Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Любой водитель иногда сталкивается с проблемой неожиданно севшей АКБ, однако, мало, кто знает, что причиной этого явления чаще всего является недостаточная плотность электролита.

Стоит отметить, что сразу же после приобретения новой батареи плотность субстанции до первой зарядки составляет не менее, чем то, которое установил производитель для конкретной климатической полосы в стране.

Необходимо обращать внимание на этот показатель, поскольку  плотность напрямую зависит от определенной температуры, как и моторное масло.

Так АКБ, плотность электролита которой высока, легко эксплуатируется при самых сильных морозах, что позволяет сохранить нормальный заряд и уверенный запуск мотора.

При этом, если плотность субстанции в аккумуляторе низкая, то применять ее в холодном климате не представится возможным, поскольку это грозит:

  • плохой запуск в условиях морозной зимы;
  • стабильным недозарядом АКБ, что понижает срок ее эксплуатации.

Как правильно замерить плотность электролита

Замер плотности электролита

Стоит понять, что в процессе использования аккумуляторной батареи меняется  плотность и объем электролита, а эти параметры придется контролировать собственноручно. Для того, чтобы замерить плотность электролита аккумулятора следует:

  • измерять ее только на 100% заряженной АКБ;
  • нельзя снимать аккумулятор с авто или выключать зажигание;
  • перед проверкой обязательно корректируется уровень электролита;
  • добавить в электролит воду, чтобы его объем был нормальным;
  • зарядка аккумулятора производится в течение всей ночи, но только небольшим током;
  • после того, как термин зарядки окончился, АКБ следует отключить от зарядного устройства и оставить его для отдыха;
  • после отстоя в шесть часов производят измерение плотности электролита, поскольку этот показатель будет самым точным;
  • проверять плотность субстанции следует не реже, чем одного раза в три месяца, однако, исключительно с замерами выводного напряжения;
  • для того, чтобы измерить плотность, стоит демонтировать, очистить и осмотреть АКБ;
  • после этого взять прибор для измерения уровня электролита и полую трубочку из стекла;
  • измерения проводятся только после установки аккумулятора на ровную поверхность и вывертывания его банок;
  • полая трубка опускается одним концом в баночку, а второй кончик зажимается одним из пальцев, после чего прибор осматривается на уровень электролита (норма – 12 или 15 сантиметров).

Понять в норме ли плотность субстанции поможет только лишь таблица плотности электролита в аккумуляторе при различных температурах и степени зарядки, приведенная ниже.

Степень зарядки                               Темпера  тура
Выше 25 градусов Ниже 25 градусов
Зарядка на 100% 1.210 – 1.230 1.270 -1.290
Заряженная на 70% 1.170 — 1.190 1.230 – 1.250
Полностью разряженная 1.050 – 1.070 1.110 – 1.130

Мифы о зимней и летней плотности электролита

Профессионалы указывают на то, что плотность электролита в аккумуляторе согласно таблице зимой и летом практически неизменна. Ни в одном автомобильном магазине человеку не продадут АКБ с электролитом для зимнего или летнего периода.

Электролит плотностью в 1.27 или 1.28

В наши дни практически во всех аккумуляторах для всех регионов России применяется электролит плотностью в 1. 27 или 1.28 грамм на кубический сантиметр. Самостоятельно корректировку электролита проводить категорически запрещено, поскольку это может вывести из строя даже новую рабочую АКБ. Как правило, повысить плотность электролита в аккумуляторе зимой или летом смогут только специалисты по ремонту данного агрегата и то только при его восстановлении.

Таблица плотности электролита в аккумуляторе позволяет понять в рабочем ли состоянии находится АКБ или же реанимировать ее не получится. Согласно данным таблицы можно понять, что плотность электролита 1.27 не позволит субстанции замерзнуть, пока температура не опустится до шестидесяти градусов, что в условиях российской зимы маловероятно.

В том случае, если сильно повысить плотность электролита летом или зимой, среда станет невероятно агрессивной, а значит, мгновенно выходят из строя пластины АКБ. Категорически запрещено в том случае, если показатели слегка больше или меньше, указанных в таблице, доливать электролит зимой, а дистиллированную воду летом.

Как повысить плотность электролита в домашних условиях

Для того, чтобы нормализировать плотность электролита до данных, указанных в таблице, зачастую достаточно будет просто зарядить аккумуляторную батарею. При этом слишком уж повышенная плотность электролита негативно будет влиять на состояние АКБ.

Перед тем, как повышать уровень плотности электролита до нормального уровня зимой или летом следует проделать простые манипуляции, чтобы повышенная плотность не повысилась еще больше, как это показано на видео:

  • приготовить таблицу значений для определенной АКБ при использовании ее в конкретном российском регионе;
  • взять ареометр и выдавить из груши воздух;
  • погрузить наконечник прибора в банку № 1 и набрать немного субстанции в него;
  • пождать несколько секунд и приступить к оцениванию результата, понимая, что он будет одинаковым летом и в зимнюю пору года.

При этом повышенная плотность будет определяться красным цветом индикатора, нормальная – зеленым. Потом стоит проделать вышеуказанные процедуры со второй банкой аккумуляторной батареи автотранспортного средства, чтобы определить повышенная или нет плотность электролита в ней.

