Поднять плотность в аккумуляторе: Как поднять плотность в аккумуляторе

Содержание

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях

 

На первый взгляд вопрос как повысить плотность электролита в аккумуляторе кажется простым. Каждый водитель ответит на него однозначно: слить и залить другой. Можно поднять эту плотность самостоятельно. Чаще всего это и есть правильное решение. Рассмотрим методы поднятия плотности, приведем рекомендации экспертов.

Устройство АКБ

Свинцовые аккумуляторные батареи состоят из емкостей, которые называются банками. В них находится серная кислота, в которую погружены свинцовые пластины. Часто аккумулятор ломается из-за выкипания электролита, изменения его химического состава или сульфации, которая представляет собой растворение пластин.

У каждой батареи есть параметры емкости и заряда. Во время работы двигателя нагрузка идет на генератор, который также подзаряжает акб во время езды. Батарея подключается в момент, когда мощности не хватает.

Необслуживаемые аккумуляторы считаются самыми безопасными. Внутри них нет жидкого электролита. АКБ не выделяют вредных паров, их разрешено использовать где угодно.

Нормальные значения

Свинцово-кислотные акб обладают электролитом в форме раствора серной кислоты в воде. Если значение падает ниже 1,15 гр/см3, то возникает критическая ситуация. Если авто часто эксплуатируется в суровых условиях, то следует увеличить плотность до 1,29 гр/см3. Кстати, повышение значений требуется не всегда. Каждую ситуацию следует рассматривать индивидуально.

Причины падения

Прежде чем искать актуальные данные, как правильно поднять плотность электролита в аккумуляторе, нужно выяснить причины падения. Это нормальное явление. Чаще всего это происходит по разным причинам:

 Разряжение батареи.

 Раствор выкипел из-за перезарядки.

 Водитель долил дистиллированную жидкость.

После разряда акб падение параметров плотности происходит часто. Значения влияют на качество батареи и на ее способность держать заряд. Именно поэтому необходимо часто замерять показатели, чтобы выявить «неисправность» вовремя. Если водитель будет игнорировать проблему, то пластины внутри аккумулятора быстро разрушатся.

Проверка параметров плотности

Электролит представляет собой жидкость, состоящую из дистиллированной воды. В ней около 35% серной кислоты. Известно, что во время эксплуатации плотность постоянно меняется. Выяснив, по какой причине возникает низкая плотность электролита в аккумуляторе, водитель должен измерить ее.

Для начала стоит подготовиться к работе. Для процедуры потребуются средства защиты, включая маску, перчатки и защитный костюм. Кроме этого, нужно взять денсиметр. Он выглядит как трубка из стекла с наконечником и грушей, внутри которой находится ареометр.

Инструкция по проведению проверки:

 Снятие накопителя.

 Демонтаж защиты и выкручивание пробок.

 Проверка уровня раствора.

 Если акб заряжено, денсиметр помещают в банки и берут оттуда раствор.

 Оценка показателей.

 Фиксация результатов и определение плотности и уровня заряда.

Однако на необслуживаемых аккумуляторах для контроля используется индикатор, который указывает на уровень плотности в зависимости от цвета.

Методы повышения

У добросовестного водителя батарея всегда заряжена, но никто не застрахован от неприятностей. Нельзя недооценивать работу аккумулятора в системе. Стабильная работа «движка» зависит именно от заряда АКБ. Существуют несколько методов, как поднять плотность электролита в аккумуляторе. Каждый из них обладает своей сложностью.

Корректирующий электролит

Процедура проводится поэтапно. Главное, соблюсти последовательность. Для работы понадобятся несколько инструментов, в том числе емкости из стекла, груша, ареометр и защитные средства. Также в дополнение к ним берется вода и электролит (корректирующий). Важно, чтобы батарея, прежде чем ее начнут «обрабатывать», находилась в теплом помещении некоторое время.

Инструкция для поднятия плотности:

 Для начала следует зарядить батарею не менее 8 часов. Нельзя работать даже со слегка разряженной акб.

 После этого потребуется измерить ареометром показатели электролита, которые должны варьироваться от 1,25-1,27 г/см.

 Если значения ниже допустимых, то придется частично слить электролит из этих банок.

 Далее в банки наливают уже корректирующий электролит. Количество вещества должно быть вдвое меньше того, что было выкачено.

 Чтобы пластины закрылись, после электролита в банку доливают воду.

 Аккумулятор ставят заряжать на час, а затем в течение пары часов ожидают смешения жидкостей.

 Повторные замеры проводятся еще через несколько часов.

Если повторные замеры дали тот же отрицательный результат, все перечисленные действия повторяют заново. Некоторые автолюбители делают корректирующий электролит самостоятельно. В этом случае сначала заливают дистиллированную воду и только потом кислоту.

Выравнивание

Существует еще один действенный метод поднятия плотности электролита. Он применяется в случае, когда пластины не имеют дефектов, либо при небольшом выпадении кристаллов свинца. Перед работой аккумулятор заряжают малым током. Через 12 часов акб заряжают повторно, используя напряжение 14,6-14,8 В. Этот способ подходит только для исправных устройств.

Также выравнивание проводится в случаях, когда концентрация кислоты снизилась зимой. Ее восстанавливают с помощью подачи слабого тока. Но в этом случае зарядка длится более 3 суток. Такой метод считается эффективным, особенно если нет возможности восстановить плотность другими способами. Содержимое аккумулятора закипает. Об этом свидетельствуют мелкие пузырьки на поверхности. Концентрация кислоты увеличится в момент, когда произойдет испарение избытка жидкости. Но количество наполнителя уменьшится, а значит, нужно будет влить готовый аккумуляторный раствор. С помощью прибора ареометра измеряют все показатели. Если они низкие, то процедуру повторяют снова.

Замена

И последним способом, как увеличить плотность электролита в аккумуляторе, является замена. На практике бывают случаи, когда параметр опускается ниже 1. Это значит, что без полной замены электролита не обойтись.

Сначала следует произвести откачку жидкости из банок. Для большего удобства следует закрыть их и перевернуть. На дне банок сверлят небольшие отверстия, чтобы слить остатки. После промывки аккумулятора водой следует запаять дыры кислотной пластмассой.

После проведения всех манипуляций приступают к заливке свежего электролита. Его можно приготовить своими руками. Для этого смешивают аккумуляторную кислоту с дистиллированной водой. Главное, соблюдать последовательность. Смешение производят до момента, пока плотность не достигнет определенных значений.

Иногда бывают ситуации, когда аккумуляторы совершенно не имеют никакой плотности. Это случается после глубокой сульфации.

Негативные стороны высокой и низкой плотности

Иногда плотность электролита не снижается, а возрастает. Это также отрицательно влияет на состояние батареи. Высокая плотность провоцирует разрушение пластин. Они расщепляются из-за агрессивного воздействия кислоты. АКБ выходит из строя. Низкая плотность, наоборот, не дает заряду удерживаться из-за падения емкости. Если внутри высокая концентрация воды, то эксплуатация в зимних условиях невозможна из-за кристаллизации.

Плотность подбирают, основываясь на регион проживания и время года.

Плотность летом

В летние месяцы и в жаркий зной акб не достает влаги. Это означает, что высокая плотность негативно влияет на пластины внутри устройства. Именно поэтому допускается ее понижение на 0,02 г/см3.

В жару температура под капотом довольно высокая. Это происходит из-за испарения воды из кислоты и протекания химпроцессов внутри батареи. Получается, что уровень электролита падает, но плотность из-за этого повышается. Это провоцирует разрушение электродов коррозией. Таким образом, если в летние месяцы уровень жидкости в АКБ снижается, то водителю следует добавить воды. В противном случае, это грозит сульфацией.

Плотность зимой

Перед началом холодов водителю следует проверить заряд батареи и плотность электролита. Чтобы зимой не было проблем с запуском «движка», эксперты советуют провести утепление капота. Желательно сменить моторное масло на синтетическое.

Если водитель живет в регионе с умеренным климатом, то плотность электролита должна быть 1,27. Если температура на улице чаще всего держится на отметке -35°С, то плотность должна быть 1,28. Иначе запуск двигателя будет сложным. Многие автолюбители не знают, что при значении 1,09 аккумулятор замерзает полностью уже при -7°С.

Если на улице t ниже 20°С, то не нужно запускать мотор сразу. Сначала следует включить дальний свет, чтобы акб «пробудилась». Такие процессы запускают разогрев электролита.

Если плотность акб низкая, то не нужно искать сразу корректирующий раствор. Лучше всего поднять значения с помощью зарядного устройства. К примеру, короткие поездки, менее 30 минут, не дадут электролиту нагреться до нормальных значений. Соответственно, с каждый днем заряд будет снижаться, а плотность уменьшаться.

Эксперты не советуют проводить манипуляции самостоятельно, но допускают корректировку водой.

Советы и рекомендации

Как повысить плотность в аккумуляторе автомобиля — для этого есть как минимум три способа. Но, чтобы процедура прошла правильно, необходимо соблюдать несколько правил.

Во-первых, замеры стоит проводить только при T= 20-25°С. Все значения следует замерять только при полном заряженном аккумуляторе. Во-вторых, для корректировок берут определенный раствор. Запрещено заливать кислоту с более насыщенной концентрацией. В-третьих, корректировка нужна для каждой банки. При этом значения в них не должны разниться на 0,01. Пластины должны быть погружены в жидкость на 2 см максимум.

