Какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой: оптимальные значения

Плотность электролита – главный параметр всех свинцово-кислотных электрических аккумуляторов, потому что он оказывает влияние на срок эксплуатации и ёмкость прибора.

Необходимо удерживать оптимальное значение показателя, чтобы гарантировать правильную работу АКБ. Оно зависит не только от климатических характеристик региона, в котором находится автомобиль, но и от времени года. К примеру, если плотность аккумулятора в зимний период составляет 1,25 г/см3, то это свидетельствует о критическом уровне, при котором транспортное средство не сможет завестись. Особенно речь идёт о районах, в которых температура может опускаться до -50 градусов. Однако при умеренном климате такое значение соответствует заявленным требованиям нормы. Следовательно, считается, что показатели в разные временные сезоны должны отличаться друг от друга.

Перед многими автовладельцами встаёт дилемма: разная или одинаковая должна быть плотность аккумулятора зимой и летом? Давайте разбираться.

Зима

Плотность электролита на зиму в аккумуляторе транспортного средства должна составлять около 1,27 г/см3. Но такое значение оптимально лишь для центральных районов России. В регионах, в которых температурный режим ниже -35 градусов, показатель изменяется в диапазоне от 1,28 г/см3 до 1,35 г/см3. Например, если автомобиль работает в условиях Крайнего Севера, то величина колеблется в пределах 1,31–1,35 г/см3. Возникает вопрос: почему плотность электролита в аккумуляторе зимой должна иметь такое значение? Существует две причины, дающих ответ на поставленный вопрос:

1. Жидкость с большой вероятностью превратится в лёд при минусовой температуре, так как в ней доля воды превышает допустимую норму.
2. Механизмы автомобиля замерзают в мороз и требуют увеличения электродвижущей силы, чтобы осуществить запуск двигателя. Даже лучшие модели автомобилей не смогут работать без дополнительной энергии. Уменьшение значения показателя вплоть до 1,1 г/см3 приведёт к замерзанию электрического аккумулятора.

Зимняя плотность аккумулятора находится на низком уровне. Следовательно, при разрядке она упадёт до критических значений. Чтобы решить эту проблему, желательно постоянно следить за состоянием АКБ. Чтобы проследить взаимосвязь между уровнем заряда и водным соотношением в составе электролита, можно рассмотреть различные сценарии при уменьшении АКБ на 25 % и 50 %:

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

Следовательно, плотность аккумулятора на зиму не должна опускаться ниже 1,27 г/см3. Однако нужно помнить, что электролит не может прогреться в результате ежедневных поездок от дома на работу, которые составляют менее получаса. Это в свою очередь влияет на АКБ, который получает необходимый уровень заряда только после осуществления разогрева. Значение показателя стремительно падает по причине того, что аккумуляторная батарея разряжается.

Таким образом, отвечая на вопрос, какая плотность аккумулятора должна быть зимой, можно привести таблицу оптимальных значений. Однако данные показатели характерны исключительно для полностью заряженной батареи. В случае если заряд находится на недостаточном уровне, то они будут больше.

Регион использования транспортного средства	Значение показателя плотности, г/см3
Южные регионы	1,25
Центральные регионы	1,27
Северные регионы	1,29
Регионы Крайнего Севера	1,31

Лето

В летний период аккумуляторная батарея имеет проблему, связанную с потерей большого количества жидкости. Плотность рекомендуется держать на 0,02 г/см3 ниже значения, которое требуется по стандартам. В первую очередь такое замечание относится к регионам, расположенным на юге России.

Летом температурный режим под капотом, в котором располагается аккумулятор, повышен. Это влечёт за собой следующие моменты:

1. Улетучивание жидкости из состава кислоты.
2. Активное прохождение процессов превращения электрической энергии в химическую, протекающих в аккумуляторных кислотных батареях.

Всё это обеспечивает сильную отдачу тока, осуществляющуюся даже при минимальных допустимых показателях плотности электролита. Например, значение 1,22 г/см3 характерно для местности с тёплым и влажным климатом. Если уровень электролита систематически опускается, то это приводит к увеличению значения. Такой взаимосвязанный процесс является причиной химического разрушения проводников электрического тока. Поэтому контроль количества воды в АКБ – важная задача, выполнение которой является залогом грамотного ухода за автомобилем. Решение заключается в добавлении дистиллированной жидкости при понижении уровня электролита. Если данное действие опустить, то могут возникнуть проблемы с перезарядом и сульфацией.

Рассеянность автолюбителей – главный фактор, который лежит в основе разрядки аккумулятора. Другими словами, если водитель не уследил за состоянием АКБ, то нужно предпринять определённые меры. Они заключаются в обеспечении батареи зарядом при помощи специального устройства. Однако перед этим необходимо обратить внимание на уровень жидкости, которая могла испариться в процессе функционирования. Если это произошло, требуется долить очищенную воду без содержания каких-либо примесей.

Следовательно, рассмотрев, какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой в зависимости от региона, нельзя не привести значения для летнего сезона.

Регион использования транспортного средства	Значение показателя плотности, г/см3
Южные регионы	1,25
Центральные регионы	1,27
Северные регионы	1,27
Регионы Крайнего Севера	1,27

Как правильно откорректировать плотность электролита?

Автовладельцы часто сталкиваются с необходимостью поднять плотность в аккумуляторной батарее, что объясняется двумя причинами. Во-первых, периодическим регулированием количества дистиллированной жидкости. Во-вторых, частой зарядкой устройства, так как уменьшение интервала осуществления данного действия – первый признак того, что желательно провести процедуру повышения величины. Выделяют два способа корректировки значения показателя:

• применение электролита, обладающего высокой концентрацией;
• использование дополнительных кислот.

Чтобы изменить в нужном направлении плотность в аккумуляторной батарее, следует приобрести следующие предметы:

• специализированный стакан с делениями, применяемыми для измерения объёма;
• цистерна для создания нового раствора;
• электролит или кислота корректирующего содержания;
• очищенная жидкость.

Алгоритм действий по изменению значения включает в себя 5 этапов:

1. Взять небольшое количество электролита с банки аккумуляторной батареи.
2. Добавить корректирующий раствор в количестве, которое соответствует взятому на предыдущем этапе. Такое действие осуществляется при условии, что поставлена задача поднять плотность. Если необходимо получить противоположный результат, то регулирующий раствор заменяют на дистиллированную жидкость.
3. Аккумулятор следует подзарядить с помощью специального устройства, так как номинальный ток даст возможность поступившей воде смешаться.
4. После отключения АКБ от батареи целесообразно выждать в районе 2 часов. Это позволит плотности во всех банках встать на один уровень, что сделает вероятность возникновения погрешности при контрольном тестировании минимальной.
5. Вторично осмотреть значение электролита. Если оно осталось на прежнем уровне, то повторно осуществить предыдущие этапы.

Плотность электролита изменяется в результате понижения в определённом отсеке аккумулятора. Причём предварительно полезно изучить номинальный объём, который в нём находится. Например, в классической стартерной батарее 6СТ-55 величина электролита равна 633 см3, а в 6СТ-45 – 500 см3. Если рассматривать его состав, то в него входят серная кислота и очищенная вода в процентном соотношении 40 на 60. Достичь необходимой плотности показателя можно, опираясь на представленные данные в следующей таблице:

Плотность аккумулятора, г/см3	Обязательная величина параметра, г/см3
	1,24			1,25			1,26
	Забор электро-лита	Долив раствора 1,40 г/см3	Добавление жидкости	Забор электро-лита	Долив раствора 1,40 г/см3	Добавление жидкости	Забор электро-лита	Долив раствора 1,40 г/см3	Добавление жидкости
1,24	—	—	—	60	62	—	120	125	—
1,25	44	—	25	—	—	—	65	70	—
1,26	85	—	88	39	—	40	—	—	—
1,27	122	—	126	78	—	80	40	—	43
1,28	156	—	162	117	—	120	80	—	86
1,29	190	—	200	158	—	162	123	—	127
1,30	—	—	—	—	—	—	—	—	—

Продолжение таблицы

Плотность аккумулятора, г/см3	Обязательная величина параметра, г/см3
	1,27			1,28			1,30
	Забор электро-лита	Долив раствора 1,40 г/см3	Добавление жидкости	Забор электро-лита	Долив раствора 1,40 г/см3	Добавление жидкости	Забор электро-лита	Долив раствора 1,40 г/см3	Добавление жидкости
1,24	173	175	—	252	256	—	—	—	—
1,25	118	120	—	215	220	—	—	—	—
1,26	85	66	—	177	180	—	290	294	—
1,27	—	—	—	122	126	—	246	250	—
1,28	40	—	43	63	65	—	8198	202	—
1,29	75	—	78	—	—	—	143	146	—
1,30	109	—	113	36	—	38	79	81	—

Отметим, что представленные данные соответствуют корректирующему электролиту с плотностью 1,40 г/см3. Если жидкость будет иметь другое значение, то возникает необходимость использовать следующую формулу расчёта для рассматриваемого показателя:

Представленные вычисления можно заменить методом золотого сечения, который гораздо проще применить на практике:

1. Откачать больший объём воды из банки аккумулятора.
2. Вылить полученную воду в специальный стакан с делениями, чтобы получить информацию о величине.
3. Заполнить половину освободившегося объёма банки необходимым количеством электролита.
4. Если значение ещё не соответствует требуемому, то долить ¼ от откаченной величины.
5. Продолжать добавлять раствор до достижения оптимального результата.

Кислотная среда небезопасна для человека при неграмотном обращении. Целесообразно соблюдать все меры предосторожности, чтобы раствор электролита не попал на кожу или в дыхательные пути. Осуществлять корректировку рассматриваемой величины рекомендуется в помещениях с хорошей вентиляцией.

Возникают ситуации, в которых значение показателя опускается ниже 1,18 г/см3. В таких случаях использование электролита должно сопровождаться применением кислоты. Причём алгоритм действий изменения плотности включает в себя аналогичные этапы с одной поправкой: шаг разбавления при таком значении должен быть небольшим. Это связано с тем фактом, что плотность электролита имеет очень большую концентрацию, и возникает вероятность пропустить нужную отметку.

В процессе приготовления раствора в жидкость нужно вливать кислоту, а не наоборот.

При определённых обстоятельствах не представляется возможным исправить плотность электролита. Поэтому есть только один выход: купить новый аккумулятор. Возникает вопрос: как определить такие случаи? Очень просто: электролит становится коричневого оттенка, что свидетельствует об осыпании активной массы, принимающей участие в реакции электрохимического плана. Следовательно, это приводит к постепенной поломке аккумуляторной батареи.

Чтобы такая ситуация не застала врасплох, необходимо знать, что хороший АКБ будет служить в течение 5 лет при следовании всем эксплуатационным правилам. Следовательно, если данный срок истёк, то нет смысла проводить манипуляции по ремонту батареи. Если вы хотите, чтобы ваш прибор прослужил положенный срок, то следуйте следующим указаниям:

• контролируйте плотность с помощью ареометра;
• обеспечивайте грамотное обслуживание;
• проверять уровень заряда.

Чем грозит завышенная или заниженная плотность электролита?

Оптимальный уровень плотности находится в пределах от 1,27 до 1,35 г/см3 в соответствии с сезоном и температурным режимом региона. Если значение рассматриваемого показателя выше нормы, то это свидетельствует о завышении, что отрицательно влияет на функционирование автомобиля. Данный процесс может привести к повреждениям аккумуляторной батареи. В ситуациях, при которых наблюдается противоположная картина, существует вероятность того, что автомобиль не заведётся. Главная причина в том, что АКБ замёрзнет при низких температурах.

Следовательно, необходимо контролировать значение, чтобы плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом соответствовала оптимальной. Это поможет избежать возникновения непредвиденных обстоятельств. Однако сделать подобное проблематично, так как плотность изменяется при разных уровнях заряда аккумулятора. Например, при её уменьшении происходит поглощение дистиллированной жидкости батареей, что приводит к увеличению концентрации показателя. В обратных ситуациях возникает процесс сульфатации, ведущий к снижению уровня плотности. В результате этой химической реакции пластины наглухо закрываются и теряют возможность правильно заряжаться. Главный исход – выход из строя АКБ.

Плотность аккумулятора зимой и летом, какой аккумулятор лучше для зимы

Правильное обслуживание автомобиля, позволяющее без особых проблем использовать его в любое время года, включает и заботу о его батарее. Кроме своевременной зарядки, необходимо также знать, какова плотность аккумулятора зимой и летом и как это влияет на эксплуатацию автомобиля.

Для машин используют свинцово-кислотные АКБ. Устройство аккумулятора этого вида таково, что электроды изготавливаются из свинца с примесью других металлов, а в роли электролита выступает водный раствор серной кислоты. Обычно соотношение этих двух веществ составляет 65% для воды и 35% для кислоты.

Под плотностью АКБ имеют в виду густоту электролита. От этого показателя зависит то, насколько хорошо батарея будет держать заряд, и срок службы пластин. Считается, что показатели плотности аккумулятора зимой и летом должны отличаться. Усредненное значение этой величины, при котором работа батареи считается нормальной, — 1,27 – 1,29 г/см³. Летом эти цифры могут быть немного меньше.

Обратите внимание: лучшие современные аккумуляторы для автомобилей не требуют корректировки плотности электролита, если, конечно, не эксплуатируются при температурах ниже 60°С. Речь идет о необслуживаемых АКБ, особенно заряженных гелевым электролитом.

Зимой

Плотность электролита в аккумуляторе зимой, особенно при сильных морозах, должна быть немного выше, чем обычно, но не превышать 1,35 г/см³. В чем причина? Во-первых, жидкость, в которой доля воды слишком высока, при минусовой температуре имеет все шансы замерзнуть. Вторая причина, по которой в холодное время года нужен более концентрированный раствор, — реакция на мороз остальных механизмов автомобиля. Чтобы заставить работать замерзшие детали, требуется большее количество энергии, чем в благоприятных условиях. Это справедливо даже для лучших моделей авто.

Реакция батареи на холод будет зависеть еще и от полноты заряда, так как при разряде доля кислоты заметно снижается. Соответственно, если изначально соотношение было меньше нормы, то при разрядке оно упадет до совсем неподходящих значений.

