Замена электролита аккумулятора — стоит ли доливать электролит и как это сделать?

Свинцовые автомобильные аккумуляторы накапливают энергию до тех пор, пока идет химическая реакция между электролитом и токопроводящими пластинами. При изменении плотности электролита, этот процесс нарушается. Неважно, по какой причине испортился электролит, аккумулятор не работает. Требуется замена электролита, корректировка плотности или приобретение новой АКБ. В случае если электролит приобрел черный цвет, в нем взвесь угля и окалины – аккумулятор придется менять.

Полная замена электролита в аккумуляторе

Электролит представляет смесь серной кислоты с водой в определенной пропорции. О концентрации раствора узнают по плотности, измеряемой ареометром. Показатель основной, даже сотые доли влияют на способность электролита работать на накопление энергии.

Признаки негодного электролита:

• Измерение плотности на заряженном аккумуляторе ареометром. Значение должно быть 1,25 -1,27 г/см3.
• Мутный электролит – свидетельство того что внутри идут паразитные процессы сульфатирования.
• Электролит перемерзал, но герметичность корпуса не нарушена.
• Раствор черный или темно-коричневый со взвесью угля и окалины.

Замена электролита в аккумуляторной батарее будет эффективна, когда полости банок обследованы, промыты, удален сульфатный осадок. Если разрушены пластины, осыпалось активное вещество – аккумулятор не ремонтопригоден.

В домашних условиях полная замена электролита в аккумуляторе автомобиля происходит в последовательности:

• Подготовить эмалированную или стеклянную посуду для слива электролита, средства личной защиты, место для работы, лучше, на открытом воздухе.
• Аккумулятор извлечь, из автомобиля, снять пробки или просверлить отверстия в необслуживаемом АКБ, слить жидкость в подготовленную тару, пользуясь грушей или шприцом.
• Аккумулятор промывается дистиллированной водой многократно, пока не удалится осадок.
  Возможно, придется удалять сульфат свинца, если есть осадок на пластинах. Нужно убедиться что активная замазка не осыпалась, угольная решетка цела.
• Медленно, с перерывами залить электролит нужной плотности в каждую банку выше пластин на 5-7 мм. Подождать 2-3 часа для выхода пузырьков, замерить плотность электролита, довести до нормы
• Зарядку аккумулятора после замены электролита вести малым током 0,1 А, не допуская закипания. После набора половины емкости, зарядка ведется циклично.
• Произвести герметизацию банок.

Сколько времени заряжать аккумулятор? Заряжать аккумулятор после замены электролита нужно бережно, как после глубокой разрядки. Операция замены электролита своими руками в автомобильном аккумуляторе считается законченной, если он полностью принимает ток длительное время. Зарядка ведется осторожно, кипение в банках недопустимо.

Предлагаем посмотреть видео по правильной замене электролита в автомобильном аккумуляторе.

Почему нельзя доливать электролит в аккумулятор

Вы замерили уровень в банках аккумулятора, он ниже нормы? Это значит, что часть воды испарилась. Если это обслуживаемый аккумулятор, нужно замерить уровень в каждой банке и долить электролит до нормы водой. В необслуживаемом АКБ сквозь стенки видно зеркало залива.

Упал уровень, значит в растворе мало воды и высокая плотность. Добавленный электролит повысит уровень, но плотность раствора останется высокой. Это пагубно для пластин АКБ, сокращается срок службы батареи. Поэтому следует электролит доводить до уровня, доливая дистиллированную воду.

Посмотрите видео о правилах замены электролита.

В каких случаях доливать электролит в аккумулятор?

Электролит в аккумулятор доливают, когда снижается емкость. При этом замеры ареометром содержимого каждой банки показывают снижение плотности. Возможно, в АКБ произошла сульфатация, связанный кислотный остаток в PbSO4 не участвует в реакции.

Если электролит, извлеченный из банок прозрачный, светлый, его можно использовать вторично, добавив корректирующий раствор, плотностью 1,4 г/см3. После снятия осадка на пластинах, батарея заливается прежним электролитом, но он низкой концентрации. Можно ли довести раствор до нужной плотности, доливая электролит? Какой состав взять, и сколько нужно долить в аккумулятор корректирующего раствора?

По технологии нужно заменить порцию слабого состава крепким. Долить и изъять электролит из банок раствор можно, воспользовавшись грушей и мерным цилиндром. Как поменять растворы, в какой пропорции видно из таблицы.

При этом следует использовать только электролит для корректировки. После операции замены, в течение получаса ведется подзарядка, чтобы жидкости смешались. Через два часа после отключения ЗУ проверяется плотность, если нужно, корректировка повторяется.

Предлагаем ознакомиться на видео, как долить электролит в аккумулятор.

Что доливать в аккумулятор, воду или электролит

При соблюдении условий эксплуатации, необслуживаемые аккумуляторы не требуют контроля плотности и уровня электролита. Обслуживаемые АКБ имеют специальные пробки – доступ к каждой банке. В них регулярно проверяются показатель качества и уровня электролита. Запас энергии батареи определяется по самому слабому элементу. Поэтому необходимо поддерживать плотность электролита во всех банках равной.

Плотность в банке может снизиться, если началась сульфатация. Тогда добавка электролита не поможет. Сильное сопротивление забитых пластин не пропускает заряд, добавленная кислота увеличит отложения. В этом случае заряд восстановит сульфатирование. Вот почему нельзя в  АКБ с налетом сульфата свинца доливать электролит.

Доливать ли воду в аккумулятор? Если уровень электролита в банках низок, это указывает на интенсивное кипение батареи во время работы. Испаряется в основном водород. С оголенных пластин может осыпаться активная замазка, произойдет сульфатирование, коррозия. Поэтому подлить дистиллированную воду необходимо, но после этого аккумулятор нужно ставить на зарядку по полному циклу.

В период восстановления емкости частично разрушаются кристаллы свинца, происходит разбавление плотного раствора, происходит восстановление активности электролита. Доливают электролит или воду в АКБ в отверстия, прикрытые пробками, малой струей через воронку. Зарядку начинают не сразу, чтобы вышел воздух, смешались составы.

Контроль плотности следует произвести через полчаса после отключения ЗУ. При отклонениях плотности выполнить корректировку.

Когда доливать в электролит, а когда воду

Вопрос, чем долить, если мало электролита в банках аккумулятора требует особого освещения. Такие жидкости, как электролит или дистиллированная вода, нужно заливать в аккумулятор правильно. Корпус и воронка должны быть чистыми, заливаемая жидкость прозрачная, без взвеси. Долить электролит водой можно, используя медицинский шприц без иглы, если корректировка требуется незначительная.

В каких случаях можно доливать воду в электролит аккумулятора? Если в одной или нескольких банках уровень электролита в АКБ низкий. Это происходит из-за кипения банок в условиях повышенной температуры или глубокого разряда. Добавлением дистиллированной воды восполняются потери объема, уменьшается плотность электролита, предотвращается скорый износ батареи.

