Александр, 27.01.2017
Доброго времени суток! Приобрел АКБ АКОМ «ULTIMATUM»  60 Ач. А/м Лада Приора, эксплуатируется редко, выезжаю на небольшие расстояния 1-2 раза в неделю. Интересует следующий вопрос: Нужно ли заряжать новый АКБ, если да то, каким током в амперах и как долго по времени. Заранее спасибо за ответ.

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Александр, благодарим Вас за обращение.
Необходимость в заряде батареи заключается в её текущем состоянии, а именно в степени заряженности, которую можно определить несколькими способами. Самый простой способ это показания индикатора степени заряженности, который встроен в крышку аккумуляторной батареи, если цвет индикатора зелёный, значит степень заряженности достаточная для полноценной работы, если чёрный — батарею необходимо дозарядить.
Следующий способ требует наличия оборудования, такого как вольтметр и ареометр. При помощи вольтметра необходимо замерить НРЦ (напряжение разомкнутой цепи) на полюсных выводах АКБ без подключенной нагрузки.
Напряжение в 12,8-12,9В означает, что батарея заряжена на 100%, для Вашего удобства таблица степени заряженности находится во вложении к данному письму. Также степень заряженности можно определить по плотности электролита при помощи ареометра.
Рекомендации по заряду аккумуляторной батареи Вы можете найти в инструкции по эксплуатации или на официальном сайте нашей компании по адресу: http://www.akom.su/support/articles/calcium_battery/
Обратите внимание на то, что зарядное устройство должно быть способно выдавать напряжение в 16,2В.

Михаил, 23.12.2016
АКБ Аком EFB 60ач, плотность 12,3. ранее было ЗУ, которое не давало больше 14,2. Приобрел Вымпел-55, использую 1 алгоритм, ток 6а,
напряжение выставил 15,9, не смотря на то, что на сайте у Вас рекомендуется 16+. Со старта Напряжение уже практически на выставленном уровне, а снижаются амперы. Но вот только всё это дело немного побулькивает, и спустя несколько часов в таком режиме, электролит стал мутнее, цвет не поменял, просто мутнее, пластины плохо видно. Это нормально? И нормально ли то, что уже со старта ЗУ выдает заданное напряжение, и уменьшаются только амперы, показателем завершения будут упавшие амперы?

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Мы не готовы комментировать работу зарядных устройств сторонних производителей без проведения предварительных испытаний. Рекомендуем к применению фирменное зарядное устройство «АКОМ»
Аккумуляторные батареи, изготовленные по технологии EFB (Enhanced Flooded Battery) — это улучшенные аккумуляторные батареи с жидким электролитом, специально разработанные для эксплуатации в условиях нагрузок, связанных с постоянно повторяющимися циклами заряда и разряда. За счёт применения целого ряда конструктивных изменений увеличивается срок службы АКБ и расширяется применяемость.
Исходя из того, что данная батарея конструктивно схожа с батареями изготовленными по технологии Ca/Ca (кальций-кальций), методики заряда данных батарей идентичны. Описание процесса заряда указано в п.2.2. инструкции по эксплуатации АКБ (для Вашего удобства инструкция во вложении).
Обращаем особое внимание на то, что для эффективной и полной зарядки АКБ, изготовленных по технологии Ca/Cа, зарядное устройство должно обеспечивать зарядное напряжение 16,2В.
«Кипение» электролита (выделение пузырьков газа) — естественный процесс, возникающий в момент приближения напряжения к значению в 16В на клеммах батареи при заряде. Является признаком того, что степень заряженности АКБ приближается к максимальному значению.  Критерием окончания заряда является достижение плотности электролита 1.27 г/см3 во всех банках, при невозможности контроля плотности, окончанием заряда можно считать падение зарядного тока до 0,5-1А и (либо) его стабилизация в течении 2-х часов.
Рекомендуем производить заряд в соответствии с инструкцией по эксплуатации, с выставлением зарядного тока в ручную. При таком методе заряда ЗУ автоматически будет повышать зарядное напряжение при падении тока (приём заряда), достигая порога в 16В по окончанию заряда.

Максим, 20.12.2016
Планирую приобретение аккумулятора для легкового а/м иностранного производства. На подсознательном уровне имею желание поддержать
отечественного производителя и соответственно приобрести ваш аккумулятор. Но непонятно одно, чем ваш аккумулятор лучше аккумуляторов иностранного производства, при том, что максимальная разница в цене на аналогичные модели всего 500 р. , а на некоторые марки и вообще разницы в цене нет. Почему люди должны брать ваш аккумулятор по той же цене, что и импортный, если иностранные производители уже  давно зарекомендовали себя хорошим качеством.

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Интеграция в мировую автомобильную индустрию требует поддержания высокого уровня качества и конкурентоспособности продукции. На аккумуляторном производстве «АКОМ» эта задача решается путем постоянного развития производства, совершенствования конструкции и технологий, внедрения международных стандартов качества, системы LEAN Production.

Система менеджмента качества АО «АКОМ» сертифицирована на соответствие стандартам ISO 9001-2008, ISO TS 16949-2009. Отклонение по качеству невозможно, т.к. в технологический процесс изготовления аккумуляторных батарей включены посты контроля ключевых параметров, определяющих электрические характеристики батареи. Их уникальность — автоматическая отбраковка продукции, не соответствующей установленным техническим требованиям.

АКОМ — высокотехнологичное предприятие с уникальной многоступенчатой системой контроля качества выпускаемой продукции. Высокое качество продукции является фундаментальной основой нашего бизнеса. Каждый покупатель, приобретая аккумуляторную батарею нашего производства, получает гарантию от производителя и может рассчитывать на квалифицированное гарантийное и послегарантийное обслуживание, получая при этом уверенность в надёжной работе всех потребителей в автономном режиме, а также в гарантированном запуске двигателя автомобиля.

Исходя из того, что вся продукция АО «АКОМ» полностью соответствует заявленным характеристикам, обладает высоким качеством и уровнем сервиса,   она априори не может быть дешевой.

Рекомендуем ознакомиться с презентационным фильмом о Группе Компаний АКОМ.

Ильназ, 18.11.2016
Подскажите, пожалуйста, по какой технологии (Ca/Ca и т.д.) изготовлен аккумулятор, устанавливаемый на автомобили LADA Vesta 2016 года? На моей есть лишь обозначения «6CT-62VL Евро», изготовлен 4 апреля 2016 года сменой «С».

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Согласно нормативной документации, батарея 6СТ-62VL Евро по конструкторско-технологическому исполнению относится к классу батарей очень малым (VL) расходом воды, изготавливается по технологии Ca\Ca (Кальций-Кальций), одним из преимуществ которой является сокращение потери воды из электролита во время эксплуатации, что в свою очередь значительно снижает объём обслуживания и повышает уровень безопасности. Для удобства обслуживания (контроль уровня и плотности электролита), батарея оснащена заливными отверстиями с пробками.

Алексей, 16.11.2016
Здравствуйте замечательная компания АКОМ! Скажите пожалуйста какие модели аккумуляторов являются обслуживаемыми а какие не обслуживаемые? Для меня это важно знать т.к. я их продаю. Не могу данной корректной информации найти в источнике. Заранее спасибо.

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Согласно нормативной документации, батареи легковой группы с ёмкостью от 40Ач до 100Ач, произведённые на аккумуляторном производстве АО «АКОМ», по конструкторско-технологическому исполнению относятся к классу батарей очень малым (VL) расходом воды, изготавливаются по технологии Ca\Ca (Кальций-Кальций), оснащаются крышкой особой конструкции с лабиринтной системой газоотвода для сокращения потери воды из электролита во время эксплуатации, что в свою очередь значительно снижает объём обслуживания и повышает уровень безопасности. Для удобства обслуживания (контроль уровня и плотности электролита), все производственные линейки АКБ оснащены заливными отверстиями с пробками. Тяжелая группа батарей с ёмкостью от 140Ач до 225Ач по конструкторско-технологическому исполнению относятся к классу батарей малым (L) расходом воды и так же являются обслуживаемыми. Вышеперечисленные батареи относятся к свинцово-кислотным аккумуляторам с жидким электролитом, понятие обслуживания заключается в контроле расхода воды из электролита и при необходимости добавлении дистиллированной воды. Величина расхода воды зависит от применяемой технологии и особенностей конструкции. Любая батарея с жидким электролитом является обслуживаемой.
Так называемые необслуживаемые батареи — это батареи не имеющие свободного электролита. Электролит в таких батареях находится во связанном состоянии. Одной из технологий производства таких батарей является технология GEL (Gelled Electrolite) с гелеобразным электролитом. Так же на рынке представлены батареи AGM (Absorptive Glass Mat ), в которых такой элемент конструкции, как сепаратор изготовлен из стекловолокна. При использовании такого материала нет нужды превращать электролит в гель, весь электролит впитывается стекловолоконным сепаратором, и надежно в нем удерживается. Обе технологии подразумевают наличие герметизированной конструкции моноблока без доступа во внутрь. Необслуживаемые — означает, что в АКБ этого вида не требуется следить за уровнем электролита и доливать воду.

Евгений, 15.10.2016
Здравствуйте, у вас на сайте есть статья про зарядку кальциевого АКБ. там сказано что нужно 16В. У меня Лада Приора и стоит ваша батарея. Напряжение заряда в Приоре менее 16В. Получается она всегда недозаряжается?

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Евгений, благодарим Вас за обращение.
Рекомендуем Вам заряжать аккумуляторную батарею на стационарном зарядном устройстве постоянным током 0,1 от её емкости до напряжения 14,4В, а когда значение тока упадет до 1-1,5 ампера продолжить зарядку таким током до достижения значений напряжения в 16,5В. Именно поэтому мы рекомендуем зарядное устройство, способное выдать напряжение 16,25-16,5В.

Маленький совет. Заряжать током 0,1С20 можно только при комнатной температуре и никогда не стремиться заряжать аккумулятор до 100%, т.к. такие заряды значительно изнашивают активные массы аккумуляторных пластин. После установки батареи на автомобиль степень заряженности фактически за один день упадет до 80%, это абсолютная норма.

Напряжение АКБ, установленной на автомобиль должно находиться в пределах 12,4-12,8В. Замерять не раньше 3-х часов после того, как двигатель будет заглушен.
Для того чтобы обеспечить нормальный заряд аккумуляторной батареи, изготовленной по технологии Са/Са, каковыми и являются наши АКБ, напряжение в бортовой цепи автомобиля зимой должно быть 14,5В, летом 14,2В. Если данное условие будет соблюдено, Вы не должны иметь проблем с исправной аккумуляторной батареей.
Очень важно в зимнее время ежедневно эксплуатировать автомобиль при времени одной поездки не менее 30 минут, этого достаточно для подогрева подкапотного пространства автомобиля и возвращения в АКБ израсходованного заряда на запуск двигателя и при стоянке. Разряд происходит за счет естественных токов утечки в бортовых системах автомобиля не отключаемых при вынутом ключе зажигания.
Надеемся на Ваше понимание вышеизложенного.
Желаем удачи на дорогах!

Алексей, 24.09.2016
Доброго времени суток! У меня стоит АКБ 90 А/ч машина работает на ДТ специалисты замеряли пусковой ток и говорят, что он низкий, пробывал заряжал АКБ, плотность во всех банках 1,25  в связи с этим вопрос есть ли возможность поднять пусковой ток? За ранее спасибо с Уважением Алексей

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Алексей, благодарим Вас за обращение.
В соответствии с ГОСТ Р 53165-2008 «БАТАРЕИ АККУМУЛЯТОРНЫЕ СВИНЦОВЫЕ СТАРТЕРНЫЕ ДЛЯ АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ»‘ и ТУ АКОМ 3481-001-57586209-2010 ток холодной прокрутки (Ix.n.) это ток разряда, указанный изготовителем, который может обеспечить батарея для пуска двигателя в заданных условиях. В соответствии с данными нормативными документами аккумуляторные батареи подвергаются испытанию на ток холодной прокрутки по строго определенной методике, обязательными условиями которой являются:
1)    Проведение испытаний на батареях, с момента изготовления которых прошло не более 30 дней;
2)    Предварительное испытание на номинальную или резервную емкость перед испытанием на ток холодной прокрутки;
3)    Полный заряд аккумуляторной батареи после испытания на номинальную или резервную емкость в соответствии с методикой, определенной в этих же документах;
4)    Проведение испытания на ток холодной прокрутки при температуре минус (18±1) °С;
5)    Разряд аккумуляторной батареи при проведении данного испытания в две ступени: током Ix. n. на первой, и током 0.6 Iх.п. на второй ступени.
Также предусмотрено проведение трех циклов испытаний на номинальную или резервную емкость и ток холодной прокрутки. Результаты испытаний считаются положительными, если они достигнуты хотя бы на одном из трех циклов.
Любые иные методы испытаний и проверок на ток холодной прокрутки аккумуляторных батарей (в том числе на аккумуляторных батареях без предварительного заряда и с помощью портативных тестеров, использующих расчетный метод для определения величины тока холодной прокрутки) не соответствуют ГОСТ Р 53165-2008 и ТУ АКОМ 3481-001-57586209- 2010 и не могут являться основанием для предъявления претензий заводу-изготовителю.

Алексей, 27.08.2016
Добрый день. Может ли «высохнуть» аккумулятор в летний период (до +35) с учетом эксплуатации в выходные (будни авто стоит на стоянке)?

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Алексей, благодарим Вас за обращение.
Выкипание воды из электролита и, как следствие, снижение его уровня происходит под влиянием нескольких факторов, главными из которых являются применяемая технология изготовления АКБ, условия эксплуатации и температура.
В любом случае, батарея, не находящаяся в эксплуатации, «выкипеть» не может.

Виктор, 23.07.2016
Добрый день, в марте 2016 купил Ниву Шевроле, стоит ваш штатный аккумулятор. При проверке: напряжение-12.50, плотность-1.21. Что делать?

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Виктор, благодарим Вас за обращение.
В виду того, что аккумуляторная батарея была приобретена Вами в составе автомобиля, все гарантийные обязательства перед Вами несет производитель авто (ЗАО «Джи Эм-АВТОВАЗ») в лице своего дилера, у которого был приобретен автомобиль.
Рекомендуем Вам ознакомиться с условиями предоставления гарантии на АКБ в сервисной книге. Если Ваш автомобиль находится в гарантийном периоде — обратитесь к дилеру для проведения диагностики АКБ и автомобиля.
Претензии к АКБ не удовлетворяются в случае если плотность электролита ниже 1,2г/см3 во всех банках одновременно (не гарантийный случай).
Причина низкой плотности — низкая степень заряженности, батарею необходимо зарядить.

Евгений Павлович, 30.06.2016
Здравствуйте. Аккумулятор «кальций-кальций» означает, что свинцовые пластины покрыты слоем кальция, или состоят из сплава вышеназванных металлов? А аргентум-кальций — это что, положительные пластины посеребрённые или….?? Что-то не понятно; ответе, пожалуйста, если знаете.

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Евгений Павлович, благодарим Вас за обращение.
Технология Ca/Ca предусматривает изготовление электродов (положительных и отрицательных) из свинцового сплава, легированного кальцием для достижения определённых задач, а именно: снижение расхода воды, снижение времени саморазряда, увеличения электрических характеристик и пр.
Основная цель легирования электродов серебром это снижение влияния коррозии.