Иногда водитель не может никак сравнять плотность в разных банках. Обычно, это возникает из-за полной неисправности батареи. По этой причине он не может удерживать плотность. Если после процедуры значения падают и после зарядки не нормализуются, то следует заменить батарею.

Заключение

Поднять значение плотности электролита можно самому. Для этого было придумано несколько способов. Но если автолюбитель переживает за результат, то ему следует обратиться в СТО. Неправильно проведенная процедура приведет к полной разрядке акб и выходу ее из строя.


Как поднять плотность электролита в аккумуляторе

Плотность электролита в аккумуляторе является одной из важнейших характеристик работоспособности портативного источника электроэнергии. Если по тем или иным причинам этот показатель не будет соответствовать норме, то работоспособность автомобильной батареи будет под большим вопросом.

На что влияет плотность электролита

Плотность электролита напрямую влияет на способность АКБ накапливать энергию во время заряда. Если этот показатель значительно ниже нормы, то батарея не будет выдавать максимального стартерного тока. Кроме этого, продолжительность работы аккумулятора резко снизится.

Высокая плотность электролита также негативно влияет на работоспособность источника питания, существенно снижая его срок службы. Связано это, прежде всего, с увеличенным образованием сульфатов на поверхности свинцовых пластин.

Такой «налёт» плохо проводит электроэнергию, что способствует значительному снижению ёмкости АКБ. Со временем сильно сульфатированные батареи полностью перестают «держать» заряд и их приходится утилизировать.

Опасность физического разрушения батареи может наступить в случае, когда батарея, в которой находится электролит с низким содержанием серной кислоты, оставляется зимой в неотапливаемом помещении. В таких случаях, даже при медленном оттаивании, источники электроэнергии могут быть полностью непригодны для дальнейшего использования.

Сульфатация пластин

Какая должна быть плотность в зависимости от сезона

Плотность электролита в зимнее время и летом может быть неодинаковой. В холодное время года рекомендуется увеличить этот показатель, чтобы даже в сильный мороз предохранить батарею от разрушения. В среднем, плотность аккумуляторной жидкости в зависимости от сезона выглядит следующим образом:

  • Зима: 1,30 г/см3.
  • Лето: 1,26 г/см3.

Перечисленные значения являются самыми крайними для очень суровой зимы и жаркого лета. В субтропическом климате вполне возможна эксплуатация батареи круглый год при значении плотности электролита 1,27 г/см3.

Как проверить плотность

Определить плотность в аккумуляторах, не оборудованных специальным «глазком», практически невозможно, но даже при наличии в АКБ подобного элемента о концентрации серной кислоты можно судить лишь условно. Точно определить этот параметр можно с помощью специального прибора.

Ареометр

Ареометр представляет собой устройство, в котором имеется «поплавок» со шкалой. По степени погружения этой детали в электролит можно точно узнать плотность электропроводящей жидкости. Замер осуществляется очень просто:

  • Открыть пробки.
  • Установить прибор в отверстие.
  • Сжать «грушу».
  • Отпустить резиновый элемент.
  • Определить на шкале плотность жидкости.

Таким образом производится замер во всех банках аккумулятора.

При отсутствии ареометра, плотность можно измерить с помощью электронных весов и мерной ёмкости, объёмом 100 мл. Для выполнения процедуры достаточно набрать электролита из одной банки, после чего, установить резервуар на измерительный прибор.

Значения веса Нетто в граммах будет равно плотности электролит со смещением запятой влево на 2 знака. Например: 127 грамм будут равны плотности 1,27 г/см3. Измеряется только вес Нетто, то есть, перед выполнением процедуры следует не забыть взвесить пустую ёмкость, и вычесть это значение из общей массы.

Из-за чего падает плотность

Основная причина существенного падения плотности электролита – это постоянное разбавление жидкости внутри банок дистиллированной водой, при частых утечках. Истечение может происходить при наличии трещин в корпусе либо недостаточно плотно закрытых пробках.

Если причиной изменения состава токопроводящей жидкости является негерметичность корпуса, то место протечки необходимо выявить как можно скорее. Плохо закрытые пробки необходимо как следует завинтить либо установить на силиконовый герметик.

Незначительное отклонение концентрации серной кислоты всегда обнаруживается при сильном разряде батареи. Такое состояние очень вредно для свинцовой АКБ. Если батарея «на нуле», то следует незамедлительно подключить источник питания к зарядному устройству.

Как повысить плотность в аккумуляторе

Повысить плотность в аккумуляторе совсем несложно. Для выполнения этой операции можно использовать корректирующий или обычный электролит либо зарядное устройство.

Корректирующий электролит

С помощью корректирующего электролита

Воспользоваться этим методом восстановления плотности электролита можно только в том случае, если батарея является обслуживаемой, а концентрация серной кислоты в  электропроводящей жидкости не снизилась ниже критического уровня.

Корректирующий электролит представляет собой раствор серной кислоты (формула h3SO4) в дистиллированной воде со значительно большей концентрацией основного вещества. Корректировка заключается в удалении из банок сильно разбавленного электролита.

Сделать это можно с помощью груши или ареометра. Затем вместо отобранной жидкости заливается корректирующий состав. При выполнении этой операции следует постоянно контролировать плотность электролита в банках с помощью ареометра.

Повышаем с помощью зарядного устройства

С помощью зарядного устройства можно поднять плотность электропроводящей жидкости как в батареях с наличием пробок, так и в необслуживаемых моделях.

Для того чтобы выровнять значение плотности достаточно подключить прибор к аккумулятору соблюдая полярность, а затем подключить устройство к сети 220 В. При возможности выбора силы тока, для более плавного повышения плотности, рекомендуется установить значение этого параметра в 10% от ёмкости АКБ.

Полная замена электролита

Полная замена электролита понадобится, если плотность электролита невозможно восстановить зарядкой или с помощью корректирующего раствора. Для замены токопроводящей жидкости потребуется приготовить новый электролит, пластмассовую воронку, резиновую грушу, ареометр, а также ёмкость для слива старой жидкости.

Производится такая операция по следующей инструкции:

  • Удалить пробки из банок.
  • Выкачать электролит из аккумулятора используя грушу (для того чтобы достать жидкость со дна рекомендуется надеть на резиновое приспособление тонкую силиконовую трубочку).
  • Залить новый электролит, используя воронку (эту процедуру следует выполнять очень медленно, чтобы не расплескать едкую жидкость).

После того, как во всех банках уровень токопроводящей жидкости будет доведён до оптимального значения, пробки устанавливаются на место, а аккумуляторная батарея подключается к сетевому зарядному устройству.

Следует отметить, что таким образом можно откорректировать плотность только в обслуживаемых моделях АКБ.

Меры предосторожности при работе

Доливать электролит в банки либо полностью заменять жидкость аккумулятора следует только с соблюдением мер предосторожности. Раствор серной кислоты является очень активной жидкостью, которая вступает в реакцию с органическими и неорганическими веществами.

Попадание электролита в глаза во время работы может привести к необратимым изменением функционирования органов зрения, поэтому использование специальных защитных очков является обязательным.

При разливе токопроводящей жидкости на кожные покровы поверхность тела покроется сильнейшими химическими ожогами. По этой причине также следует использовать резиновые перчатки и фартук, который поможет защитить одежду от сквозных отверстий.

Негативное воздействие кислоты на металлические поверхности проявляется в разъедании изделий из этого материала. Химической реакции подвержены даже очень прочные сплавы, поэтому если необходимо добавить электролит, следует снять батарею с машины.

При восстановлении плотности АКБ от сетевого зарядного устройства, необходимо следить за наличием достаточного движения воздуха в помещении. При отсутствии проветривания возможно возгорание газа, который образуется при зарядке. Кроме этого, вдыхание подобных смесей может вызвать сильное отравление.

Если все меры предосторожности будут предприняты до начала работ по восстановлению плотности аккумуляторного электролита, то эта процедура будет выполнена без каких-либо осложнений.

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

Как поднять плотность в аккумуляторе автомобиля?

Машина в очередной раз не может завестись. Какая же причина? Нередко такое бывает при разрядке аккумулятора. Каким же образом выяснить степень его зарядки? Это определяется проверкой насыщенности электролита в батарее. Этот процесс проводится с помощью специального измерительного механизма – кислотомера. Он представляет собой стеклянную колбу с содержащимся в ней ареометром. На одном конце имеет резиновую грушу, которую используют для выкачивания электролита. 

Кислотомер погружается в ячейку аккумулятора. Шкала ареометра показывает величину плотности электролита, которую сравнивают с табличными данными, разработанными специалистами. В норме насыщенность аккумулятора, в зависимости от южной или северной климатической зоны, варьирует от 1,25 до 1,29 кг на литр. 

При этом различие в показаниях двух банок не должно превышать 0,01. При выявлении плотности аккумулятора ниже нормы, ее необходимо поднять. Существуют разные методы повышения плотности в зависимости от полученных значений при измерении. Если насыщенность аккумулятора составляет от 1,18 до 1,20 кг на литр, необходимо долить электролит плотностью 1,27. Вначале поднимается плотность одной банки. Грушей кислотомера откачивается как можно большая часть имеющегося электролита, а новый доливается в количестве, составляющем половину объема откачанного. Таким образом, следует довести показатель плотности до нормы. Остаток дополняется дистиллированной водой. Когда насыщенность аккумулятора составляет меньше 1,18, применяется аккумуляторная кислота, так как ее плотность больше, чем у электролита. Процедура осуществляется таким же образом, как и ранее. Но она может повторяться, и столько раз, пока плотность не поднимется до нормы. 

