой в середине. При покупке нового АКБ продавец обязан измерить плотность, она должна составлять, в зависимости от географической и климатической зоны, 1,20-1,28 г/см3. Допускается разница по банкам не более 0,01 г/см3. Если же разница больше, это свидетельствует о возможном коротком замыкании в одной из ячеек. Если же плотность одинаково низкая во всех банках, это говорит как о полном разряде батареи, так и о сульфатации пластин.
Помимо измерения плотности продавец должен также проверить, как аккумулятор держит нагрузку. Для этого применяют нагрузочную вилку. В идеале напряжение должно падать с 12 до девяти Вольт и держаться на этой отметке некоторое время. Если же оно падает быстрее, а электролит в одной из банок кипит и выделяет пар, значит от покупки этой АКБ следует отказаться.
Плотность в зимний и летний период
Более детально данный параметр для вашей конкретной модели АКБ нужно изучить в гарантийном талоне. Созданы специальные таблицы для различных температур, при которых электролит может замерзнуть. Так, при плотности 1,09 г/см3 замерзание происходит при -7°С. Для условий севера плотность должна превышать 1,28-1,29 г/см3, ведь при таком показателе температура его замерзания составляет -66°С.
Плотность обычно указывают для температуры воздуха +25°С. Она должна составлять для полностью заряженной батареи:
- 1,29 г/см3 — для температур в пределах от -30 до -50°С;
- 1,28 — при -15-30°С;
- 1,27 — при -4-15°С;
- 1,24-1,26 — при более высоких температурах.
Таким образом, если вы эксплуатируете автомобиль в летний период в географических широтах Москвы или Санкт-Петербурга, плотность может быть в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой же, когда температуры опускаются ниже -20-30°С, плотность повышается до 1,28 г/см3.
Обратите внимание, что “повышать” ее искусственно никак не нужно. Вы попросту продолжаете пользоваться своим автомобилем в обычном режиме. А вот если АКБ быстро разряжается, имеется смысл провести диагностику и при необходимости поставить на зарядку. В случае же, если машина долго стоит на морозе без работы, АКБ лучше снять и унести в теплое место, иначе он от длительного простоя попросту разрядится, а электролит начнет кристаллизоваться.
Практические советы по эксплуатации АКБ
Самое основное правило, которое следует запомнить, — в батарею ни в коем случае нельзя заливать серную кислоту. Повышать плотность таким образом вредно, так как при повышении активизируются химические процессы, а именно сульфатации и коррозии, и уже через год пластины станут полностью ржавыми.
Регулярно проверяйте уровень электролита и при его падении доливайте дистиллированную воду. Затем АКБ нужно либо поставить на зарядку, чтобы кислота смешалась с водой, либо зарядить АКБ от генератора во время длительной поездки.
Если машину ставите «на прикол», то есть некоторое время не используете ее, то, даже если среднесуточные температуры опускаются ниже нуля, нужно позаботиться о том, чтобы АКБ был полностью заряжен. Это минимизирует риск замерзания электролита и разрушения свинцовых пластин.
При падении плотности электролита увеличивается его сопротивление, из-за чего, собственно, и затруднен запуск двигателя. Поэтому прежде, чем завести мотор, прогрейте электролит, включив на некоторое время фары или другое электрооборудование. Не забывайте также проверять состояние клемм и очищать их. Из-за плохого контакта пускового тока недостаточно для создания нужного крутящего момента.
Как измерить плотность электролита в аккумуляторе
Смотрите это видео на YouTube
Зимняя и летняя плотность электролита
Смотрите это видео на YouTube
Загрузка…
Аккумуляторы для холодной погоды получают ускорение
Несмотря на то, что электромобили сегодня становятся все более популярными, одной из причин, по которой потребители отказываются от электромобилей, является плохая работа аккумуляторов в холодную погоду. Новое исследование показало, что новый электролит для литий-ионных аккумуляторов следующего поколения может помочь электромобилям, мобильным телефонам и другой электронике работать и даже быстро заряжаться при экстремальных отрицательных температурах. Потенциальные применения батарей в спутниках, космических зондах и пилотируемых космических миссиях — все они требуют полной работы в экстремальных холодных условиях — также привлекательны.
В Соединенных Штатах «более чем в половине штатов зимой температура ниже нуля градусов», — говорит ведущий автор исследования Цзицзянь Сюй, научный сотрудник инженерной школы Университета Мэриленда в Колледж-Парке. «Поэтому очень важно разработать батареи, способные работать при низких температурах».