Сергей, 13.03.2016
Здравствуйте! Допускается ли использование аккумулятора Аком Reactor Са-Са 62 Ач в дежурном режиме, т.е. аккумулятор постоянно находится под напряжением 13.6В. Я использую такой режим в случае длительного простоя автомобиля а гараже, скажем 3..4 недели или вообще всю зиму. Какие есть рекомендации по этому поводу? Возможно ли использование Са-Са аккумулятора в источниках бесперебойного питания?

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Сергей, благодарим Вас за обращение.
Хранить батарею под постоянным напряжением в 13,6В не имеет никакого смысла. Достаточно зарядить её до 100% степени заряженности и оставить на хранение, периодически (раз в 2 месяца) проверяя степень заряженности и заряжать при необходимости.
Для работы в ИБП стартерные аккумуляторные батареи не подходят, т.к. их основная задача — кратковременная отдача высокой мощности, для ИБП необходимы тяговые батареи, работа которых заключается в длительном режиме разряда.

Михаил, 11.01.2016
Лада Калина Хэтчбек 1,6 8кл 2012г. штатный аккумулятор на 55а/ч. возможна ли замена на Akom Reactor 55а/ч 550а/ч. Какие еще возможны замены, без ущерба генератора.

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Михаил, благодарим Вас за обращение.
Замена штатной АКБ 6СТ-55VL АКОМ Стандарт на батарею 6СТ-55VL REACTOR возможна без негативного влияния на штатное оборудование автомобиля. В случае, если Вы оснащали автомобиль дополнительным электрооборудованием, рекомендуем батарею 6СТ-65VL АКОМ, либо 6СТ-62VL REACTOR. Нагрузка на генератор не зависит от повышения ёмкости АКБ, следите за напряжением заряда, которое должно быть в диапазоне от 13,8В до 14,5В.

Антон, 28.12.2015
Добрый день у меня аккумулятор АКОМ REACTOR 750, морозы у нас бывают лютые. Сегодня аккумулятору исполнилось 2 года. За его состоянием следил диллер которому я доверя — и как оказалось зря. Так как они совсем не смотрели и не обслуживали его. Недавно при маленьком морозе у меня не завелся автомобиль. Замеры показали плотность 1.170-1.190 во всехбанках. После длительной зарядке (2 суток) напряжение дошло до 14.7 и сила тока опустилась до 0 ампер (изначально было 3 ампера) вобщем плотность поднялась до 1.220-1.240. Что мало для крайнего севера/ .
Вопроса два:
1) при каком напряжении заряжать аккумулятор (гдето читал что кальциевые нужно заряжать при 15-16)? или я заряжал правильно?
2) как поднять плотность аккумулятора правильно до 1. 27 -1.28

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Антон, благодарим Вас за обращение.
Вы совершенно правы, для полного заряда аккумуляторной батареи, изготовленной по технологии кальций-кальций, необходимо напряжение в 16,2В.
Заряд АКБ необходимо проводить при температуре электролита более 0ºС.
Перед началом зарядки необходимо выкрутить заливные пробки  и оставить их в посадочных гнездах крышки. По окончанию заряда, прежде чем завернуть пробки, необходимо извлечь их из заливных отверстий для выхода скопившихся газов и выдержать в таком состоянии батарею не менее 20 минут. Во время заряда периодически проверяйте температуру электролита и следите за тем, чтобы она не поднималась выше 45ºС. Начинать заряд рекомендуется током не более 5% от номинальной емкости в течении двух часов, с последующим повышением тока зарядки до 10% от номинальной емкости. Для эффективной и полной зарядки АКБ зарядное устройство должно обеспечивать зарядное напряжение 16,0 В. Критерием окончания заряда является достижение плотности 1.27 г/см3, при невозможности контроля плотности, окончанием заряда можно считать падение зарядного тока до 0,5-1А и его стабилизация в течении 2-х часов.
При заряде выделяется взрывоопасный газ! Помещение, где ведется зарядка должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией или проветриваться, в нем запрещается курить и пользоваться открытым пламенем!
Для проверки напряжения разомкнутой цепи АКБ после заряда необходимо выключить зарядное устройство, отсоединить наконечники проводов зарядного устройства от полюсных выводов АКБ, выдержать АКБ не менее 8 часов при комнатной температуре и затем провести замер.

Булат, 19.12.2015
Добрый день.
На Ладе Приоре стоит штатный акк. АКОМ 55 VL, однако он стал плохо держать заряд (4 года эксплуатации), поэтому планирую поменять на новый и хочу приобрести АКОМ Браво 60 VL.   Допускается ли подобная замена? Не будет ли новый аккумулятор ездить недозаряженным?

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Булат, благодарим Вас за обращение.
В качестве замены штатной аккумуляторной батареи, рекомендуем Вам АКБ АКОМ 55Ач, либо 60Ач.
Но в случае, даже если Вы приобретёте АКБ BRAVO 60Ач, такого явления как недозаряд возникать не будет, при условии исправности системы заряда АКБ и отсутствии высоких токов утечки (свыше 30-50мА).

Константин, 25.11.2015
Добрый день,аккумулятор аком 65ач ca/ca.В первой и в посл. банке плотность электролита 1.25 и выше не поднимается!В остальных банках во 2,3,4,5 плотность 1.27!Заряжал током 1а и напряж 15в. 24часа. плотность в крайних банках не поднялась выше 1.25!Подскажите как выравнять плотность и поможет ли зарядка 16вольтовым оборудованием?

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Константин, благодарим Вас за обращение.
Если батарея не подвергалась глубокому разряду, не перезаряжалась или долго не эксплуатировалась в недозаряженном состоянии (о чем можно судить по оплыванию активной массы и цвете электролита) и все банки кипят при заряде, то все должно быть нормально.   Если есть отличие в уровне электролита, то в показаниях плотности может быть разница. Если есть возможность, конечно необходимо применить ЗУ, которое способно выдавать 16В. Для батарей, изготовленных по кальциевой технологии это идеальный вариант. Продолжайте заряд с напряжением в 16В, плотность должна выровняться.

Рамиль, 14.10.2015
Разрешается ли путем смешивания электролита в разных банках, выравнивать плотность в банках?

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Рамиль, необходимо уточнить какой именно электролит Вы используете и в каких целях, нельзя заливать электролит при потере уровня из-за выкипания воды, в этом случае доливается только дистиллированная вода.
Также не рекомендуем использовать электролит сторонних производителей, т.к. его компоненты (присадки) отличаются.

Игорь, 20. 08.2015
Что за аккумулятор Аком ставят на конвейере на Ладу Ларгус?

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Игорь, благодарим Вас за обращение.
Автомобили Ларгус оснащались АКБ 6СТ-70VL (70Ач, 720А, формат L3, обратная полярность) в период с мая 2014г по январь 2015г. С января 2015г по сегодняшний день данный автомобиль оснащается батареей 6СТ-64VL (64Ач, 620А, формат L2, обратная полярность). Продукция произведена на аккумуляторном производстве ЗАО «АКОМ» (г.Жигулёвск).

Сергей, 14.06.2015
Какой завод выпускает аккумуляторы марки Аком?

Евгений Смолькин, менеджер по интернет-маркетингу
Здравствуйте, Сергей. Производством АКБ «Аком» занимается ЗАО «АКОМ» г. Жигулевск

Петр, 12.05.2015
Добрый день!
Купил авто вместе с  Вашим АКБ  в 2008 г.
и…. вот спустя сколько времени он только начал плохо держать заряд.
Желаю Вам  процветания и так же держать МАРКУ.

Геннадий Кольчугин, менеджер по гарантийному обслуживанию
Добрый день!
Пётр, благодарим Вас за тёплые слова в наш адрес.
Залогом безотказной работы аккумуляторной батареи является грамотная эксплуатация.
Надеемся, что и в будущем Вы отдадите предпочтение продукции ЗАО «АКОМ».

Как повысить плотность в аккумуляторе автомобиля

Владельцы автомобилей часто сталкиваются с проблемой отказа двигателя от запуска. Подобное случается из-за разрядки аккумулятора и ухудшения свойств электролита. Перед тем как поднять плотность в аккумуляторе, нужно выяснить причину ухудшения качества кислотного раствора. После этого можно приступать к восстановлению батареи. Действия не представляют особых сложностей.

Почему снижается плотность электролита

Снижению плотности способствуют такие факторы:

1. Разряд. При потере заряда снижается и плотность наполнителя. Во процессе зарядки этот параметр постепенно увеличивается. Если батарея утрачивает большую часть емкости, речь идет о падении концентрации кислоты.
2. Длительная эксплуатация или хранение в условиях низких температур.
3. Выкипание электролита при перезаряде. Если зарядное устройство подает слишком высокое напряжение, жидкий электролит переходит в газообразное состояние и выводится наружу через имеющиеся на корпусе отверстия.
4. Частое добавление воды. Водители добавляют жидкость для поддержания стабильного уровня электролита. Не все пользуются ареометром, измеряющим плотность. Вместе с водой выкипает и кислота, что приводит к снижению концентрации.

Опасности низкой и высокой концентрации кислоты

Повышенная концентрация электролита становится причиной преждевременного выхода батареи из строя. Кислота разрушает металлические пластины. К воздействию составов на основе серной кислоты чувствительна даже сталь.

Низкая концентрация приводит к таким проблемам:

1. Сульфатация. На пластинах появляется налет, состоящий из сульфата свинца. Аккумуляторная батарея становится неспособной принимать заряд.
2. Повышение порога замерзания. Жидкость кристаллизуется уже при -5°С. Лед сдвигает и повреждает металлические детали. При деформации пластин и коротком замыкании емкостей батарею восстановить невозможно. При плотности 1,28 г/см³ электролит замерзнет только при -58°С.
3. Проблемы при запуске двигателя. Наиболее выражен этот признак в зимний период.

Проверка плотности электролита

Определить плотность электролита можно в домашних условиях. Процедуру рекомендуется проводить при комнатной температуре.

Перед началом работы подготавливают такие инструменты:

1. Защитные перчатки, костюм и очки. В состав наполнителя аккумулятора входит кислота. При попадании на кожу вещество вызывает химический ожог. Опасными являются и пары кислоты, поэтому работают только в хорошо проветриваемом помещении.
2. Денсиметр. Прибор используется для измерения плотности. Имеет вид стеклянной трубки с грушей и встроенным ареометром.

Самостоятельно измерение плотности выполняют так:

1. Аккумулятор вынимают из посадочного гнезда. Защитный кожух демонтируют, вывинчивают пробки.
2. Проверяют уровень электролита. В свинцово-кальциевых батареях раствор должен на 1,5 см закрывать пластины.
3. Батарею полностью заряжают. Проверку плотности начинают через 5-6 часов после завершения зарядки. При нормальном уровне электролита трубку денсиметра погружают в банки, выкачивая небольшое количество жидкого наполнителя.
4. Оценивают показатели прибора. Ареометр должен свободно плавать в растворе. Соприкосновение прибора со стенками емкости не допускается. Показания оценивают с учетом температуры окружающей среды.
5. Проверяют плотность электролита в остальных банках. Показания записывают и сравнивают с нормальной плотностью.

Такой способ проверки подходит только для разборной батареи, когда имеется доступ к электролиту. Необслуживаемый аккумулятор снабжен индикатором, цвет которого меняется в зависимости от плотности наполнителя.

Как откорректировать плотность раствора

Нормальное показание лежит в диапазоне 1,25-1,29 г/см³. Если при температуре +25°С отмечается более низкое значение, его нужно повышать. Падение концентрации в одной из банок свидетельствует о коротком замыкании.

Высокие значения выявляются после зарядки мощным током, сопровождающейся кипением электролита. Повысить плотность можно путем добавления кислоты, заправки готового состава или использования зарядного устройства.

Плотность раствора в холодный период

В холодное время года плотность наполнителя заряженного аккумулятора должна составлять 1,27 г/см³. Дополнительная корректировка в регионах с суровым климатом при смене сезона не проводится.

Подготовка к восстановлению батареи

На этапе подготовки выполняют такие действия:

1. Зарядка батареи. Нельзя начинать восстановление при низком заряде. Добавление электролита способствует резкому повышению концентрации кислоты. Это приводит к разрушению металлических пластин, при котором батарею утилизируют.
2. Нормализация температуры электролита. Показатель лежит в пределах +20…+25°С. Уровень электролита в каждой банке должен быть нормальным.
3. Осмотр батареи. Корпус не должен иметь трещин и сколов, особенно возле выводов. Повреждению способствует раскачивание при попытке снять прикипевшую клемму.

Повышение плотности электролита

Если плотность составляет более 1,18, доливают готовый состав с нормальной концентрацией серной кислоты.

Процедура включает такие этапы:

1. Разрядка батареи. Долив электролита проводится только при полном разряде. Для этого АКБ подключают к мощной лампе или другому потребителю энергии.
2. Подготовка корректирующего компонента. Уровень кислоты в таком средстве должен составлять не менее 1,4 г/см³.
3. Добавление корректирующего состава. Предварительно откачивают часть имеющегося электролита. Густота раствора должна повыситься до 1,25. Действие выполняется для каждой банки. Объем доливаемой жидкости должен составлять не более 50% от откачанного. После добавления жидкости АКБ встряхивают, давая наполнителю перемешаться.
4. Зарядка батареи. Аккумулятор оставляют на полчаса, что позволяет концентрации в банках выровняться. Элемент питания подключают к зарядному устройству на 30 минут. Сила тока должна быть минимальной. Через 2 часа после прекращения зарядки замеряют плотность и количество наполнителя. Если концентрация не поднимается, вышеуказанные действия повторяют.

Можно ли повысить минимальную плотность

Когда плотность падает до отметки ниже 1,18, добавление кислоты оказывается неэффективным. Для восстановления батареи используют раствор, содержащий большее, чем электролит, количество действующего вещества.

Для замены наполнителя выполняют такие действия:

1. Слив содержимого. Максимальное количество жидкости выкачивают грушей. Затем аккумулятор помещают в большую емкость и переворачивают на бок. В дне каждой банке формируют небольшое отверстие. Батарею возвращают в прежнее положение и дожидаются вытекания жидкого наполнителя.
2. Добавление воды. Жидкость заливается через крышки банок для удаления остатков старого наполнителя. Сделанные ранее отверстия закрываются полимерным материалом, устойчивым к воздействию кислот.
3. Заправка батареи новым раствором. Если все действия выполнены правильно, АКБ становится готовой к использованию. Недостатком метода является снижение срока эксплуатации аккумулятора. Несколько недель устройство проработает, однако потом придется покупать новое.

Как повысить при помощи зарядного устройства

Если концентрация кислоты упала за зиму, ее можно восстановить путем подачи слабого тока. Зарядка занимает не менее 3 суток, она считается эффективной при невозможности восстановления АКБ другими методами. Содержимое набравшей полную мощность батареи при зарядке начинает кипеть. Признаком испарения воды является образование мелких пузырьков на поверхности.

Избыток жидкости испарится, концентрация кислоты увеличится. Общий уровень наполнителя станет маленьким, поэтому придется добавлять готовый аккумуляторный раствор. После завершения процедуры пользуются ареометром. Если показатели прибора слишком низкие, зарядку и добавление электролита повторяют.

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.

Раствор электролита является катализатором электрохимической реакции, благодаря которой аккумуляторная батарея работает. Он на 65% состоит из дистиллированной воды, а оставшиеся 35% составляет кислота. Чтобы реакция протекала с необходимой скоростью, электролит должен обладать определенной концентрацией. Разобравшись с причиной, почему падает плотность электролита в аккумуляторе, можно восстановить работу АКБ.

