Таблица плотности аккумуляторной батареи: какая должна быть, как проверить, как поднять?

Содержание

Плотность электролита в аккумуляторе (таблица норм до и после зарядки)

Содержание

Когда проверять плотность электролита в аккумуляторе
Нормальная плотность электролита в АКБ
Как замерить
Как привести концентрацию к норме

Периодический контроль плотности электролита аккумулятора автомобиля входит в число обязательных сервисных операций во время эксплуатации АКБ. Этот важный параметр определяет соотношение воды и серной кислоты в жидком реагенте батареи – чем выше концентрация H₂SO_4,тем выше плотность и наоборот. В быту эта характеристика измеряется в граммах на кубический сантиметр (г/куб.см).

Когда проверять плотность электролита в аккумуляторе

Оптимально подобранный для достижения наилучших параметров батареи состав электролита меняется во время зарядки и разрядки аккумулятора. При разрядке батареи электрохимическая реакция с участием свинца, его диоксида и серной кислоты дает кристаллический сульфат свинца и воду – содержание H₂SO₄ в электролите падает, плотность жидкого реагента снижается. При зарядке батареи реакция идет в обратном порядке: сульфат свинца и вода превращаются в свинец, диоксид свинца и серную кислоту (плотность жидкости увеличивается).

Если бы реакции протекали строго симметрично, плотность после цикла разряд-заряд была бы ровно такой же, как и до него. На практике полного равновесия достичь невозможно. Часть сульфата свинца останется непрореагировавшим, соответственно, часть воды в электролите не заменится серной кислотой. В итоге плотность электролита уменьшится.

Также к изменению соотношения воды и H₂SO₄ведет естественное испарение жидкости. Вода испаряется быстрее кислоты, поэтому при неплотно завернутых пробках плотность электролита также вырастет.

Нормальная плотность электролита в АКБ

Нормальной плотностью электролита заряженного до максимума аккумулятора считается 1,27 г/куб.см. С учетом погрешности измерений можно считать нормой значения в пределах 1,26..1,28 г/куб.см. При меньшей концентрации кислоты ее становится недостаточно для протекания электрохимических реакций, емкость и токоотдача батареи снижаются. А если оставить аккумулятор с низкой плотностью жидкости на морозе, электролит может замерзнуть. Такой аккумулятор придется заменить. При более высокой плотности ускоряются процессы коррозии и склонность к сульфатации.

На указанное значение нормальной плотности электролита в аккумуляторе можно ориентироваться в климате Средней полосы России круглогодично. Если АКБ эксплуатируется в других климатических условиях, то плотность надо скорректировать, причем делать это надо дважды в год при наступлении нового сезона. В более жарких регионах концентрацию серной кислоты надо уменьшить, в холодных – увеличить. Это оптимизирует течение электрохимических реакций и позволит более полно использовать возможности аккумулятора. Кроме этого, в условиях пониженных температур повышение плотности ведет к снижению температуры замерзания электролита, что может уберечь АКБ от выхода из строя.

Климат	Сезон	Плотность электролита при полностью заряженной АКБ, г/куб.см
Холодный (температура января от минус 30 до минус 50)	Лето	1,28
Холодный (температура января от минус 30 до минус 50)	Зима	1,3
Умеренный и холодный (январь от минус 8 до минус 30)	Круглый год	1,27
Теплый (январь от минус 7 до +4	Круглый год	1,23
Жаркий (+4. .+7)	Круглый год	1,23

Не стоит менять концентрацию электролита вслед за каждым изменением погоды. Вполне достаточно оптимизировать состав жидкого реагента в начале лета и при наступлении зимы.

Как замерить

В первую очередь, надо полностью зарядить аккумулятор. Дальнейшая процедура должна проводиться при температуре +22..+28 градусов, поэтому батарею надо выдержать в комнате с такими условиями хотя бы час. На практике идеальные кондиции бывают не всегда, поэтому во многих случаях придется брать поправку на температуру – с ее ростом плотность снижается (при неизменной концентрации), а с падением – увеличивается. Поправку можно взять из таблицы.