Если же автомобилист все-таки собрался повысить плотность электролита в АКБ, ему придется по старинке разбавлять его дистиллированной водой. Однако в целях соблюдения мер безопасности вода наливается в емкость, куда тонкой струйкой понемногу добавляется кислота. Иначе, может произойти взрыв, поэтому обязательно следует надевать очки и резиновые перчатки.

Таблица плотности электролита

Чтобы исключить повышенную плотность, после доливки смеси аккумуляторную батарею следует подзарядить в течение тридцати минут для перемешивания.

Проблемы с электролитом связаны с тем, что при работе аккумулятора, он нагревается, а дистиллированная вода из него быстро испаряется.

Стоит отметить, что для получения самых точных результатов прибор следует промывать не проточной, а дистиллированной водой сразу же после применения. Неисправный ареометр может привести к неправильным результатам, а манипуляции с ним приведут к поломке аккумулятора.

Когда после всех процедур плотность электролита АКБ не приходит в норму, то его следует поменять в определенном объеме, иначе аккумулятор попросту выйдет из строя окончательно.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой: значения, как поднять?

Автомобилю, постоянно находящемуся в использовании, требуется надежный АКБ, который позволит быстро запустить двигатель вне зависимости от внешних факторов. Плотность электролита в аккумуляторе зимой необходимо держать в определенных рамках, чтобы жидкость не замерзла. Данный параметр является основным и оказывает существенное влияние на длительность службы источника питания.

При правильной и своевременной корректировке значений кислотности жидкости можно значительно увеличить срок службы АКБ. Ведь плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом должна отличаться, чтобы компенсировать влияние температуры, влажности и других климатических условий на химические процессы.

Что такое плотность электролита и от чего она зависит?

Если говорить простым языком, то плотность — это кислотность жидкости в АКБ. В роли электролита сурьмянистые аккумуляторы используют смесь воды и серной кислоты. Количество последней по отношению к общему объему раствора и называют плотностью. Измеряют ее в граммах на сантиметр кубический (г/см3).

На степень закисленности основное влияние оказывают факторы, способные изменить количество воды в растворе: мороз, жара, влажность. Также на нее влияет степень заряда аккумуляторной батареи. Измерение показателей производятся специальным прибором — ареометром. Процедуру необходимо проводить с полностью заряженным аккумулятором. Особенно это важно делать перед зимой, чтобы выявить проблему заранее и уменьшить риск порчи АКБ, вследствие замерзания воды в ней. Если были выявлены низкие значение, то, скорее всего, проблема кроется в одной из следующих причин:

  • дефект ячейки;
  • обрыв внутренней цепи батарей;
  • глубокий разряд АКБ или одной из его секций.

Почему замерзает аккумулятор?

Все дело в плотности: чем она меньше (воды в растворе больше), тем быстрее замерзнет электролит при понижении температуры. Умеренный климат требует, чтобы этот параметр был в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой и в северных регионах рекомендуемая плотность увеличивается на 0,01 г/см3.

Многих автолюбителей интересует: «При какой температуре замерзает электролит в аккумуляторе?». Получить ответ на этот вопрос поможет следующая таблица:

 

Плотность электролита при 25°C, г/см³ Температура замерзания, °С Плотность электролита при 25°C, г/см³ Температура замерзания, °С
1,09 -7 1,22 -40
1,1
-8
1,23 -42
1,11 -9 1,24 -50
1,12 -10 1,25 -54
1,13 -12 1,26 -58
1,14 -14 1,27 -68
1,15 -16 1,28 -74
1,16 -18 1,29 -68
1,17 -20 1,3 -66
1,18 -22 1,31 -64
1,19 -25 1,32 -57
1,2 -28 1,33 -54
1,21 -34 1,4 -37

Таблица 1. Плотность электролита в аккумуляторе автомобиля зимой.

Как повысить плотность если она низкая?

Поднимать эту характеристику приходится после неоднократного корректирования уровня жидкости в АКБ дистиллированной водой или в случае нехватки параметра для эксплуатации батареи в зимой. Явным признаком недостаточной концентрации серной кислоты является оледенение ячеек. Что делать если замерз электролит в аккумуляторе?

Потребуется отогреть АКБ при комнатной температуре, после чего поставить на зарядку.

Внимание! Замерять плотность нужно только в полностью заряженной аккумуляторной батарее.

Помимо правильно проведенной полной зарядки существует еще такие способы поднятия плотности, как добавление концентрированного (корректирующего) электролита или кислоты.

Для корректировки понадобится:

  • ареометр;
  • мерная емкость;
  • посуда для приготовления смеси;
  • спринцовка;
  • серная кислота или корректирующий электролит;
  • дистиллированная вода.

Процедура проводится следующим образом:

  1. Из ячеек батареи отбирается немного кислотного раствора и измеряются показатели кислотности.
  2. Если надо увеличить плотность — доливается столько же корректирующего электролита, если уменьшить —добавляется дистиллированная вода.
  3. После проведения процедуры со всеми ячейками АКБ ставится на зарядку стационарным устройством для смешивания жидкости.
  4. По окончании зарядки надо подождать не меньше часа, чтобы плотность во всех секциях батареи выровнялась.
  5. Проводится проверка показателей и в случае необходимости процедура повторяется с уменьшением шага разбавления вдвое.