Причины падения показателя

Перед тем как увеличить плотность в аккумуляторе, необходимо разобраться в причинах происходящего. Для любой аккумуляторной батареи изменение этого параметра считается нормальным явлением. Когда АКБ разряжается, то он падает и наоборот.

Если же после зарядки аккумулятор не способен удерживать заряд, то плотность электролита упала ниже минимально допустимого уровня.

Причин, почему падает плотность в аккумуляторе, может быть несколько:

• Батарея просто разряжена.
• Из-за перезаряда АКБ часть раствора выкипела.
• Вода была долита, но концентрация раствора не контролировалась.

С первым пунктом все предельно ясно, и дополнительных комментариев здесь не требуется. А вот причины кипения раствора известны далеко не каждому автовладельцу. Следует заметить, что этот процесс в сравнении с кипением воды имеет иную природу. Во втором случае он активируется благодаря нагреванию емкости. Вполне очевидно, что аккумулятор никто не подогревает, но при этом электролит кипит.

Причина этого в физически-химических процессах, протекающих в АКБ. Если она отключена от бортовой электросети или зарядного устройства, то электролит не будет кипеть. Под воздействием электрического тока в растворе активируется процесс электролиза, а молекулы воды распадаются на водород и кислород. Именно эти газы и поднимаются в виде пузырьков.

Многим автолюбителям, особенно начинающим, известна ситуация: долил воды в аккумулятор — пропала плотность. Во время технического обслуживания батареи необходимо в обязательном порядке контролировать этот показатель. В противном случае концентрация раствора будет постепенно снижаться.

Подготовка батареи

Когда автолюбителю известно, почему упала плотность электролита в аккумуляторе, то сразу поднимать ее не стоит. Необходимо провести некоторые подготовительные мероприятия. Для этого следует убедиться в выполнении нескольких условий:

• Батарея заряжена.
• Температура раствора в элементах питания составляет от 20 до 25 градусов.
• Уровень электролита в каждой банке соответствует норме.
• Аккумулятор не имеет механических повреждений.

Если АКБ оказалась разряжена, сначала следует восстановить ее емкость. Затем в обязательном порядке проводится измерение плотности раствора, так как концентрация кислоты может быть ниже нормы. Возможна ситуация, в которой этот параметр раствора после перезарядки в элементах питания отличается. Следует помнить, что допустимая разница этого показателя составляет максимум 0,01 кг/см 3 . Для выравнивания значений плотности в банках необходимо провести корректирующую подзарядку. Делается это следующим образом:

• Сила тока уменьшается в 2−3 раза в сравнении с номинальным показателем.
• Батарея заряжается в течение 1−2 часов.

Если этот метод не помог решить проблему, придется предпринимать более серьезную меру, долив корректирующего электролитного раствора. Здесь необходимо заметить, что использовать его можно только в крайнем случае.

Корректирующим называется электролит, плотность которого составляет 1,4 кг/см 3 .

Сначала автолюбитель должен проверить АКБ и узнать, почему пропадает концентрация раствора. Если это произошло из-за кипения воды, то корректирующий электролит доливать нельзя. Используется он лишь в двух случаях:

• Обнаружена утечка жидкости из элементов питания.
• В банки было залито много дистиллированной воды, что и стало причиной снижения плотности раствора.

Восстановление плотности

Это кропотливый процесс и автолюбителю потребуется затратить довольно много времени. Причем решить поставленную задачу можно двумя способами и каждый из них необходимо рассмотреть. Начать стоит с доливания корректирующего электролита. Нормальной считается плотность раствора в диапазоне от 1,25 до 1,27 г/см 3 . Также следует помнить, что это значение должно быть одинаковым в каждом элементе питания батареи. Чтобы приготовить корректирующий электролит, в емкость следует первой залить дистиллированную воду и лишь затем добавить к ней кислоту. В противном случае будет наблюдаться сильное кипение жидкости.

Сначала необходимо из банки откачать раствор с помощью простой спринцовки либо аэрометра. Затем в элемент питания заливается аналогичное количество корректирующего электролита. После этого батарею необходимо поставить на зарядку. После завершения процесса проводится замер параметра и при необходимости процедура повторяется.

Для реализации второго способа потребуется зарядное устройство. Однако оно должно предоставлять возможность тонко регулировать выходное напряжение. Автоматические зарядные устройства здесь использовать нельзя. Чтобы восстановить плотность, необходимо выполнить следующие действия:

• Полностью зарядить АКБ.
• Когда электролит закипит, силу тока необходимо снизить на 1−2 А.
• Время кипения жидкости зависит от конкретной ситуации и может достигать 24 часов.

После завершения процедуры проводится замер показателя плотности, и при необходимости процесс повторяется. Однако в некоторых ситуациях ни один из этих методов может не сработать. Чаще всего это наблюдается при падении плотности до уровня 1,18 кг/см 3 и ниже. В этом случае следует откачать максимальное количество раствора. Затем батарея переворачивается, и в дне каждого элемента питания просверливаются отверстия.

Вернув АКБ в нормальное положение, остатки электролита выливаются. Банки промываются дистиллированной водой, а затем отверстия надежно запаиваются. После всех этих манипуляций остается лишь залить новый электролит. Проблема падения плотности раствора не является сложной, и она может быть быстро устранена. Однако важно своевременно обнаружить падение показателя, чтобы АКБ не вышла из строя раньше срока.

Причины падения плотности электролита

В автомобильном аккумуляторе основной состав составляют корпус, со вставленными внутрь канистрами с электролитом, датчик, отслеживающий плотность раствора и клемм. Подключается это все к выходу на электрическую цепь автомобиля.

При заниженном уровне заряда автомобиль не заводится. Если аккумулятор хорошо заряжен, проблема состоит в пониженной плотности электролита и плохой работе АКБ, который не выдает необходимые параметры. Обнаружить проблему удастся благодаря нужному щупу в работающем АКБ или с помощью индикатора, который необходимо вмонтировать в банку.

По каким причинам снижается плотность электролита

Для хорошего функционирования батареи нужно не допускать разрядку ниже 50% и соблюдать высокие температуры, поддерживаемые химическими процессами в электродах и электролитах.

Иначе понижается уровень электролита в банках АКБ. При недостатке он восполняется дистиллированной водой. Самые частые причинами снижения плотности раствора:

1. Владелец авто не следит за концентрацией раствора при добавлении дистиллятора. Воды становится с каждый разом больше, а электролита меньше. Также происходит испарениея, в ходе которого испаряется вода и электрическая жидкость.
2. При зарядке аккумулятора жидкость закипает и выпаривается, из-за этого понижается уровень электролита, но повышается его насыщенность. При таком процессе трудно проходит ионизация свинца и соответствующих веществ, т.к. количество действующих молекул уменьшается. Также жидкость теряет свою густоту.
3. Низкий заряд батареи.

Запомните! Нельзя пользоваться автомобилем длительное время при заниженной плотности электролита в АКБ. Из-за этого начнется сульфитация пластилина и машина перестанет нормально заводиться.

С помощью прибора — ареометра, измеряется насыщенность электролита в банке АКБ. С помощью этого нетрудно выяснить причину низкого заряда. При этом процессе должна быть умеренная температура ( от -20 до +25 °С). При этом плотность электрической жидкости либо занижена, либо повышена. Во втором случае возможно коррозийное разрушение частиц с положительным зарядом. При пониженной плотности электролит может заморозиться. Поэтому очень важно следить за уровнем густоты в зимнее время года.

Готовимся к поднятию плотности электролита

Чтобы правильно измерить концентрацию электролита в батарее аккумулятора, нужно:

1. Проследить за качеством покрытия АКБ, корпуса и клемм, не должно быть трещин, сколов и повреждений.
2. В каждой банке должен находиться нормальный уровень электролита.
3. Электрический раствор должен находиться в диапазоне температур от +20 до +25°С.
4. Заряженный аккумулятор.

Если на какой-либо запчасти будут повреждения, данные искажаются. В итоге из-за того, что не выдается нужный разряд для работы автомобиля, плотность электролита занижается. Небольшое количество электролита будет насыщеннее, чем среднее количество жидкости с разбавлением дистилярной водой. Если температура будет ниже нормы, значения также искажаются и индикатор выдаст неправильное значение. Ионы со временем скапливаются на пластинах, поэтому разряженный аккумулятор сопровождается низкой густотой раствора.

Важно! Для повышения плотности электролита можно добавлять серный концентрат. Но делается это предельно осторожно, т.к. при завышенной плотности начинают осыпаться пластины и портится АКБ.

Заряжать аккумулятор до конца нет необходимости, оптимальное значение — 80-90%. Этого хватит на работу прибора для измерения плотности электролита.

Как повысить плотность электролита в АКБ

При работе делайте все аккуратно и соблюдайте технику безопасности. В составе электролита есть действующая серная кислота, которая при попадании на кожу, может ее разъесть.

Повысить плотность раствора можно одним из этих способов:

• Можно полностью заменить электролит на новую жидкость с нормальной концентрацией — 1г/куб.см;
• Также можно залить кислоты аккумулятора в электролит;
• Довести имеющийся раствор до нужной концентрации. Для этого понадобится серная кислота и дистиллированная вода. Заливаем жидкости до необходимой насыщенности.

Как полностью заменить электролит

Действовать таким образом нужно в крайнем случае, если плотность электролита занижена до 1г/куб.см. Ресурс должен полностью выработаться и потерять основные свойства.

Это можно сделать следуя следующему плану:

1. Для начала нужно откачать имеющийся раствор и освободить емкость. Для этого используется груша, с помощью которой нужно откачать раствор из самих банок.
2. Переверните АКБ и в каждой емкости проделайте отверстия для полного слива остатков электролита.
3. Банки и емкости нужно удержать в наклоне и отмыть остатки прошлого раствора с помощью дистилярной воды.
4. Далее уже чистые батареи нужно привести в герметичное состояние. Для этого воспользуемся паяльной лампой и кислотной пластмассой, которыми заделаем дырки, сделанные ранее.
5. Нужно наполнить емкости дистиллятом в необходимых пропорциях. Количество воды для разбавления зависит от общего объема емкости и необходимого количества кислоты. Концентрация при этом должна рассчитываться на диапазон 1,25-1,27 г/куб.см
6. Емкости необходимо хорошо закрыть и встряхнуть аккумуляторную батарею, без сильного наклона.

Запомните! Для начала в банку заливается разбавляющее вещество — дистиллят. Только потом добавляется кислота. Если не соблюдать порядок, жидкости начнет кипеть.

Заливаем аккумуляторную кислоту

Значение электролита не должно быть ниже допустимой нормы — 1,2 г/куб.см. В другом случае нужно исправлять ситуацию, в чем нам поможет аккумуляторная кислота, которая имеет плотность 1,84 г/куб.см. Заливается также, как и обычный раствор. Это поможет электролиту приобрести необходимую концентрацию.

Добавляем дистиллят и серную кислоту

Для начала откачиваем из банок имеющийся электролит. Далее наливаем новый раствор, который вписывается в рамки плотности 1,25 — 1-27 г/куб.см. Заливаем до необходимого количества и плотно закрываем крышки. Потом нужно потрясти аккумулятор.

Важно! Ни в коем случае не переворачивайте банку АКБ.

Из-за такого резкого переворота могут отделиться соль и свинец. От решетки они отправятся прямиком в ближайший электрод, из-за чего может замкнуть всю банку. АКБ после такой манипуляции эксплуатировать не получится.

Почаще проверяйте концентрацию аккумуляторной жидкости. В зависимости от изменения значений, выведите время, через которое нужно будет снова возобновлять электролит. Показатель не должен быть ниже 1, 25 г/куб.см. Повышайте плотность до тех пор, пока не добьетесь значений нормы.

Корректируем зарядку АКБ

После того, как в разных банках залит новый раствор с необходимой концентрацией, значение плотности в каждой емкости разное. Разность не должна превышать 0,01 г/куб.см. Добиться такого значения можно с помощью корректирующей подзарядки. В аккумуляторную батарею на протяжении пары часов нужно подавать ток с зарядом в 3 раза ниже обычного.

Но необходимого значение этим способом не всегда удается добиться. Значит нужно воспользоваться зарядными устройствами, которые имеют свои регуляторы, способные подавать ток. Это метод используется в крайних случаях, если не удалось уровнять значения первым.

План проведения восстановления концентрации с помощью корректирующей подзарядки:

• Аккумулятор заряжается до максимального значения.
• Если при максимальном заряде электролит начинает кипеть, силу тока необходимо понизить до 2 Ампер.
• Начинается процесс кипения и все дистилляты испаряются. Благодаря этому раствор становится гуще.
• Каждая банка выпаривается в разное время. Какой-то хватит 12 часов, а какой-то и суток будет мало.
• Если плотность понизилась до 1,25 г/куб.см. и меньше, электролит нужно долить. В следующий раз концентрация проверяется, когда прибор остывает до +25°С.
• Если результаты были не достаточно эффектные, процедура проводится второй раз.

Эта процедура эффективна, но занимает очень много времени.

Электролит для коррекции

Плотность раствора необходимо корректировать электролитом, плотностью не ниже 1,4 г/куб.см. Просто так, по привычки добавлять раствор ни в коем случае нельзя. Необходимо обязательно измерить уровень концентрации и при надобности, откорректировать. Нужно установить причину изменения плотности электролита, прежде чем возобновлять его ресурсы.

С какой целью может добавляться такой раствор:

• Если обнаружилась утечка электролита, его дефицит необходимо восполнить;
• Если случайно залили дистиллированной воды больше, чем было нужно. Концентрация занижена и ее необходимо повысить.

Запомните! При откачивании электролита оставляйте пластины в жидкости.

Выводы

При подведении итогов, можно сделать вывод, что работать с АКБ и аккумуляторной жидкостью довольно сложно. Если у вас нет опыта с сервисными работами, то лучше доверить это дело профессионалам.

Проверять уровень электролита в АКБ нужно регулярно, в любое время года.

Какую кислоту заливают в аккумулятор

Большинство водителей никогда в жизни не задумывались, какую кислоту добавляют в аккумулятор авто и зачастую высказывают неправильные догадки. Одни скажут, что там вода, другие назовут соляную кислоту, поэтому мы расставим все точки над «и». В аккумуляторах применяется смесь серной кислоты и дист. воды. Знакомьтесь, это электролит.

На практике встречаются устройства, где в роли электролита выступает щелочь (никель-кадмиевые аккумуляторы). Также есть несколько гелевых устройств, но по факту гель – это та же самая кислота, находящаяся в другом состоянии или пропитывающий стекловолоконные частицы.

Она применяется в промышленном изготовлении АКБ для авто. Обычно, электролит — это 35% серной кислоты и 65% дист. воды. Заливать любую другую воду категорически запрещается, поскольку она содержит соли, которые существенно сократят срок работы АКБ.

Концентрированная серная кислота производится в 2 стадии. В первой её концентрацию доводят до 65-70%, а во второй – до 98%. Это необходимо для того, чтобы увеличить срок хранения кислоты. Вероятно даже повышение концентрации до 99%, но из-за потерь SO3 значение все равно будет снижено до 98 процентов.

Как сделать электролит в домашних условиях?

Рекомендуем купить его в магазине, но его можно сделать и своими руками.

Нам потребуются:                                                      

• Дистиллированная вода;
• Серная кислота;
• Емкость из стекла, керамики или свинца, устойчивая к кислотам;
• Эбонитовая палочка.