Температура жидкого реагента, град.С	Поправка к показаниям прибора, г/куб.см.
-25..-11	+0,03
-10..+4	+0,02
+5..+19	+0,01
+20..+30	0
+31. .+45	-0,01
+45 и выше	-0,02

Для замера плотности используется специальный прибор – ареометр. Подойдет любой, позволяющий измерить плотность более 1 г/куб.см, но лучше применять специальный для автомобильного электролита. Его пределы измерения оставляют обычно 1,1..1,3 г/куб.см (с приемлемой для точного считывания шкалой), что закрывает практически все случаи, с которыми можно столкнуться на практике. Бытовой спиртометр не подойдет – большинство таких приборов рассчитаны на измерение плотности ниже 1 г/куб.см.

Современные ареометры совмещены с грушей для отбора проб (такой прибор еще называют денсиметром). Если ее нет, понадобится дополнительно резиновая груша и стакан из химически инертного материала. Сначала надо втянуть их банки достаточное количество электролита.

Забор электролита денсиметром из банки АКБ.

Если прибор комбинированный, можно сразу считать по шкале измеряемое значение. Если обычный – вылить из груши электролит в стакан и в нем произвести замер. Считывание показаний происходит по отметке, соответствующей уровню жидкости. Потом надо вернуть электролит обратно в банку аккумулятора.

Считывание показаний ареометра.

Как привести концентрацию к норме

Если концентрация электролита полностью заряженной АКБ отклоняется от нормы, ее надо скорректировать:

если плотность выше нормы, добавляется дистиллированная вода;
если ниже нормы – добавляется серная кислота (корректирующий электролит с повышенной плотностью).

Корректирующий электролит плотностью 1,34 г/куб.см.

Вода дистиллированная в емкости 1 литр.

Обычную водопроводную (даже родниковую) воду доливать в батарею нельзя из-за наличия примесей с непредсказуемым составом. Растворенные соли могут осесть на пластинах, уменьшив их полезную площадь, а другие вещества могут вызвать неконтролируемые реакции, снижающие емкость, токоотдачу и срок службы батареи.

Сколько надо добавлять воды или кислоты – можно определить расчетным путем. Но это игра для тех, кто не боится вычислений. В этом случае можно воспользоваться правилом креста (оно же конверт Пирсона). Для этого надо знать, как пересчитать плотность в концентрацию в процентах, объем в массу и т.п. Проще всего довести плотность до нормы опытным путем. Долить немного воды, перемешать (например, встряхнув батарею или подождав пару часов), затем замерить плотность еще раз. Если необходимо, снова добавить жидкости, сообразуясь с предыдущим изменением концентрации.

Доливать жидкость в банку удобно с помощью воронки или шприца.

Также существуют необслуживаемые батареи. В них операции с контролем электролита исключены. Но если АКБ обычной конструкции, то лучше следить за состоянием жидкого реагента, тогда аккумулятор прослужит долго и надежно.

Ошибка

Автомобиль — модели, марки
Устройство автомобиля
Ремонт и обслуживание
Тюнинг

Аксессуары и оборудование
Компоненты
Безопасность
Физика процесса

Новичкам в помощь
Приглашение
Официоз (компании)
Пригородные маршруты

Персоны
Наши люди
ТЮВ
Эмблемы

Личные инструменты

Представиться системе

Инструменты

Спецстраницы

Пространства имён

Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация, поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

BloombergNEF: Плотность элементов литий-ионных аккумуляторов увеличилась почти втрое с 2010 года

Колин МакКеррахер из BloombergNEF выступил на прошлой неделе на саммите BloombergNEF в Сан-Франциско, где он привел доводы в пользу того, что электромобили достигают «конца начала». ” Дело в том, что электромобили становятся массовым явлением или выходят из стадии раннего внедрения, подпитывается увеличением плотности энергии в литий-ионных батареях и соответствующим снижением стоимости, которое происходит вместе с этим.