Несколько цифр, демонстрирующих взаимосвязь заряда и соотношения воды и кислоты в электролите:

• Если первоначальная плотность — 1,30 г/см³, то при разряде на 25% она снизится до 1,26 г/см^3, а при половинном заряде — до 1,22.
• При начальном уровне 1,27 величина уменьшится до 1,23 и 1,19 соответственно.
• Если соотношение воды и кислоты соответствовало 1,23 г/см³, то при разряде оно уменьшится до 1,19 и 1,15.

Температура, при которой возникает опасность замерзания электролита плотностью 1,20 г/см³ , равна -20°С. Аккумулятор для зимы обязательно должен быть заряжен не меньше, чем наполовину, а соотношение между водой и кислотой в электролите должно быть не ниже 1,27 г/см^3.

Автомобиль с установленным аккумулятором можно без лишних опасений оставлять на зиму на улице, если температура не падает ниже 10°С. Электролит при таких условиях не замерзает. Если в зимний период не планируется эксплуатация батареи, самый лучший вариант — снять ее и оставить в сухом прохладном месте, предварительно полностью зарядив.

Что делать, если автомобиль простоял всю зиму с подключенной АКБ? Самый плохой вариант развития ситуации — замена источника питания. Есть несколько способов уменьшить вред, который может нанести устройству холод.

Перед наступлением холодов:

• очистить корпус ото всех загрязнений;
• зачистить и обработать смазкой клеммы;
• полностью зарядить аккумулятор.

Во время эксплуатации:

• укрыть корпус теплоизоляционным материалом;
• перед долгой поездкой будет не лишним оставить АКБ на ночь дома;
• прогревать авто, не включая дополнительные потребители энергии.

Если машина простояла при минусовой температуре без эксплуатации, но с подключенным источником питания, ее подготовка к работе обязательно должна включать осмотр АКБ, проверку уровня и густоты электролита в ней. Устройство обязательно понадобится зарядить.

Как выбрать АКБ для зимы?

Выбирая запчасти, иногда очень сложно определить, какой аккумулятор лучше для зимы. Чего делать не следует, так это обращать внимание на надписи типа «Арктический», «Arctic» и им подобные. Дело в том, что производители имеют полное право написать на корпусе или в названиях своих аккумуляторов любое слово, но технической характеристикой оно при этом являться не будет. Так что, если на нем написано «зимний», а в руководстве по эксплуатации этого не отражено, то надпись можно смело игнорировать.

Какие батареи хорошо работают даже самыми холодными зимами? Объективно лучшими для холодного времени года являются гелевые необслуживаемые устройства. От других аккумуляторов они отличаются тем, что там используется электролит консистенции геля. Такое устройство не требуется многократно подзаряжать, да и замерзнуть гелю сложнее, чем жидкости. Но устанавливать его на старый автомобиль можно только в том случае, если генератор современный, способен обеспечить подачу тока с минимальными колебаниями напряжения.

На что нужно обратить внимание, чтобы приобрести хороший аккумулятор для отрицательных температур:

• Емкость. Тут все просто. Чем выше этот показатель, тем легче будут заводиться даже очень замерзшие автомобили.
• Соответствие технических требований АКБ и машины.
• Соблюдение производителем стандартов качества и безопасности.

Чтобы быть всегда довольным батареями на своей машине, автовладельцу нужно не только выбирать хорошие, качественные устройства, но и поддерживать их в работоспособном состоянии. Своевременная зарядка, контроль уровня и густоты электролита — все это не сложно. А наградой станет хороший, корректно работающий аккумулятор.

Инструкция по эксплуатации автомобильных аккумуляторных батарей.

 

Для безопасного и максимально длительного срока службы Вашей аккумуляторной батареи, мы рекомендуем ознакомиться с рядом простых правил по ее эксплуатации:

1. БЕЗОПАСНОСТЬ.
Первое, на что стоит обратить внимание, это безопасность. Категорически запрещается использование батареи вблизи открытых источников огня и замыкать между собой полюсные клеммы аккумулятора. Старайтесь не наклонять батарею больше чем на 45 градусов, во избежание вытекания ее содержимого (электролита). При попадании электролита на открытые участки кожи следует незамедлительно промыть их обильным количеством воды, после чего обезвредить пораженный участок 5% раствором соды и аммиака, при необходимости показать пораженный участок врачу.

2. СНЯТИЕ И УСТАНОВКА АКБ.
Перед снятием или установкой батареи убедитесь, что все потребители электроэнергии выключены. При отключении аккумуляторной батареи, первой отключается отрицательная клемма (-), после чего положительная (+). Подключение аккумулятора производится в обратном порядке, сначала подключается положительная, затем отрицательная клеммы. После установки АКБ (аккумуляторной батареи) необходимо удостовериться, что батарея надежно закреплена на площадке, а высоковольтные провода четко зафиксированы на клеммах.

3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ АКБ.
Немаловажными в процессе использования аккумуляторной батареи являются условия, в которых она содержится. Рекомендуется раз в три месяца протирать батарею, особенно ее верхнюю часть, на которой могут быть следы электролита, влажной тряпкой, во избежание возникновения нежелательной электрической связи. Обязательно выкиньте тряпку сразу после протирки. Плюсовые и минусовые клеммы аккумулятора должны быть закрыты специальными коробами или смазаны густой нейтральной смазкой во избежание их окисления и последующей коррозии. Чтобы не разрядить аккумулятор, пуск двигателя автомобиля в условиях минусовых температур рекомендуется производить короткими (до 10 секунд) включениями стартера, с интервалом не менее полминуты. Допускается использование аккумуляторных батарей, если напряжение разомкнутой цепи батареи (без нагрузки) составляет не менее 12,6 Вольт, напряжение под нагрузкой должно быть не ниже 11 Вольт. Напряжение измеряется датчиками автомобиля или нагрузочной вилкой. Плотность электролита во всех аккумуляторах (ячейках АКБ) должна быть не ниже 1,26г/см3. В случае, если произошел глубокий разряд батареи, необходимо как можно скорее произвести ее заряд. В условиях низких температур снижение плотности электролита может привести к замерзанию АКБ, что влечет за собой разрушение пластин и корпуса. Заряд АКБ может производиться двумя способами — при постоянном токе или при постоянном напряжении. При постоянном токе равном 1/10 емкости 12 Вольтовой батареи, АКБ заряжают до тех пор, пока напряжение не достигнет 14,4 Вольт, далее сила зарядного тока снижается вдвое и заряд продолжается до постоянства напряжения и плотности электролита в ячейках в течение двух часов. При этом в конце заряда наблюдается бурное выделение газа, приводящее к кипению электролита. Заряд при постоянстве напряжения производится в течение суток зарядными устройствами, обеспечивающими зарядное напряжение не менее 16 Вольт. Не допускается перезаряд аккумуляторной батареи. Перезаряд АКБ снижает срок службы и приводит к неисправности.

4.СРОК СЛУЖБЫ АКБ

Гарантийные сроки эксплуатации АКБ установлены ГОСТом не менее 18 месяцев. Однако, практически все виды производственных дефектов, если таковые имеются, выявляются в течение первых 6 месяцев регулярной эксплуатации. Величина срока реальной службы АКБ зависит от условий эксплуатации, качества электрооборудования, режима работы автомобиля, условий контроля и ее своевременного обслуживания. Снижает срок жизни АКБ работа в режиме «такси», глубокий разряд или перезаряд АКБ. Максимальный срок надежной безотказной работы АКБ достигается регулярным контролем ее состояния и работы электрооборудования.

5. УТИЛИЗАЦИЯ АКБ.
По истечении своего срока службы, аккумуляторная батарея подлежит утилизации. Стоит помнить, что аккумуляторная батарея относится к 1 классу опасности и ее содержимое, по сути, является ядом. На сегодняшний день, в рамках Правительственной программы по сбору и утилизации отработавших свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, на территории Москвы и Московской области, работает ряд лицензированных компаний, которые занимаются приемом АКБ как у юридических, так и у физических лиц. Участие в этой программе, поможет сохранить природу! Стоит отметить, что компании не берут денег за утилизацию аккумулятора, а в некоторых случаях даже выкупают их.

 

 

Повышение плотности электролита в АКБ

В холодное время года или после длительного простоя могут появиться проблемы с запуском двигателя. Это происходит из-за севшей АКБ. Длительная зарядка батареи не помогает справиться с этой проблемой, если плотность электролита значительно снизилась.

Почему снижается плотность

Плотность электролита изменяется во время использования аккумулятора. Когда батарея теряет заряд, показатель понижается, и наоборот. Очень низкая плотность электролита связана со следующими причинами:

• Влияние низких температур в течение длительного времени;
• Перезаряд АКБ, вследствие чего происходит выкипание электролита;
• Регулярное добавление воды.

Воду в электролит доливать можно, но перед этим нужно проверять его плотность и не проводить процедуру без необходимости. Делайте замеры в каждой банке. Нормальные значения – от 1,25 до 1, 29. Чем холоднее регион, тем выше должна быть плотность.

Как повысить плотность

Чтобы провести процедуру повышения плотности, следуйте плану.

1. Зарядите батарею (если АКБ разряжена, то при добавлении раствора, поднимется концентрация серной кислоты – пластины разрушается).
2. Температура электролита должна быть от 20 до 25 градусов.
3. Осмотрите аккумулятор: на нем не должно быть дефектов и повреждений, особое внимание уделите токовыводам.
4. Если уровень в норме (от 1,18) долейте электролит с нормальной плотностью до 1,25.
5. Выполняйте долив в каждой банке, используя клизму-грушу.
6. Потрясите аккумулятор, чтобы новый раствор перемешался со старым.

Что делать при минимальной плотности

Если уровень упал ниже 1,18 долив электролита не поможет. Используйте аккумуляторную кислоту − у нее очень высокая плотность (1,84). Заливайте кислоту по описанной выше схеме. Выполняйте процедуру в защитной одежде, перчатках и маске в хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе. Следите, чтобы кислота не попала на кожу – может появиться ожог.

Повышение плотности зарядным устройством

Повысить плотность электролита можно при помощи слабого тока. Такой способ требует больше времени. 

1. Полностью зарядите АКБ.
2. Жидкость начнет выкипать, произойдет испарение дистиллированной воды.
3. Общий уровень электролита понизится.
4. Долейте новый электролит необходимой плотности.
5. Сделайте замеры ареометром.
6. Если показания недостаточны, повторите процедуру, пока плотность не достигнет 1,25 г/см3.

Не спешите выбрасывать аккумулятор, если машина стала плохо заводиться. Попробуйте восстановить АКБ методом повышения плотности электролита. Это займет немного времени, но продлит жизнь батареи на несколько сезонов и сэкономит деньги.

А чтобы продлить жизнь своему акб, соблюдайте простые правила ухода. Читайте.

Как проверить плотность аккумулятора и какой она должна быть

В качестве электролита в свинцово-кислотных аккумуляторах выступает серная кислота и дистиллированная вода. Плотность электролита представляет собой соотношение этих двух компонентов, которое измеряется с помощью специального прибора под названием ареометр.

Плотность является очень важным параметром аккумулятора, и любой владелец автомобиля обязан следить за ее уровнем и знать, как его поднять при необходимости.  Фото: onlinetrade.ru

Какая плотность является нормой

В свинцовых АКБ плотность может зависеть не только от соотношения кислоты и воды, но и от температуры раствора (при высокой температуре плотность будет низкая и наоборот). Автовладельцу обязательно нужно следить за тем, чтобы показатели плотности электролита всегда были в норме. Следует учитывать, что данные показатели очень сильно зависят от климатической области.

• Оптимальная плотность в районах с холодным климатом, где температура может понижаться до минуса тридцати градусов и ниже, составляет от 1,26 до 1,30 гм/см3,
• В зонах с умеренным микроклиматом это значение должно быть около 1,24-1,26 гм/см3. В теплой климатической зоне оптимальная плотность равна 1,22-1,24 гм/см3. А там где зима особенно холодная и температура падает до пятидесяти градусов стоит придерживаться значения 1,29-1,31 гр/см3.

[stextbox id=”info”]АКБ обычно заряжена только на восемьдесят-девяносто процентов от ее общей вместимости, так что плотность в этом случае будет несколько меньше, чем если бы аккумулятор был заряжен на 100%.[/stextbox]

Это происходит из-за того, что во время заряда, АКБ поглощает воду из электролита и плотность возрастает. Кроме того, осуществляется разрушение солей сернистой кислоты, оседающей на пластинах. У батареи, которая заряжена максимально, плотность равняется 1,26-1,28 г/см3. Через некоторое время аккумулятор начинает разряжаться, и значение падает примерно до 1,17 г/см3.

Во время разряда АКБ происходит поглощение серной кислоты, и она, превращаясь в кристаллы сульфатов, со временем покрывает всю поверхность пластин. Вследствие этого уменьшается емкость, и снижаются электрохимические характеристики АКБ. Этот процесс носит название сульфатации, он является одной из наиболее распространенных причин выхода из строя аккумулятора.

Об особенностях применения смазки Литол 24 можно узнать из этого материала.

Также у нас вы найдете подробности о ремонте резонатора двигателя.

Сульфатация начинается при плотности около 1,16-1,1,18, так что в этой ситуации необходимо незамедлительно зарядить аккумулятор. 

Как плотность влияет на работу АКБ

Плотность АКБ во время эксплуатации подвержена постоянным изменениям. Благодаря измерению плотности электролита, ареометром, совместно с измерением напряжения, можно определить состояние аккумулятора. [stextbox id=”alert”]Значительное понижение уровня плотности, скорее всего, указывает на то, что какая-то из ячеек имеет дефект либо указывает на разрыв цепи или на сильную разрядку АКБ (в этом случае все ячейки будут обладать низкой плотностью).  [/stextbox]

Стоит отметить, что чем ниже плотность электролита, тем более длительный срок сможет проработать батарея. Но при этом низкое значение нередко приводит к сульфатации пластин. Помимо этого в таких условиях АКБ может и вовсе замерзнуть, а после такого, скорее всего, аккумулятор восстановлению уже подлежать не будет и придется приобретать новый.

• Повышенный уровень плотности электролита способствуют понижению срока эксплуатации АКБ. Пониженная же плотность в батареи может привести к затруднениям с запуском силового агрегата.