Для повышения насыщенности аккумулятора применяют и третий способ — полностью заменяется старый электролит. Грушей откачивается по возможности наибольшее количество имеющегося электролита. Потом закручиваются заглушки исключительно от данного автоаккумулятора, иначе нарушается герметичность. На днище аккумулятора, который лежит на боковой стороне, сверлом (3-3,5) просверливаются дырочки по одной в банке. Электролит в данном случае сливается. Далее внутренняя часть аккумулятора основательно промывается дистиллированной водой. Проделанные дырочки закрываются заглушками побочного аккумулятора или кислостойкой пластмассой. 

Теперь необходимо приготовить электролит, который заменит старый. Для этого в дистиллированную воду добавляется аккумуляторная кислота (не в обратном порядке!). В целях безопасности при проведении этой процедуры надевают очки и обязательно применение резиновых перчаток. Вновь изготовленный электролит должен иметь плотность больше, чем положено для данного климатического пояса. И последний момент – заливание в аккумулятор свежеприготовленного электролита.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе автомобиля в домашних условиях?

Часть автомобильных батарей из невысокой ценовой категории нуждается в регулярном обслуживании, особенно когда происходит смена сезонов. Однако далеко не все водители знают об этом, что приводит не только к сокращению службы АКБ, но и к невозможности пуска мотора в холод. Как поднять плотность электролита в аккумуляторе, чтобы увеличить его эксплуатационный срок и нормально заводить машину в морозы?

Причины, по которым может снизиться плотность электролита в аккумуляторе

Сначала стоит понять принцип работы АКБ. Весь процесс образования постоянного напряжения происходит в кислотоупорном пластиковом корпусе. В нём находится шесть отдельных банок, каждая из которых выдаёт напряжение в 2,1 В. Все секции между собой соединяются в последовательную электрическую цепь. В результате на выходе получается 12,6 В. В каждой банке имеется набор плюсовых и минусовых пластин, пространство между которыми заполнено электролитом (смесью дистиллированной воды и серной кислоты в отношении 65 % и 35 %). В результате химической реакции свинца и раствора получается электрический ток. Суть работы батареи – периодические разряды и восстановление её полноценного функционирования посредством автомобильного генератора.

Сразу же стоит отметить: падение плотности в батарее вполне закономерный процесс. Если АКБ разряжается, концентрация серной кислоты в растворе падает и наоборот. Но возникают ситуации, когда аккумулятор зарядить невозможно. И одна из причин досадного явления – недостаточная плотность залитого в банки химиката. Факторов, по которым она падает, не так уж много:

  1. Глубокая разрядка АКБ.
  2. Непрофессионально проведённая перезарядка, в итоге которой электролит выкипает (не в прямом смысле этого слова: в результате электролиза образуются пузырьки кислорода и водорода).
  3. Низкая температура наружного воздуха.
  4. Саморазряд, вызываемый парами, выделяемыми аккумулятором, которые оседают на корпусе батареи, создавая замыкающую «дорожку» между плюсовым и минусовым выводом.
  5. Неверно произведённый замер плотности электролита после добавления дистиллированной воды.

Если эксплуатировать аккумулятор в вышеописанном состоянии, неизбежен запуск процесса сульфатации пластин, который может стать необратимым. Возникает вопрос: как поднять плотность в аккумуляторе на зиму? В первую очередь стоит понять, что при понижении температуры до отрицательной концентрацию кислоты в электролите необходимо увеличить, а в жару, наоборот, понизить. Чтобы контролировать ситуацию, понадобится недорогой и несложный прибор с резиновой грушей на торце в виде толстой стеклянной трубки – ареометр. Так как речь идёт о зимнем периоде, то сначала необходимо подготовить АКБ.

Как повысить плотность аккумулятора с помощью корректирующего электролита?

Сначала батарею нужно снять с автомобиля, очистить, убедиться в отсутствии механических повреждений и принести в тёплое место – если нет гаража, придётся домой. На сутки после холода оставьте АКБ в покое. Как повысить плотность аккумулятора автомобиля и с чего нужно начать? Измерьте напряжение, если оно менее 12,5 В, батарею зарядите. После окончания процесса проконтролируйте ареометром плотность электролита: тестируйте каждую банку по отдельности при температуре наружного воздуха +20–22 градуса. Для этого опустите прибор в жидкую среду, нажмите на грушу и посмотрите на деления: нужный параметр для зимнего периода – 1,30–1,31 кг/куб. см. Нормальная плотность для летнего периода – 1,26–1,27. Причём в каждой банке должно быть одно и то же значение (разница не более 0,1). Если добавка дистиллированной воды и последующая зарядка проблему не решили, стоит подкорректировать раствор. Как повысить плотность электролита в аккумуляторе? Для этого нужно выкачать из банок раствор с помощью ареометра. Ни в коем случае не удаляйте химикат из АКБ путем её переворачивания: тогда присутствующие кусочки свинца могут застрять между пластинами и замкнуть их. Заливать нужно электролит с требуемой плотностью. Здесь есть два варианта, как повысить плотность аккумулятора:

  1. Вы покупаете готовый химический раствор, где концентрация кислоты составляет 1,4 кг/куб. см и сразу льёте его в банки.
  2. Отдельно приобретается дистиллированная вода и кислота. Согласно правилам, известным со школьной скамьи, смешиваются обе жидкости, при этом строго добавляется кислота в воду, но не наоборот. Осуществлять процедуру нужно в резиновых перчатках, чтобы не получить ожог.

После этого отправьте аккумулятор на зарядку и через пару часов проверьте плотность электролита. Если она не соответствует норме, процедуру нужно повторить.

Чтобы правильно решить проблему, как поднять плотность аккумулятора, корректирующий раствор можно использовать только в двух случаях:

  1. Падение уровня жидкости в банках происходит из-за её утечки, связанной с механическими повреждениями корпуса или иными причинами.
  2. В АКБ залито чрезмерное количество дистиллированной воды.

Однако перед тем как заливать новый раствор, стоит попробовать менее трудоёмкие способы. Например, популярностью пользуется метод, при котором поднять плотность в аккумуляторе можно зарядным устройством. Это сравнительно недорогой аппарат, купить который можно в любом автомагазине.

Как поднять плотность электролита с помощью зарядного устройства?

Данный вариант более простой. Но есть требование: необходим аппарат, где выходное напряжение регулируется жёстко. Дело в том, что существуют устройства, где сила тока автоматически падает при достижении полной зарядки. Как поднять плотность аккумулятора в домашних условиях? Здесь необходимо помнить:

  1. При достижении нормальной ёмкости и напряжения АКБ начнёт кипеть: в этом случае силу зарядного тока нужно убавить на пару ампер.
  2. Проверьте уровень электролита: если он стал меньше, измерьте плотность и добавьте дистиллированную воду или корректирующий раствор.

Что делать, если плотность электролита упала ниже критического минимума?

Если значение на ареометре менее 1,18, необходимо предпринимать меры по увеличению плотности раствора до требуемого значения. Чтобы этого добиться, придётся слить его полностью, что с помощью отсасывания химиката ареометром не получится. Что же тогда делать с низкой плотностью электролита в аккумуляторе? В этой ситуации после удаления раствора обычным способом батарею нужно перевернуть вверх дном и просверлить в ней отверстия небольшого диаметра (10–12 мм). Опять поставьте АКБ вверх ногами и полностью удалите электролит. И только после этого заполняйте аккумулятор корректирующим раствором и ставьте на зарядку. Недостаток данного метода заключается в снижении эксплуатационного срока батареи. Но, зная, как увеличить плотность электролита в аккумуляторе, целесообразнее продлить жизнь изделия на несколько месяцев, чем отправиться за покупкой нового.

На следующем этапе потребуется промыть банки с помощью дистиллированной воды. Затем просверленные отверстия нужно запаять подходящим (стойким к воздействию кислотных сред) пластиком. Здесь лучший вариант – пробки-заглушки с отработавших своё батарей. Теперь можно заполнять банки электролитом. Стоит помнить, что его чрезмерная плотность ведёт к коррозии плюсового электрода, а слишком низкая – к замерзанию раствора при отрицательной температуре.

Как видно из вышесказанного, процедура увеличения плотности электролита не отличается особой сложностью. Однако избежать ненужных действий можно, если следить за обслуживаемой АКБ (есть изделия, не требующие вмешательства в течение всего эксплуатационного срока, но стоят они дороже) и проверять вовремя её состояние. Делать это рекомендуется хотя бы раз в две недели при условии каждодневной интенсивной езды. Особенно это важно для автомобилей, возраст которых уже перевалил за 5 лет.