Любой новый электролит поначалу может быть дороже, чем коммерчески проверенные электролиты. Тем не менее, соединения в новом исследовании производятся с использованием «обычных растворителей и солей без токсичных компонентов», — говорит старший автор исследования Чуншэн Ван, профессор химической и биомолекулярной инженерии в Университете Мэриленда. В целом, новые электролиты «имеют большой потенциал для снижения затрат за счет оптимизации путей их синтеза при массовом производстве», — добавляет Сюй.
Потенциальные высокопроизводительные литий-ионные аккумуляторы следующего поколения включают такие компоненты, как NMC811, который состоит из 80 процентов никеля, 10 процентов кобальта и 10 процентов марганца. NMC811 может удерживать большое количество энергии для своей массы, а низкое содержание дорогого кобальта делает его привлекательным с точки зрения стоимости.
Идеальный электролит для литий-ионной батареи NMC811 должен поддерживать более высокое напряжение более 4,5 В для большей плотности энергии и более быстрой зарядки в течение 15 минут; он также окажется безопасным и будет работать при температурах от –60 до 60 °C. Однако в настоящее время ни один электролит не отвечает всем этим требованиям одновременно. Электролиты обычно имеют рабочие температуры от –20 до 50 °C и легко воспламеняются.
«Самая низкая температура, когда-либо зарегистрированная в Соединенных Штатах, составляла -62 ° C на Аляске, а самая высокая зарегистрированная температура составляла 57 ° C в Калифорнии», — говорит Сюй. «Нам нужна более надежная система накопления энергии, способная надежно работать при экстремальных отрицательных температурах. Экстремальные литий-ионные батареи могут ускорить внедрение в электромобили, авиацию и оборону по сравнению с обычными литий-ионными батареями».
В настоящее время разработка электролита для аккумуляторов в основном зависит от проб и ошибок, «отсутствуют руководящие принципы для разработки электролита», — говорит Ван. По его словам, в новом исследовании ученые стремились разработать универсальные принципы проектирования электролитов для батарей, работающих в экстремальных условиях.
Ученые сосредоточились на создании электролита, который мог бы удовлетворить ряд требований: он должен был оставаться стабильным и безопасным, позволяя литий-ионным батареям работать при высоких напряжениях в широком диапазоне температур; позволить ионам лития растворяться с относительно низкой энергией, чтобы помочь электрическому току перемещаться внутри батареи; и ограничить развитие литиевого покрытия (которое может уменьшить емкость батареи) и литиевых шипов, которые могут повредить внутренности батареи и вызвать короткое замыкание.
Новая конструкция электролита для экстремальных литий-ионных аккумуляторов обеспечивает как быструю транспортировку литий-иона [справа], так и стабильность в широком диапазоне температур (±60 °C) [слева]. Jijian Xu Nature
Расчеты исследовательской группы выявили группу мягких растворителей, которые могут оказаться полезными. В то время как твердые растворители состоят из атомов или ионов, которые обычно имеют небольшой радиус и высокий заряд, мягкие растворители обычно имеют большой радиус и низкий заряд.
Современные растворители электролитов в литий-ионных батареях часто прочно связываются с ионами лития для растворения солей лития. Однако чем больше энергия связи между растворителем и ионами лития, тем сложнее ионам лития выйти из раствора. В новом исследовании ученые определили мягкий растворитель, в котором могут растворяться соли лития, а также минимизировать количество связей между растворителем и ионами лития.
Кроме того, исследователи добавили в электролит компоненты, предотвращающие образование литиевого покрытия и шипов при низких температурах. Компоненты вызывали образование тонких и относительно электропроводящих слоев на поверхности электродов, которые поддерживали быстрый поток ионов лития для более быстрой зарядки и перезарядки.
При испытаниях литий-ионных аккумуляторов напряжением 4,5 В с катодами NMC811 и графитовыми анодами устройства сохраняли три четверти своей емкости при комнатной температуре при заряде и разряде при –50°С и более половины при –60°С, учитывая время зарядки около 15 минут.
«Наша находка представляет собой практичное решение для питания электромобилей литий-ионными батареями в широком диапазоне температур — например, от жаркого лета во Флориде до холодной зимы на Аляске», — говорит Сюй. Кроме того, «экстремальные батареи можно использовать в полярных научных исследованиях. В качестве альтернативы экстремальные батареи можно использовать для космического пространства, например, для исследования Луны».
Тем не менее, предупреждает Сюй, «высокотемпературные характеристики при 60 °C все еще неудовлетворительны, что требует дополнительных усилий для дальнейших исследований».
