Можно ли в аккумулятор доливать электролит: Почему нельзя доливать в аккумулятор электролит.

Содержание

Доливать электролит при низкой плотности

Множеству автомобилистов знакома такая проблема, как быстрая разрядка аккумулятора даже при отсутствии высокой нагрузки.

Встречаются совсем тяжёлые случаи — заряженный сегодня на 50% аккумулятор завтра же становится полностью разряженным и это обнаруживается во время попытки завести двигатель. Автомобилист заряжает аккумулятор на 100%, но завтра он снова наполовину разряжен. Как решить эту проблему? Покупка новой АКБ — это недёшево, но замена объективно требуется не в каждом случае, иногда достаточно проверки плотности и доливания электролита.

Множество автовладельцев волнует, насколько целесообразно доливание электролита в АКБ при недостаточной плотности. Возможно, лучше выполнить замену? Рассмотрим разные ситуации, чтобы выяснить, как лучше поступить в том или ином случае.

Когда доливание электролита в АКБ более целесообразно, чем замена АКБ?

Составляющими электролита любой АКБ являются кислота и дистиллированная вода. Данные жидкости образуют смесь, в составе которой преобладает вода, тогда как кислоты намного меньше. К примеру, Вам нужен электролит, плотность которого должна составлять 1,28 г/куб. см. В этом случае в 1 л дистиллированной воды необходимо влить 0,36 л кислоты. Пропорция будет составлять примерно 1:3.

Для безопасности требуется заливание кислоты в воду, но ни в коем случае не на оборот! Поскольку в противном случае имеет место высокий риск химической реакции, сопровождаемой выделением тепла и разбрызгиванием. Попадание аккумуляторной кислоты на кожу приводит к сильным ожогам. Причина этого заключается в более низкой плотности воды по сравнению с кислотой, вследствие чего эти жидкости смешиваются крайне медленно.

Объёмную пропорцию воды и кислоты выясняют с помощью ареометра. Этот прибор определяет плотность жидкости. После понижения плотности электролита до определённого значения он недостаточно хорошо удерживает заряд. При плотности немного ниже нужных 1,3 г/куб см, следует доливать электролит.

Изменение плотности электролита зависит заряда аккумулятора. По этой причине точную плотность аккумуляторной жидкости возможно только когда аккумулятор заряжен на 100%. Как правильно заряжать АКБ вы можете прочитать в отдельной статье.

%rtb-4%

Низкая плотность электролита — как решить проблему?

Если АКБ не держит заряд, нужна ли её замена? Целесообразно ли доливание электролита в случае недостаточной плотности? Или это всё равно не позволит восстановить работоспособность аккумулятора? Здесь всё определяется возрастом АКБ, а также показателями ареометра.

В случае, когда АКБ довольно старая (четыре года и более), потеря ею способности удерживать заряд прежде всего вызывается не недостатком плотности электролита, а разрушением пластин аккумуляторных банок. В подобной ситуации не поможет даже восстановление прежнего уровня плотности электролита. Но в случае сравнительной свежести аккумулятора решение проблемы возможно путём доливания электролита. Однако не всегда необходимо лить именно его.

Среднестатистическая плотность этой жидкости в исправном аккумуляторе — от 1,25 до 1,3 г/куб. см. Необходимо, чтобы эта величина была приблизительно одинаковой у всех аккумуляторных банок. Максимальное допустимое отклонение — 0,03. В случае, когда плотность ниже 1,25, однако выше 1,20, доливанием электролита можно будет устранить проблему.

Плотность жидкости менее 1,2 г/куб. см

Можно ли доливать электролит в данном случае?

Ответ: Да. Однако таким путём не удастся добиться восстановления работоспособности аккумулятора, поскольку при доливании электролита не выйдет довести плотность до 1,25 г/куб. см. При плотности в диапазоне 1…1,2, целесообразней долить аккумуляторную кислоту, поскольку её плотность намного выше плотности электролита.

Плотность жидкости менее 1 г/куб. см

Когда ареометр показывает плотность электролита менее 1 г/куб. см, даже доливанием кислоты решить проблему не получится. Но в случае, когда невозможно заменить аккумулятор, можно попытаться заменить электролит. Для выполнения этой операции требуется откачивание из всех аккумуляторных банок с помощью груши максимально возможного объёма жидкости с последующим укладыванием его набок. Потом высверлить в днищах всех аккумуляторных банок маленькие дырочки, диаметр каждой из которых должен составить три-пять мм. Промыть банки дистиллированной водой. После чего отверстия можно запаять (для этого подходит пластмасса, устойчивая к воздействию кислот, предварительно рекомендуется проверить её реакцию на электролит) и заливать во все банки новый электролит.

Однако даже в случае выполнения этой операции АКБ будет служить недолго, поскольку время эксплуатации определяется многими факторами. После полного сливания электролита, аккумуляторные банки в течение какого-то времени имеют контакты с кислородом, вследствие чего начинается быстрая коррозия. По этой причине долго эксплуатировать АКБ после полной замены электролита нежелательно, лучше заменить АКБ при первой появившейся возможности.

Как часто заряжать автомобильный аккумулятор?

Методики проверки уровня зарядки аккумулятора

Сколько электролита заливать в аккумулятор — долить электролит в АКБ, сколько добавлять

Автомобильный аккумулятор является свинцово-кислотным источником постоянного тока. Энергия в нем накапливается благодаря постоянно протекающей в обоих направлениях реакции разложения диоксида свинца и чистого металла в соль, с выделением энергии и восстановлением материалов до исходного состояния. Данный процесс обеспечивается благодаря правильной концентрации кислотного раствора.

Это рабочая среда, которая обеспечивает движение заряженных ионов от положительной к отрицательной пластине и в обратном направлении. Со временем жидкость убавляется, поэтому возникает вопрос, как долить электролит в аккумулятор, чтобы он не потерял свою емкость и продолжил работу?

Назначение электролита

Наличие электролита в АКБ обязательно, потому что он выступает в роли катализатора реакции обмена ионами между электродными парами. В процессе разрядки, когда к выводам батареи подключена нагрузка, происходит процесс разрушения диоксида свинца, с превращением в кристаллы соли сульфата свинца в среде катализатора. Очень важно не само наличие жидкости, а концентрация в ней серной кислоты. Именно она запускает реакцию, при которой происходит выделение ионов с накоплением их в области полюсов.

Напомним, что в аккумулятор заливается не чистая серная кислота, а ее 35% раствор. Остальная доля — это дистиллированная вода. Эта концентрация должна сохраняться, и чтобы нормировать данное значение, введено понятие плотности электролита. Она должна быть фиксированной и зависит от ряда внешних факторов. В частности, от температуры. С понижением вода замерзает, и плотность увеличивается, с повышением вода начинает испаряться, и плотность опять увеличивается.

Для АКБ, который эксплуатируется в средних широтах при температуре 20 градусов, нормальная плотность составляет 1,24 г/см³. Уменьшение плотности приводит к сильному снижению отдаваемого тока. Этот процесс протекает при разрядке, потому что молекулы кислоты расщепляются с превращением в кристаллы соли, соединяясь с молекулами свинца. Также снижение плотности может произойти при нарушении концентрации в момент доливки жидкости.

Зачем доливать электролит в АКБ?

Снижение плотности электролита в аккумуляторе — неизбежный процесс. Такое состояние возникает по следующим причинам:

закипание батареи из-за нарушения режима зарядки;
отсутствие своевременной доливки жидкости;
естественное испарение воды.

Содержащаяся в электролите вода имеет температуру кипения 99 градусов и замерзания 0 градусов, поэтому ей свойственно испаряться. Кислота же кипит при 300 градусах и начинает замерзать только при -40, поэтому ее концентрация постоянно меняется.

Восполнение и поддержание нужной концентрации кислотной среды обеспечивает работоспособность АКБ, но по ряду причин она может изменяться. Это могут быть течи из пробок, но чаще возникает такое состояние, как сульфатация пластин. В результате реакции серной кислоты со свинцом и активной намазкой возникает соль. Это приводит к падению плотности. О таком состоянии говорит разряженная батарея. Чем сильнее она истощена, тем меньше плотность.

Она восстанавливается во время зарядки или обратного процесса в момент, когда происходит гидролиз. Частицы сульфата растворяются, и происходит процесс восстановления свинца. Если заряд не восстанавливается, и батарея выдает после длительных зарядных циклов малые токи, вероятно, пора долить электролит в аккумулятор, но как рассчитать нужное количество вещества? Это правильный вопрос, потому что концентрация кислоты в растворе имеет значение.

Расчет количества доливаемого электролита

Доливая электролит в аккумулятор, нужно рассчитать, сколько всего в нем не хватает раствора. Выполнять это следует до подключения зарядного устройства, потому что неподключенные пластины обязательно начнут разрушаться. Как правило, необходимость в восстановлении плотности электролитической среды АКБ требуется на 4-6 году эксплуатации в обслуживаемых моделях. В редких случаях она доживает до 7 лет, но как показывает практика, эти действия помогают продлить срок весьма незначительно и восстановить емкость далеко даже не до 80%.

Перед тем, как добавить электролит в аккумулятор, нужно:

Расположить батарею на ровном месте.
Открутить пробки во всех банках.
Измерить уровень жидкости во всех банках при помощи палочки и линейки.

Нормой считается уровень, при котором зеркало раствора над пластинами составляет не менее 5 мм. Добавлять воду на глаз крайне не рекомендуется, потому что слишком разбавленная концентрация также нехорошо. Батарея не будет выдавать нужный нам ток и не наберет полную емкость. Необходимо правильно рассчитывать количество доливаемой жидкости.

Сначала, перед заливкой электролита, необходимо произвести измерения его плотности в АКБ. Сделать это можно при помощи ареометра. Это специальный прибор, внутри которого плавает запаянная стеклянная колбочка с металлом, на наружной колбе есть шкала.

По ней можно узнать показатель плотности. Если она окажется завышенной, то доливка вернет источник питания к нормальной жизни. Если плотность занижена, то добавление дистиллята никак ее не восстановит. Концентрация кислоты снизится еще, что приведет к большему разряду батареи. Именно по этой причине следует предварительно изучить характеристики вещества, а затем, добавлять электролит.

Восстановить плотность до нормального уровня можно несколькими способами:

Если она завышена, то доливкой дистиллята.
Если занижена, то нужно добавить нового электролита.
Если плотность занижена после добавления дистиллированной воды, но еще осталось свободное место, то добавляется кислота.

Как измерить количество электролита?

Чтобы понять, сколько нужно долить жидкости в АКБ, необходимо узнать, сколько ее осталось и должно быть. Приведем в таблице данные об автомобильных батареях с емкостью от 55 до 75 А.

Емкость, А/ч	Вес АКБ, кг	Кол-во электролита, л
55	14,5	2,5
60	16,5	2,7
75	20,5	4
190	30	10

Независимо, сколько электролита залито в ваш аккумулятор, он должен покрывать пластины сверху слоем 5 мм.

Чтобы выяснить точное количество раствора, его нужно слить в мерную емкость.

Ни в коем случае не переворачивайте батарею для сливания жидкости, потому что содержащиеся в ней частицы пасты, осыпавшиеся на дно, могут закоротить между пластинами. Этого делать нельзя, батарея быстро выйдет из строя.

Для сливания старого электролита из батареи авто необходимо применить шприц и тонкую трубку, чтобы ее можно было продеть между пластинами и откачать раствор. Сверив должное количество с имеющимся, необходимо найти недостающую разницу. Именно столько нужно долить нового электролита, но лучше заменить его полностью, сначала залив немного и откачав для промывки, а потому до нужного уровня.

Если у вас есть серная кислота, то из нее и дистиллированной воды можно приготовить электролит. Для этого возьмите 35% кислоты и 65% воды. Смешайте вместе и заливайте в батарею, важно, чтобы пластины были закрыты. Наливать слишком много электролита также не рекомендуется. В батарее должно оставаться место для расширения газов в процессе зарядки.

В новых источниках, как правило, необслуживаемых, имеется автоматический клапан сброса. Но также в них реализована система конденсации испарений с возвратом в банку, поэтому жидкость не улетучивается, и доливка не требуется на протяжении всех 5-6 лет эксплуатации.

Какой аккумулятор устанавливается на МАЗ >

Можно ли добавлять дистиллированную воду аккумулятор. Электролит или дистиллированную воду нужно доливать в аккумулятор

Очень часто, многие автолюбители от незнания совершают ошибку, добавляя электролит в аккумулятор, когда в нем понижается уровень жидкости. Почему делать это можно только в самом крайнем случае — мы разберем в данной статье.

Аккумуляторы теряют часть воды из электролита во время работы и заряда, при этом, происходит снижение его уровня над пластинами и увеличивается концентрация (плотность) кислоты. Соответственно, низкий уровень электролита при эксплуатации аккумулятора отрицательно влияет на ресурс батареи.

Чтобы восстановить уровень электролита, необходимо долить в аккумулятор дистиллированную воду. Если делать это своевременно, тогда снижается отрицательное воздействие повышенной плотности электролита на ресурс батареи.

Электролит доливать можно лишь в том случае, когда есть полная уверенность в том, что часть электролита была потеряна.

В процессе кипения, серная кислота почти вся остается внутри аккумулятора, выходит только лишь кислород с водородом, поэтому вместо испарившейся воды мы добавляем дистиллированную воду.

Если во всех банках полностью заряженного аккумулятора плотность не поднимается до необходимого уровня, с большой вероятностью можно предположить, что это частичная сульфатация аккумуляторной батареи. Концентрация электролита уменьшается за счет кристаллизации серы на пластинах и аккумулятору понадобится срочное восстановление. Доливка электролита здесь не поможет.

Существуют разные причины, по которым падает уровень электролита в АКБ, и каждую из них нужно рассматривать отдельно. Не всегда достаточно долить воды в банки и на этом успокоиться, но главное это то, что доливать в аккумулятор нужно только дистиллированную воду.

Электролит добавляйте лишь в крайнем случае, если причиной его низкого уровня является выплескивание. При этом важно отметить, что электролит добавляется при той же температуре и той же плотности, что и оставшийся в банках.

Правильная эксплуатация АКБ и своевременная добавка в него дистиллированной воды позволит вам избежать необходимости восстановления емкости, а также увеличит срок эксплуатации данного устройства.

Компания «4АКБ-ЮГ» предлагает большой выбор высококачественного оборудования собственной разработки для обслуживания аккумуляторных батарей различного типа и назначения. В каталоге нашего сайта представлены , а также устройства, которые вы можете купить по выгодной цене производителя.

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.

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:

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

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.

Аккумулятор является неотъемлемой составляющей практически любого современного устройства или автомобиля. Батарея, как и все узлы автомобиля, требует ухода и соблюдения рекомендаций при эксплуатации – одним из правил, которое нужно соблюдать, является, отслеживание уровня дистиллированной воды в АКБ.

Она требуется для нормального прохождения всех химических процессов, протекающих в аккумуляторе. Когда уровень падает, то можно заливать дистиллированную воду в аккумулятор самостоятельно. Как это сделать своими руками? Сколько доливать? Как отследить уровень?

В любом аккумуляторе протекают химические процессы, и воды может расходоваться по различным причинам: испарение в жаркую погоду, перезарядка, повышенные температуры в пространстве «под капотом».

Дистиллированная вода – одна из основных составляющих, для полноценной работы аккумулятора. Именно благодаря смешиванию электролита и воды, достигается оптимальная плотность раствора в 1.27 г/см 3 .

Узнай время зарядки своего аккумулятора

Электролит составляет около 35-36% от общего объёма жидкости внутри батареи, а остальное всё – вода.

Важно: если в АКБ пониженная плотность смеси, то это может привести к быстрому разряду и замерзанию раствора – значит, машина завестись не сможет. Если плотность повышенная – может привести к «обезвоживанию», что тоже негативно отразится на свойствах аккумулятора (пластины начнут разъедаться). В регионах, где сильные морозы (более -35 о С) допускается плотность смеси в 1.29 г/см 3 .

Дистиллированная вода является абсолютно чистым продуктом, без каких-либо примесей, Когда в воде имеются различные примеси (например соль, хлор), то это неизбежно приведёт к оседанию примесей внутри аккумулятора – это грозит уменьшением общей ёмкости батареи.

Почему такое соотношение

Вода при эксплуатации может испаряться, поэтому больший объём внутри батареи занимает именно она. Чтобы не попасть в ситуацию, когда необходимо долить воды, а её «под рукой» нет, рекомендуется возить с собой дистиллированную воду (хотя бы 1 литр).

Важно: уровень дистиллированной воды в аккумуляторе должен быть выше пластин (иначе им грозит перегрев и осыпание).