Чтобы сделать электролит надо залить воду в специальную емкость и добавить туда серную кислоту в пропорции 3:1. Тщательно перемешать смесь эбонитовой палочкой. Вещество плотно накрыть и оставить на 1 день до выпадения осадка.

Необходимо сказать, что превышения в допустимой концентрации электролита может привести к самым неприятным последствиям. От чрезмерно концентрированного вещества пластины аккумулятора очень быстро «разъест», что в кратчайшие сроки вызовет выход аккумулятора из рабочего состояния.

А вот слишком низкий уровень плотности вещества может очень быстро вызывать сульфатацию. Наверняка вы знаете, что это такое. Нет? Это процесс оседания кристаллических осадков на пластинах, в результате чего аккумулятор теряет свои свойства и просто оказывается неспособным держать заряд долгое время.

Зачем нужен электролит?

Суть работы АКБ базируется на реакциях, проходящих только при помощи этого вещества. Батарея состоит из плюсовых и минусовых пластинок, погружаемых в кислотный раствор. Эти пластины оснащены токоотводными решетками, сделанными из свинца.

Как проконтролировать состояние электролита?

Держать под контролем состояние электролита нужно. Для контроля сгодится пластмассовый корпус от обычной пластиковой ручки. Открываем пробки и погружаем его к пластинам, после чего зажимаем сверху и вынуть. Идеальный уровень – 10-12 мм. Если надо, дольем электролит.

Очень важно следить за временем года и параметрами раствора в соответствии с ним. Можно существенно продлить жизнь батареи, если использовать растворы с разными параметрами в разное время. К примеру, слишком концентрированное вещество в летнее время деструктивно воздействует на АКБ. Высокая плотность увеличивает энергопотери, а серный ангидрид может полностью разрушить электроды устройства.

Срок эксплуатации электролита

У такого электролита нет срока эксплуатации. Данный критерий может быть определен только по способности выполнения своих функций на 100%. Среди факторов, которые могут повлиять на жизненный цикл электролита, важнейшими являются:

• Плотность;
• Температуру работы аккумулятора;
• Заряд.

Если все показатели в норме, то и электролит не будет тревожить Вас годами.

Как увеличить плотность вещества?

Увеличить плотность можно при повышении температуры и гидролиза. Также важно постоянно добавлять дистиллят для поддержания показателей на нормальном уровне. Если же концентрация кислоты ниже 1,275 грамм на сантиметр кубический, её нужно поднять.

Повысить такой уровень можно 2-мя способами: сменой содержимого или доливом концентрированной кислоты.

Если разбавлять жидкость, то необходимо совершить определенные действия для всех банок:

• Откачать максимум электролита при помощи шприца;
• Внести в банку половину от его объема;
• Подать нагрузку с низкой мощностью для смешивания жидкости.
• Если изменений в уровне нет, добавляем во вторую половину электролит и получаем идеальную плотность.

Кислота – вредная субстанция для кожи. Использование резиновых перчаток, фартука и защитных очков при работе с этим веществом категорически обязательно!

Как заливать и доливать кислоту?

Электролит заливается при помощи трубки до 15 мм над пластинками батареи. Затем оставляем аккумулятор на 2 часа для остывания и заряжаем током в 10 раз меньшим от объема АКБ.

Ключевые характеристики надо проверять пару раз в году с помощью особого прибора и не пропускать проверки.

При смешивании дистводы с кислотой, важно добавлять именно кислоту в воду, так как в обратном случае есть вероятность активации бурной реакции вещества с тепловыделением, доведением её до состояния кипения.

Внимательно соблюдайте все вышеперечисленные рекомендации и АКБ будет служить очень долгое время!

Сдать старый АКБ за деньги вы сможете в нашей фирме, тарифы на приём акумуляторов на этой странице.

Правильный и безопасный заряд аккумулятора — как и чем заряжать? | Статьи

Как правильно и безопасно зарядить авто (мото) свинцово-кислотный аккумулятор. 

Сразу оговоримся — настоящая статья предназначена для неподготовленных людей, аккумуляторщики и опытные пользователи вряд ли почерпнут для себя что-то новое.

Не отвлекаясь на второстепенные моменты, мы постараемся донести до читателей статьи базовые основы заряда аккумулятора и поможем выбрать правильное зарядное устройство.

Какие существуют методы заряда.

1. Заряд постоянным током.

Заряд производится при установленном значении зарядного тока (измеряется в Ампер) без ограничения напряжения (измеряется в Вольт). Пример устройства, обеспечивающего данный способ заряда – классический тяжелый трансформаторный зарядник – выпрямитель. Величина зарядного тока и длительность заряда определяются исходя из значения емкости, технологии изготовления и состояния аккумулятора. Ограничить напряжение при таком способе заряда возможно только вручную, уменьшением значения тока. Данный способ используется как правило профессиональными аккумуляторщиками и рекомендуется только для опытных пользователей.

2. Заряд при постоянном напряжении.

Заряд производится при заданном постоянном значении напряжения. Ток может быть ограничен возможностями и настройками зарядного устройства (пользователем). Пример устройства, обеспечивающего данный способ заряда – автомобильный реле-регулятор. Современные продвинутые реле-регуляторы способны менять напряжение заряда по алгоритмам, установленным автопроизводителями, но суть от этого не меняется – заряд все равно происходит при постоянном напряжении.

3. Заряд смешанным методом.

Первый этап заряда производится методом постоянного тока установленным (ограниченным) значением тока до достижения заданного значения напряжения (предустановлено в зарядном устройстве или ограничено пользователем). Второй этап начинается по достижении заданного напряжения, зарядный ток стабилизируется и его значение начинает падать, по сути на данном этапе заряд уже идет при постоянном напряжении. Правильный заряд этим так называемым смешанным методом могут обеспечить современные импульсные зарядные устройства, но только те, которые имеют функцию ограничения напряжения значением, подходящим для технологии изготовления и состояния конкретно взятого аккумулятора. Данный способ (метод) и подходит больше всего обычному, неопытному пользователю, которому надо при проведении заряда учесть состояние своего аккумулятора и технологию его изготовления, а также уяснить ряд нехитрых правил проведения заряда. Ну и, конечно, надо иметь правильное зарядное устройство.

Необходимо уяснить, что ресурс батареи снижают три основных явления:

– Оплывание (осыпание) активной массы, которое происходит при перезаряде либо в процессе естественного механического износа. Данное явление носит необратимый характер, лечению не подлежит, при критическом уровне данного процесса батарея подлежит замене.

— Сульфатация, т.е. образование кристаллов сульфата свинца на пластинах в процессе разряда АКБ. Сульфат всегда присутствует в любой батарее, его образование и растворение – это естественный рабочий процесс, происходящий при разряде-заряде батареи. Кристаллы сульфата могут быть небольшими и легко растворимыми, при хроническом недозаряде они становятся крупными и тяжело растворимыми. Данное явление носит обратимый характер, но чем старее в батарее сульфат, тем тяжелее его растворить, тем больше усилий придется для этого приложить и больше действий совершить.

— Расслоение электролита (кислотная стратификация). Электролит состоит из воды и серной кислоты, причем кислота физически тяжелее воды. В процессе заряда сульфат растворяется и кислота снова попадает в электролит, причем стремится стечь по пластинам в нижнюю часть корпуса АКБ. Данное явление наиболее усиливается в разряженных батареях и наименее характерно для тех АКБ, в которых разряд незначительный и своевременно восполняется. Устраняется расслоение электролита путем доведения заряженной батареи до состояния, при котором происходит ее интенсивное «кипение», т.е. электролиз, разложение воды на кислород и водород.

Вышеперечисленные явления как правило идут рука об руку, и эксплуатация АКБ с застарелым сульфатом приводит к ускоренному осыпанию рабочей не покрытой сульфатом активной массы (нерабочая осыпающаяся активная масса называется шламом) и повышенному расходу воды из АКБ, все это сопровождается расслоением электролита. Это происходит потому, что крупные кристаллы сульфата уменьшают площадь пластин, на которой происходит химическая реакция, оставшаяся рабочая активная масса подвергается более высокой нагрузке, все больше зарядного тока бесполезно тратится впустую на электролиз – разложение воды на кислород и водород. Соответственно, чем больше в АКБ застарелого сульфата, тем быстрее происходят описанные негативные процессы и все ближе утилизация АКБ.

Правильный и полноценный заряд проводится при температуре АКБ, равной комнатной. Но начинать заряд вполне можно при любой температуре АКБ.

Если нам нужно зарядить исправный аккумулятор, который имеет свежий незначительный разряд, скажем, не более 50 % от емкости, достаточно будет ограничить напряжение окончания заряда 14,8 – 15 Вольт, зарядный ток ограничиваем значением, не превышающем 10 % от номинальной емкости аккумулятора. Свидетельством окончания заряда будет служить падение зарядного тока до значения 0,5 – 1 Ампер. Наличие пробок на аккумуляторе позволит окончательно убедиться в окончании заряда путем измерения контроля уровня электролита и его плотности, которая должна достичь заводской – 1,27 – 1,31 г/см3.

Если требуется зарядить аккумулятор с полностью разряженного состояния, либо есть сомнения относительно его исправности или есть необходимость в сезонном профилактическом заряде, целесообразно применить несколько иной алгоритм заряда, разделив заряд на два этапа.

На первом этапе, не нагружая активную массу на пластинах, проводим заряд током, не превышающем 10 % емкости АКБ, ограничив напряжение безопасным значением, не более 14,4 – 14,8 Вольт. Перед зарядом необходимо убедиться, что уровень электролита достаточен, чтобы были закрыты пластины, при необходимости долить дистиллированную воду. Доводить уровень до исходного на первом этапе не нужно, так как в процессе заряда он может подняться и есть риск получить избыточный уровень электролита. Если батарея была глубоко разряжена или долго эксплуатировалась в состоянии хронического недозаряда, лучше значение тока выставить как можно меньше, вплоть до 1 % от емкости. Чем меньше значение зарядного тока, тем качественнее и полнее происходит заряд. На первом этапе задача состоит в том, чтобы максимально полно восполнить емкость батареи без избыточной нагрузки на активную массу на решетках. Индикатор окончания первого этапа заряда – падение зарядного тока до значения менее 1 Ампер, чем меньше, тем лучше.

На втором, самом важном этапе заряда, нужно решить две основные задачи – растворить застарелый сульфат и устранить расслоение электролита. При наличии неравномерного и/или недостаточного уровня электролита также добавляется задача выровнять уровень и плотность электролита во всех банках. В таком случае второй этап заряда также называется уравновешивающим, или выравнивающим зарядом.

Необходимо тщательно выровнять уровень электролита дистиллированной водой. И довести его до уровня заводского, который в разных АКБ составляет от 1,5 до 3 см. Проще, если в АКБ есть какие-либо физические индикаторы в виде, например, пластиковых лапок-ограничителей. Если нет, нужно найти информацию в руководстве или на сайте завода-производителя.

Устанавливаем такие параметры заряда, которые обеспечат интенсивное газовыделение из электролита, т.е «кипение». Напряжение, при котором будет интенсивно кипеть АКБ по технологии Са/Са, составляет примерно 15,5 — 16 Вольт, выставляем 16, гибридная Sb/Ca – 15,3 – 15,6 Вольт, выставляем 15,5 – 15,7 Вольт, для сурьмянистых должно хватить 15 Вольт. Величину зарядного тока лучше ограничить 1 – 5 % от емкости АКБ, причем чем более «запущена» батарея, тем меньше зарядный ток есть смысл выставить, заданное напряжение при этом будет достигаться конечно же дольше.

Положительный результат можно будет считать достигнутым, если зарядный ток после достижения заданного напряжения упал до 1 Ампер и ниже, плотность электролита достигла исходного значения 1,27 – 1,31 г/см3 (необходимо знать заводские параметры плотности), стала равномерной во всех банках, и значение плотности не меняется на протяжении двух – трех часов. Даже если за короткое время зарядный ток упал до низкого значения (0,5 – 1 Ампер), заряд все равно целесообразно продолжить на протяжении нескольких часов для устранения кислотной стратификации. Если положительный результат не достигается на протяжении многих часов, если по плотности «отстают» некоторые банки, можно поднять напряжение заряда на 0,1 – 0,3 Вольт. Иногда можно и даже нужно поднять ток и напряжение заряда и выше, или вообще снять ограничение по напряжению, но, повторяемся, наша статья для неопытных пользователей, данные действия Вы будете осуществлять на свой страх и риск.

Если описанные действия не привели к нужному результату, отдайте АКБ в квалифицированный сервис или замените на новую. Либо выжмите из нее оставшийся ресурс и потом замените.

Если у Вас АКБ с лабиринтной крышкой без пробок, отрегулировать уровень электролита без «колхозинга» не получится, поэтому нужно хотя бы попытаться убедиться, что он есть, путем просвечивания АКБ мощным источником света. Такие батареи, несмотря на то, что маркетологи назвали их «необслуживаемыми», как раз таки очень нуждаются в своевременной правильной дозарядке, потому что полностью заряженная исправная кальциевая АКБ практически не расходует воду, и уровень электролита в ней долгое время остается ровным и стабильным.

Особенности заряда батарей по технологии Са/Са EFB.

Заряд аккумуляторов EFB производится так же, как и обычных кальциевых. Нужно только учесть одну особенность — в правильных EFB пластины толще и скомпонованы плотнее, расстояние между ними меньше, по этой причине электролит в них перемешать тяжелее, плотность в верхних слоях батареи может подниматься дольше. Будьте готовы к тому, что второй этап заряда на повышенном напряжении возможно придется производить дольше, напряжение поднимать выше.

Особенности заряда батарей по технологии AGM, GEL.

А вот AGM и GEL технологии заряжать с применением высоких значений напряжения крайне нежелательно. Ввиду того, что в них отсутствует электролит в жидком виде, кислотная стратификация как таковая отсутствует, перемешивать электролит не нужно, и избыточное напряжение приведет к безвозвратной утрате воды. Поэтому заряжать их следует в один этап с ограничением напряжения 14,3 — 14,4 Вольт. Если результат не достигнут, можно попробовать поднять напряжение заряда до 15 Вольт, но долго скорей всего такая батарея уже не прослужит. Глубокий разряд такие батареи переносят намного хуже классических, и вероятность их восстановления после глубокого разряда намного ниже. Их «конек» — цикличность, т.е. работа в режиме многократного частичного разряда-заряда. Но никак не глубокого разряда. Поэтому задача пользователя при эксплуатации таких батарей — не допускать их разряда и своевременно его восполнять.

Ну и собственно, какое зарядное устройство выбрать?

Полноценное зарядное устройство, которое позволит правильно зарядить аккумулятор, изготовленный по любой технологии, должно иметь регулировку не только зарядного тока, но и, что самое важное, напряжения заряда. Причем крайне желательно, чтобы регулировка была плавной (особенно для зарядного тока) и как можно более широкими диапазонами. Допустима ступенчатая регулировка напряжения заряда, лишь бы этого самого напряжения хватало для правильного заряда. Также важно, чтобы зарядное устройство без «разрешения» пользователя не переходило по окончании заряда в так называемый буферный режим (хранение аккумулятора при пониженном напряжении с компенсацией саморазряда), это препятствует полноценному окончанию заряда и «добивке» емкости до 100%.