Снимок экрана из презентации BloombergNEF.

Плотность энергии батареи — это количество энергии, которое может быть сохранено при одинаковом весе. Думайте об этом как об дальности полета, которую можно извлечь из того же 500-килограммового (1102 фунта) рюкзака. По мере увеличения плотности энергии из аккумуляторной батареи того же веса можно извлечь больше энергии. «Плотность энергии батареи продолжает улучшаться», — сказал Колин МакКеррачер, руководитель отдела передовых технологий BloombergNEF. «С 2010 года они почти утроились на уровне клеток».

Снимок экрана из презентации BloombergNEF.

Эти ошеломляющие улучшения проложили путь к электрифицированному будущему. По мере повышения плотности энергии на рынок выходят электромобили с большим запасом хода без необходимости в физически больших и тяжелых рюкзаках. Эту тенденцию можно увидеть в Tesla Model S, которая вышла на рынок с запасом хода около 250 миль (402 км) на одной зарядке. Самая последняя модель Model S с аккумуляторной батареей Long Range Plus может проехать 390 миль (628 км) на одной зарядке. Это также можно увидеть в увеличенном запасе хода, который Nissan LEAF постоянно набирает с 2011 года, увеличившись с 73 миль (117 км) до 215 миль (346 км) в 2020 году (кстати, почти втрое).

Повышение плотности энергии позволяет добиться других значимых результатов с помощью электромобилей. По мере увеличения плотности та же самая батарея на 100 кВтч становится легче. Более легкие аккумуляторные блоки позволяют снизить расходы на перевозку и обработку по всей цепочке поставок, что еще больше снижает стоимость аккумулятора. МакКеррахер также прокомментировал цены на аккумуляторы, отметив, что цена на литий-ионные аккумуляторы в последние годы продолжает падать. Ожидается, что эта тенденция сохранится в 2020 году, при этом BloombergNEF прогнозирует снижение цены со 156 долларов за кВтч в 2019 году.до $135/кВтч в 2020 году.

Скриншот из презентации BloombergNEF.

Сети зарядки электромобилей расширяются для поддержки небольшого, но растущего парка электромобилей. По оценкам BloombergNEF, по всему миру установлено почти 1 000 000 точек зарядки электромобилей (это один миллион), и это при том, что уровень внедрения электромобилей на развитых рынках составляет всего 2–5%.

Когда дело доходит до продаж электромобилей, в некоторых странах, штатах, городах и авиарайонах отрасль впервые вынуждена стоять на своем, поскольку они начинают постепенно отказываться от стимулов для электромобилей на развитых рынках. В США Tesla и GM уже превысили порог в 200 000 автомобилей, что знаменует собой поэтапный отказ от федеральной налоговой льготы на электромобили, и вы больше не можете получить налоговую льготу, если купите Tesla здесь. (Покупатели электромобилей других брендов по-прежнему могут получить налоговую льготу в размере 7500 долларов США за транспортное средство в системе, которая, как ни странно, наказывает лидеров отрасли.) аналогичным образом отказывается от прямых субсидий на покупку. Продажи электромобилей в Китае упали, так как новое ценовое давление ударило по автопроизводителям.

В США рынок электромобилей в основном неинтересен, за исключением Tesla. В частности, Tesla Model 3 продвинула Tesla в массовое сознание и рейтинг продаж на массовом рынке. Продажи автомобилей Tesla в США оставались стабильными с тех пор, как Tesla успешно увеличила производство своего первого доступного электромобиля в третьем квартале 2018 года. например, Audi e-tron и Jaguar I-PACE. Электромобили могут выглядеть, пахнуть и иметь окна, как автомобили внутреннего сгорания, но их сборка — это совсем другая игра. Tesla подняла планку производительности, запаса хода, стоимости, зарядки и технологий таким образом, что автопроизводители заняли оборонительную позицию. Это не просто вопрос вложения денег на разработку нового автомобиля или программы трансмиссии. Вы должны переосмыслить автомобиль, чтобы конкурировать.

