Как поднять плотность электролита в аккумуляторе? Как заменить электролит в аккумуляторе? Что такое «плотность аккумулятора»?

Аккумуляторные батареи автомобилей созданы не только для пуска двигателя, но и для питания электрических приборов машины в тот момент, когда зажигание выключено. По невнимательности водитель с легкостью может забыть о включенных в автомобиле фарах или работающей магнитоле, громкость которой сведена к нулю. Вернувшись к машине на следующий день, можно обнаружить, что она не заводится, и причина тому севший источник питания. Завести машину при разряженном аккумуляторе можно, но через раз-два экстренные методы запуска двигателя начинают надоедать, и явно возникает необходимость вернуть в рабочее состояние аккумулятор.

«Плотность аккумулятора» или соотношение серной кислоты и воды в электролите

В простонародье распространен такой термин как «плотность аккумулятора». По сути, он является ошибочным, поскольку никто не измеряет плотность непосредственно источника питания. Любой автомобильный любитель скажет, что под понятием «плотность аккумулятора» подразумевается плотность электролита, который залит в батарею. Именно от того какой плотности электролит находится в аккумуляторе, зависит его возможность заряжаться и сохранять накопленную энергию.

Если аккумулятор разрядился по невнимательности водителя или другим причинам, следует попробовать вернуть ему работоспособное состояние при помощи зарядного устройства. Перед тем как заряжать аккумулятор, в него доливают дистиллированную воду, которая могла испариться в процессе работы источника питания. Вода в аккумуляторе смешивается с готовым электролитом, что приводит к понижению его плотности, то есть к уменьшению процентного содержания серной кислоты в итоговом растворе. Через некоторое время плотность электролита в аккумуляторе, из-за постоянного разбавления его дистиллированной водой, снижается, и опускается ниже комфортного уровня. Эксплуатация батареи становится невозможно, и в таких ситуациях возникает необходимость в повышение плотности электролита в аккумуляторе.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе самостоятельно?

Плотность аккумулятора, а если говорить точнее, то электролита в нем, повысить можно довольно просто без обращения к специалистам сервисного центра.

Первым делом необходимо провести ряд подготовительных процедур:

• Подготовьте емкости, которые понадобятся для слива части старого электролита из аккумулятора;
• Обзаведитесь средствами личной защиты – перчатки, очки, одежда (которую не страшно испортить). Помните: Электролит аккумулятора частично состоит из серной кислоты, которая опасна, и при попадании на кожу способна вызвать ожог, а одежду серьезно испортить;
• Возьмите инструменты, которые понадобятся, чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе: ареометр, клизма-груша, мерный стакан, воронка;
• Купите необходимые расходные материалы: дистиллированная воды, аккумуляторная кислота или готовый электролит.

Чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе, придется самостоятельно полностью заменить весь электролит, который уже залит в батарею, на новый раствор. Сделать это довольно просто, если выполнять все по инструкции и соблюдать необходимые меры предосторожности.

Как поменять электролит в аккумуляторе?

Большинство современных аккумуляторов выпускаются разборными, и они предусматривают возможность замены электролита самостоятельно. Неразборные аккумуляторы – большая редкость, и в них нельзя при необходимости отвинтить пробки для удаления старого электролита и заливки нового. При желании можно залить электролит и в неразборную батарею, но для этого необходимо в каждой банке с помощью сверла проделать отверстие. После замены электролита на место отверстий напаивается пластмасса, и аккумулятор вновь становится рабочим.

Сам процесс замены электролита довольно простой, и он состоит из следующих пунктов:

1. Первым делом необходимо снять аккумулятор с автомобиля и найти подходящее место для замены электролита в нем и зарядки;
2. Далее необходимо снять защиту с аккумулятора, если она имеется, и открутить пробки с банок;
3. После этого берем клизму-грушу и вставляем ее конец в одну из банок аккумулятора. Пользуясь данным резиновым прибором, выкачиваем из аккумулятора старый электролит и сливаем его в заранее подготовленную емкость.
   Внимание: Ни в коем случае не выливайте электролит на землю, если вы выполняете работы на улице;
4. Выкачав практически весь старый электролит из всех банок, необходимо почистить пластины аккумулятора от его остатков. Сделать это можно с помощью дистиллированной воды, которая не вызовет внутри аккумулятора нежелательные реакции. Для этого дистиллированную воду заливают в каждую банку аккумулятора, после чего его поднимают и трясут. Хорошо удерживайте аккумулятор, чтобы в процессе тряски он не выпал. После этого сливаем получившийся раствор.