Плотность между ячейками не должна отличаться сильнее, чем на 0,01 г/см3. Если добиться этого не вышло — необходимо провести выравнивающую зарядку малым током.

Что делать, когда плотность ниже 1,18 г/см3

Чтобы зимой не замерзла вода в аккумуляторе нужно не допускать снижения плотности электролита. Если это значение преодолело критический минимум в 1,18 г/см3, то требуется добавление кислоты. Сама процедура проводится в том же порядке, что был описан ранее, только количество отбираемой и добавляемой жидкости необходимо сократить, чтобы не превысить значение первым доливом.

Важно! При изготовлении электролита нужно вливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот.

Что делать если электролит в аккумуляторе замерз, а после отогрева приобрел багровый цвет? К сожалению, такая батарея уже не сможет нормально работать зимой при температуре ниже 5°C. Скорее всего у такого АКБ осыпалась активная масса, что уменьшило рабочую поверхность пластин. Восстановить нормальные показатели у такого АКБ невозможно.

Поддержание количества электролита и его плотности на должном уровне существенно продлевает срок службы батареи, а также ее способность сопротивляться морозу и безпроблемно запускать двигатель автомобиля.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе?

Многим этот вопрос кажется простым, а ответ очевидным. Слить электролит с низкой плотностью и залить с более высокой. Или слить только часть, а вместо неё добавить концентрированный раствор. Но перед тем как это делать, стоит задуматься, а надо ли? Такой подход требуется в единичных случаях. Есть ещё один более правильный вариант – это поднятие плотности электролита с помощью зарядки. Чаще всего именно так и следует повышать плотность. В этой заметке речь пойдёт о том, как правильно поднять плотность электролита, зарядкой или заменой. Рассмотрим, что более уместно в той или иной ситуации.

 

Содержание статьи

А какая плотность нормальная?

Как известно, электролит в свинцово-кислотном аккумуляторе является раствором серной кислоты (H2SO4) в воде (используется дистиллированная вода без примесей). В рамках этого материала мы не будет рассказывать о сортах серной кислоты, её плотности и т. п. Если интересно, можете прочитать это в отдельном материале про электролит.



Плотность электролита полностью заряженного аккумулятора должна быть на отметке 1,27 гр/см3. Обычно в разных банках она лежит в интервале 1,25─1,27 гр/см3. При этом ЭДС на выводах аккумуляторной батареи 12,6─12,9 вольта. В таблице ниже можно посмотреть зависимость плотности, напряжения, степени заряженности и температуры замерзания электролита.
Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)Степень заряда АКБ, %Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1,1111,78,40-7
1,1211,768,546-8
1,1311,828,6812,56-9
1,1411,888,8419-11
1,1511,94925-13
1,16129,1431-14
1,1712,069,337,5-16
1,1812,129,4644-18
1,1912,189,650-24
1,212,249,7456-27
1,2112,39,962,5-32
1,2212,3610,0669-37
1,2312,4210,275-42
1,2412,4810,3481-46
1,2512,5410,587,5-50
1,2612,610,6694-55
1,2712,6610,8100-60
Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)Степень заряда АКБ, %Температура замерзания электролита, гр. Цельсия

Падение плотности ниже 1,15 гр/см3 (ЭДС ниже 12 В) рекомендуется не допускать. Это приводит к необратимым последствиям для аккумулятора. Если автомобиль эксплуатируется в холодном климате, то плотность допускается увеличивать до 1,29─1,3 гр/см3. От себя могу добавить, что в последнее время часто встречаю новые аккумуляторы типа Ca/Ca, у которых электролит в заряженном состоянии (ЭДС > 12,6 В) имеет плотность 1,24─1,25 гр/см3. Об таких фактах можно найти немало отзывов в сети. С чем это связано? Мне кажется, причина может быть только в сульфатации во время хранения.



Вернуться к содержанию
 

А нужно ли поднимать плотность?

Если коротко, то далеко не всех случаях требуется повышение плотности. Точнее не требуется её повышение неестественными способами. Чтобы пояснить мысль, нужно обратиться к процессам, происходящим в свинцово-кислотной электрохимической системе.

Аккумуляторная батарея состоит из наборов положительных и отрицательных электродов, погруженных в раствор серной кислоты. Чтобы исключить замыкание, электроды помещены в изолирующие конверт-сепараторы. Электрод состоит из решётки и обмазки.

Решётки изготавливаются по различным технологиям из разных сплавов и это тема отдельного разговора. А в качестве обмазки на отрицательных электродах присутствует порошкообразный свинец (Pb), а на положительных – паста диоксида свинца (PbO2). Последний имеет красно-коричневый цвет.



В процессе разряда АКБ на электродах протекают следующие реакции при непосредственном участии электролита.