Примером полноценного импульсного зарядного устройства, которое способно полностью заменить старый трансформаторник — выпрямитель, является «Вымпел-57» производства ООО «НПП «ОРИОН», либо более продвинутая «интеллектуальная» его версия — «Вымпел-55».

Ну и конечно, старое доброе трансформаторное зарядное устройство — выпрямитель, способное заряжать методом постоянного тока без ограничения напряжения, но, на наш взгляд, это инструмент скорее для опытного и умелого пользователя.

Помните, что своевременный и правильный профилактический заряд как минимум в два – три раза продлит ресурс Вашего аккумулятора!

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе?

Машинный аккумулятор в чем-то сродни химической фабрике, где кипит химическая реакция, в результате которой вырабатывается и накапливается электричество, столь необходимое для нормального запуска и работы автомобиля. Одним из реагентов участвующим в химической реакции внутри аккумулятора является электролит и по его состоянию (плотности), судят о состоянии самой АКБ.

Если она ниже номинальной, вам необходимо срочно задуматься о том, как поднять плотность электролита в аккумуляторе. И, действительно, как? Рассмотрим процесс поэтапно.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе, поэтапная инструкция.

Сперва производятся необходимые измерения плотности специальным прибором – ареометром. Нормируемая плотность электролита должна составлять 1,26 – 1,29 килограмм на литр.

Еще необходимо обратить внимание на распределение величины плотности в различных банках аккумуляторной батареи. Плотность не должна отличается более чем на 0,01. Если у вас другие значения, то это может говорить о том, что существуют уже необратимые процессы внутри аккумулятора, поэтому даже если вы добьетесь повышения плотности, то со в скором времени она, скорее всего, все равно вновь опуститься. Следовательно, АКБ в данном случае лучше просто заменить на новую.

В остальных же случаях будем предпринимать действия по повышению плотности электролита.

Итак, первым делом пробуем зарядить аккумулятор (как зарядить аккумулятор автомобиля). При зарядке происходит обратная химическая реакция, соответственно, плотность электролита должна увеличиться.

Если повысить плотность электролита его зарядкой не представилось возможным, то при показаниях ареометра, которые составляют не ниже 1,18 килограмм на литр, можно произвести частичную замену самого электролита (замена электролита в аккумуляторе). Для этого следует приобрести уже готовый электролит либо приготовить его самому из аккумуляторной кислоты и дистиллированной воды. Здесь стоит учесть, что плотность добавляемого раствора должна быть выше, чем плотность электролита в самом аккумуляторе. Это необходимо для того, чтобы смесь (низкоплотного и высокоплотного электролита) перемешавшись, дала необходимую величину. Кстати, для лучшего перемешивания аккумулятор можно слегка раскачивать.

Если плотность электролита меньше чем, 1,18 килограмм на литр, то единственным вариантом, который может спасти вашу АКБ является добавление непосредственно внутрь нее неразбавленной аккумуляторной кислоты. Производить данную манипуляцию стоит с особой осторожностью, в несколько этапов. При каждом этапе необходим контроль плотности электролита.

Наиболее радикальным способом по повышению плотности электролита в аккумуляторе является полная его замена.  Для этого необходимо предварительно удалить старый электролит. Крайне не рекомендуется полностью переворачивать аккумулятор для слива последнего, по причине того, что осадок на дне банок может попасть между пластинами и спровоцировать тем самым их замыкание. Наиболее вероятен такой исход у давно эксплуатируемых батарей, где изолирующие пластины конверты могли быть повреждены агрессивной средой и временем.

В качестве варианта для осуществления подобной процедуры может стать проделывание небольших отверстий внизу банок. В последующем, после слива старого электролита и промывки аккумулятора дистиллированной водой, эти отверстия необходимо будет заклеить стойким к агрессивной кислотной среде герметиком. Только после его схватывания в батарею заправляется свежий электролит необходимой плотности.

Надеюсь, способы, представленные выше по процессу, как поднять плотность электролита в аккумуляторе, дали ожидаемы результат и необходимость в замене АКБ у вас отпала.

Как измерить плотность электролита в аккумуляторе — видео

Рекомендую прочитать:

На пути к недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии (Журнальная статья)

Ли, Цзяньлинь, Ду, Чжицзя, Рутер, Роуз Э., Ан, Сон Джин, Дэвид, Ламюэль Абрахам, Хейс, Кевин, Вуд, Марисса, Филипп, Натан Д., Шэн, Янпин, Мао, Чэнью, Калнаус, Сергей, Дэниел, Клаус и Вуд, III, Дэвид Л. К недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии. США: Н.стр., 2017. Интернет. DOI: 10.1007 / s11837-017-2404-9.

Ли, Цзяньлинь, Ду, Чжицзя, Рутер, Роуз Э., Ан, Сон Джин, Дэвид, Ламуэль Абрахам, Хейс, Кевин, Вуд, Марисса, Филипп, Натан Д., Шэн, Янпин, Мао, Чэнью, Калнаус, Сергей, Дэниел, Клаус и Вуд, III, Дэвид Л. К недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии. Соединенные Штаты.DOI: https: //doi.org/10.1007/s11837-017-2404-9

Ли, Цзяньлинь, Ду, Чжицзя, Рутер, Роуз Э., Ан, Сон Джин, Дэвид, Ламюэль Абрахам, Хейс, Кевин, Вуд, Марисса, Филипп, Натан Д., Шэн, Янпин, Мао, Чэнью, Калнаус, Сергей, Дэниел, Клаус и Вуд, III, Дэвид Л. Мон. «К недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии». Соединенные Штаты.DOI: https: //doi.org/10.1007/s11837-017-2404-9. https://www.osti.gov/servlets/purl/1400215.

@article {osti_1400215,
title = {К недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии},
автор = {Ли, Цзяньлинь и Ду, Чжицзя и Рутер, Роуз Э. и Ан, Сон Джин и Дэвид, Ламуэль Абрахам и Хейс, Кевин и Вуд, Марисса и Филип, Натан Д.and Sheng, Yangping and Mao, Chengyu and Kalnaus, Sergiy and Daniel, Claus and Wood, III, David L.},
abstractNote = {Снижение стоимости и увеличение плотности энергии - два препятствия для широкого применения литий-ионных батарей в электромобилях. Хотя стоимость аккумуляторов для электромобилей с 2008 по 2015 год снизилась примерно на 70%, текущая стоимость аккумуляторных батарей (268 / кВтч в 2015 году) все еще в 2 раза больше, чем запланировано USABC (125 / кВтч). Несмотря на то, что многие достижения в химии элементов были реализованы с тех пор, как литий-ионная батарея была впервые коммерциализирована в 1991 году, за последнее десятилетие произошло несколько крупных прорывов.Таким образом, будущее снижение затрат будет зависеть от производства ячеек и более широкого признания на рынке. В этой статье обсуждаются три основных аспекта снижения затрат: (1) контроль качества для минимизации брака при производстве элементов; (2) новая обработка электродов и инженерия для снижения затрат на обработку и увеличения плотности энергии и производительности; и (3) разработка и оптимизация материалов для литий-ионных батарей с высокой плотностью энергии. Также рассматриваются идеи по увеличению энергии и удельной мощности литий-ионных батарей.},
doi = {10.1007 / s11837-017-2404-9},
журнал = {JOM. Журнал Общества минералов, металлов и материалов},
число = 9,
объем = 69,
place = {United States},
год = {2017},
месяц = ​​{6}
}

Повышение производительности литий-ионных аккумуляторов, увеличение срока службы элементов с покрытыми графеном никелевыми, кобальтовыми и алюминиевыми катодами с наночастицами — ScienceDaily

Литий-ионные аккумуляторы (LIB), которые функционируют как высокоэффективные источники энергии для возобновляемых источников энергии, таких как электромобили и т. Д. Для бытовой электроники требуются электроды, обеспечивающие высокую плотность энергии без ущерба для срока службы элементов.

В журнале Vacuum Science and Technology A, изданном AIP Publishing, исследователи исследуют причины деградации катодных материалов LIB с высокой плотностью энергии и разрабатывают стратегии для смягчения этих механизмов деградации и улучшения характеристик LIB.

Их исследования могут быть ценными для многих новых приложений, особенно для электромобилей и хранения энергии на уровне сети для возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.

«Большинство механизмов разложения LIB происходит на поверхностях электродов, которые находятся в контакте с электролитом», — сказал автор Марк Херсам.«Мы стремились понять химию этих поверхностей, а затем разработать стратегии минимизации деградации».

Исследователи использовали химическую характеристику поверхности как стратегию для выявления и минимизации остаточных примесей гидроксидов и карбонатов в результате синтеза наночастиц NCA (никель, кобальт, алюминий). Они поняли, что поверхности катода LIB сначала необходимо подготовить с помощью подходящего отжига, процесса, при котором наночастицы катода нагреваются для удаления поверхностных примесей, а затем закрепляются в желаемых структурах с атомарно тонким графеновым покрытием.

Наночастицы NCA, покрытые графеном, которые были включены в состав катодов LIB, показали превосходные электрохимические свойства, включая низкий импеданс, высокую производительность, высокую объемную энергию и удельную мощность, а также длительный срок службы циклов. Графеновое покрытие также действует как барьер между поверхностью электрода и электролитом, что еще больше увеличивает срок службы элемента.

Хотя исследователи думали, что одного графенового покрытия будет достаточно для улучшения характеристик, их результаты показали важность предварительного отжига катодных материалов для оптимизации химического состава их поверхности перед нанесением графенового покрытия.

В то время как эта работа была сосредоточена на катодах LIB с высоким содержанием никеля, методология могла быть обобщена на другие электроды аккумулирования энергии, такие как натрий-ионные или магниево-ионные батареи, которые включают наноструктурированные материалы, обладающие большой площадью поверхности. Следовательно, эта работа устанавливает четкий путь вперед для реализации высокопроизводительных устройств хранения энергии на основе наночастиц.

«Наш подход также может быть применен для улучшения характеристик анодов в LIB и связанных с ними технологиях хранения энергии», — сказал Херсам.«В конечном итоге вам необходимо оптимизировать как анод, так и катод, чтобы достичь наилучших возможных характеристик батареи».

История Источник:

Материалы предоставлены Американским институтом физики . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Новый метод увеличения плотности энергии в литиевых батареях

Во время первой зарядки литиевой батареи после ее изготовления часть жидкого электролита превращается в твердую фазу и наносится на отрицательный электрод батареи.Этот процесс, обычно выполняемый до отправки аккумуляторов с завода, необратим 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 большой емкостью, таких как кремний, поскольку эти материалы имеют большое объемное расширение и высокую площадь поверхности. Большие начальные потери снижают достижимую емкость в полной ячейке и, таким образом, ставят под угрозу выигрыш в плотности энергии и срок службы этих наноструктурированных электродов.

Традиционный подход к компенсации этих потерь заключался в добавлении в электрод определенных материалов, богатых литием. Однако большинство этих материалов нестабильны в окружающем воздухе. Производство аккумуляторов в сухом воздухе, в котором совсем нет влаги, — намного более дорогой процесс, чем производство на воздухе окружающей среды. Ян разработал новую трехслойную структуру электрода для изготовления литиированных анодов батарей в окружающем воздухе. В этих электродах он защищал литий слоем полимера ПММА, чтобы предотвратить реакцию лития с воздухом и влагой, а затем покрыл ПММА такими активными материалами, как искусственный графит или наночастицы кремния.Затем слой ПММА растворялся в электролите батареи, подвергая литий воздействию электродных материалов. «Таким образом, мы смогли избежать любого контакта с воздухом между нестабильным литием и литиированным электродом, — объясняет Ян, — поэтому трехслойный электрод может работать в окружающем воздухе. Это могло бы стать привлекательным шагом вперед на пути к массовому производству электродов для литиевых батарей ».

Янга снизил потери в современных графитовых электродах с 8% до 0.3%, а в кремниевых электродах от 13% до -15%. Цифра -15% указывает на то, что лития было больше, чем необходимо, и «лишний» 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 увеличивалась на 5-7% ежегодно в течение последних 25 лет, результаты Янга указывают на возможное решение для увеличения емкости литий-ионных аккумуляторов. Его группа сейчас пытается уменьшить толщину полимерного покрытия, чтобы оно занимало меньший объем в литиевой батарее, и расширить его технику.

«Эта трехслойная структура электрода действительно представляет собой продуманную конструкцию, которая позволяет обрабатывать литий-металлсодержащие электроды в условиях окружающей среды», — отмечает Хайлианг Ван, доцент химии Йельского университета, не принимавший участия в исследовании. «Первоначальная кулоновская эффективность электродов — большая проблема для индустрии литий-ионных аккумуляторов, и этот эффективный и простой в использовании метод компенсации необратимых потерь ионов лития вызовет интерес».

Исследование получило стартовое финансирование от Columbia Engineering и дополнительную поддержку Центра устойчивой энергетики Ленфест.

Как увеличить плотность электролита в АКБ? — 130.com.ua

Практически все автовладельцы не обращают внимания на аккумулятор до первых проблем. Именно наша безответственность быстро приводит к моментам поломки, когда машина уже просто отказывается заводиться. Самая частая причина — разрядка аккумулятора.

Кстати, даже новый аккумулятор может помешать вашей поездке. Есть доля вероятности купить не совсем качественный аппарат.Что под этим подразумевается? Чаще всего: не полностью заряженный аккумулятор или недостаток электролита. Такие нюансы не уточняйте во время покупок.

Основные способы

Как только аккумулятор отказывается работать, ставим на зарядку. Но что мы видим: цикл зарядки прошел, а батарея все еще разряжена. Возникла новая проблема-аккумулятор просто не держит заряд. Здесь нужно выяснить причины, по которым это происходит.

Чаще всего это происходит с батареями, которые были посажены на 0.Здесь появляется новая задача — проверить на сколько разряжена батарея. Сначала проверьте плотность электролита с помощью специального прибора — кислотометра.

Делаем так:

• Установите измеритель кислоты в любой аккумуляторный блок.
• Шкала ареометра покажет плотность электролита.
• Сравните полученные значения с табличными параметрами плотности.

Если вы живете в регионе с суровым климатом, то значение будет примерно 1.25 кг / литр. Здесь имейте в виду, что разница в плотности между двумя банками не должна быть больше 0,01.

Как поднять плотность?

Способ решения этой проблемы зависит от того, какие значения вы получите.

Плотность 1,18-1,20 кг / литр

Грушей откачиваем старый электролит: максимально. Наполните новый наполовину откачанным вами объемом. Условно, например: закачивают 1 кг., Наливают 0,5 кг. Здесь нам нужно добиться нормы плотности электролита, а остальное долить дистиллированной водой.

Плотность менее 1,18 кг / литр

В этом случае нужно использовать аккумуляторную кислоту. Делаем все так же, как и в первом случае, но есть вероятность, что процедуру придется повторить. Ваша главная задача остается прежней — получить значение нормы.

Плотность очень низкая

К сожалению, здесь придется полностью менять электролит для экономии аккумулятора. С помощью груши нужно будет максимально откачать старый электролит, а банки закрыть пробками.И дальше этого плана придерживаются:

• После закручивания заглушек положите аккумулятор набок. Берем сверло 3 мм. или 3,5 мм. и проделайте одно отверстие на дне банки. Итак, мы можем полностью слить электролит.
• Промойте все банки дистиллированной водой. Отверстия закрыты кислотостойким пластиком. Итак, мы сделали все необходимое, чтобы подготовить емкость для нового электролита.
• Приготовьте электролит самостоятельно. Возьмите дистиллированную воду и налейте в нее аккумуляторную кислоту.Обратите внимание, обратный порядок не допускается, то есть в кислоту нельзя наливать воду. Не забудьте надеть резиновые перчатки.