Нужно ли заряжать аккумулятор после добавления воды, или замены электролита? Любое изменение внутреннего баланса требует выравнивания и стабилизации. После изменения концентрации жидкости необходимо провести полный цикл зарядки, убедиться, что аккумулятор не потерял емкость, стабильно напряжение на клеммах, обеспечивает пусковой ток.

Можно ли долить электролит в аккумулятор, если случайно его выплеснули? Как это случилось? Возможно, перевернули прибор. Это один из немногих случаев, когда вытекший электролит заменяют точно таким же и даже температуру подгоняют. Но все равно потребуется подзарядка и проверка плотности.

Посмотрите видео, как правильно долить электролит в аккумулятор. Вода или электролит, что доливать?

Как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор

Все намного сложнее, если потребовалось долить воду в электролит необслуживаемого аккумулятора автомобиля. Сквозь полупрозрачные стенки можно увидеть, сколько электролита в банках. Но как проникнуть в корпус необслуживаемого аккумулятора?

Есть модели, проникнуть внутрь в которых можно отрезав болгаркой верхнюю крышку. Но такие действия нужны, если нужно удалить накипь и промыть осевший внизу шлам. Для того чтобы долить жидкость до нужного уровня сверлят отверстие в корпусе. Позже его заклеивают эпоксидным клеем.

Полностью необслуживаемый аккумулятор требует бережного обращения, боится глубоких разрядов и нестабильной работы бортовой АКБ. Заявленные 5-7 лет он выдерживает только в идеальных условиях.

Как разобрать необслуживаемый аккумулятор чтобы долить электролит

В современных АКБ, таких как VARTA, под декоративной наклейкой можно увидеть 6 пластинок, плотно утопленных в корпус. Если подковырнуть кружок шилом, можно под ним обнаружить пробку резиновую. Тогда появится возможность отобрать пробу электролита, провести замер плотности, откорректировать состав. Если нет пробки – в каждой банке колется отверстие тонким шилом, а вода запускается из шприца, каплями.

Но если обнаружено, что в банках на пластинах белесые полосы – это сульфатация. Чтобы очистить полости, убрать осадок внизу, потребуется вскрыть крышку распиливанием.

Посмотрите видео, как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор.

Долить электролит в гелевый аккумулятор

Необслуживаемый гелевый аккумулятор представляет тот же свинцовый аккумулятор, но электролит загустили, он находится в виде геля. С годами вследствие электрохимических паразитных реакций получается водород, выходящий из резинового вентиляционного клапана. Гель обезвоживается и уже неплотно прилегает к пластинам. Емкость АКБ уменьшается.

Долить воду в банки аккумулятора просто. Нужно снять наклейку на корпусе, снять колпачки-клапаны и закапать в каждую банку по 1,2 мл воды. Вода должна впитаться в желеобразную массу. Нужно время. Через полчаса, если вода выше поверхности пластин батареи – извлеките ее фильтром или шприцом.

Дистиллированную воду или электролит: что доливать в аккумулятор

Правильный уровень электролитической жидкости во много определяет срок службы аккумулятора. Но следить нужно и за уровнем, и за плотностью раствора серной кислоты. В статье мы ответим на вопрос, что заливать,  как отличить дистиллированную воду от обычной, чтобы своими действиями не сократить ресурс АКБ.

Почему АКБ нуждается в обслуживании?

Электролит — смесь серной кислоты и дистиллированной воды, которая вступает в химическую реакцию с активной массой отрицательных и положительных пластин. При разряде свинцово-кислотного аккумулятора из электролитической жидкости расходуется серная кислота и вода, в результате чего снижается плотность электролита. При обратном процессе, когда аккумулятор заряжается, количество свинца на электродах может снизиться настолько, что внутри батареи начинает преобладать процесс электролиза воды. Описанное выше «кипение» возникает при перезаряде аккумулятора, а результатом выделения газообразного водорода и кислорода становится повышение плотности электролита.

Перезаряд опасен не только выкипанием воды, но и взрывом образующихся внутри корпуса аккумулятора газов. Поэтому нужно следить за исправностью системы зарядки автомобиля. В случае заряда от внешнего устройства следует приоткрутить сервисные пробки и правильно выставлять ток зарядки.

Подготовленный материал главным образом относится к малосурмянистым свинцово-кислотным аккумуляторам (Sb/Sb). АКБ такого типа из-за невысокой стоимости получили наибольшее распространение, но владельцам стоит помнить о недостатках: высокий саморазряд и снижение плотности вследствие вскипания воды. Некоторые кальциевые аккумуляторные батареи (Ca/Ca) также нуждаются в плановом обслуживании, что обязательно указывает производитель в инструкции по эксплуатации.

В каких случаях следует долить электролит?

1. Линейный перезаряд. Причина в неисправной системе зарядки автомобиля, вследствие чего происходит вскипание электролитической жидкости. Проверить систему зарядки можно мультиметром. Уровень заряда на холостом ходу и при перегазовках не должен превышать 14,8 В. Если вы заметили на корпусе потеки и окисление на металлических поверхностях вблизи батареи, после устранения причины неисправности обязательно проверьте уровень и плотность электролитической жидкости. Продолжительная эксплуатация АКБ при перезаряде опасна оголением пластин, вследствие чего они нагреваются и теряют активную массу, происходит реакция сульфатации. На внутренней части пробок при этом можно увидеть темный налет. Лучше не пытаться оживить батарею доливкой электролита, а заменить аккумулятор.
2. Течь электролита из одной из банок вследствие повреждения корпуса. Трещины, сколы чаще всего возникают из-за механических повреждений или замерзания воды внутри корпуса в сильный мороз. Если степень повреждений незначительная, корпус можно отремонтировать. В таком случае следует правильно определить соотношение электролита и дистиллированной воды в аккумуляторе. Если аккумулятор был поврежден до использования, надо залить электролит с такой же плотностью, которая осталась в поврежденной банке. Если АКБ использовался в поврежденном состоянии, долейте и электролит, и воду, сравняв плотность поврежденной и соседней секций.
3. Потеря электролита вследствие переворота или опрокидывания батареи.
4. Ввод в эксплуатацию сухозаряженных аккумуляторов. Данная технология производства сохранила свою актуальность только для мотоциклов. Все автомобильные аккумуляторные батареи поставляются в готовом к использованию состоянии.

Измеряем плотность и уровень электролита

Чтобы понять, вашему аккумулятору нужна вода или электролит, важно правильно определить уровень жидкости и плотность внутри каждой банки. Уровень электролита не должен опускаться ниже верхней границы пластин. Для его визуальной проверки достаточно открутить сервисные пробки.

Шаг второй – измерение плотности. На полностью заряженном аккумуляторе плотность электролитической жидкости с температурой +20 °С должна составлять 1,27-1,29. Измерения проводятся специальным прибором – ареометром. Плотность зависит от температуры электролитической жидкости, поэтому при самостоятельной проверке в условиях, разнящихся с эталонными, следует пользоваться корректирующей таблицей. Суть диагностики в том, чтобы набрать небольшое количество электролита из каждой банки, после чего оценить плотность по шкале на поплавке.