Положительный электрод (анод)

PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e => PbSO4 + 2H2O

Отрицательный электрод (катод)

Pb + SO42- — 2e => PbSO4

Общая реакция в электрохимической системе описывается уравнением

Pb + 2H2SO4 + PbO2 => 2PbSO4 + 2H2O

Как видите, в процессе разряда серная кислота из электролита взаимодействует как с диоксидом свинца на аноде и металлическим свинцом на катоде с образованием сульфата свинца (PbSO4) и воды (H2O). Ток течёт от анода к катоду. В результате реакции постепенно падает плотность электролита. Обычно нижний предел 1,1─1,15 гр/см3. К этому моменту поры обмазки забиваются сульфатом свинца и реакция сходит на нет. Напряжение на выводах к этому моменту падает до 12 вольт и ниже.



При заряде указанные реакции идут в обратном направлении. То есть, сульфат свинца растворяется с расходом воды и образованием Pb, PbO2 и серной кислоты. Концентрация электролита растёт и плотность увеличивается.

К чему все это было сказано? Дело в том, что плотность электролита должна повышаться «естественным путём» в результате зарядки. Если к моменту окончания заряда плотность не достигла 1,27 гр/см3, то причина проблемы не электролит, а система в целом. Конечно, это условии, что зарядное устройство (ЗУ) работает исправно и плотность вы измеряете исправным ареометром.

Итак, в чём причина пониженной плотности к моменту окончания заряда? Это процесс сульфатации, подробнее о котором можно прочитать здесь. Постепенно в процессе эксплуатации часть PbSO4 не растворяется до конца во время зарядки и накапливается на активной массе электродов. Это значит (см. реакции выше), что процессы при зарядке прошли не до конца. Поскольку растворился не весь сульфат свинца, то восстановилась не вся серная кислота и осталось больше воды. Результат – концентрация электролита меньше, как и его плотность.

Отсюда вывод. Чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе, нужно в первую очередь заниматься десульфатацией и максимально полной зарядкой АКБ. Если пониженная плотность вызвана сульфатацией, то не следует повышать её увеличением концентрации электролита. Это только усугубит ситуацию.

Даже если плотность ниже 1,27 гр/см3, все вещества остаются в электрохимической системе. Если вы искусственно увеличиваете плотность электролита, то равновесие нарушается и концентрация PbSO4 будет ещё больше. При разряде из электролита выделится сульфат свинца, который уже точно не растворится при заряде, поскольку теперь он в избытке. А плотность по окончании заряда снова будет ниже нормы. И так далее.



Что делать? Никому не навязываю своё мнение, но, мне кажется замена электролита (или изменение его плотности «вручную») для увеличения плотности уместна в следующих случаях.
  • Перелили воды или она попала туда в результате ЧП. В результате этого снизилась плотность.
  • Нужно повысить плотность электролита для использования в холодном климате.

Я менял электролит в АКБ только один раз из-за непредвиденной ситуации. Заряжал его как-то даче рядом с домом под открытым небом. Зарядил, отключил, но пробки закрывать не стал, чтобы газы вышли он отстоялся немного. Занялся другими делами и забыл про него. Пошёл ливень и все залило с верхом. Пришлось выбирать оттуда старый и заливать новый покупной электролит с нормальной плотностью. Если же просто упала плотность в результате эксплуатации, это не повод увеличивать его концентрацию.


Вернуться к содержанию
 

Как повысить плотность электролита в Pb аккумуляторе?

Итак, вы всё же решили поднять плотность раствора в аккумуляторной батарее. Как это сделать? Вам потребуется электролит (продаётся в автомобильных магазинах с плотностью 1,27─1,29 гр/см3), ёмкость для откачиваемого электролита, резиновая «груша», длинная гибкая трубка из материала стойкого к серной кислоте, пластиковая воронка (удобно заливать электролит обратно в банки), зарядное устройство.


Внимание! Электролит является едким веществом! При попадании на кожу и слизистые вызывает сильный химический ожог! Поэтому при работе обязательно используйте очки для защиты глаз, а также резиновые перчатки для защиты рук. Если будете разводить концентрированную кислоту, помните, что нужно наливать кислоту в воду, а не наоборот. При падании электролита на кожу или слизистые нужно обратиться в больницу.

Процесс выглядит примерно так.

  • Зарядили аккумулятор по максимуму.
  • Выбрали старый электролит. Именно так, выбрали, откачали и т. п. С помощью гибкой трубки из материала, стойкого к кислоте и обычной резиновой «груши». Не допускается переворачивать АКБ для слива. В этом случае осыпавшиеся частицы со дна могут замкнуть пластины. Или электроды деформируются, порвут сепаратор и будет замыкание. В случае замыкания банки аккумулятор можно смело идти сдавать в приёмку.
  • Затем заливаете покупной или самостоятельно приготовленный электролит с плотностью 1,27─1,29 гр/см3.
  • Даёте отстояться немного. При необходимости заряжаете.



Это если нужна полная замена электролита, когда он испорчен. Если же нужно увеличить концентрацию, то можно частично отобрать электролит из банок. Я для этого использую колбу от старого ареометра. Поплавок давно разбился, а колбу я оставил и использую вместо «груши».