Сколько это в процентном соотношении? Приблизительно 65% от смеси электролита.

Как залить

Обслуживаемые

Немного долить или залить дистиллированную воду в аккумулятор (обслуживаемый) проблемой не является, и возможно осуществить процесс своими руками:

Необходимо приобрести дистиллированную воду (лучше всего в аптеке).
Откручиваются пробки, чтобы был виден электролит и пластины – если уровень смеси ниже пластин, то необходимо шприцом залить воду, до уровня, пока пластины не окажутся закрытыми (уровень электролита и воды должен превышать пластины на 1-1. 5 см).
После добавления необходимо поставить аккумулятор на зарядку.

Необслуживаемые

Можно ли долить дистиллированную воду в необслуживаемый аккумулятор? Ответ однозначен – можно, но сделать это тяжелее, чем в обслуживаемом типе АКБ (заводом производителем процесс не предусмотрен).

Прежде всего, нужно отметить, что доливать воду в АКБ необслуживаемого типа необходимо гораздо реже. Обусловлено тем, что батареи этого типа хорошо герметизированы, и внутри используется «кольцевая технология», что позволяет снизить испарение до минимума. Срок работы аккумулятора без лишних манипуляций составляет около 4-5 лет.

Процесс заливания:

Необходимо определить уровень электролита – для этого необходимо потрясти АКБ, и по звукам определить приблизительный уровень. Когда ощущение подсказывает, что уровень в норме – возможно, произошла сульфатация пластин и заливать воду бессмысленно.
Необходимо определить уровень пластин – если аккумулятор не прозрачный, то придётся определять «на глаз», в других батареях можно подсветить фонариком или покупать аккумуляторы в прозрачном корпусе.
Делается отступ от пластин максимум на 2 см вверх, помечается, и сверлом (2-3 мм) делается отверстие.
Набирается шприц с дистиллированной водой и заливается до момента, пока вода не начнёт выливаться из сделанного отверстия.
Батарея перекладывается на другой бок, и сделанные отверстия запаиваются самым обыкновенным паяльником.
Ставится на зарядку, и заряжается до полного уровня.

Процесс сложный, и много не точных действий, но не стоит забывать – доливание воды в необслуживаемый аккумулятор производителем не предусмотрено!

Процесс заливания дистиллированной воды в аккумулятор можно увидеть на видео.

Объём

Сколько доливать дистиллированной воды в аккумулятор? Какой уровень допустим? Доливать необходимо до момента, пока пластины не скроются, и не будут видны. Переводя значения в цифры – количество воды зависит от общей ёмкости аккумулятора, поэтому нужно ориентироваться на скрытие пластин электролитом на 1. 5-2 см. Именно при таком уровне достигается необходимая плотность электролита в 1.27 г/см 3 .

Важно: если при доливании воды уровень окажется превышенным, то понизится плотность, и появится возможность «замерзания» аккумулятора зимой. Когда уровень превышен – можно откачать воду, используя шприц, которым производилось доливание.

Итогом можно сказать, что доливать воду в обслуживаемые аккумуляторы – прямая необходимость. С необслуживаемыми аккумуляторами ситуация другая – зависит только от желания автовладельца. Но в любом случае необходимо помнить, что доливание воды – временная мера! Спустя некоторое время он всё равно придёт в негодность, и придётся покупать новый.

Довольно часто начинающих автомобилистов волнует вопрос о том, что такое дистиллированная вода и для чего ее следует доливать в аккумулятор автомобиля в любое время года. При этом некоторые люди указывают на то, что от дистиллята может быть больше вреда, чем пользы, хотя эта информация не доказана.

Стоит попробовать разобраться с тем, что будет с АКБ, если налить в нее обычную водопроводную воду, и сколько дистиллированной воды придется налить для правильной работы агрегата. Профессиональные водители, которые прекрасно разбираются во всех тонкостях состава электрохимических жидкостей в аккумуляторе.

Дистиллированная вода – часть электролита, без которой нельзя приготовить жидкость электрохимического типа, поскольку она может создать состав необходимой плотности и прибавить полезные свойства. В том случае, если не долить эту воду в АКБ, то агрегат не будет работать максимально правильно.

Дело в том, что электролит состоит из тридцатипроцентной серной кислоты и шестидесяти пяти процентов дистиллята. Конечно же, ясно, что кислота в чистом виде просто-напросто разъест пластины свинца и вывела бы из строя автомобильный аккумулятор. Именно дистиллированная вода помогает существенно снизить концентрацию серной кислоты, позволив аккумулятору работать правильно.

Узнай время зарядки своего аккумулятора

Согласно школьному курсу химии можно понять, что дистиллированная вода – чистейшее вещество, в котором не имеется никаких примесей и солей. Стоит отметить, что водопроводная вода вместо дистиллированной в аккумулятор заливаться не должна, поскольку она далека от идеала. В такой жидкости не только много примесей и солей, но и опасный элемент – хлор.

В том случае, если залить водопроводную воду вместо дистиллированной, то примеси осядут на свинцовые пластинки, а емкость аккумулятора существенно понизится. Значит, вода из-под крана является губительной для АКБ, и залить ее в агрегат – значит окончательно погубить его.

Как рассчитать объем доливаемой воды

Чтобы обеспечить правильную работу автомобильного аккумулятора, стоит понять, сколько понадобиться залить дистиллированной воды. По технической документации соотношение кислоты к дистилляту составляет не более, чем 1:2. Чтобы уточнить, сколько доливать дистиллированной воды в автомобильный аккумулятор, стоит понять, сколько в нем находится кислоты.

Почему важно будет правильно рассчитывать объем доливаемой воды:

кислоты должно быть много, поскольку расходуется она при разрядке АКБ, способствуя падению уровня электролита и появлению солей на свинцовых пластинках;
в том случае, если аккумулятор заряжается, то уровень дистиллированной воды падает, увеличивая плотность кислоты, поэтому плотность большинства аккумуляторов составляет 1,27 г/см3;
если же кислоты не будет столько, сколько необходимо, то электролит при пониженной уровне температуры воздуха превратится в лед;
в том случае, если долить в домашних условиях больше кислоты, чем воды, то она разрушит пластины.

Соотношение кислоты к воде, как 1 к 2 выведено много лет назад экспериментальным путем, поэтому изменять его в любую сторону строжайше запрещено. Каждый автовладелец обязан знать, сколько дистиллированной воды в аккумуляторе, чтобы своевременно долить ее своими руками до требуемого уровня.

Правила добавления дистиллята в АКБ

Следует ознакомиться с правилами добавления дистиллята при помощи видео, чтобы долить дистиллированную воду в аккумулятор правильно и не навредить автотранспортному средству:

Для того, чтобы долить дистиллированную воду правильно, следует определить, какой уровень электролита в АКБ, при помощи специальной трубки, диаметр которой составляет не менее, чем пять миллиметров.

Чтобы добиться необходимого уровня электролита, следует набрать в двадцатикубовый шприц дистиллят и долить в каждую секцию АКБ по пять или десять миллилитров жидкости.

После того, как дистиллированная вода будет долита, аккумулятор придется зарядить, не прикрывая пробки банок, не менее четырех раз, чтобы восстановить емкость. Далее закрываются крышки, и АКБ отстаивается около двенадцати часов.

Не стоит забывать, какая техника безопасности должна применять в процессе, поэтому нужно запастись защитными очками и перчатками, и не приближаться к открытым источникам огня.

Чтобы при выкипании электролита его плотность не увеличивалась в разы, необходимо своевременно доливать в аккумулятор дистиллированную воду. Как правильно долить дистиллированную воду в аккумулятор? Рассмотрим этот процесс более подробно.

Особенности заливки дистиллята

Перед тем, как приступать к процессу заливки дистиллята (электролита), аккумулятор необходимо подготовить. Его нужно отключить, вынуть, установить на ровную поверхность, очистить его от пыли и загрязнений. Очищение аккумулятора является обязательным пунктом, поскольку даже мельчайшие частицы грязи при попадании внутрь могут привести к его полному выходу из строя. Очистить аккумулятор проще всего раствором обычной пищевой соды.

Внутри источника тока есть специальные риски, указывающие на минимальный и максимальный уровень для дистиллята.

Для того, чтобы в аккумулятор не попала грязь, для заливки дистиллированной воды используйте обычный шприц. Он позволит налить жидкость не только абсолютно гигиенично, но и максимально точно.

После заливки закройте аккумулятор и установите его на место.

Ни в коем случае не заливайте жидкость сразу после того, как вы отключили двигатель. Ему необходимо отстояться минимум шесть-восемь часов. Только после «отдыха» аккумулятор можно открыть и приступить к процессу заливки.
После заполнения водой также нельзя сразу запускать аппарат в работу. Подождите хотя бы до утра следующего дня, иначе возможно закипание, которое приведет к фатальным последствиям.
Дозаливка дистиллятом не сделает устройство новым, а просто немного улучшит его функционирование. Если аккумулятор уже израсходовал свой ресурс, то лучше заменить его на новый.
Перед запуском аккумулятора в работу проверьте объем жидкости внутри. Можно начать его эксплуатацию только в том случае, если уровень воды — в пределах нормы.
И ни в коем случае не используйте для дозаливки обычную воду, а только специальную дистиллированную, приобретенную в спец. магазинах в закрытой таре. При заливке обычной воды произойдет разрушение пластин и полный выход из строя аккумулятора.
Заливка воды в аккумулятор должна производиться при комнатной температуре в закрытом помещении.

Выкипел аккумулятор что доливать | Хитрости Жизни

Содержание

Перезаряд. Скорее всего, это связано с неисправностью регулирующего реле у генератора, вследствие чего на аккумулятор подавался слишком большой ток. Чаще всего, аккумулятор выкипает до дна летом. Помимо всего прочего это связано еще и с температурной средой, в которой находится аккумулятор в это время года.

Проблема ремонта заключается в том, что выкипает не электролит, а вода, которая входит в его состав. А как мы все хорошо знаем, электролит в аккумулятор доливать нельзя. Однако в данном случае долить в аккумулятор воды и расслабиться не получится. Еще одна проблема, в связи с которой нельзя доливать электролит, это сам принцип действия аккумулятора.

Во время разряда активная масса пластин аккумулятора вбирает в себя кислоту из электролита, понижая тем самым его плотность, во время заряда происходит обратный процесс. Все это похоже на дыхание. Если долить электролит, который уже обладает плотностью, то выдыхать пластинам будет некуда.

Так уж получается, что при обозначенной проблеме, у нас аккумулятор полностью заряжен и кислоты в пластинах нет, нет ее и в электролите, которого в свою очередь тоже нет. Замкнутый круг.

На первый взгляд может показаться, что при данных условиях можно налить в аккумулятор электролит. Это не далеко от истины. Примерно так делают на заводе, но разница в том, что на заводе пластины высушивают специальным методом, а мы вследствие целостной конструкции не можем этого сделать.

Решение есть. Оно проверено, но скажу сразу. Есть риск потерять аккумулятор и времени этот процесс занимает от трех до пяти дней. Зависит от конкретного случая и степени выкипания, точнее того, как быстро вы заметили, что аккумулятор «высох».

Поскольку аккумулятор заряжен, то начнем мы с того, что полностью его разрядим. Для этого сначала надо налить во все банки аккумулятора дистиллированной воды. После того, как вода налита, подсоедините к аккумулятору какой либо потребитель, желательно не сильно мощный. Я обычно использовал 100 ватную лампочку.

Когда аккумулятор разрядится и лампа погаснет, можно поставить его на первый цикл зарядки. Да! С водой , которую налили ранее. Ставим мы его на малый ток, т.е. если рекомендуемый ток заряда 10% от емкости, мы ставим на 5%. Я обычно ставлю на 2 ампера. Автоматическое зарядное устройство может не подойти для этих процедур, т.к. оно будет отключаться, а нам это совершенно не надо.

В процессе зарядки аккумулятора с периодом в несколько часов проверяйте плотность – она будет расти и, в конце концов, остановится в пределах 1. 15 – 1.20 тут главное дождаться пока рост не прекратиться, если кипение будет слишком бурным убавьте ток. Плотность может быть и меньше, что в общем-то хорошо. Кроме этого обращайте внимание на чистоту раствора, если он начнет сильно темнеть, то дальше можете не мучится.

Единственный раз я возился с выпадающим аккумулятором, тоже высушенным… недели не соврать полторы, но то был друг, и денег на новый аккумулятор у него не было. В последствии эта батарейка отработала 2 года и была продана вместе с машиной. К тому времени ее возраст составлял семь лет, т.е. инфаркт произошел в пять.

Продолжим. Итак, плотность достигла своего возможного максимума. Теперь необходимо отобрать весь электролит из аккумулятора и снова залить его дистиллированной водой. После чего подключить к нему потребитель для второго полного разряда.

Вот к этому времени пройдет уже два дня, это при условии, что заряжаться и разряжаться аккумулятор будет практически круглосуточно.

Когда разряд достигнут – ставьте на зарядку и опять на малый ток. Следите за кипением, сейчас главное не перегнуть палку. Были случаи, что я и до 0.5 ампера доходил. Пузырьки должны быть слабенькие, как в бокале шампанского.

В самом идеальном случае плотность останется нулевой, по ареометру. С точки зрения контроля по времени. После закипания часа четыре будет достаточно, чтобы понять. Если плотность не начнет расти, то уже и не будет. Процесс, так или иначе, займет часов восемь.

Если плотность не растет, аккумулятор заряжен. Отключаем его от зарядного устройства.

Ареометром забираем из всех банок электролит, как можно лучше, после этого аккуратно и нежно переворачиваем аккумулятор вверх ногами и оставляем стекать. Около двадцати минут.

Да! Прием запрещенный. А что делать? По правилам нам следовало вообще новый аккумулятор купить, ибо выкипание электролита не допустимо! Можно пальцы скрестить.

После этой болезненной процедуры, нежно ставим АКБ как положено и заливаем новый электролит ( именно электролит, тот самый который нельзя ). После этого разряжаем аккумулятор снова.

Дальше все просто. Когда разряд достигнут, ставим на маленький ток заряжаться, начните с одного ампера. К моменту закипания смотрим электролит, если он наполнен рабочей массой и черного цвета, то три дня наших усилий псу под хвост. Если чего-то плавает, но в целом не плохо, то бог с ним. Заряжаем. Постепенно ток можно поднять до 5% от емкости.

В идеальном случае плотность во всех банках будет ровной 1.25 или 1.27 не так уж важно. Просто надо будет дозарядить до номинала. Но может быть и другая ситуация, когда плотность будет не ровной. В этом случае, необходимо будет совершить несколько циклов заряд – разряд, но разряжать уже не полностью, а до 10.5 вольт.

Все должно получиться, даже не смотря на сложность случая. Как ни странно, но рассмотренный нами вариант сложнее случая, с замерзанием аккумулятора.

Информационный сайт о накопителях энергии

Полная замена электролита в аккумуляторе

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.

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.

Предлагаем посмотреть видео по правильной замене электролита в автомобильном аккумуляторе.

Почему нельзя доливать электролит в аккумулятор

Посмотрите видео о правилах замены электролита.

В каких случаях доливать электролит в аккумулятор?

Предлагаем ознакомиться на видео, как долить электролит в аккумулятор.

Что доливать в аккумулятор, воду или электролит

Когда доливать в электролит, а когда воду

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

Как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор

Как разобрать необслуживаемый аккумулятор чтобы долить электролит

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.

Приведем наиболее часто встречающиеся нарушения правил эксплуатации

(1) Заряд током чрезмерно большой силы, превышающим нормальный в несколько раз. Перегрев электролита, коробление электродов, реже — разрушение сепараторов, осыпание активной массы и т.п. Это обычно происходит при форсированных режимах заряда с использованием мощных зарядных устройств, особенно в условиях неконтролируемого заряда.
(2) Повышенное

напряжение в бортовой сети автомобиля приводит

к систематическому перезаряду. Снижается уровень электролита, повышается его плотность. Если долить до нормального уровня электролит, а не дистиллированную воду, аккумулятор очень быстро приходит в негодность. Если ничего не доливать, то сульфатация электродов обеспечена, обнаженные элементы электродов быстро корродируют, активная масса, особенно положительных пластин, набухает, выкрашивается, теряет механическую прочность, оплывает.Аккумулятор быстро снижает емкость, электролит становится мутным. В таких ситуациях аккумулятор может стать совершенно непригодным к эксплуатации.
(3) Перегрев аккумулятора. Известно, что при повышении температуры электролита выше +35 градусов активизируются процессы износа электродов, а если температура повышается еще выше, то ресурс аккумулятора сокращается катастрофически быстро. Эта ситуация нередка, например когда оставили автомобиль на солнце под тентом темного цвета.
(4) Загрязнение электролита. Аккумулятор необходимо протирать чистой мягкой тряпкой, смоченной в нашатырном спирте или растворе кальцинированной соды. Если хотя бы очень небольшая часть загрязняющих веществ попадает в электролит — аккумулятор обречен.
(5) Добавление в электролит недистиллированной воды

. Это довольно частая ситуация когда нет под рукой качественной дистиллированной воды, и доливают в электролит просто чистую воду. Электроды выходят из строя, а аккумулятор идет на склад вторсырья.
(6) Еще быстрее выходит из строя новая батарея, если для нее приготовить электролит на основе технической серной кислоты.
(7) Короткое замыкание может вывести АКБ моментально. Чаще всего это происходит при неосторожном обращении с инструментом вблизи батареи, или в результате повреждения изоляции силового кабеля.