При продолжительном простое в разряженном состоянии аккумулятор следует заряжать малым током (5-7% от емкости). Большой ток зарядки приведет к реакции сульфатации. Даже при полной зарядке АКБ больше не будет соответствовать своим пусковым и емкостным характеристикам.

При сульфатации даже в заряженном состоянии плотность может не подняться выше 1,20. Такие изменения часто вводят автовладельцев в заблуждение, заставляя доливать корректирующий электролит, что неправильно. Сначала нужно провести детацию пластин. Определить можно по белому налету на пластинах.

Если реакция детации отсутствует, то показатель ниже 1,27 говорит о необходимости заливки корректирующего электролита. И наоборот, если плотность выше, следует долить в аккумулятор воды.

Выбор дистиллята

Если заправить аккумулятор обычной водой (в том числе и собранной дождевой), активная масса пластин очень быстро придет в негодность. Чтобы продлить срок эксплуатации аккумулятора, используйте только качественную дистиллированную воду. Для проверки качества учитывайте простейшие характеристики дистиллята:

• электропроводность. Дистиллированная вода, в отличие от обычной, не проводит электрический ток. Проверить воду можно путем измерения сопротивления с помощью мультиметра – у дистиллята оно будет равно бесконечности;
• отсутствие следов после вскипания. Для теста капните воду на чистый лист А4 либо нагрейте ее на стеклянной поверхности/кусочке фольги. После испарения дистиллята на поверхности не должно остаться ореолов и пятен.

Видео:КАК ДОЛИВАТЬ ЭЛЕКТРОЛИТ ИЛИ ВОДУ В АККУМУЛЯТОР | ЧТО ДЕЛАТЬ НЕЛЬЗЯ

Соотношение электролита к воде

Чтобы получить 1 литр электролитической жидкости плотностью 1,27-1,28, следует смешать 0,772 л корректирующего электролита и 0,295 л дистиллированной воды. При нормальной эксплуатации испаряется только вода, поэтому доливать электролит вместо дистиллята нельзя. Чтобы не ошибиться с плотностью, обслуживание проводят только после полной зарядки аккумулятора.

Перелив воды, при котором плотность опускается на уровень 1,26, считается некритичным. При снижении этой границы уже необходимо откачать часть жидкости, довести плотность до заводской, долив корректирующий электролит.

Меры предосторожности

Все действия с раствором серной кислоты и воды проводят в плотных резиновых перчатках. Не допускайте попадания электролита на оголенные участки кожи и слизистые оболочки. Помните о том, что раствор крайне агрессивен и к лакокрасочному покрытию автомобиля. При попадании на ЛКП обязательно промойте участки очистителем и большим количеством воды.

Как и что доливать в аккумулятор: воду или электролит?

Автомобильный аккумулятор – мощный накопитель электрической энергии и его роль в авто незаменима. Только регулярный контроль за всеми составляющими и деталями аккумулятора обеспечит его нормальное функционирование. Название одной из характеристик, обеспечивающих работу АКБ – плотность. Некоторые водители не знают, что это такое и как ее можно проверить, а при необходимости – увеличить.

Что такое электролит

Для поддержания эффективной работы АКБ используется электролит. По сути, он представляет собой раствор дистиллированной воды и соляной кислоты. Никакие сторонние примеси здесь использоваться не должны, так как это изменит его плотность.

Чтобы аккумулятор правильно функционировал, не менее важно поддерживать в нем уровень электролита. Если он будет ниже установленной нормы, это приведет к некорректному функционированию вспомогательного источника электроэнергии автомобиля и владелец не сможет корректно завести машину: мощность батареи постепенно снизится, а внутренние пластины высохнут.

Однако чрезмерно высокий уровень электролита в системе так же недопустим. В этом случае батарея станет разряжаться и это приведет к поломке данного механизма. Уровень электролита в АКБ должен быть стабильным, только в этом случае будет обеспечена нормальная работа автомобиля.

Когда необходимо заправлять аккумулятор

По мнению многих специалистов, АКБ не подлежит техобслуживанию. Поэтому вопрос автовладельцев, что доливать в аккумулятор, мастера считают неактуальным. Однако это только если он эксплуатируется в нормальных условиях.

Данный вопрос обязательно должен учитываться, если автовладелец отправляется путешествовать на своей машине на дальние расстояния. В состав электролита входит дистилированная вода, соответственно в процессе работы аккумулятора она испаряется и в случае неисправности реле-регулятора жидкость может начать переходить в парообразное состояние.

К основным моментам неисправности устройства относятся:

• Появление пара из заливных отверстий.
• Перегрев аккумулятора в процессе работы автомобиля.
• Появление электролита на корпусе АКБ.

Помимо этого, необходимо учитывать тип батареи. АКБ бывают обслуживаемыми и необслуживаемыми.

В первом случае (когда АКБ обслуживаемые) процесс испарения будет больше, соответственно актуален вопрос о доливании в аккумулятор электролита или воды. В необслуживаемых АКБ жидкость герметично закрыта, поэтому в процессе эксплуатации она поднимается вверх, но только до предельно-допустимого уровня, не выходя за границы корпуса, после чего – опускается вниз и выпадает в осадок. В необслуживаемых аккумуляторах замкнутый цикл, поэтому они не требуют проверки раствора.

Способы проверки уровня электролита

Первый способ проверки – визуальный. Если все в порядке, корпус устройства и батареи прозрачный. Здесь указаны различные отметки, указывающие на реальный уровень жидкости в устройстве, поэтому визуально отследить количество электролита не составит труда.

Однако не все модели обслуживаемых АКБ имеют прозрачный корпус. Если он выполнен из материала, который не просвечивается, можно воспользоваться прозрачной трубкой, диаметром 5 мм.

Чтобы провести проверку следует:

• Открутить крышку АКБ.
• Отпустить трубку до упора и пальцем зажать внешнее отверстие.
• Извлечь трубку.

Если уровень электролита в норме, он будет соответствовать уровню столба в трубке.

Что делать при несоответствии уровня электролита

Прежде чем доливать электролит в аккумулятор, автовладелец должен знать, какой должен быть его уровень. Так, высота раствора в трубке должен находиться в пределах 15 мм. В случае, если эта норма несколько превышена, рекомендуется убрать лишнее содержимое шприцем или резиновой грушей.

Проверка плотности электролита

Проверить уровень плотности электролита – задача не сложная. Для ее выполнения следует обзавестись специальным прибором. Одни специалисты советуют для этих целей денсиметр, другие – ареометр.

Прежде чем проверить плотность в АКБ, нужно подготовить ареометр, а также соблюсти еще одно важное условие – данная процедура должна проводиться в помещении, где температура воздуха не ниже +20°С.

Действия необходимо проводить, соблюдая последовательность:

• Открутить все пробки на АКБ.
• Опустить ареометр в отверстие, далее, использовать грушу.
• Втянуть часть электролита так, чтобы поплавок плавал на поверхности (спустя короткое время на мениске прибора отобразятся показания).