Затем в банки заливаете такое же по объёму количество раствора более высокой концентрации. Можно использовать аккумуляторную кислоту (92─94%) плотностью 1,835 гр/см3. После этого можно поставить АКБ на зарядку для выравнивания концентрации. Не нужно трясти и бултыхать батарею для перемешивания. Иначе могут быть те же последствия, что и при переворачивании.
Вернуться к содержанию
 

Опрос

Примите участие в опросе!

 Загрузка ...
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Исправления и дополнения к материалу, а также ваше мнение о повышении плотности электролита в свинцово-кислотном аккумуляторе, оставляйте в комментариях ниже. Голосуйте в опросе и оценивайте статью.
Вернуться к содержанию

Плотность электролита от температуры - Морской флот

Все, кто имел дело с аккумуляторными батареями, знают, что их основными характеристиками являются номинальное напряжение и емкость заряда. Но для поддержания работоспособности АКБ не менее важным является такой параметр как плотность аккумулятора. Конечно, на самом деле речь идет о плотности электролита, находящегося в аккумуляторной батарее. Но зачастую используется именно это жаргонное выражение. Контролировать концентрированность электролита так же необходимо, как и регулярно заряжать источник тока.

На что влияет плотность электролита

В большинстве аккумуляторных батарей применяются свинцовые пластины, а рабочая среда – серная кислота, разбавленная водой. Насыщенность раствора, измеряемая в грамм/см3, и является той характеристикой, которая влияет на способность аккумулятора накапливать заряд для последующей работы.

Схема устройства свинцово-кислотной АКБ

Концентрация кислоты в растворе электролита и работоспособность аккумуляторной батареи напрямую связаны между собой.

  • При малой плотности падает и способность источника тока накапливать ту емкость заряда, которая обеспечивает его рабочие характеристики. При малой плотности батарея быстрее разряжается и не выдает положенный максимальный ток.
  • Если величина этого параметра опустится ниже определенного значения, то в мороз вода в электролите может замерзнуть, и аккумулятор полностью выйдет из строя.
  • Но при высокой плотности резко ускоряется процесс сульфатации свинцовых пластин. Это означает, что при слабом заряде АКБ на них образуется свинцовый сульфат, который уже не преобразуется при заряде обратно в свинец. Это также приводит к уменьшению способности накапливать необходимый заряд, а с течением времени – к полному выходу батареи из строя.

Поэтому важно поддерживать значение этого параметра в соответствии с установленными и проверенными нормами. Значительное уменьшение или превышение нормативных значений не способствует продуктивной работе аккумуляторной батареи.

Холод, при котором возможно замерзание содержимого батареи, показаны на рисунке.

Точка замерзания водно-кислотного раствора в зависимости от его плотности

Нормативные показатели электролитической плотности

Наверняка многие автолюбители, знакомые с проблемами поддержания работоспособности аккумуляторов, знают цифру 1,27 г/см3. Именно такой считается оптимальная плотность, при которой кислотные аккумуляторы способны максимально реализовывать свои возможности.

Но это значение справедливо не для всех типов аккумуляторов и их рабочих назначений. К тому же оптимальная плотность меняется для разных температур, при которых приходится работать батарее. Поэтому оптимальные значения зимой и летом будут несколько отличаться.

Назначение свинцово-кислотных аккумуляторов

  • Стартерные АКБ предназначены для выдачи максимально возможного тока при запуске различных двигателей. Это, в первую очередь, автомобильные АКБ. Нормативное значение плотности для них 1,26 – 1,28 г/см3.
  • Тяговые АКБ должны обеспечивать работу электродвигателей постоянным током в течение длительного времени. Одно из их применений – электрокары и другие движущие средства на электрической тяге. Наилучшее значение плотности электролита для этих АКБ тоже находится в пределах 1,26 – 1,28 г/см3.
  • Стационарные АКБ применяют для питания любых электрических схем и приборов. Обычно находятся на одном месте в помещении. Для них рекомендована пониженное значение 1,22 – 1,24 г/см3.

Зависимость от температуры работы

Изменяется окружающая температура – изменяются и значения плотности водно-кислотного раствора. При возрастании температуры способность аккумуляторной батареи накапливать заряд увеличивается примерно на 1% с каждым градусом. С понижением температуры, естественно, эта способность уменьшается. Поэтому рекомендуется в холодную погоду держать АКБ при повышенных плотностных значениях, а для жаркой погоды – снижать эти показатели.

Работоспособность АКБ при различных температурах в зависимости от плотности

Конечно, никто не будет заниматься изменением при каждом скачке погоды. Просто перед наступлением холодов полезно немного увеличить аккумуляторную плотность, а перед летним сезоном – понизить ее. Кроме того, существуют нормы оптимальной плотности для районов с различным климатом. Этих нормативных значений полагается придерживаться круглый год, за редкими исключениями. Для разных регионов считается нормальной:

  • В холодном климате 1,27 – 1,30 г/см3
  • В средней полосе 1,25 – 1,28 г/см3
  • В теплых районах 1,22 – 1,25 г/см3

Более подробно эти нормативы указаны в таблице.