По мере снижения стимулов к покупке электромобилей растущее давление на традиционных автопроизводителей также исходит от городов и штатов, которые настаивают на введении жестких запретов на использование автомобилей с ДВС в городских центрах в ближайшие 10–20 лет. Эти косвенные правила не только заставляют автопроизводителей выводить на рынок жизнеспособные автомобили с подключаемым модулем, но и вызывают изменения в поведении потребителей, поскольку люди смотрят на будущую стоимость перепродажи и полезность автомобилей, приобретаемых сегодня. На самом деле, как мы сообщали вчера вечером, Tesla Model 3 сохраняет свою стоимость лучше, чем любой другой автомобиль в США — намного. Это будет только увеличиваться по мере того, как все больше городов будут серьезно относиться к продвижению электромобилей и дестимулированию транспортных средств, загрязняющих окружающую среду.

«Политика города становится важной движущей силой и меняет глобальный автомобильный рынок», — сказал МакКеррачер.

Глобальные тенденции явно связаны с электромобилями, но увеличение масштаба раскрывает более тонкую историю. Китай наращивает долгосрочные цели по закупкам электромобилей, при этом во многих городах уже продается больше электромобилей, чем во многих европейских странах. США по-прежнему отстают, с регрессивным правительством, которое, похоже, намерено вместо этого наступить на ускоритель выбросов, отменяя регулирование, как будто оно выходит из моды.

Для электромобилей все еще рано, но резкое увеличение производства и соответствующие показатели продаж также поддерживают впечатляющие исследования и разработки в области технологии аккумуляторов. Это, в свою очередь, еще больше снижает затраты, катализируя всплеск продаж. Будущее выглядит светлым, поскольку конец электромобилей также знаменует собой начало конца зависимости человечества от ископаемого топлива.

Цените оригинальность CleanTechnica и освещение новостей о чистых технологиях? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или послом CleanTechnica – или покровителем на Patreon.

Не хотите пропустить статью о чистых технологиях? Подпишитесь на ежедневные обновления новостей от CleanTechnica по электронной почте. Или следите за нами в Новостях Google!

У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.

В этой статье:BloombergNEF, Саммит BloombergNEF, BNEF (Bloomberg New Energy Finance), Колин МакКеррахер

Я увлекаюсь технологиями, страстно ищу действенные способы уменьшить негативное влияние моей жизни на планету, сэкономить деньги и уменьшить стресс. Живи осознанно, принимай осознанные решения, больше люби, действуй ответственно, играй. Чем больше вы знаете, тем меньше вам нужно. Как инвестор-активист Кайл владеет долгосрочными активами в Tesla, Lightning eMotors, Arcimoto и SolarEdge.

БУ-107: Сравнительная таблица аккумуляторов

Аккумуляторы играют важную роль в нашей жизни и многие повседневные дела были бы немыслимы без возможности подзарядки. Наиболее распространенными аккумуляторными батареями являются свинцово-кислотные, никель-кадмиевые, никель-металлогидридные и литий-ионные. Вот краткий обзор их характеристик.