В результате вы должны получить значения электролита, необходимые для вашего региона. Если по каким-то причинам не удалось увеличить плотность электролита, придется выбрать новый аккумулятор. Купить аккумулятор с доставкой по Украине в Харьков, Киев, Одессу можно на 130.com.ua.

Материалы по теме

Последние достижения в области высоковольтных и высокоэнергетических водных аккумуляторных батарей

Водные аккумуляторные литиевые батареи (ARLB)

Водные аккумуляторные литиевые батареи (ARLB) разрабатываются с 1994 года [4].Они имеют среднее напряжение разряда около 1,5 В и работают обратимо. Они могут обеспечить плотность энергии 75 Вт · ч кг ⁻¹ (исходя из общей массы активных материалов), что сопоставимо с характеристиками свинцово-кислотных и никель-кадмиевых аккумуляторов. Как указано в этой новаторской исследовательской работе, окислительно-восстановительные потенциалы выделения водорода (HER) и кислорода (OER) являются важными контрольными факторами при выборе материалов для двух электродов для ARLB. Другими словами, рабочий потенциал материала электрода должен быть между OER и HER, чтобы избежать реакции электролиза воды.В последнее время появилось много подробных обзоров электродных материалов ARLB [3, 5, 6, 7, 8, 9]. Поэтому мы не будем здесь подробно останавливаться на этом. В этой части мы только резюмируем текущую работу по ARLB высокого напряжения и плотности энергии.

Для создания ARLB высокого напряжения и высокой плотности энергии существует несколько стратегий: (1) улучшение электролита, например использование сверхконцентрированных электролитов, и (2) использование материалов отрицательных электродов (таких как сера, литий, цинк и др.). графит) с высокой удельной емкостью и / или низким окислительно-восстановительным потенциалом [10].

Сверхконцентрированные электролиты

Электролиты «вода в соли» / «вода в бисоле»

Электролит «вода в соли» (WiS) был впервые использован в ARLB в 2015 году Ван и его коллегами, что расширило окно электрохимической стабильности до прибл. 3,0 В (1,9–4,9 В по сравнению с Li ⁺ / Li) и открыли новые возможности в водной электрохимии [11]. Бис (трифторметансульфонил) имид лития (LiTFSI) был выбран в качестве соли из-за его высокой растворимости в воде (> 20 м; в этой статье единица м относится к моль кг ^-1 ), а также из-за его высокой концентрации с гидратированная вода, обладающая высокой гидролитической стабильностью.Определение WiS применяется, когда вес и объем соли превышают вес и объем растворителя в бинарной системе. Когда концентрация LiTFSI достигает 21 м, его окно электрохимической стабильности увеличивается до 3 В (рис. 2а). В этом отчете LiMn ₂ O ₄ и Mo ₆ S ₈ были использованы в качестве материалов для отрицательных электродов для сборки ARLB, что подтвердило возможность использования 21-метрового электролита WiS. Стоит отметить, что окислительно-восстановительные потенциалы этих электродных материалов переходят в положительный потенциал с увеличением концентрации соли.Согласно уравнению Нернста, это в основном связано с изменением в нем активности Li ⁺ . Эти ARLB могут выдавать до 2,3 В и иметь среднее напряжение разряда 1,83 В, что значительно выше, чем у традиционных ARLB или ARLB 1-го поколения, использующих обычные водные растворы электролитов. Существует две причины, по которым электролит WiS имеет такой широкий диапазон напряжений (см. Рис. 2b). С одной стороны, свободных молекул воды достаточно, чтобы полностью гидратировать ионы лития в разбавленном водном растворе.С увеличением концентрации соли становится доступным меньше некоординированных молекул воды, и сольватация или гидратированный слой иона лития резко изменяется. Когда концентрация увеличивается до 21 мкм, отношение воды к иону лития составляет всего 2,6, что означает, что Li ⁺ частично обезвоживается, и электростатическое поле, создаваемое формальным зарядом на ионе лития, больше не может нейтрализоваться координацией с водой. В результате ионы TFSI ^— попадают в сольватационный слой Li ⁺ .Поскольку восстановительный потенциал TFSI ^— ниже, чем у воды, TFSI ^— разлагается на поверхности материала отрицательного электрода с образованием плотного защитного слоя SEI (в основном LiF) перед разложением воды. С другой стороны, активность воды снижается из-за небольшого количества свободных молекул воды после высокой концентрации, что помогает повысить электрохимическую стабильность положительных и отрицательных электродов. Следовательно, можно видеть, что взаимодействие этих двух факторов значительно расширяет диапазон напряжений электролита.Однако материалы положительного и отрицательного электрода, выбранные для батареи, не полностью используют окно напряжения электролита LiTFSI WiS. Аккумулятор Mo ₆ S ₈ / LiFePO ₄ [12] и аккумулятор TiS ₂ / LiMn ₂ O ₄ [13] ведут себя аналогичным образом. Следовательно, необходима дальнейшая оптимизация материалов положительного и отрицательного электродов для дальнейшего повышения напряжения и плотности энергии ARLB. Для материалов положительного электрода могут быть выбраны материалы с более высоким потенциалом и / или более высокой удельной емкостью, такие как LiVPO ₄ F, LiCoO ₂ и LiNi _0.5 Mn _1,5 O ₄ . Для отрицательных электродов также могут быть выбраны материалы с более низким потенциалом и / или более высокой удельной емкостью, такие как LiVPO ₄ F, TiO ₂ и сера.

a Окно электрохимической стабильности электролитов LiTFSI-H ₂ O с различной концентрацией. b Принципиальная схема эволюции оболочки первичной сольватации Li ⁺ в разбавленном растворе и водно-солевом электролите.Воспроизведено с разрешения Ref. [11]. Авторские права 2015, AAAS. c Профили напряжения заряда и разряда полных элементов LiVPO ₄ F при различных скоростях. d Длительная цикличность полных ячеек LiVPO ₄ F при 20 C. Воспроизведено с разрешения Ref. [14]. Copyright 2017, John Wiley and Sons

LiVPO типа таворита ₄ F можно использовать в качестве материалов как положительных, так и отрицательных электродов для ARLB [14]. Кривая заряда-разряда при постоянном токе (рис.2в) показывает, что LiVPO ₄ F имеет два набора плато заряда и разряда, которые, соответственно, соответствуют интеркаляции и деинтеркаляции ионов лития. Группа с высоким потенциалом соответствует редокс-паре V ⁴⁺ / V ³⁺ (около 4,26 В по сравнению с Li ⁺ / Li), а группа с низким потенциалом соответствует V ³⁺ / V ^{. 2+ редокс-пара} (около 1,8 В по сравнению с Li ⁺ / Li). Используя этот материал как положительный и отрицательный электроды, соответственно, и гелевый электролит LiTFSI «вода-в-соли», гибкий симметричный аккумулятор был собран с 2.Выходное напряжение 46 В (среднее напряжение разряда до 2,4 В), демонстрируя отличные характеристики.

Характеристики симметричной ячейки с 21-метровым электролитом LiTFSI WiS неудовлетворительны, а кулоновский КПД составляет 96% всего после 50 циклов. Гелевый электролит LiTFSI WiS толщиной 25 мкм был приготовлен путем добавления ПВС, и окно стабильности напряжения было расширено. Собранная таким образом симметричная батарея циклически перерабатывалась с низкой скоростью 0,2 ° С. Всего за десять циклов кулоновский КПД достиг 100%.При температуре 20 ° C емкость батареи все еще составляла 87% после 4000 циклов, а кулоновский КПД был близок к 100% в течение всего цикла (рис. 2d). Также впервые было обнаружено, что пленка SEI на поверхности материала положительного электрода в электролите LiTFSI WiS представляет собой смесь 49% Li ₂ CO ₃ и 51% LiF. Это открытие раскрыло секрет того, как Li ⁺ может транспортироваться в SEI, поскольку LiF является изолятором как для ионной, так и для электронной проводимости.Если SEI состоит в основном из LiF, очевидно, что он не будет способствовать передаче Li ⁺ . Поскольку Li ₂ CO ₃ имеет лучшую проводимость, чем LiF, область носителей сверхвысокой концентрации генерируется пространственным зарядом на границе раздела между Li ₂ CO ₃ и LiF, который является каналом быстрого Li ⁺ ионный транспорт. Следовательно, даже в плотной пленке SEI ионы Li ⁺ все еще могут быстро переноситься вдоль границы зерен LiF / Li ₂ CO ₃ , что объясняет хорошие характеристики LiVPO ₄ F.Результаты испытания импеданса переменного тока показывают, что сопротивление интерфейса отрицательного электрода увеличивается только на 50% после 20 циклов, что показывает, что LiF – Li ₂ CO ₃ –SEI по-прежнему обеспечивает высокую проводимость для ионов Li ⁺ . .

Многослойный LiCoO ₂ электродов обеспечивают удельную емкость 140 мАч г ⁻¹ при зарядке до 4,2 В (по сравнению с Li ⁺ / Li), что соответствует экстракции 50% Li в Li _0,5 CoO ₂ , который считается относительно стабильным материалом положительного электрода в ARLB [15,16,17,18].В органических электролитах при зарядке до 4,5 В (по сравнению с Li ⁺ / Li) обеспечивается более высокая удельная емкость 180 мАч g ^-1 (соответствует экстракции 70% Li). Однако электрод страдает от серьезного снижения емкости во время циклирования в водных электролитах из-за растворения Co и побочной реакции между Li _0,3 CoO ₂ и электролитом. Трис (триметилсилил) борат (TMSB) вводился в электролит WiS в качестве добавки и непрерывно окислялся и разлагался с образованием стабильной межфазной пленки катод-электролит (CEI) на поверхности положительного электрода LiCoO ₂ во время процесса зарядки. .Wang et al. обнаружили, что после окисления TMSB образует защитную межфазную поверхность на положительном электроде LiCoO ₂ [19]. При высоком напряжении отсечки LiCoO ₂ с межфазной защитой выдавал высокую емкость 170 мАч g ⁻¹ с замечательной стабильностью при переключении. ARLB, соединяющий положительный электрод LiCoO ₂ с отрицательным электродом из Mo ₆ S ₈ , показал напряжение холостого хода 2,50 В и напряжение средней точки 1,95 В, достигая плотности энергии до 120 Втч кг ^-1 и низкой скорость спада емкости 0.013% за цикл, поскольку защитная межфазная поверхность эффективно подавляет OER и растворение кобальта от положительного электрода в растворе электролита.

Промышленная шпинель LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ имеет две кристаллические структуры: P4332 и fd-3 m. Среди них P4332 LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ имеет более высокое плато потенциала окислительно-восстановительного литирования / делитирования, а из-за высокой концентрации соли в электролите WiS, платформа потенциала окислительно-восстановительной интеркаляции / делитирования LiNi _0.5 Mn _1,5 O ₄ имеет положительный сдвиг примерно от 0,2 В до 4,8–5,0 В (по сравнению с Li / Li ⁺ ), что находится за пределами окна стабильности электролита WiS. Редокс-потенциал fd-3 m LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ ниже, чем у P4332 LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ . Редокс-потенциал fd-3 m LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ отличается от такового у P4332 LiNi _0,5 Mn _1.5 O ₄ , потому что в fd-3 м LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ имеется небольшое количество Mn ³⁺ , а ионный радиус Mn ³⁺ больше этого Mn ⁴⁺ , что приводит к расширению решетки и увеличению диффузии Li ⁺ . В электролите WIS две платформы напряжения fd-3 m LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ перемещаются до 4,8–5,0 В. Хотя они превышают окно стабильности напряжения электролитов, они могут полностью использовать свои емкости путем регулирования значения pH электролитов для подавления реакции выделения кислорода.Хорошо известно, что с уменьшением pH потенциал HER и OER в водных электролитах будет повышаться. Когда 0,1% (в объемных долях) 1 м бис (трифторметилсульфонил) имида (HN (SO ₂ CF ₃ ) ₂ , HTFSI) было добавлено в электролит WiS, значение pH электролита WiS снизилось до 5, и окно сдвинулось на 0,1 В. Однако самый низкий окислительно-восстановительный потенциал (2,1 В) Mo ₆ S ₈ все еще выше, чем у HER (1,9 В) электролитов WiS (pH доведен до 5).Положительный материал fd-3 m LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ можно заряжать до 5,05 В (по сравнению с Li ⁺ / Li), и он может работать стабильно. Таким образом, Mo ₆ S ₈ // LiNi _0,5 Mn _1,5 O _{4 полных элемента} , которые имеют среднее напряжение разряда до 2,35 В и плотность энергии 126 Втч кг ⁻¹ [20].

Когда 7 м LiOTf (трифторметансульфонат лития) непрерывно добавляли к 21 м электролитам LiTFSI WiS (обратите внимание, что первоначальный термин «растворять» не уместен, поскольку невозможно получить такой настоящий водный раствор), чтобы получить «вода в бисальте». ”(WibS) электролиты, в которых концентрация ионов Li ⁺ достигала 28 мкм, соответствующее отношение молекул воды к ионам соли составляло около 2 [21].Из-за более высокой концентрации соли плотность слоя SEI увеличивалась, а активность воды снижалась, так что он имел более широкое окно электрохимической стабильности около 3,1 В (рис. 3а). На основе этого электролита WibS был приготовлен ARLB с TiO ₂ в качестве отрицательного электрода и LiMn ₂ O ₄ в качестве положительного электрода, с напряжением холостого хода 2,5 В, плато напряжения 2,07 В и энергией плотность 100 Вт · ч кг ⁻¹ (рассчитана исходя из суммарной массы электродов) (рис.3б). Электролит WibS на основе ацетата был сконструирован путем смешивания неорганических солей LiOAc и KOAc, которые имели отношение воды к катионам всего 1,3 [22]. Результаты показывают, что обычные материалы отрицательного электрода, такие как Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ и TiO ₂ , могут обратимо интеркалировать / деинтеркалировать Li ⁺ в этом электролите WibS, и собранный TiO ₂ / Mn ₂ O ₄ ARLB имеет плоское разрядное плато 2,10 В (рис.3в). Электролит недорогой, экологически чистый, легко регулируется, легко адаптируется и универсален.

a Электрохимические окна электролитов WibS и WiS при скорости сканирования 10 мВ с ⁻¹ и первые следы CV активных электродов (C-TiO ₂ и LiMn ₂ O ₄ ) при скорости сканирования 0,1 мВ с ^-1 в электролитах WibS. b Профили заряда-разряда C-TiO ₂ / LiMn ₂ O ₄ аккумуляторов в 5-м и 100-м циклах.Воспроизведено с разрешения Ref. [21]. Авторское право 2016, Wiley – VCH. c Профиль заряда-разряда c-TiO ₂ / LiMn ₂ O ₄ батареи при 0,5 C в электролитах WibS на основе ацетата. Воспроизведено с разрешения Ref. [22]. Авторское право 2018, Королевское химическое общество