Нормативные значения плотности электролита АКБ для различных температурных условий

Как проверить плотность электролита в кислотном аккумуляторе

Для проверки этой характеристики выпускаются простые измерители, называемые автомобильными ареометрами или денсиметрами. Их работа основана применении закона Архимеда, то есть способности груза погружаться на разную глубину в зависимости от плотности жидкости. Конструктивно ареометр содержит:

  • Стеклянную или пластиковую колбу.
  • Стеклянный поплавок с грузом и нанесенными на нем делениями, соответствующими измеряемым значениям.
  • С одной стороны колбы одевается резиновая груша, предназначенная для засасывания электролита внутрь колбы.
  • С противоположной стороны – резиновый носик, через который происходит забор жидкости из заливного отверстия АКБ.

Измеряемое значение определяется по той черте на поплавке, до которой доходит жидкость, набранная в ареометр.

Автомобильный ареометр с одним поплавком

Существуют более простые ареометры, в которых в колбе находятся несколько грузиков-палочек с разным весом у каждой. На каждом грузике (или на самой колбе напротив него) нанесено соответствующее значение плотности. Результат измерения определяется по максимальному значению всплывш

Удельная мощность батарей - Большая химическая энциклопедия

Щелочная батарея Zn / Mn02 является одной из хорошо разработанных аккумуляторных систем на промышленном и потребительском рынках, и она все еще постоянно совершенствуется для улучшения ее характеристик. Разработки включают улучшение активных материалов и их чистоты для увеличения энергоемкости батареи, улучшение структуры ячеек и состава ячеек для увеличения удельной мощности батареи, улучшение герметизирующих материалов и герметизирующей конструкции для увеличения срока хранения и срока службы батареи, а также дополнительно предотвратить утечку.[Стр.56]

Литий-ионные аккумуляторы широко используются производителями полностью электрических и гибридных электромобилей. Для литий-ионных аккумуляторов может потребоваться время зарядки от 4 до 10 часов в зависимости от типа автомобиля, а также плотности мощности и плотности энергии аккумулятора. Следовательно, затраты на перезарядку литий-ионных батарей для HEV будут намного выше, чем для полностью электрических автомобилей ... [Pg.152]

Рис. 25. Профиль высокопроизводительных литий-двуокиси серы и литий-трибионилхлоридных аккумуляторов где (а) плотность мощности в зависимости от плотности энергии и (б) удельная мощность в зависимости от..
Плотность мощности / (Вт · кг-1) элемента получается, если мощность связана с весом батареи. На рис.7 показана вольт-амперная характеристика элемента Лекланша. [Стр.16]
Рис. 8. Удельная мощность батарей ZEBRA во время разряда.
В отличие от аккумуляторной технологии, ультратонкие электроды не могут обеспечить увеличения плотности мощности СК.Наша теоретическая модель показывает, что оптимальная толщина электрода находится в диапазоне 50-150 мкм, точное значение зависит от пористости и природы материала электрода. [Стр.85]

Есть несколько факторов, которые необходимо учитывать, чтобы батареи стали альтернативой транспортным средствам. Это плотность энергии, удельная мощность, срок службы, безопасность и затраты. В то время как приложения с полным HEV предъявляют самые высокие требования к высокой плотности мощности батарей, BEV требуют максимально возможной плотности энергии (см. Также Таблицу 7.23). [Pg.236]

Литий-ионные батареи (LIB) и электрохимические конденсаторы (EC) - два важных накопителя энергии, которые могут дополнять друг друга. LIB работают медленно, но обеспечивают высокую плотность энергии, тогда как электронные блоки питания предлагают высокую плотность мощности, но страдают от более низкой плотности энергии [30], ... [Pg.320]

Одной из основных причин является низкая удельная мощность топливных элементов. Плотность мощности, определяемая как мощность, произведенная на единицу веса или единицу объема источника энергии, является одним из наиболее важных факторов для источника энергии для транспорта, а также плотность энергии, определяемая как энергия, произведенная на единицу веса или объема.Что касается топливных элементов, в отличие от батарей, плотность энергии не будет такой серьезной проблемой, как плотность мощности, потому что плотность энергии может быть увеличена при загрузке большего количества топлива. [Стр.27]


Новый метод увеличения плотности энергии в литиевых батареях

Трехслойный электрод из графита / ПММА / Li до (слева) и после (справа) замачивания в электролите батареи в течение 24 часов. Перед погружением в электролит трехслойный электрод стабилен на воздухе. После замачивания литий вступает в реакцию с графитом, и цвет становится золотистым.Предоставлено: Юань Ян, Columbia Engineering.

Юань Ян, доцент кафедры материаловедения и инженерии Columbia Engineering, разработал новый метод увеличения плотности энергии литиевых (Li-ion) батарей. Он построил трехслойную структуру, которая устойчива даже в окружающем воздухе, что делает батарею более долговечной и более дешевой в производстве. Работа, которая может улучшить удельную энергию литиевых батарей на 10-30%, опубликована сегодня в Интернете в Nano Letters .

«Когда литиевые батареи заряжаются в первый раз, они теряют от 5 до 20% энергии в этом первом цикле», - говорит Ян. «Благодаря нашему дизайну мы смогли вернуть эту потерю, и мы думаем, что наш метод имеет большой потенциал для увеличения времени работы батарей для портативной электроники и электромобилей».