Такие действия нужно произвести в каждой банке, при этом в каждой из них должны быть приблизительно одинаковые показания. В норме, допускается незначительное расхождение до 0,01 г/см³.

Уровень электролита в каждой банке должен быть правильным, это значит, что жидкость должна покрывать свинцовые пластины не больше чем на 1-2 см. Если ее уровень меньше, нужно произвести долив дистиллированной воды, однако только при условии, если позволит плотность электролита.

Если требуется доливка электролита, старую жидкость необходимо вытянуть грушей или шприцом. Далее в отверстие заливается новый электролит, а в случае необходимости – разбавляется водой. После доливки электролита или дистиллированной воды необходимо измерять уровень плотности.

Как меняются свойства электролита в аккумуляторе

Чтобы иметь общее представление о том, что лучше долить в АКБ, стоит разобраться в процессах, происходящих внутри батареи в процессе цикла зарядки и/или разрядки. Не имея представления об этом, можно легко допустить ошибку, которая повлечет за собой изменение плотности жидкости и как результат, выход АКБ из строя.

Электролит аккумуляторов на 35 % состоит из серной кислоты и на 65 % из дистиллированной воды. При таком соотношении достигаются значения 1,26-1,28 г/см³, что оптимально для выдачи необходимого напряжения.

Во время зарядки АКБ температура жидкости значительно повышается, что способствует возникновению электролиза, который характеризуется выделением гремучего газа и частичным испарением воды. В результате такого процесса повышается плотность электролита, значительно изменяется концентрация соляной кислоты, что приводит к снижению емкости аккумулятора.

В аккумуляторах корпус достаточно герметичный, что позволяет испаряющейся воде собираться на верхней части банки в виде конденсата, после чего – стекать обратно в отсек. В этом случае характеристика электролита не меняется и АКБ может прослужить не один год. Если же герметичность все-таки была нарушена, то снижение уровня дистиллята не избежать.

Электролитический раствор имеет еще одну особенность – сульфатацию. Для этого процесса характерно оседание солей соляной кислоты на пластинах банки. Данная ситуация возникает, когда транспортное средство несколько месяцев не эксплуатировалось или при зарядке сила подачи тока была больше, чем регламентировано производителем. Данный процесс приводит к значительному уменьшению концентрации кислоты и как результат – снижению емкости батареи выходу ее из строя.

Чтобы продлить срок службы АКБ необходимо его регулярно заряжать и разряжать, только тогда не придется думать, чем его доливать: водой или электролитом.

Что заливать: воду или электролит?

Вопрос что заливать в АКБ, напрямую зависит от того, чем вызвано падение уровня жидкости в банках.

Важно! Ошибка в диагностике проблемы приведет к выходу аккумулятора из строя.

Если уровень жидкости в банках заметно снизился, нужно действовать по этой инструкции:

• Поставить аккумулятор на ровную поверхность.
• Очистить его верхнюю часть от мусора.
• Открутить все пробки.
• Посредством шприца или груши взять оставшийся раствор с каждой банки, обязательно обратить внимание на цвет (в норме он прозрачный).
• Долить дистиллированную воду.
• Поставить устройство на зарядку с малым током.
• Проверить плотность ареометром через 2-3 часа.

Если полученное значение 1,26-1,28 г/см³ – значит, проблема заключалась именно в потере воды.

В некоторых случаях получается низкое значение, что вызывает у автовладельцев удивление и волнение. Как правило, такое случается, если замер сделан практически сразу после заливки дистилированной воды, недостаточной зарядке батареи или же при горячем аккумуляторе.

Электролит можно заливать только в том случае, когда вы уверены, что он вытек. Но возможна ситуация, когда плотность жидкости снижена во время эксплуатации устройства. В данном случае заливка жидкости продлит жизнь батареи.

Если вы решили залить электролит, нужно замерять показатели ареометром. Если значение ниже, чем 1,25 г/см³ – это решит проблему.

Как и в случае с заливкой дистилированной воды необходимо следовать инструкции:

• Взять электролит с плотностью 1,26 г/см³.
• Грушей или шприцом втянуть как можно больше жидкости из банки №1.
• Вылить ее в стакан (мерный) и записать объем.
• Далее добавить в отсек новую порцию раствора, но только в два раза меньше, чем на предыдущем этапе.
• АКБ хорошо встряхнуть и замерять уровень плотности.

Если не достигнут результат 1,25 г/см³, такие действия стоит повторить, после чего довести уровень жидкости в банках до оптимального значения водой и поставить аккумулятор на зарядку.

Как долить дистилированную воду в аккумулятор

Если плотность превышает норму, это указывает на испарении жидкости. В этом случае ее необходимо добавить. Так сколько воды необходимо доливать в АКБ?

Уровень жидкости в аккумуляторе нужно поддерживать в пределах 1-1,5 см выше уровня свинцовых пластин. Добавлять воду больше установленной нормы нельзя. После заправки следует повторно проверить плотность раствора, предварительно зарядив батарею.

Для обеспечения нормальной работоспособности автомобиля владелец должен регулярно отслеживать уровень электролита в АКБ. В ином случае, транспортное средство может просто не завестись. Уровень жидкости не должен отклоняться в какую-либо сторону, поскольку это может привести к проблемам в работе системы. Помимо отслеживания уровня электролита, стоит следить за его плотностью. Соблюдая эти простые правила, можно значительно продлить срок службы АКБ.

Твердотельный электролит, способный конкурировать с жидкими электролитами для аккумуляторных батарей

Фото: Швейцарские федеральные лаборатории материаловедения и технологий.

Жидкие литий-ионные аккумуляторные батареи опасны. Они могут протечь или быстро воспламениться при перегреве. Так называемые твердотельные литий-ионные батареи — способ снизить эти риски. Однако эти батареи (пока) не достигли уровня производительности своих жидких аналогов.Однако исследователи Empa теперь разработали твердотельный электролит, который может конкурировать с жидкими электролитами.

К электролиту предъявляются высокие требования: он должен быть проводящим, выдерживать высокие напряжения и оставаться электрохимически и термически стабильным в течение длительного периода времени. Это касается как жидких электролитов, так и твердотельных электролитов. Последние, по общему признанию, уже доступны на рынке, но еще не являются продуктами массового производства, несмотря на то, что считаются более безопасными, чем их жидкие эквиваленты.Проблема в том, что у них есть серьезный недостаток: они еще не достигают такой же высокой проводимости, как жидкие электролиты.

По крайней мере, до недавнего времени. Исследовательской группе Empa из Лаборатории материалов для преобразования энергии, возглавляемой Арндтом Ремхофом, недавно удалось разработать твердотельный электролит с такой же высокой электропроводностью. Группа выбрала амид-борогидрид в качестве материала, который представляет собой комплексный гидрид, используемый в твердотельных электролитах вместе с оксидами и тиофосфатами.«Благодаря такому подходу мы смогли поднять материальный класс сложных гидридов на новый уровень», — с гордостью объясняет Ремхоф. Это означает, что проводимость твердотельного электролита, разработанного в Empa, сравнима с проводимостью жидкого электролита при комнатной температуре. Инновационный твердотельный электролит также стабилен при температурах до 150 градусов по Цельсию, тогда как жидкие электролиты представляют угрозу безопасности при таких высоких температурах.