Причины падения плотности электролита в аккумуляторе

Почему плотность электролита падает

Нормальная работа батареи подразумевает постоянную подзарядку и высокотемпературный режим химических процессов на электродах и в электролите. Результатом становится постоянное снижение жидкости в банках АКБ, которая пополняется дистиллированной водой. Среди наиболее распространенных причин снижающих в аккумуляторе плотность раствора:

  1. Не контролируется уровень концентрации раствора в емкостях с электродами после каждого пополнения дистиллятом. С каждым новым разбавлением концентрата снижается доля электролита за счет испарения воды и небольшого количества электролитической жидкости;
  2. Неоднократная зарядка аккумулятора приводит к закипанию раствора и его испарению, что снижает его количество и повышает концентрацию. В этом случае активных молекул для ионизации свинца и его солей становится меньше, соответственно снижается густота жидкости;
  3. Батарея разрядилась.

ВАЖНО: Длительная работа АКБ в режиме сниженной плотности электролита – это дорога к сульфатации пластин и выходе устройства из строя.

Для установления причины низкого заряда батареи производят замеры концентрации раствора в банках АКБ используя ареометр. Оптимальный температурный режим для этой процедуры – от 22 до 25 °С. Плотность электролита может быть выше или ниже нормы. В первом случае повышается вероятность коррозийного разрушения электродов с положительным зарядом. Во втором – опасность подстерегает в холодные периоды года, когда электролитический раствор способен охладиться и затвердеть. Поэтому контроль уровня густоты зимой является первостепенной задачей любого владельца ТС.

Подготовка перед поднятием плотности электролита

Для измерения концентрации электролита в аккумуляторной батарее необходимо, чтобы соблюдались условия:

  1. На АКБ отсутствуют сколы или трещины, корпус абсолютно целый и клеммы без повреждений;
  2. Нормальный уровень жидкости в каждой из банок;
  3. Температурный режим электролитического раствора в диапазоне от 20 до 25°С;
  4. Заряд батареи полный.

При наличии повреждений клемм или корпуса данные могут быть неточными, а причина отсутствия способности выдать нужный разряд для старта ТС совсем не в низкой плотности электролита. Низкий уровень жидкости является более концентрированным, чем его нормальное количество, разбавленное дистиллятом. При низких температурах замеры существенно отличаются от реальных значений в нормальных условиях. В разряженном аккумуляторе густоты раствора всегда ниже, поскольку большинство ионов скопилось на пластинах.

ВАЖНО: Добавление серного концентрата для коррекции плотности электролита должно производиться очень аккуратно, поскольку более высокие показатели способствуют осыпанию пластин и порче АКБ.

Зарядка от генератора автомобиля аккумулятора выполняется не в полном объеме, а всего на 80-90%, что требует подзарядки прибора для измерения концентрации раствора.

В подготовительные работы по поднятию плотности электролита входит:

  • Изъятие АКБ из ТС;
  • Хранение в теплом помещении до приобретения АКБ температуры 20-25 °С;
  • Проверка уровня насыщенности раствора;
  • Зарядка и зачистка клемм по необходимости до пополнения жидкости в банках.

Для определения нормы существуют специальные таблицы, согласно которым эксплуатационный показатель для теплого периода должен быть не ниже 1,27 г/куб. см, а для зимнего – 1,3 г/куб. см.

Поднимаем плотность электролита в АКБ

Для повышения концентрации активного раствора в банках аккумулятора необходимо приготовить:

  • Средства для личной защиты при работе с едкими веществами: старая одежда, защитные очки, респиратор или защитная маска, перчатки резиновые;
  • Мерный стакан;
  • Емкость, в которую будет сливаться старый раствор;
  • Аэрометр с резиновой грушей для откачки имеющейся в банках жидкости;
  • Дрель со сверлом диаметром 3-4 мм;
  • Паяльная лампа или паяльник;
  • Кислотная пластмасса.

Электролит содержит в составе серную кислоту, способную разъесть кожу или одежду, поэтому следует позаботиться о личной защите и постараться все манипуляции делать предельно аккуратно. Повышение плотности раствора достигается несколькими способами:

  • Полной заменой электролита в банках при концентрации ниже 1 г/куб. см;
  • Добавлением аккумуляторной кислоты в раствор;
  • Заливанием дистиллята и серной кислоты до нужного уровня и показателя плотности.

Полная замена электролита

Это является крайней радикальной мерой в случае полной выработки своего ресурса электролитом при снижении его плотности до 1 г/куб. см. Действия осуществляются в следующем порядке:

  1. Аккумуляторная батарея после подготовки подвергается полной откачке раствора из банок с помощью груши;
  2. Перевернув АКБ набок необходимо в дне каждой емкости с электродами просверлить дырки и слить остаток жидкости;
  3. В таком положении нужно продержать прибор и промыть внутренние полости дистиллятом;
  4. Очищенную батарею снова делают герметичной, запаивая кислотной пластмассой, сделанные ранее отверстия дрелью. Для этого пользуются паяльной лампой или паяльником;
  5. В каждую банку заливается нужное количество дистиллята, которое рассчитывается в соотношении от общего объема банки и нужного количества аккумуляторной кислоты для раствора с концентрацией 1,25-1,27 г/куб. см;
  6. Банки хорошо закупориваются, слегка встряхивается батарея без сильного отклонения от вертикали.

ВАЖНО: Первым в банки заливается дистиллят, а после добавляется кислота, в ином случае жидкость вскипит.

Добавление аккумуляторной кислоты

При показателе плотности раствора ниже 1,2 г/куб. см необходимо применять кардинальные меры для повышения значения электролита. Следует приобрести аккумуляторную кислоту, плотность которой составляет 1,84 г/куб. см, и залить тем же способом, что и обычный электролит.

Добавление дистиллята и серной кислоты

Необходимо сначала откачать имеющийся раствор из каждой банки АКБ. Затем залить новую жидкость плотностью 1,25-1,27 г/куб. см. Заполнив банки до отметки «Норма», следует хорошо закрыть крышки и слегка встряхнуть батарею.

ВАЖНО: Запрещается переворачивать вверх дном АКБ. При такой манипуляции могут отколоться кусочки соли свинца с решетки и попасть на соседний электрод, замкнув таким образом банку. После этого поврежденная емкость станет непригодной для эксплуатации.

Замеры концентрации подскажут необходимость повторения процесса замены электролита. Если показатель ниже 1,25 г/куб. см, то следует повторять операцию до тех пор, пока не будет получен нужный результат.

Корректирующая подзарядка АКБ

После замены или манипуляций по повышению плотности электролита в банках батареи устанавливается раствор с отличным друг от друга показателем. Допускается разнос в диапазоне 0,01 г/куб. см. Чтобы выровнять это значение необходимо произвести корректирующую подзарядку. Суть метода заключается в подаче на протяжении 1-2 часов тока при зарядке в 2-3 раза ниже номинального значения.

При отсутствии положительного результата применяются более радикальные способы выравнивания. Применяется зарядка устройствами, оснащенными регуляторами, обеспечивающими стабильное напряжение на входе.

Инструкция восстановления плотности корректирующей подзарядкой:

  1. Заряжается батарея полностью;
  2. В момент достижения максимального заряда при наблюдении кипения электролита сила тока снижается до уровня 1-2 А;
  3. В процессе кипения происходит испарение дистиллята и повышается густота жидкости;
  4. Для каждого отдельного случая время выпаривания может быть разным и иногда достигать 1 сутки;
  5. При снижении плотности ниже 1,25 г/куб. см электролит доливается, концентрация замеряется при остывании прибора до 25 °С;
  6. Производится повторная операция при необходимости.

Единственный недостаток процедуры – большая длительность.

Корректирующий электролит

Под корректирующей смесью понимают электролит, плотность которого составляет 1,4 г/куб. см. Простое добавление такого раствора недопустимо, следует предварительно произвести замеры имеющегося уровня плотности жидкости. Установление причины поможет подобрать наиболее подходящий метод применения корректирующего электролита. Предназначение такого раствора:

  • Скорректировать уровень электролита при вытекании раствора;
  • Поднять уровень плотности жидкости в банке при заливании большего количества, чем нужно, дистиллята.

Порядок использования корректирующего электролита:

  1. С помощью спринцовки или аэрометра откачать из полости банки жидкость;
  2. Заменить откачанный раствор аналогичным объемом корректирующего состава;
  3. Поставить заряжаться аккумулятор на срок от 30 минут до часа;
  4. По окончанию зарядки выдержать прибор в спокойном состоянии часа 2-3;
  5. Провести контрольный замер в каждой из банок;
  6. Повторить процедуру при необходимости.

ВАЖНО: Откачивая электролит необходимо оставлять поверхность пластин покрытыми жидкостью.

Заключение

В заключении хотим отметить, что работа с АКБ и электролитом не проста. Поэтому, если у вас мало опыта в сервисных работах по вашему авто, то лучше всего обратиться в сервис и доверить это дело профессионалам. В любом случае, следите за плотностью электролита для надежной работы АКБ хоть летом, хоть зимой. 

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

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

Почему падает плотность электролита в аккумуляторе

Плотность электролита определяется соотношением его составляющих:

  • серной кислоты;
  • воды.

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

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

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

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

Статья в тему: Какая должна быть плотность в автомобильном аккумуляторе

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

Измерение удельного веса денсиметром.

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

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

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

Домашние способы повышения плотности

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

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

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

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

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

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

Для доливки кислоты удобнее и безопаснее использовать воронку.

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

Что делать, если плотность ниже минимума

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

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

Переворачивать АКБ нельзя.