Стоит отметить, что некоторые автолюбители рекомендуют для «чистоты» будущего электролита в батарее не только промыть ее дистиллированной водой, но и использовать различные растворы. К примеру, рекомендуется залить в батарею раствор воды с содой и оставить его там на 4 часа. После этого также рекомендуется заливать на час в аккумулятор раствор поваренной соли.

5. Очистив банки аккумулятора от старого электролита, необходимо залить в него новый. Хорошо, если вы приобрели готовый электролит в магазине, тогда достаточно залить его с помощью воротки до указанных граней в каждую банку. В случае если у вас аккумуляторная кислота и дистиллированная вода, требуется предварительно сделать раствор электролита с плотностью в 1,27-1,28 грамм на сантиметр кубический;
6. После этого закрываем банки и начинаем процесс зарядки аккумулятора;
7. Сменив электролит в батарее, необходимо выполнять процесс заряда батареи по циклу «зарядка-разрядка» с силой тока не более 0,1 Ампер до тех пор, пока плотность аккумулятора (плотность электролита) не достигнет рабочих значений. Внимание: Зарядку можно окончить и начать использовать аккумулятор только после того как на концах клемм аккумулятора удастся замерить 14 Вольт.

Если вы решили поменять электролит в аккумуляторе самостоятельно, настоятельно рекомендуем соблюдать все меры предосторожности. Кислотная среда, которой является электролит, вредна не только при попадании на кожу, но и в дыхательные пути. Менять электролит следует исключительно в хорошо проветриваемых помещениях с предельной осторожностью.

Загрузка…

Замерз аккумулятор? Что делать? ❄️

В одной из статей мы уже говорили на тему как продлить жизнь аккумулятору. Но зачастую не все рекомендации можно выполнить. И так у Вас замерз аккумулятор.

Как это случалось? Скорее всего ситуация была примерно такая:

По тем или иным причинам, возможно, даже независящим от аккумулятора,  Вы не смогли завестись. Крутили стартер что есть сил, но машина не завелась, в итоге аккумулятор сел. В таком состоянии Вы его оставили на какое-то время. Если удалось прикурить от соседской машины, то Вам, в принципе, повезло.

Генератор автомобиля подзарядил аккумулятор в режиме зарядки при постоянном напряжении и Вам удалось спасти аккумулятор от неизбежной гибели (помните, после «прикуривания» нужно обязательно зарядить аккумулятор от стационарного зарядного устройства. Генератор автомобиля не заряжает аккумулятор на 100% и для его зарядки очень часто не достаточно 2-3 часовой поездки на работу или в магазин). Снимите аккумулятор с транспортного средства или зарядите аккумулятор на автомобиле зарядным устройством, позволяющим осуществлять безопасную зарядку аккумулятора, не отключенного от бортовой сети автомобиля.

А что случилось, если Вы не смогли «прикурить» и бросили аккумулятор на более длительное время?

Коротко:

В разряженном состоянии аккумулятор подвергается процессу сульфатации пластин, плотность электролита снижается. Простым языком — быстро теряет свою емкость. Электролит превращается в воду, из-за снижения его концентрации. Вода замерзает. При последующем заряде классическими зарядными устройствами сульфатация пластин аккумулятора не может быть обращена вспять и аккумулятор погибает, т.к. аккумулятор уже не способен принимать и удерживать заряд.