Выдерживает высокое напряжение

Однако проект все еще находится на начальной стадии, и ему придется решить ряд проблем. Например, борогидрид до сих пор выдерживал напряжение только в один вольт. Для товарной батареи этого мало. Чтобы решить эту проблему, исследователи сейчас работают над разработкой альтернативных соединений бора, и уже достигли напряжения в три вольта. Таким образом, были предприняты первые шаги по замене жидких литий-ионных батарей на твердотельные аккумуляторные батареи в будущем, как утверждают исследователи в последнем выпуске Advanced Energy Materials .

Другой проект, исследовательская группа Empa уже разрабатывает батареи, которые полностью не содержат литий, так как его не существует неограниченного количества; команда недавно представила твердотельный электролит для будущих магниевых и натриевых батарей (см. здесь).

---

Натрий и магний для замены лития в батареях

---

Предоставлено Швейцарские федеральные лаборатории материаловедения и технологий

Цитата : Твердотельный электролит, способный конкурировать с жидкими электролитами для аккумуляторных батарей (2017, 14 июня) получено 18 января 2021 г. с https: // физ.org / news / 2017-06-solid-state-electrolyte-liquid-electrolytes-rechargeable.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Система двойного электролита

24M для аккумуляторов 350 Втч / кг

Анолиты и католиты открывают путь для 350 Втч / кг

24M объявила о предстоящей презентации новой системы с двумя электролитами для более энергоемких батарей на Международном семинаре и выставке по аккумуляторным батареям в Форт-Лодердейле, штат Флорида. позднее в этом месяце (в четверг, 28 марта).

В новой концепции используются два различных по составу электролита — анолита , и католита , — для двух электродов, «расширяя вселенную потенциальных электролитов, включая воду и другие материалы, которые до настоящего времени не были совместимы как с анодом, так и с катодом. одновременно «. Согласно 24M, наличие двух электролитов позволяет использовать химические вещества нового поколения для увеличения плотности энергии до 350 Втч / кг и увеличения срока службы, безопасности и стоимости.

Новости звучат великолепно, и мы рады видеть, что есть потенциал для значительного увеличения плотности энергии, в то же время удерживая под контролем расходы.

«Платформа электродов 24M SemiSolid обеспечивает основу для ее системы двойного электролита, резко повышая общую эффективность производственных капиталовложений, позволяя при этом применять различные подходы к конструкции и химическому составу элементов. В новой архитектуре ячейки 24M используется ионно-проводящий непроницаемый сепаратор для изоляции анолит из католита, устраняя при этом проблемы на границе раздела твердое тело с твердым телом, которые до сих пор преследовали полностью твердотельные подходы.Работа 24M с многочисленными производителями материалов мирового класса показала, что такой подход будет технологичным и рентабельным ».

«Архитектура ячейки 24M и производственный процесс для электродов SemiSolid были проверены на многих десятках тысяч ячеек за последние восемь лет разработки. Эта работа заложила основу для разработки системы двойного электролита, первоначальное тестирование, которое будет обсуждаться на семинаре ».

Рик Фельдт, президент и генеральный директор 24M, сказал:

«Использование разных по составу электролитов кардинально меняет правила игры в производстве аккумуляторов, и мы доказали эту фундаментальную технологию.На конференции Наоки обсудит, как система двойного электролита 24M расширяет вселенную потенциальных электролитов, включая воду и другие материалы, которые до настоящего времени не были совместимы как с анодом, так и с катодом одновременно ».

Кодзи Хасэгава, генеральный директор отдела промышленных химикатов, Itochu Corporation сказал:

«Уникальный подход 24M к различным по составу электролитам позволяет компании 24M открывать радикально новые направления в химии анодов и катодов.Редко когда при разработке литий-ионных аккумуляторов такая возможность была реализована, но развитие твердотельных ионных проводников и электродов 24M SemiSolid открывает эту возможность ».

Источник: 24M через Green Car Congress

Может ли диоксид титана стать решением проблемы с аккумулятором?

Диоксид титана может сыграть жизненно важную роль в разработке аккумуляторных батарей следующего поколения.

За батареями будущее. От увеличения количества электромобилей до хранения энергии в масштабе энергосистемы, чтобы обеспечить переход к более возобновляемым источникам энергии, стремление к лучшим и долговечным батареям никогда не было таким большим.

Создание таких долговечных батарей большей емкости непросто, и остается еще несколько проблем, которые необходимо решить. Исследования показали, что диоксид титана далеко не готов к коммерческому использованию, но он может сыграть важную роль в будущем аккумуляторов, в особенности аккумуляторных.

Литий-ионные батареи

Большинство батарей, которые используются для хранения большого количества энергии или предназначены для перезарядки, являются литий-ионными батареями.

Эти батареи накапливают и выделяют энергию, перемещая ионы между отрицательным и положительным «концами» (электродами) с помощью химического вещества, называемого электролитом. Когда вы заряжаете аккумулятор, ионы движутся к отрицательному электроду. Когда батарея используется, ионы текут к положительному электроду, генерируя электрический ток.

В обычных батареях процесс генерирования электрического заряда может происходить только один раз и в одном направлении. Однако в перезаряжаемых ионно-литиевых батареях химический процесс обратим, что позволяет использовать батарею снова.

Почему диоксид титана?

От замены электродов в новых батареях до ускорения процесса зарядки диоксид титана (TiO ₂ ) оказался полезным во многих отношениях.

«В TiO ₂ есть несколько особенностей, которые можно использовать для аккумуляторных батарей», — говорит профессор Колм О’Дуайер из Коркского университета, Ирландия, который провел исследование по этой теме.

«Во-первых, он допускает обратимую реакцию с литием, которая относительно стабильна по сравнению с литийсодержащим графитом, содержащимся в некоторых электролитах аккумуляторных батарей.Поскольку он может работать в течение очень долгого времени, возможно, это в некоторой степени снижает потребность в переработке батарей ».

Возможность перезарядки батарей становится все более важной для растущего числа используемых мобильных электронных устройств, а также при переходе на возобновляемые формы энергии, где переменное производство солнечной или ветровой энергии может быть сглажено за счет эффективного хранения энергии.

Нанотрубные батареи

В 2015 году группа исследователей из Сингапурского технологического университета Наньян (NTU) разработала метод превращения наночастиц диоксида титана в нанотрубки путем перемешивания.Эти крошечные трубочки, размером в одну тысячную ширины человеческого волоса, создаются методом перемешивания, при котором частицы удлиняются и приобретают форму трубки.

Гель, содержащий нанотрубки, был помещен в отрицательный электрод литий-ионной батареи вместо традиционного графита. Это ускорило химическую реакцию в электролите, создав аккумулятор, который можно зарядить до 70 процентов своей емкости всего за две минуты, а ожидаемый срок службы — 20 лет. Это означает, что отходы батарей могут быть значительно сокращены.