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

Готовый жидкий реагент 1,27 г/см3.

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

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

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

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

Лить воду в кислоту опасно.

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

После замены электролита аккумулятор надо зарядить.

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

Для наглядности рекомендуем тематические видеоролики.

Поднятие плотности и устранение саморазряда батареи.

Почему не повышается плотность после доливки дистиллированной воды.

Какая должна быть плотность в аккумуляторе? Как проверить плотность аккумулятора? Как повысить плотность аккумулятора?

Многим автовладельцам наверняка приходилось сталкиваться с проблемой некорректной работы аккумулятора. Бывает так, что машина простояла всего сутки, а завести ее после этого становится невозможно. При этом даже длительная зарядка батареи не помогает. Подобные симптомы свидетельствуют о снижении плотности электролита. О том, какая должна быть плотность в аккумуляторе, почему она падает, и как ее поднять до нужного уровня, мы и поговорим в этой статье.

Электролит и его плотность

Электролит – это раствор, состоящий из серной кислоты и дистиллированной воды. Эти компоненты содержатся в примерно равных частях: вода – 1 часть, серная кислота – 1,25 части. Показатель 1,25 – это и есть плотность аккумулятора автомобиля. Эксплуатационные свойства АКБ напрямую зависят от этого показателя – чем он выше,
тем ниже у нее температура замерзания, а сама она находится в удовлетворительном рабочем состоянии. Зная, какая должна быть плотность в аккумуляторе, можно судить о реальном состоянии своего устройства.


Замер плотности АКБ

Перед тем как проверить плотность аккумулятора, следует обзавестись специальным прибором под названием ареометр. Он представляет собой устройство, состоящее из нескольких резиновых и стеклянных элементов.

Т.к. электролит является опасным химическим соединением, перед замером его плотности необходимо позаботиться о мерах предосторожности, а именно работы проводить в резиновых перчатках, избегая попадания жидкости на кожу и одежду. Категорически запрещается курить!

Откройте горловину банки, вставьте в нее наконечник устройства и с помощью груши наберите немного электролита так, чтобы поплавок ареометра свободно плавал в корпусе, не задевая дно, боковые стенки и верх. Подождите, пока жидкость в приборе успокоится, и, держа его на уровне глаз, визуально считайте показания. Данную процедуру проведите со всеми банками. Если разница плотности будет превышать 0,01 г на куб. см, то обязательно долейте дистиллированную воду либо поставьте АКБ на выравнивающую зарядку. При снижении плотности до показателя 1,24 г на куб. см или ниже аккумулятор следует подзарядить.


Дополнительные рекомендацииВажно знать не только, как проверить плотность аккумулятора с помощью ареометра,
но и правила внесения поправок к показанию прибора в конкретных температурных условиях. Оптимальная температура электролита для измерения его плотности составляет +15 — +25˚С, но если приходится выполнять эту процедуру при более высокой или низкой температуре, то показания необходимо корректировать.

Температура электролита (˚С)

Поправка к показаниям ареометра

— 45

— 0,04

— 30

— 0,03

— 15

— 0,02

0

0

+ 15

0

+ 30

+ 0,01

+ 45

+ 0,02

+ 60

+ 0,03

Не следует выяснять, какая плотность в аккумуляторе, после того как туда недавно
была долита вода, или после неоднократных попыток запуска стартера. После выполнения всех процедур тщательно промойте ареометр водой.

Как поднять плотность в аккумуляторе?

Самым простым способом поддержания необходимого уровня электролита в АКБ является долив дистиллированной воды. Однако большинство автовладельцев забывают или не знают о том, что периодически необходимо замерять плотность аккумулятора, т.к. вода со временем выкипает, а вместе с ней и электролит, что влечет снижение плотности, иногда до критической отметки. Когда аккумулятор совсем
отказывается работать, то тут же возникает животрепещущий вопрос: «Как поднять плотность в аккумуляторе?»

Используя нижеизложенную инструкцию, вы сможете самостоятельно продлить жизнь АКБ. Однако помните, что эта процедура требует особого внимания и аккуратности.

Меры предосторожности

• Соблюдайте максимальную осторожность при работе с электролитом: все действия выполняйте в защитных очках и резиновых перчатках.
• При самостоятельном разведении электролита обязательно следует добавлять кислоту в воду, но не наоборот! Эти жидкости имеют разную плотность, и результатом ошибки могут стать серьезные ожоги.
• Запрещено переворачивать АКБ вверх дном, т.к. вследствие этого активная поверхность пластин может осыпаться и вызвать короткое замыкание.
• Заранее подготовьте емкости для слива старого электролита и приготовления новой смеси.
• Предварительно проверьте пластмассу, которую будете использовать для запайки отверстий, на стойкость к электролиту.
• Помните, что заряженный аккумулятор будет иметь большую плотность.

Подготовительный этап

Для того чтобы поднять плотность электролита аккумуляторе, потребуются:
• ареометр;
• мерная емкость;
• клизма-груша;
• паяльник;
• дрель;
• электролит;
• аккумуляторная кислота;
• дистиллированная вода.


Как поднять плотность электролита в аккумуляторе: подробная инструкцияПроизводим замеры плотности электролита в каждой банке. Помня, какая должна быть
плотность в аккумуляторе, сопоставляем свои реальные показатели. Итак, если плотность составляет 1,25-1,28, а разброс значений в каждой банке не превышает 0,01, то аккумулятор вполне работоспособен, и каких-либо процедур ему не требуется. Если же показатели варьируются на уровне 1,18-1,20, то единственным вариантом будет долив электролита с плотностью 1,27.

• Из одной банки откачайте с помощью клизмы-груши максимальное количество старого электролита и замеряйте его объем.
• Долейте свежий раствор в количестве, составляющем половину от откачанного.
• Активно, но аккуратно покачайте аккумулятор, чтобы перемешались жидкости.
• Замеряйте плотность. Если значение не такое, какая должна быть плотность в аккумуляторе, долейте еще ½ электролита от оставшегося количества. Операцию следует повторять, пока не получите требуемые показатели.
• Остаток долейте дистиллированной водой.


Что делать при критическом уровне плотностиЕсли показатель плотности ниже 1,18, то данную проблему решить доливом электролита не получится. В этом случае потребуется аккумуляторная кислота, имеющая существенно большую плотность. Данный процесс производится аналогично схеме добавления электролита. Если с одного раза не удалось достичь нужных результатов, повторяйте процедуру необходимое количество раз.
Если в аккумуляторе плотность даже ниже 1,18, то необходимо прибегнуть к процедуре полной замены электролита. Для этого сразу надо откачать с помощью груши максимальное количество раствора. Затем на аккумуляторных банках герметично закройте вентиляционные отверстия пробок. Поставьте АКБ набок и поочередно просверлите 3-3,5-миллиметровые отверстия в дне каждой из банок. Перед тем как проделывать очередное отверстие, из предыдущего сливайте остатки электролита.

Далее необходимо тщательно промыть аккумуляторную батарею дистиллированной водой. После этого запаяйте высверленные отверстия кислотостойкой пластмассой (к примеру, для этого можно использовать пробки с ненужного аккумулятора).
Проделав все подготовительные процедуры, можете приступать к заливке свежего электролита. В этом случае рекомендуется использовать раствор, приготовленный самостоятельно, плотность которого будет несколько выше, чем предусмотрена для вашего климатического пояса. При этом следует учесть, что даже полная замена электролита в старом аккумуляторе не сможет обеспечить ему такой же срок службы, как у новой АКБ.

Совет: если вы хотите, чтобы аккумулятор служил вам как можно дольше, не забывайте его вовремя заряжать и проверяйте периодически его плотность.

Шесть новых способов повысить плотность энергии аккумуляторов – журнал pv International

Британские ученые разработали модель, объясняющую одну из проблем использования окислительно-восстановительной реакции в некоторых катодных материалах для литий-ионных аккумуляторов. Основываясь на своем улучшенном понимании реакции, они предлагают несколько возможных путей дальнейших исследований, чтобы избежать нежелательных реакций и разработать обратимые катодные материалы с высокой плотностью энергии.

Марк Хатчинс

Синкротрон с алмазным источником света в Великобритании, который помог ученым расшифровать кислородно-окислительно-восстановительный механизм, сдерживающий появление новых катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов.

Изображение: Протез головы/Викимедиа

Катодные материалы с высоким содержанием лития вызывают интерес у ученых, работающих в области накопления энергии, с начала 2000-х годов. Было показано, что в этих материалах кислородно-окислительно-восстановительная реакция накапливает дополнительный заряд в оксидных ионах, а также в ионах переходных металлов, что потенциально повышает емкость материала.

Однако при включении в батарею такие катодные материалы претерпевают необратимые структурные изменения при первой зарядке, немедленно снижая их последующее напряжение.И механизмы, лежащие в основе этих структурных изменений, озадачили ученых и сдерживали дальнейшее развитие материалов. Имея это в виду, британский Институт Фарадея решил наблюдать за структурными изменениями этих катодов в действии.

«В постоянно усложняющемся стремлении добиться постепенного улучшения плотности энергии литий-ионных аккумуляторов возможность использовать потенциал кислородно-окислительно-восстановительных катодов и более значительные улучшения, которые они предлагают по сравнению с катодами с высоким содержанием никеля, используемыми сегодня в коммерческих целях, потенциально значительно», — сказал Питер Брюс, главный научный сотрудник Института Фарадея.«Более глубокое понимание фундаментальных механизмов окислительно-восстановительного потенциала кислорода является важным шагом в информировании о стратегиях смягчения текущих ограничений таких материалов, приближая их потенциальное коммерческое использование на шаг к реальности».

