Как понизить плотность аккумулятора

Содержание

1. Какая плотность должна быть в аккумуляторе
2. Таблица плотности электролита в аккумуляторе
3. Плотность электролита в аккумуляторе зимой
4. Плотность электролита в аккумуляторе летом
5. Как проверить плотность аккумулятора
6. Как поднять плотность электролита?
7. Радикальный способ повысить плотность электролита в АКБ

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

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

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

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

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

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

Какая плотность должна быть в аккумуляторе

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

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

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

Таблица плотности электролита в аккумуляторе

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

Плотность электролита в аккумуляторе зимой

Плотность электролита в аккумуляторе зимой должна составлять 1,27 (для регионов с зимней температурой ниже -35 не менее 1. 28 г/см3). Если будет значение ниже, то это приводит к снижению электродвижущей силы и трудного запуска двигателя в морозы, вплоть до замерзания электролита.

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

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

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

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

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

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

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

Показания вольтметра нагрузочной вилки, B

Степень разряженности батареи, %

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

Плотность электролита в аккумуляторе летом

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

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

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

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

Как проверить плотность аккумулятора

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

Индикатор плотности на необслуживаемой АКБ

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

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

Проверка плотности электролита в аккумуляторе

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

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

Таблица определения заряженности аккумулятора по плотности электролита.

Электролит — это аккумуляторная жидкость, состоящая в идеальной концентрации из 35 процентов серной кислоты и 65% дистиллированной воды. На нашем портале vodi.su мы уже приводили таблицу, в которой указана оптимальная плотность электролита в АКБ. Если вы покупали стартерную батарею в магазине, продавец-консультант обязан был измерить плотность электролита, а также проверить АКБ под нагрузкой. Именно таким образом можно выявить заводской брак.

Плотность электролита может изменяться в небольших пределах. Однако если вы ее измеряете ареометром при температуре воздуха 20–25 градусов и при полной зарядке АКБ, она должна составлять 1,27–1,28 г/см. куб. Но по разным причинам плотность может понижаться.

Почему это происходит:

• концентрация серной кислоты не соответствует установленным требованиям из-за регулярной доливки дистиллированной воды;
• разряд батареи;
• частые подзарядки, приводящие к закипанию электролита, испарению воды и части кислоты;
• выплескивание электролита и его утечка из-за механических повреждений корпуса аккумуляторной батареи.

Отметим, что при закипании электролита испаряется в основном вода. Температура кипения серной кислоты превышает 300 градусов. Даже если АКБ полностью заряжена, плотность электролита в разных банках может немного отличаться из-за разной концентрации. По этой причине не рекомендуется доливать электролит, а лишь воду в равных дозах в каждую банку.

Как поднять плотность электролита?

Производители аккумуляторных батарей рекомендуют регулярно проводить замеры плотности хотя бы два раза в год во время сезонного обслуживания автомобилей. Если особых нареканий на работу АКБ нет, при падении плотности его достаточно подзарядить. О зарядке мы также ранее писали на нашем портале vodi.su. Если же уровень жидкости в банках понизился, нужно долить немного воды, чтобы она на 15–20 миллиметров покрывала пластины. При таком подходе кислота перемешается с водой в процессе работы двигателя.

Плотность электролита зависит от двух параметров:

• температура окружающего воздуха;
• концентрация серной кислоты.

Казалось бы, если плотность упала, нужно попросту добавить серной кислоты или готового электролита. Но это заблуждение, поскольку более высокая концентрация кислоты приводит к быстрой сульфатации пластин и их осыпанию. Соответственно, аккумулятор будет стремительно терять заряд, а все последующие подзарядки только приблизят его «кончину». Более того, если аккумулятор длительно эксплуатируется с пониженной плотностью, что говорит о снижении доли серной кислоты, это тоже дорога к его скорейшему выходу из строя.

Таким образом, если вы столкнулись с тем, что плотность электролита упала, предпринимать необходимо следующие шаги:

1. Попытаться узнать причину изменения данного параметра — возможно, плотность (а с нею и уровень заряда) падали из-за того, что вы забыли на ночь выключить фары или имеются утечки тока;
2. Зарядить полностью АКБ до указанных производителем значений и вновь измерить плотность;
3. Внимательно проинспектировать корпус батареи на предмет наличия механических повреждений и отверстий.

У аккумуляторщиков есть свои секреты, как довести плотность до оптимальных показателей. Для этого они ставят АКБ на зарядку на срок от 12 часов до трех суток и заряжают слабыми токами не более 0,5 от емкости батареи. При этом замеряют плотность через равные временные промежутки. В идеале, если нет каких-то дефектов в виде отслоения пластин и осыпания активной массы свинца, заряженная батарея будет нормально работать длительное время. Естественно, нужно будет обязательно провести диагностику электрической цепи для выявления утечек тока.

Радикальный способ повысить плотность электролита в АКБ

Если плотность упала из-за того, что произошла утечка электролитического раствора, придется выравнивать его концентрацию во всех банках старым методом — путем слива старой жидкости и заливки новой. Отметим, что иногда к этому методу прибегают и в случае полной отработки ресурса и падения плотности до 1 грамма на см. куб.

Выполняется данная операция по следующему алгоритму:

• производим демонтаж аккумулятора и относим его в хорошо проветриваемое помещение с температурой воздуха не ниже 15 градусов;
• используя грушу, откачиваем электролитическую жидкость из каждой банки;
• полностью выкачать электролит грушей не получится, поэтому АКБ кладут набок и сверлят отверстия в днище каждой из банок и сливают остатки жидкости;
• промывают внутреннюю часть батареи дистиллированной водой.

Просверленные отверстия запаивают паяльником или заклеивают специальным клеящим составом на основе пластика.

Далее приступают к приготовлению электролита. Можно купить готовый корректирующий состав, либо заливать по отдельности сначала дистиллят, а затем кислоту (концентрированный раствор).

Обратите внимание — порядок заливки должен быть именно такой: сначала льют воду, затем кислоту. Если его нарушить, начнется химическая реакция и электролит закипит.

Напоминаем, что данная процедура будет уместна лишь в том случае, если вы точно знаете, что произошла утечка электролита или он полностью выработал свой ресурс, а АКБ не держит заряд. Но она не поможет, если произошла сульфатация.

• встряхнуть немного батарею для размешивания;
• когда состав немного осядет, замеряют ареометром плотность — если она в пределах до 1,25 и нет разницы по банкам (не более 0,1 г/см. куб), то можно поставить АКБ на недолгую зарядку на два-три часа, либо сразу ставить на машину и проехать какое-то расстояние;
• если же разница между банками больше 0,1, проводят корректирующую зарядку.

Для проведения подобных манипуляций необходимо располагать зарядными устройствами и дополнительными инструментами. Кроме того, работа с кислотой опасна сама по себе: должна быть хорошая вентиляция, требуются защитные очки и перчатки. Поэтому, если у вас нет опыта, времени или желания вникать в эти технические подробности, лучше обратиться к профессионалам в автосервисный центр.

Корректировка электролита в аккумуляторе

Аккумуляторная батарея – один из основных элементов автомобиля, отвечающих за пуск двигателя. Значение аккумулятора сложно переоценить, ведь без него невозможно завести мотор, а, значит, машина своим ходом передвигаться не сможет. Именно поэтому АКБ требует к себе особого внимания, исключающего возникновение неприятных ситуаций в виде невозможности совершить запланированную поездку. При этом стоит отметить, что для поддержания работоспособности это важного источника питания не требуется предпринимать каких-то сверхусилий, а достаточно выполнять лишь небольшой комплекс профилактических мер.

Свинцовая аккумуляторная батарея представляет собой гальванический элемент, внутри которого химическая энергия в результате протекающих реакций преобразуется в электрическую. Этот процесс невозможен без электролита – раствора кислоты, обеспечивающего движение заряженных частиц между погруженными в него электродами. Как правило, электролит представляет собой водный раствор серной кислоты определенной плотности. Именно такой параметр как плотность электролита оказывает значительное влияние на работоспособность аккумулятора, поэтому периодически его нужно контролировать.

Измерение плотности электролита в аккумуляторе

Измерить плотность залитого в свинцовый аккумулятор электролита не так уж сложно, однако есть определенные нюансы, связанные с особенностями устройства и принципом работы АКБ. Перечислим некоторые важные моменты, которые надо учесть:

1. Осуществить процедуру измерения плотности получится только в случае с так называемым обслуживаемым аккумулятором, который предоставляет доступ к банкам (секциям) с электролитом посредством закрытых крышками заливных отверстий.
   Как раз через эти отверстия (обычно их число равно шести, как и количество секций) и осуществляется забор состава для замера плотности.
2. В процессе своей работы автомобильная аккумуляторная батарея постоянно заряжается и разряжается. Разряд происходит при прокручивании стартера, а заряд – при уже заведенном двигателе от генератора. В зависимости от степени заряженности меняется и плотность электролита. Значения могут колебаться в пределах 0.15-0.16 г/см³. Важно отметить, что автомобильный генератор не способен полностью зарядить аккумуляторную батарею. При штатной работе на машине потенциал АКБ используется только на 80-90%. Полный заряд может обеспечить только внешнее зарядное устройство, к которому обязательно придется прибегнуть перед осуществлением замера плотности электролита.
3. Плотность электролита зависит от его температуры. Обычно замер производится при температуре +25 °С, в противном случае делаются поправки.