Помните рекомендации? «2. Не допускать недозаряд аккумулятора. «Также пагубно сказывается на аккумуляторе пониженное напряжение в бортовой сети автомобиля. Особенно это актуально зимой. Желательно периодически подзаряжать аккумулятор стационарным зарядным устройством. Не забывайте проверять натяжение ремня генератора.»

Замерзший аккумулятор необходимо отогреть при комнатной температуре (никогда не заряжайте замерзший аккумулятор!) Зарядите аккумулятор при помощи десульфатирующего зарядного устройства OptiMate. Скорее всего замерзший аккумулятор имеет напряжение ниже 5-7В и не все «умные» зарядные устройства могут реанимировать такие аккумуляторы. Зарядные устройства OptiMate способны восстановить аккумуляторы от 2В (OptiMate 6 — от 0,5В).

В процессе заряда, зарядные устройства OptiMate в режиме десульфатации преодолевают высокое электрическое сопротивление сульфатированных пластин аккумулятора и восстанавливают емкость неповрежденного аккумулятора.

Бездействие приведет к тому, что скорее всего аккумулятор в итоге придется заменить.

Скоро ли помрет ваш аккумулятор? — вот простейшая диагностика

Когда вместо привычного мгновенного пуска мотора из-под капота вдруг доносится заунывный волчий вой, от которого индикаторы на приборной панели трусливо притухают, водители задумываются: не пора ли покупать новый аккумулятор? А ведь такой исход можно предугадать — и это совсем не сложно.

Мой час настал

Сколько должна служить АКБ? Мой рекорд из «жигулевской эпохи» — девять лет. Срок службы современных батарей в нынешних условиях во многом зависит от характера поездок, погодных условий и состояния автомобиля, но средние показатели известны: 4–5 лет. Ваша АКБ такого возраста? Тогда готовьтесь к замене. Есть и другой способ предсказать будущее аккумулятора: надо ориентироваться на пробег автомобиля. В среднем, по наблюдениям за автомобилями редакционного парка, - около 100 000 км. А если к тому же впереди зима, то замена будет оправданной.

Пощупаем, понюхаем

Материалы по теме

Как проверить состояние батареи? Первым делом убедимся в исправности бортового электрооборудования. Берем в руки электронный тестер и измеряем напряжение на клеммах АКБ при работающем моторе. Оно должно быть примерно 14,0–14,4 В. Если гораздо меньше, дело не в батарее, надо искать причину в генераторе или провóдке.

Напряжение при выключенном двигателе и полностью заряженной АКБ должно составлять 12,6–12,7 В. Для чистоты эксперимента желательно, чтобы этот замер проводился спустя несколько часов после остановки ДВС, иначе показания окажутся завышенными. Если прибор ­покажет 12,3 В или ниже, то батарея явно недозаряжена. ­

Надо попробовать ее зарядить и понаблюдать за дальнейшим поведением. Восстановится — ура, нет — в отставку.

А самая банальная проверка самочувствия АКБ — посмотреть в ее глазок. Однако не все производители его устанавливают, да и толку не очень-то много: он показывает уровень электролита и его плотность лишь в одной банке из шести.

Срок службы батареи зависит от характера поездок, погодных условий и состо­яния автомобиля, но средние показатели — 4–5 лет.

Физиогномика

Иногда для диагностики батареи достаточно внимательно проверить, нет ли трещин или потеков. Особенно это актуально зимой, когда существует опасность замерзания электролита в незаряженной АКБ. Образовавшийся лед может изуродовать пластины и корпус батареи. Впрочем, в любое время года возможны механические повреждения АКБ — например, при ДТП. В таких ситуациях аккумулятор нужно немедленно заменить.

Пагубный образ жизни

Напряжение и плотность в норме, генератор исправен, механических повреждений нет, а батарея через пару недель после проверки всё же помирает — почему? Угробить исправную батарею зачастую помогает специфика езды в современном мегаполисе. Холодный энергозатратный пуск утром, затем — вялая толчея в городских пробках со всеми включенными потребителями (фары, дворники, обогревы стекол и сидений, вентиляция). Вечером всё повторяется. В таком режиме батарея получает от генератора энергии меньше, чем отдает. Тем более что на морозе она не принимает заряд, пока не прогреется, а потому постоянно разряжается, не получая почти ничего взамен.