(8) Пониженное напряжение бортовой сети — весьма распространенная ситуация.Аккумуляторная батарея хронически разряжена, понижена плотность электролита. Нередки случаи запредельных разрядов, например, после пуска двигателя стартером. Снижаются основные энергетические характеристики батареи, особенно в зимний период. Систематический недозаряд может привести к переполюсовке аккумулятора при эксплуатации.
(9) Размораживание аккумуляторной батареи. Моноблок лопается, электролит вытекает после оттаивания. Это происходит в сильные морозы при снижении плотности электролита ниже допустимых значений.Обычно такое происходит, если долить дистиллированную воду в электролит и не принять ни каких мер для того, чтобы она перемешалась с электролитом, или после нескольких безуспешных попыток пуска стартером холодного двигателя, оставив на морозе глубоко разряженный АКБ.

(10) Применение мощного пускового устройства. Если применять мощный неспециализированный источник тока для пуска холодного двигателя, то можно моментально «взорвать»

аккумуляторную батарею. При подключении этого устройства к батарее сила тока заряда может быть настолько большой, что электролит бурно вскипает, и вентиляционные отверстия не в состоянии сбросить выделяющиеся газы.
(11) Запредельный разряд стартерными токами. Часто при затруднённом пуске двигателя аккумулятор разряжают до такой степени, что якорь стартера перестает проворачиваться. Такие глубокие разряды приводят к тому, что пластины очень быстро коробятся, осыпаются, и батарея выходит из строя.
(12) Повышенная плотность электролита. По разным причинам в аккумуляторе расходуется вода, понижается уровень и повышается плотность электролита, и если не доливать дистиллированную воду аккумулятор разрушится.

Самый простой путь вывести из строя аккумулятор — долить в него обычную воду

, содержащую соли металлов и прочие примеси. Применение такой воды нарушает, во-первых, плотность, во-вторых, химический состав электролита.

Удивительно, но чаще всего, когда в аккумуляторе закипает жидкость или батарея и вовсе выходит из строя, меньше всего автовладельцы склонны винить электролит или якобы дистиллированную воду, которую недавно доливали. А ведь в большинстве случаев это — главная и единственная причина.

Как известно, дистиллят — это вода, не имеющая никаких примесей — «аш два о» и ничего больше. Дистиллированная вода — это диэлектрик. Проверить это просто: взять тестер и «прозвонить» воду на «обрыв».

Чистая вода покажет бесконечное сопротивление. Попробуйте таким способом проверить пару-тройку повсеместно продающихся бутылок с якобы дистиллированной водой. Вы будет неприятно удивлены — в бутылках окажется все, что угодно, но только не дистиллированная вода. Доливать такую воду в аккумулятор — самый верный способ угробить его.

Не каждый, впрочем, может вооружиться тестером и проводить подобные контрольные замеры. Что ж, есть и более простой способ. Достаточно обратить внимание на тару и этикетку. Если перед вами неоригинальная бутылка (например, из-под «Колы» или минеральной воды) с этикеткой, на которой отсутствуют данные о производителе, вероятно, стоит насторожиться. Ведь предъявить претензии в случае покупки некачественного продукта будет некому.

Печально, но подобная ситуация на рынке и с электролитом. В большинстве случаев автовладельцу предлагаются все те же сомнительные бутылки с «анонимными» этикетками. Плотность, правда, указана. Но соответствует ли действительности эта информация? Знают ли производители таких жидкостей о существовании ГОСТ 667-83А, в котором указаны все необходимые требования к электролиту? А если и знают, соблюдают ли их? Опять же, если на этикетке отсутствуют данные о производителе, кому предъявлять претензии в случае чего?

Как долить дистиллированную воду в аккумулятор? на самом деле

Как долить дистиллированную воду в аккумулятор? На самом деле — очень просто

Многих водителей интересует, как долить дистиллированную воду в аккумулятор. Ведь иногда эта работа необходима для поддержания работоспособности батареи. Чаще всего, это связано с уменьшением количества электролита в обслуживаемом аккумуляторе. Изредка такая работа рекомендуется и в отношении необслуживаемой стартерной батареи. Но, делать это нужно крайне осторожно, испортить такой аккумулятор можно очень легко. Поэтому, несколько раз подумайте, перед тем как производить доливку воды в необслуживаемую батарею. Если аккумулятор старый, то в некоторых случаях проще приобрести новый.

Содержание

Когда заливать?

Как долить дистиллированную воду в аккумулятор? Для начала следует определиться, когда следует это делать. Начнем разбираться со строения батареи. Состоит она из ряда пластин, которые погружены в смесь электролита и воды. В процессе работы автомобиля, жидкость, содержащаяся в аккумуляторе, нагревается и выкипает. Точнее выкипает вода, а электролит остается.

В итоге часть пластин оказывается сухими, что приводит к их повреждению. То есть, доливать воду следует, когда жидкость в банках перестанет покрывать пластины. В некоторых аккумуляторах имеются отметки для контроля, если они отсутствуют, то ориентируемся по верху пластин.

Причины выкипания

У этого явления имеется несколько причин. Наиболее часто встречается перезаряд. Происходит это обычно летом, когда температура довольно высокая, а вот энергопотребление наоборот снижено. Генератор при этом вырабатывает ток, как обычно. В итоге температура электролита еще больше повышается. Результат: батарея закипает. Из нее испаряется часть воды, остальные компоненты остаются. То же самое происходит при перегрузке сети (замыкании).

Будьте внимательны, уменьшившееся количество жидкости может говорить о механическом повреждении батареи. Произойти это может, если аккумулятор уронить на бок (некоторые роняют его вместе с машиной). В любом случае, перед тем как доливать воду определитесь с целостностью батареи.

Подготовка

Даже такая несложная процедура, как долив жидкости, требует определенной подготовки. Для начала, следует приобрести дистиллированную воду. Не пытайтесь долить обычную воду. Это гарантированно приведет к выходу из строя аккумулятора. Также перед работой очистите корпус батареи от грязи. Для этого протрите ее влажной тряпкой. Желательно смочить ее в растворе кальцинированной соды. Это нейтрализует электролит, попавший на поверхность аккумулятора. Помните, что электролит едок, и крайне нежелательно допускать его контакта с кожей или одеждой.

По поводу необходимости снятия аккумулятора с автомобиля идут споры. На практике, для обслуживания батареи даже не обязательно глушить двигатель, соответственно и отсоединять аккумулятор не нужно. Единственное, что нужно учесть, это температура окружающего воздуха. При отрицательных показателях термометра лучше производить работу в помещении. На морозе вода замерзнет поверх электролита и результата не будет.

Доливаем воду

Итак, вы почистили батарею, и открыли пробки. Следует оценить количество электролита. Если на поверхности батареи отсутствуют метки и прозрачная полоска. То придется воспользоваться фонариком. Им светят в банку и визуально определяют уровень жидкости. В идеале электролит должен находиться на уровне наплыва на горлышке. Если его меньше, то придется доливать воду. Перед работой желательно проверить плотность ареометром.

Доливать дистиллированную воду проще всего, с помощью груши. Подойдет для этого все тот же ареометр. Просто набираем в него жидкость и переносим ее в банку аккумулятора. Также можно воспользоваться большим шприцом или лейкой. При этом не забывайте контролировать уровень электролита, не стоит переливать воду выше рекомендованного уровня. После окончания процедуры необходимо дать аккумулятору отстояться. За несколько часов электролит достаточно перемешается с водой. После чего проверьте плотность, она должна быть чуть ниже первоначальных показателей. Также следует немного подзарядить батарею.

Отдельно следует упомянуть, долив воды на автомобиле. Делать это можно даже на заведенном двигателе. При этом, мотор должен работать на холостых оборотах. После этого желательно оставить автомобиль заведенным на 30-40 минут. Если нужно, то можно спокойно ехать это не навредит, зато жидкости быстрее смешаются.

Заключение. Каждый автовладелец рано или поздно сталкивается с необходимостью обслуживания стартерной батареи. Вот тут и возникает вопрос, как долить дистиллированную воду в аккумулятор. На самом деле это не сложно. Главное, не допустить несколько ошибок. Одна из них попадание грязи в банки, другая использование обычной воды. Используйте для этого только дистиллированную воду.

Как правильно долить в аккумулятор дистиллированную воду

У многих начинающих автомобилистов возникает вопрос, как в аккумулятор долить дистиллированную воду, если он из категории обслуживаемых АКБ. Соответственно, возникает второй вопрос, сколько необходимо добавлять жидкости и можно ли это сделать самостоятельно в бытовых условиях.

Предназначение дистиллированной воды

Дистиллированная вода является важной составляющей в жидкости автомобильной аккумуляторной батареи, обеспечивает ее полноценную функциональность, поддерживает нужную плотность электролита, в котором ее содержится 65%. А процентное содержание серной кислоты составляет всего лишь 35%.

Серная кислота — это довольно высококонцентрированное химическое соединение, представляющее в чистом виде опасность для АКБ. Для снижения ее концентрации необходима очищенная вода. Соотношение Н2О/h3SO4 =65/35 обеспечивает в момент зарядки аккумуляторной батареи накопление электрической энергии, которая впоследствии используется для запуска и движения транспортного средства.

Дистиллированная вода (ДВ) — это обычная вода, очищенная от органических соединений (продукты жизнедеятельности растительности и животных, бактерии, вирусы) и неорганических примесей (соли, минеральные добавки, другие вещества). Она состоит из двух химических элементов: водорода (H) и кислорода (O).

Перед тем как узнать, сколько доливать в аккумулятор дистиллированной воды, важно понять, что для подобной процедуры обыкновенная вода не подходит. В ней содержится большое количество разных примесей (соли, хлор, известь и прочие), которые способствуют быстрому выходу автомобильного аккумулятора из строя. Нельзя заливать в АКБ и прокипяченную воду, так как обыкновенное кипячение не дистиллирует (не очищает) жидкость в полном объеме.

Почему используется не электролит

В процессе эксплуатации аккумулятора, особенно в летний период, происходит нагревание батареи, в результате чего банки могут закипеть. ДВ в этот момент испаряется. Кислота — это нелетучая жидкость, соответственно она остается и уменьшается концентрация воды. Плотность смеси вырастает иногда до 1,4 г/см 3 . Поэтому, чтобы электролит привести к нормальной плотности, необходимо добавлять ДВ.

Если лить электролит, плотность уменьшится, но недостаточно.

Важно помнить о выпадении солей в осадок и разрушении пластин. Поэтому, чтобы уменьшить плотность жидкости до установленной нормы, добавляется исключительно ДВ. Это правило нужно всегда помнить!

А также стоит запомнить, что вода доливается только в аккумуляторные батареи обслуживаемого типа, которые отличаются максимальным испарением. Необслуживаемые АКБ оборудованы литым герметичным корпусом, испаряемая жидкость не выходит наружу, она выпадает в осадок внутри банки. В этом случае происходит замкнутый цикл, добавлять воду нет необходимости.

Когда требуется заправка АКБ

Большинство специалистов считают, что аккумулятору авто техническое обслуживание не требуется. Соответственно доливка в него воды является неактуальной, но при условии эксплуатации АКБ в нормальных условиях. Обязательно проверять уровень жидкости необходимо автомобилистам, совершающим на собственном авто поездки на дальние расстояния. В этом случае наибольшая вероятность преобразования жидкости в парообразное состояние. А также активный процесс испарения воды осуществляется в случае выхода из строя реле-регулятора.

Основные показатели поломки реле-регулятора:

в период эксплуатации транспортного средства аккумуляторная батарея сильно нагревается;
на корпусе АКБ наблюдаются капли электролита;
из заливных горловин выходит сильный пар.

Нужно учитывать вариант конструкции АКБ. В обслуживаемых моделях происходит намного большее испарение h3O. Поэтому именно для них стоит знать, сколько воды доливать в аккумулятор. В необслуживаемых моделях испарение жидкости в окружающую среду предотвращает герметичный литой корпус. Такие АКБ не требуют дополнительного технического обслуживания.

Проверка уровня электролита

Наличие электролита проверяется исключительно в обслуживаемых АКБ. Они чаще всего оборудованы прозрачным корпусом, поэтому осмотр проводится визуально. Для этого на поверхности сделаны специальные отметки, соответствующие определенному объему жидкости.

Выпускаются также аккумуляторные батареи обслуживаемого типа с непрозрачным корпусом. Чтобы определить, до какого уровня доливать в аккумулятор воду в таком случае, владельцу транспортного средства понадобится специальная прозрачная трубочка диаметром 0,5 см.

Последовательность проверки уровня жидкости:

откручивается крышка АКБ;
прозрачная трубка опускается в жидкость, при этом она должна упереться в дно баночки;
ее внешнее отверстие зажимается плотно пальцем;
затем она достается из аккумулятора для определения уровня электролита.

Такая трубка имеет деления минимума и максимума. Соответственно, если набравшаяся жидкость находится в этих пределах — объем электролита в норме. Если жидкость ниже минимума — необходимо долить ДВ.

Сколько нужно добавлять воды

В аккумуляторах современного типа проще разобраться, сколько добавлять ДВ в систему. Их корпус чаще производят из прозрачного пластика, на котором разбита шкала объема жидкости. Нужно просто визуально следить за ее уровнем в системе. Ее не должно быть меньше или больше допустимой нормы.

Рекомендации о том, как дистиллированную воду добавить в аккумулятор другой конструкции, сводятся к следующему:

В некоторых моделях аккумуляторов немного ниже горловины банки обустроен пластмассовый (металлический) «язычок». Заливать жидкость необходимо на 0,5 см выше него.
В случае отсутствия в банке каких-либо отметок, доливать воду надо на 1,5 см выше свинцовых пластинок.
Если невозможно визуально определить наличие электролита в АКБ, тогда рекомендуется воспользоваться специализированной стеклянной трубкой со шкалой.

Важно правильно выполнять доливку ДВ, чтобы плотность электролита соответствовала установленным нормам. При большей концентрации соляная кислота будет разрушать свинцовые пластины.

При ее недостатке можно разморозить автомобильный аккумулятор при значительных минусовых температурах.

Как правильно доливать жидкость

Если плотность электролита в автомобильном аккумуляторе повысилась или АКБ не дает нужное напряжение, значит, причина в испарении ДВ. По норме электролит состоит: h3SO4 (серная кислота) — 35%; h3O — 65%.

Инструкция доливки ДВ в АКБ:

Верхняя плоскость АКБ очищается от грязи, тщательно протирается, особенно возле пробок.
В процессе зарядки батареи серная кислота могла выплеснуться наружу. Поэтому, чтобы ее нейтрализовать, область горловин нужно протереть ветошью, смоченной в растворе соды.
Теперь нужно аккуратно открутить пробки. Рекомендуется надеть перчатки, чтобы защитить от электролита руки.
При помощи медицинского шприца набирается ДВ и заливается в банки, где упал уровень жидкости.
Закручиваются пробки.
Через 2 часа необходимо проверить соответствие нормам плотности электролита с помощью специального устройства — ареометра. Если показатели в норме, аккумулятор можно ставить на зарядку.

Доливка жидкости осуществляется только на горизонтальной поверхности, иначе уровень будет показывать неправильный объем. А также стоит учитывать тот факт, что в разных климатических условиях отличается плотность электролита. Например, в России:

на юге страны — 1,25 г/см 3 ;
в центральных регионах — 1,27 г/см 3 ;
на северных территориях — 1,29 г/см 3 .

Чтобы точно измерить плотность жидкости, ареометр должен находиться строго в свободном состоянии, вертикальном положении и не соприкасаться со стенками емкости. Опустив аккуратно ареометр в жидкость, нужно дождаться, когда он полностью перестанет колебаться, затем снять показания по шкале в точке его пересечения с поверхностью электролита. Это и есть плотность жидкость.

Получение дистиллята в быту

Есть автомобилисты, которые не идут в магазин за ДВ. Они ее производят самостоятельно в домашних условиях. Это в основном старшее поколение, заставшее времена дефицита, и люди, проживающие в отдаленных от города населенных пунктах, куда многая продукция просто не поступает.

При желании самостоятельно приготовить ДВ стоит понимать, что она не будет отличаться высоким качеством, так как для этого необходимо иметь специальное дорогостоящее оборудование — дистиллятор. Но в качестве альтернативы подойдет обычный самогонный аппарат без змеевика. Производительность ДВ при использовании этого варианта составит примерно 1 стакан за 3−4 часа.

Формула дистиллированной воды — Н2О. Качественная жидкость не должна содержать сторонних примесей. В бытовых условиях достичь такого результата невозможно, небольшое содержание солей металла все-таки останется.

Рекомендации:

Если необходимо срочно долить воду в аккумуляторную батарею, можно набрать ее из-под крана в пластиковую бутылку и положить в морозилку на 2−3 часа. Использовать нужно только лед, который предварительно растапливается. Незамерзшая вода сливается в раковину. Полученная таким способом ДВ будет причинять минимальный ущерб АКБ.
Еще один способ — сбор дождевой воды в пластиковую емкость, тщательная фильтрация, дальнейшее использование по предназначению.

Важно! Собираемая вода для аккумуляторной батареи не должна соприкасаться с железными предметами. Например, вода, стекающая с металлической крыши дома, непригодна для этих целей.

Как правильно добавить дистиллированную воду в аккумулятор

При эксплуатации аккумуляторов уровень электролита в банках неизбежно снижается. С необслуживаемыми АКБ проще – уровень жидкости в отсеках практически не меняется на протяжении 5-6 лет. Что касается обслуживаемых аккумуляторов – владельцам постоянно приходится контролировать уровень электролита и своевременно принимать меры. В статье расскажем, как долить дистиллированную воду в аккумулятор, сколько ее нужно и можно ли чем-то заменить.

Где взять дистиллированную воду для аккумулятора

Лет 20 назад у автомобилистов вопросов о приобретении дистиллированной воды не возникало – она продавалась практически в каждой аптеке. Сейчас ситуация изменилась. Дело в том, что эта жидкость пригодна для использования в медицинских целях в течение трех суток, поэтому достать ее можно только в аптечном пункте, имеющем свой дистиллятор.

Современные альтернативные варианты:

магазины автозапчастей;
автозаправочные станции, имеющие торговую точку;
хозяйственные магазины (дистиллированная вода используется в утюгах и отпаривателях).

Еще один вариант – поиск воды в интернет-магазинах. Подойдет он тем, кто хочет сделать запас впрок. Срок доставки в зависимости от региона может быть несколько недель, для экстренной доливки жидкости в АКБ такой способ не походит.

Некоторые автомобилисты не хотят тратить время на посещение магазинов, и задаются вопросом, можно ли заливать в аккумулятор простую или кипяченую воду. Первый вариант не подходит категорически. В воде из-под крана присутствуют посторонние вещества – хлор, магний, фосфор и т.д. При зарядке аккумулятора они осядут на свинцовых пластинах. В лучшем случае это приведет к снижению емкости АКБ, в худшем – к замыканию и выходу батареи из строя.

Что касается кипяченой воды – полноценно заменить дистиллированную она не сможет, в ней имеются соли металлов, пусть и в небольшом количестве. Такой вариант подойдет, если нужно срочно привести аккумулятор «в боевую готовность», но затем придется промывать каждую банку и заливать новый электролит.

Как доливать дистиллированную воду в автомобильный аккумулятор правильно

Если в вашем аккумуляторе увеличилась плотность электролита или вы заметили, что он не выдает нужного напряжения – скорее всего причина в снижении количества дистиллированной воды. В норме ее должно быть 65 % на 35 % серной кислоты.

Последовательность работ при доливке дистиллята в аккумулятор.

Чтобы правильно долить жидкость в банки воспользуйтесь инструкцией.

Уберите грязь и пыль с верхней части аккумулятора, особенно – вокруг пробок.
Протрите область вокруг горловин тряпкой, смоченной в содовом растворе, для нейтрализации серной кислоты, которая могла выплеснуться при зарядке.
Осторожно открутите пробки – берегите руки от воздействия электролита.
Возьмите медицинскую спринцовку, шприц или ареометр, наберите дистиллированной воды.
Залейте жидкость в банки с недостаточным уровнем электролита.
Закрутите пробки.
Через 2-3 часа проверьте плотность электролита ареометром (нормальное значение в таблице ниже).
Если все сделано правильно – поставьте АКБ на зарядку.

Доливка дистиллированной воды в аккумулятор должна проводиться на горизонтальной поверхности. В противном случае уровень жидкости в банках будет различный, поэтому вы или перельете воду, или недольете.

Рекомендуемая плотность электролита в аккумуляторе зависит от климатических условий вашего региона.

Климатический пояс

Плотность электролита (г/см 3 )

Просто добавь воды: как оживить мёртвый аккумулятор

В свои права вступила зима, а значит, пора рассказать что-нибудь интересненькое и полезное про аккумуляторы – главные источники проблем автомобилиста в холодный сезон. Давайте проверим уровень электролита аккумуляторной батареи и при необходимости доведем его до нормы. Спойлер: если вы уверены, что ваш аккумулятор «необслуживаемый», то скорее всего, это не так. Оживить его всё равно можно.

Обслуживаемый или нет?

Э лектролит свинцовых батарей состоит из двух компонентов – серной кислоты и воды. В понижении уровня электролита виновата именно вода, которая со временем испаряется. В итоге часть пластин оказывается не погруженной в электролит, и аккумулятор теряет емкость. Если летом этот эффект можно не заметить безболезненно, зимой он наверняка подложит вам морозную утреннюю свинью…

У автовладельцев принято делить аккумуляторы на «обслуживаемые» и «необслуживаемые» по типу пробок на банках. Если пробки в наличии, и их можно открутить монеткой – значит, «обслуживаемый»: в нем нужно контролировать уровень электролита и доливать воду при необходимости. Если пробок нет – наоборот.

На деле «необслуживаемость» заключается в первую очередь в том, что аккумулятор изготовлен с добавками кальция в свинец электродов вместо старой доброй сурьмы, которая применялась десятки лет, – говорит Александр Казунин, заведующий аккумуляторной лабораторией НИИ автомобильной электроники и электрооборудования.

«Кальциевые» батареи обладают очень низкой интенсивностью электролиза воды, которая почти не испаряется из электролита в нормальных условиях эксплуатации. И поэтому в них часто отсутствуют пробки для контроля уровня электролита. Впрочем, надо понимать, что с появлением «кальциевых» батарей проблема выкипания электролита полностью не исчезла. Склонные к падению уровня электролита «сурьмяные» батареи до сих пор выпускаются и продаются, да и «кальциевая» запросто может потребовать контроля и доливки, если машина интенсивно ездит летом в городском цикле или, скажем, неисправен регулятор напряжения в генераторе.

Кальций может применяться только на отрицательных электродах батареи или на всех электродах. Аккумуляторы, у которых кальцием легированы все электроды, называют «кальций-кальциевыми» (Ca/Ca). Правда, плата за необслуживаемость уровня электролита – повышенная чувствительность к глубокому разряду. «Кальциевая» батарея, единожды посаженная «в ноль», как правило, не жилец…

Часто даже в по-настоящему необслуживаемых батареях пробки всё-таки имеются, но они не отдельные, а закрепленные на общей пластмассовой пластине, которая сверху прикрыта фирменной наклейкой. На таких пробках нет явных признаков того, что их можно открыть. Но сделать это можно, и зачастую нужно. Поскольку уровень электролита может понизиться почти в любом типе аккумулятора.

Выровнять пониженный уровень электролита в аккумуляторе – несложно и недорого. Достаточно приобрести в автомагазине бутылку дистиллированной воды и долить ее посредством шприца или груши в каждую банку батареи, число которых у машины с 12-вольтовой бортсетью равно шести. Заглянув с фонариком в банки, можно увидеть пластмассовый язычок-«клювик», который является меткой уровня. Если его нет – вода доливается до полного покрытия пластин. После этого аккумулятор крайне желательно не грузить стартером, а подзарядить.

Процедура эта проста и доступна любому автовладельцу. Единственное «узкое место» в этой истории — покупка дистиллированной воды. Обычно фасованная в бутылки по 1,5 литра «дистиллировка» выпускается конторами типа «Рога и копыта», и найти в продаже воду производства известного бренда автомобильной химии не так-то просто. А ввиду невысокой розничной и еще более низкой закупочной цены дистиллированной воды у производителей имеется нешуточный соблазн максимально сократить издержки и начать разливать под видом дистиллировки для АКБ воду из под крана… Тем более, что обманутый покупатель вряд ли станет предъявлять претензии: аккумулятор от обычной воды, безусловно, умрет, но произойдет это не мгновенно.

Вот типичный отзыв о некачественной дистиллированной воде от одного из форумчан «Уазбуки»:

«У меня как-то в багажнике завалялась нераспечатанная бутылка такой воды. Провалялась, наверное, месяца четыре. И как-то вознамерился я ее долить в систему охлаждения. Вскрыл бутылку, а оттуда такой тухлятиной несет — хоть убегай. Из какого болота набрали её. »

Проверить качество приобретенной дистиллированной воды можно разными методами. Самый правильный способ проверки из доступных в бытовых условиях – применение специализированного прибора, который называется TDS-метр. В китайских интернет-магазинах их полно, стоят они не слишком дорого, а точность вполне достаточна для наших нужд. Выглядит TDS-метр как карандаш с дисплеем и измеряет уровень общей минерализации (солесодержания) воды в единицах «ppm» — количестве частиц растворенных солей на миллион частиц водного раствора.

Измеряем воду из-под крана — 215 ppm. Измеряем дистиллированную воду из автомагазина – бутылка одного производителя показывает 8 ppm, второго – 7 ppm, а третьего, та, на которой написано «двойная очистка», — 0 ppm!

Последнему производителю, безусловно, респект! Продукт действительно высококачественный. Но и в случае, если ppm дистиллировки не равен нулю, волноваться не стоит. Небольшое число — в пределах допустимого. В конце концов, почти в любом советском учебнике по автомобильным эксплуатационным материалам в крайнем случае допускалось применение для электролита талой снеговой воды (не из городских сугробов, разумеется), ppm которой обычно составляет 10-20.

Узнайте как правильно доливать дистиллированную воду в аккумулятор

Садясь в автомобиль и поворачивая ключ зажигания, многие и не догадываются, что в этот момент под капотом происходят сложнейшие химические процессы. Для долгой и эффективной работы АКБ важна химическая чистота внутренних составляющих батареи. Дистиллированная вода — залог долгой и исправной работы аккумулятора. Если соблюдать все правила и не доливать обычную воду в батарею, можно избежать многих проблем с автомобилем.

Роль электролита в батарее

Жидкий электролит состоит из серной кислоты и чистой дистиллированной воды. Чистая серная кислота способна расплавить свинец, поэтому ее необходимо разбавлять до пропорции около 1. 27 г./см³. Со временем она испаряется, и процентное содержание кислоты увеличивается. Аккумулятор начинает давать перебои, и если не исправить эту ситуацию, батарея придет в негодность.

Определить, сколько доливать воды в аккумулятор, можно проверив уровень электролита.

Как проверить уровень в домашних условиях:

Отворачиваем пробки
Прозрачной пластиковой или стеклянной трубкой набираем электролит, покрывающий пластины.(идеально подходит корпус простой шариковой ручки)
Уровень жидкости должен быть примерно 1.5 — 2 см.
В зависимости от производителя батареи предусматриваются различные метки для контроля.

Важно! Доливать нужно только в том случае, если уровень снизился хотя бы в одной из банок.

Причины низкого уровня электролита:

Испарение воды при перезаряде и жаркой погоде. Она легко превращается в пар, а кислота — нет. Доливать в этом случае нужно дистиллированной очищенной водой, чтобы довести плотность до нужного параметра.
Трещина в корпусе. В этом случае потребуется запаять корпус (если он из полипропилена) или утилизировать батарею. После восстановления герметичности потребуется доливать готовый электролит.
Переворачивание. На торцах корпуса есть специальные дренажные отверстия, предназначенные для выхода паров и водорода при «закипании». Если аккумулятор перевернуть, некоторое количество электролита вытечет. Поднять уровень придется доливкой электролита.

Характеристики

Универсальный природный разбавитель — h3O, или вода. Благодаря универсальным свойствам найти в природе чистую воду без примесей, практически невозможно. В любом случае она в естественных условиях встречается в виде растворов солей или окислов.

Очистить воду можно различными способами, самый популярный — испарение и последующая конденсация. В природе этот процесс происходит в рамках круговорота испарения — осадков. Люди ускорили этот процесс благодаря дистилляции. Устройство дистиллятора известно по применению в самогонных аппаратах — нагревательный куб, промежуточные емкости, охладитель.

Дистиллированная вода является отличным диэлектриком. Большинство приборов, определяющих чистоту, используют принцип замера сопротивления между электродами, опущенными в жидкость. Для относительно чистой воды электроды, опущенные на 1 см при расстоянии в 2.5 см между собой имеют сопротивление 33 Ома.

Чем заменить?

Обычно у автомобилистов не возникает вопроса — где взять дистиллированную воду? — ведь она продаётся почти в каждом магазине бытовой или авто химии. Очищенная в промышленных условиях вода является наиболее чистой. Качество продукта проверяется на сложном дорогом оборудовании, заводские условия близки к идеальным.

Что можно доливать если нет дистиллированной воды?

Конденсат с радиаторов сплит-системы. Его свойства также близки к дистилляту.
Лед из морозильной камеры. по сути — это замерзший пар, в котором мало примесей и низкая электропроводность.
Дождевая вода. Она является природным дистиллятом, но в момент конденсации и выпадения смешивается с различными веществами. Дождевые капли значительно чище, чем из подземных источников
Талый снег. Снег намного чище, чем дождь, так как выпадает из верхних, самых чистых слоев атмосферы в твердом виде. Растворение в этом случае минимально. Для получения чистой воды пригодится только средняя часть свежевыпавшего снега — нижняя будет испачкана землей, на верхнюю оседают частицы сажи, тяжелые испарения от котельных и жилья человека.

Важно! Полежавший снег не годится — талая вода при оттепелях проникает ниже, неся примеси в толщину.

Дистилляция. На любой кухне провести очистку вполне возможно. Можно приобрести компактный дистиллятор, или соорудить его своими руками.

Простейший дистиллятор можно приготовить на кухне своими руками, для этого потребуются:

Две стеклянные бутылки, у одной из которых горлышку будет искривлено.
Скотч.
Кастрюля объемом 20 литров.
Пакет со льдом.

Бутылку с прямым горлом заполнить не до конца, чтобы оставалось тринадцать сантиметров до верха. Склеить скотчем горлышки обеих бутылок. Кастрюля, в которую опустится бутылка с водой, должна быть заполнена так, чтобы полностью покрыть бутылку. На пустой бутылке должен лежать лед. Вода начнет испаряться и как только вторая бутылка наполнится дистиллятом, процесс можно будет завершить.

Высокого качества добиться невозможно, но относительно чистую воду получить можно.

Полезное видео

Почему нельзя заливать обычную воду

Разбавив электролит обычной водой можно значительно снизить эффективность батареи.

Природная вода не может быть чистой. Количество примесей составляет от 0,01% до 0,1% . В дождевой и талой воде есть грязь и пыль, в обычной и кипяченной — соли и минералы, которые осядут на пластинах и разрушат их. Увеличится сопротивление, а емкость батареи тем временем уменьшится, изменится электропроводность.

Можно ли залить кипяченую воду в аккумулятор? — Нет нельзя!

Делать это категорически запрещается. Примеси осядут на свинцовых пластинах и будут препятствовать их окислительно — восстановительным реакциям. Площадь соприкосновения свинца и электролита снижается, аккумулятор выходит из строя.

«Убить» аккумулятор, зарядив его водой с большим содержанием приимесей, можно за один цикл разряда-заряда.

Особенности обслуживания батарей

Аккумулятор на автомобилях является расходным элементом — он со временем выходит из строя. Существенно продлить срок службы можно правильным обслуживанием, которое производится по следующим правилам

Батарею перед обслуживанием необходимо зарядить.
Меду зарядкой и проверкой плотности должно пройти 5-7 часов для остановки процессов сульфатации пластин.
Перед доливкой обязательно проверить плотность калиброванным ареометром!
После доливки снова поставить аккумулятор на зарядку. Так электролит быстрее размешается.
После эксплуатации снова проверить плотность электролита и емкость аккумулятора при помощи нагрузочной вилки.