Окисление кислорода

Используя методы рентгеновской визуализации на объекте Diamond Light Source в Великобритании, группа смогла подтвердить изменения в кислороде, которые приводят к потере напряжения после первой зарядки, а также разработать модель, объясняющую весь процесс.

В катодах с высоким содержанием лития молекулярный кислород может увеличивать аккумулирующую способность материала, накапливая заряд в оксидных ионах, а также в ионах переходных металлов.

Изображение: Faraday Institution

«Вычислительное моделирование показало, что выделение молекулярного кислорода объясняет как наблюдаемую электрохимическую реакцию — снижение напряжения при первом разряде — так и наблюдаемые структурные изменения — объясняемые аккомодацией молекулярного кислорода внутри большая часть материала», — сказал профессор Сайфул Ислам из Университета Бата и главный исследователь CATMAT.«Эта единая унифицированная модель, связывающая воедино молекулярный кислород и потерю напряжения, позволяет исследователям предлагать практические стратегии для предотвращения нестабильности, вызванной окислительно-восстановительным потенциалом кислорода, предлагая потенциальные пути к более обратимым литий-ионным катодам с высокой плотностью энергии».

Модель описана в статье Роль O 2 в окислительно-восстановительных катодах для литий-ионных аккумуляторов, опубликованной в Nature Energy. Исследователи продолжают предлагать шесть различных стратегий разработки высокоэнергетических катодных материалов, основанных на этом понимании кислородно-окислительно-восстановительной реакции, и все они должны быть изучены Институтом Фарадея в последующей работе.

Этот контент защищен авторским правом и не может быть использован повторно. Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, обращайтесь по адресу: [email protected]

материалы, плотность энергии и цена

Электрические транспортные средства могут значительно сократить выбросы углерода, связанные с транспортом, а внедрение литий-ионных аккумуляторов способствовало их распространению – как в прямом, так и в переносном смысле.

Ключом к массовому внедрению является снижение цены, а это, в свою очередь, означает необходимость улучшения материалов и плотности энергии.Но это был долгий путь.

Ранние попытки Exxon в 1970-х годах использовать металлический литий в анодах были отвергнуты, потому что дендриты, которые будут расти каждый раз, когда батарея заряжается и разряжается, продолжают вызывать пожары.

Сэр Джон Гуденаф выяснил, что при использовании катодов из кобальта батареи становятся более безопасными (меньше дендритов) и в них можно хранить больше энергии. Марокканский ученый Рашид Язами обнаружил, что использование графита в анодных батареях также продлит срок службы.

Эти открытия позволили Sony коммерциализировать литий-ионный аккумулятор в 1990-х годах, но кобальт, ключевой материал, необходимый для обеспечения большого количества циклов заряда и разряда, был дорог — хорошо для небольших перезаряжаемых устройств, но слишком дорог для крупных приложений, таких как электрические легковые автомобили.

Столкнувшись с высокими производственными затратами (в 2010 году производство аккумуляторов все еще превышало 1000 долларов США за киловатт-час), производители автомобилей начали использовать литий-ионные аккумуляторы менее десяти лет назад, поскольку исследователи обнаружили, что они могут заменить кобальт другими компонентами. более дешевые материалы.

Цены на батареи для некоторых электрических автобусов в Китае были зафиксированы на уровне менее 100 долларов США за кВтч, но они еще не упали до этого «волшебного числа», необходимого для паритета цен на легковые автомобили. Теперь это ожидается примерно в 2023 году.

Окончательный массовый успех электромобилей будет зависеть от постоянного совершенствования литий-ионных аккумуляторов, поскольку исследователи и производители работают над снижением цены.

Это связано с увеличением плотности энергии батарей, поэтому требуется меньше материалов для достижения той же дальности действия или для упаковки того же количества батарей и увеличения дальности действия.

Также целью является сокращение количества дорогостоящих материалов в батареях независимо от изменения плотности энергии.

Новая серия инфографики от Bloomberg Green рассказывает об изменениях в аккумуляторных батареях за последнее десятилетие.

Аккумуляторы NMC

Аккумулятор NMC 2012 использовался в ранних электрических моделях, таких как Renault Zoe. Кобальт был заменен марганцем и никелем, что позволило достичь плотности энергии 490 Втч/литр по данным Bloomberg Green.

Источник: Bloomberg Green

. К 2019 году химический состав NMC был скорректирован таким образом, чтобы аноды и катоды могли быть толще и использовать меньше кобальта и больше никеля.Эта химия использовалась в Nio ES6 и имеет плотность энергии 737 Втч/литр.

Источник: Bloomberg Green

Батарейки NCA

Примерно в то же время, когда появился NMC 2012, Tesla и Panasonic начали использовать алюминий вместо марганца. Батарея NCA была произведена и, согласно Bloomberg Green, окупилась, поскольку она была дешевле марганцевой и имела плотность энергии 688 Втч / литр.

Источник: Bloomberg Green

. К 2019 году Тесла понял, что добавление небольшого количества оксида кремния будет означать, что потребуется меньше графита.Преимущество этого открытия заключалось в том, что батареи стали легче, а значит, увеличился и радиус действия. Это химия, которая позволила Model 3 стать самой доступной электрической моделью Tesla… до появления литий-железо-фосфатной батареи.

Источник: Bloomberg Green

Батарейки LFP

В литий-железо-фосфатных (LFP) батареях полностью отсутствует кобальт. Впервые он был представлен в 2010 году, и, хотя его плотность энергии сравнительно ниже, чем у всех других вариантов (299 Втч / литр), поскольку в нем используется дешевое железо, он стал доступным вариантом для крупных приложений, таких как автобусы.

Источник: Bloomberg Green

Спустя десятилетие химия LFP улучшилась до такой степени, благодаря более толстым электродам, что теперь она используется в произведенной в Шанхае Model 3. Эта батарея LFP имеет плотность энергии 359 Втч/литр.

Источник: Bloomberg Green

Что дальше?

Современные батареи по-прежнему подвержены образованию дендритов, хотя и меньше, чем три десятилетия назад. Твердотельные батареи обещают гораздо более высокую плотность энергии, а также гораздо более безопасную форму перезаряжаемой батареи.Согласно теории, при замене жидких электролитов твердыми электролитами образование дендритов будет подавлено.

Многие компании говорят, что работают над созданием «твердотельной батареи», например, китайская CATL, японская Toyota и южнокорейская компания SK Innovation, которая работает с Goodenough.

Некоторые говорят, что им удалось решить важные головоломки, например, компания Quantumscape, поддерживаемая Volkswagen и Samsung.

Bloomberg Green сообщает, что к 2025 году может быть достигнута плотность энергии 1044 Вт⋅ч/литр, что увеличит запас хода на целых 50%.

Бриди Шмидт — помощник редактора The Driven, дочернего сайта Renew Economy. Она пишет об электромобилях с 2018 года и очень интересуется той ролью, которую транспорт с нулевым уровнем выбросов должен играть в устойчивом развитии. Она участвовала в таких подкастах, как Download This Show с Марком Феннеллом и Shirtloads of Science с Карлом Крузельницки, а также является соорганизатором форума электромобилей Northern Rivers. У Брайди также есть Tesla Model 3, которую можно взять напрокат накануне.com.au.

Новый метод увеличивает плотность энергии в литиевых батареях

Трехслойный электрод графит/ПММА/Li до (слева) и после (справа) погружения в аккумуляторный электролит на 24 часа. До замачивания в электролите трехслойный электрод стабилен на воздухе. После замачивания литий вступает в реакцию с графитом, и цвет становится золотистым. Авторы и права: Юань Ян, Columbia Engineering

Юань Ян, доцент кафедры материаловедения и инженерии в Columbia Engineering, разработал новый метод увеличения плотности энергии литиевых (литий-ионных) аккумуляторов.Он построил трехслойную структуру, которая стабильна даже в окружающем воздухе, что делает батарею более долговечной и более дешевой в производстве. Работа, которая может улучшить плотность энергии литиевых батарей на 10-30%, опубликована в сети сегодня в Nano Letters .

«Когда литиевые батареи заряжаются в первый раз, они теряют от 5 до 20% энергии в этом первом цикле», — говорит Ян.«Благодаря нашему дизайну мы смогли компенсировать эту потерю, и мы считаем, что наш метод имеет большой потенциал для увеличения времени работы аккумуляторов для портативной электроники и электромобилей».

При первом заряде литиевой батареи после ее изготовления часть жидкого электролита восстанавливается до твердой фазы и наносится на отрицательный электрод батареи. Этот процесс, обычно выполняемый перед отправкой аккумуляторов с завода, является необратимым и снижает запас энергии в аккумуляторе.Потери составляют примерно 10 % для современных отрицательных электродов, но могут достигать 20-30 % для отрицательных электродов следующего поколения с высокой емкостью, таких как кремний, поскольку эти материалы имеют большое объемное расширение и высокую площадь поверхности. Большие первоначальные потери снижают достижимую емкость в полной ячейке и, таким образом, ставят под угрозу выигрыш в плотности энергии и сроке службы этих наноструктурированных электродов.