Если аккумулятор перестает держать заряд, необходимо осуществить проверку состояния жидкости внутри него. Когда батарея функционирует, происходит испарение воды, вследствие этого электролит становится концентрирование, это также отрицательно влияет на работу аккумулятора.

Как измерить плотность

Плотность электролита оценивают, как правило, используя ареометр – измерительный прибор в виде стеклянной колбы с ареометром внутри, грушей из резины на одном конце и резиновой трубкой на другом. Фото: akbshop.in.ua

Для измерения плотности необходимо проделать следующие действия:

• Прежде чем начать делать замер, нужно нажать на грушу, чтобы выпустить из нее воздух;
• После этого максимально глубоко опускаем трубку в электролит;
• Затем, не спеша, набираем из нее содержимое, понемногу разжимая грушу, при этом ареометр начнет плавать, не прикасаясь ко дну и к стенкам;
• Устанавливаем прибор в вертикальном положении и смотрим на нижнюю градуировку, которая и покажет плотность электролита;
• В завершении осуществляем нажатие на грушу, дабы слить жидкость обратно в электролит;
• Проделываем данную процедуру со всеми оставшимися банками.

Также можно измерить плотность при помощи вольтметра. К клеммам батареи нужно подключить автоматический тестер и померить напряжение. Оно должно составлять двенадцать-двенадцать с половиной вольт. Затем следует повернуть ключ в зажигании и набрать 2500 оборотов. Напряжение должно скакнуть до четырнадцати вольт, но не превысить четырнадцати с половиной. Если изменения отсутствуют, значит нужно просто подзарядить батарею.

[stextbox id=”black”]Большинство аккумуляторов, которые выпускаются сегодня, оборудованы специальным цветным датчиком. [/stextbox]

Зеленый цвет датчика указывает на то, что батарея полностью заряжена, а желтый – что осталось совсем немного зарядки.

Как повысить плотность

Чтобы повысить плотность электролита можно воспользоваться следующими методами:

• Поменять электролит на новый;
• Зарядить аккумулятор;
• Добавить серную кислоту;
• Залить корректирующий электролит.

Перед тем как приступить к процессу, нужно подготовить все то, что нам может потребоваться, а именно – емкость для разведения электролита, клизма-груша, дрель, дистиллированная вода и непосредственно сам корректирующий электролит.

В самом начале рекомендуется осуществить зарядку батареи и проверить ее напряжение. Если после набора оборотов ничего не поменялось, необходимо оставить АКБ подзаряжаться примерно на десять часов. При этом ток должен быть меньше емкости аккумулятора в 10 раз, то есть если емкость составляет шестьдесят ампер/час, хватит тока в шесть ампер.

Эта таблица поможет выбрать плотность аккумулятора в зависимости от времени года и климата. Фото: prosdo.ruует снизить значения в два раза и заряжать батарею еще на протяжении двух часов. Благодаря этому и выравнивается  плотность электролита. Если при запущенном силовом агрегате напряжение становится больше четырнадцати с половиной ватт, залейте в АКБ воду и затем подзарядите его.

[stextbox id=”alert”]Если же это не помогло и заряд батареи продолжает стремительно понижаться, придется работать с электролитом.[/stextbox]

Чтобы повысить плотность аккумулятора самостоятельно, необходимо выполнить следующие действия:

• Отобрать немного электролита с банки АКБ;
• Добавить такой же объем корректирующего электролита, если необходимо прибавить плотность либо воду, если нужно ее понизить;
• Затем около тридцати минут заряжать батарею, чтобы жидкость могла перемешаться;
• После зарядки, нужно подождать 1-2 часа, это позволит плотности всех банок сравняться. За это время также понизиться температура и выйдут все газы;
• Далее нужно проверить плотность и если она не соответствует норме повторить все шаги заново и вновь померить ее.

Обязательно следите за тем, чтобы плотность не превышала 1,35 г/см, в противном случае кислота начнет «съедать» пластины.

Видео-инструкцию по повышению плотности электролита вы найдете здесь:

Итог

Итак, плотность является очень важным параметром, который оказывает влияние на функционирование аккумулятора и может либо продлить срок его эксплуатации либо наоборот сократить. Поэтому владельцу любого транспортного средства рекомендуется регулярно проверять плотность АКБ и при необходимости поднимать либо понижать ее уровень.

Добавьте FBM.ru в избранноеДобавьте ПроКроссоверы в избранное

Эксплуатация авто аккумулятора зимой — AKBEXPERT

Какая плотность электролита должна быть зимой, и как подготовить аккумулятор к зиме?

Ответ:

Плотность электролита у полностью заряженной аккумуляторной батареи, предназначенной для эксплуатации в условиях умеренного климата в любое время года должна быть 1,27-1,30 г/см3 при температуре +25°С. При более высокой температуре электролита значение плотности должно быть ниже, а при более низкой температуре электролита, наоборот, — выше. В странах с тропическим климатом эксплуатируют батареи с более низкой плотностью электролита (1,22-1,24 г/см3). В условиях крайнего Севера, наоборот, требуется более высокая плотность электролита (1,30-1,32 г/см3). Перед началом зимнего периода необходимо проверить, чтобы батарея находилась в заряженном состоянии. Это обеспечит предохранение от замерзания электролита и обеспечит надежный пуск двигателя при отрицательных температурах. Именно в зимний период существенное влияние на работу АКБ будут оказывать слабо натянутый ремень генератора и повышенная утечка электроэнергии.

Если при запуске двигателя в зимнее время аккумулятор разрядился в «ноль», какие действия нужно предпринять?

Ответ:

В данном случае необходимо зарядить аккумулятор от стационарного зарядного устройства током малой величины. Сделать это следует не позднее, чем через 2-3 дня после глубокого разряда батареи.

Почему замерзает электролит?

Ответ:

При разряде АКБ плотность электролита снижается, уменьшается удельное количество серной кислоты, содержащейся в растворе электролита и образуется вода. Чем глубже разряд батареи, тем выше отрицательная температура, при которой может замерзнуть электролит. Например, при плотности 1,11 г/см3 электролит замерзнет уже при -7 0С, а при плотности 1,27 г/см3 — только при -58 0С.

Если замерз электролит, можно ли восстановить работоспособность аккумулятора?

Ответ:

Зависит от степени замерзания: если батарея замерзла не на весь объем, а корпус не подвергся деформации, ее можно восстановить. Необходимо, чтобы лед полностью растаял при комнатной температуре, и только потом приступить к заряду АКБ. При этом не избежать повреждения электродов и снижения токовых характеристик батареи.

Если в мороз перед запуском двигателя включить на короткое время фары автомобиля, поможет ли это облегчить запуск?

Ответ:

Нет. При данной процедуре эффект разогрева электролита ничтожен и не влияет на увеличение мощности разряда. Напротив, батарея может потерять драгоценную емкость и после этого не сможет запустить двигатель.

Почему в зимнее время рекомендуют аккумуляторы с более высокими пусковыми токами?

Ответ:

Холодный пуск имеет следующие особенности:

• Стартеру требуется больше времени для прокрутки двигателя.
• Сопротивление холодного двигателя в зимнее время увеличивается в 2,5-3 раза
• От АКБ требуется отдача большей мощности и энергии.
• Чем ниже температура окружающего воздуха, тем выше вязкость электролита и внутреннее сопротивление батареи.

Для обеспечения надежного пуска двигателя необходимо выбирать ту АКБ, которая при одних и тех же габаритных размерах имеет максимально высокие токи холодной прокрутки.

Пуск двигателя в зимнее время зависит только от АКБ?

Ответ:

Нет. Помимо технических характеристик и степени заряженности батареи, пуск двигателя зависит от следующих факторов:

1. состояния электропроводки и электрооборудования автомобиля;
2. состояния свечей;
3. состояния топливной системы и качества топлива;
4. качества масла;
5. опыта водителя.

По какой причине замерз аккумулятор?

Ответ:

Если замерзла только одна ячейка, то это, скорее всего, внутренний дефект батареи, который привел к снижению плотности и замерзанию электролита.

Если замерзла не одна ячейка в батарее, то здесь ответ один — батарея была разряжена. Причины могут быть разные, самая распространенная — частые запуски двигателя и короткие дистанции движения по городу. В результате батарея в холодную погоду просто не успевает заряжаться от генератора. Плотность электролита 1,21 г/см3 соответствует примерно 45%-ной степени заряженности батареи. По справочным данным электролит с такой плотностью замерзает при температуре около -30 0С.

Часто бывает ситуация: утром с нескольких попыток не завелась машина, и человек едет на работу на общественном транспорте. А разряженная батарея с низкой плотностью электролита до вечера замерзает.

Как правильно поднять плотность электролита в аккумуляторе

Нормальный уровень плотности

Как уже было сказано, нормальный уровень плотности находится в пределах 1,26 – 1,29 г/см3. Если это значение выше – уровень повышенный, что грозит более быстрым выходом аккумулятора из строя. Если же он ниже нормы, то автомобиль может просто не завестись. Причина в том, что батарея может банально замерзнуть, особенно при температурах, которые ниже минус 40 градусов по Цельсию.

Необходимо не забывать о том факте, что плотность «прыгает» при разных уровнях заряда АКБ, что, соответственно, влияет на показываемый уровень.

Если посмотреть на весь процесс со стороны физики, то можно понять, что при заряде батарея начинает поглощать дистиллированную воду, из-за чего концентрация увеличивается.

При разряде же начинается поглощаться уже кислота, из-за чего начинается сульфатация – процесс, при котором пластины «закупориваются», и уже не могут нормально заряжаться. Это очень опасно для аккумулятора, ведь так он может выйти из строя из-за того, что его нельзя будет зарядить.

Поднятие плотности в аккумуляторе

Если при запуске автомобиля не крутит стартер, то основная причина – разряжен аккумулятор. Можно попробовать зарядить его специальными устройствами, или завести автомобиль, например, с буксира, чтобы зарядить с помощью генератора. Но, если это не помогает, то причина в том, что упала плотность электролита.

Чтобы поднять его, необходимо выполнять следующие, поэтапные действия:

• Проверьте уровень для каждой банки. Разброс не должен превышать 0,01 значение.
• Избавитесь от старого раствора. Чем больше вы его «выкачаете», тем лучше.
• Долейте жидкость так, чтобы она занимала половину банки.
• Перемешайте её с помощью покачиваний или легкой встряски.
• После этого можно проверять плотность, и доливать необходимое количество до желаемого результата.
• Остаток емкости заливаем дистиллированной водой. Необходимо, чтобы смесь и плотность была одинакова во всех банках.

Но, как и при проверке, всегда можно обратиться в сервис, где все делают опытные специалисты.

Повышенная плотность — электролит

Повышенная плотность электролита вызывает коррозию решеток, сокращает срок службы и снижает качество работы аккумуляторов. Работа с электролитом повышенной плотности целесообразна только при низких температурах, так как такой электролит замерзает при более низкой температуре.
 

Повышенная плотность электролита также вредна для деревянной сепарации. При длительном воздействии электролита повышенной плотности древесина обугливается и приобретает повышенную хрупкость. Комбинированная сепарация аккумуляторов типа СН от повышения плотности ( в пределах, могущих быть практически в эксплуатации) не страдает.
 

Повышенная плотность электролита отрицательно сказывается на сроке службы аккумуляторной батареи, поэтому она устанавливается в зависимости от условий и требований эксплуатации.
 

Интенсивное сульфатирование происходит также при повышенной плотности электролита, при колебании температуры электролита или наличии примесей в нем, а также при работе аккумулятора с пониженным уровнем электролита.
 

Преждевременное разрушение пластин наступает при длительном перезаряде батареи, повышенной плотности электролита, слабом креплении батареи на автомобиле, замерзании воды в электролите.
 

Сульфатация пластин ускоряется при длительном хранении батареи без подзаряда, повышенной плотности электролита, большом саморазряде, соприкосновении пластин с воздухом и систематическом недозаряде батареи.
 

При эксплуатации аккумуляторных батарей необходимо учитывать, что хранение их с повышенной плотностью электролита существенно сокращает срок службы.
 

Сульфатация — образование на поверхности электродов крупных малорастворимых кристаллов сернокислого свинца — происходит при повышенной плотности электролита, длительном хранении батарей без подзаряда, систематическом недозаряде, наличии контакта электродов с воздухом вследствие пониженного уровня электролита. Батареи с сульфатированными электродами быстро теряют емкость при разряде.
 

Наиболее вероятными причинами необратимой сульфатации могут служить: систематические недозаряды батареи, работа с повышенной плотностью электролита, усиленный саморазряд вследствие загрязнения электролита вредными примесями или коротких замыканий пластин, слишком низкий уровень электролита.
 

В процесе эксплуатации необходимо следить, чтобы на заряд не отправлялись заряженные аккумуляторы, так как систематические перезаряды последних приводят к быстрому нарастанию плотности электролита за счет разложения воды в результате электролиза. Эксплуатация аккумуляторов с повышенной плотностью электролита является, как известно, причиной резкого сокращения срока службы аккумуляторов. Поэтому не следует также допускать эксплуатацию аккумуляторов в условиях положительной температуры окружающей среды с электролитом повышенной плотности, предусмотренным для зимних условий эксплуатации.
 

Изменение плотности электролига аккумуляторной батареи в зависимости от длительности ее хранения при различной температуре.

Плотность электролита при этом должна быть не более 1 290, так как хранение батарей с повышенной плотностью электролита ускоряет разрушение пластин и сепараторов.
 

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:

Как промыть систему охлаждения двигателя?

Почему разная компрессия в цилиндрах?

Какую жидкость заливают в гидроусилитель руля? Виды масел, отличия и примеры использования.

Через сколько моточасов менять масло в двигателе автомобиля?

Как поднять плотность электролита

Первое, что необходимо сделать — попробовать поднять плотность полностью зарядив аккумулятор. Открыть пробки, при необходимости долить дистиллированной воды и подключить зарядное устройство. Полная зарядка может привести к следующим результатам:

1. Плотность во всех банках одинакова.
2. Во всех ниже нормы.
3. Различается более на 0,1 г/см3 и более.

В первом случае каких либо действий не требуется.

Во втором случае потребуется специфическая зарядка. На поверхности свинцовых пластин уже хорошо потрудившихся аккумуляторов откладывается сульфат свинца. В таком состоянии батарею невозможно зарядить полностью. Её необходимо разрядить и провести зарядку импульсным устройством автоматически переключив его на Десульфатацию.

Обычным устройством это сделать труднее и процесс длится дольше. Для этого на 2 часа установить ток зарядки в 1/10 от ёмкости АКБ. Например для аккумулятора 65 Ач, ток зарядки выставить 6,5 А. После этого снизить ток до 2 А и заряжать 8 – 12 часов. Дать отстояться батарее до комнатной температуры измерить плотность. Если не пришла в норму, опять разрядить и провести ступенчатую зарядку.

Десульфатация обычно проводится в два – три цикла. Отрицательный результат говорит о том, что с АКБ придётся расстаться. Можно ещё попробовать полностью слить электролит, промыть дистиллированной водой и залить новый. Но этого обычно хватает ненадолго.

В третьем случае, когда плотность в банках разница более чем на 0,1 надо попробовать провести десульфатацию. Не помогло – откорректировать. Для этого приобрести корректирующий электролит плотностью 1,33 – 1,4 и дистиллированную воду. В банках с ненормальной плотностью откачать по 20 мл электролита. Для повышения добавить корректирующий, для снижения дистиллят. Зарядить 30 минут, дать отстояться ещё полчаса и замерить. Скорее всего к успеху приведут несколько корректировок.

Усилия ни к чему не приведут, а аккумулятор окажется непригоден при буром цвете электролита. В этом случае можно не предпринимать никаких действий.

Не сильно изношенным аккумуляторам десульфатация и корректировка значительно продлевает жизнь. Если усилия не увенчались успехом, то с батарей нужно расстаться немедленно и без сожаления. Иначе непредвиденный отказ станет неприятным сюрпризом.

Срок службы АКБ при условии соблюдения элементарных правил до пяти лет. В автомобиле нужно контролировать напряжение, не допускать чрезмерного и нулевого заряда батареи. Периодически заряжать и следить за плотностью электролита. При таком отношении аккумулятор служит долго и безотказно.

Измерение плотности электролита в аккумуляторе

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

Осуществить процедуру измерения плотности получится только в случае с так называемым обслуживаемым аккумулятором, который предоставляет доступ к банкам (секциям) с электролитом посредством закрытых крышками заливных отверстий. Как раз через эти отверстия (обычно их число равно шести, как и количество секций) и осуществляется забор состава для замера плотности.
В процессе своей работы автомобильная аккумуляторная батарея постоянно заряжается и разряжается. Разряд происходит при прокручивании стартера, а заряд – при уже заведенном двигателе от генератора. В зависимости от степени заряженности меняется и плотность электролита. Значения могут колебаться в пределах 0.15-0.16 г/см 3

Важно отметить, что автомобильный генератор не способен полностью зарядить аккумуляторную батарею. При штатной работе на машине потенциал АКБ используется только на 80-90%

Полный заряд может обеспечить только внешнее зарядное устройство, к которому обязательно придется прибегнуть перед осуществлением замера плотности электролита.
Плотность электролита зависит от его температуры. Обычно замер производится при температуре +25 °С, в противном случае делаются поправки.

Допустим, все вышеперечисленные условия приняты во внимание, и есть возможность приступить непосредственно к замеру плотности. Для этого понадобится специальный прибор – денсиметр, который состоит из ареометра, резиновой груши и стеклянной трубки с наконечником

Прибор вводится в банку аккумулятора через заливное отверстие, а затем осуществляется засасывание электролита с помощью резиновой груши. Оно происходит до тех пор, пока ареометр не всплывет. Показания считываются после того, как прекратятся колебания ареометра и появится возможность определения точного значения. Отсчет показаний производится по шкале, при этом взгляд должен находиться на уровне поверхности жидкости.

Полученное значение должно входить в диапазон 1.25-1.27 г/см 3 , если автомобиль эксплуатируется в средней полосе. В холодной климатической зоне (средняя месячная температура января ниже -15 °С) показатель должен находиться в интервале 1.27-1.29 г/см 3 . Проверять плотность электролита на соответствие этим числам нужно в каждой из шести банок аккумулятора. Показания не должны отличаться более чем на 0.01 г/см 3 , иначе потребуется их корректировка.

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

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

	Температура замерзания, °С	Плотность электролита при 25 °С, г/см 3	Температура замерзания, °С
1.09	-7	1.22	-40
1.10	-8	1.23	-42
1.11	-9	1.24	-50
1.12	-10	1.25	-54
1.13	-12	1.26	-58
1.14	-14	1.27	-68
1.15	-16	1.28	-74
1.16	-18	1.29	-68
1.17	-20	1.30	-66
1.18	-22	1.31	-64
1.19	-25	1.32	-57
1.20	-28	1.33	-54
1.21	-34	1.40	-37

Причины изменения плотности электролита

Зафиксированные в результате измерения плотности значения не всегда соответствуют требуемым показателям. Расхождения могут касаться как отдельных банок аккумулятора, так и всех вместе

Если плотность завышена, то нужно обратить в первую очередь внимание на уровень электролита. Низкий уровень в большинстве случае является последствием электролиза, приводящего к разложению входящей в состав электролита воды на водород и кислород

Этот процесс выражается в появлении на поверхности жидкости пузырьков, что обычно происходит при зарядке аккумулятора. Частое «кипение» может приводить к снижению концентрации воды, и этот вопрос решается ее простым добавлением. Доливать в аккумулятор стоит только дистиллированную воду, контролируя при этом уровень электролита. Подробнее о корректировке плотности электролита поговорим ниже.

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

Частичную сульфатацию пластин можно устранить с помощью контрольно-тренировочных циклов, заключающихся в заряде и последующем разряде батареи до определенного уровня. Большинство современных зарядных устройств имеют такую функцию, поэтому имеет смысл ей воспользоваться, особенно если аккумулятор по какой-то причине долго находился в разряженном состоянии. Процедура десульфатации весьма длительная и может занять до нескольких дней. Если она не принесла результата, то крайней мерой является увеличение плотности с помощью добавления корректирующего электролита (плотность около 1.40 г/см 3). Такой способ можно рассматривать только как временное решение проблемы, потому что причина как таковая не устраняется.

Какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе

Добраться до электролита, измерить плотность и отрегулировать показатель можно только в обслуживаемых аккумуляторах. Они изготавливаются по технологии WET или иначе мокрых банок. Представляют собой пластиковый корпус, поделенный на 6 отсеков (банок). В отсеках находятся пакеты пластин, залитые электролитом. Каждая банка это отдельный маленький аккумулятор напряжением 2,1 вольт, соединённые последовательно. Поэтому на крайних контактах в сумме получается 12,5 – 12,6 В. Сверху отсеки закрыты крышкой с пробками. Через эти пробки можно контролировать состояние электролита. Внешне всё выглядит как пластиковая коробка с ручкой, пробками и двумя контактами плюс и минус.

Залитые свинцово – кислотные батареи до сих пор остаются самыми распространёнными АКБ (аккумуляторными батареями). Их используют в легковых и гольф автомобилях, газонокосилках и другой садовой технике, грузовиках и на водном транспорте. Имеют две отличительные особенности – низкую цену и необходимость обслуживания. В составе электролита никаких секретов нет, это водный раствор обыкновенной серной кислоты h3SO4.

Показатель плотности измеряют в весе одного кубического сантиметра раствора. В продаже имеется электролит для заливки плотностью — 1,28 г/см3 и так называемый, корректирующий — 1,33. Для изготовления электролита плотностью 1,28 при температуре 25 °С смешивают 0,285 мл кислоты с 0,781 лм дистиллированной воды.

Оптимальная плотность очень важна для стабильной и долговечной работы аккумулятора. Она зависит от уровня заряда и температуры окружающей среды при измерении. Достоверные данные можно получить только на полностью заряженной батарее с температурой электролита 25 °С.

Немаловажным фактором являются условия эксплуатации. Для жаркого и холодного климата используют батареи с различной плотностью. В условия Крайнего Севера при сильных морозах она должна быть 1,3 и снижаться до 1,23 в жарком климате при высокой температуре. Это связано с поведением электролита при различных температурах. На морозе он должен не замерзнуть и не закипеть в жару. Для эксплуатации в средних климатических условиях допускается плотность 1,27 полностью заряженной АКБ. На разряженной показатель снижается до 1,11 и ниже.

На что влияет плотность электролита в аккумуляторе

Отрицательно влияют на аккумулятор колебания плотности в обе стороны.

При повышенной бурный химический процесс ведет к выкипанию воды и разрушению пластин. Необходимо постоянно доливать дистиллированную воду. Срок эксплуатации АКБ резко снижается.

Низкая затрудняет пуск двигателя, а при отрицательной температуре электролит может попросту замерзнуть. В теплый период года затруднения можно не заметить, но зимой стартер не сможет прокрутить двигатель. Электролит плотностью 1,11 замерзает при температуре всег лишь — 10 °С. Аккумулятор с пониженной плотностью полностью не заряжается, что провоцирует сульфатацию пластин.

Соблюсти баланс помогает утвердившаяся практика использования электролита различной плотности в зависимости от климата:

• Очень холодный и в условиях Крайнего Севера 1,3
• Умеренный климат — большая часть РФ от 1,26 до 1,27
• Южные районы страны от 1,23 до 1,25
• Минимально возможное значение 1,23 г/см3

Как следствие, ненормированная плотность приводит к преждевременной сдаче аккумулятора в утиль.

Маркировка АКБ

Емкость батареи₂₀

Значение тока холодного старта при -18°С (по DIN) — Величина тока, которую батарея способна отдать при пуске двигателя при температуре — 18 °С. Наиболее важная характеристика, напрямую сказывающаяся на пуске двигателя. Ведь при -20°С ток, потребляемый стартером, составляет порядка 300А. (Для пуска в летнее время горячего двигателя этот же показатель равен 100-120А.) Значение стартового тока определяется конструкцией батареи, пластин, сепараторов. Сепараторы карманного типа без каких-либо других дополнений увеличивают напряжение батареи на 0.3В, одновременно улучшая стартовые характеристики. Чем ниже внутреннее сопротивление батареи, тем выше стартовый ток, тем надежнее пуск двигателя при низких температурах.
Некоторые батареи имеют такую маркировку:

Резервная емкость — время, в течении которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной емкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями батарей после значения тока холодного старта.

         
Кроме того, на необслуживаемых батареях проставляется соответствующая надпись. Чаще всего на русском, английском или немецком языке. (либо на языке производителя, как например, на испанских батареях «Tudor»). Большинство АКБ, изготавливаемых в настоящее время известными производителями являются необслуживаемыми, то же можно сказать и о поставках на Волжский автозавод — на его конвейере используются только необслуживаемые батареи. Однако это вовсе не означает, что к ней не нужно подходить и следить за ее состоянием. Производители гарантируют данный показатель только при соблюдении нормальных условий эксплуатации. (Нелишне отметить, что необслуживаемые батареи выпускаются как с пробками для заливки электролита, так и полностью закрытыми. К разряду необслуживаемых могут относиться и сухозаряженные батареи, поставляемые в торговлю, однако они требуют заливки электролита и последующей зарядки.

         
Кроме того, на батареи, поставляемые на автозавод, фирмы-производители наносят на корпусе дату изготовления. Плюс к этому, на ВАЗе на клеммы наносится дата установки батареи на автомобиль.

         
Как обычно, попробуем дать несколько рекомендаций при покупке аккумуляторов в магазине. Во-первых, как и любой другой товар, батареи следует приобретать в специализированных магазинах, предоставляющих гарантию. При покупке желательно запастись ареометром. Плотность батареи должна быть не менее 1.25 г/см3 (лучше 1.27) и одинаковой во всех банках. Если же замер плотности в магазине связан с определенными трудностями, можно ограничиться измерением напряжения вольтметром. Оно должно быть не ниже 12.5 В. (Именно 12.5. а не 12, как нам может казаться достаточным. Напряжение 12 В, наносимое на АКБ — это напряжение бортовой сети, на которое данная батарея рассчитана, а вовсе не напряжение батареи.)

         
Еще одно замечание. В данной отрасли сильно развито такое направление, как производство баков фирмами, не связанными с производством батарей. И многие фирмы — производители аккумуляторов, в том числе и достаточно солидные, используют уже готовые баки, вставляя в них свою начинку и наклеивая свои «лейблы», становясь при этом менее уязвимыми от производителей внешне похожих дешевых подделок.

         
Бытует мнение, что выбирая батарею, прежде всего необходимо обращать внимание на ее емкость. Однако все далеко не так просто

Нельзя сказать, что чем выше емкость батареи, тем она лучше. Во-первых, габаритные размеры батареи — величина строго регламентированная международным стандартом. (Это же относится и к автомобилям Волжского автозавода — размеры бака едины для всех поставщиков.) А потому для увеличения емкости батареи при тех же габаритных размерах неизбежно приходится жертвовать каким-либо другим показателем — и чаще это сказывается на долговечности батареи. Если же и выбирать по какой-либо характеристике, так правильнее это делать по величине тока холодного старта. Его значение играет более весомую роль при эксплуатации автомобиля в период суровых российских зим.

Редакция благодарит за помощь, оказанную при подготовке материала специалистов Генерального Департамента Развития АО АвтоВАЗ Пуряева Виктора Михайловича и Осипова Андрея Юрьевича.

 Владимир Семаков          

Вопросы и предложения присылайте по адресу
[email protected]

Copyright 1997 Web-страница коммерческого еженедельника «Цена-АВТО», г.Тольятти

Авто | Архив «Виртуального автоклуба» | Виртуальный Автоклуб

Уход за аккумулятором

Периодически, не реже одного раза в 2-3 месяца, даже при безотказной работе, необходимо проверять напряжение на клеммах аккумуляторной батареи при неработающем и при работающем двигателе. Все стартерные АКБ при работе теряют часть воды из электролита. Поэтому на обслуживаемых батареях необходимо проверять уровень электролита не реже 1-2 раз в месяц и доливать дистиллированную воду (не электролит!) до требуемого уровня.

АКБ подвержены саморазряду. Поэтому при долгом бездействии их необходимо подзаряжать каждые 1 -2 месяца. Чтобы исключить разряд батареи во время длительной стоянки автомобиля, рекомендуется отключать «массу», поскольку из-за утечки тока в системе электрооборудования АКБ может разрядиться настолько, что не сможет запустить двигатель. Если же и при отключении от бортовой сети батарея быстро разряжается, это говорит о повышенном саморазряде для старой батареи или о внутреннем дефекте (коротком замыкании) для новой батареи. Надо стараться не допускать повторения глубоких разрядов, составляющих более 40-50% от емкости АКБ — после них она не сможет быстро и полностью зарядиться от генератора.

Возможны следующие причины глубоких разрядов АКБ: «утечка» тока в электрической цепи; неисправность генератора или регулятора напряжения; слабое натяжение ремня привода генератора двигателя; длительное использование потребителей при неработающем двигателе, например — сигнализации при долговременной стоянке автомобиля.

Следует помнить, что индикатор (глазок), размещенный в крышках некоторых АКБ, не всегда позволяет объективно оценить их заряженность. Поэтому, даже если цвет индикатора зеленый, реальная заряженность АКБ может колебаться в широких пределах — от 100 до 63%. Кроме того, постепенное выкипание воды из электролита приводит к повышению его фактической плотности, что дает ложное (более высокое) состояние заряженности. Надо учитывать и зимнее понижение температуры, в результате чего плотность электролита также повышается. Одним словом, в результате действия всех факторов может случиться так, что глазок будет зеленым даже у батареи, заряженность которой составляет менее 50%. Следовательно, даже если АКБ располагает индикатором, для обеспечения надежной работы необходим периодический контроль ее заряженности.

Электроинструменты

: в чем разница между мощностью и энергией?

Когда дело доходит до батарей, часто считается, что энергия и плотность мощности — одно и то же — батарея с высокой плотностью энергии также будет мощной батареей. На самом деле плотность энергии и удельная мощность — это очень разные вещи. Плотность энергии относится к количеству энергии, которое может храниться на единицу батареи, тогда как плотность мощности относится к максимальному количеству энергии, которое может быть разряжено на единицу батареи.Хотя плотность энергии является более часто используемым измерением для определения производительности батареи, плотность мощности по-прежнему является важным показателем, который следует учитывать при разговоре об энергетических системах. Понимание взаимосвязи между этими двумя вещами очень важно, поскольку помогает определить, какой тип батареи необходим для различных продуктов.

Плотность энергии в зависимости от плотности мощности

* https: //www.tecategroup.com/products/ultracapacitors/ultracapacitor-FAQ.php

По сути, основное различие между плотностью энергии и плотностью мощности состоит в том, что батареи с более высокой плотностью энергии смогут хранить большее количество энергии, в то время как батареи с более высокой плотностью мощности будут способны выделять большее количество энергии намного быстрее. В зависимости от типа инструмента, на который подается питание, потребуются разная степень плотности энергии и удельной мощности. Возьмем, к примеру, мобильный телефон: телефонам не нужно огромное количество энергии для поддержания работоспособности, вместо этого им нужна энергия, которая будет постоянно разряжаться в течение продолжительных периодов времени.Это означает, что им в основном нужны батареи с высокой плотностью энергии. С другой стороны, электроинструменты, такие как лобзики и циркулярные пилы, нуждаются в батареях, которые могут высвободить много энергии за один раз, но в то же время требуют, чтобы у батареи был большой бензобак, а это означает, что батареи, используемые для питания электроинструментов. должны быть высокими как по энергии, так и по удельной мощности.

При тестировании аккумуляторов электроинструментов их нельзя оценивать с помощью тех же средств, что и аккумуляторы для телефонов, поскольку характер использования этих продуктов совершенно другой.Телефоны используются с относительно постоянной частотой и, таким образом, проходят относительно последовательные циклы зарядки и разрядки: ваш телефон остается включенным и используется в течение дня, затем он заряжается ночью, и цикл повторяется снова изо дня в день. Электроинструменты, с другой стороны, часто не используются в обычных схемах, как телефоны, а вместо этого используются короткими импульсами высокой выходной мощности, что делает их циклы разряда намного более спорадическими и непредсказуемыми. Таким образом, если телефоны могут быть протестированы с помощью традиционных методов переключения батарей, которые отслеживают профили заряда и разряда при постоянном токе и постоянном напряжении, при тестировании батарей для электроинструментов должна быть принята более динамичная система, которая учитывает множество переменных, которые могут иметь значение, когда тестирование этих видов продукции.

Динамический цикл

Другие технологии также имеют более динамические циклы разряда; аккумуляторы для электромобилей — один из таких примеров. Испытательное оборудование, такое как Arbin , , , должно быть в состоянии проверять нерегулярные циклы зарядки и разрядки. Это позволяет тестировать электроинструменты или аккумуляторы электромобилей в реальных условиях. Оборудование Arbin гарантированно дает точные и реалистичные симуляции, независимо от типа тестируемого продукта. Используя настоящую биполярную схему , , , наши испытательные системы обладают линейностью с нулевым переходом и нулевым временем переключения между зарядкой и разрядкой, что имеет решающее значение для более динамичного и точного тестирования аккумуляторов.

Если посмотреть на то, что будут означать динамические циклы для электромобилей, то в ездовых циклах электромобилей есть мгновенные переходы между ускорением в гору и рекуперативным торможением при спуске; торможение на светофоре, при котором аккумулятор слегка заряжается, до ускорения, когда он становится зеленым, что требует большой мощности.

Точно так же электроинструменты должны работать с постоянной скоростью, как вращение дрели, но затем внезапно иметь возможность продолжать работу, когда сталкивается с сопротивлением — например, когда они вдавливаются в бетон или плотную древесину, чтобы просверлить отверстие.Этот профиль разряда имеет большие, но относительно короткие периоды высокой выходной мощности и все же требует нескольких часов повторяющейся операции этого типа.

Имея более 90 предопределенных мета-переменных и десяток настраиваемых, доступных пользователям, наши системы тестирования могут быть полностью определены и настроены для обеспечения максимально точного моделирования использования батареи. Программное обеспечение «Моделирование» Arbin Функция также обеспечивает интуитивно понятный интерфейс, который позволяет напрямую загружать профиль данных в программу для моделирования без какого-либо дополнительного программирования.

Заключение

Электроинструмент работает так же хорошо, как и аккумулятор, который он держит, поэтому очень важно, чтобы электроинструмент был оснащен аккумуляторами, которые могут обеспечить необходимую производительность в соответствии с той функцией, для которой предназначен инструмент. В Arbin мы не только можем предоставить неизменно точную систему тестирования аккумуляторов, наши системы лучше всего реагируют на моделирование очень динамичных циклов срока службы аккумуляторов, что является ключом к правильному воспроизведению уникальных реальных тестовых профилей мощности. инструменты, электромобили и другие приложения, которым нужен не только постоянный ток.

Оптимизация максимальной удельной плотности энергии литий-ионной батареи с использованием метода поверхности с прогрессивным квадратичным откликом и плана экспериментов

Литий-ионные батареи (LIB) широко используются в качестве перезаряжаемых батарей из-за их высокой теоретической плотности энергии и длительного срока службы. Спрос на LIB большой мощности и большой емкости резко вырос из-за растущего спроса на электромобили и устройства хранения энергии ^1,2,3 .Чтобы удовлетворить эту тенденцию, необходимо повысить плотность энергии LIB. Для этого исследуются и разрабатываются новые электродные материалы. Однако разработка новых электродных материалов требует значительного времени и усилий; поэтому многие исследователи в настоящее время проводят исследования по этому же вопросу.

Таким образом, одним из способов снижения затрат на исследования и разработки является оптимизация конструктивных параметров существующих электродных материалов, таких как пористость и толщина, для увеличения мощности и емкости LIB ^{4,5,6,7,8,9 , 10,11,12,13,14,15} .Крайне важно оптимизировать переменные конструкции для достижения целевой производительности, потому что мощность и емкость имеют компромиссное соотношение. Однако взаимосвязь между конструктивными параметрами и характеристиками литий-ионных батарей очень нелинейна; поэтому их сложно сконструировать экспериментально. Чтобы преодолеть эти трудности, оптимизация с использованием численных моделей, учитывающих электрохимические реакции, является эффективным методом. Недавние исследования были проведены с целью оптимизации переменных конструкции элементов с использованием численных моделей для проектирования батарей большой мощности / большой емкости ⁴ .

Ранее Ньюман провел параметрическое исследование с использованием графика Рагона для максимизации удельной плотности энергии батареи ^{5,6,7,8,9,10,11} . График Рагона — это простой график, который показывает взаимосвязь между удельной энергией и удельной мощностью клетки. Дойл и др. разработал электрохимическую модель для прогнозирования характеристик заряда и разряда батареи с использованием теории пористого электрода и теории концентрированного раствора. Это послужило основой для последующих исследований по оптимизации LIB ⁵ .В ходе параметрического исследования Дойл и Ньюман сравнили удельную плотность энергии ячеек, состоящих из электродов разной толщины, пористости и электролитов, и предложили оптимизированный элемент, используя график Рагона ^6,7,8 . Шринивасан и Ньюман оптимизировали пористость и толщину положительного электрода для различных скоростей C, сохранив при этом соотношение емкостей двух электродов, толщину и пористость сепаратора, а также пористость отрицательного электрода ⁹ .Christensen et al. оптимизировали толщину и пористость отрицательных электродов из титаната лития (LTO) для электромобилей и использовали график Рагона для прогнозирования энергетических характеристик ¹⁰ . Стюарт и др. улучшен график Рагона с учетом импульсных характеристик гибридного электромобиля (HEV) и оптимизировано удельное соотношение мощности к энергии аккумуляторной батареи HEV ¹¹ . Appiah et al. оптимизировали толщину и пористость LiNi _0,6 Co _0,2 Mn _0.2 O ₂ катода посредством параметрического исследования с использованием графика Рагона ¹² . Однако получение оптимальных переменных с использованием графика Рагона и параметрического исследования может быть дорогостоящим в вычислительном отношении; поэтому необходимы исследования с использованием методов численной оптимизации.

Например, Xue et al. отобрали 12 проектных переменных, включая пористость электрода, коэффициент диффузии и различные коэффициенты углерода, и рассчитали градиент с помощью метода комплексной ступенчатой ​​аппроксимации. Затем они оптимизировали удельную плотность энергии, используя методы последовательного квадратичного программирования ¹³ .Golmon et al. разработали многомасштабную модель батареи, которая дополнительно учитывала микромасштаб, использовала сопутствующий анализ чувствительности для расчета градиента и оптимизировала емкость батареи ¹⁴ . Чанхонг Лю и Линь Лю оптимизировали потерю емкости аккумулятора с помощью алгоритма на основе градиента, называемого поиском нескольких начальных точек, и улучшили потерю емкости аккумулятора на 22%. ¹⁵ . Однако оптимизация на основе градиента — сложный процесс, требующий различных этапов вычислений и времени.Кроме того, он чувствителен к числовому шуму, и результаты оптимизации сходятся к локальному оптимуму ¹⁶ .

Чтобы избежать недостатков оптимизации на основе градиента, исследователи изучили множество алгоритмов, не требующих вычисления градиента ^17,18,19 . Среди них метод поверхности с прогрессивным квадратичным откликом (PQRSM) является одним из методов последовательной приближенной оптимизации (SAO), который может быть эффективно применен к нелинейным задачам без градиентных вычислений ²⁰ .Кроме того, PQRSM применяет алгоритм доверительной области, который гарантирует слабую глобальную сходимость и имеет низкую вероятность сходимости по локальному оптимуму ^21,22,23 . Кроме того, в отличие от параметрического исследования с использованием графика Рагона, которое требует сотен симуляций для анализа одной ячейки, PQRSM требует меньше вычислений для получения оптимальных результатов. Для этих преимуществ PQRSM использовался в различных областях техники; однако он никогда не применялся для оптимизации LIB ^24,25 .

В этом исследовании оптимизация максимальной удельной плотности энергии ячейки LIB выполняется с использованием плана экспериментов, PQRSM и электрохимической модели LIB, которая используется для расчета удельной плотности энергии и удельной плотности мощности. Во-первых, был проведен план экспериментов (DOE) для анализа чувствительности восьми факторов конструкции ячейки, включая толщину анода, толщину катода, толщину сепаратора, пористость анода, пористость катода, пористость сепаратора, размер частиц анода и размер частиц катода.Расчетные факторы, чувствительные к удельной плотности энергии и удельной плотности мощности, были выбраны в качестве проектных переменных посредством анализа чувствительности DOE. PQRSM, который гарантирует слабую глобальную сходимость и не требует вычисления градиента, использовался в качестве алгоритма оптимизации для максимизации удельной плотности энергии LIB. После оптимизации различия в удельной плотности энергии и удельной плотности мощности исходной и оптимизированной ячейки сравнивались с помощью разряда постоянного тока.Это подтвердило превосходство оптимизированного результата дизайна.

Сколько стоит проверить плотность батареи. Как проверить плотность батареи в домашних условиях.

Каждому водителю полезно знать, как правильно измерить и проверить плотность электролита в аккумуляторе с помощью ареометра. Этот навык пригодится всем, кто зимой постоянно водит машину. Также проблемы с аккумулятором могут возникнуть в любое время года.Поэтому рекомендуется каждые три месяца проверять работоспособность этой части автомобиля. При работе с аккумулятором помните о наличии там кислот.

Во избежание ожогов стоит производить все работы максимально аккуратно. Не переворачивайте аккумулятор, это может вызвать утечку электролита и повреждение окружающих предметов. Избегайте попадания кислот на кузов автомобиля. Это повредит краску.

На что влияет плотность?

Этот показатель влияет на способность АБ восстанавливать заряд.Определив плотность, можно узнать техническое состояние аккумулятора. Плотность напрямую связана с емкостью аккумулятора. При малой плотности аккумулятор почти не заряжается.

Поэтому измерение этого показателя — основная работа при диагностике АКБ. Эта работа проводится с помощью ареометра. Этот прибор позволяет точно определить состояние электролита.

Ареометр

Это устройство представляет собой продолговатый цилиндр, заушивающийся с одной стороны.На толстый конец надевается резиновая груша. На тонкой резиновой трубке-наконечнике. Внутри поплавок с делениями. Принцип работы прост. И наверняка всем известен по школьному курсу физики. То есть, чем плотнее жидкость, тем большую массу может вытолкнуть тело. В этом случае поплавок имеет определенную массу. Причем, в зависимости от плотности электролита, он будет погружен в жидкость на разную глубину. Связь между плотностью и глубиной погружения установлена ​​экспериментально.В соответствии с этим строится шкала.

На практике, чем выше плотность электролита, тем сильнее он толкает поплавок. Уровень плотности оценивается по шкале. Стоит отметить, что все приборы, продаваемые в автомагазинах, имеют по 2 шкалы. Один предназначен для проверки плотности электролита. Здесь деления указаны в г / дм3. Еще одна шкала используется для проверки антифриза и антифриза. На шкале можно увидеть ° C.

Размер

Перед тем, как измерить плотность электролита, обязательно подготовьтесь к этой работе.Внимательно осмотрите аккумулятор. На нем не должно быть разводов и грязи. Желательно замерить уровень самозарядки. Для этого понадобится мультиметр. После этого один зонд прибора кладут на клемму аккумулятора, другой — на его корпус. Полученный показатель — это уровень самозарядки. В идеале это должно быть около 6B . Температура в помещении должна быть порядка 20 ° С.

Если вы принесли аккумулятор с холода, то нужно подождать, пока он нагреется. Кислота кислая.Поэтому обязательно под рукой должна быть емкость с водой. Чтобы при необходимости можно было смыть попавший на кожу электролит. Также желательно носить специальные очки.

Сама работа выполняется следующим образом:

• Сначала откручиваем заглушки от АКБ. Помните, что банки между собой не сообщаются, поэтому плотность следует проверять в них отдельно;
• Уровень жидкости оценивается визуально. Он не должен быть критически маленьким;
• Жидкость измеряется ареометром.Его следует держать вертикально. Забор делается следующим образом. Груша дает усадку.
• Трубка опускается в банку, и груша отпускается. Таким образом, жидкость втягивается внутрь устройства;
• Визуально оценить состояние электролита. Серый цвет жидкости указывает на рассыпание пластин. Это означает, что банк не работает. Оцените показания ареометра. При этом поплавок должен плавать абсолютно свободно;
• Жидкость наливается обратно и переходит к проверке другой банки.

Если выяснилось, что плотность не соответствует норме, следует попробовать исправить ситуацию. Для этого есть несколько способов.

Повышение плотности

Основным методом повышения плотности электролита можно назвать зарядку аккумулятора. Дело в том, что часто низкая плотность означает низкий заряд аккумулятора. Поэтому в этой ситуации проще всего поставить на зарядку. Лучше всего использовать автоматическое зарядное устройство. Не проверяйте плотность сразу после окончания зарядки.Вам нужно подождать пару часов, чтобы получить наиболее точные результаты.

Если это не помогает, можно попробовать добавить электролит. Но делать это нужно только при очень низкой плотности. После этого обязательно проверьте плотность. Обратите особое внимание на цвет жидкости. Он должен быть прозрачным.

Заключение . Если да, лучше проверить его состояние. Для этого есть специальные приспособления. Не все водители умеют правильно измерить и проверить плотность электролита в аккумуляторном ареометре.Поэтому часто из-за неправильного измерения выкидывают другую исправную батарею, либо наезжают на неисправный элемент.

Серная кислота и дистиллированная вода действуют как электролит в свинцово-кислотных аккумуляторах. Плотность электролита — это соотношение этих двух компонентов, которое измеряется с помощью специального прибора, называемого ареометром.

Плотность — очень важный параметр аккумулятора, и любой автовладелец обязан следить за его уровнем и знать, как при необходимости поднять.Фото onlinetrade.ru

Какая плотность в норме?

В свинцово-кислотных аккумуляторах плотность может зависеть не только от соотношения кислоты и воды, но и от температуры раствора (при высоких температурах плотность будет низкой и наоборот). Автовладелец всегда должен следить за тем, чтобы плотность электролита всегда была в норме. Следует иметь в виду, что эти показатели очень сильно зависят от климатического региона .

• Оптимальная плотность в районах с холодным климатом, где температура может опускаться до минус тридцати градусов и ниже, от 1.От 26 до 1,30 г / см3,
• В зонах с умеренным микроклиматом это значение должно быть около 1,24–1,26 г / см3. В теплой климатической зоне оптимальная плотность 1,22-1,24 г / см3. А там, где зима особенно холодная и температура опускается до пятидесяти градусов, стоит придерживаться значения 1,29–1,31 г / см3.

Аккумулятор обычно заряжается только от восьмидесяти до девяноста процентов от его общей емкости, поэтому плотность в этом случае будет немного меньше, чем если бы аккумулятор был заряжен на 100%.

Это связано с тем, что во время заряда аккумулятор впитывает воду из электролита и плотность увеличивается. Кроме того, происходит разрушение солей серной кислоты, оседающих на пластинах. Для максимально заряженного аккумулятора плотность 1,26-1,28 г / см3. Через некоторое время аккумулятор начинает разряжаться, и значение падает примерно до 1,17 г / см3.

При разряде аккумулятора серная кислота абсорбируется и, в конечном итоге, превращаясь в кристаллы сульфата, со временем покрывает всю поверхность пластин.Как следствие, уменьшается емкость и снижаются электрохимические характеристики аккумулятора. Этот процесс называется сульфатацией, это одна из самых частых причин выхода из строя аккумуляторной батареи.

Сульфатирование начинается при плотности примерно 1,16–1,1,18, поэтому в этой ситуации необходимо сразу зарядить аккумулятор.

Как плотность влияет на производительность аккумулятора?

Плотность батареи при работе подвержена постоянным изменениям. Путем измерения плотности электролита ареометром вместе с измерением напряжения можно определить состояние аккумулятора .

Значительное снижение уровня плотности, скорее всего, свидетельствует о неисправности одной из ячеек или свидетельствует о разрыве цепи или сильном разряде аккумулятора (в этом случае все элементы будут иметь низкую плотность).

Следует отметить, что чем ниже плотность электролита, тем дольше может прослужить батарея. Однако низкое значение часто приводит к сульфатированию пластин. Кроме того, в таких условиях аккумулятор может полностью замерзнуть, и после этого, скорее всего, аккумулятор не восстановится и его придется заменить.

• Повышенный уровень плотности электролита способствует сокращению срока службы аккумулятора. Низкая плотность аккумуляторов может привести к трудностям при запуске силового агрегата.

Если аккумулятор перестает держать заряд, необходимо проверить состояние жидкости внутри него. При исправном аккумуляторе происходит испарение воды, в результате чего электролит становится концентрированным, что также отрицательно сказывается на работе аккумулятора.

Как измерить плотность

Плотность электролита определяется, как правило, с помощью ареометра — измерительного прибора в виде стеклянной колбы с ареометром внутри, резиновой грушей на одном конце и резиновой трубкой на другом. Фото: akbshop.in.ua

Для измерения плотности необходимо сделать следующее:

• Перед тем, как начать делать остановку, нужно надавить на грушу, чтобы выпустить из нее воздух;
• После этого опускаем трубку как можно глубже в электролит;
• Потом медленно собираем из нее содержимое, постепенно открывая грушу, при этом ареометр начнет плавать, не касаясь дна и стенок;
• Устанавливаем прибор в вертикальное положение и смотрим на нижнюю калибровку, которая покажет плотность электролита;
• В конце прижимаем грушу, чтобы жидкость стекала обратно в электролит;
• Проделываем эту процедуру со всеми оставшимися банками.

Также можно измерить плотность вольтметром. К клеммам аккумулятора необходимо подключить автоматический тестер и измерить напряжение. Оно должно быть от двенадцати до двенадцати с половиной вольт. Затем поверните ключ в замке зажигания и наберите 2500 оборотов. Напряжение должно подскочить до четырнадцати вольт, но не превышать четырнадцати с половиной. Если изменений нет, то нужно просто подзарядить аккумулятор.

Большинство выпускаемых сегодня аккумуляторов оснащены специальным датчиком цвета.

Зеленый цвет датчика указывает на то, что аккумулятор полностью заряжен, а желтый цвет указывает на то, что осталось очень мало заряда.

Как увеличить плотность

Для увеличения плотности электролита можно использовать следующие методы:

• Замените электролит на новый;
• зарядить аккумулятор;
• Добавьте серную кислоту;
• Залейте корректирующий электролит.

Перед тем, как начать процесс, необходимо подготовить все, что нам может понадобиться, а именно емкость для разбавления электролита, клизму-грушу, дрель, дистиллированную воду и сам самокорректирующийся электролит.

В самом начале рекомендуется зарядить аккумулятор и проверить его напряжение. Если после набора поворотов ничего не изменилось, нужно оставить аккумулятор заряженным примерно на десять часов. При этом ток должен быть меньше емкости аккумулятора в 10 раз, то есть при емкости шестьдесят ампер / час хватит тока в шесть ампер.

Эта таблица поможет вам выбрать плотность батареи в зависимости от времени года и климата.Фото: prosdo.ru

занимает половину времени автономной работы и заряжает аккумулятор еще два часа. За счет этого выравнивается плотность электролита. Если при работающем блоке питания напряжение становится больше четырнадцати с половиной ватт, залейте аккумулятор водой, а затем подзарядите.

Если это не помогает и заряд аккумулятора продолжает быстро падать, придется работать с электролитом.

Для увеличения плотности батареи самостоятельно необходимо выполнить следующие действия :

• Удалите немного электролита из аккумуляторных банок;
• Добавьте такой же объем корректирующего электролита, если необходимо добавить плотность, или воды, если необходимо уменьшить ее;
• Затем в течение примерно тридцати минут зарядите аккумулятор, чтобы жидкость могла перемешаться;
• После зарядки нужно подождать 1-2 часа, это позволит выровнять плотность всех банок.За это время температура тоже упадет, и все газы будут выходить наружу;
• Далее нужно проверить плотность и, если она не соответствует норме, повторить все действия заново и попробовать еще раз.

Убедитесь, что плотность не превышает 1,35 г / см, иначе кислота «съест» тарелки.

Видеоинструкцию по увеличению плотности электролита можно посмотреть здесь:

Результат

Итак, плотность — очень важный параметр, который влияет на работу батареи и может либо продлить срок службы батареи, либо наоборот сократить.Поэтому владельцу любого транспортного средства рекомендуется регулярно проверять плотность аккумулятора и при необходимости повышать или понижать его уровень.

Аккумулятор в автомобиле используется не только при запуске двигателя, но и на слишком малых оборотах при большом количестве потребителей электроэнергии может не хватать и обеспечивается аккумулятором.

Проверить плотность электролита.

Как проверить плотность батареи-ареометра. Ареометр — это поплавок внутри стеклянного сосуда.Именно этот поплавок показывает плотность. В колбу из канистр набирается электролит. При разной плотности поплавок поднимается на разную высоту.

Кстати, здесь обязательно прочтите, как правильно. Плотность определяется по градуированной шкале на колбе. При проверке плотности обязательно проверяйте уровень электролита.

На заряженном аккумуляторе летом плотность должна быть 1,27, а зимой нужна плотность 1,29. Сама батарея с приходом зимы плотность не поднимется так что придется вам делать!

Проверка ареометром: Отвинтите крышки со всех батарейных блоков.Поочередно соберите электролит из каждой емкости в колбе и посмотрите плотность. Плотность проверьте по таблице. Проверьте плотность на заряженном аккумуляторе!

Тест плотности видео:

Проверка характеристики холодного пуска.

Проверено при температуре -18 °. Суть этой проверки — выяснить, какой максимальный ток может выдать аккумулятор за 30 секунд. В этом случае напряжение после окончания теста не должно опускаться ниже 7,2 вольт.

В маркировке указан ток холодного пуска .Пример обозначения 12В 60Ач 300А (номинальное напряжение, емкость, ток холодного пуска).

Существует несколько стандартов учета, поэтому вам необходимо сравнить эту таблицу:

Стандарты	EN 60095-1 (ряд европейских стран и новый российский ГОСТ 959-2002)	DIN 43539 (Германия) и ГОСТ 959-91 (Россия)	SAE (США)
Ток холодного пуска	280	170	300
	330	200	350
	360	225	400
	420	255	450
	480	280	500
	520	310	550
	540	335	600
	600	365	650
	640	395	700
	680	420	750
	760	450	800
	790	480	850
	860	505	900
	900	535	950
	940	560	1000
	1000	590	1050
	1040	620	1100
	1080	645	1150
	1150	675	1200
	1170	700	1250

Остаточная емкость.

Показывает время в минутах, за которое напряжение падает до 10,5 В при токе разряда 25 А при температуре 25 °. Такую проверку можно провести с помощью специальных разрядников с заданным разрядным током.

Самостоятельно можно проверить: Разрядить аккумулятор (любую нагрузку) до 10,5 вольт. При этом ток разряда должен составлять примерно 1/10 от номинального значения в ампер-часах (например, 65-й разряд переменного тока с током 6,5 ампер). Ток разряда умножается на время разряда и делит результат на номинальную емкость, получая таким образом процент от остаточной емкости.

Каждый автовладелец хочет, чтобы аккумулятор прослужил как можно дольше. И если ресурс необслуживаемых аккумуляторов ограничен производителем, то обслуживаемые источники питания при грамотном обслуживании могут пережить машину. Один из важнейших показателей — плотность электролита. Чтобы контролировать его, нужно знать, как правильно пользоваться ареометром для аккумулятора — прибором, позволяющим измерять степень подкисления раствора в ячейках аккумулятора.

Плотность — это вес серной кислоты, смешанной с водой, по отношению ко всему объему раствора, другими словами, это степень подкисления смеси. Закон гидростатики гласит, что при погружении тела в жидкую среду его вес равен массе перемещаемого объема. На основе этого принципа работает этот простой прибор, позволяющий определять кислотность смеси в г / куб.см с точностью до сотых долей.

Конструктивно ареометр для аккумуляторной батареи представляет собой стеклянный поплавок с измерительной шкалой внутри.Во многих моделях он помещается в прозрачную колбу (пипетку) из стекла или пластика. Это максимально упрощает процедуру приема жидкости. С помощью некоторых типов ареометров можно измерять не только кислотность, но и температуру антифриза. В полной коллекции вся конструкция состоит из следующих частей:

• Ареометр;
• Груша;
• Стеклянная пипетка, в которую помещается прибор;
• Пробка толстая;
• Забор.

Обзор популярных моделей ареометров

Автовладельцы, впервые столкнувшиеся с измерением кислотности, задаются вопросом, что такое ареометры для измерения плотности электролита, и какова их цена. Современные производители предлагают несколько разновидностей этих устройств, которые различаются как по стоимости и внешнему виду, так и по функциональности.

Самыми популярными являются:

• Sparta 549125. Модель, имеющая компактные размеры, прочный стеклянный корпус и невысокую стоимость.
• SKYBEAR 623000. Недорогой китайский аналог, по отзывам хорошая вещь за такие деньги.
• Орион АП-02. Денситометр отечественного электролита (НПП «Орион», Санкт-Петербург). Колба стеклянная, но, по словам владельцев, к ней постоянно цепляется поплавок, что заставляет немного нервничать при измерениях.
• Рефрактометры (ареометры цифровые). Это инструменты для профессионального использования. Может измерять характеристики многих различных жидкостей, из которых автомобилистам будут полезны кислотность электролита и температура антифриза (антифриза).Дорого, но настраивается на дистиллированную воду, что позволяет всегда правильно определять параметры вне зависимости от внешних условий. Вы можете заказать цифровой ареометр из Китая.

Бюджетные плотномеры можно приобрести по цене от 100 до 600 руб. Профессиональные инструменты стоят от 800 руб.

Важно. Выбирая ареометр, обратите внимание на материал корпуса дозатора. Некачественный пластик со временем может помутнеть, что затруднит или даже сделает невозможным работу с инструментом.

Как пользоваться ареометром и что нужно учитывать

Чтобы правильно использовать ареометр для аккумулятора, необходимо соблюдать оптимальные условия его использования. Прибор предназначен для проверки кислотности в диапазоне от 1100 г / см3 до 1300 г / см3. Также некоторые модели могут определять температуру охлаждающей жидкости. Его значения могут варьироваться, как правило, в пределах -20 … + 40 градусов.

Как пользоваться ареометром для аккумулятора, чтобы всегда правильно определять параметры раствора? Следует соблюдать простую последовательность действий.

1. Для начала нужно собрать готовую конструкцию. Это значит поместить поплавок в пипетку, с одной стороны которой надеть грушу, а с другой — зафиксировать пробку наконечником.
2. Выдавив грушу, пипетку нужно погрузить в жидкую среду. Постепенно ослабляя давление, важно добиться такого наполнения сосуда пипетки, чтобы поплавок свободно плавал в вертикальном положении.
3. Правильно считайте значения на шкале в месте контакта с жидкостью.
4. После завершения процедуры важно полностью вымыть всю конструкцию. Это не только продлевает работу прибора, но и помогает избежать ошибок в показаниях при дальнейшем использовании.

Для правильного использования ареометра для аккумулятора и сохранения достоверности результатов необходимо учитывать некоторые важные нюансы:

• Не следует пренебрегать соблюдением техники безопасности. Попадание кислоты на кожу вызовет ожог, а в случае контакта с одеждой сделает ее непригодной для использования в будущем.
• Измерение плотности электролита в аккумуляторе ареометром важно проводить правильно — чтобы поплавок не касался краев емкости (корпуса). В противном случае он может «застрять» и показания будут недостоверными.
• Будьте осторожны при обращении с антифризом. Некоторые производители используют опасный компонент — этиленгликоль, который (в отличие от пропиленгликоля) очень токсичен и может привести к серьезным повреждениям при длительном нанесении на кожу.

Знание того, как правильно пользоваться плотномером электролита, позволит вам самостоятельно проверить уровень кислотности в аккумуляторе. Что в совокупности с его грамотной коррекцией продлит жизнь вашему квадратному другу на долгие годы.

Кратко и понятно о том, как пользоваться ареометром, вы можете посмотреть на видео:

Ухаживая за своей машиной, многие автовладельцы, в том числе женщины, думают об одной и той же проблеме: какой уровень электролита должен быть в автомобильном аккумуляторе? Поскольку уровень электролитического раствора переменный и напрямую влияет на срок службы автомобильного аккумулятора, вопрос действительно серьезный.

Высокий уровень электролита может привести к окислению выходных клемм аккумулятора и повреждению компонентов двигателя при его утечке. Недостаток приводит к высыханию и разрушению внутренних пластин, а затем и к полному выходу из строя самого аккумулятора. Вот почему так важно контролировать уровень и плотность электролитического раствора в аккумуляторе.

Методы проверки уровня электролита в автомобильном аккумуляторе

Начнем с того, что текущий уровень электролита можно распознать самостоятельно, он определяется визуально, при просмотре.Для этого достаточно открутить пробки заливного отверстия и заглянуть внутрь. Если уровень в норме, пластины будут погружены под слой жидкости толщиной от 12 до 15 мм.

Смотрим полезное видео, как проверить уровень электролита в аккумуляторе:

Также на некоторых автомобильных аккумуляторах есть специальная шкала, показывающая допустимый уровень электролита. Он состоит из двух рисков: Min и Max, он находится в их пределах и должен быть текущим уровнем решения. Далее вы просто смотрите на уровень электролита в банках индивидуально и решаете, что делать дальше.

Чтобы не на глаз, а точно измерить этот уровень, используйте специальные полые стеклянные трубки, внутренний диаметр которых составляет от 3 до 5 мм. Отвинтив пробку аккумулятора, трубку опускаем до упора в одну из секций аккумулятора. Перед тем как снять ее, зажать пальцем верхнее отверстие стеклянной трубки, чтобы скопившаяся в ней жидкость оставалась внутри.

Высота столба жидкости, образующегося внутри измерительной трубки, будет соответствовать уровню электролита в батарее.Таким образом, измеряя его, можно узнать текущий уровень жидкости с точностью до миллиметра. Эта процедура проводится для каждого из батарейных блоков индивидуально.

Как изменить уровень жидкости в аккумуляторе?

Поскольку уровень жидкости при работе автомобильного аккумулятора может постоянно снижаться, проверка его состояния должна быть систематической. Испарение воды вызывает повышение концентрации серной кислоты в аккумуляторе. Насколько быстро это произойдет, зависит от нескольких факторов:

• Во-первых, от характера вождения и совокупности условий его эксплуатации;
• Во-вторых, от состояния электросистемы автомобиля.

Если не самое благоприятное сочетание этих обстоятельств (резкие перепады температур, длительные поездки по дороге и т. Д.), Уровень электролитической жидкости может достичь критической массы в течение месяца эксплуатации. А при повреждении корпуса аккумулятора жидкость может вытечь уже через несколько минут после поломки.

Зная, какой уровень электролита должен быть в автомобильном аккумуляторе, можно не только значительно увеличить срок службы самого аккумулятора при постоянном контроле уровня жидкости, но и таким образом выявить неисправности в электрической сети автомобиля. во время.Например, сбой в работе стартера может привести к закипанию электролита в аккумуляторе и снижению его уровня.

class = «eliadunit»>

Таким образом, при поломке электроники автомобиля не поленитесь также проверить уровень электролита в АКБ, чтобы избежать лишних затрат на покупку нового автомобильного аккумулятора.

Что делать при низком или высоком уровне электролита или отклонениях плотности батареи?

Если при осмотре в аккумуляторе наблюдается избыток жидкости, следует «вооружиться» обычным шприцем или шприцем.С помощью этих приспособлений нужно удалить из банки излишки раствора, доведя тем самым уровень до нужного значения.

Помните, что проверку уровня электролита следует проводить после нескольких часов стоянки, так как жидкость имеет свойство расширяться при нагревании, что не повысит точность получаемых данных об уровне раствора.

При обнаружении низкого уровня электролита в аккумуляторной батарее необходимо осторожно долить дистиллированную воду через специальную горловину, температура которой должна быть в пределах 15-25 ° С.

Помните, что добавляя воду, вы, таким образом, снижаете уровень плотности. Чтобы измерить этот показатель, необходимо использовать специально разработанный для этого прибор — ареометр. Это поплавок в емкости с весами и груша для всасывания жидкости.

Измерения производятся путем проверки плотности раствора в каждом из батарейных блоков отдельно. Норма плотности накопительной жидкости находится в пределах от 1,27 до 1,3 г / см³ и в каждой банке должна быть примерно одинаковой.

При повышенной плотности электролит разбавляют дистиллированной водой с помощью шприца или шприца, в противном случае используют специальную автомобильную кислоту для увеличения плотности раствора для хранения. Для обеспечения нормальной плотности электролита необходимо помнить о его уровне, который регулируется после корректировки показателя плотности.

Не забывайте, что плотность следует измерять только на полностью заряженной батарее.

Это все, что мы хотели сказать по этому поводу.Теперь вы знаете, какой уровень электролита должен быть в автомобильном аккумуляторе, и что делать, если есть отклонения по плотности или объему этого раствора. Надеемся, что этот материал был для вас полезным. Удачи на дорогах!

Замечательная плотность новой литиевой батареи обещает огромный запас хода для электромобилей

Для того, чтобы электрические самолеты действительно взлетели, а электромобили могли путешествовать на гораздо большие расстояния между зарядками, нам понадобятся батареи, которые содержат гораздо больше энергии, но не становятся чрезмерно тяжелыми.Группа специалистов в Германии продемонстрировала новую литий-металлическую батарею с плотностью, значительно превышающей значительный эталонный показатель 500 Втч / кг, и способностью сохранять свою производительность в течение сотен циклов.

Сегодняшние литий-ионные батареи прекрасно справляются с задачей поддержания работоспособности современного мира, от электромобилей до смартфонов и портативных компьютеров, но ученые видят большой потенциал, который можно раскрыть с помощью изменений в их архитектуре. Одна из наиболее многообещающих возможностей — замена графита, используемого в электродах батареи, на чистый металлический литий, материал, который может удерживать в 10 раз больше энергии.

По этой причине металлический литий провозглашается некоторыми исследователями аккумуляторов «материалом мечты» и может помочь нам преодолеть ключевое узкое место в хранении энергии, но до сих пор технологии преследовали проблемы со стабильностью. Во многом это связано с побочными реакциями между раствором электролита, который несет ионы лития, и двумя электродами батареи, катодом и анодом.

Среди множества исследовательских групп, работающих над решением этой проблемы, есть группа из Технологического института Карлсруэ и Института Гельмгольца в Ульме (HIU), которые разработали проект, который в значительной степени позволяет обойти эту проблему.Исследователи начали с того, что описывается как слоистый катод с низким содержанием кобальта и никеля (NCM88) и коммерчески доступный органический электролит под названием LP30. В то время как катод достиг высокой плотности энергии, вскоре возникла нестабильность, и емкость аккумулятора уменьшилась по мере того, как батарея была перезагружена.

«В электролите LP30 частицы трескаются на катоде, — объясняет профессор Стефано Пассерини, директор HIU. — Внутри этих трещин электролит реагирует и повреждает структуру. Кроме того, на аноде образуется толстый покрытый мхом слой, содержащий литий.”

Итак, команда заменила электролит LP30 на альтернативный, который позволил значительно повысить производительность. Описанный как нелетучий, трудновоспламеняемый, двуханионный ионный жидкий электролит (ILE), этот ингредиент в значительной степени предотвращает структурные дефекты на катоде и спасает батарею от фатальных электрохимических реакций.

«С помощью ILE структурные модификации катода, богатого никелем, могут быть значительно уменьшены», — говорит д-р Гук-Тэ Ким.

И результаты по праву можно охарактеризовать как «замечательные». Литий-металлический аккумулятор с такой архитектурой имел плотность энергии 560 Втч / кг. Для контекста существуют исследовательские консорциумы, посвященные преодолению порогового значения плотности в 500 Втч / кг для обеспечения электропитания электромобилей следующего поколения, в то время как лучшие в своем классе литий-ионные батареи сегодня имеют плотность энергии от 250 до 300 Втч / кг. .

Ранее в этом году мы сообщали о рекордной литий-металлической батарее с плотностью энергии 350 Втч / кг, которая сохранила 76 процентов своей емкости в течение 600 циклов.Что касается долговечности, новая конструкция литий-металлической батареи также показала себя замечательно, начиная с начальной емкости 214 мАч / г в катодном материале и сохраняя 88 процентов от этой емкости в течение 1000 циклов.

На диаграмме показаны характеристики недавно разработанной литий-металлической батареи по сравнению с более традиционной конструкцией

Фанглин Ву и д-р Маттиас Кюнцель, KIT / HIU

Другая область, в которой новая литий-металлическая батарея оказалась очень эффективной, заключалась в ее кулоновской эффективности, которая связана с тем, насколько эффективно ионы лития переносятся между анодом и катодом.Зарядка 100 ионов лития с последующим возвратом 100 ионов лития после разрядки обеспечит 100-процентный кулоновский КПД, и, по словам Йи Цуй, профессора материаловедения, инженерии и фотоники в Национальной ускорительной лаборатории SLAC, коммерческим батареям требуется КПД не более минимум 99,9 процента, чтобы быть жизнеспособными. Создатели этой новой литий-металлической батареи сообщают, что средняя кулоновская эффективность составляет 99,94 процента.

Предстоит проделать большую работу, чтобы воплотить эти многообещающие результаты на лабораторных элементах в реальный мир, но стабильная батарея с такой высокой плотностью энергии может изменить правила игры, когда дело доходит до электрического транспорта.Например, электрические самолеты сильно ограничены плотностью энергии современных батарей и поэтому могут преодолевать относительно короткие расстояния. Ограниченный диапазон электромобилей можно в некоторой степени решить путем расширения инфраструктуры зарядки, но тип высокого отношения энергии к весу, наблюдаемый в этой батарее, может позволить им преодолевать огромные расстояния и многое сделать для подавления так называемого беспокойства по поводу дальности полета среди потенциальные покупатели.

Исследование опубликовано в журнале Джоуль.

Источник: Технологический институт Карлсруэ

Что отличает хорошую аккумуляторную систему хранения энергии?

Мы говорили о сценариях использования аккумуляторных систем хранения энергии, но какие качества делают одну аккумуляторную систему хранения энергии (BESS) лучше или хуже для данного варианта использования?

Мы составили еще один список!

Если вы делаете инвестиционное обоснование для аккумуляторов энергии, как бы вы оценили различные технические качества, которые могут предложить различные технологии, и как это может повлиять на экономическое обоснование вашего проекта.Gridcognition может помочь.

1. Плотность энергии

Аккумуляторные системы хранения могут хранить много энергии в относительно небольшом пространстве. Плотность энергии — это мера энергии на единицу объема. Иногда это называют «объемной плотностью энергии». Существует множество аккумуляторов различного химического состава с разной плотностью энергии, и даже внутри семейства литий-ионных аккумуляторов объемная плотность может значительно варьироваться. Но в качестве показателя плотность энергии данного литий-ионного аккумулятора может составлять около 500 ватт-часов на литр (Втч / л).Для сравнения: плотность энергии дизельного топлива может составлять около 10 000 Втч / л (или 10 кВтч / л).

2. Удельная энергия

Мы также можем думать о плотности аккумуляторных систем хранения, измеряя энергию на единицу веса, иногда называемую «гравиметрической плотностью энергии». В качестве показателя плотность энергии данной литий-ионной батареи может составлять 250 ватт-часов на килограмм (Втч / кг), а для дизельного топлива — около 12000 Втч / л (или 12 кВтч / л).

3.Стоимость энергии

Аккумуляторные системы хранения имеют стоимость за единицу хранимой энергии, или $ / кВтч.

Когда мы сравниваем меры стоимости или какое-либо из этих качеств, нам необходимо четко понимать рассматриваемую область применения. Смотрим ли мы только на стоимость аккумуляторного блока, который является одним из компонентов интегрированной системы хранения, с долгосрочной целевой ценой в 100 долларов за киловатт-час, или же мы смотрим на спроектированную, установленную и вводимую в эксплуатацию стоимость всей системы хранения, которая может быть во много раз больше, чем это.

4. Стоимость электроэнергии

Аккумуляторные системы хранения также имеют стоимость единицы выходной мощности, или $ / кВт.

Когда мы рассматриваем экономическую эффективность аккумуляторной системы хранения энергии для данного варианта использования, важно понимать, является ли вариант использования ограниченным по энергии (например, арбитраж энергии или смещение нагрузки) или ограниченным по мощности (например, регулировка частоты или напряжения).

5. Выходная мощность

Выходная мощность — это показатель скорости разрядки или зарядки аккумулятора, обычно выражаемый в киловаттах (кВт).

Иногда мы будем видеть выходную мощность, выраженную как отношение к емкости хранения или как продолжительность хранения. Коэффициент зарядки 0,5 будет означать, что аккумулятор может полностью заряжаться или разряжаться за 2 часа, или, другими словами, он может поддерживать свою полную выходную мощность в течение 2 часов. Коэффициент зарядки 1,0 соответствует аккумулятору, который может полностью зарядиться или разрядиться за 1 час.

Это может показаться нелогичным, потому что это означает, что, скажем, батарея на 4 часа будет дешевле, чем батарея на 1 час, при той же емкости накопления энергии (кВтч), потому что это означает, что у нее будет более низкий коэффициент зарядки. или выходная мощность (кВт).

6. Срок службы

Срок службы — это количество раз, которое батарея может разрядить и перезарядить до того, как она упадет ниже некоторого порогового значения полезной емкости из-за ухудшения характеристик.

Разрушение аккумуляторов может быть очень сложным с различными характеристиками деградации для разного химического состава, различных условий окружающей среды и различных применений. На практике это в основном фактор времени (у аккумуляторов может быть « срок годности », даже если они мало используются), пропускной способности (общий объем разряженной и заряженной энергии) и скорости пропускной способности (насколько быстро аккумулятор разряжен и заряжен).

Когда мы планируем проекты аккумуляторов для конкретного приложения, нам необходимо понимать, как наше приложение повлияет на скорость разрушения или работоспособность аккумулятора и как это может быть связано с гарантией поставщика на систему аккумуляторов.

Сценарии использования, такие как «снижение пикового уровня», требуют гораздо меньшей пропускной способности или «циклов», чем варианты использования, такие как арбитраж энергии, когда батарея может преследовать динамическую оптовую цену на энергию. Поэтому при разработке экономико-технической модели для проекта вам необходимо учитывать ценность, которую может принести данный вариант использования, по сравнению с ухудшением состояния батареи, которое он вызовет.

7. КПД в оба конца

Есть потери в процессе зарядки, а затем разрядки аккумуляторной системы. Мы называем отношение потребляемой мощности к мощности, высвобождаемой в течение этого цикла, «КПД в оба конца». Энергия, которая используется для зарядки батареи, имеет стоимость, и поэтому ценность, созданная в ходе цикла зарядки и разрядки, должна быть достаточной для компенсации стоимости потерь энергии (и стоимости замены активов, связанной с ухудшением качества батареи. через цикл).Любое экономико-техническое моделирование и оптимизация проекта аккумуляторной батареи должны учитывать потери, связанные с эффективностью приема-передачи.

8. Безопасность

Различные технологии аккумуляторов могут иметь разные характеристики безопасности, которые могут лучше подходить для различных применений, но это часто приводит к компромиссу с другими качествами аккумуляторов. У некоторых литий-ионных аккумуляторов может наблюдаться явление, известное как тепловой разгон, которое может привести к пожару, о чем всем было известно владельцам телефонов Samsung Galaxy 7.Батарея с более низкой плотностью энергии может иметь лучший профиль безопасности и поэтому подходит, например, для установки внутри дома, но в результате может быть более громоздкой и более дорогой.

9. Диапазон температур

Рабочие характеристики батарей, включая их безопасность, могут быть очень чувствительны к температуре. Для некоторых приложений может потребоваться компромисс качества, чтобы приспособиться к различным условиям окружающей среды.

10.Шум

Большинство аккумуляторных систем имеют активные системы охлаждения, которые могут быть шумными. Если вы устанавливаете аккумулятор в офисе или школе или рядом с ними, шум может быть существенной проблемой, которую следует учитывать.

Бонус: эстетика! 💁🏼

Хотя батареи обычно устанавливаются для выполнения определенной функциональной работы по определенной цене, я уверен, что красивый промышленный дизайн Tesla Powerwall стал одним из факторов, почему его выбрали для некоторых приложений.

Что такое аккумулятор с высокой плотностью энергии?

Плотность энергии батарей может отображаться двумя разными способами: гравиметрическая плотность энергии и объемная энергия плотность.

Гравиметрическая плотность энергии — это мера того, сколько энергии содержит батарея по отношению к ее весу. Это измерение обычно выражается в ватт-часах на килограмм ( Вт-час / кг). С другой стороны, объемная плотность энергии сравнивается с ее объемом и обычно выражается в ватт-часах на литр ( Вт-час / л ). Обычно мы называем плотность энергии батареи гравиметрической (весовой) плотностью энергии, а ватт-час — это мера электрической энергии, эквивалентная одному часу, одному ватту потребления.

Напротив, плотность мощности батареи является мерой того, насколько быстро может быть доставлена ​​энергия, а не сколько доступно накопленной энергии. Плотность энергии часто путают с плотностью мощности, поэтому важно понимать разницу между ними.

Формула расчета

Плотность энергии батареи можно просто рассчитать по следующей формуле: Номинальное напряжение батареи (В) x номинальная емкость батареи (Ач) / вес батареи (кг) = удельная энергия или удельная энергия (Втч / кг).

Плотность энергии LiCo и LiFePO4 аккумуляторов

Вообще говоря, батареи LiCo имеют удельную энергию 150-270 Втч / кг . Их катод состоит из оксида кобальта и типичного углеродного анода со слоистой структурой, которая перемещает ионы лития от анода к катоду и обратно. Эта батарея популярна благодаря своей высокой плотности энергии и обычно используется в потребительских товарах, таких как сотовые телефоны и ноутбуки.

Аккумуляторы

LiFe , напротив, имеют плотность энергии 100-120 Втч / кг .Хотя это меньше, чем у LiCo батарей, он все же считается более высоким в категории аккумуляторных батарей. В LiFe-батареях используется фосфат железа для катода и графитовый электрод в сочетании с металлической основой для анода. Они идеально подходят для тяжелого оборудования и промышленного применения, поскольку лучше выдерживают высокие и низкие температуры.

Заключение

Что касается одноэлементной батареи, положительные и отрицательные материалы и процесс производства батареи будут влиять на плотность энергии, поэтому необходимо разработать более разумные материалы и лучшую технологию производства, чтобы получить более эффективную батарею.

Характеристики аккумулятора

предыдущаяследующая

При выборе батареи необходимо учитывать следующие характеристики батареи:

1) Тип

См. Страницу первичных и вторичных батарей.

2) Напряжение

Теоретическое стандартное напряжение ячейки может быть определено из электрохимического ряда с использованием значений E ^или :

E ^o (катодный) — E ^o (анодный) = E ^o (элемент)

Это стандартное теоретическое напряжение. Теоретическое напряжение ячейки модифицируется уравнением Нернста, которое учитывает нестандартное состояние реагирующего компонента. Потенциал Нернста будет меняться со временем либо из-за использования, либо из-за саморазряда, посредством которого изменяется активность (или концентрация) электроактивного компонента в ячейке.Таким образом, номинальное напряжение определяется химией ячейки в любой момент времени.

Фактическое создаваемое напряжение всегда будет ниже теоретического напряжения из-за поляризации и потерь сопротивления (падения IR) батареи и зависит от тока нагрузки и внутреннего импеданса элемента. Эти факторы зависят от кинетики электрода и, таким образом, зависят от температуры, состояния заряда и возраста элемента. Фактическое напряжение, появляющееся на клеммах, должно быть достаточным для предполагаемого применения.

Типичные значения напряжения находятся в диапазоне от 1,2 В для никель-кадмиевых аккумуляторов до 3,7 В для литий-ионных аккумуляторов.

На следующем графике показана разница между теоретическим и фактическим напряжениями для различных аккумуляторных систем:

3) Кривая нагнетания

Кривая разряда представляет собой график зависимости напряжения от разряженной емкости в процентах. Желательна плоская кривая разряда, поскольку это означает, что напряжение остается постоянным по мере разряда батареи.

4) Вместимость

Теоретическая емкость батареи — это количество электричества, участвующего в электрохимической реакции. Обозначается Q и определяется как:

.

$$ Q = xnF $$

, где x = количество молей реакции, n = количество электронов, перенесенных на моль реакции, и F = постоянная Фарадея

Вместимость обычно выражается в массе, а не в количестве молей:

\ [Q = {{nF} \ over {{M_r}}} \]

, где M _r = молекулярная масса.Это дает емкость в ампер-часах на грамм (Ач / г).

На практике полная емкость аккумулятора никогда не может быть реализована, поскольку значительный вес составляют нереактивные компоненты, такие как связующие и проводящие частицы, сепараторы и электролиты, токосъемники и подложки, а также упаковка. Типичные значения варьируются от 0,26 Ач / г для Pb до 26,59 Ач / г для H ₂ .

5) Плотность энергии

Плотность энергии — это энергия, которая может быть получена из единицы объема веса клетки.

6) Удельная энергия

Удельная плотность энергии — это энергия, которая может быть получена на единицу веса ячейки (или иногда на единицу веса активного электродного материала). Это произведение удельной емкости и рабочего напряжения за один полный цикл разряда. Как ток, так и напряжение могут изменяться в течение цикла разряда, и, таким образом, полученная удельная энергия рассчитывается путем интегрирования произведения тока и напряжения во времени.Время разряда связано с максимальным и минимальным порогом напряжения и зависит от состояния доступности активных материалов и / или предотвращения необратимого состояния аккумуляторной батареи.

7) Удельная мощность

Плотность мощности — это мощность, которая может быть получена на единицу веса элемента (Вт / кг).

8) Температурная зависимость

Скорость реакции в ячейке будет зависеть от температуры в соответствии с теориями кинетики.Внутреннее сопротивление также зависит от температуры; низкие температуры дают более высокое внутреннее сопротивление. При очень низких температурах электролит может замерзнуть, что приведет к снижению напряжения, поскольку движение ионов затруднено. При очень высоких температурах химические вещества могут разлагаться, или может быть достаточно энергии, чтобы активировать нежелательные обратимые реакции, снижая емкость.
Скорость уменьшения напряжения с увеличением разряда также будет выше при более низких температурах, как и емкость — это показано на следующем графике:

9) Срок службы

Срок службы аккумуляторной батареи определяется как количество циклов зарядки / перезарядки, которое может выполнить аккумуляторная батарея, прежде чем ее емкость упадет до 80% от первоначальной.Обычно это от 500 до 1200 циклов.

Срок годности батареи — это время, в течение которого батарею можно хранить в неактивном состоянии до того, как ее емкость упадет до 80%. Уменьшение емкости со временем вызвано истощением активных материалов из-за нежелательных реакций внутри ячейки.

Батареи также могут быть подвержены преждевременной смерти:

• Чрезмерный заряд
  
• Перегрузка
  
• Короткое замыкание
  
• Потребляет больше тока, чем предусмотрено для производства
  
• Воздействие экстремальных температур
  
• Подвержены физическим ударам или вибрации
  

Задержка напряжения

Смерть батареи из-за старения

10) Физические требования

Это включает в себя геометрию ячейки, ее размер, вес и форму, а также расположение клемм.

11) Цикл зарядки / разрядки

Есть много аспектов цикла, которые требуют рассмотрения, например:

• Напряжение, необходимое для зарядки
  
• Время, необходимое для зарядки
  
• Наличие источника заряда
  
• Потенциальная угроза безопасности при зарядке / разрядке

12) Срок службы

Срок службы аккумуляторной батареи — это количество циклов разрядки / зарядки, которое она может пройти, прежде чем ее емкость упадет до 80%.

13) Стоимость

Сюда входит начальная стоимость самой батареи, а также стоимость зарядки и обслуживания батареи.

14) Возможность глубокого разряда

Существует логарифмическая зависимость между глубиной разряда и сроком службы батареи, таким образом, срок службы батареи может быть значительно увеличен, если она не разряжена полностью; Например, батарея мобильного телефона прослужит в 5-6 раз дольше, если перед подзарядкой она разрядится только на 80%.

Для приложений, где это может быть необходимо, доступны специальные аккумуляторы глубокого разряда.

Никель-кадмиевые батареи

15) Требования к приложению

Батареи должно хватить для предполагаемого применения. Это означает, что он должен иметь возможность производить правильный ток с правильным напряжением. Он должен иметь достаточную емкость, энергию и мощность. Он также не должен слишком сильно превышать требования приложения, поскольку это может привести к ненужным расходам; он должен обеспечивать достаточную производительность при минимально возможной цене.