Если емкость аккумулятора резко упала и электролит стал мутным — значит он вышел из строя и его пора менять.

Более безопасные и мощные аккумуляторы для электромобилей, электросетей – LabNews

Твердотельные аккумуляторы с небольшим количеством жидкого электролита безопаснее литий-ионных аккумуляторов

ТЕСТИРОВАНИЕ АККУМУЛЯТОРОВ — Инженеры Sandia Алекс Бейтс (слева) и Джон Хьюсон исследуют литий-ионный аккумулятор перед специально разработанной камерой для тестирования аккумуляторов. Они сравнили тепло, выделяемое традиционной литий-ионной батареей, с теплом, выделяемым твердотельной батареей и твердотельной батареей с небольшим количеством жидкого электролита. Они обнаружили, что во многих случаях твердотельные батареи с небольшим количеством жидкого электролита были безопаснее, чем их литий-ионные аналоги.

(Фото Ребекки Густав)

Твердотельные батареи, которые в настоящее время используются в небольших электронных устройствах, таких как смарт-часы, потенциально могут быть более безопасными и мощными, чем литий-ионные батареи, для таких вещей, как электромобили и хранение энергии от солнечных батарей для последующего использования. Тем не менее, прежде чем твердотельные батареи получат широкое распространение, предстоит решить несколько технических проблем.

Исследование под руководством Sandia, опубликованное 7 марта в научном журнале Joule, решило одну из этих проблем — давнее предположение о том, что добавление некоторого количества жидкого электролита для повышения производительности сделает твердотельные батареи небезопасными. Вместо этого исследовательская группа обнаружила, что во многих случаях твердотельные батареи с небольшим количеством жидкого электролита были безопаснее, чем их литий-ионные аналоги. Они также обнаружили, что если в батарее произойдет короткое замыкание, высвобождая всю накопленную энергию, теоретически сверхбезопасная, полностью твердотельная батарея может выделять опасное количество тепла.

«Твердотельные батареи могут быть более безопасными и иметь потенциал для более высокой плотности энергии», — сказал Алекс Бейтс, научный сотрудник Sandia, который руководил исследованием для статьи. «Это означает, что для электромобилей вы можете проезжать дальше между зарядками или нуждаться в меньшем количестве батарей для хранения энергии в масштабе сети. Добавление жидкого электролита может помочь преодолеть разрыв с коммерциализацией без ущерба для безопасности».

Улучшение батарей благодаря химии

Твердотельные аккумуляторы чем-то похожи на литий-ионные аккумуляторы. В обоих случаях ионы лития перемещаются с одной стороны батареи на другую, а электроны проходят через цепь, питая устройство. Одно большое отличие состоит в том, что во всей литий-ионной батарее есть вещество, которое помогает ионам лития двигаться быстрее: жидкий электролит.

Лорейн Торрес-Кастро, эксперт по безопасности аккумуляторов из Лаборатории тестирования аккумуляторов Sandia, участвующая в проекте, сравнивает жидкий электролит с парком автомобилей, подъезжающих к подъездным путям: он доставляет ионы лития прямо туда, куда им нужно. Однако современные жидкие электролиты легко воспламеняются и могут вызвать взрыв или возгорание батареи, особенно если батарея повреждена.

В твердотельной батарее жидкий электролит заменен твердым материалом, называемым твердым электролитом, который также способствует быстрому перемещению ионов лития. По словам Алекса, одна из технических проблем заключается в том, что, хотя ионы лития могут быстро перемещаться в твердом электролите, им трудно перемещаться из твердого электролита в электроды и наоборот. Твердый электролит можно сравнить с составом поездов, также быстро доставляющих ионы лития на станцию, но тогда пассажирам все равно придется проехать немного дальше, чтобы добраться домой.

Один из способов, которым ученые ускорили этот «прямой обмен» — и, следовательно, скорость и производительность зарядки аккумулятора — это добавление небольшого количества жидкого электролита на положительную сторону аккумулятора.

Однако Юлия Прегер, эксперт по надежности аккумуляторов Sandia, участвовавшая в проекте, сказала: «В сообществе исследователей твердотельных аккумуляторов было много споров о безопасности использования жидкого электролита для «смазывания колес». Некоторые ученые говорят, что что любое количество жидкого электролита небезопасно. Итак, мы провели расчеты, чтобы увидеть, каким может быть влияние жидкого электролита, вместо того, чтобы просто принять «линию партии»».0007

Стив Харрис, специалист по батареям из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, и Кэти Харрисон, специалист по батареям из Сандии, впервые поставили под сомнение «линию партии», которая привела к исследованию. Оба участвовали в исследовании.

Насколько безопасны твердотельные батареи?

Чтобы выяснить, насколько безопасной будет твердотельная батарея с небольшим количеством жидкого электролита, исследовательская группа начала с расчета количества тепла, выделяемого литий-ионной батареей, полностью твердотельной батареей и твердотельной батареей. батареи с различным количеством жидкого электролита. Все испытанные батареи имели эквивалентное количество запасенной энергии. Затем они рассмотрели три разных плохих вещи, которые могут случиться с батареями, и тепло, которое будет выделяться из-за каждого типа отказа.

«Мы начали с определения того, сколько химической энергии содержится в трех типах батарей», — сказал Джон Хьюсон, эксперт Sandia по расчету тепловыделения в проекте. «Есть столько энергии, которую вы можете высвободить, что она нагреет батарею до определенной степени, если произойдет химическая реакция».

Первое плохое, что может случиться, сказала Лорейн, это если батареи загорятся либо от соседней батареи, либо от соседнего здания. В этих случаях исследователи обнаружили, что твердотельная батарея с небольшим количеством жидкого электролита производит около одной пятой тепла сопоставимой литий-ионной батареи, в зависимости от того, сколько в ней жидкого электролита. Твердотельный аккумулятор без жидкого электролита в этом сценарии не выделял тепла.

Вторая плохая вещь, которая может случиться с батареями, — это если из-за многократной зарядки и разрядки металлический литий образует «шип», называемый дендритом. По словам Юлии, этот дендрит может пробить отверстие в сепараторе, разделяющем две стороны, и вызвать короткое замыкание. Это известная проблема со всеми аккумуляторами, на одной стороне которых находится металлический литий. В этом случае все три батареи производили одинаковое количество тепла, которое зависело от того, сколько металлического лития было в батареях.

Третья плохая вещь, которая может случиться с твердотельной батареей, — это разрушение твердого электролита. По словам Лорейн, это могло произойти, если батарея была раздавлена или проколота, или из-за повышенного давления во время работы, что позволило кислороду с одной стороны батареи вступить в реакцию с металлическим литием на другой стороне. В этих случаях твердотельная батарея без жидкого электролита может достигать температуры, близкой к температуре литий-ионной батареи, что команда сочла неожиданным.

От расчетов безопасности к лабораторным экспериментам

«Одним из достоинств твердотельных батарей является их безопасность, поскольку твердый электролит твердый и вряд ли сломается. Но если он сломается, повышение температуры может быть примерно таким же, как при выходе из строя литий-ионных аккумуляторов», — сказала Юлия. «Это исследование подчеркнуло важность такой конструкции сепаратора, чтобы он не вышел из строя».

Следующие шаги проекта включают проведение аналогичных расчетов с другими материалами с твердым электролитом и проведение экспериментов для подтверждения новых и первоначальных расчетов, сказал Алекс.

«Мы обнаружили, что если в твердотельной батарее есть металлический литий, она потенциально может быть опасной, независимо от того, есть ли в ней жидкий электролит или нет», — сказал он. «В этой статье мы пытались указать на то, что существует определенный компромисс между производительностью и безопасностью, но добавление небольшого количества жидкости может значительно повысить производительность, лишь незначительно повлияв на безопасность».

Понимание этого компромисса может помочь ускорить коммерциализацию, добавила Лорейн. «Ясность и уверенность в том, что знание небольшого количества жидкого электролита не создаст серьезных проблем с безопасностью, может помочь в разработке коммерческих твердотельных батарей. Добавление жидкого электролита может решить одну из их основных проблем — поверхность раздела с твердым электролитом».

Это исследование безопасности было проведено при поддержке программы DOE Office of Electricity Energy Storage Program.

Последние статьи Молли Рэпп

В твердотельных батареях можно использовать жидкий электролит

16 марта 2022 г.

Алекс Бейтс (слева) и Джон Хьюсон (справа) исследуют литий-ионный аккумулятор перед специально разработанной камерой для тестирования аккумуляторов. Фото: Ребекка Густав/Sandia National Laboratories.

Твердотельные батареи, которые в настоящее время используются в небольших электронных устройствах, таких как смарт-часы, потенциально могут быть более безопасными и мощными, чем литий-ионные батареи, для таких вещей, как электромобили и хранение энергии от солнечных батарей для последующего использования. Однако предстоит решить несколько технических проблем, прежде чем твердотельные батареи смогут получить широкое распространение.

Исследование, проведенное исследователями из Sandia National Laboratories, решило одну из этих проблем — давнее предположение о том, что добавление жидкого электролита для повышения производительности сделает твердотельные батареи небезопасными. Вместо этого исследовательская группа обнаружила, что во многих случаях твердотельные батареи с небольшим количеством жидкого электролита были безопаснее, чем их литий-ионные аналоги. Они также обнаружили, что если в батарее произойдет короткое замыкание, высвобождая всю накопленную энергию, теоретически сверхбезопасная, полностью твердотельная батарея может выделять опасное количество тепла. Исследователи сообщают о своих выводах в статье в Дж .

«Твердотельные батареи могут быть более безопасными и иметь более высокую плотность энергии», — сказал Алекс Бейтс, научный сотрудник Sandia, который руководил исследованием. «Это означает, что для электромобилей вы можете проезжать дальше между зарядками или нуждаться в меньшем количестве батарей для хранения энергии в масштабе сети. Добавление жидкого электролита может помочь преодолеть разрыв с коммерциализацией без ущерба для безопасности».

Твердотельные батареи чем-то похожи на литий-ионные. В обоих случаях ионы лития перемещаются с одной стороны батареи на другую, направляя электроны по цепи для питания устройства. Одно большое отличие состоит в том, что в литий-ионном аккумуляторе ионы лития проходят через жидкий электролит.

Лорейн Торрес-Кастро, эксперт по безопасности аккумуляторов из Лаборатории тестирования аккумуляторов Sandia, участвовавшая в проекте, сравнивает жидкий электролит с парком автомобилей, подъезжающих к подъездным дорожкам: он доставляет ионы лития прямо туда, куда им нужно. Но современные жидкие электролиты легко воспламеняются и могут привести к возгоранию или даже взрыву батарей, особенно если батарея повреждена.

В твердотельной батарее жидкий электролит заменен твердым материалом, известным как твердый электролит, который также способствует быстрому перемещению ионов лития. Одна техническая проблема заключается в том, что, хотя ионы лития могут быстро перемещаться внутри твердого электролита, им трудно перемещаться из твердого электролита к электродам и наоборот. Твердый электролит можно сравнить с составом поездов, также быстро доставляющих ионы лития на станцию, но тогда пассажирам все еще приходится ехать немного дальше, чтобы добраться домой.

Один из способов, с помощью которого ученым удалось ускорить этот «прямой обмен» и, следовательно, скорость и производительность зарядки аккумулятора, заключается в добавлении небольшого количества жидкого электролита к положительному полюсу аккумулятора. Но это вызвало опасения.

«В сообществе исследователей твердотельных аккумуляторов было много споров о безопасности использования жидкого электролита для «смазывания колес», — сказала Юлия Прегер, эксперт по надежности аккумуляторов Sandia, работавший над проектом. «Некоторые ученые говорят, что любое количество жидкого электролита небезопасно. Итак, мы сделали расчеты, чтобы увидеть, каким может быть влияние жидкого электролита, вместо того, чтобы просто принять «линию партии».

Стив Харрис, ученый из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, и Кэти Харрисон, ученый из Сандии, сначала поставили под сомнение «линию партии», которая привела к исследованию, в котором они оба участвовали.

Чтобы выяснить насколько безопасным будет твердотельный аккумулятор с небольшим количеством жидкого электролита, исследовательская группа начала с расчета количества тепла, выделяемого литий-ионным аккумулятором, полностью твердотельным аккумулятором и твердотельными аккумуляторами с разным количеством электролита. жидкий электролит. Все испытанные батареи имели эквивалентное количество запасенной энергии. Затем исследователи рассмотрели три разных плохих вещи, которые могут случиться с батареями, и тепло, которое будет выделяться из-за каждого типа отказа.

Первое плохое, что может случиться, это если аккумуляторы загорятся – либо от соседнего аккумулятора, либо от соседнего здания. В этих случаях исследователи обнаружили, что твердотельная батарея с небольшим количеством жидкого электролита производит около одной пятой тепла сопоставимой литий-ионной батареи — в зависимости от того, сколько в ней жидкого электролита. Твердотельный аккумулятор без жидкого электролита в этом сценарии не выделял тепла.

Вторая плохая вещь, которая может случиться с батареями, — это если повторная зарядка и разрядка заставят металлический литий сформировать «шип», называемый дендритом. Этот дендрит может пробить отверстие в сепараторе, разделяющем две стороны батареи, что приведет к короткому замыканию. Это известная проблема со всеми батареями, на одной стороне которых находится металлический литий. В этом случае все три батареи производили одинаковое количество тепла, которое зависело от того, сколько металлического лития было в батареях.

Третья проблема, которая может случиться с твердотельной батареей, — это разрушение твердого электролита. Это могло произойти, если батарея была раздавлена или проколота, или из-за повышения давления во время работы, что позволило кислороду с одной стороны батареи вступить в реакцию с металлическим литием на другой стороне. В этих случаях твердотельная батарея без жидкого электролита может достигать температуры, близкой к температуре литий-ионной батареи, что команда сочла неожиданным.

«Одно из преимуществ твердотельных аккумуляторов заключается в том, что они безопасны, потому что твердый электролит твердый и вряд ли сломается. Но если он сломается, повышение температуры может быть примерно таким же, как при выходе из строя литий-ионных аккумуляторов», — сказал Прегер. «Это исследование подчеркнуло важность такой конструкции сепаратора, чтобы он не вышел из строя».

«Мы обнаружили, что если в твердотельной батарее есть металлический литий, она может быть опасной, независимо от того, есть ли в ней жидкий электролит или нет», — сказал Бейтс. «В этой статье мы пытались указать на то, что существует определенный компромисс между производительностью и безопасностью, но добавление небольшого количества жидкости может значительно повысить производительность, лишь незначительно повлияв на безопасность».

Понимание этого компромисса может помочь ускорить коммерциализацию, добавил Торрес-Кастро. «Ясность и уверенность в том, что знание небольшого количества жидкого электролита не создаст серьезных проблем с безопасностью, может помочь в разработке коммерческих твердотельных батарей. Добавление жидкого электролита может решить одну из их основных проблем — границу раздела твердого электролита».

Эта история адаптирована из материалов Sandia National Laboratories с редакционными изменениями, внесенными Materials Today. Взгляды, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Elsevier. Ссылка на первоисточник.

Поделись этой новостью

Новости
Энергия
Вычисления и теория

Текущие исследования

Твердотельные литий-серные батареи: достижения, проблемы и перспективы

Том 40, страницы 114–131Jie Wang, Zengjie Fan, Shuang Chen, Qingyang Lin, Xiangjun Lu, Hui Dou, Ashok Kumar Nanjundan , Глеб Юшин, Сяоган Чжан, Юсукэ Ямаути

Новости

Композит модели обещает конструкционные батареи

электроды аккумуляторных батарей из композитных материалов на основе углеродного волокна могут проложить путь к высокопроизводительным конструкционным компонентам с возможностью накопления энергии

21 марта 2022 г. электролиты и интерфейсы в твердотельных литий-металлических батареях

Том 51, страницы 449–474 Чжиюань Линь, Сяньвэй Го, Линцяо Ву, Юнтао Ван, Хунся Го, Лянлян Ли, Хайцзюнь Ю

Текущие исследования

Печатный, перерабатываемый, сверхпрочный и сверхпрочный конструкционный графитовый материал Дапэн Лю, Александра Брожена, Ульрих Х. Лейсте, Нельсон Киспе, Хуа Го, Ажар Веллоре, Хью А. Брук, Эшли Мартини, Боб Фостер, Джун Лу, Тенг Ли, Лянбинг Ху

Текущие исследования

Стабильный и оптоэлектронный дипептидные сборки для сбора энергии

Том 30, страницы 10–16Бин Сюэ, Ци Ли, Вэнь Ху, Линда Дж.В. Shimon, Pandeeswar Makam, Mingsu Si, Xuehai Yan, Mingjun Zhang, Yi Cao, Rusen Yang, Junbai Li, Ehud Gazit

Текущие исследования

Применение двумерных карбидов металлов (MXenes) для очистки воды и восстановления окружающей среды

Том 30, страницы 80–102 Рави П. Пандей, П. Абдул Рашид, Саманта Бучек, Юрий Гогоци, Халед А. Махмуд

Роль концентрации в растворах электролитов для неводных батарей на основе лития

Основные компоненты и, что особенно важно, концентрация неводного раствора электролита существенно не изменились с момента коммерциализации литий-ионных аккумуляторов в начале 1990-х годов. Однако поиски электрохимических систем накопления энергии с высоким содержанием энергии заставили исследователей пересмотреть пригодность «стандартной» одномолярной концентрации и обратить внимание на высококонцентрированные растворы электролитов. Однако взаимосвязь между фундаментальными свойствами электролита и характеристиками элемента не согласуется с тем, что можно было бы ожидать, основываясь только на ионной проводимости электролита. Здесь обсуждаются недавний прогресс и будущие перспективы корреляции между физико-химическими свойствами нестандартных растворов электролитов и их способностью улучшать характеристики накопления энергии в батареях на основе лития.

Основной

С момента коммерциализации Sony в 1991 году ¹ многочисленные достижения в области неводных литий-ионных аккумуляторов привели к появлению множества продуктов ^1,2 . Усилия по увеличению плотности энергии и удельной энергии привели к десятилетиям интенсивных исследований по улучшению электродных активных материалов. Следовательно, разработка электродных активных материалов намного опередила достижения в области химии электролитов. Состав раствора электролита, несмотря на его критическую роль в клетке как ионного проводника для переноса ионов лития между электродами, сегодня в основном такой же, как и в начале 19 века.90-е ^1,2 . «Стандартный» состав электролита содержит смесь линейных и циклических карбонатных растворителей в виде 1-молярного (М) раствора соли, где солью обычно является гексафторфосфат лития (LiPF ₆). Затем этот «стандартный» электролит приспосабливается к конкретному химическому составу элемента, прежде всего, путем изменения карбонатного растворителя и включения запатентованных смесей добавок ³ . Эти добавки, которые могут включать растворители, соли или другие молекулы, которые не считаются растворителями, обычно используются в небольших количествах по сравнению с количеством растворителя электролита (в обзоре Сюй произвольно установлено 10%, без указания массы). % или объемных %; кроме того, количества выше 10% считаются сорастворителями) ⁴ . Совсем недавно Solchenbach et al. предположил, что отношение добавки к активному материалу может иметь большее значение, чем конкретная концентрация ⁵ . Однако идеальное количество любой конкретной добавки, вероятно, зависит от ее функции в клетке и количества, необходимого для получения желаемого эффекта, без значительного негативного влияния на другие свойства, влияющие на производительность. Добавки выполняют множество функций в ячейке, например, в качестве пленкообразователей (т. е. расходуемых добавок) для образования межфазного слоя твердого электролита (SEI), межфазного слоя катод-электрод (CEI) или соединений для повышения безопасности системы (например, антипирены). ³ . Например, количество добавки CEI, вероятно, будет ниже, чтобы избежать увеличения межфазного сопротивления, чем, например, количество антипирена, где требуется более высокое содержание, чтобы повлиять на время самозатухания.

Что касается основных компонентов раствора электролита, остается довольно большое игровое поле, которое только начали исследовать в последние годы (рис. 1). Например, концепция электролитов, не содержащих этиленкарбоната (ЭК), была исследована для улучшения работы при высоком напряжении ⁶ . Аспект концентрации соли является особенно интересным аспектом для изучения. Изменение концентрации напрямую влияет на сольватацию ионов Li ⁺ в растворе, а затем и на все остальные свойства электролита, в том числе на образование межфазных границ (SEI и CEI). В этой статье с комментариями основное внимание будет уделено высококонцентрированным растворам электролитов (также известным как системы растворителей в соли ⁷ ) и рассмотрены аспекты, касающиеся будущей разработки электролитов и их применения в батареях на основе лития.

Рис. 1: Игровое поле с электролитом.

В середине рисунка описан стандартный коммерческий раствор электролита для литий-ионных аккумуляторов. Этот стандартный электролит можно изменить (зеленое кольцо) не только путем изменения состава (например, растворителей или солевого аниона), но и путем изменения концентрации. Изменения в составе влияют на свойства электролита (синее кольцо), которые впоследствии влияют на работу элемента (оранжевое кольцо).

Полноразмерное изображение

Адекватные транспортные свойства литий-иона необходимы для удовлетворительной гарантии характеристик электрохимического накопления энергии. Здравый смысл (т. е. понимание и объяснение свойств электролита, общепринятое специалистами в области аккумуляторных растворов электролитов) гласит, что это достигается за счет высокой электропроводности и малой вязкости электролита. В большинстве неводных растворов проводящих электролитов с ионами лития максимальная объемная проводимость достигается при концентрации соли примерно 1 М. Поэтому не случайно, что «стандартная» концентрация электролита составляет 1 М. Бородин и соавт. назвали это «наследием 1 моляра (M)» ⁸ . Эта максимальная проводимость является результатом компромисса между количеством носителей заряда и ионной подвижностью этих носителей заряда. Количество носителей заряда определяется диссоциацией солей, а ионная подвижность в первую очередь связана с вязкостью электролитных сред. В режиме концентрации 1 M ионы лития сольватируются «обычно используемыми» карбонатными растворителями, а анионы в основном считаются «свободными» (часто называемые ионными парами, разделенными растворителем, или SSIP) ⁹ . Строение сольватной оболочки, т. е. ионов лития и непосредственно координированных компонентов электролита, зависит как от природы растворителя, так и от солевого аниона. Кроме того, имеется значительное количество некоординированного растворителя, т. е. молекул растворителя за пределами первой сольватной оболочки. При высоких концентрациях соли (определение «высокой концентрации» обсуждается в следующем абзаце) координация ионов лития сильно отличается. Ионы лития координируются как анионами, так и молекулами растворителя. Более того, свободных молекул растворителя, которые влияют не только на транспортные свойства электролита, но и на взаимодействие между электролитом и другими компонентами в ячейке, например, при образовании SEI/CEI, немного, если они вообще есть.

Сравнение растворов электролитов «1 M» и «высокой концентрации солей» приводит к вопросу, что такое «высокая концентрация»? К сожалению, на этот вопрос нет однозначного ответа, поскольку границы между различными режимами концентрации неводных растворов аккумуляторных электролитов сильно зависят от критериев определения. С точки зрения идеальности, из которой были выведены почти все классические уравнения, описывающие поведение электролита, все ионы в растворе должны быть полностью диссоциированы, участвовать в диффузии и миграции и двигаться независимо (т. е. не подвергаться влиянию других ионов). ионы) ¹⁰ . Однако растворы аккумуляторных электролитов отклоняются от идеальности уже при концентрациях ниже 0,1 M ¹¹ ; таким образом, даже «стандартные» 1 М растворы электролитов можно считать концентрированными электролитами. Поэтому практическое определение «концентрированного электролита» существенно отличается от идеального определения, основанного на независимом движении ионов. В возможной попытке примирить эти различия в литературе появился термин «суперконцентрированный», который слабо ассоциируется с концентрациями выше примерно 3 M в апротонных растворителях 9.0167 8 .

Недавно было высказано предположение, что один из способов классификации практических электролитов (т. е. электролитов, используемых в технологически важных электрохимических накопителях энергии) по режимам концентрации может основываться на природе ионно-сольватной оболочки ^8,10 . Как отмечалось выше, в высококонцентрированных электролитах (или «сверхконцентрированных» электролитах) свободных молекул растворителя мало, если они вообще есть, а анионы присутствуют в первой сольватной оболочке. Напротив, в электролитах с «низкой концентрацией» (т.е. менее 3 M на основе определения молярности, указанного выше) есть молекулы растворителя, которые не координируются напрямую с катионами в растворе и, таким образом, являются свободными.

Приведенные выше концентрации даны в молярных единицах (т. е. количество молей растворенного вещества на литр раствора), как это часто используется в литературе. Однако молярность не обязательно является наилучшей мерой концентрации для высококонцентрированных растворов электролитов, поскольку плотность значительно изменяется с концентрацией. Например, электролиты, содержащие бис(фторсульфонил)имид лития (LiFSI) в ЭК, увеличили плотность с 1,38 г см ^-3 при 0,63 М до 1,71 г см ^-3 при 5,67 М ¹² . Следовательно, лучше подходят другие единицы для выражения концентрации, такие как моляльность (т.е. моли растворенного вещества на 1 кг растворителя) или молярное отношение (моли растворенного вещества:моли растворителя), особенно при сравнении электролитов в широком диапазоне концентраций.

В дополнение к общепринятому мнению, упомянутому выше, можно ожидать худших характеристик элемента при использовании электролитов с высокой концентрацией, когда объемная проводимость ниже, а вязкость увеличивается. Это предположение в значительной степени вытекает из картины при более низких концентрациях, когда транспортный механизм транспорта (т. е. когда ионы лития движутся через электролит с его сольватной оболочкой) вносит существенный вклад в проводимость ионов лития ⁸ . В этом случае «более низкая концентрация» зависит от растворителя и может считаться примерно до 3 M для карбонатов ⁸ . Изучение результатов исследований высококонцентрированных растворов электролитов приводит к вопросам относительно этого общепринятого мнения и, следовательно, полезности проводимости (объемного) электролита в качестве ключевого критерия оценки. Возможны ли другие транспортные механизмы, такие как структурная диффузия, при которой литий-ион транспортируется за счет обмена компонентами в первой сольватной оболочке (т.е. процессы ассоциации-диссоциации ионов) ⁸, также эффективно транспортирует «достаточное» количество лития к электроду? Может ли высокая концентрация ионов лития свести к минимуму влияние градиентов концентрации в электролите? Основываясь на этих двух вопросах, необходимо ли изменение парадигмы в общепринятом понимании связи между транспортными свойствами и производительностью клетки? Кроме того, можно ли изменить электрохимическую стабильность отдельных компонентов электролита за счет координации и как координация влияет на образование межфазных границ? Эти вопросы рассматриваются в следующих разделах наряду с другими аспектами, важными для будущей разработки, оптимизации и внедрения высококонцентрированных электролитов в батареях на основе лития.

Сравнение объемной проводимости или переноса лития как ключевого транспортного свойства

Часто используется объемная электропроводность (собственная ионная проводимость материала, на которую не влияют какие-либо границы раздела, например, из-за заключения в пористой структуре). как ключевое транспортное свойство для оценки электролитов перед тестированием элементов. Ионная проводимость — это параметр, который можно относительно легко и надежно измерить с помощью стандартного оборудования, доступного в большинстве электрохимических лабораторий. Тем не менее, существуют определенные ограничения; в частности, высокая объемная электропроводность электролита не обязательно означает высокую электропроводность литий-иона ¹³ .

Вклад переноса ионов лития в общий ток известен как число переноса лития. Концепция числа переноса не уникальна для растворов жидких ионно-литиевых электролитов. Это общая концепция для описания вклада конкретных частиц x в общую (т. е. объемную) проводимость (передаточное число x , T _x , со значениями от 0 до 1) ¹⁴ . В «стандартных» электролитных системах это значение обычно низкое (между 0,2 и 0,4) ¹⁵ , что означает, что «свободные» анионы более подвижны, чем ионы лития с сольватной оболочкой растворителя. Таким образом, анионы, например PF ₆ ⁻ «стандартный» электролит, как определено выше, вносят больший вклад в общий ток. Литий-ионная проводимость σ _Li ⁺ в конкретном электролите может быть определена из произведения объемной проводимости электролита σ на T _Li ⁺ (т. е. σ _Li ⁺ = σ ∙ T _Li ⁺ ). В конечном счете, именно проводимость литий-иона ограничивает плотность тока, которая может быть достигнута с данным электролитом в гальваническом элементе ¹⁰ .

Научные исследования с высококонцентрированными электролитами показали, что растворы электролитов с более низкой объемной проводимостью могут иметь улучшенные электрохимические характеристики накопления энергии по сравнению с их аналогами с более низкой концентрацией ^12,16 . Этот изначально противоречащий здравому смыслу результат означает, что электролит с более низкой объемной проводимостью должен иметь более высокую литий-ионную проводимость, что может быть только в случае более высоких T _Li ⁺ (т. е. если σ _Li ⁺ [высокий] > σ _Li ⁺ [низкий], как указано в характеристиках ячейки, и σ[высокий] < σ[низкий], то T _Li ⁺ [высокий] > T _Li ⁺ [низкий]). Когда значения T _Li ⁺ были приведены в рецензируемых отчетах, они были выше в высококонцентрированных электролитах, чем в более разбавленных «стандартных» растворах электролитов (например, T _Li ^{+ 9).0168 = 0,42 для 1 M LiPF ₆ в EC/DMC (3:7 по объему) по сравнению с T _Li ⁺ = 0,58 для 4 M LiTFSI + 0,5 M 161706M LiDFOB во фторэтиленовом углероде _Li ⁺ = 0,32 для 1M LiPF ₆ в EC/DMC (1:2 по объему) по сравнению с T _Li ⁺ = 0,57 для [LiFSI]:[ацетонитрилкарбонат]:[ацетонитрил] = 0,52:1:0,09 ¹⁷ ).}

Более высокая проводимость ионов лития приводит к более высокой доступности ионов лития на электроде из-за образования более низкого градиента концентрации в электролите. В недавнем исследовании с использованием рамановской спектроскопии in situ изучалось количество ионов лития в электролите в фиксированном положении в ячейке после подачи тока. ¹⁷ Результаты показали значительное истощение ионов лития в «стандартном» растворе карбонатного электролита. Однако высококонцентрированный раствор электролита (т. е. 10 M) формировал значительно более низкий градиент концентрации. Дальнейшее исследование показало, что, хотя вязкость и ионная проводимость являются хорошими показателями производительности литий-ионных элементов с низкой массовой нагрузкой (например, 0,95 мАч см ^-2 ) и тонкими электродами (например, 22 мкм), электролиты с более высокой концентрацией (например, , 1,9M) может уменьшить истощение ионов лития в порах толстых электродов (например, массовая нагрузка 8,10 мАч см ⁻² и толщина 161 мкм) для улучшения характеристик электрохимического накопления энергии ¹⁸ . Важно отметить, что ионная проводимость объемного раствора электролита обычно выше, чем у электролита, заключенного в пористой структуре электродов или сепаратора ¹³ .

Было бы полезно использовать литий-ионную проводимость, полученную из числа переноса, в качестве ключевого параметра переноса для прогнозирования поведения растворов электролитов. Однако существуют значительные проблемы, связанные с точным измерением числа переноса. О значительных вариациях сообщает исх. 19в результатах, полученных электрохимическими методами (например, методом Брюса-Винсента) и в результатах, полученных из градиента импульсного поля ЯМР ¹⁹ . Каждый метод имеет определенные ограничения/допущения, которые необходимо учитывать. Таким образом, числа переноса вряд ли будут полезны в качестве универсального инструмента скрининга. Тем не менее, концепция переноса и его влияние на градиент концентрации ионов лития в аккумуляторной ячейке должны учитываться в исследовательских работах, посвященных электролитам.

Влияние вязкости

Высокая концентрация соли в растворе электролита достигается за счет высокой вязкости, которая значительно снижает подвижность ионов. Как отмечалось выше, количества растворителя при высоких концентрациях уже недостаточно для полного заполнения первой сольватной оболочки. Следовательно, анионы участвуют в координации ионов лития. Недостаточное количество растворителя также может привести к сценарию, при котором анионы координируются с более чем одним ионом лития, образуя то, что часто называют «агрегатами» 9.0167 8 . Образование агрегатов наряду с координацией анионов эффективно увеличивает ионный радиус сольватированных ионов лития. Поскольку подвижность обратно пропорциональна произведению вязкости и ионного радиуса ¹⁴ , оба из которых больше при высоких концентрациях, в результате подвижность комплексов на основе лития значительно снижается. Этот результат согласуется с классической картиной сил (электрических и сопротивления), действующих на заряженную частицу, движущуюся в электрическом поле ¹⁴ и описывает движение ионов, основанное на автомобильном транспортном механизме. Однако исследования показали, что при наличии агрегатов вклад структурной диффузии в общий перенос значителен (рис. 2А) ⁸ , что может помочь свести на нет другие эффекты высокой вязкости ²⁰ .

Рис. 2: Аспекты, которые следует учитывать при разработке высококонцентрированных растворов электролитов.