Во время первой зарядки литиевой батареи после ее изготовления часть жидкого электролита превращается в твердую фазу и наносится на отрицательный электрод батареи.Этот процесс, обычно выполняемый до отправки аккумуляторов с завода, необратим и снижает запас энергии в аккумуляторе. Потери составляют примерно 10% для современных отрицательных электродов, но могут достигать 20-30% для отрицательных электродов следующего поколения с высокой емкостью, таких как кремний, поскольку эти материалы имеют большое объемное расширение и высокую площадь поверхности. Большие начальные потери снижают достижимую емкость в полной ячейке и, таким образом, ставят под угрозу выигрыш в плотности энергии и срок службы этих наноструктурированных электродов.

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

Иллюстрация, показывающая процедуру изготовления трехслойного электрода.ПММА используется для защиты лития и обеспечения устойчивости трехслойного электрода в окружающем воздухе. ПММА растворяется в электролите аккумуляторной батареи и контактирует графит с литием, чтобы компенсировать потери из-за восстановления электролита. Предоставлено: Юань Ян, Columbia Engineering.

Метод Янга снизил потери в современных графитовых электродах с 8% до 0,3%, а в кремниевых электродах с 13% до -15%. Цифра -15% указывает на то, что лития было больше, чем необходимо, и «лишний» литий можно использовать для дальнейшего увеличения срока службы батарей, поскольку избыток может компенсировать потерю емкости в последующих циклах.Поскольку плотность энергии или емкость литий-ионных аккумуляторов увеличивалась на 5-7% ежегодно в течение последних 25 лет, результаты Янга указывают на возможное решение для увеличения емкости литий-ионных аккумуляторов. Его группа сейчас пытается уменьшить толщину полимерного покрытия, чтобы оно занимало меньший объем в литиевой батарее, и расширить его технику.

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


Литий-ионные батареи: емкость может быть увеличена в шесть раз
Дополнительная информация: Zeyuan Cao et al., Стабильный литий-анод, устойчивый к атмосферному воздуху, для литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии, Nano Letters (2016).DOI: 10.1021 / acs.nanolett.6b03655 Предоставлено Школа инженерии и прикладных наук Колумбийского университета

Ссылка : Новый метод увеличивает плотность энергии в литиевых батареях (2016, 24 октября) получено 21 декабря 2020 с https: // физ.org / news / 2016-10-method-energy-density-lithium -atteries.html

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

Какая разумная температура для дома зимой?

Когда наступает холодный зимний воздух, это может не только открывать сезон отпусков.Это могло также развязать битву за термостаты. Все в доме хотят оставаться в тепле, но также важно поддерживать разумную температуру для экономии энергии. Позвольте нам быть нейтральной третьей стороной, которая привнесет гармонию в ваш дом, ответив на вопрос: «Какая приемлемая температура для дома зимой?»

Кому-то нравится горячее, кому-то холодно. Большинство не могут оторвать руки от термостата. Хотя не существует жесткого правила, определяющего, какая температура нагрева или охлаждения лучше всего подходит для всех, есть несколько общих диапазонов, которые имеют наибольший смысл.Удержание термостата при этих температурах, а также несколько других идей, как согреться зимой, - лучший способ доставить удовольствие практически всем.

Какая приемлемая температура для дома зимой?

Когда люди находятся в доме днем ​​или вечером, поддерживать термостат на 68 градусах по Фаренгейту является хорошей температурой. Для некоторых это может показаться здравым смыслом, а для других - недостижимой целью. Хорошей отправной точкой для последнего является установка термостата на 72 градуса по Фаренгейту, а затем медленное снижение этого значения на один градус каждую неделю до 68.

Хотя может быть трудно перейти с 72 градусов на 68 градусов холодной индейки (каламбур), постепенная корректировка на один градус каждую неделю поможет вашему телу медленно приспособиться к воздуху. Вы будете счастливы найти баланс между отоплением дома и экономией энергии.

В течение дня, когда все идут в школу или на работу, установите термостат на 56 градусов. По данным Министерства энергетики США, эта простая тактика может снизить ваши счета за электроэнергию на 5-15 процентов в год.Экономия может составить до 1 процента на градус, если вы снизите ее на восемь часов.1

Хорошая температура в доме для загородной местности или зимней ночи

Еще лучше, если вы уезжаете за город в отпуск, перед отъездом не забудьте установить температуру 56 градусов. Вы не хотите полностью выключать тепло или температуру намного ниже 56. Воздух в доме может быть настолько холодным, что водопроводные трубы могут замерзнуть и лопнуть, что помешает вашей стратегии по экономии денег.

Сделайте поворот термостата с 68 до 62 градусов частью вечернего распорядка перед сном. На самом деле люди обычно лучше спят, когда воздух прохладный, но комфортный. Если вы чувствуете себя слишком холодно, наденьте мягкие толстые носки (если вы спите без носков) и свитшоты и устроитесь под дополнительными одеялами и одеялами.

Советы по простому регулированию температуры в помещении

Хотя вы можете просто сделать регулировку температуры в помещении частью своей повседневной жизни, некоторые термостаты являются программируемыми.Установив его на увеличение или уменьшение в определенное время дня, вы избавитесь от еще одной вещи, автоматизируя желаемое поведение.