По мере использования батарей материалы в них начинают разрушаться; это то, что вызывает снижение производительности. Но, как в прошлом году профессор О’Дуайер и его команда обнаружили, когда в литий-ионную батарею была добавлена ​​пористая версия диоксида титана, материалы батареи остались нетронутыми после более чем 5000 раз зарядки и разрядки.

«Это трехмерное расположение наночастиц рутиловой фазы диоксида титана называется« обратным опалом »и образуется путем заполнения искусственных опалов, изготовленных в лаборатории, активным материалом батареи», — говорит профессор О’Дуайер.

«Обратные опаловые структуры естественным образом встречаются в природе. Эти периодически пористые структуры составляют красочные, переливающиеся части крыльев бабочек, павлиньи перья, структуры экзоскелета долгоносиков и морской мыши, и это лишь некоторые из них ».

В батарее пористая версия диоксида титана является проводящей, и для нее не требуются добавки, которые в настоящее время используются в промышленных электродах батарей.

Кроме того, литий эффективно взаимодействует с пористой структурой, что означает быструю перезарядку аккумулятора.

Литиевые батареи, содержащие TiO ₂ могут называться литий-ионными батареями на основе титаната лития (LTO). Помимо улучшенной зарядки и более длительного срока службы литиевые батареи на основе LTO также более безопасны, поскольку компоненты батареи более стабильны.

Нанолес литий-ионных аккумуляторов с нанопроволокой.

Помимо лития

Но дело не только в ионах лития.

Когда ион лития перемещается от одного электрода к другому, переносится один электрон.Однако исследователи начали экспериментировать с другими металлами, известными как многовалентные металлы, в которых два или более электронов переносятся на каждый ион. Более эффективный характер реакции может увеличить емкость аккумулятора в два или три раза.

Проблема только в том, какие материалы следует использовать для компонентов этих батарей.

Исследование, опубликованное в сентябре прошлого года группой, в которую входил доктор Бенджамин Морган из химического факультета Университета Бата, Англия, показало, что замена отрицательного электрода диоксидом титана может позволить поливалентной батарее работать.

Это связано с тем, что диоксид титана может быть адаптирован для преднамеренного введения дефектов, которые обеспечивают пространство для заполнения ионами, такими как магний и алюминий (многовалентные ионы), каждый раз перенося более одного электрона.

Влияние этого на батарею заключается в том, что она может хранить больше энергии, чем литий-ионная батарея аналогичного размера.

«Необходимо преодолеть немало технических препятствий, в том числе найти материалы, которые являются хорошими электродами для многовалентных ионов», — сказал тогда доктор Морган.«В долгосрочной перспективе это доказательство концепции — возможный шаг на пути к превосходным характеристикам« литиевых »батарей».

Обсуждая исследование новых материалов для аккумуляторов, которые могут иметь множество применений — от мобильных устройств до хранилищ энергии в энергосистеме, — доктор Морган сказал, что более эффективные аккумуляторы будут «все более и более важными, поскольку мы отказываемся от ископаемого топлива и перенимаем более экологичные источники энергии».

Будущее

Одним из плюсов использования диоксида титана в аккумуляторах будущего является его широкое распространение.

Вдобавок ко всему, «форма TiO ₂ после того, как она вступит в реакцию с литием цикл за циклом, очень стабильна во многих электролитах аккумуляторных батарей для длительного использования», — говорит О’Дуайер.

Но остаются некоторые проблемы. «TiO ₂ в качестве анода (положительного электрода) имеет более высокое напряжение, чем используемый в настоящее время графит», — говорит О’Дуайер.

Обычно предпочтительнее более низкое напряжение, поскольку это позволяет максимально увеличить выходное напряжение батареи. «Не все аккумуляторные батареи требуют этого; для некоторых приложений также может быть важна долговечность стабильной работы.”

Итак, когда дело доходит до диоксида титана, даже если он может быть разработан для коммерческого использования, он не может быть решением всех проблем с перезаряжаемыми батареями, но может быть решением некоторых.

«Возможно, это не лучший выбор для аккумуляторов с высокой плотностью энергии, например, для электромобилей», — говорит профессор О’Дуайер.

Но он добавляет, что использование диоксида титана будет полезно для аккумуляторов в других приложениях, например, в ноутбуках или телефонах, «где важна возможность длительного срока службы подзарядки. ”

Электролит

---

2

Нанопроволока может сделать литий-ионные батареи более безопасными

25 апреля 2018 г. — Литий-ионные аккумуляторы — от сотовых телефонов и ноутбуков до электромобилей — являются источником энергии для повседневной жизни. Но в последние годы они также привлекли внимание к возгоранию. В …

---

Расширение температурного диапазона литий-ионных аккумуляторов

19 июня 2019 г. — Электромобили борются с экстремальными температурами, в основном из-за воздействия на растворы электролита в их литий-ионных аккумуляторах.Теперь исследователи разработали новые электролиты, содержащие …

---

Безопасные калий-ионные батареи

31 января 2020 г. — Ученые разработали негорючий электролит для калиевых и калиево-ионных батарей для применения в системах хранения энергии следующего поколения, помимо литиевых. Ученые …

---

Больше никаких проб и ошибок при выборе электролита для металло-воздушных батарей

10 июля 2019 г. — Исследователи разработали однопараметрическую меру, благодаря которой выбор правильного электролита для калиево-воздушных батарей является скорее рациональным, чем рациональным методом…

---

Огнеупорный легкий твердый электролит для более безопасных литий-ионных батарей

5 февраля 2020 г. — Литий-ионные аккумуляторы есть во всем, от сотовых телефонов до автомобилей. Однако недавние инциденты, связанные с возгоранием или взрывами этих устройств, показывают, что существует необходимость в более безопасных батареях. Один из вариантов …

---

Профессор по полимерам разработал более безопасный компонент для литиевых батарей

26 июня 2018 г. — Что произойдет, если литиевая батарея выйдет из строя в электромобиле или столь необходимом биомедицинском устройстве? Ученые-полимеры пытаются предотвратить такие неудачи с помощью нового способа производства полимеров…

---

Питание решения: профессор берет на себя ответственность за повышение безопасности литий-ионных батарей

19 июня 2019 г. — Ученые работают над повышением безопасности литий-ионных аккумуляторов, создавая загущающий при сдвиге электролит — вещество, которое может становиться толще под воздействием удара, расположенное между анодом аккумулятора …

---

Делаем его кристально чистым: кристалличность снижает сопротивление в полностью твердотельных батареях

26 ноября 2018 г. — Ученые изучили механизмы сопротивления на границе раздела электрод-электролит полностью твердотельных батарей.Их выводы помогут в разработке гораздо более совершенного Li-ion …

---

Цинк-ионные гибридные конденсаторы с идеальными анионами в электролите демонстрируют сверхдлительные характеристики

13 ноября 2020 г. — Металло-ионные гибридные конденсаторы сочетают в себе свойства конденсаторов и аккумуляторов. Один электрод использует емкостной механизм, другой — окислительно-восстановительные процессы батарейного типа. Ученые сейчас …

---

Простая самозарядная батарея предлагает решения для электропитания устройств

Февраль25, 2020 — Новый тип батареи сочетает в себе отрицательную емкость и отрицательное сопротивление внутри одной ячейки, что позволяет ячейке самозаряжаться без потери энергии, что имеет важные последствия для . ..