Традиционный подход к компенсации этой потери заключался в использовании в электроде определенных материалов, богатых литием.Однако большинство этих материалов неустойчивы в окружающем воздухе. Производство аккумуляторов в сухом воздухе, в котором вообще нет влаги, — гораздо более дорогой процесс, чем производство в атмосферном воздухе. Янг разработал новую структуру трехслойного электрода для изготовления литированных аккумуляторных анодов в окружающем воздухе. В этих электродах он защитил литий слоем полимера ПММА для предотвращения реакции лития с воздухом и влагой, а затем покрыл ПММА такими активными материалами, как искусственный графит или наночастицы кремния.Затем слой ПММА был растворен в электролите батареи, таким образом подвергая литий воздействию электродных материалов. «Таким образом, мы смогли избежать любого контакта с воздухом между нестабильным литием и литированным электродом, — объясняет Ян, — поэтому электрод с трехслойной структурой может работать в окружающем воздухе. электроды».

Иллюстрация, показывающая процедуру изготовления трехслойного электрода.ПММА используется для защиты лития и обеспечения устойчивости трехслойного электрода к окружающему воздуху. ПММА растворяется в аккумуляторном электролите, а графит контактирует с литием, чтобы компенсировать потери из-за восстановления электролита. Авторы и права: Юань Ян, Columbia Engineering

Метод Янга позволил снизить потери в современных графитовых электродах с 8% до 0,3%, а в кремниевых электродах — с 13% до -15%. Цифра -15% указывает на то, что лития было больше, чем необходимо, и «дополнительный» литий можно использовать для дальнейшего увеличения срока службы батарей, поскольку избыток может компенсировать потерю емкости в последующих циклах.Поскольку плотность энергии или емкость литий-ионных аккумуляторов за последние 25 лет увеличивалась на 5-7% ежегодно, результаты Янга указывают на возможное решение по увеличению емкости литий-ионных аккумуляторов. Его группа сейчас пытается уменьшить толщину полимерного покрытия, чтобы оно занимало меньший объем в литиевой батарее, и масштабировать его технику.

«Эта трехслойная структура электрода действительно представляет собой продуманную конструкцию, позволяющую обрабатывать электроды, содержащие литий-металл, в условиях окружающей среды», — отмечает Хайлян Ван, доцент кафедры химии Йельского университета, не участвовавший в исследовании.«Первоначальная кулоновская эффективность электродов является серьезной проблемой для производителей литий-ионных аккумуляторов, и этот эффективный и простой в использовании метод компенсации необратимых потерь ионов лития вызовет интерес».


Литий-ионные аккумуляторы: емкость может увеличиться в шесть раз
Дополнительная информация: Zeyuan Cao et al. Литиевый анод, устойчивый к воздействию окружающего воздуха, для перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии, Nano Letters (2016).DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b03655 Предоставлено Школа инженерии и прикладных наук Колумбийского университета

Цитата : Новый метод увеличивает плотность энергии в литиевых батареях (2016, 24 октября) получено 1 апреля 2022 г. с https://физ.org/news/2016-10-method-energy-density-lithium-batteries.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Почему важна плотность энергии в батареях?

Плотность энергии батареи – это количество энергии, содержащейся в батарее, по сравнению с ее весом или размером.Мы называем это удельной плотностью энергии при сравнении с весом и объемной плотностью энергии при сравнении размеров.

Например, мы измеряем энергию батареи в ватт-часах (ватт в час, эквивалент использования одного ватта в течение одного часа). Затем мы можем разделить ватт-часы батареи (wh) на ее килограммы (вес) или объем (литры).

Таким образом, время, в течение которого аккумулятор может питать устройство по сравнению с его весом или размером, равно плотности энергии.

Почему важна плотность энергии батареи?

Плотность энергии батареи имеет решающее значение, поскольку чем выше плотность энергии, тем дольше батарея может излучать заряд по отношению к ее размеру.При этом батареи с высокой плотностью энергии могут быть полезны, когда для батареи не так много места, но вам нужно много выходной энергии. Смартфоны и другие портативные устройства являются прекрасными примерами этого.

Давайте представим преимущества плотности энергии в виде вопроса: что бы вы предпочли: небольшую и легкую батарею, которая излучает энергию в течение длительного времени, или тяжелую батарею, которая занимает много места и обеспечивает лишь небольшое количество энергии?

Почти все сказали бы, что первое.Вот почему высокая плотность энергии жизненно важна в нашем мире.

Плотность энергии в сравнении с плотностью мощности в батареях

Плотность энергии и плотность мощности легко спутать, потому что они в некотором роде похожи. Оба они измеряют электрические характеристики батареи по сравнению с ее весом.

Тем не менее, плотность энергии и плотность мощности различаются по одному важному признаку: в то время как плотность энергии батареи измеряется ватт-часов (ватт-час) на килограмм (кг), плотность мощности измеряется ватт на выходе на килограмм.

Вот где сила против энергии вступает в игру. Плотность мощности измеряет, насколько быстро может быть доставлена ​​энергия, а плотность энергии измеряет, сколько энергии удерживает батарея.

Каковы преимущества использования аккумуляторов с высокой плотностью энергии?

Аккумуляторы с высокой плотностью энергии изменили мобильный мир. Обладая большей энергией, мы можем разместить полезные батареи в небольших помещениях. Это позволяет использовать долговечные телефоны, ноутбуки, наушники или медицинские устройства.

Они также очень легкие по сравнению с прошлыми альтернативами.Могли бы вы представить, что носите с собой 5-фунтовый iPhone? Или 10-фунтовая таблетка?

Большая плотность энергии также означает, что мы можем упаковать много энергии в более крупные мобильные устройства, такие как автомобили, самолеты, строительное оборудование и роботы.

Каковы риски высокой плотности энергии?

Когда в аккумуляторе содержится больше энергии, он может высвободить больше энергии, если что-то пойдет не так.

Жидкие электролиты, содержащиеся в литий-ионных батареях, отличаются высокой летучестью и могут привести к возгоранию, что представляет опасность возгорания.Из-за этого в эти батареи встроены функции безопасности, которые ограничивают их легкий вес и компактность.

Следовательно, чем выше плотность энергии батареи, тем опаснее она может быть, что накладывает ограничения (и риски) на дальнейшее продвижение.

Какая батарея в настоящее время имеет самую высокую плотность энергии?

Несомненно, литий-ионные аккумуляторы лидируют, когда речь идет о высокой плотности энергии. Они изменили наш мир благодаря достижениям в области энергопотребления и портативности.На самом деле плотность энергии литий-ионных аккумуляторов колеблется в пределах 260-270 Втч/кг, а свинцово-кислотных — в пределах 50-100 Втч/кг.

За последнее десятилетие в области литий-ионных аккумуляторов было сделано много достижений, в частности, связанных с их химическим составом. Используя различные материалы для анода и катода, инженеры могут экспериментировать с электрохимией и изменять плотность энергии, удельную мощность и многое другое.

Литий-ионный аккумулятор с самой высокой плотностью энергии — это литий-кобальт-оксидный аккумулятор.В качестве катода используется оксид кобальта, а в качестве анода — графит. Из-за высокой плотности энергии он популярен для смартфонов, ноутбуков, часов, автомобилей и любых компактных устройств, которым необходимо излучать энергию в течение длительного времени.

→ Рекомендуемая литература: Анод и катод: в чем разница?

Преодоление ограничений: твердотельные батареи

Итак, если мы достигли предела в развитии литий-ионных аккумуляторов, куда нам двигаться дальше? Будущее аккумуляторных технологий за твердотельными батареями.

Помните, что литий-ионные аккумуляторы имеют жидкий раствор электролита? Жидкое состояние этого раствора является фундаментальной проблемой. Он нестабилен, летуч при воздействии кислорода и может представлять значительный риск для безопасности. Это также ограничивает прогресс в размерах и плотности энергии из-за этих соображений безопасности.

Твердотельные батареи устраняют эти проблемы. Электролит в этих батареях является твердым, а не жидким, и поэтому имеет более высокую плотность энергии (2.в 5 раз больше), чем современные литий-ионные аккумуляторы. Они также имеют более быстрое время зарядки и меньше проблем с безопасностью, что делает батареи меньше и компактнее.

Хотя твердотельные батареи пока недоступны, они могут снова изменить наш мир.

Вот почему это важно

Плотность энергии аккумулятора имеет решающее значение, когда речь идет о его размере, продолжительности работы устройства и даже безопасности аккумулятора. Фактически, это была ведущая тема совершенствования аккумуляторов и причина, по которой литий-ионные аккумуляторы так популярны.

Химики и инженеры постоянно стремятся создать безопасные, долговечные батареи с высокой плотностью энергии, и мы можем найти это идеальное решение в области химии твердотельных батарей. Будущее созрело для новых инноваций в литиевых батареях. Здесь, в Dragonfly Energy, мы совершаем революцию не только в достижениях в области твердотельных батарей, но и в производственном процессе.

У вас есть вопросы о плотности энергии и будущем батарей? Оставьте их в комментариях ниже!