Хуже всего приходится автомобилям с наружным расположением аккумулятора: согреть беднягу некому и негде. Такую батарею, даже если она совсем новая, нужно время от времени снимать с машины и подзаряжать.

Счастливого пути и хорошего заряда!

Фото: depositphotos.com

Плотность электролита в аккумуляторе — как измерить и увеличить + Видео

Аккумулятор является самой важной частью автомобиля. Именно благодаря нему отпала необходимость в раскручивании коленчатого вала двигателя вручную, как это делали раньше. Аккумулятор позволяет осуществить запуск стартера, который раскрутит двигатель сам, прилагая, при этом, минимум усилий – поворачивая ключ в замке зажигания. Кроме того, аккумулятор позволяет использовать свою энергию, чтобы добраться до станции технического обслуживания, когда генератор внезапно вышел из строя.

Одна из самых главных и распространенных проблем любого аккумулятор – это падение плотности электролита, который находится в специальных банках аккумулятора. Эта величина имеет большое влияние на емкость аккумулятора и если она упадет до крайней отметки, то аккумулятор будет очень быстро разряжаться. Кроме того, его дальнейшая подзарядка не будет иметь никакого смысла, после чего, батарею можно смело сдать в утиль.

Падение плотности электролита, в основном, связано с обильным испарением газов из его химического состава. Такое часто происходит, если оставить аккумулятор заряжаться на слишком длительное время. После чего, можно заметить, что аккумулятор стал разряжаться раньше положенного срока.

Чтобы продлить жизнь батареи, многие водители доливают в банки аккумулятора специальную дистиллированную воду, таким образом, повышая уровень электролита. Однако, при испарении воды, выделяется и сам электролит, который, постепенно, теряет свою плотность и оставляет на свое месте только воду. В этом случае, необходимо провести контроль плотности и, если есть такая нужда, восстановить ее.

Прежде чем восстанавливать работоспособность аккумулятора, рекомендуем вам ознакомиться с некоторыми советами.

1. Допустимая температура окружающей среды при определении плотности электролита составляет 20 градусов Цельсия. Однако, допускаются отклонения +2 градуса.

2. При работе с кислотой примите ряд мер безопасности. Среди средств вашей защиты должны быть, как минимум: перчатки и специальные очки.

3.Емкости для разведения и замены электролита должны быть подобраны заранее.

4. Так как вода и кислота имеют абсолютно разную плотность, придерживайтесь распространенного правила среди химиков: лейте кислоту в воду, а не воду в кислоту. Старайтесь никогда не нарушать этого правила, иначе рискуете получить химические ожоги.

5. Запомните еще одно очень важное правило: никогда не переворачивайте батарею. Электролит может стечь вниз, а его остатки попадут на вашу кожу. Кроме того, проведение дальнейших замеров и доливки может стать еще сложнее.

Все эти советы и следующие за ними действия распространяются только на кислотные аккумуляторы. Применение всех этих инструкций на других типах аккумуляторов не гарантирует вам правильной работоспособности батареи в дальнейшем.

Видео — Как проверить плотность электролита в аккумуляторе

Чтобы проводить замеры плотности и доливку недостающего количества электролита, необходимо приобрести следующие инструменты: ареометр, паяльник, дрель, емкость для замеров, груша резиновая, пищевая сода, электролит, дистиллированная вода и специальная кислота для АКБ.

Быстрее всего, вода испаряется летом. В этот период рекомендуется проверять уровень электролита в банках не реже одного раза в месяц. Многие аккумуляторы снабжаются прозрачными корпусами, которые позволяют сделать это визуально. Другие виды аккумуляторов обладают даже специальными индикаторами. После осмотра и выявления недостаточного уровня воды, происходит ее доливка.

Если ваша батарея не оборудована подобными элементами, то на этот случай есть специальная измерительная трубка. Ее вставляют в банку до того момента, когда коснется тонкой сетки. Как только это произойдет, закройте пальцем верхнее отверстие и вытащите трубку.  Самым допустимым уровнем электролита будет считаться диапазон от 10 до 15 миллиметров.