Свинцово-кислотные – это старейшая аккумуляторная система. Свинцово-кислотные аккумуляторы прочны, прощают злоупотребления и экономичны по цене, но имеют низкую удельную энергию и ограниченное количество циклов. Свинцово-кислотный используется для инвалидных колясок, автомобилей для гольфа, транспортных средств, аварийного освещения и источников бесперебойного питания (ИБП). Свинец токсичен и не может быть утилизирован на свалках.
Никель-кадмиевые. Проработанный и хорошо изученный, NiCd используется там, где требуется длительный срок службы, высокий разрядный ток и экстремальные температуры. NiCd — одна из самых прочных и долговечных батарей; это единственная химия, которая позволяет осуществлять сверхбыструю зарядку с минимальным стрессом. Основными областями применения являются электроинструменты, медицинские приборы, авиация и источники бесперебойного питания. Из-за проблем с окружающей средой NiCd заменяют другими химическими веществами, но он сохраняет свой статус в самолетах благодаря хорошим показателям безопасности.
Никель-металлогидрид – служит заменой NiCd, так как содержит только слаботоксичные металлы и обеспечивает более высокую удельную энергию. NiMH используется для медицинских инструментов, гибридных автомобилей и промышленных приложений. NiMH также доступен в ячейках AA и AAA для потребительского использования.
Литий-ионные. Литий-ионные батареи заменяют многие приложения, которые ранее обслуживались батареями на основе свинца и никеля. Из соображений безопасности для Li-ion требуется схема защиты. Это дороже, чем большинство других батарей, но большое количество циклов и низкие эксплуатационные расходы снижают стоимость цикла по сравнению со многими другими химическими веществами.

В таблице 1 сравниваются характеристики четырех наиболее часто используемых аккумуляторных систем с указанием средних показателей производительности на момент публикации. Литий-ион делится на разные типы, названные по их активным материалам: кобальт, марганец, фосфат и титанат. (См. BU-205: Типы литий-ионных)

В списке отсутствует популярный литий-ионный полимер, получивший свое название благодаря уникальной системе сепаратора и электролита. Большинство из них представляют собой гибридные версии, которые разделяют производительность с другими литий-ионными аккумуляторами. Также отсутствует перезаряжаемый литий-металлический аккумулятор, который, как только будут решены вопросы безопасности, может стать аккумулятором с необычайно высокой удельной энергией и хорошей удельной мощностью. В таблице рассматриваются только портативные аккумуляторы и исключаются большие системы, напоминающие нефтеперерабатывающие заводы.

Таблица 1: Характеристики часто используемых аккумуляторов.

Комбинация кобальта, никеля, марганца и алюминия повышает плотность энергии до 250 Втч/кг.
Срок службы зависит от глубины разрядки (DoD). Неглубокий DoD продлевает срок службы.
Срок службы основан на регулярном обслуживании батареи для предотвращения запоминания.
Аккумуляторы для сверхбыстрой зарядки предназначены для особых целей. (См. BU-401a: Быстрые и сверхбыстрые зарядные устройства)
Максимальный саморазряд сразу после зарядки. NiCd теряет 10% в первые 24 часа, затем снижается до 10% каждые 30 дней. Высокая температура и возраст увеличивают саморазряд.
1,25 В традиционное; 1,20 В более распространено. (См. BU-303: Путаница с напряжением)
Изготовители могут указывать более высокое напряжение из-за низкого внутреннего сопротивления (маркетинг).
Способен к импульсам сильного тока; нужно время для восстановления.
Не заряжайте литий-ионные аккумуляторы при температуре ниже нуля. (См. BU-410: Зарядка при высоких и низких температурах)
Техническое обслуживание может заключаться в выравнивающей или доливочной зарядке* для предотвращения сульфатации.
Схема защиты отключается при напряжении ниже 2,20 В и выше 4,30 В на большинстве литий-ионных аккумуляторов; для литий-железо-фосфата применяются другие настройки напряжения.
Кулоновский КПД выше при более быстрой зарядке (частично из-за ошибки саморазряда).
Стоимость цикла литий-ионных аккумуляторов может быть ниже, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов.

* Дополнительный заряд применяется к аккумулятору, находящемуся в эксплуатации или на хранении, для поддержания полного заряда и предотвращения сульфатации свинцово-кислотных аккумуляторов.

Последнее обновление: 21 октября 2021 г.

Аккумуляторы в портативном мире

Материал Университета аккумуляторов основан на обязательном новом 4-м издании « Аккумуляторы в портативном мире.

Разное