Допустим, все вышеперечисленные условия приняты во внимание, и есть возможность приступить непосредственно к замеру плотности. Для этого понадобится специальный прибор – денсиметр, который состоит из ареометра, резиновой груши и стеклянной трубки с наконечником. Прибор вводится в банку аккумулятора через заливное отверстие, а затем осуществляется засасывание электролита с помощью резиновой груши. Оно происходит до тех пор, пока ареометр не всплывет. Показания считываются после того, как прекратятся колебания ареометра и появится возможность определения точного значения. Отсчет показаний производится по шкале, при этом взгляд должен находиться на уровне поверхности жидкости.

Полученное значение должно входить в диапазон 1.25-1.27 г/см³, если автомобиль эксплуатируется в средней полосе. В холодной климатической зоне (средняя месячная температура января ниже -15 °С) показатель должен находиться в интервале 1.27-1.29 г/см³. Проверять плотность электролита на соответствие этим числам нужно в каждой из шести банок аккумулятора. Показания не должны отличаться более чем на 0.01 г/см³, иначе потребуется их корректировка.

Как мы уже говорили, плотность электролита изменяется в зависимости от температуры. Это значит, что зимой и летом жидкость в одном и том же полностью исправном аккумуляторе будет иметь разную плотность. О том, насколько будут разниться показания, дает представление приведенная ниже таблица.

Зависимость температуры замерзания электролита от его плотности демонстрирует еще одна таблица. На основе этих данных можно установить оптимальную плотность электролита для конкретных климатических условий. Нижняя граница подобранного интервала должна гарантировать, что электролит не замерзнет даже при самых сильных холодах и обеспечит требуемое для прокручивания стартера усилие. В то же время чрезмерно завышать плотность тоже нельзя, так как на положительных электродах аккумулятора начинают ускоряться коррозионные процессы, приводящие к сульфатации пластин.

Причины изменения плотности электролита

Зафиксированные в результате измерения плотности значения не всегда соответствуют требуемым показателям. Расхождения могут касаться как отдельных банок аккумулятора, так и всех вместе. Если плотность завышена, то нужно обратить в первую очередь внимание на уровень электролита. Низкий уровень в большинстве случае является последствием электролиза, приводящего к разложению входящей в состав электролита воды на водород и кислород. Этот процесс выражается в появлении на поверхности жидкости пузырьков, что обычно происходит при зарядке аккумулятора. Частое «кипение» может приводить к снижению концентрации воды, и этот вопрос решается ее простым добавлением. Доливать в аккумулятор стоит только дистиллированную воду, контролируя при этом уровень электролита. Подробнее о корректировке плотности электролита поговорим ниже.

Если с повышенной плотностью все ясно, то с пониженной ситуация несколько сложнее. В теории, одной из причин понижения плотности, может быть то, что по какой-то причине в электролите уменьшилась доля серной кислоты. Однако на практике это маловероятно, так как сама по себе она обладает высокой температурой кипения, исключающей испарение даже при интенсивном нагреве, который происходит, например, при зарядке аккумуляторной батареи. Более распространенной причиной снижения плотности электролита является так называемая сульфатация пластин, заключающаяся в образовании на электродах сульфата свинца (PbSO4). На самом деле, это естественный процесс, происходящий при каждом разряде АКБ. Но дело в том, что при нормальном режиме работы после разряда аккумулятора обязательно происходит его заряд (на автомобиле аккумулятор постоянно подзаряжается от генератора). Заряд сопровождается обратным преобразованием сульфата свинца в свинец (на катоде) и двуокись свинца (на аноде) – в те активные вещества, которые составляют основу электродов и непосредственно участвуют в химическом процессе внутри аккумуляторной батареи. Если АКБ находится длительное время в разряженном состоянии, сульфат свинца кристаллизуется, безвозвратно теряя способность участвовать в химических реакциях. Это очень неприятный процесс, в результате которого аккумулятор уже не получится зарядить полностью даже при использовании внешнего зарядного устройства ввиду того, что не вся площадь пластин задействована в работе. Так как аккумулятор не заряжается до конца, то и плотность электролита не восстанавливается до своих исходных значений. По сути, здесь уже идет разговор об устранении нарушений в нормальном функционировании аккумулятора.

Частичную сульфатацию пластин можно устранить с помощью контрольно-тренировочных циклов, заключающихся в заряде и последующем разряде батареи до определенного уровня. Большинство современных зарядных устройств имеют такую функцию, поэтому имеет смысл ей воспользоваться, особенно если аккумулятор по какой-то причине долго находился в разряженном состоянии. Процедура десульфатации весьма длительная и может занять до нескольких дней. Если она не принесла результата, то крайней мерой является увеличение плотности с помощью добавления корректирующего электролита (плотность около 1.40 г/см³). Такой способ можно рассматривать только как временное решение проблемы, потому что причина как таковая не устраняется.

Как поднять плотность электролита

Понизить или повысить плотность электролита в аккумуляторе можно путем откачивания его определенного количества, и долива взамен дистиллированной воды или электролита с повышенной плотностью (корректирующего). Данная процедура требует больших временных затрат, так как цикл откачки-долива может повторяться несколько раз, пока не будет достигнуто требуемое значение. После каждой корректировки необходимо поставить аккумулятор на зарядку (минимум на 30 минут), а затем дать ему постоять (0.5-2 часа). Эти действия необходимы для лучшего перемешивания электролита и выравнивания плотности в банках.

В процессе поднятия (или понижения) плотности электролита не стоит забывать и о контроле его уровня. Он осуществляется стеклянной трубкой с двумя отверстиями по краям. Один край погружается в электролит до тех пор, пока не упрется в предохранительную сетку. Далее верхний конец закрывается пальцем, а сама трубка осторожно поднимается вместе со столбиком жидкости внутри. Высота этого столбика указывает на расстояние от верхней кромки пластин до поверхности залитого электролита. Оно должно составлять 10-15 мм. Если аккумулятор имеет индикатор (тубус) или прозрачный корпус с нанесенными метками минимума и максимума, то контролировать уровень значительно проще.

Не стоит забывать, что все операции с электролитом необходимо выполнять осторожно, используя защитные перчатки и очки.

Какая должна быть плотность электролита в аккумуляторе автомобиля?

Содержание

1. Оптимальные показатели в зависимости от времени года
2. Летом
3. Зимой
4. Почему происходит изменение плотности электролита?
5. Как можно откорректировать плотность электролита в банках батареи?
6. Чем грозит повышенная или пониженная плотность электролита?

Оптимальные показатели в зависимости от времени года

Плотность является важным параметром всех аккумуляторных батарей, значение которого рекомендуется удерживать на оптимальном уровне. Такое положение объясняется двумя основными причинами. Во-первых, значение параметра зависит от периода времени, в течение которого батарея будет стабильно функционировать. Во-вторых, уровень плотности определяет качество ёмкости АКБ, которое может постепенно падать из-за неоптимальной величины параметра.

Плотность электролита в аккумуляторе равна 1,27–1,31 г/см3. Однако такие значения соответствуют норме в регионах с умеренным климатическим режимом. Если эксплуатировать автомобиль в районах, в которых температурный режим может достигать -50, то плотность электролита в АКБ там от 1,29 до 1,31 г/см3. Норма устанавливается в зависимости от климатических особенностей района и времени года.

Также у водителей может появиться вопрос, какая плотность электролита в аккумуляторе должна быть в разное время года. Проанализируем этот показатель летом и зимой.

Летом

Нормальная плотность электролита в аккумуляторе изменяется в интервале от 1,25 до 1,27 г/см3 в жаркий сезон. Но летом АКБ может работать нестабильно, так как существует вероятность возникновения проблем, связанных с потерей значительного количества жидкости. Специалисты советуют удерживать значение параметра на 0,02–0,03 г/см3 ниже оптимального. Нельзя не отметить, что данная рекомендация преимущественно относится к южным регионам нашей страны.

Приводим таблицу плотности электролита в аккумуляторе в летнее время.

Регион	Величина плотности, г/см3
Центральный	1,27
Южный	1,25
Северный	1,27
Крайний Север	1,27

Зимой

Какая должна быть плотность аккумулятора в зимний сезон? Она не должна опускаться ниже 1,27 г/см3. Исключением являются южные регионы, в которых значение показателя может составлять 1,25 г/см3.

Если рассматривать районы Крайнего Севера, то плотность аккумулятора должна находиться в промежутке от 1,31 г/см3 до 1,35 г/см3. Такое положение объясняется несколькими причинами. Во-первых, если значение показателя будет слишком маленьким, то электролит внутри АКБ при крепком морозе может превратиться в ледышку, так как доля жидкости в нём в несколько раз превышает норму. Во-вторых, основные части и механизмы автотранспортного средства замерзают при минусовых температурах. Чтобы этого не произошло, необходимо усилить электродвижущую силу, с помощью которой можно осуществить запуск двигателя внутреннего сгорания. Даже современные машины не смогут это реализовать без дополнительной энергии. Следовательно, если уменьшить значение показателя, то произойдёт замерзание АКБ.

Таким образом, отвечая на вопрос о том, сколько должно быть электролита в аккумуляторе, приведём следующую таблицу плотности.

Регион	Величина плотности, г/см3
Центральный	1,27
Южный	1,25
Северный	1,29
Крайний Север	1,31

Но нужно помнить, что представленные цифры относятся лишь к АКБ с полным зарядом. Если он находится на недостаточном уровне, то значения показателя будут больше на несколько единиц.

Почему происходит изменение плотности электролита?

Даже многие водители со стажем не знают, почему падает плотность электролита в аккумуляторе. Это происходит в результате уменьшения заряда АКБ. Подобные перемены характерны для зимы, когда при потере значительной величины энергии значение рассматриваемого показателя становится критическим. Единственным решением этой проблемы является регулярный контроль состояния аккумулятора.

Специалисты рекомендуют время от времени отслеживать взаимосвязь между уровнем заряда и водным соотношением в составе электролита. К примеру, рассмотрим возможное развитие событий при сокращении аккумулятора на 25 % и 50 %:

1. При первоначальной плотности в 1,30 г/см3 она снизится до 1,26 г/см3 и 1,22 г/см3.
2. При начальном значении показателя в 1,27 г/см3 объём уменьшится до 1,23 г/см3 и 1,19 г/см3.
3. При исходной величине в 1,23 г/см3 плотность упадёт до 1,19 г/см3 и 1,15 г/см3.

Таким образом, необходимо своевременно осуществлять зарядку аккумулятора, чтобы избежать падения показателя. Однако перед этим рекомендуется обратить внимание на уровень жидкости, который мог уменьшиться в процессе функционирования автомобиля. Если это произошло, требуется долить очищенную воду без содержания каких-либо добавок.

Как можно откорректировать плотность электролита в банках батареи?

Часто возникают ситуации, в которых наблюдается разная плотность электролита в банках аккумулятора. Эту проблему нужно решать незамедлительно. Как тогда выровнять плотность электролита в банках аккумулятора? Рекомендуется два варианта действий:

1. Применить электролит, обладающий высокой концентрацией серы.
2. Долить кислоты вспомогательного характера.

Корректировка плотности электролита в аккумуляторе осуществляется с использованием следующих предметов:

• специальная ёмкость с делениями;
• резервуар для образования новой субстанции;
• кислота, электролит;
• очищенная жидкость.

Инструкция по изменению значения показателя включает в себя следующие действия:

1. Взять небольшое количество электролита с банки аккумуляторной батареи.
2. Добавить корректирующий раствор в количестве, которое соответствует взятому на первом действии – если необходимо увеличить плотность электролита. Для противоположного результата регулирующий раствор замените на дистиллированную жидкость.
3. Аккумулятор следует подзарядить специальным устройством, так как номинальный ток позволит поступившей воде перемешаться.
4. Отключив АКБ от батареи, целесообразно выждать в районе 2 часов. Это позволит плотности во всех банках встать на один уровень, что сделает вероятность возникновения погрешностей при контрольном измерении минимальной.
5. Заново измерить значение электролита. Если оно прежнее – повторить предыдущие действия сначала.

Не всегда можно изменить показатель. И тогда единственное решение – купить новый аккумулятор. Если электролит приобретает чёрный оттенок при осуществлении зарядки, то это свидетельствует о невозможности восстановления работы АКБ.

Чем грозит повышенная или пониженная плотность электролита?

Если рассматриваемый показатель выше допустимого значения, то значит, норма превышена, что отрицательно сказывается на функционировании авто. Это в большинстве случаев приводит к возникновению различных неисправностей АКБ. Следовательно, слишком высокая плотность электролита в аккумуляторе опасна для состояния автомобиля.

Если значение показателя занижено, машина может просто не завестись. В первую очередь это касается зимнего сезона, так как батарея замёрзнет при минусовых температурах.

Таким образом, необходимо осуществлять регулярную проверку плотности электролита. Это поможет избежать возникновения непредвиденных обстоятельств. Однако сделать подобное проблематично, так как плотность изменяется при разных уровнях заряда аккумулятора. Например, при её уменьшении происходит поглощение дистиллированной жидкости батареей, что приводит к увеличению концентрации показателя. В обратных ситуациях возникает процесс сульфатации, ведущий к снижению уровня плотности. Главный исход – выход из строя АКБ.

Как выровнять плотность электролита в банках аккумуляторов? Если не хотите покупать новый. Уровень плотности электролита во всех банках аккумуляторов

Периодичность

Каждые 15 000 км проверяйте уровень и плотность электролита.

Регулярно очищайте аккумулятор от пыли и грязи. Если на корпусе появились трещины или вздутие верхней крышки, замените батарею.

Электролит должен быть прозрачным. Коричневый оттенок указывает на осыпание активной массы пластин – необходимо менять батарейку.

Предупреждения

В процессе эксплуатации уровень электролита постепенно снижается из-за испарения воды, входящей в его состав. Для восстановления уровня доливайте в аккумулятор только дистиллированную воду.

При проверке плотности будьте внимательны: электролит содержит серную кислоту! Капли электролита, попавшие на детали автомобиля или на открытые участки тела, немедленно смыть большим количеством воды.

Не курите и не пользуйтесь открытым огнем во время зарядки аккумулятора.

Перед зарядкой снимите аккумулятор с автомобиля, иначе «закипевший» электролит может пролиться на кузов и детали автомобиля.

Таблица 1. Коррекция плотности электролита в зависимости
   от температуры

Температура электролита, °С	Поправка, г/см 3
От -40 до -26
От -25 до -11
От -10 до +4
+5 до +19
+20 до +30
+31 до +45

Таблица 2. Плотность электролита при 25°С, г/см 3

Климатический район (среднемесячная температура воздуха в январе, °С)	Сезон	Полностью заряженный аккумулятор	Аккумулятор заряжен
Очень холодный    (от -50 до -30 °С)	Зима    Лето
Холодный    (от -30 до -15°С)	круглый год
Умеренная    (от -15 до -8 °С)	круглый год
Теплый влажный    (от 0 до +4°С)	круглый год
Горячесухое    (от -15 до +4 °С)	круглый год

Таблица 3. Ориентировочные нормы корректировки плотности электролита

Требуемая плотность электролита в аккумуляторе, г/см 3
Реальная плотность электролита, г/см 3	Объем электролита, удаленного из аккумулятора, см 3