---

Могут ли батареи Flow конкурировать с литий-ионными? — Блог DNV GL

Введение

Если вы читаете этот пост, то наверняка слышали о проточных батареях. Вы также, вероятно, слышали некоторые утверждения о проточных батареях, которые имеют меньшую деградацию, повышенную безопасность и более длительный срок службы по сравнению с их литий-ионными аналогами.Каждый производитель проточных аккумуляторов стремится использовать эти потенциальные преимущества, используя различные химические составы электролитов и конструкции батарейных блоков, и при этом конкурирует с более высокой плотностью мощности литий-ионных аккумуляторов. Задача состоит в том, чтобы расшифровать, что есть реальность, а что является просто высокой целью. В DNV GL мы работали со многими различными производителями проточных батарей и понимаем различный дизайн, химический состав и стратегии интеграции, а также их сравнение с другими типами батарей. Читайте обзор технологии в ее нынешнем виде и того, как основные отличительные особенности проточных батарей могут помочь или помешать более широкому внедрению на растущем рынке накопителей энергии.

Обзор проточной батареи

Проточная батарея — это устройство электрохимического преобразования, которое использует различия в энергии в степенях окисления определенных элементов (часто металлов) для хранения или разряда энергии. Они делятся на три категории: проточные окислительно-восстановительные батареи, наиболее распространенные; гибридные проточные батареи; и безмембранные проточные батареи. Батареи Flow получили свое название от жидкого электролита, который «протекает» через систему батарей, причем каждая категория использует свой механизм.Проточные окислительно-восстановительные батареи используют реакцию жидкофазного восстановления-окисления, гибридные проточные батареи имеют переход жидкость-твердое тело, а проточные безмембранные батареи не требуют отделения электролита и представляют собой совершенно новую технологию. Как и литий-ионные батареи, внутри каждой категории и между ними, проточные батареи имеют разный химический состав, включая наиболее часто используемый ванадий и реже используемый цинк-бром, полисульфид-бром, железо-хром и железо-железо.

Хорошо, вы, вероятно, задаетесь вопросом о двух вещах: понадобится ли мне таблица Менделеева, чтобы закончить этот пост, и почему все это имеет значение?

Это важно, потому что, в отличие от литий-ионных батарей, в проточных батареях жидкий электролит хранится во внешних резервуарах, а не в каждом элементе батареи (см. Рисунок).Поскольку энергонесущий электролит физически отделен от генерирующих энергию батарей, подобно автомобилю с двигателем внутреннего сгорания и отдельным топливным баком, у проточных батарей их энергия и мощность разделены. Если вам нужен аккумулятор с большей продолжительностью работы, купите бензобак большего размера, а не и , а двигатель большего размера, который требуется в литий-ионных аккумуляторах.

Однако, в отличие от автомобиля с двигателем, проточная батарея может перезаряжать электролит после разряда (вы когда-нибудь видели, чтобы двигатель работал в обратном направлении для производства бензина и воздуха?). И в отличие от литий-ионных батарей, электролит заряжается и разряжается, протекая через все элементы и стопки одновременно, поэтому существует одно общее состояние заряда (SoC), а не несколько отдельных SoC для каждой отдельной ячейки. Это, в свою очередь, означает, что балансировка ячеек и стека не требуется.

Итак, приводят ли все эти различия к меньшему износу, повышению безопасности и увеличению срока службы по сравнению с литий-ионными аккумуляторами? Ну, вы знаете, что они говорят, дьявол кроется в деталях, а доказательство кроется в пудинге.

Дьявол и пудинг

Во-первых, давайте подробно рассмотрим утверждения о том, что проточные батареи имеют меньшую деградацию, повышенную безопасность и лучше подходят для длительных приложений. Затем мы увидим, есть ли доказательства, подтверждающие эти утверждения. В следующем списке приведены утверждения о преимуществах и недостатках проточных батарей по сравнению с литий-ионными системами, а также о том, имеет ли каждая из них существенное влияние (или подтверждающие данные), которые необходимо подтвердить.

Претензия 1

Производители батарей

Flow заявляют, что деградация, зависящая от производительности, очень низкая, что дает проточным батареям явное преимущество перед литий-ионными батареями, которые разлагаются быстрее.

• Комментарий DNV GL: Возможно, самый большой вклад в деградацию литий-ионных аккумуляторов — это пропускная способность (часто определяемая количеством циклов), и это было подтверждено в испытательных лабораториях DNV GL. Что еще не было подтверждено в лаборатории тестирования батарей DNV GL, так это скорость деградации проточных систем батарей, хотя испытания еще продолжаются. Данные испытаний, предоставленные производителями нескольких проточных батарей, свидетельствуют о том, что деградация ниже, чем у литий-ионных батарей.

Претензия 2

Зависимая от времени деградация (календарное исчезновение) проточных батарей близка к нулю.

• DNV GL insight: Некоторые производители проточных батарей разработали батарею для автоматического слива электролита во время простоев, что значительно снижает зависящее от времени разложение, связанное с нежелательными химическими реакциями между электролитом и электродами. Однако не все проточные батареи имеют эту функцию, а разряженная батарея не может обслуживать нагрузки станции.

Претензия 3

Аккумуляторы

Flow могут увеличивать свою выходную мощность (кВтч) без увеличения выходной мощности (кВт), что невозможно сделать в литий-ионных батареях, и экономит значительные средства при длительном использовании (т.е.е. многочасовые) приложения.

• DNV GL insight: Все проточные батареи имеют развязку энергии (электролита) и мощности батареи (батареи), что позволяет настраивать энергоемкость (кВтч) при заданной мощности (кВт). Но большинство производителей проточных батарей предоставляют только несколько вариантов емкости дискретного размера, а не неограниченное расширение. Кроме того, еще не доказано, что длительные применения> 4-6 часов имеют экономическое преимущество.

Претензия 4

Аккумуляторы

Flow имеют меньшую опасность возгорания, чем литий-ионные аккумуляторы.

• DNV GL insight: Предположительно существует очень низкий риск теплового разгона или возгорания из-за негорючего электролита проточной батареи, состоящего в основном из воды. Это, вероятно, предотвратит катастрофические отказы, наблюдаемые среди установок литий-ионных батарей, хотя DNV GL имеет только испытанные на горение литий-ионные батареи, а не проточные батареи, чтобы подтвердить эту теорию.

Претензия 5

Аккумуляторы

Flow безопаснее в обслуживании, чем литий-ионные.