Электролиты гидрат-расплав

Определение плавления гидрата аналогично определению WibS. Фактически, конструкция электролита WibS была вдохновлена ​​электролитом гидрат-расплав [23].Электролит гидрат-расплав на самом деле является продолжением сверхконцентрированного электролита в системе, в которой вода является растворителем. Сверхконцентрированные электролиты использовались в литий-ионных батареях. Было обнаружено, что они могут не только улучшить стабильность батарей, но и увеличить рабочее напряжение (4 В). Эта концепция была впервые применена Yamada et al. к водным системам хранения энергии и известен как «гидрат-расплав». Исследовали эвтектический состав солей лития Li (SO ₂ CF ₃ ) ₂ (LiTFSI) и солей лития Li (SO ₂ C ₂ F ₅ ) ₂ (LiBETI), оба имеют органический имидный анион.Результаты показывают, что, когда состав представляет собой Li (TFSI) _0,7 (BETI) _0,3 , растворимость смеси с водой является максимальной, может быть получен стабильный прозрачный раствор, а концентрация молекулы воды составляет всего 10,1 м ( Рис. 4а). Большое количество анионов TFSI / BETI изолируют свободные молекулы воды друг от друга, и все молекулы воды могут участвовать в гидратной оболочке ионов лития, тем самым снижая активность молекул воды и расширяя окно электрохимической стабильности электролитов.В этом растворе все молекулы воды скоординированы с ионами лития, а внутримолекулярные водородные связи практически незначительны (рис. 4б). Кроме того, было обнаружено, что равновесный потенциал реакции внедрения / расслоения иона лития составлял 0,25 В в электролите гидрат-расплав, что было больше, чем значение в 22-метровом LiTFSI (рис. 4c). Термодинамический механизм (который снижает уровни ВЗМО) и кинетический механизм (пассивация, вызванная анионами) дополнительно увеличивают разность потенциалов между анодом и катодом, тем самым расширяя окно напряжения до 3.8 В (рис. 4г). На основе электролита гидрат-расплав: Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ // LiCoO ₂ и Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ // LiNi _0,5 Mn _1,5 O _{Было установлено 4} полных ARLB, которые демонстрировали плато высокого напряжения разрядной ячейки при 2,26 В и 3,10 В, соответственно. На данный момент существует немного других исследований по применению электролитов расплава гидрата в водных батареях. Недавно Wu et al. применили электролиты к батареям Li-O ₂ , которые, как было показано, эффективно предотвращают разложение растворителя и образование побочных продуктов, тем самым увеличивая срок службы Li-O ₂ батарей [24].Для дальнейшей оценки и улучшения применимости электролита необходимы все более и более глубокие исследования.

a Линия ликвидуса смесей LiTFSI + LiBETI в воде. b Первопринципный DFTMD моделирует снимок равновесной траектории Li (TFSI) _0,7 (BETI) _0,3 · 2H ₂ O гидратный расплав и разбавленный LiTFSI / H ₂ O. c Взаимосвязь между изменение равновесного потенциала интеркаляции лития и концентрации электролитов Li ⁺ . d Окна напряжений обычных электролитов LiTFSI / H ₂ O и гидратированных электролитов расплава, а также окислительно-восстановительный потенциал Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ , LiCoO ₂ , LiNi _0,5 Mn _1.5 O ₄ в гидратированных электролитах расплава. Воспроизведено с разрешения Ref. [23]. Copyright 2016, Nature Publishing Group

Гибридный водный / неводный электролит (HANE)

Путем введения неводного растворителя, диметилкарбоната (DMC), в электролит WiS, гибридный водно-неводный электролит (HANE) с расширенным электрохимическим окном 4.1 В. Это нейтральный растворитель, который менее чувствителен к отталкиванию отрицательного электрода и, следовательно, легче участвует в межпространственной химии, чем анионы [25]. На основе этого гибридного электролита был создан ARLB, состоящий из LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ положительного электрода и отрицательного электрода Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ . Этот ARLB с плоским плато разряда при 3,2 В (рис. 5а) имел плотность энергии до 165 Вт · ч · кг ^-1 и циклическую стабильность более 1000 циклов (рис.5б). В аналогичном подходе также сообщалось о гибридной системе «ацетонитрил (AN) / вода-в-соли» электролита (AN – WiS), обеспечивающей повышенную ионную проводимость, пониженную вязкость и расширенный диапазон температур [26]. Увеличение концентрации соли LiTFSI в AN – WiS до уровня сверхконцентрации (15,3 м) расширяет окно электрохимической стабильности до 4,5 В [27]. Эти ARLB с поддержкой AN – WiSE, такие как Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ / LiMn ₂ O ₄ и Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ / LiNi _0.8 Co _0,15 Al _0,05 O ₂ полные батареи, с высоким напряжением, высокой плотностью энергии и отличными характеристиками при езде на велосипеде.

a Кривые разряда ячейки LTO-LNMO при различных скоростях. b Циклические характеристики полных ячеек LTO-LNMO при 6 C. Воспроизведено с разрешения Ref. [25]. Copyright 2018, Elsevier B.V. c Сравнение напряжения завершения зарядки различных солей для ARLB. d Зарядно-разрядные кривые элемента TiO ₂ / LiMn ₂ O ₄ ячейки при 5 C; вставленный график — это циклическая производительность батареи [28].Воспроизведено с разрешения Ref. [28]. Авторские права 2018, Nature Publishing Group

Электролит «вода в иономере»

Новый тип электролитов «вода в иономере» был представлен He et al. [28]. Электролит «вода в иономере», содержащий 50 мас.% Иономера, имеет окно электрохимической стабильности 2,7 В (рис. 5c). Полный элемент LiTi ₂ (PO ₄ ) ₃ / LiMn ₂ O ₄ , основанный на этом электролите, показал отличные циклические характеристики и обеспечил среднее напряжение разряда> 1.5 В и удельной энергией 77 Втч кг ⁻¹ . Кроме того, с использованием алюминиевого токосъемника была получена полная батарея TiO ₂ / LiMn ₂ O ₄ со средним выходным напряжением 2,1 В и начальной удельной энергией 124,2 Втч кг ^-1 (рис. 5d). .

Роль SEI

Разложение добавок к электролиту

Добавление добавок к электролиту также может формировать защитную, подобную SEI межфазную фазу на месте. Добавки должны соответствовать следующим требованиям: (1) иметь химическую стабильность, то есть стабильность в данном растворе электролита, и (2) иметь электрохимическую стабильность, чтобы электрохимический процесс мог происходить во время разложения с образованием межфазных компонентов.

Гель LiTFSI-HFE (высокофторированный эфир) был нанесен на поверхности отрицательного электрода в качестве межфазного покрытия-предшественника, которое было использовано для получения твердой межфазной границы, состоящей как из органических фторированных углеводородов, так и неорганических фторидов, что позволило получить высокую емкость / низкую производительность. потенциальные материалы отрицательного электрода (такие как кремний, графит и металлический Li) для обратимого цикла в гелевых полимерных электролитах (GPE) 21 м LiTFSI + 7 м LiOTf WibS (рис. 6a) [29]. Соединение отрицательных электродов с покрытием с различными материалами положительных электродов, серия из 4 штук.Были получены ARLB 0 В с высокой эффективностью и обратимостью, сопоставимые с коммерческими литий-ионными батареями (рис. 6b – d). Кроме того, ARLB со сверхвысокой плотностью энергии 460 Вт · ч кг ^-1 был разработан путем соединения отрицательного электрода из гелевого графита HFE и положительного электрода типа преобразования-интеркаляции (LiBr _0,5 Cl _0,5 ) -графит (LBC –G) (рис. 6д, е) [30].

a Зарядно-разрядные кривые графитовых электродов, предварительно покрытых гелем LiTFSI-HFE.Профили напряжения b Li / LiVPO _{4 батареи} F, c графит / LiVPO _{4 батареи} F и d Li / LiMn ₂ O _{4 батареи} при 0,3 C. e Типичные кривые заряда-разряда (третьи циклы) аккумуляторов графит // LiBr / LiCl (синий) или графитовых // аккумуляторов с моногидратами LiBr / LiCl (красный). f Устойчивость этих полностью заряженных аккумуляторов во время езды на велосипеде. Воспроизведено с разрешения Ref. [29]. Авторские права 2017, Elsevier B.V. г Схематическое изображение металлического лития LISICON с пленочным покрытием. ч Кривая постоянного тока заряда-разряда Li / LiMn ₂ O ₄ аккумуляторов в первом цикле. Воспроизведено с разрешения Ref. [31]. Авторское право 2013, Исследования природы. i Кривые постоянного тока заряда-разряда во втором и десятом циклах Li / LiCoO ₂ батареи. Воспроизведено с разрешения Ref. [32]. Copyright 2013, Королевское химическое общество

Искусственный SEI

Для реализации функционального металлического литиевого электрода в водной электролитной системе на его поверхность можно нанести тонкий и компактный защитный слой раздела или искусственный SEI.Этот искусственный SEI должен не только иметь высокую ионную проводимость, чтобы можно было проводить электрохимический процесс, но и предотвращать проникновение воды, чтобы молекулы воды не могли проходить сквозь него, чтобы избежать реакции между молекулами воды и металлическим литием.

Наша группа представила пленку литиевого суперионного проводника (LISICON) на отрицательном электроде из металлического лития (рис. 6g) [31]. В этом исследовании LISICON использовался как комбинированный сепаратор и твердый электролит с ионной проводимостью при комнатной температуре около 0.1 мСм см ⁻¹ . С LiMn ₂ O ₄ в качестве положительного электрода и 0,5 M Li ₂ SO ₄ (единица M — традиционная молярная концентрация, которая составляет ^-1 моль) в качестве электролитов, ионы лития переносятся через водный электролит со стороны положительного электрода, проходят через слой покрытия LISICON и достигают отрицательного электрода из металлического лития. Благодаря низкому потенциалу зачистки / металлизации металлического лития рабочее напряжение полученных ARLB увеличилось до более 4 В с плато на уровне 4.06 В и 3,85 В (рис. 6h). Подобные высоковольтные ARLB с высокой плотностью энергии были также разработаны на основе гелевой полимерной мембраны с литиево-графитовым отрицательным электродом с покрытием LISICON и положительным электродом LiCoO ₂ / LiFePO ₄ [32, 33]. Однако неудовлетворительная ионная проводимость LISICON может стать проблемой для достижения хороших скоростных характеристик. Ионная проводимость электрода со структурой перовскита, Al-замещенного литий-лантана-титанита (A-LLTO), разработанного Ле и соавторами, была увеличена до 0.317 мСм см ⁻² , что намного превышает 0,1 мСм см ⁻² , полученное с помощью LISICON [34]. Когда A-LLTO применялся в качестве искусственного SEI к отрицательному электроду из металлического лития, и он был объединен с положительным электродом LiCoO ₂ , полученный ARLB имел напряжение холостого хода около 4,2 В и высокую удельную емкость 164 мА · ч. ⁻¹ при 0,1 C (рис. 6i). Тем не менее, его скоростные характеристики все еще не были сопоставимы с характеристиками обычных ARLB, и проблема низкой ионной проводимости искусственного SEI все еще требует решения.Более того, для создания искусственного SEI на поверхности металлического лития обычно требуется дополнительный слой для предотвращения прямого контакта между металлическим литием и проводящим разделительным слоем (LISICON, A-LLTO, LATP и т. Д.), Поскольку последний в противном случае был бы восстановлены металлическим литием из-за их химической нестабильности. Дополнительный слой обычно представляет собой гелевый полимерный электролит, состоящий из такого тонкого полимерного слоя (PVDF / PMMA / PVDF и PEO и т. Д.), Насыщенного органическими электролитами (1 M LiClO ₄ в EC / DMC).

Система перезаряжаемых Ni – Li батарей была изготовлена ​​с использованием 1 M LiClO ₄ в этиленкарбонате / диметилкарбонате (EC / DMC) в качестве органических электролитов для металлического литиевого отрицательного электрода и 1 M LiOH + 1 M KOH в качестве водных электролитов. для положительного электрода Ni (OH) ₂ [35]. Органический и водный электролиты были разделены тонкой пленкой LISICON. Батарея имела напряжение плато 3,47 В и удельную емкость 268 мАч g ^-1 , что приводило к очень высокой плотности энергии 935 Втч кг ^-1 на основе объединенной массы активных материалов.В этой батарее использовались положительный электрод NiO / CNT конверсионного типа и отрицательный металлический литиевый электрод с гибридным водно-органическим электролитом, разделенные литий-ионной проводящей пленкой LATP (Li _{1+ x + y} Al _x Ti _{2- x} Si _y P _{3- y} O ₁₂ ) [36]. У него было стабильное плато разряда при 3,38 В, но необходимы дальнейшие разработки, чтобы повысить его устойчивость к циклическим нагрузкам.

Использование отрицательных материалов с высокой удельной емкостью или низким окислительно-восстановительным потенциалом

Водная аккумуляторная гибридная батарея (ARHB), использующая положительный электрод LiMn ₂ O ₄ положительный электрод и металлический отрицательный электрод из цинка, была впервые предложена в 2012 году и работает примерно 2 В с приемлемой плотностью энергии (50–80 Вт · ч, кг ⁻¹ ) и хорошими характеристиками при циклировании (сохранение емкости 95% после 4000 циклов) [37]. Однако его электрохимические свойства, такие как кулоновский КПД, нуждаются в дальнейшем улучшении.К настоящему времени предприняты следующие меры: (1) модификация поверхности и защита материалов положительных электродов; (2) улучшение электролитов; и (3) обработка цинкового отрицательного электрода.

Из-за низкой проводимости LiMn ₂ O ₄ и структурных изменений, вызванных искажением Яна – Теллера, гибридная батарея Zn / LiMn ₂ O ₄ имеет низкие энергетические характеристики и подвергается серьезной деградации емкости. Поскольку углерод обычно может использоваться для изготовления композитов, было обнаружено, что использование графеновых пленок в качестве искусственных SEI на поверхности LiMn ₂ O ₄ эффективно подавляет структурные искажения LiMn ₂ O ₄ . и значительно увеличивает ионную проводимость LiMn ₂ O ₄ , тем самым улучшая цикличность и быстродействие гибридной батареи [38, 39].

Из-за ограничения окна электрохимической стабильности, образования дендритов цинка и коррозии отрицательного цинкового электрода модификация электролита является еще одним эффективным способом улучшения электрохимических характеристик водного раствора Zn / LiMn ₂ O ₄ гибридных аккумулятора. Многие добавки, включая тиомочевину (TU) [40], SiO ₂ [41], циклодекстрин (CD) [42] и коллоидальный диоксид кремния (FS) [43], были введены в электролит для улучшения электрохимических характеристик гибридных батареи.Хотя есть некоторые улучшения, эффекты все еще неудовлетворительны, и требуется дальнейшее улучшение.

Недавно Ван и его коллеги сообщили об электролите WiS, состоящем из 1 мкм Zn (TFSI) ₂ + 20 мкм LiTFSI, в котором цинковый отрицательный электрод является очень обратимым. Гибридная батарея Zn / LiMn ₂ O ₄ достигла наивысшей плотности энергии, когда массовое отношение Zn / LiMn ₂ O ₄ было уменьшено до 0,25: 1. Кроме того, кривые заряда / разряда для разных циклов гибридной батареи сильно совпадают, что показывает ее хорошую электрохимическую обратимость.При температуре 4 ° C сохранение емкости после 4000 циклов составило 85%, при этом CE достигает 99,9%, что лучше, чем все ранее описанные работы с Zn-Li-батареями [44]. Однако высокая стоимость использования больших количеств органической соли может препятствовать применению смешанных ионно-цинковых аккумуляторов в крупномасштабных системах хранения энергии.