Ученые подробно описали свои выводы онлайн 8 февраля в журнале Nature .
Математика замораживания батареи | Блог Math Encounters
Введение
Я живу в холодном климате — настолько холодном, что при определенных обстоятельствах мы можем заморозить наши свинцово-кислотные батареи. Недавно позвонил клиент, который живет в моем регионе, и спросил, не думаю ли я, что какая-либо из его батарей замерзнет за зиму. У многих абонентов его интернет-услуг есть загородные дома, которые зимой пустуют. Все эти владельцы загородных домов отключают электропитание переменного тока на зиму. Поскольку все наши оптические сетевые терминалы (ONT) подключены к источникам бесперебойного питания (UPS), они начнут работать от аккумуляторной батареи при отключении питания переменного тока. Если владелец дома не отключит аккумулятор, ONT начнет разряжать аккумулятор. Это важно, потому что разряженная батарея замерзнет, а заряженная не замерзнет. Батарея, которая была заморожена, скорее всего, разряжена.
Обратите внимание, что автомобильный аккумулятор редко замерзает, потому что автомобильный аккумулятор редко бывает полностью разряжен. Автомобильный аккумулятор замерзнет, если ему дать достаточно остыть при разрядке.
Давайте посмотрим, почему мои клиенты должны беспокоиться о разряженных батареях зимой.
Справочная информация
Свинцово-кислотные батареи содержат раствор серной кислоты (H 2 SO 4 ) и воды — этот раствор называется электролитом батареи. Добавление растворенного вещества (в данном случае H 2 SO 4 ) в растворитель (в данном случае H 2 O) понизит температуру замерзания раствора. Полностью заряженная батарея имеет больше H 2 SO 4 , чем разряженная. Дополнительный номер H 2 SO 4 снижает температуру замерзания электролита аккумуляторов примерно до -70 °C. Это температура, которую мы не видим в Миннесоте. Однако температура замерзания разряженного аккумулятора достигает ~-10 °C. К сожалению, температура в Миннесоте часто опускается ниже -10 °C.
Анализ
Этот пост посвящен представлению эмпирических данных. Тем не менее, я хочу потратить немного времени на обсуждение различных способов выражения концентрации аккумуляторной кислоты.
Концентрация кислоты в аккумуляторе
Концентрацию кислоты в аккумуляторе можно выразить тремя распространенными способами.
- Удельный вес (обозначается SG )
Удельный вес сравнивает плотность электролита батареи с плотностью воды. Удельный вес легко измерить с помощью ареометра, которым пользовался почти каждый автомеханик. Я вижу недорогие ареометры в продаже каждый раз, когда захожу в магазин автомобильных запчастей.
- Массовая доля (обозначается w )
Массовая доля выражает концентрацию кислоты как отношение массы кислоты к общей массе смеси кислоты и воды. Эта мера концентрации является удобной мерой, поскольку для смешивания правильно отмеренного раствора требуются только весы. К сожалению, не существует недорогого прибора для измерения массовой доли после смешивания.
- Моляльность (обозначается m )
Моляльность – количество молей растворенного вещества на кг растворителя. Преимущество использования моляльности в качестве меры концентрации аккумуляторной кислоты заключается в том, что вы можете создать правильно смешанный раствор, используя только весы. Проблема в том, что нет легкодоступного инструмента для измерения моляльности после смешивания.
Массовая доля и моляльность связаны уравнением , где MM – молярная масса растворенного вещества (в данном случае H 2 SO 4 ). Удельный вес можно использовать для соотнесения моляльности с молярностью (обозначается цифрой 9).
0039 M ) по уравнению , где SG предполагается равным плотности раствора (достаточно близкой для большинства применений). Я не вижу молярности, используемой аккумуляторщиками, но химики используют ее постоянно.Я показываю все три формы измерения концентрации на рис. 2, на котором представлены графики температуры замерзания электролита и напряжения на ячейке в зависимости от удельного веса, моляльности и массовой доли.
Напряжения элементов: разомкнутая цепь, зарядка и разрядка
На рис. 1 (источник) показаны напряжения на клеммах 6-элементной свинцово-кислотной батареи «12 В» при различных уровнях тока заряда и разряда.
Рисунок 1: Напряжения во время зарядки и разрядки для 12-вольтовой батареи.
Из-за изменения напряжения на клеммах батареи в зависимости от тока заряда или разряда я построю график (рис. 2) напряжения на клеммах разомкнутой цепи. Это упростит график.
Температура замерзания и напряжение на ячейке холостого хода в зависимости от концентрации кислоты
На рис.