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ 1. Если аккумулятор имеет полупрозрачный корпус, уровень электролита определяется визуально: он должен быть между отметками «MIN» и «MAX» на боковой стороне аккумулятора. 2. Если корпус батареи непрозрачный, отвинтите шесть заглушек на крышке. 3. Проверить уровень электролита в первой банке аккумулятора, вставив стеклянную трубку (продается в комплекте с ареометром) в отверстие до упора в защитной сетке и удерживая трубку пальцем… 4. … снимите трубку. Уровень электролита должен быть 10-15 мм. 5. Вставьте трубку в отверстие и слейте электролит. Таким же образом проверьте уровень в остальных банках аккумулятора. Если в какой-либо из банок уровень меньше, долейте в них дистиллированную воду до рекомендуемого уровня (отметка «MIN» или 10-15 мм уровня в трубке). 6. После заливки измерить плотность электролита можно только через два часа: вода должна смешаться с электролитом. Для проверки плотности вставить ареометр в отверстие до упора в страховочную сетку и грушей всосать электролит так, чтобы поплавок ареометра всплыл. 7. Деление на поплавке, которое находится на уровне электролита, показывает его плотность, которая должна быть 1,28 г/см 3 для умеренного климата (при температуре электролита 25°С). Плотность зависит от температуры электролита, поэтому в результат измерения вносят поправку (см. табл. 1). По этому показателю можно судить о степени разрядки аккумулятора (см. табл. 3). Если плотность ниже указанной или отличается по банкам более чем на 0,02 г/см 3 , необходимо произвести подзарядку аккумулятора. 8. Слейте электролит из ареометра в аккумуляторную батарею. 9. Для зарядки аккумулятора используйте зарядное устройство или зарядное устройство в соответствии с инструкцией. 12. Во время зарядки регулярно проверяйте температуру и плотность электролита. Если температура электролита превышает 40°С, уменьшите зарядный ток вдвое или прервите зарядку и дайте электролиту остыть до 27°С. 10. Снимите все заглушки канистры и подключите провода. зарядное устройство к клеммам аккумулятора, соблюдая полярность, затем включите зарядное устройство. 11. Установить зарядный ток равным 0,1 емкости аккумулятора (для аккумулятора 5 Ач 5,5 А, для аккумулятора 65 Ач 6,5 А и т. д.). Во время зарядки периодически регулируйте величину зарядного тока. 13. Если в течение двух часов плотность не изменилась и началось бурное «кипение» электролита, то аккумулятор полностью заряжен. Сначала выключите зарядное устройство, затем отсоедините провода от клемм аккумулятора. 14. Измерьте плотность электролита во всех банках. Если он больше нормы, отсосите часть электролита из баллончика с помощью резиновой груши и добавьте такое же количество дистиллированной воды. Если плотность электролита меньше нормы, откачивают часть электролита ареометром и добавляют такое же количество электролита плотностью 1,40 г/см 3 (см. табл. 3). После этого снова подключите зарядное устройство и заряжайте аккумулятор в течение 30 минут. Снова измерьте плотность электролита и при необходимости доведите ее до нормы, как указано выше.

Аккумуляторная батарея — один из основных элементов автомобиля, отвечающий за запуск двигателя. Значение аккумулятора трудно переоценить, ведь без него невозможно запустить двигатель, а, следовательно, автомобиль своим ходом двигаться не может. Именно поэтому батарея требует особого внимания, исключающего возникновение неприятных ситуаций в виде невозможности совершить запланированную поездку. При этом стоит отметить, что для поддержания работоспособности этого важного источника питания не нужно предпринимать никаких сверх усилий, а достаточно проводить лишь небольшой комплекс профилактических мероприятий.

Батарея аккумуляторная свинцовая представляет собой гальванический элемент, внутри которого химическая энергия преобразуется в электрическую в результате протекающих реакций. Этот процесс невозможен без электролита — раствора кислоты, обеспечивающего движение заряженных частиц между погруженными в него электродами. Как правило, электролит представляет собой водный раствор серной кислоты определенной плотности. Именно такой параметр, как плотность электролита, оказывает существенное влияние на работоспособность аккумулятора, поэтому периодически его необходимо контролировать.

Измерение плотности электролита аккумулятора

Измерить плотность залитого в аккумулятор свинцового электролита не так уж сложно, но есть определенные нюансы, связанные с особенностями устройства и принципом работы аккумулятора. Перечислим некоторые важные моменты, которые необходимо учитывать:

1. Проводить процедуру измерения плотности получится только в случае так называемого обслуживаемого аккумулятора, который обеспечивает доступ к банкам (секциям) с электролитом через крышки заливочные отверстия. Именно через эти отверстия (обычно их количество равно шести, как и количество секций) берется состав для измерения плотности.
2. В процессе своей работы автомобильный аккумулятор постоянно заряжается и разряжается. Разрядка происходит при прокручивании стартера, а заряд — когда двигатель уже работает от генератора. В зависимости от степени заряда меняется и плотность электролита. Значения могут варьироваться в пределах 0,15-0,16 г/см 3 . Важно учитывать, что автомобильный генератор не способен полностью зарядить аккумулятор. При нормальной работе на машине потенциал аккумулятора используется только на 80-90%. Полную зарядку может обеспечить только внешнее зарядное устройство, к которому обязательно придется прибегнуть перед измерением плотности электролита.
3. Плотность электролита зависит от его температуры. Обычно измеряется при температуре +25°С, в противном случае вносятся поправки.

Предположим, что все вышеперечисленные условия учтены, и можно переходить непосредственно к измерению плотности. Для этого понадобится специальный прибор — плотномер, который состоит из ареометра, резиновой груши и стеклянной трубки с наконечником. Устройство вводят в аккумуляторную батарею через заливное отверстие, а затем резиновой грушей засасывают электролит. Это происходит до тех пор, пока не выскочит ареометр. Показания считываются после прекращения колебаний ареометра и становится возможным определить точное значение. Показания отсчитывают по шкале, при этом смотреть следует на уровень поверхности жидкости.

Полученное значение должно быть в пределах 1,25-1,27 г/см 3 , если автомобиль эксплуатируется в средней полосе. В зоне холодного климата (среднемесячная температура января ниже -15°С) показатель должен быть в пределах 1,27-1,29 г/см 3 . Проверять плотность электролита на соответствие этим цифрам нужно в каждом из шести банок аккумулятора. Показания не должны отличаться более чем на 0,01 г/см 3 , иначе потребуется их корректировка.

Как мы уже говорили, плотность электролита зависит от температуры. Это означает, что зимой и летом жидкость в одном и том же полностью исправном аккумуляторе будет иметь разную плотность. Следующая таблица дает представление о том, насколько будут отличаться показания.

Зависимость температуры замерзания электролита от его плотности демонстрирует другая таблица. На основании этих данных можно установить оптимальную плотность электролита для конкретных климатических условий. Нижняя граница выбранного интервала должна обеспечивать, чтобы электролит не замерзал даже при самых сильных морозах и обеспечивать усилие, необходимое для проворачивания стартера. В то же время завышать плотность тоже нельзя, так как положительные электроды аккумулятора начинают ускорять коррозионные процессы, приводящие к сульфатации пластин.

Причины изменения плотности электролита

Значения, зафиксированные в результате измерения плотности, не всегда соответствуют требуемым показателям. Расхождения могут касаться как отдельных банок аккумуляторов, так и всех вместе взятых. Если плотность слишком высокая, то нужно в первую очередь обратить внимание на уровень электролита. Низкий уровень в большинстве случаев является следствием электролиза, приводящего к разложению воды, содержащейся в электролите, на водород и кислород. Этот процесс выражается в появлении пузырьков на поверхности жидкости, что обычно происходит при зарядке аккумулятора. Частое «кипячение» может привести к уменьшению концентрации воды, и этот вопрос решается простым ее добавлением. Доливайте в аккумулятор только дистиллированную воду, контролируя уровень электролита. Подробнее о регулировке плотности электролита поговорим ниже.

Если с повышенной плотностью все понятно, то с пониженной ситуация несколько сложнее. Теоретически одной из причин снижения плотности может быть то, что по какой-то причине уменьшилась доля серной кислоты в электролите. Однако на практике это маловероятно, так как сам по себе он имеет высокую температуру кипения, исключающую испарение даже при интенсивном нагреве, возникающем, например, при зарядке аккумулятора. Более распространенной причиной снижения плотности электролита является так называемая сульфатация пластин, заключающаяся в образовании на электродах сульфата свинца (PbSO4). На самом деле это естественный процесс, который происходит при каждой разрядке аккумулятора. Но дело в том, что при нормальной работе после разряда аккумулятора аккумулятор необходимо зарядить (на автомобиле аккумулятор постоянно подзаряжается от генератора). Заряд сопровождается обратным превращением сульфата свинца в свинец (на катоде) и диоксида свинца (на аноде) — в те активные вещества, которые составляют основу электродов и принимают непосредственное участие в химическом процессе внутри аккумулятора. Если батарея длительное время находится в разряженном состоянии, сульфат свинца кристаллизуется, безвозвратно теряя способность участвовать в химических реакциях. Это очень неприятный процесс, в результате которого аккумулятор не сможет полностью зарядиться даже при использовании внешнего зарядного устройства из-за того, что в работе задействована не вся площадь пластин. Поскольку аккумулятор не заряжается до конца, плотность электролита не восстанавливается до исходных значений. По сути уже идет разговор об устранении нарушений в нормальном функционировании аккумулятора.

Частичную сульфатацию пластин можно устранить с помощью контрольно-тренировочных циклов, заключающихся в зарядке и последующей разрядке аккумулятора до определенного уровня. Эта функция есть у большинства современных зарядных устройств, поэтому есть смысл ею воспользоваться, особенно если аккумулятор по каким-то причинам долгое время находился в разряженном состоянии. Процедура десульфатации очень длительная и может занимать до нескольких дней. Если она не дает результата, то крайняя мера – увеличение плотности путем добавления корректирующего электролита (плотность около 1,40 г/см 3 ). Этот метод можно рассматривать только как временное решение проблемы, ведь причина как таковая не устраняется.

Как увеличить плотность электролита

Понизить или увеличить плотность электролита в аккумуляторе можно, откачав определенное его количество и долив дистиллированной воды или электролита большей плотности (корректирующий) . Эта процедура занимает много времени, так как цикл откачки до заполнения может повторяться несколько раз, пока не будет достигнуто желаемое значение. После каждой регулировки нужно поставить аккумулятор на зарядку (не менее 30 минут), а затем дать постоять (0,5-2 часа). Эти действия необходимы для лучшего перемешивания электролита и выравнивания плотности в банках.

В процессе повышения (или понижения) плотности электролита не забывайте о контроле его уровня. Осуществляется стеклянной трубкой с двумя отверстиями по краям. Один край погружается в электролит до соприкосновения с защитной сеткой. Далее верхний конец закрывают пальцем, а саму трубку осторожно приподнимают вместе со столбиком жидкости внутри. Высота этого столбца указывает на расстояние от верхнего края пластин до поверхности залитого электролита. Он должен быть 10-15 мм. Если на аккумуляторе есть индикатор (трубка) или прозрачный корпус с отмеченными минимальными и максимальными отметками, то контролировать уровень намного проще.

Не забывайте, что все операции с электролитом необходимо производить осторожно, используя защитные перчатки и очки.

› Коррекция плотности электролита аккумулятора перед зимой!

Подготовка к регулировке.

Измерение уровня электролита.

 Трубка для измерения уровня электролита.
Перед проверкой плотности электролита и в процессе ее регулировки необходимо следить за уровнем электролита в банках аккумуляторов. В автомобильных аккумуляторах нормальным считается уровень электролита на 10÷15 мм выше верхней кромки пластин (сепараторов).

В батареях с индикатором (трубкой) электролит должен быть на одном уровне с ним или выше его на 5 мм.


Электролит корректирующий — Электролит повышенной плотности (обычно 1,40 г/см3) для повышения плотности электролита аккумулятора или для подготовки электролита нормальной плотности к зарядке аккумулятора.

Вода дистиллированная.
Добавляется в электролит для снижения его плотности.

Важные детали

1. В связи с тем, что кислота и вода имеют разную плотность, при разбавлении электролита или кислоты водой кислоту следует добавлять в воду, а не наоборот.

2. Обращайтесь с батареей очень осторожно. Ни в коем случае нельзя его переворачивать. Это может привести к падению пластин и выходу батареи из строя.

Определение требуемого значения плотности электролита полностью заряженного аккумулятора.
На протяжении всего срока службы батареи плотность электролита постоянно меняется. Есть обратимые изменения плотности — это нормальный заряд и разряд батареи. Интервал изменения плотности электролита при изменении состояния аккумулятора с полностью разряженного на полностью заряженный и наоборот обычно составляет для нового аккумулятора 0,15÷0,16 г/см3.
Но бывают и необратимые изменения, например, электролиз воды (разложение на водород и кислород) при «кипении» электролита. Плотность электролита увеличивается.

При сульфатации пластин, когда их активная поверхность покрыта слоем нерастворимого сульфата свинца или осыпается активная масса пластин, что уменьшает площадь поверхности пластин, которая участвует в электрохимической реакции — восстановить первоначальную плотность электролита во время зарядки невозможно. Это приводит к необратимому уменьшению плотности электролита и, соответственно, сужает диапазон изменения плотности в диапазоне полный заряд — полный заряд (0,15 ÷ 0,16 г/см3 — для новой исправной батареи).
Постоянно повышенная плотность электролита приводит к уменьшению срока службы батареи.
Стабильно заниженная плотность приводит к снижению ЭДС и затруднению запуска двигателя, а также к повышенному риску замерзания электролита в зимний период эксплуатации.

Для начала нужно определиться, какую плотность электролита мы хотим иметь в нашем аккумуляторе применительно к климатической зоне его эксплуатации.

В этой таблице указана температура замерзания электролита.
Например, для центральных районов России (Москва, Казань…) можно выбрать плотность электролита 1,25÷1,27 г/см3. Необходимо помнить, что на автомобиле аккумуляторная батарея в лучшем случае может быть заряжена до 80÷90% ее максимальной емкости (то есть плотность электролита будет несколько ниже, чем при полной зарядке). Поэтому плотность электролита, исходя из температуры его замерзания (таблица), выбирают несколько большей, чем необходимо для обеспечения гарантированного незамерзания при минимальной температуре воздуха в зимний период.

Полная зарядка аккумулятора.

Необходимо четко понимать и строго соблюдать правило:
Проверка плотности электролита, с целью определения необходимости его регулировки, проводится только при ПОЛНОСТЬЮ ЗАРЯЖЕННОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕ.
Известно, что при исправном генераторном оборудовании автомобиля и его нормальном напряжении 14,0 ÷ 14,6 В возможна зарядка аккумуляторной батареи только на 80 ÷ 90% от ее максимальной емкости из-за неэффективности процесса заряда аккумуляторной батареи на транспортном средстве. .

При выборе зарядного устройства следует избегать использования «автоматических зарядных устройств» без предварительного ознакомления с логикой его автоматизации. Во многих из них автоматическое отключение режима заряда производится просто при достижении напряжения на клеммах аккумулятора 14,5÷14,6 В, а это не всегда обеспечивает полный заряд аккумулятора.

Признаком ПОЛНОГО заряда аккумулятора является постоянство плотности электролита и напряжения на его клеммах при продолжении зарядки в течение 2-х часов.

При достижении условий для полного заряда аккумулятора, то есть напряжение на клеммах и плотность электролита постоянны в течение двух часов при зарядке аккумулятора, его останавливают и выдерживают аккумулятор от 30 минут до двух часов в выключенном состоянии.
Рекомендуется производить отключение в выключенном состоянии от получаса до двух часов после зарядки (разрядки), заливки (регулировки плотности) электролита, регулировки уровня электролита. Это делается для выравнивания плотности электролита в объеме банок, для снижения температуры электролита, выхода пузырьков газа, образующихся при «кипении». В противном случае могут возникнуть недопустимые погрешности измерения плотности и уровня электролита, а также напряжения на клеммах аккумуляторной батареи.

Затем измеряется уровень электролита и его плотность в каждой банке. Если наблюдается значительная разница плотности электролита между банками (более 0,01 г/см3), следует попытаться провести дополнительную, так называемую уравнительную зарядку аккумулятора для выравнивания плотности между банками, при этом ток заряда можно снижается в 2 ÷ 3 раза по сравнению с номинальной, для уменьшения газообразования («кипения»).
Если подзарядка в течение нескольких часов не выравнивает плотность электролита в банках, очевидно, необходимо выровнять ее последующей регулировкой.
По завершении данного этапа работ оформляется этикетка с указанием плотности и уровня электролита в каждой банке. Принимается решение, какие действия производить над каждой конкретной банкой. За основу взято соотношение плотности электролита, которое мы приняли как оптимальный вариант для нашей климатической зоны, и реального значения, измеренного после полной зарядки аккумулятора.

Коррекция плотности электролита.
Суть регулировки плотности электролита в банке аккумуляторов заключается в следующем:
а) из банки отбирается некоторое количество электролита;
б) вместо этого в банку добавляют такой же объем либо воды дистиллированной (плотность 1,00 г/см3) — для понижения плотности электролита в банке, либо корректирующего электролита (обычно плотностью 1,40 г/см3 ) — для увеличения плотности;

в) аккумулятор включают на 30 мин для заряда номинальным током для лучшего перемешивания электролита в результате газовыделения;
г) аккумулятор отключают от зарядного устройства и выдерживают 0,5÷2 часа для выравнивания плотности электролита в объеме банок;
д) измеряют плотность электролита в каждой банке и его уровень, оба параметра нормируют. То есть при необходимости все операции а)÷д) повторяются.

Приведу таблицу, в которой указано «…сколько повесить в граммах», то есть конкретное количество в см3 удаляемого электролита и соответствующее количество добавляемой жидкости (дистиллированная вода или корректирующий электролит в зависимости от направления изменения плотности).

Объем жидкости указан для корректировки 1 л электролита (1000 см3). Таким образом, чтобы скорректировать конкретный аккумулятор, нам необходимо знать количество электролита в одной банке этого аккумулятора в литрах. Полученные из таблицы значения необходимо умножить на объем электролита в литрах в одной банке регулируемого аккумулятора.
Количество электролита в одной банке:
6СТ-45 — 500 см3;
6СТ-55 — 633 см3.

Ориентировочные нормы в см3 корректировки плотности электролита в объеме 1 л.
В таблице предусмотрено использование корректирующего электролита плотностью всего 1,40 г/см3. Ниже приведена формула, по которой можно применять корректирующий электролит с плотностью, отличной от 1,40 г/см3.

где
Ve — объем электролита, удаленного из банки, см3,
Vb — объем электролита в одной банке, см3,
для некоторых типов аккумуляторов, чуть выше указан объем электролита в одной банке,
ρn — исходная плотность электролита до регулировки, г/см3,
ρk — получаемая конечная плотность, г/см3,
ρd — плотность добавляемой жидкости, (вода — 1,00 г/см3 или корректирующий электролит — *г/см3)

Следует отметить, что при использовании данной формулы , объемы удаленного и добавленного электролитов равны.

Если в таблице трудно разобраться! Вы можете сделать это позже:

Выкачать большую часть жидкости из одной из банок. Эту операцию удобно выполнять с помощью «груши». Измерьте откачиваемый объем и добавьте около половины этого объема электролита. Аккуратно покачайте батарею в разные стороны, затем снова измерьте плотность. Если плотность не достигла необходимого значения, долить еще ¼ объема, сдутого ранее электролитом. Таким образом, необходимо доливать электролит, каждый раз уменьшая его количество вдвое.

Цена вопроса: 200 ₽

О доливке дистиллированной воды в аккумулятор, после двух лет эксплуатации без обслуживания.
После доливки до МАХ дистиллированной воды в каждую банку (0,5 л на 6 влезших банок) и зарядки автоматическим зарядным устройством током от 2 А до 0,5 А в течение 20 часов, после суток работы измерил плотность электролита в банках.
Оказалось, что в средних четырех банках плотность одинакова — 1,27, а в двух крайних банках (левый и правый) чувствительно меньше — 1,23; 1.24.

Погуглив, почитав разные статьи на эту тему, выяснил, что как бы не допилили, неплохо бы позаботиться о продлении срока службы батареи 🙂
Если зарядка не помогла выровнять плотность электролита , необходимо выровнять с помощью концентрированного электролита плотностью 1,4.
По пути я промчался по магазинам по продаже аккумуляторов и автомагазинам.
К моему удивлению, концентрированного электролита нигде не было.
В одном из магзиков консультант поделился, что плотность 1,4 запрещена и давно не производится, а стандартный корректирующий электролит плотностью 1,33 уже три месяца не поставляется, в связи с какими-то предстоящими изменения в законодательстве и скорее всего корректирующие будут меньшей плотности.
Правда или нет, но за что купил, за то и продаю:)
Заехал на авторынок, где много мелких магазинчиков-палаток, и в одном из них не было проблем с корректирующим электролитом 1,33, за только 70 рублей 🙂

Итак, что и сколько заливать/доливать…
Статьи в инете в основном старые, т.к. аккумулятор уже давно перешел в разряд расходников и мало кто стремится его обслуживать.
За основу расчетов взято
Суть регулировки плотности электролита в банке аккумуляторов заключается в следующем:
а) из банки берется некоторое количество электролита;
б) вместо этого в банку добавляют тот же объем либо дистиллированной воды (плотностью 1,00) — для понижения плотности электролита в банке, либо для корректировки электролита (обычно плотностью 1,40) — для увеличить плотность;
Равенство объемов отбираемых и добавляемых жидкостей используется только для упрощения всей процедуры и упрощения логической интерпретации ее результатов.
По мере накопления опыта это равенство может нарушаться.
в)   аккумулятор включается на 30 минут для заряда номинальным током для лучшего перемешивания электролита в результате газовыделения;
г) аккумулятор отключают от зарядного устройства и выдерживают в течение 0,5÷2 ч для выравнивания плотности электролита в объеме банок;
г) измеряют плотность электролита в каждой банке и его уровень, оба параметра нормируют.
Тех. при необходимости повторяются все операции а)   и г)  
Ниже приведена формула, используя которую можно нанести корректирующий электролит с плотностью отличной от 1,40

где:
Ve   — объем электролит, удаленный из банки, см3,
Вб — количество электролита в одной банке, см3,
ρн   — начальная плотность электролита перед регулировкой, г/см3,
ρк   — конечная плотность, которую необходимо получить, г/см3,
ρд   — плотность добавляемой жидкости, (вода — 1,00 г/см3 или электролит корректирующий — *г/см3)
Следует отметить, что при использовании данной формулы объемы удаляемого и добавляемого электролитов равны.

Итак, теперь главный вопрос, какой объем электролита в нашей ISTA CALCIUM 12V 70А/ч?
Ответа на него я не нашел, но было решено, по аналогии с размерами наших российских аккумуляторов, за исходник взять объем 6СТ-55(60) — 3,8 л. В итоге выяснилось, что наверное в нашем аккумуляторе около 3,5 литров.
По расчетам при плотности 1,24 необходимо заменить 1,33, примерно 211 см3, на корректирующий электролит.
Чтобы не ошибиться, для начала из каждой крайней банки было изъято четыре раза по 40 единиц указанного на колбе объема ареометра, итого по 160 штук 🙂
Соответственно столько же и заливается электролит 1.33

После смешивания, перебулькивания 🙂 плотность была как раз 1.27
Оставляю заряжаться на 10 часов током от 2 до 0.5А (автоматическая зарядка) и в утром плотность почти 1,32 в каждом берегу.
Многовато, но это только сразу после отключения зарядки.
Через пару дней проверяю, что в каждой банке ровно 1.30, во всех шести.
Повторяю процедуру с подменой небольших объемов в каждую банку дистиллированной воды.
В этот раз я взял из банки по 60 см3 каждой банки, взамен залив перегонку.
Полчаса подзарядил, день покатался и на проверку.
Ну а теперь о деле, во всех банках плотность электролита одинаковая — 1,26
для скоротечного лета в самый раз 🙂 срок службы батарей еще на три года, то в принципе не напрягает.
А когда знаешь, что мерить и доливать, то абсолютно все просто.
Следующая проверка в октябре/ноябре 🙂

PS : прошло более полутора лет   с момента данной операции с корректирующим электролитом и после этого я читал много мнений что невозможно исправить плотности таким образом, правильный вариант только полная зарядка аккумуляторов стационарное зарядное устройство, которое в итоге после полной зарядки дает перекос по плотности в банках… НО , буквально на днях я был смутил полный заряд батареи в несколько этапов и в итоге в этих крайних банках плотность в конце заряда такая же как и в остальных — 1,27 все норм.
На этот раз только один банк вышел из строя посередине, всего 1,27 и 1,25 в одном после полной зарядки.
КТС на АКБ проведен, полный заряд произведен, думаю терять нечего, с одним средним можно повторить выполнение с корректирующим электролитом

Цена вопроса: 70 ₽    Пробег: 32 400 км

О доливке дистиллированной воды в аккумулятор , после двух лет эксплуатации без обслуживания.
После доливки до МАХ дистиллированной воды в каждую банку (0,5 л на 6 влезших банок) и зарядки автоматическим зарядным устройством током от 2 А до 0,5 А в течение 20 часов, после суток работы измерил плотность электролита в банках.
Оказалось, что в средних четырех банках плотность одинаковая — 1,27, а в двух крайних банках (левый и правый) чувствительно меньше — 1,23; 1.24.

Погуглив, почитав разные статьи на эту тему, выяснил, что как бы не допилили, неплохо бы позаботиться о продлении срока службы батареи 🙂
Если зарядка не помогла выровнять плотность электролита , необходимо выровнять с помощью концентрированного электролита плотностью 1,4.
По пути я пробежался по магазинам по продаже аккумуляторов и автомагазинам.
К моему удивлению, концентрированного электролита нигде не было.
В одном из магзиков консультант поделился, что плотность 1,4 запрещена и уже давно не производится, а стандартный корректирующий электролит плотностью 1,33 уже три месяца не поставляется, в связи с какими-то предстоящими изменения в законодательстве и скорее всего корректирующие будут меньшей плотности.
Правда или нет, но за что купил, за то и продаю:)
Заехал на авторынок, где много мелких магазинчиков-палаток, и в одном из них не было проблем с коррекционным электролитом 1,33, за только 70 рублей 🙂

Итак, что и сколько заливать/доливать…
Статьи в инете в основном старые, т.к. аккумулятор уже давно перешел в разряд расходников и мало кто стремится его обслуживать .
За основу расчетов взято
Суть регулировки плотности электролита в банке аккумуляторов заключается в следующем:
а) из банки берется некоторое количество электролита;
б) вместо этого в банку добавляют тот же объем либо дистиллированной воды (плотностью 1,00) — для понижения плотности электролита в банке, либо для корректировки электролита (обычно плотностью 1,40) — для увеличить плотность;
Равенство объемов забираемой и добавляемой жидкостей используется только для упрощения всей процедуры и упрощения логической интерпретации ее результатов.
По мере накопления опыта это равенство может нарушаться.
в)   аккумулятор включается на 30 минут для заряда номинальным током для лучшего перемешивания электролита в результате газовыделения;
г) аккумулятор отключают от зарядного устройства и выдерживают в течение 0,5÷2 ч для выравнивания плотности электролита в объеме банок;
г) измеряется плотность электролита в каждой банке и его уровень, оба параметра нормируются.
Тех. при необходимости повторяются все операции а) и г)
Ниже приведена формула, используя которую можно нанести корректирующий электролит с плотностью отличной от 1,40

где:
Ve — объем электролит, удаленный из банки, см3,
Vb — количество электролита в одной банке, см3,
ρн   — начальная плотность электролита до регулировки, г/см3,
ρк  — конечная плотность, которую необходимо получить, г/см3,
ρd  — плотность добавляемой жидкости, (вода — 1,00 г/см3 или корректирующий электролит — *г/см3)
Следует учитывать, что при использовании этого формуле объемы удаленного и добавленного электролитов равны.

Итак, теперь главный вопрос, какой объем электролита в нашей ISTA CALCIUM 12V 70А/ч?
Ответа на него я не нашел, но было решено, по аналогии с размерами наших российских аккумуляторов, за исходник взять объем 6СТ-55(60) — 3,8 л. В итоге выяснилось, что наверное в нашем аккумуляторе около 3,5 литров.
По расчетам при плотности 1,24 необходимо заменить 1,33, примерно 211 см3, на корректирующий электролит.
Чтобы не ошибиться, для начала из каждой крайней банки было взято четыре раза по 40 единиц объема ареометра, указанного на колбе, итого по 160 штук 🙂
Соответственно столько же и электролита залил 1,33

После смешивания, перебулькивания 🙂 плотность была как раз 1,27
оставляю заряжаться на 10 часов током от 2 до 0,5 А (автоматическая зарядка) и утром плотность почти 1,32 в каждой банке .
Слишком много, но это только сразу после отключения зарядки.
Через пару дней проверяю, что в каждой банке ровно 1.30, во всех шести.
Повторяю процедуру с подменой небольших объемов в каждую банку дистиллированной воды.
В этот раз я взял из банки по 60 см3 каждой банки, взамен залив перегонку.
Полчаса подзарядил, день покатался и на проверку.
Ну а теперь по делу, во всех банках плотность электролита одинаковая — 1,26
для скоротечного лета в самый раз 🙂

Если все эти манипуляции помогут продлить жизнь аккумуляторов еще на три года, то в принципе не напрягает.
А когда знаешь, что мерить и доливать, то абсолютно все просто.
Следующая проверка в октябре/ноябре 🙂

PS : прошло более полутора лет  с момента данной операции с корректирующим электролитом, и после этого я читал много мнений, что корректировать невозможно плотность таким образом, правильный вариант только полная зарядка аккумулятора стационарным зарядным устройством, что в итоге после полной зарядки приведет к перекосу плотности в банках… НО , буквально на днях меня смутил полный заряд батареи в несколько этапов и в итоге в этих крайних банках плотность в конце заряда такая же как и в остальных — 1,27 всего нормы.
На этот раз только одна банка вышла из строя посередине, 1,27 всего и 1,25 в одной после полной зарядки.
КТС на АКБ держится, полный заряд произведен, думаю терять нечего, с одним средним можно повторить исполнение с корректирующим электролитом

Метка: 70 ₽    Пробег 32400 км

Химические добавки улучшают стабильность литий-ионных аккумуляторов высокой плотности

Диаграммы на этом рисунке показывают состав катода, взаимодействие катода и электролита (CEI) и сольватную оболочку, то есть то, как различные химические молекулы в растворителе взаимодействуют друг с другом. На графиках показано поведение электролита при высоких и низких температурах, включая график, показывающий емкость в зависимости от времени и емкость при различных напряжениях. Кредит: Нано Исследования

Поскольку наша потребность в батареях высокой плотности увеличивается с широким распространением электромобилей и альтернативных источников энергии, повышение стабильности и емкости литий-ионных батарей является необходимостью. Современная технология литий-ионных аккумуляторов, в которой часто используется никель, менее стабильна при экстремальных температурах, что приводит к перегреву как из-за температуры, так и из-за высокого напряжения. Эти батареи также имеют тенденцию быстро портиться.

Чтобы решить эту проблему, исследователи изучают новые химические комбинации, которые могут устранить эти недостатки. В недавнем исследовании ученые продемонстрировали, как растворитель и добавка неорганического соединения могут улучшить стабильность и производительность литий-ионных аккумуляторов с никелевыми катодами.

Они опубликовали свои результаты 12 сентября в Nano Research .

Основы работы батарей одинаковы, независимо от того, думаете ли вы о промышленной литий-ионной батарее или обычной бытовой батарее типа АА. Катод — это положительный электрод, анод — отрицательный электрод, а между ними внутри батареи находится раствор, называемый электролитом. Положительно и отрицательно заряженные ионы проходят через электролит, а химическая реакция генерирует электрическую энергию. В этом исследовании исследователи определили жидкий электролит на основе сульфолана с добавленным к нему перхлоратом лития как потенциальное решение общих недостатков литий-ионных аккумуляторов.

«Для катодов на основе никеля хорошие низкотемпературные электрохимические характеристики обычно достигаются в ущерб имуществу и безопасности при комнатных температурах. Это связано с тем, что электролиты с легкоплавкими растворителями резко портятся. Высокая летучесть и воспламеняемость этих электролитов также ограничивают их применение при высоких температурах», — сказал профессор Фан Лянь из Школы материаловедения и инженерии Пекинского университета науки и технологии в Пекине, Китай. Исследователи обнаружили, что добавление перхлората лития к сульфолану может устранить многие из этих недостатков.

Сульфолан — это растворитель, который изначально был создан для использования в нефтяной и газовой промышленности, но теперь он используется во многих различных промышленных условиях, поскольку он остается стабильным при повышенных температурах. Перхлорат лития представляет собой неорганическое соединение, которое в сочетании с сульфоланом помогает поддерживать стабильность электролита. Третий химикат добавляется для разбавления электролита и повышения стабильности электролита в широком диапазоне температур.

Чтобы проверить, насколько хорошо работает предложенный электролит, исследователи создали батарею с использованием электролита и провели серию тестов и теоретических расчетов.

Они обнаружили, что растворитель способен сохранять проводимость в широком диапазоне температур от –60 до 55 градусов Цельсия. Для сравнения, традиционные электролиты имеют тенденцию затвердевать при температурах ниже -20 градусов Цельсия. Добавление перхлората лития в электролит усиливает взаимодействие различных химических веществ в электролите друг с другом и снижает количество необходимой энергии, облегчая работу электролита при более низких температурах.

«Разбавленный электролит высокой концентрации на основе сульфолана с добавкой перхлората лития реализует широкотемпературное применение в высоковольтных элементах. Эта комбинация улучшает перенос ионов лития и снижает энергию десольватации, а также препятствует непрерывному разложению электролита и резкий износ катода при высоких температурах», — сказал Лиан. «Наша работа обеспечивает всестороннее понимание молекулярной структуры электролита, способствуя разработке литиевых батарей с высокой плотностью энергии».

---

Узнать больше

Новый термостойкий конденсатор большой емкости, созданный на основе твердых электролитов, заимствованных из полностью твердотельных аккумуляторов

---

Дополнительная информация: Yixin Zhu et al, Жидкий электролит на основе сульфолана с добавкой LiClO4 для широкотемпературного рабочего тройного катода с высоким содержанием никеля, Nano Research (2022). DOI: 10.1007/s12274-022-4852-y

Информация журнала: Нано Исследования

Предоставлено Издательство Университета Цинхуа

Ссылка : Химические добавки повышают стабильность литий-ионных аккумуляторов высокой плотности (2022, 14 сентября) получено 16 октября 2022 г. из https://phys.org/news/2022-09-chemical-additives-stability-high-density-lithium-ion.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.

Добавка к электролиту обеспечивает прорыв в производительности литиевых батарей

Добавка к электролиту приводит к защитному поверхностному слою для катодов с высоким содержанием никеля, улучшая работу батареи при высоких напряжениях

Исследователи батареи Эньюан Ху, Ша Тан, Ира Валуя, Адриан Хант. Изображение: Брукхейвенская национальная лаборатория

Предоставлено Брукхейвенской национальной лабораторией.
Автор: Келли Зегерс

АПТОН, Нью-Йорк — Группа исследователей под руководством химиков из Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) выяснила, что добавка к электролиту обеспечивает стабильное высоковольтное циклирование слоистых материалов с высоким содержанием никеля. катоды. Их работа может привести к улучшению плотности энергии литиевых батарей, питающих электромобили.

Выводы, опубликованные 9 мая в журнале Nature Energy , предлагают решение печально известных проблем деградации, которые возникают у катодных материалов с высоким содержанием никеля, особенно при высоких напряжениях. Это исследование было проведено в рамках спонсируемого Министерством энергетики консорциума Battery500, который возглавляет Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Министерства энергетики США (PNNL) и работает над значительным увеличением плотности энергии литиевых батарей для электромобилей.

Ша Тан, соавтор и доктор философии. Кандидат в Университете Стоуни-Брук, проводивший исследования с группой электрохимического накопления энергии в Брукхейвенской лаборатории, первоначально изучал, как можно использовать добавку дифторфосфат лития (LiPO2F2) для улучшения низкотемпературных характеристик батарей. Из любопытства она попробовала использовать добавку для циклирования высокого напряжения при комнатной температуре.

«Я обнаружил, что если поднять напряжение до 4,8 вольт (В), эта добавка действительно обеспечивает отличную защиту катода, и батарея демонстрирует отличные характеристики при циклировании», — сказал Тан.

Защитные электроды батареи

Батареи состоят из двух электрических выводов — электродов, называемых катодом и анодом, — которые разделены другим компонентом батареи, электролитом. Электроны проходят через внешнюю цепь, соединяющую два электрода, а ионы проходят через электролит. Оба переключаются между электродами во время циклов зарядки-разрядки.

Многослойные катодные материалы с высоким содержанием никеля обещают высокую плотность энергии для аккумуляторов следующего поколения в сочетании с литий-металлическими анодами. Но эти материалы склонны к потере емкости. Одной из основных проблем является растрескивание частиц во время циклов заряда-разряда высокого напряжения. Работа при высоком напряжении важна, потому что общая энергия, хранящаяся в аккумуляторе, которая важна для запаса хода автомобиля, увеличивается по мере увеличения полезного рабочего напряжения.

Другой проблемой является растворение переходного металла с катода и его последующее осаждение на аноде. По словам химика из Брукхейвена Эньюана Ху, руководившего исследованием, это известно как «перекрестные помехи» в сообществе аккумуляторных батарей. Во время высоковольтной зарядки небольшое количество переходных металлов в кристаллической решетке катода растворяется, затем проходит через электролит и осаждается на стороне анода. Когда это происходит, и катод, и анод разрушаются. Результат: плохое сохранение емкости аккумулятора.

Исследователи обнаружили, что введение небольшого количества добавки в электролит подавляет перекрестные помехи.

По мере разложения добавки образуются фосфат лития (Li3PO4) и фторид лития (LiF) с образованием высокозащитной межфазной фазы катод-электролит — твердого тонкого слоя, который образуется на катоде аккумулятора во время циклирования.

«Формируя очень стабильную межфазную границу на катоде, этот защитный слой значительно снижает потери переходного металла на поверхности катода», — сказал Ху. «Уменьшение потерь переходных металлов помогает уменьшить осаждение этих переходных металлов на аноде. В этом смысле анод также в определенной степени защищен. Мы считаем, что подавление растворения переходных металлов является одним из ключевых факторов, который приводит к значительному улучшению показателей цикличности».

Добавка к электролиту позволяет подвергать многослойный катод с высоким содержанием никеля циклической работе при высоком напряжении для увеличения плотности энергии и сохранения 97 процентов своей первоначальной емкости после 200 циклов, как обнаружили исследователи.

Члены группы Брукхейвена показаны за пределами NSLS-II, где для проведения части исследования использовались четыре канала луча. На фото слева направо ученый NSLS-II Ирадвиканари Валуйо, химик из Брукхейвена Эньюан Ху, соавтор Ша Тан и ученый NSLS-II Адриан Хант. Изображение: Брукхейвенская национальная лаборатория

Сохранение поликристаллического раствора

Но повышение производительности было не единственным впечатляющим результатом для исследователей, сказал Ху.

Самый распространенный катод, богатый никелем, имеет форму поликристаллов — агрегатов многих кристаллов нанометрового размера, также известных как первичные частицы, слипшихся вместе, чтобы сформировать более крупную вторичную частицу. Хотя это обещает относительно простой путь синтеза, поликристаллическую природу обычно обвиняют в том, что она вызывает растрескивание частиц и, в конечном итоге, снижение емкости.

Недавние исследования показали, что катоды на основе монокристаллов могут иметь преимущества перед поликристаллическими аналогами в подавлении образования трещин в частицах. Однако это исследование предполагает, что использование аддитивной инженерии также может эффективно решить проблему растрескивания поликристаллических материалов.

«Наша работа говорит о том, что поликристаллические материалы нельзя исключать из рассмотрения, особенно потому, что их легче производить, что может привести к более низкой стоимости», — сказал Ху.

Тан добавил: «В нашей стратегии используется очень небольшое количество добавки для достижения такого значительного улучшения электрохимических характеристик. С практической точки зрения это может быть недорогим и простым в использовании решением».

Забегая вперед, исследователи хотят протестировать добавку в более сложных условиях, чтобы выяснить, смогут ли катодные материалы выдержать еще большее количество циклов для практического использования батареи.

Расширенный анализ

Чтобы понять, как добавка разлагается и защищает поверхность катода, исследователи провели серию синхротронных экспериментов, сказал Тан.

Четыре линии пучка на Национальном источнике синхротронного света-II (NSLS-II), пользовательском объекте Управления науки Министерства энергетики США в Брукхейвене, который генерирует сверхяркие рентгеновские лучи для изучения свойств материалов в атомном масштабе, сыграли разные роли в исследовании.

Ученые использовали канал быстрого поглощения и рассеяния рентгеновских лучей (QAS), чтобы понять процесс растворения переходных металлов — как переходные металлы попадают на сторону анода.

Они использовали канал рентгеновской спектроскопии субмикронного разрешения (SRX) для изучения эффективности новой межфазной фазы в подавлении растворения переходного металла путем картирования количества переходного металла, осажденного на поверхности анода. Эти эксперименты показали, что граница раздела катод-электролит значительно препятствовала миграции переходных металлов к аноду, когда действовала добавка.

Исследователи также использовали линию пучка In Situ и Operando Soft X-ray Spectroscopy (IOS), чтобы охарактеризовать поверхность катода при введении добавки и обеспечить формирование надежной межфазной границы.

И они использовали линию пучка порошковой рентгеновской дифракции (XPD), чтобы изучить кристаллическую структуру катода, чтобы увидеть, изменилась ли она за несколько циклов.

Кроме того, команда координировала свои действия в разных часовых поясах с учеными, работающими на Европейском центре синхротронного излучения, в Гренобле, Франция. Там сотрудники использовали рентгеновские лучи, чтобы изучить морфологию и химический состав тысяч электродных частиц, что позволило ученым визуализировать дефекты и плотность энергии.

Для визуализации того, как структура поверхности катода развивалась во время циклирования, а также для компьютерного анализа, исследователи обратились к возможностям Центра функциональных наноматериалов Брукхейвенской лаборатории. По словам Ху, эти визуальные и вычислительные исследования помогли команде определить механизм действия добавки.

«Этот проект требовал идеального сочетания передовых технологий и расширенного анализа на всех объектах, чтобы получить решающее представление о воздействии этой добавки на различных уровнях, от частиц до электродов», — сказал Ху. «Анализ в исследовании предлагает статистически надежные и убедительные доказательства того, как это работает».

Помимо Тан, соавторами этого исследования также являются Зулипия Шадике из химического отдела Брукхейвенской лаборатории и Цзичжоу Ли, научный сотрудник Национальной ускорительной лаборатории SLAC.

Исследователи также сотрудничали с экспертами из Исследовательской лаборатории армии США, PNNL, Стэнфордского источника синхротронного излучения, Национальной ускорительной лаборатории SLAC и Вашингтонского университета в Сиэтле.

«С отличной платформой, которую предоставляет Battery 500, у нас есть большой опыт, с которым мы можем работать», — сказал Сяо-Цин Ян, руководитель исследовательской группы электрохимического хранения в Брукхейвене. «Это действительно удивительная работа со многими другими учреждениями внутри и за пределами консорциума Battery500».

Это исследование проводилось при поддержке Управления Министерства энергетики США по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии (EERE), Управления автомобильных технологий и Управления науки Министерства энергетики США. Операции на NSLS-II поддерживаются Управлением науки. Исследовательская лаборатория армии США была поддержана Объединенным центром исследований в области накопления энергии, программой Energy Innovation Hub Министерства энергетики США по основным энергетическим наукам (BES). Вклад SLAC был поддержан фондами лабораторных исследований и разработок.

Брукхейвенская национальная лаборатория поддерживается Управлением науки Министерства энергетики США. Управление науки является крупнейшим сторонником фундаментальных исследований в области физических наук в Соединенных Штатах и ​​работает над решением некоторых из самых насущных проблем нашего времени.