Как увеличить плотность электролита

1. С помощью ареометра замерьте плотность электролита в банках. Нормой значений принято считать 1,27, однако, это число может меняться, в зависимости от региона страны. Разница плотности между банками не должна превышать 0,01. Если результатом измерений стало значение 1,18, то просто долейте в банку электролит с плотностью 1,27.

2. Откачайте из банки как можно больше электролита с помощью резиновой груши. После выкачки, обязательно измерьте объем.

3. Добавьте новый раствор, но с количеством в 2 раза меньшим, чем прежний.

4. Покачайте аккумулятор в разные стороны, чтобы жидкости хорошо перемешались.

5. Замерьте плотность и, в случае необходимости, добавьте еще электролита. Снова потрясите аккумулятор. Данная процедура выполняется до тех пор, пока плотность не поднимется до номинальных значений.

6. После получения плотности 1,27, выполните доливку дистиллированной воды.

Если плотность превысит электролита, вдруг, превысит нормируемые значения на 0,05, то выполнять эту процедуру придется сначала.

Это все, что нужно знать о плотности электролита в аккумуляторе. Стоит еще раз напомнить, что при работе с кислотами следует соблюдать особую осторожность, так как они могут стать причиной химических ожогов, лечить которые достаточно трудно. Удачи  на дорогах!

Заряжать или не заряжать? Как продлить жизнь батареи вашего ноутбука

• Испаноязычная служба Би-би-си
• Mundo

31 марта 2021

Автор фото, Getty Images

Почти все пользователи ноутбуков время от времени задаются вопросом: как продлить жизнь батареям своих компьютеров или по меньшей мере избежать их преждевременной разрядки?

Конечно, любая батарея рано или поздно приходит в негодность, однако многие из нас задумывались о том, как следует пользоваться ноутбуком, чтобы его батарея как можно дольше могла сохранять энергию и подпитывать любимый компьютер.

Нужно ли держать батареи все время заряженными на 100% или же подключать и отключать по мере изменения уровня заряда?

Несколько экспертов, опрошенных Испаноязычной службой Би-би-си Mundo, дали свои советы по использованию батарей, большинство из которых сделаны из лития.

Здоровый заряд

«Технология батарей улучшается с каждым новым поколением. Еще 10 лет назад эффективность батарей ноутбуков начинала падать после пары сотен циклов подзарядки», — говорит глава технологического отдела компании Lenovo в Ирландии и Великобритании Эшли Рольф.

Сегодня же срок жизни батарей составляет в среднем от трех до пяти лет, и за это время можно совершить от 500 до 1000 циклов подзарядки.

«Мы привыкли, чтобы батарея давала максимальное количество энергии после каждой подзарядки и при этом работала от трех до пяти лет», — говорит исследователь технологий из Северо-Западного университета в Чикаго Кент Гриффит.

Как же достичь такого баланса?

Держать ноутбуки все время на 100% заряженными — это нормальная и безопасная практика, отмечает Рольф. Однако это не самый оптимальный режим.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Многие предпочитают постоянно держать ноутбук подключенным к сети

Ноутбуки Lenovo и других компаний используют сенсоры и другие контрольные функции, чтобы уберечь батарею от перенапряжения и перегрева, объясняет эксперт, при этом отмечая, что постоянное удержание батареи заряженной на 100% несколько уменьшает срок ее жизни.

С этим соглашается и главный инженер Lenovo Фил Джейкс. «Мы обнаружили, что в последнее время из-за более высокой плотности энергии батареи приходят в негодность намного быстрее, если они остаются полностью заряженными, особенно при более высоких температурах», — говорит он.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Эксперты советуют ограничивать заряд ноутбука до 80%

«Стопроцентный заряд — это самое тяжелое состояние батареи, поскольку она находится под максимальным напряжением», — объясняет Кент Гриффит.