• DNV GL insight: Некоторые производители / химические компании проточных батарей могут разряжать батареи до 0 В _{постоянного тока} во время технического обслуживания без ущерба для долговременной работы батареи, что обеспечивает более безопасное обслуживание батарей. Это невозможно для литий-ионных аккумуляторов, которые не могут разрядиться до 0 В _{постоянного тока} без постоянного повреждения аккумуляторов. Даже при зарядке проточные батареи имеют низкий риск возникновения дуги из-за низкого рабочего напряжения постоянного тока батареи, обычно <100 В _{постоянного тока.} Однако эта особенность также применима к некоторым системам литий-ионных батарей, которые работают при столь же низких напряжениях в батарее и включают преобразователь постоянного тока в постоянный для достижения более высоких входных напряжений инвертора.

Претензия 6

Аккумуляторы

Flow имеют более простой мониторинг и контроль и меньшую деградацию, чем литий-ионные аккумуляторы, поскольку не требуется балансировки между ячейками или батареями.

• DNV GL insight: Это правда, что в проточных окислительно-восстановительных батареях необходимы требования к балансировке элементов / стопки или , поскольку между всеми ячейками / стопками в коллективной SoC есть общий положительный и отрицательный электролит, что означает Требования к мониторингу и управлению необходимы для балансировки SoC на уровне ячейки и стека. Однако гибридные проточные батареи имеют металлическое покрытие на одной стороне батареи, которое похоже на покрытие литий-ионных аккумуляторов, и поэтому требует балансировки ячеек и батарей.

Претензия 7

Аккумуляторы

Flow имеют более точное измерение SoC, что обеспечивает более широкий рабочий диапазон аккумулятора и меньшую деградацию, чем литий-ионные аккумуляторы.

• DNV GL insight: Некоторые производители проточных батарей используют эталонный вызов для непрерывного измерения напряжения холостого хода напрямую, даже когда стеки находятся под нагрузкой, обеспечивая более точный и непрерывный метод расчета SoC, чем литий-ионные батареи, которые используют предполагаемый метод, сравнивающий напряжение и ток, измеренные под нагрузкой.DNV GL не видел никаких данных или публикаций, которые коррелируют производительность или ухудшение с улучшенной методикой измерения SoC.

Претензия 8

Аккумуляторы

Flow имеют сложный баланс оборудования, для которого требуются насосы, водопровод и резервуары с электролитом для управления электролитом, что увеличивает капитальные затраты и требования к эксплуатации и техническому обслуживанию.

• DNV GL insight: Flow батареи действительно требуют дополнительного баланса заводского оборудования для работы, хотя системы литий-ионных аккумуляторов с жидкостным охлаждением требуют жидкостных систем с насосами, водопроводом и резервуарами для охлаждающей жидкости для управления температурой.DNV GL не проводила детальной оценки частоты отказов или сравнения затрат на материалы между литий-ионными и проточными аккумуляторными системами для количественной оценки этих различий.

Претензия 9

Масса системы батарей

Flow относительно высока, что означает, что они более привлекательны для стационарных приложений, где литий-ионные системы более универсальны.

• DNV GL insight: Это кажется правдой, поскольку системы проточных батарей имеют в среднем более низкую гравиметрическую плотность энергии, чем литий-ионные системы.

Претензия 10

Аккумуляторы

Flow имеют более низкую эффективность двустороннего переключения (RTE) постоянного тока, чем литий-ионные системы.

• DNV GL insight: RTE Flow батареи на 5-10% ниже, чем RTE постоянного тока ведущих производителей литий-ионных аккумуляторов, хотя RTE переменного тока может быть сопоставимым, если учесть все паразитные нагрузки. DNV GL проводит текущие испытания как проточных, так и литий-ионных аккумуляторов, которые дадут более независимое понимание этого утверждения.

Претензия 11

Аккумуляторы

Flow значительно отстают от литий-ионных аккумуляторов по проникновению на рынок и разнообразию рынков.

• DNV GL insight: литий-ионные батареи доминируют на рынке накопителей энергии, занимают значительно более высокую долю рынка и интегрированы в более широкий спектр коммерческих продуктов. Могут возникнуть рыночные возможности, которые благоприятствуют характеристикам проточных батарей, но литий-ионные батареи также будут конкурировать за расширение для будущих приложений.

В качестве дополнительного соображения, о котором говорилось выше, не все технологии проточных батарей одинаковы. Технология на основе ванадия является наиболее зрелой: первая коммерческая система была установлена ​​в середине 1990-х годов.Многие другие технологии гораздо менее развиты и почти не имеют полевых данных. Различия в конструкции и химическом составе электролитов также могут повлиять на производительность. Проточные окислительно-восстановительные батареи (такие как ванадий и полисульфид бромид), которые все имеют химические реакции в жидкой фазе, могут оказаться более эффективными перед гибридными проточными батареями (например, цинк-бромные, цинк-цериевые, цинк-железные, железо-железные), которые имеют электрохимическую реакцию жидкость-твердое тело, склонную к дополнительной деградации из-за образования дендритов и повышенного сопротивления.Кроме того, некоторые химические соединения требуют кондиционирования электролита, процесса балансировки химического состава электролита с использованием дополнительного оборудования или этапов технического обслуживания, который требуется ежедневно во многих системах проточных батарей. Кроме того, некоторые производители проточных батарей в значительной степени сосредоточились на дизайне, обеспечивающем технологичность, минимизацию времени установки, сокращение O&M и интеграцию с возобновляемыми источниками, такими как ветер и солнечная энергия, что может дать им экономическое преимущество на начальном этапе и в течение всего срока службы системы.

Заключение

Как видите, есть над чем подумать, и это непросто.Вернемся к нашим первоначальным вопросам: у проточных батарей меньше деградация, чем у литий-ионных? Похоже, что в некоторых случаях да, это так, если они спроектированы и эксплуатируются таким образом, чтобы минимизировать других участников деградации (но для окончательного подтверждения этого необходимы данные за много лет). Они безопаснее? Это также кажется правдой, поскольку катастрофический отказ проточной батареи вряд ли вызовет опасный пожар с соответствующими токсичными газами, которые наблюдаются при отказах литий-ионных аккумуляторов, но DNV GL никогда этого не проверяла. Однако управлять всем жидким электролитом намного сложнее в проточных батареях, и при неправильном содержании происходит утечка, что не характерно для литий-ионных систем. Наконец, лучше ли проточные батареи для длительного использования (> 6 ч)? Ответ на этот вопрос все еще обсуждается. Литий-ионные системы могут работать в течение более длительного времени, добавляя больше батарей (с дополнительным преимуществом большей мощности, если необходимо), поэтому все сводится к сравнению затрат, и только время покажет, смогут ли проточные батареи не отставать от быстро падающая стоимость литий-ионных аккумуляторов.

В заключение отметим, что многие игроки в индустрии проточных аккумуляторов недавно потерпели неудачу, включая Imergy, Aquion и ViZn, и вполне вероятно, что лишь немногие смогут извлечь выгоду из потенциальных преимуществ проточных батарей. Независимо от того, анализирует ли он историю производительности, детали дизайна, руководство компании или финансовые показатели, DNV GL может помочь выявлять риски и ориентироваться в конструктивных соображениях, чтобы принять наиболее обоснованное решение об этой зарождающейся технологии.