Сообщалось о новом электролите «глубокой эвтектики воды (WiDES)», который может ингибировать реакцию отрицательного цинкового электрода, уменьшать коррозию и пассивацию цинкового отрицательного электрода, увеличивать коэффициент использования цинка, и улучшить жизненный цикл [45].Следовательно, гибридная батарея Zn / LiMn ₂ O ₄ , в которой используется этот электролит WiDES, демонстрирует отличные характеристики при циклической работе.

В дополнение к LiMn ₂ O ₄ , другие коммерческие материалы положительных электродов для литий-ионных батарей, такие как LiFePO ₄ , LiNi _1/3 Co _1/3 Mn _1/3 O ₂ , Li ₃ V ₂ (PO ₄ ) ₃ (LVP) и LiMn _0,8 Fe _{0,2 ​​} PO ₄ , также были изучены в качестве материалов потенциальных положительных электродов для водных аккумуляторов. Zn – Li гибридные батареи.Поскольку в нескольких статьях рассматривалась соответствующая работа в этой области, мы не будем здесь вдаваться в подробности. Эти работы сведены в Таблицу 1 и Рис. 7а.

Плотность энергии и средняя разрядная емкость различных a ARLB, b ASIB, AKIBS и ANIB с высоким напряжением и плотностью энергии

Водные Na-ионные батареи

Развитие водных натрий-ионных батарей (ASIB) в основном связано с тем, что ресурсы натрия в земной коре намного больше, чем ресурсы лития.Кроме того, существует множество материалов для положительных и отрицательных электродов для ASIB, которые показывают очень хорошие электрохимические характеристики [49,50,51,52]. О ходе исследований электродных материалов существует много обзоров, причем они также являются исчерпывающими [3, 6, 9]. Однако систематических исследований по созданию ASIB с высокой плотностью энергии нет. В таблице 2 и на рис. 7b представлены подробные сведения о характеристиках ASIB, о которых сообщалось на сегодняшний день.

Как упоминалось выше, есть два способа улучшить энергетическую плотность химического состава водных аккумуляторов.Один заключается в расширении окна напряжения, а другой — в выборе подходящих материалов для отрицательного и положительного электродов с большой разностью потенциалов и высокой удельной емкостью.

Сверхконцентрированные электролиты

Разработка соответствующих натриевых электролитов WiS остается серьезной проблемой для разработки натрий-ионных батарей в водных растворах, поскольку существующие натриевые электролиты еще не отвечают требованиям высокой растворимости солей, содержащих химические источники (фтор). -содержащие соли), высокая химическая и электрохимическая стабильность в воде.Подобно ARLB, электролиты WiS также можно наносить на ASIB для расширения электрохимического окна. Установлено, что сила между Na ⁺ и TFSI ^— намного сильнее, чем сила между Li ⁺ и TFSI ^— , поэтому, хотя водный раствор соли NaTFSI может достигать только 9,26 м, он может образовывать SEI проводимости Na ⁺ , а окно электрохимической стабильности может достигать 2,5 В [53]. На основе этого электролита NaTi ₂ (PO ₄ ) ₃ // Na _0.66 [Mn _0,66 Ti _0,34 ] O _{2 Была собрана полная батарея} со стабильной производительностью при циклической работе и удельной энергией 31 Втч кг ^-1 . При комнатной температуре концентрации растворов трифторида натрия (NaOTf) и бис (трифторметансульфонил) имида (NaTFSI) низкие (9–10 м), и нельзя полностью использовать преимущество суперконцентрированных электролитов. Следовательно, для дальнейшего развития высоковольтных ASIB необходимы соответствующие натриевые соли для производства высококонцентрированных электролитов WiS.Установлено, что NaFSI обладает высокой растворимостью (до 37 моль) в водном растворе и стабильным электрохимическим окном 2,6 В при концентрации до 35 моль. Дальнейшие исследования показывают, что катоды NaTi ₂ (PO ₄ ) ₃ и катоды Na ₃ (VOPO ₄ ) ₂ F могут использоваться в ASIB с напряжением более 2 В [54] . Смешанные катионные смеси динатрия можно использовать для приготовления электролитов с более высокими концентрациями, например, 9 м NaOTf + 8 м KOTf и 22 м KOTf + 4 м NaOTf.Однако присутствие нескольких катионов может привести к встраиванию смешанных катионов в материал электрода, влияя на характеристики элемента. Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали новый класс электролитов WiS с поддержкой взаимодействия, содержащих соли трифторида тетраэтиламмония (TEAOTf), которые из-за большого ионного радиуса TEA ⁺ трудно внедрить в большинство электродных материалов [включая прусские Синий аналог (PBA)], что позволяет избежать совместной интеркаляции мультикатионов в циклическом процессе [55].Этот активированный взаимодействием электролит WiS имеет концентрацию до 31 м (9 м NaOTf – 22 м TEAOTf) и окно электрохимической стабилизации до 3,3 В (рис. 8a). A Na _1,88 Mn [Fe (CN) ₆ ] _0,97 · 1,35H ₂ O // IC-WiS на основе Na // NaTiOPO ₄ полная батарея с высоким напряжением отсечки (2,5 В) и была установлена ​​высокая плотность энергии 71 Втч кг ^-1 , которая показала выдающуюся стабильность при циклическом изменении как на низких, так и на высоких скоростях (рис. 8b – e).

a Окно электрохимической стабильности 9 моль кг ^-1 электролитов NaOTf и электролитов Na IC-WiS (9 м NaOTf + 22 м TEAOTf) при скорости сканирования 10 мВ с ^-1 , в которой Ti и Al используются как положительный и отрицательный коллекторы соответственно. b Кривые заряда-разряда первого цикла для положительных электродов NaMnHCF (1 C) и отрицательных электродов NaTiOPO ₄ (0,2 C) в электролитах 9 m NaOTf и 9 m NaOTf + 22 mTEAOTf, соответственно. c CV-кривые отрицательных электродов NaTiOPO ₄ и положительных электродов NaMnHCF при 1 мВ с ^-1 в 22 м TEAOTf и 9 м NaOTf + 22 м TEAOTf, соответственно. d Зарядно-разрядные кривые NaMnHCF // NaTiOPO ₄ аккумуляторов в первом, четвертом и десятом циклах. e Циклические характеристики батареи NaMnHCF // NaTiOPO ₄ при 1 ° C [55]. Воспроизведено с разрешения Ref. [55]. Copyright 2019, Wiley – VCH

Теоретические расчеты показали, что нанесение пленки Al ₂ O ₃ на Al или пленки TiO ₂ на Ti может увеличить энергетический барьер расщепления воды (рис.9а) [56]. При толщине около 3 нм и 5 нм соответственно для пленок Al ₂ O ₃ и TiO ₂ окно электрохимической стабильности расширяется до 3,5 В, когда металлы, покрытые этими оксидными пленками, используются в качестве коллекторы и 15 м водный раствор NaClO ₄ используется в качестве электролита (рис. 13б). Кроме того, в концентрированных электролитах (15 м NaClO ₄ ) на поверхностях TiS ₂ образуется плотная межфазная фаза электрод – электролит.Таким образом, TiS ₂ , который имеет низкий реакционный потенциал, был впервые продемонстрирован в качестве материала отрицательного электрода в водной батарее (рис. 9c). Полученный в результате ASIB с использованием TiS ₂ в качестве отрицательного электрода и MFCN (гексацианоферрата марганца натрия) в качестве положительного электрода обеспечивает плотность энергии 100 Втч кг ^-1 с напряжением холостого хода (OCV) до 2,6 В и было работал с почти 100% кулоновской эффективностью до 1000 циклов (рис. 9d).

a Окно электрохимической стабильности 15 м водного раствора NaClO ₄ водный раствор, когда используются Pt, Ti, Al с покрытием из Al ₂ O ₃ с разной толщиной и Ti с покрытием TiO ₂ с разной толщиной как токоприемники. b Энергия адсорбции O * и HO * на поверхности Ti или TiO ₂ и H ₂ O * и H * на поверхности Al или Al ₂ O ₃ соответственно. c CV-кривая отрицательных электродов из TiS ₂ при использовании алюминиевой фольги с регулируемым временем термообработки в качестве токоприемников. d Циклические характеристики батарей TiS ₂ / MFCN при 5 ° C [56]. Воспроизведено с разрешения Ref. [56]. Copyright 2019, Elsevier BV

Гибридные батареи Zn – Na

Поскольку натриевые соли дешевле, чем соли лития, гибридные ионные батареи Zn – Na на водной основе представляют собой очень многообещающую перспективу для замены гибридных батарей Zn – Li на водной основе и стали привлекательными. устойчивое устройство хранения энергии. Первый водный гибридный ионный аккумулятор Zn – Na был зарегистрирован нашей группой и состоял из стержнеобразного Na _0.95 MnO ₂ материал положительного электрода и металлический отрицательный электрод из цинка, которые показали среднее напряжение разряда 1,4 В и плотность энергии до 78 Втч кг ^-1 (рис. 10a, b) [57].

a CV-кривые Zn и Na _0,95 MnO ₂ в 0,5 M Zn (CH ₃ COO) ₂ + 0,5 M CH ₃ Водный раствор COONa (0,5 мВ с ⁻¹ ). b Цикличность Zn // Na _0.95 MnO ₂ ASIB при скорости 4 ° C [56]. Воспроизведено с разрешения Ref. [57]. Авторское право 2014 г., Королевское химическое общество. c CV-кривая Na ₂ MnFe (CN) ₆ положительных электродов в электролитах с добавлением SDS (5 мВ с ^-1 ). d Кривые заряда / разряда Na ₂ MnFe (CN) ₆ положительных электродов в электролитах с добавлением SDS (0,5 C) [59]. Воспроизведено с разрешения Ref. [59]. Copyright 2017, Королевское химическое общество

Na ⁺ -ионный суперионный проводник (NASICON) -структурированный Na ₃ V ₂ (PO ₄ ) ₃ (NVP) с высокой теоретической емкостью 118 мАч g ^-1 стал новым потенциальным кандидатом в качестве положительного электрода для водных Na-Zn-гибридных батарей.Гибридная батарея Zn-NVP может обеспечить плотность энергии 67 Втч кг ^-1 . Однако емкость Na ₃ V ₂ (PO ₄ ) ₃ в гибридных водных перезаряжаемых батареях Zn – Na остается серьезной проблемой. Помимо материалов положительного электрода NVP / C, другие полианионные соединения [такие как покрытый углеродом Na ₃ V ₂ (PO ₄ ) ₂ F ₃ ] рассматривались как положительные электроды для дальнейшего улучшения напряжение водных гибридных аккумуляторов Na – Zn [58].Гибридный Zn – Na ₃ V ₂ O _{2 x} (PO ₄ ) ₂ F _{3–2 x батарея} обладает высоким выходным напряжением 1,7 В и высокой энергией плотность 84 Втч кг ⁻¹ .

берлинская лазурь и ее аналоги являются наиболее привлекательными материалами для гибридных батарей на водной основе из-за их большого канала и открытой каркасной структуры, которая способствует быстрой диффузии ионов. Рабочее напряжение гибридных аккумуляторов Na-Zn на водной основе высокое, и на срок службы аккумулятора в значительной степени влияет побочная реакция выделения водорода или выделения кислорода.Было обнаружено, что окно электрохимической стабильности электролита может быть увеличено с 1,8 до 2,55 В путем добавления поверхностно-активных веществ в смешанный электролит (рис. 10а, б) [59]. С помощью моделирования теории функционала плотности было обнаружено, что энергетический барьер молекул воды, проходящих через адсорбционный слой SDS, выше, чем барьер ионов натрия, проходящих через адсорбционный слой SDS. Ионы натрия легче проходят через гидрофобный слой, чем молекулы воды, тем самым подавляя разложение воды, тем самым улучшая окно электрохимической стабильности электролита.На основе этого электролита была успешно собрана перезаряжаемая смешанная цинково-ионная батарея на водной основе с нанокубами Na ₂ MnFe (CN) ₆ в качестве катодов и листами цинка в качестве отрицательных электродов. Аккумулятор имеет рабочее напряжение до 2 В и высокую плотность энергии 170 Втч кг ^-1 (рис. 10c, d). Стратегия проектирования улучшения окна электрохимической стабильности электролитов за счет добавления добавок обеспечивает эффективность, близкую к эффективности электролитов WiS, и низкую стоимость.Он обеспечивает новое понимание для дальнейшего развития недорогих и высоковольтных аккумуляторных батарей на водной основе.

Водные K-ионные батареи (AKIB)

Высокий потенциал ионизации и большой ионный радиус (0,138 нм) K являются основными причинами ограниченного развития высокоэффективных электродных материалов AKIB. На сегодняшний день наиболее перспективными материалами положительных электродов для AKIB являются аналоги берлинской голубой (PBA).

Среди различных материалов положительных электродов PBA имеет широкие перспективы применения благодаря своей стабильности в воде, простоте приготовления и отличным электрохимическим характеристикам.Сообщается о разнообразных положительных электродах из ПБА в AKIB, но лишь немногие материалы обладают полностью удовлетворительными свойствами. Из-за отсутствия материалов-кандидатов с подходящими окислительно-восстановительными потенциалами, несколько многообещающих материалов были описаны в качестве материала отрицательного электрода AKIB. Ранее сообщалось, что электролит WiS на основе ацетата калия имеет широкий диапазон электрохимической стабильности, но pH электролита является слабощелочным (pH = 9), что не подходит для материалов положительных электродов.Поэтому очень важно изучить новый тип электродов с лучшей совместимостью с электролитом WiS на основе K ⁺ . В целом, из-за ограничений электродов и электролитов сообщений о разнообразии AKIB немного. Недавно был изготовлен полный AKIB, и он состоял из Fe-замещенного Mn-богатого PBA {K _x Fe _y Mn _{1- y} [Fe (CN) ₆ ] _w · z H ₂ O} положительный электрод, отрицательный электрод из органического 3,4,9,10-перилентетракарбоновой диимида (PTCDI) и 22 м KCF ₃ SO ₃ WiS электролит [60].22-метровый электролит KCF ₃ SO ₃ WiS имеет широкий диапазон напряжений 3 В, который не только препятствует растворению как положительных, так и отрицательных электродов во время цикла, обеспечивая хорошую циклическую стабильность всей батареи, но также позволяет полная батарея должна работать при напряжении выше 2 В при низком токе 0,1 C (рис. 11a). Кроме того, как положительный, так и отрицательный электроды обладают высокой емкостью, высокими скоростными характеристиками и хорошей стабильностью при переключении. Таким образом, полная батарея обеспечивает высокую плотность энергии 80 Вт · ч кг ⁻¹ и отличную стабильность при циклических нагрузках с сохранением емкости 73% за 2000 циклов при 4 ° C (рис.11б). Несмотря на то, что эта аккумуляторная система имеет много преимуществ, есть еще много областей, требующих дальнейшего улучшения для содействия ее практическому применению. Прежде всего, для электродных материалов, хотя Fe является лучшим выбором для замены положительного электрода PBA, богатого Mn, материалы отрицательного электрода должны быть оптимизированы с высокой емкостью и низким окислительно-восстановительным потенциалом для дальнейшего увеличения плотности энергии AKIB. Кроме того, чтобы снизить стоимость всей батареи и в то же время для обеспечения ее превосходных мощных характеристик и высокого рабочего напряжения, следует изучить менее дорогие соли с высокой растворимостью, такие как снижение концентрации электролита путем изменения интерфейса и использования смешанные вода / неводные растворители.