Крепкий напиток помогает увеличить плотность энергии органической твердотельной батареи

Микроструктура с добавлением растворителя увеличила удельную энергию катода до 300 Втч/кг по сравнению с чуть менее 180 Втч/кг для микроструктуры из сухой смеси за счет значительного повышения коэффициента использования активного материала.Изображение: Университет Хьюстона.

На сегодняшний день на долю электромобилей (ЭМ) приходится лишь около 2 % транспортных средств на дорогах, но, по прогнозам, к 2030 году эта цифра вырастет до 30 %. их аккумуляторы – измеряемые в ватт-часах на килограмм (Втч/кг) – из более безопасных, легко перерабатываемых материалов, которых в изобилии. Литий-металлические аноды, а не обычные графитовые аноды, считаются «Святым Граалем» для повышения плотности энергии аккумуляторов электромобилей в гонке за достижение более конкурентоспособной плотности энергии на уровне 500 Втч / кг.

Ян Яо, профессор электротехники и компьютерной инженерии Калленовского инженерного колледжа Хьюстонского университета (UH), и постдокторант UH Джибо Чжан вместе с коллегами из Университета Райса берутся за эту задачу. В статье Джоуль Чжан, Яо и их команда сообщают о двукратном улучшении плотности энергии для твердотельных литиевых батарей на органической основе за счет использования процесса с растворителем для изменения микроструктуры катода.

«Мы разрабатываем недорогие, богатые землей, не содержащие кобальта катодные материалы на органической основе для твердотельной батареи, которая больше не будет нуждаться в дефицитных переходных металлах, встречающихся в шахтах», — сказал Яо.«Это исследование является шагом вперед в повышении плотности энергии батареи электромобиля с использованием этой более устойчивой альтернативы». Яо также является главным исследователем Техасского центра сверхпроводимости в UH (TcSUH).

Все батареи содержат анод, также известный как отрицательный электрод, и катод, также известный как положительный электрод, разделенные пористой мембраной. Ионы лития проходят через ионный проводник — электролит, который позволяет заряжать и разряжать электроны, которые генерируют электричество, скажем, для автомобиля.

Электролиты обычно жидкие, но они также могут быть твердыми, что является относительно новой концепцией. Эта новинка в сочетании с литий-металлическим анодом может предотвратить короткое замыкание, повысить плотность энергии и ускорить зарядку.

Катоды

обычно определяют емкость и напряжение батареи и часто являются самой дорогой частью из-за использования дефицитных материалов, таких как кобальт. Но такие катоды на основе кобальта демонстрируют отличные характеристики, что привело к их широкому использованию в твердотельных батареях.Лишь недавно появились литиевые батареи на основе органических соединений (OBEM-Li) как более распространенная, более чистая альтернатива, которая легче перерабатывается.

«Существует серьезная обеспокоенность по поводу цепочки поставок литий-ионных аккумуляторов в Соединенных Штатах, — сказал Яо. «В этой работе мы показываем возможность создания литиевых батарей с высокой плотностью энергии путем замены катодов на основе переходных металлов органическими материалами, полученными либо на нефтеперерабатывающем, либо на биоперерабатывающем заводе, оба из которых в США имеют самые большие мощности в мире.»

Катоды на основе кобальта могут генерировать 800 Втч/кг удельной энергии на уровне материала или напряжение, умноженное на емкость, как и батареи OBEM-Li, которые впервые были продемонстрированы командой в более раннем исследовании. Но предыдущие батареи OBEM-Li были ограничены малой массовой долей активных материалов из-за неидеальной микроструктуры катодов, что ограничивало их общую плотность энергии.

Яо и Чжан обнаружили, как улучшить плотность энергии в батареях OBEM-Li за счет оптимизации микроструктуры катода для улучшения переноса ионов.Для этого они изменили микроструктуру органического катода пирен-4,5,9,10-тетраона (ПТО) привычным растворителем — этанолом.

«Катоды на основе кобальта часто предпочтительнее, потому что их микроструктура идеальна, но формирование идеальной микроструктуры в твердотельной батарее на органической основе является более сложной задачей», — сказал Чжан.

На уровне электродов микроструктура с добавлением растворителя увеличила плотность энергии до 300 Втч/кг по сравнению с чуть менее 180 Втч/кг для сухой смешанной микроструктуры за счет значительного улучшения коэффициента использования активного материала.Раньше количество активных материалов можно было увеличить, но процент использования оставался низким, около 50%. Благодаря вкладу Чжана коэффициент использования повысился до 98%, что привело к более высокой плотности энергии.

«Сначала я изучал химические свойства PTO, который, как я знал, окисляет сульфидный электролит», — сказал Чжан. «Это привело к обсуждению того, как мы могли бы воспользоваться этой реакцией. Вместе с коллегами из Университета Райса мы исследовали химический состав, пространственное распределение и электрохимическую обратимость межфазной фазы катод-твердый электролит, что может дать нам намеки на то, почему батарея может работать так хорошо без потери емкости.»

За последние 10 лет стоимость аккумуляторов для электромобилей снизилась почти до 10% от их первоначальной стоимости, что сделало их коммерчески жизнеспособными. Так что за десятилетие может произойти многое. Это исследование является поворотным шагом в процессе создания более экологичных электромобилей и трамплином для следующего десятилетия исследований.

Эта статья адаптирована из материалов Университета Хьюстона с редакционными изменениями, внесенными Materials Today. Взгляды, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Elsevier.Ссылка на первоисточник.

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 та 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.

Увеличение плотности энергии | Энергия

Основной исследовательский интерес профессора Чанга находится в области многофункциональных материалов и интеллектуальных структур с особым акцентом на мониторинге состояния конструкции, интеллектуальной самодиагностике и многофункциональных композитных материалах для хранения энергии для транспортных средств, а также критически важных для безопасности активов и медицинских устройств. .

Положительные электроды из многослойного оксида переходного металла с высоким содержанием лития обеспечивают доступ к окислительно-восстановительному потенциалу анионов при высоких потенциалах, тем самым обещая высокую плотность энергии для литий-ионных аккумуляторов.Однако окислительно-восстановительный потенциал аниона также связан с несколькими неблагоприятными электрохимическими свойствами, такими как гистерезис напряжения холостого хода. Здесь мы показываем, что в Li1,17–x Ni0,21Co0,08Mn0,54O2 эти свойства возникают из-за сильной связи между окислительно-восстановительным потенциалом анионов и миграцией катионов.

Твердотельные литиевые (Li) металлические батареи занимают видное место среди технологий хранения энергии следующего поколения из-за их значительно высокой плотности энергии и снижения рисков для безопасности. Ранее интенсивно изучались твердые электролиты и было идентифицировано несколько материалов с высокой ионной проводимостью.Тем не менее, есть еще по крайней мере три препятствия, прежде чем сделать твердотельные системы на основе металлической фольги лития жизнеспособными, а именно: высокое межфазное сопротивление на границе раздела Li/электролит, малая емкость и низкая выходная мощность.

Обратимая окислительно-восстановительная химия высокого напряжения является важным компонентом многих электрохимических технологий, от (электро)катализаторов до литий-ионных аккумуляторов. Окислительно-восстановительный потенциал аниона кислорода вызвал большой интерес для таких приложений, особенно литий-ионных аккумуляторов, поскольку он обеспечивает значительную окислительно-восстановительную способность при > 4 В по сравнению с 4 В.Li/Li+ в различных оксидных материалах. Однако окисление кислорода почти всегда связано с необратимыми локальными структурными превращениями, гистерезисом напряжения и исчезновением напряжения, что в настоящее время препятствует его широкому использованию.

Доступность дешевой, но прерывистой возобновляемой электроэнергии (например, получаемой от солнца и ветра) подчеркивает серьезную проблему хранения и распределения энергии, чтобы она была доступна, когда и где она необходима. Окислительно-восстановительные материалы обещают эффективное преобразование электрической, химической и тепловой энергии и лежат в основе углеродно-нейтральных энергетических циклов.Понимание правил проектирования, регулирующих химию материалов и архитектуру, является ключом к рациональной оптимизации таких технологий, как батареи, топливные элементы, электролизеры и новые термодинамические циклы.

Cui изучает основы и области применения наноматериалов и разрабатывает инструменты для их понимания. Научные интересы: нанотехнологии, аккумуляторы, электрокатализ, носимые устройства, 2D-материалы, экологические технологии (вода, воздух, почва), криогенная электронная микроскопия.

Женан Бао поступила в Стэнфордский университет в 2004 году. Ли, профессор химического машиностроения, а также с любезными назначениями в области химии, материаловедения и инженерии. Она была заведующей кафедрой химического машиностроения с 2018 года. Она основала Стэнфордскую инициативу по носимой электронике (eWEAR) и в настоящее время является директором факультета. Она также является аффилированным преподавателем Precourt Institute, Woods Institute, ChEM-H и Bio-X. Профессор Бао получила докторскую степень.Д.

Металлический литий (Li) долгое время считался «Святым Граалем» в области химии анодов аккумуляторов, но его эффективность и безопасность невысоки из-за его высокой химической активности и больших колебаний объема соответственно. Здесь мы представляем новый набор морщинистых графеновых клеток (WGC) для металлического лития. В отличие от недавно зарегистрированных аморфных углеродных сфер, WGC демонстрируют значительно улучшенную механическую стабильность, лучшую проводимость ионов лития и превосходную межфазную границу твердого электролита (SEI) для постоянной надежной защиты металлического лития.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.