Умные термостаты еще лучше. Они могут следить за температурой воздуха и регулировать заданные вами температурные предпочтения. К некоторым из них, например к термостату Vivint Element, можно получить доступ даже со смартфона, чтобы вы могли удаленно контролировать и регулировать домашний климат. Один только этот интуитивно понятный инструмент может сэкономить до 12 процентов энергии.

LFP или аккумулятор NMC?

Аккумулятор LFP по-прежнему предпочтителен из-за его низкой плотности энергии.Но батареи NMC постепенно используются из-за их более высокой плотности энергии.

Аккумуляторы быстро развиваются. В мире энергетики литий-железная батарея (LFP) по-прежнему имеет много преимуществ. Из-за своей низкой плотности энергии эта батарея в первую очередь подходит для буферов энергии (стационарного накопителя).

Однако мы видим, что батареи NMC постепенно уступают место LFP из-за их более высокой плотности энергии и из-за выравнивания цен.

Литий-железофосфат (LFP)

В 1996 году Техасский университет (и другие участники) открыли фосфат в качестве катодного материала для перезаряжаемых литиевых батарей. Литий-фосфат обладает хорошими электрохимическими характеристиками при низком сопротивлении. Это стало возможным благодаря наноразмерному фосфатному катодному материалу. Ключевыми преимуществами являются высокий номинальный ток и длительный срок службы, а также хорошая термическая стабильность, повышенная безопасность и устойчивость при неправильном использовании.

Литий-фосфат

более устойчив к условиям полной зарядки и менее подвержен нагрузкам, чем другие литий-ионные системы, если они находятся под высоким напряжением в течение длительного времени.(См. BU-808: Как продлить срок службы литиевых батарей). В качестве компромисса более низкое напряжение 3,2 В / элемент снижает удельную энергию до меньшей, чем у литий-марганца. Для большинства аккумуляторов низкая температура снижает производительность, а повышенная температура хранения сокращает срок службы, и литий-фосфат не является исключением.

Литий-фосфатный аккумулятор имеет более высокий саморазряд, чем другие литий-ионные батареи, что может вызвать проблемы с балансировкой из-за старения. На рисунке 9 приведены характеристики литий-фосфата.

Литий-фосфат

часто используется для замены свинцово-кислотной стартерной батареи.

  • Четыре последовательно соединенных элемента вырабатывают 12,80 В, что равно напряжению шести последовательно соединенных свинцово-кислотных элементов по 2 В.
  • Транспортные средства заряжают свинцово-кислотный аккумулятор до 14,40 В (2,40 В / элемент) и поддерживают максимальный заряд.
  • При последовательном соединении четырех литий-фосфатных ячеек максимальная мощность каждой ячейки составляет 3,60 В, что является правильным напряжением полной зарядки.
  • На этом этапе зарядка должна быть отключена, но подзарядка продолжается во время движения.
  • Литий-фосфат устойчив к некоторому завышению заряда; однако поддержание напряжения на уровне 14,40 В в течение длительного времени, как это делают большинство транспортных средств при длительной поездке, может привести к перегрузке литий-фосфата.
  • Запуск при низких температурах также может быть проблемой, если в качестве стартерной батареи используется литий-фосфатный аккумулятор.

Литий-никель-марганец-кобальт оксид (NMC)

Одна из самых успешных литий-ионных систем - это катодная комбинация никель-марганец-кобальт (NMC). Литий-никель-марганцево-кобальтооксидные батареи, также известные как литий-марганцево-кобальтооксидные батареи, изготовлены из нескольких материалов, используемых в других литий-железных батареях.Они включают катодную комбинацию никеля, марганца и кобальта

.

NMC в той же ячейке, оптимизированной для удельной мощности, имеет емкость всего около 2000 мВт / ч, но обеспечивает непрерывный ток разряда 20 А.

Анод на кремниевой основе будет работать до 4000 мАч и выше, но с меньшей нагрузочной способностью и более коротким сроком службы. Кремний, добавленный к графиту, имеет недостаток, заключающийся в том, что анод растет и сжимается при заряде и разряде, что делает элемент механически нестабильным.

Как и другие разновидности литий-ионных батарей, батареи NMC могут иметь либо высокую удельную энергию, либо высокую удельную мощность.Однако они не могут обладать обоими свойствами. Этот аккумулятор чаще всего используется в электроинструментах и ​​трансмиссиях автомобилей.

Соотношение комбинации катодов обычно составляет одну треть никеля, одну треть марганца и одну треть кобальта, что означает, что стоимость сырья ниже, чем для других вариантов, поскольку кобальт сам по себе может быть довольно дорогим. По данным Университета Бэттери, этот аккумулятор также обычно предпочитают для электромобилей из-за его очень низкой скорости самонагрева.

Связанные

Вы это видели?

Плюсы и минусы (возобновляемых) источников энергии (досье)

Интеллектуальные сетевые накопители энергии (досье)

Проекты интеллектуальных сетей и тематические исследования (досье)

Современные технологии и инициативы в области возобновляемых источников энергии (досье)

BetterWorldSolutions поможет вам найти квалифицированных потенциальных клиентов и партнеров по продажам по всему миру.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *