Как проверить плотность электролита аккумулятора?

При эксплуатации автомобиля его владелец неизменно сталкивается с необходимостью обслуживания и замены аккумулятора. На такую батарею приходится повышенная нагрузка, поэтому со временем аккумулятор начинает хуже держать заряд, требуя соответствующей замены. На эффективность работы такого автомобильного аккумулятора напрямую оказывает влияние показатель плотности электролита. Необходимо на регулярной основе проверять показатели плотности у электролита, что и позволит гарантировать беспроблемный пуск двигателя, а сам аккумулятор прослужит максимально долго, не доставляя каких-либо хлопот. В этой статье мы расскажем вам как проверить плотность аккумулятора.

Устройство аккумулятора

Перед тем как рассказывать непосредственно о том, как проверить плотность электролита в аккумуляторе, поговорим об устройстве стандартных автомобильных батарей. Такая АКБ состоит из:

Корпуса, состоящего из шести банок.

Плюсовых и минусовых свинцовых пластин, расположенных внутри каждой банки.

Плюсовой и минусовой шины, которые соединяют каждый герметичный отсек.

Последовательного соединения, что позволяет получать на выходе необходимую мощность заряда.

Своей способностью отдавать и накапливать электрический заряд аккумулятор обязан именно электрохимическим показателям электролита. Такой электролит залит в каждую из герметичных банок и имеет определенные показатели плотности. В процессе эксплуатации машины показатель плотности может изменяться, поэтому автовладельцу необходимо знать, как проверить плотность аккумулятора в домашних условиях и при необходимости увеличить или уменьшить этот показатель.

Как правильно обслуживать аккумулятор

Беспроблемность эксплуатации такой АКБ автомобиля зависит от своевременности и правильности обслуживания батареи. Такие работы включают:

Визуальный осмотр.

Анализ уровня электролита.

Проверка плотности батареи.

Измерение уровня напряжения.

Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой.

Такую проверку аккумулятора необходимо выполнять дважды в год — весной и осенью. Это и позволит обеспечить качественную работу батареи как летом, так и в мороз зимой. Обслуживание и правильный уход за аккумулятором не представляет особой сложности. Если плотность электролита выше нормы, необходимо доливать дистиллированную воду. Если же отмечается низкая плотность, то следует просто зарядить аккумулятор.

Принцип работы аккумулятора

Батарея в автомобиле работает циклично, то есть сначала аккумулятор накапливает заряд, после чего отдаёт его, когда требуется завести двигатель. Во время таких циклов внутри АКБ происходит химическая реакция, когда из серной кислоты выпадают различные соли, которые оседают на пластинах из свинца, а в банках из электролита выделяется вода. Со временем концентрация и плотность электролита изменяется, что приводит к неправильной работе АКБ. Периодический замер плотности, позволит избежать разряжения батареи, которая будет служить максимально надолго. Поговорим поподробнее о том, как проверить плотность аккумулятора ареометром.

Внимание. Если показатель плотности оказался ниже нормы, то доливать в аккумулятор электролит не следует. Необходимо провести подзарядку батареи, что и позволит обеспечить необходимый показатель плотности.

Как и зачем измеряют плотность электролита?

Многие автовладельцы попросту не знает для чего следует измерять плотность электролита в аккумуляторе. Как известно, электролит состоит на 35% из серной кислоты и на 65% из дистиллята. Такое соотношение позволяет с легкостью накапливать заряд, при этом не причиняется какой-либо вред свинцовым пластинам. В процессе эксплуатации показатели плотности электролита могут изменяться, что объясняется испарением дистиллированной воды и химическими реакциями при работе АКБ. В результате повышается содержание серной кислоты, что в свою очередь ухудшает заряд и может нанести вред свинцовым пластинам, вплоть до полного прихода в негодность аккумулятора.

Что плохого в высокой и низкой плотности?

Низкая плотность приводит к разряду батареи, что не позволяет использовать автомобиль. Высокая плотность, то есть повышенное содержание серной кислоты, разъедает пластины, которые быстро приходят в негодность.

Проверяем уровень электролита

Перед тем как проверить плотность аккумулятора без ареометра необходимо установить его уровень. В том случае, если сам аккумулятор выполнен из полупрозрачного пластика, то проверка уровня электролита не представляет сложности. Если же аккумулятор выполнен из непрозрачного темного пластика, то для проверки уровня электролита потребуется специальная стеклянная трубка, имеющая диаметр около 5 миллиметров. Такая трубка опускается в банку до упора, после чего ее верхнее отверстие закрывают пальцем. Трубку аккуратно достают из аккумулятора. В ней останется электролит, который сливают в колбу и проверяют уровень. Считается, что норма жидкости в колбе составит 10-15 миллиметров. В том случае, если уровень больше или меньше необходимо его выровнять, после чего измерять плотность электролита.

Как выполнять замер плотности электролита

Если вы задаетесь вопросом, как правильно проверить плотность аккумулятора, то можем сказать, что такая работа не представляет особой сложности. Помните лишь о том, что банки внутри батареи не соединяются между собой, поэтому следует проверять плотность в каждой из емкостей. Переворачивать аккумулятор и смешивать между собой электролит для выравнивания плотности запрещается. Крышка и пробки аккумулятора должны быть чистыми и не иметь каких-либо загрязнений. Проверку плотности выполняют исключительно на заряженной батарее, в противном случае показатели такого измерения будут некорректными.

Перед тем как проверить плотность необслуживаемого аккумулятора его необходимо снять с машины и выдержать в течение нескольких часов при комнатной температуре. Оптимальным диапазоном температуры при измерении плотности является показатель 20-30 градусов.

Для измерения плотности потребуется использовать ареометр, который еще называют денсиметром. В продаже можно найти разнообразные ареометры, которые имеют схожую конструкцию, но при этом отличаются своей стоимостью. При выборе такого устройства для измерения его необходимо проверить на калибровочной жидкости, что позволит быть полностью уверенным в точности таких измерений.

Большинство ареометров имеют одинаковую конструкцию и обеспечивают необходимую точность показателей. И всё же приобретать самые дешевые китайские образцы не следует, так как их качество и точность измерений будет соответствовать стоимости.

Измерение плотности электролита при использовании ареометра не представляет сложности. Необходимо выполнить следующие:

Наконечник ареометра протирается.

Его опускают в колбу для измерения.

Грушей набирают электролит и заполняют им колбу.

Ожидают несколько минут, после чего проверяют показания.

Сливают электролит обратно.

Аналогичная работа проводится с каждой из банок в аккумуляторе.

Оптимальные показатели плотности электролита

При эксплуатации аккумулятора и замере плотности электролита следует помнить о том, что показатели могут колебаться в зависимости от климата в регионе.

Для юга России оптимальный показатель плотности составляет 1,25.

Для средней полосы — 1,27.

Для севера — 1,29.

При изготовлении аккумуляторов в батарею заливают стандартный электролит, который замерзает при температурах ниже 60 градусов и имеет плотность порядка 1,26-1,27 грамм на сантиметр кубический.

Если проведённый замер показал повышенную плотность электролита, в аккумулятор необходимо долить дистиллированную воду. Приобрести такой дистиллят можно на автомобильных заправках или в специализированных магазинах. Использовать обычную воду из-под крана запрещается. Доливают дистиллят на глаз, после чего вновь проверяют плотность электролита.

Важно. Свинцовые пластины аккумулятора должны быть погружены в жидкость полностью. Исходя из этого и следует доливать дистиллят или же проводить дополнительную зарядку аккумулятора.

Изменение плотности электролита внутри аккумулятора происходит по естественным причинам. Однако если вы замечаете, что батарея быстро теряет заряд, а показатели плотности изменяются буквально спустя неделю после их выравнивания и доливки дистиллята, это свидетельствует о серьезных проблемах с аккумулятором, который в скором времени потребует замены.

Как измерить плотность в необслуживаемых аккумуляторах?

Если проверка плотности и уровня электролита в обслуживаемых батареях не вызывает сложности, то как проверить плотность электролита в необслуживаемом аккумуляторе. Такие батареи имеют в верхней крышке небольшой глазок, который можно выкрутить и через появившееся отверстие проверить плотность аккумулятора автомобиля. Помните лишь о том, что в необслуживаемых аккумуляторах можно будет провести замер плотности электролита в одной банке, поэтому вы получите усредненный показатель. Выполнить точные замеры по каждой из банок у вас не получится.

В этой статье мы рассказали вам как правильно проверить плотность электролита в аккумуляторе. Такое обслуживание батареи автомобиля должно выполняться на регулярной основе. Поддерживая оптимальные показатели плотности и уровень электролита, вы сможете обеспечить качественный запуск двигателя автомобиля при любых температурах, а сам аккумулятор прослужит вам максимально долго. Если у вас появились какие-либо сложности с выполнением данной работы, то в сети интернет вы можете найти многочисленные тематические видео, где наглядно показывается как проверить плотность электролита в аккумуляторе ареометром.

Проверка НРЦ и плотности электролита

Главная / Информация покупателю / Ремонт, заряд, контроль и хранение АКБ / Проверка НРЦ и плотности электролита

 

Для того, чтобы замедлить старение АКБ, необходимо выполнять несколько основных требований по контролю за состоянием батареи и электрооборудования автомобиля. Проверка напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) проводится через 6 – 8 часов после выключения двигателя (или зарядного тока при заряде от внешнего зарядного устройства). Напряжение на клеммах батареи измеряется с помощью вольтметра. Значение НРЦ в зависимости от степени заряженности батареи приведено в табл. 1. Степень заряженности также однозначно связана и с плотностью электролита АКБ

 

 

табл. 1 Зависимость напряжения разомкнутой цепи [ НРЦ ] АКБ при различных температурах электролита

Степень заряженности %	Равновесное напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) В, при различных температурах
	+20…+25 С	+5…-5 С	-10…-15 С
100	12,70 – 12,90	12,80 – 13,00	12,90 – 13,10
75	12,55 – 12,65	12,55 – 12,75	12,65 – 12,85
Опасная зона
50	12,20 – 12,30	12,30 – 12,40	12,40 – 12,50
25	11,95 – 12,10	12,10 – 12,20	12,20 – 12,30
0	11,60 – 11,80	11,70 – 11,90	11,80 – 12,00

 

 

При безотказной эксплуатации необслуживаемой батареи, которая не имеет пробок, достаточно один раз в 3 – 4 месяца проверять ее НРЦ с целью определения состояния заряженности в соответствии с табл. 1. Если же возникают трудности с пуском двигателя, необходимо проверить исправность электрооборудования.

У полностью заряженной батареи плотность электролита составляет 1,28+0,01 г/см³. Линейно снижаясь, по мере разряда АКБ, она составляет 1,20+0,01 г/см³ у батарей, степень заряженности которых снизилась до 50 %. У полностью разряженной батареи плотность электролита составляет 1,10±0,01 г/см³.

Если значение плотности во всех аккумуляторах («банках») одинаково (с разбросом ±0,01 г/см³), это говорит об отсутствии внутренних замыканий. При наличии внутреннего короткого замыкания плотность электролита в дефектном аккумуляторе будет значительно ниже, чем в остальных ячейках.

Для измерения плотности применяют ареометры со сменными денсиметрами для измерения плотности различных жидкостей, например, антифриза с плотностью от 1,0 до 1,1 г/см³ или электролита с плотностью от 1,1 до 1,3 г/см³.

Одновременно необходимо замерить температуру электролита.

Результат измерения плотности приводят к +25 С. Для этого к показаниям денсиметра надо прибавить или отнять поправку, полученную с помощью табл. 2 (в соответствии со знаком указанного значения поправки).

Если при измерении окажется, что НРЦ ниже 12,6 В, а плотность электролита ниже 1,24 г/см³, батарею необходимо подзарядить и проверить зарядное напряжение на ее клеммах при работающем двигателе.

 

 

табл. 2 Температурные поправки к показаниям денсиметра при приведении плотности электролита к +25 С

 

Температура электролита, С	Поправка, г/см3	Температура электролита, С	Поправка, г/см3
-65..-50	-0,06	-4…+10	-0,02
-49…-35	-0,05	+11…+24	-0,01
-34…-20	-0,04	+26…+40	+0,01
-19…-5	-0,03	+41…+55	+0,02

 

Литий-ионные аккумуляторы бьют рекорд плотности энергии – Physics World

Технологические достижения: плотность энергии литий-ионных аккумуляторов увеличилась с 80 Втч/кг до примерно 300 Втч/кг с начала 1990-х годов. (Любезно предоставлено: B Wang)

Исследователям удалось создать перезаряжаемые литиевые батареи мешочного типа с рекордной плотностью энергии более 700 Втч/кг. Новая конструкция включает высокоемкий катод на основе марганца с высоким содержанием лития и тонкий металлический литий-анод с высокой удельной энергией. При дальнейшем развитии устройство может найти применение в таких приложениях, как электрическая авиация, для которой требуются батареи с гораздо большей плотностью энергии, чем те, которые доступны сегодня.

Литий-ионные аккумуляторы — ключевая технология, помогающая достичь целей климатической нейтральности. Они все чаще используются для питания электромобилей и в качестве основных компонентов бытовых устройств, хранящих энергию, вырабатываемую из возобновляемых источников. Эта технология также значительно продвинулась вперед: с тех пор, как Sony впервые выпустила ее на рынок в 1991 году, плотность энергии литий-ионных аккумуляторов увеличилась с 80 Втч/кг до примерно 300 Втч/кг.

Однако для достижения действительно безуглеродной экономики потребуются аккумуляторы с более высокими характеристиками, чем те, которые могут обеспечить современные литий-ионные технологии. В электромобилях, например, ключевым соображением является то, что батареи должны быть как можно меньше и легче. Для достижения этой цели требуется плотность энергии выше 400 Втч/кг. Проблема в том, что современные литий-ионные аккумуляторы в основном содержат катоды интеркаляционного типа (например, LiFePO 9).0007 4 , LiCoO ₂  или LiNi _x Mn _y Co _z O ₂ , x + y + z =1) и аноды на основе графита, и плотность энергии этих электродов приближается к своему верхнему пределу.

Высокое напряжение заряда-разряда

В своей новой работе исследователи под руководством Сицянь Юй и Хун Ли из Института физики Китайской академии наук в Пекине изготовили практичные перезаряжаемые литиевые батареи пакетного типа с использованием сверхтолстого высокопрочного материала. -разрядная емкость Li _1,2 Ni _0,13 Co _0,13 Mn _0,54 O ₂ катод с удельной емкостью более 10 мАч/см ² и металлический литий анод. Высокое напряжение заряда-разряда богатых литием оксидов на основе марганца обеспечивает более высокую емкость хранения ионов лития.

«В анодном электроде используется ультратонкий металлический литий, нанесенный с помощью технологии разделительного покрытия, которая решает раздражающую проблему обратимого осаждения ультратонкого лития с большой поверхностной емкостью», — объясняет первый автор Цюань Ли.

Устройства могут похвастаться гравиметрической плотностью энергии 711,3 Втч/кг и объемной плотностью энергии 1653,65 Втч/л, что является самым высоким показателем среди перезаряжаемых литиевых батарей на основе катода интеркаляционного типа, сообщил Ли Physics World .

«Что касается производства аккумуляторов, то конструкция нашей аккумуляторной батареи (включая использование сверхтонких токосъемников) была разработана таким образом, чтобы свести к минимуму использование вспомогательных материалов при одновременном увеличении доли активных материалов во всей аккумуляторной батарее», — добавляет он. «Этот синергетический подход позволил добиться сверхвысокой плотности энергии батарей».

Электромобили дальнего действия и электрическая авиация могут принести пользу

Новые устройства могут принести пользу электромобилям дальнего действия и электрической авиации, которые предъявляют все более высокие требования к плотности энергии батареи. По словам Ли, исследование также может помочь решить некоторые из неотъемлемых проблем, связанных с аккумуляторной технологией.

«Например, он дает представление о том, как сбалансировать безопасность и другие важные факторы в батареях с высокой плотностью энергии, что поможет в практической реализации батарей с высокой плотностью энергии в будущем. Исследования аккумуляторов с плотностью энергии, приближающейся к теоретическим пределам, также помогут улучшить наши знания в области ионики твердого тела и электрохимии твердого тела, что, возможно, позволит внедрять технологические инновации в новые материалы и аккумуляторные системы».

Подробнее

Литий-ионные аккумуляторы перезаряжаются на морозе

Исследователи, которые сообщают о своей работе в китайских письмах по физике , объясняют, что всегда существует компромисс между плотностью энергии, производительностью цикла, скоростью и безопасностью литий-ионных аккумуляторов. По их словам, безопасность является основным требованием, но повышенная плотность энергии увеличит риски при работе от батареи. «Плотность энергии необходимо постепенно повышать, обеспечивая при этом безопасность», — говорит Ли. «Наша цель — повысить безопасность аккумуляторов с помощью технологии твердотельных аккумуляторов, сделав аккумуляторы с высокой плотностью энергии более практичными».

Циклическая производительность аккумуляторов с высокой плотностью энергии также все еще отстает от показателей коммерческих аккумуляторов, добавляет он. «Этот параметр необходимо рассматривать комплексно, чтобы соответствовать требованиям конкретных областей.

Поэтому для практического применения аккумуляторов сверхвысокой плотности энергии потребуется значительное время. Решение проблем, препятствующих их практическому использованию, будет постоянным направлением наших будущих исследований».

Ученые приветствуют новый аккумулятор с 4-кратной плотностью энергии по сравнению с литий-ионным

• 3 апреля 2023 г.
• Чтение через 2 минуты
• Дэниел Бликли

Аргоннские батареи. Источник: Аргонн

Ученые и инженеры из американского центра технологических исследований в Аргонне говорят, что разработали новую батарею, плотность энергии которой, по их словам, в четыре раза выше, чем у литий-ионных батарей.

Исследователи из Иллинойского технологического института (IIT) и Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) говорят, что новая батарея может питать электромобиль на расстоянии более тысячи миль (1600 км), а также может когда-нибудь использоваться для питания отечественные самолеты и дальнемагистральные грузовики.

«Основным новым компонентом этой литий-воздушной батареи является твердый электролит вместо обычного жидкого электролита», — говорится в пресс-релизе Аргонна.

«Химия батареи   с твердым электролитом потенциально может повысить плотность энергии в четыре раза по сравнению с литий-ионными батареями, что означает увеличение дальности действия».

Литий-воздушная батарея. Источник: Argonne

Чем больше хранится электронов, тем выше плотность энергии

Argonne Distinguished Fellow Ларри Кертисс говорит, что литий-воздушная батарея имеет самую высокую прогнозируемую плотность энергии среди всех аккумуляторных технологий, рассматриваемых для следующего поколения батарей помимо литий-ионных.

«Более десяти лет ученые в Аргонне и других местах работали сверхурочно, чтобы разработать литиевую батарею, которая использует кислород из воздуха», — сказал Кертис.

Argonne говорит, что в прошлых литий-воздушных конструкциях литий в литий-металлическом аноде перемещался через жидкий электролит, чтобы соединиться с кислородом во время разряда, образуя пероксид лития (Li

2 O ₂ ) или супероксид (LiO _2). ) на катоде.

Затем во время зарядки перекись или супероксид лития снова расщепляется на литий и кислород. Эта химическая последовательность сохраняет и высвобождает энергию по требованию.

Argonne говорит, что новый твердый электролит состоит из керамического полимерного материала, изготовленного из относительно недорогих элементов в форме наночастиц. Это новое твердое вещество позволяет проводить химические реакции, в результате которых при разряде образуется оксид лития (Li ₂ O).

«Химическая реакция для супероксида или пероксида лития включает только один или два электрона, хранящихся на молекулу кислорода, тогда как для оксида лития участвуют четыре электрона», — сказал аргоннский химик Рашид Амин.

Argonne заявляет, что новая литий-воздушная конструкция — это первая литий-воздушная батарея, в которой достигнута четырехэлектронная реакция при комнатной температуре. Он также работает с кислородом, поступающим с воздухом из окружающей среды.