A Параметры, влияющие на вклад транспортных и структурных диффузионных механизмов переноса катионов металлов в жидких электролитах (Перепечатано из ссылки 8 с разрешения Elsevier.) B XPS-анализ металлического лития, подвергнутого циклу в концентрированном (10 M) и стандартном (1 M) LiFSI в растворе электролита EC:DMC (1:1 по объему). (Перепечатано из ссылки 27 с разрешения Elsevier). C Отбор материалов-кандидатов с использованием высокопроизводительных расчетов ключевых свойств для целенаправленных вычислительных исследований и/или синтеза и тестирования. (Воспроизведено из Crabtree, G. AIP Conference Proceedings 1652 , 112–128 (2015) ³⁶, с разрешения AIP Publishing).

Изображение в полный размер

Вязкость электролита играет роль не только в транспортных свойствах литий-иона, но также и в аспектах, важных для производства и формирования клеток, а именно в наполнении электролитом и смачивании (хотя характер смачивания конкретного электролита, как определено контактный угол может играть более важную роль) ²¹ . Было показано, например, что емкость лабораторных ячеек с растворами электролитов на основе ионных жидкостей высокой вязкости увеличивается во время начального циклирования по мере того, как электроды постепенно смачиваются электролитом ^20,22 . Можно использовать различные стратегии, чтобы понять и смягчить медленное смачивание. Например, в высококонцентрированные растворы электролитов можно добавлять растворители, используемые в качестве «разбавителей», которые не изменяют механизм локального транспорта и структуру сольватации, но снижают вязкость. Эта относительно новая концепция, описанная как локализованные высококонцентрированные электролиты (LHCE) ²³, кажется многообещающей. В дополнение к модификации электролитов можно использовать аналитические методы для лучшего понимания и отслеживания смачивания. Например, нейтронная радиография использовалась для оценки степени смачивания ²⁴ , в то время как распространение ультразвука было предложено в качестве встроенного инструмента мониторинга ²⁵ .

Различные концентрации, различные межфазные слои

Помимо транспортных свойств, электрохимическая стабильность электролита и межфазное образование являются критическими аспектами получения удовлетворительных характеристик батареи. В «стандартных» коммерческих электролитах образование SEI/CEI в значительной степени обусловлено добавками и растворителями электролита, которые присутствуют в избытке и в значительной степени не координируются ионами лития ⁴ . При высокой концентрации на электрохимическую стабильность электролита и, следовательно, на межфазные границы могут влиять различные факторы, например наличие анионов в первой сольватной оболочке и литиевая координация большей части растворителя ²⁶ . В этом случае «высокая концентрация» не может быть сужена до определенного диапазона концентраций, а должна определяться на основе координации, как обсуждалось выше. В недавней рецензируемой статье дано подробное описание сложных взаимодействий, происходящих между катионами, анионами и растворителями в неводных растворах электролитов на основе лития 9.0167 26 . Интересным результатом ряда исследований является связь между координацией анионов и межфазным составом ^17,27 . Природа интерфаз смещается от той, в которой преобладают растворители и продукты их разложения, к той, на которую в первую очередь влияют анионы и продукты их разложения, включая LiF (рис. 2B) ^8,27 . Учитывая важность соли для интерфаз с высококонцентрированными электролитами, безусловно, интересно исследовать другие соли помимо LiPF 9.0173 6 и исследовать свойства сформированных SEI/CEI. LiFSI заинтересовался в этом отношении ^17,27 . Другие варианты включают использование двухсолевых систем ²⁸ или специальных сорастворителей (как в LHCE) ²³ . Подход с использованием смесей солей и/или растворителей позволяет использовать преимущества различных компонентов электролита для решения проблем, которые могут возникнуть в других компонентах элемента (например, коррозия алюминиевого токосъемника на положительном электроде) ^16,23 .

Разработка электролитов для литиевых аккумуляторов следующего поколения

Одним из факторов, стимулирующих исследования высококонцентрированных электролитов, является желание создать элементы, способные полностью использовать высоковольтные катодные материалы и литий-металлические аноды ^12,17,23 . Материалы электродов с высокой емкостью или высоким напряжением, вероятно, необходимы для компенсации потерь энергоемкости (особенно удельной энергии) из-за повышенной плотности высококонцентрированных электролитов. Несмотря на то, что электролиты высокой концентрации использовались с графитовыми анодами (и, как правило, в паре с высоковольтными катодами), работы, посвященные металлическому литиевому электроду, безусловно, преобладают над работами, о которых сообщается в литературе 9. 0167 17,23,27,28 .

Одной из основных проблем с анодами из металлического лития является необходимость контролировать морфологию осаждения, чтобы избежать мшистого или дендритного роста металлического лития. Высококонцентрированные растворы электролитов имеют в этом отношении существенное преимущество перед «стандартным» электролитом. Несколько исследований ^17,23 показали, что высококонцентрированные электролиты (или также LHCE) позволяют наносить металлический литий с более плотной и округлой морфологией осажденного лития при плотности тока 1 мА см ⁻² . В аналогичных условиях игольчатые дендритные структуры осаждаются из «стандартных» 1 M растворов электролитов на основе карбонатов ^17,23 . В этих примерах авторы связывают улучшенное поведение металлического лития с осаждением (и растворением) с изменениями в составе SEI, полученного из концентрированных электролитов (где SEI также зависит от состава исследуемого раствора электролита) ^17,23 .

В дополнение к рассмотренным здесь неводным электролитам, другие нетрадиционные электролиты, такие как водно-солевые электролиты (WISE) ²⁹ или гибридные водные неводные электролиты (HANE) ³⁰, в последнее время вызывают интерес. WISE и HANE используют преимущества полной координации растворителей (как в высококонцентрированных электролитах, как определено выше), чтобы расширить окно электрохимической стабильности, типичное для водных электролитов в других технологиях хранения энергии, не основанных на литии. Тем не менее, все еще необходимы значительные исследования, чтобы эти системы могли конкурировать с неводными электролитами для батарей на основе лития 9.0167 29 .

Дальнейшая разработка новых компонентов и составов электролитов может выиграть от новых исследовательских подходов, включающих высокопроизводительные и автономные испытательные платформы в сочетании с машинным обучением. Вычислительный скрининг конкретных свойств может ограничить количество молекул, подлежащих углубленным исследованиям (рис. 2C) ³¹ . Автономные платформы, управляемые алгоритмами машинного обучения, могут использоваться для оптимизации составов, что может привести к неинтуитивным составам электролитов с определенными свойствами, как это уже было продемонстрировано с водными растворами электролитов ³² . Кроме того, использование передовых методов определения характеристик может привести к лучшему пониманию поведения электролита в ячейке во время работы. Например, рамановские характеристики in situ позволили непосредственно исследовать истощение ионов лития в электролите ¹⁸ . Сочетание инновационных исследовательских подходов с передовыми аналитическими методами, скорее всего, окажется особенно важным, учитывая многогранную роль электролита в аккумуляторе и его влияние на производительность и срок службы.

Стоимость в конечном счете станет движущим фактором при внедрении высококонцентрированных электролитов. Несмотря на то, что разница между стоимостью основных интересующих солей относительно невелика, разница между стоимостью растворителей-электролитов и солей ³³ составляет ~10. В результате уменьшение количества растворителя и увеличение количества соли приводит к чистому увеличению стоимости состава электролита. Как недавно указал исх. 34, важно помнить, что «затраты» не всегда являются денежными, но также могут носить технический характер, особенно при рассмотрении возможности интеграции новых компонентов в существующие процессы производства клеток.

Этап формирования и старения является наиболее затратным с точки зрения времени и денег этапом в процессе производства современных литий-ионных аккумуляторов ³⁵ . Следовательно, экономия на этом производственном этапе была бы выгодной. Хотя известно, что природа и состав интерфаз меняются в высококонцентрированных электролитах, потенциальное влияние (с точки зрения времени и связанных с этим денежных затрат) на стадию формирования при производстве клеток до сих пор неизвестно. Вопрос стоимости гораздо сложнее, чем вопрос самих материалов. Таким образом, преимущества работы высококонцентрированных растворов электролитов, вероятно, должны быть значительными, чтобы перевесить затраты на текущие «стандартные» 1M растворы электролитов.

В обозримом будущем «стандартные» растворы электролита 1 M, вероятно, останутся самыми современными для текущего поколения литий-ионных аккумуляторов. Однако обнадеживающие экспериментальные результаты, полученные с использованием высококонцентрированных растворов электролитов, могут открыть альтернативный путь к будущим высоковольтным и высокоэнергетическим батареям на основе лития. Хотя объемная ионная проводимость останется доступным, надежным и экономически эффективным инструментом скрининга для разработки электролитов, важно помнить, что самая высокая объемная проводимость не обязательно приводит к «наилучшим» характеристикам элемента, особенно с точки зрения пропускной способности. Отказ от традиционной мудрости электролитов, чтобы сосредоточиться на таких аспектах, как проводимость литий-иона (т. е. перенос) и формирование градиентов концентрации в электролите (ведущее к истощению ионов лития), может вдохновить на новые направления в исследованиях электролитов с использованием концентраций выше стандартных. 1 М. Тем не менее нельзя забывать о важности понимания межфазной химии, поскольку использование высококонцентрированных электролитов меняет многое из того, что ученые знают о межфазном образовании.

Ссылки

Zhang, H. et al. От электродов с твердым раствором и концепции кресла-качалки до современных аккумуляторов. Анжю. хим. Междунар. Эд. 59 , 534–538 (2020).
КАС Статья Google ученый
Се, Дж. и Лу, Ю.-К. Ретроспектива литий-ионных аккумуляторов. Нац. коммун. 11 , 2499 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый
Харегевойн, А. М., Вотанго, А. С. и Хванг, Б.-Дж. Электролитные добавки для электродов литий-ионных аккумуляторов: достижения и перспективы. Энергетика Окружающая среда. науч. 9 , 1955–1988 (2016).
КАС Статья Google ученый
Сюй, К. Электролиты и промежуточные фазы в литий-ионных батареях и не только. Хим. Ред. 114 , 11503–11618 (2014).
КАС Статья Google ученый
Solchenbach, S., Pritzl, D., Kong, E.J.Y., Landesfeind, J. & Gasteiger, H.A. Золотой микроэлектрод сравнения для измерения импеданса и потенциала в литий-ионных батареях. Дж. Электрохим. соц. 163 , А2265 (2016).
КАС Статья Google ученый
Zhang, T. & Paillard, E. Последние достижения в области высоковольтных, не содержащих электропроводов электролитов для литий-ионных аккумуляторов на основе графита. Фронт. хим. науч. англ. 12 , 577–591 (2018).
КАС Статья Google ученый
«>
Суо, Л., Ху, Ю.-С., Ли, Х., Арманд, М. и Чен, Л. Новый класс электролитов на основе растворителя в соли для высокоэнергетических перезаряжаемых металлических литиевых батарей. Нац. коммун. 4 , 1481 (2013).
ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Бородин О., Селф Дж., Перссон К.А., Ван С. и Сюй К. Неизведанные воды: сверхконцентрированные электролиты. Джоуль 4 , 69–100 (2020).
КАС Статья Google ученый
Хендерсон, В. А., Брукс, Н. Р., Бреннессел, В. В. и Янг, В. Г. Структуры сольватов триглим-литий + катион: модели для аморфных концентрированных жидких и полимерных электролитов (I). Хим. Матер. 15 , 4679–4684 (2003).
КАС Статья Google ученый
Сюй К. Навигация по минному полю аккумуляторной литературы. Комм. Матер. 3 , 31 (2022).
Артикул Google ученый
Валоэн, Л. О. и Реймерс, Дж. Н. Транспортные свойства электролитов литий-ионных аккумуляторов на основе LiPF6. Дж. Электрохим. соц. 152 , А882 (2005).
Артикул Google ученый
Wang, J. et al. Сверхконцентрированные электролиты для высоковольтной литий-ионной батареи. Нац. коммун. 7 , 12032 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый
Raccichini, R., Furness, L., Dibden, J.W., Owen, J.R. & García-Araez, N. Характеристика импеданса транспортных свойств электролитов, содержащихся в пористых электродах и сепараторах, полезных для Li-S аккумуляторов. Дж. Электрохим. соц. 165 , A2741–A2749 (2018).
КАС Статья Google ученый
«>
Бард, А. Дж. и Фолкнер, Л. Р. Электрохимические методы: основы и приложения (John Wiley & Sons, Inc., 2001).
Сюй, К. Неводные жидкие электролиты для литиевых аккумуляторов. Хим. Ред. 104 , 4303–4418 (2004 г.).
КАС Статья Google ученый
Wang, W. et al. Стабильное циклирование высоковольтных литий-металлических аккумуляторов благодаря высококонцентрированному электролиту на основе FEC. Приложение ACS Матер. Интер. 12 , 22901–22909 (2020).
КАС Статья Google ученый
Peng, Z. et al. Мощные литий-металлические батареи на основе высококонцентрированных электролитов на основе ацетонитрила с добавкой виниленкарбоната. Доп. Функц. Матер. 30 , 2001285 (2020).
КАС Статья Google ученый
«>
Кремер Л.С. и др. Влияние концентрации соли в электролите на скоростную способность сверхтолстых электродов NCM 622. Аккумуляторы Supercaps 3 , 1172–1182 (2020 г.).
КАС Статья Google ученый
Zugmann, S. et al. Измерение чисел переноса для ионно-литиевых электролитов четырьмя различными методами, сравнительное исследование. Электрохим. Acta 56 , 3926–3933 (2011).
КАС Статья Google ученый
Giffin, G. A., Moretti, A., Jeong, S. & Passerini, S. Отделение эффективной проводимости ионов Li+ от вязкости электролита для улучшения характеристик элемента при комнатной температуре. J. Power Sources 342 , 335–341 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый
Заутер, К. , Зан, Р. и Вуд, В. Понимание заполнения электролитом литий-ионных аккумуляторов. Дж. Электрохим. соц. 167 , 100546 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый
Ким, Г. Т. и др. Использование натуральных связующих веществ и ионных жидких электролитов для более экологичных и безопасных литий-ионных аккумуляторов. J. Power Sources 196 , 2187–2194 (2011).
КАС Статья Google ученый
Чен, С. и др. Высоковольтные литий-металлические батареи с локализованными высококонцентрированными электролитами. Доп. Матер. 30 , 1706102 (2018).
Артикул Google ученый
Knoche, T. et al. Визуализация на месте процесса заливки растворителя электролита методом нейтронной радиографии. J. Power Sources 331 , 267–276 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый
Денг З. и др. Ультразвуковое сканирование для наблюдения за смачиванием и «несмачиванием» в литий-ионном пакете. Клеток Джоуль 4 , 2017–2029 (2020).
КАС Статья Google ученый
Chen, X. & Zhang, Q. Атомное понимание фундаментальных взаимодействий в электролитах литиевых батарей. Согл. хим. Рез. 53 , 1992–2002 (2020).
КАС Статья Google ученый
Fan, X. et al. Высокофторированные межфазные переходы позволяют использовать высоковольтный литий-металл. Батареи. хим. 4 , 174–185 (2018).
КАС Google ученый
«>
Beyene, T. T. et al. Концентрированный двухсолевой электролит для стабилизации металлического лития и увеличения срока службы безанодных литий-металлических аккумуляторов. Дж. Электрохим. соц. 166 , A1501–A1509 (2019).
КАС Статья Google ученый
Дроге Л., Гримо А., Фонтейн О. и Тараскон Ж.-М. Водно-солевой электролит (WiSE) для аккумуляторов на водной основе: долгий путь к практичности. Доп. Энергия Матер. 10 , 2002440 (2020).
КАС Статья Google ученый
Ван, Ф. и др. Гибридный водный/неводный электролит для безопасных и высокоэнергетических литий-ионных аккумуляторов. Джоуль 2 , 927–937 (2018).
КАС Статья Google ученый
Cheng, L. et al. Ускорение поиска электролитов для хранения энергии с помощью высокопроизводительного скрининга. J. Phys. хим. лат. 6 , 283–291 (2015).
КАС Статья Google ученый
Дэйв А. и др. Автономное открытие аккумуляторных электролитов с помощью роботизированных экспериментов и машинного обучения. Cell Rep. 1 , 100264 (2020 г.).
КАС Google ученый
Zheng, H. et al. Двухсолевые электролиты низкой концентрации на основе дифторфосфата лития для литий-металлических аккумуляторов. Доп. Энергия Матер. 10 , 2001440 (2020).
КАС Статья Google ученый
Полманн, С. Показатели и методы перехода от исследований к инновациям в области накопления энергии. Нац. коммун. 13 , 1538 (2022).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый
«>
Лю Ю., Чжан Р., Ван Дж. и Ван Ю. Текущее и будущее производство литий-ионных аккумуляторов. iScience 24 , 102332 (2021).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый
Crabtree, G. Объединенный центр исследований в области накопления энергии: новая парадигма исследований и разработок в области аккумуляторов. Конф. АИП. проц. 1652 , 112–128 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

Загрузить ссылки

Новое исследование может сделать ионно-литиевые батареи намного безопаснее

Ионно-литиевые аккумуляторы используются для питания многих электронных устройств в нашей повседневной жизни, от ноутбуков и мобильных телефонов до электромобилей. Литий-ионные батареи, представленные сегодня на рынке, обычно основаны на жидком растворе, называемом 9.0239 электролит , в центре элемента.

Когда батарея питает устройство, ионы лития перемещаются от отрицательно заряженного конца или анода через жидкий электролит к положительно заряженному концу или катоду . Когда батарея перезаряжается, ионы текут в другом направлении от катода через электролит к аноду.

Ионно-литиевые аккумуляторы, работающие на жидких электролитах, имеют серьезные проблемы с безопасностью: они могут загореться при перезарядке или коротком замыкании. Более безопасной альтернативой жидким электролитам является создание батареи, в которой используется твердый электролит для переноса ионов лития между анодом и катодом.

Однако предыдущие исследования показали, что твердый электролит приводит к небольшим металлическим наростам, называемым дендритами , которые накапливаются на аноде во время зарядки батареи. Эти дендриты закорачивают батареи при малых токах, делая их непригодными для использования.

Рост дендритов начинается с небольших дефектов электролита на границе между электролитом и анодом. Ученые в Индии недавно открыли способ замедлить рост дендритов. Добавляя тонкий металлический слой между электролитом и анодом, они могут предотвратить врастание дендритов в анод.

Ученые выбрали алюминий и вольфрам в качестве возможных металлов для создания этого тонкого металлического слоя. Это потому, что ни алюминий, ни вольфрам не смешиваются, ни сплав с литием. Ученые полагали, что это снизит вероятность образования дефектов в литии. Если бы выбранный металл сплавлялся с литием, небольшие количества лития могли бы перемещаться в металлический слой с течением времени. Это оставит в литии тип дефекта, называемый пустотой , где затем может образоваться дендрит.

Для проверки эффективности металлического слоя были собраны три типа аккумуляторов: один с тонким слоем алюминия между литиевым анодом и твердым электролитом, один с тонким слоем вольфрама и один без металлического слоя.

Перед тестированием аккумуляторов ученые использовали мощный микроскоп, называемый сканирующим электронным микроскопом , чтобы внимательно изучить границу между анодом и электролитом. Они увидели небольшие зазоры и отверстия в образце без металлического слоя, отметив, что эти дефекты, вероятно, являются местами роста дендритов. Обе батареи с алюминиевыми и вольфрамовыми слоями выглядели гладкими и сплошными.

В первом эксперименте постоянный электрический ток пропускался через каждую батарею в течение 24 часов. В батарее без металлического слоя произошло короткое замыкание, и она вышла из строя в течение первых 9 часов, вероятно, из-за роста дендритов. Ни одна батарея с алюминием или вольфрамом не подвела в этом первоначальном эксперименте.

Чтобы определить, какой металлический слой лучше останавливает рост дендритов, был проведен еще один эксперимент только на образцах слоев алюминия и вольфрама. В этом эксперименте батареи циклически увеличивали плотность тока, начиная с тока, использованного в предыдущем эксперименте, и увеличивая на небольшую величину на каждом этапе.

Плотность тока, при которой происходит короткое замыкание батареи, считается плотностью критического тока для роста дендритов. Батарея с алюминиевым слоем вышла из строя при трехкратном пусковом токе, а батарея с вольфрамовым слоем вышла из строя при более чем пятикратном пусковом токе. Этот эксперимент показывает, что вольфрам превзошел алюминий.

Ученые снова использовали сканирующий электронный микроскоп для осмотра границы между анодом и электролитом. Они увидели, что пустоты начали образовываться в металлическом слое при двух третях плотности критического тока, измеренной в предыдущем эксперименте. Однако при плотности критического тока в 1/3 пустоты отсутствовали. Это подтвердило, что образование пустот действительно вызывает рост дендритов.

Затем ученые провели вычислительные расчеты, чтобы понять, как литий взаимодействует с этими металлами, используя наши знания о том, как вольфрам и алюминий реагируют на изменения энергии и температуры. Они продемонстрировали, что слои алюминия действительно имеют более высокую вероятность образования пустот при взаимодействии с литием. Использование этих расчетов облегчило бы выбор другого типа металла для испытаний в будущем.

Это исследование показало, что батареи с твердым электролитом более надежны, если между электролитом и анодом добавлен тонкий металлический слой. Ученые также продемонстрировали, что выбор одного металла вместо другого, в данном случае вольфрама вместо алюминия, может продлить срок службы батарей. Улучшение характеристик этих типов батарей приблизит их на один шаг к замене легковоспламеняющихся батарей с жидким электролитом, представленных сегодня на рынке.

Новый электролит для аккумуляторов может повысить производительность электромобилей — ScienceDaily

Новый электролит на основе лития, изобретенный учеными Стэнфордского университета, может проложить путь к следующему поколению электромобилей с батарейным питанием.

В исследовании, опубликованном 22 июня в журнале Nature Energy , исследователи из Стэнфорда демонстрируют, как их новая конструкция электролита повышает производительность литий-металлических аккумуляторов, многообещающей технологии для питания электромобилей, ноутбуков и других устройств.

«Большинство электромобилей работают на литий-ионных батареях, которые быстро приближаются к своему теоретическому пределу плотности энергии», — сказал соавтор исследования И Цуй, профессор материаловедения и инженерии, а также фотонной науки в Национальной ускорительной лаборатории SLAC. «Наше исследование было сосредоточено на литий-металлических батареях, которые легче литий-ионных батарей и потенциально могут давать больше энергии на единицу веса и объема».

Литий-ионные аккумуляторы, используемые во всем, от смартфонов до электромобилей, имеют два электрода — положительно заряженный катод, содержащий литий, и отрицательно заряженный анод, обычно сделанный из графита. Раствор электролита позволяет ионам лития перемещаться туда и обратно между анодом и катодом, когда батарея используется и когда она перезаряжается.

Литий-металлическая батарея может удерживать в два раза больше электроэнергии на килограмм, чем современная обычная литий-ионная батарея. Литий-металлические батареи делают это, заменяя графитовый анод металлическим литием, который может хранить значительно больше энергии.

«Литий-металлические аккумуляторы очень перспективны для электромобилей, где вес и объем имеют большое значение», — сказал соавтор исследования Женан Бао, представитель K.K. Ли, профессор Инженерной школы. «Но во время работы металлический литий-анод вступает в реакцию с жидким электролитом. Это вызывает рост литиевых микроструктур, называемых дендритами, на поверхности анода, что может привести к возгоранию и выходу батареи из строя».

Исследователи десятилетиями пытались решить проблему дендритов.

«Электролит был ахиллесовой пятой литий-металлических аккумуляторов», — сказал соавтор Чжао Юй, аспирант по химии. «В нашем исследовании мы используем органическую химию для рационального проектирования и создания новых стабильных электролитов для этих батарей».

Для исследования Ю и его коллеги изучили, могут ли они решить проблемы стабильности с помощью обычного имеющегося в продаже жидкого электролита.

«Мы предположили, что добавление атомов фтора в молекулу электролита сделает жидкость более стабильной», — сказал Юй. «Фтор является широко используемым элементом в электролитах для литиевых батарей. Мы использовали его способность притягивать электроны для создания новой молекулы, которая позволяет металлическому литиевому аноду хорошо функционировать в электролите».

Результатом стало новое синтетическое соединение, сокращенно FDMB, которое можно легко производить в больших объемах.

«Конструкции электролитов становятся очень экзотическими», сказал Бао. «Некоторые из них подали хорошие надежды, но их производство очень дорого. Молекулу FDMB, которую придумал Чжао, легко производить в больших количествах и она довольно дешевая».

Стэнфордская группа протестировала новый электролит в литий-металлическом аккумуляторе.

Результаты были потрясающими. Экспериментальная батарея сохранила 90 процентов своего первоначального заряда после 420 циклов зарядки и разрядки. В лабораториях типичные литий-металлические батареи перестают работать примерно через 30 циклов.

Исследователи также измерили, насколько эффективно ионы лития переносятся между анодом и катодом во время зарядки и разрядки, свойство, известное как «кулоновская эффективность».

«Если вы зарядите 1000 ионов лития, сколько вы получите обратно после разрядки?» — сказал Цуй. «В идеале вам нужно 1000 из 1000 для кулоновской эффективности 100 процентов. Чтобы быть коммерчески жизнеспособным, элемент батареи должен иметь кулоновскую эффективность не менее 99,9 процента. В нашем исследовании мы получили 99,52 процента в полуячейках и 99,98 процента в полные клетки; невероятная производительность».

Для потенциального использования в бытовой электронике команда Стэнфорда также протестировала электролит FDMB в безанодных литий-металлических мешочных элементах — имеющихся в продаже батареях с катодами, которые подают литий к аноду.

«Идея состоит в том, чтобы использовать литий только на стороне катода для снижения веса», — сказал соавтор Хансен Ван, аспирант в области материаловедения и инженерии. «Безанодная батарея проработала 100 циклов, прежде чем ее емкость упала до 80 процентов — не так хорошо, как эквивалентная литий-ионная батарея, которая может работать от 500 до 1000 циклов, но все же одна из самых эффективных безанодных элементов. »

«Эти результаты обнадеживают для широкого круга устройств», — добавил Бао. «Легкие безанодные аккумуляторы станут привлекательной чертой для дронов и многих других потребительских электронных устройств».

Министерство энергетики США (DOE) финансирует большой исследовательский консорциум под названием Battery500, чтобы сделать литий-металлические батареи жизнеспособными, что позволит производителям автомобилей создавать более легкие электромобили, которые могут преодолевать гораздо большие расстояния между зарядками. Это исследование было частично поддержано грантом консорциума, в который входят Стэнфорд и SLAC.

Улучшая аноды, электролиты и другие компоненты, Battery500 стремится почти втрое увеличить количество электроэнергии, которую может обеспечить литий-металлическая батарея, со 180 ватт-часов на килограмм, когда программа была запущена в 2016 году, до 500 ватт-часов на килограмм. Более высокое отношение энергии к весу, или «удельная энергия», является ключом к решению проблем с запасом хода, которые часто возникают у потенциальных покупателей электромобилей.

«Безанодная батарея в нашей лаборатории достигла удельной энергии около 325 ватт-часов на килограмм, приличное число», — сказал Цуй. «Нашим следующим шагом может стать совместная работа с другими исследователями из Battery500 для создания элементов, которые приближаются к цели консорциума — 500 ватт-часов на килограмм».

В дополнение к более длительному сроку службы и лучшей стабильности, электролит FDMB также намного менее воспламеняем, чем обычные электролиты.

«Наше исследование, по сути, представляет собой принцип проектирования, который люди могут применять для создания лучших электролитов», — добавил Бао. «Мы только что показали один пример, но есть много других возможностей».

Главная — Solid Power

Добро пожаловать в Solid Power

Новая порода

Создан для большей безопасности,

предложить более высокую энергию
и стоит меньше
чем литий-ионный.

Кремниевый элемент для электромобилей

Литий-металлический элемент

Конверсионный реакционный элемент

Показатели производительности элемента являются первоначальными целями проекта коммерциализации.

Превосходная производительность и ценность

Предназначен для питания более экономичных и безопасных электромобилей с большим запасом хода

01 Силиконовый аккумулятор электромобиля Ожидаемое улучшение по сравнению с литий-ионными

02 Литий-металлический аккумулятор электромобиля Ожидаемое улучшение по сравнению с литий-ионными

1. 01 Уменьшенный объем аккумуляторной батареи
2. 02 Уменьшенная масса аккумуляторной батареи
3. 03 Увеличенный радиус действия на одном заряде
4. 04 Стоимость нижнего аккумуляторного блока

Анализ на основе блока мощностью 77 кВт·ч с цилиндрическими ячейками (например, Tesla Model 3 Pack).

1. 01 Уменьшенный объем аккумуляторной батареи
2. 02 Уменьшенная масса аккумуляторной батареи
3. 03 Увеличенный радиус действия на одном заряде
4. 04 Стоимость нижнего аккумуляторного блока

Анализ на основе блока мощностью 77 кВт·ч с цилиндрическими ячейками (например, Tesla Model 3 Pack).

Powered by Solid Power

Твердые электролиты на основе сульфидов

Твердые электролиты на основе сульфидов обладают наиболее известным балансом проводимости (т. е. способности быстро перемещать ионы) и технологичности (т. е. способности производить без дефектов на стандартном промышленном оборудовании для производства рулонных аккумуляторов) из всех классов твердого электролита. Мы разрабатываем наши материалы для обеспечения стабильности и проводимости в каждом слое элемента, а также оптимизируем такие области, как стоимость и совместимость с традиционной литий-ионной обработкой.

Учить больше

Мы

Работаем с

Solid Power имеет обширные партнерские отношения с BMW и Ford для совместной разработки полностью твердотельных аккумуляторов. В октябре 2021 года Solid Power объявила о партнерстве с SK Innovation для производства полностью твердотельных аккумуляторных элементов Solid Power автомобильного масштаба с использованием твердого электролита Solid Power на основе сульфидов, запатентованных конструкций элементов и производственных процессов. Первоначально компания финансировалась известными инвесторами, включая Hyundai, Volta Energy Technologies, Umicore, Sanoh, A123 Systems и Solvay.

Работа с

Карьеры Solid Power

Присоединяйтесь к команде

Кто Сделать революцию в аккумуляторе сложно. Но действительно важная работа часто бывает.

Внешне Solid Power является ведущим разработчиком полностью твердотельных аккумуляторных элементов. Изнутри мы представляем собой группу людей, объединенных общей страстью и целью революционных преобразований в области накопления энергии и создания условий для электронной мобильности в будущем.

Просмотреть все карьеры

01 Форд Мотор Компани

02 Группа BMW

03 CNBC

04 Ассошиэйтед Пресс

05 Блумберг

Форд Мотор Компани Хау Тай-Тан

BMW Group Фрэнк Вебер

CNBC Безумные деньги с Джимом Крамером

Ассошиэйтед Пресс Ford делает ставку на то, что твердотельные батареи снизят стоимость электромобилей

Bloomberg Аккумуляторы являются крупнейшим источником затрат в электромобилях: генеральный директор Solid Power

«Наши дополнительные инвестиции в Solid Power в этом месяце подчеркивают нашу уверенность в том, что производство твердотельных аккумуляторов станет доступным в этом десятилетии».

«Твердый электролит на основе сульфидов и химический состав анодов на основе кремния компании Solid Power демонстрируют впечатляющие улучшения и производительность аккумуляторов, в том числе: увеличенный запас хода, более низкая стоимость, больше внутреннего пространства автомобиля, а также лучшая ценность и большая безопасность для наших клиентов».

«Также важно, что уникальная химия Solid Power может быть создана с использованием того же производственного процесса, что и существующие литий-ионные батареи, что облегчает плавный переход технологии и позволяет нам повторно использовать около 70% наших капиталовложений в существующие литий-ионные производственные линии. »

Смотреть клип

«Полностью твердотельные аккумуляторы — один из самых многообещающих шагов на пути к более эффективным, устойчивым и прибыльным электромобилям».

«Вместе с Solid Power мы уже разработали выдающийся полностью твердотельный элемент емкостью 20 Ач. Solid Power продемонстрировала свою способность производить и масштабировать батареи, предназначенные для питания более дальних, более дешевых и конкурентоспособных электромобилей с использованием существующая производственная инфраструктура литий-ионных аккумуляторов».

«Это делает технологию уникальной и более подходящей для индустриализации и крупномасштабного развертывания.»

Смотреть клип

Джим Крамер из CNBC настроен оптимистично в отношении производителя аккумуляторов Solid Power, который скоро станет достоянием общественности, в качестве игры для электромобилей с нулевой шумихой.

Производитель твердотельных аккумуляторов включает Ford и BMW в число своих инвесторов и создает технологию, которая, по словам Крамера, может изменить правила игры для производителей электромобилей.

Solid Power станет публичной в результате слияния со специальной компанией по приобретению Decarbonization Plus Acquisition Corp III.

Смотреть клип

Ford увеличил свою долю в производителе твердотельных аккумуляторов — шаг, который, по словам его главного директора по продуктам и операциям Хау Тай-Танга, укрепит усилия компании по увеличению ассортимента и снижению затрат на электромобили следующего поколения. транспортные средства.

Разное