Компания HP также не рекомендует постоянно оставлять портативные электронные устройства подключенными к переменному току.

«Большинство современных батарей построены по технологии, которая позволяет им избегать перегрузки, когда уровень заряда достигает 100%», — объясняют в компании.

Однако эта же технология не уберегает от того, что высокий уровень заряда создает в батарее дополнительное напряжение, которое со временем может снизить срок ее службы, предупреждают эксперты HP.

По словам Гриффита, если держать батарею заряженной не на 100%, то она точно прослужит дольше.

Эксперты сходятся во мнении, что необходимо ограничивать время, в течение которого ваш ноутбук полностью заряжен, или же заряжать его не на 100%, а на 80%.

«С технической точки зрения батареи чувствуют себя более «здоровыми» при 50-процентной зарядке, в то время как при 0% и при 100% они находятся под максимальным напряжением. Специалисты советуют держать их на уровне от 20% до 80%», — говорит Рольф.

Хотя ограничение заряда до 80% является наилучшим для жизни батареи, почти столь же эффективным будет лимит в 90 или 95%, советует Джейкс.

Компания Microsoft также предупреждает на своем сайте, что у ноутбуков модели Surface батареи с постоянно высоким уровнем заряда быстрее теряют свою энергию.

«Вы можете увеличить срок эксплуатации батареи, если не будете держать ваш ноутбук подключенным к току в течение долгого времени. Если же вы постоянно держите устройство подключенным, то рекомендуем вам использовать режим ограничения заряда батареи», — советуют в Microsoft.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Если у вас нет доступа к розеткам, то лучше заранее зарядить ноутбук на 100%

Аналогичные рекомендации дают и компании Lenovo и HP.

«Если вы хотите, чтобы батарея прожила дольше, то сделайте так, чтобы каждый цикл подзарядки давал вам чуть меньше энергии (80%, а не 100%), и таким образом ваша батарея сможет пережить больше циклов подзарядки», — резюмирует Гриффит.

В целом речь идет о том, чтобы установить баланс между тем, сколько времени работает батарея после подзарядки, и тем, сколько циклов она сможет выдержать, говорит эксперт.

Режим для ноутбука

Все эти рекомендации, однако, не обязательно означают, что вы всегда должны отключать ноутбук от сети сразу после достижения стопроцентного заряда.

«Все ноутбуки имеют контрольный механизм для защиты батарей от перенапряжения. Однако можно увеличить срок их службы, сохраняя заряд на 80%», — говорит Рольф. Но в то же время, по его словам, сегодня батареи работают так долго, что большинству пользователей вообще не стоит волноваться.

«Современные батареи настолько хороши, что зачастую они работают дольше, чем сам ноутбук», — отмечает эксперт.

Наконец, Рольф рекомендует подумать о том, как вы используете свой ноутбук: будет ли он постоянно подключен к розетке или же вам придется подолгу обходиться без подзарядки. Во втором случае рекомендуется носить его полностью заряженным.

«Если вы большую часть времени сидите в своем кабинете, то установите лимит на зарядку, — советует он. — Однако если вы постоянно находитесь в разъездах, то заряжайте его на 100% и не беспокойтесь об этом!»

Статьи

Подробное видео можно посмотреть на нашем канале

Советы профессионалов Аккумдом в СПб

Поговорим о том, как подготовить аккумулятор к зиме.

Давайте сразу тему разделим два типичных варианта.

Первый – это подготовка аккумулятора к зимнему хранению, если автомобиль в холодное время года не эксплуатируется. И второй – подготовка АКБ к активной зимней эксплуатации.

Подготовка к хранению

После того, как автомобиль поставлен в гараж на зимнюю стоянку, отсоединяем клеммы от аккумулятора. Аккумулятор из машины придётся вынуть, поскольку все остальные манипуляции с ним будет делать гораздо удобнее снаружи.

Если батарея обслуживаемая, то нужно проверить уровень электролита и заряд батареи.

Уровень электролита должен быть везде одинаковым и закрывать пластины сверху на 10-15 миллиметров.

Если уровень в разных секциях различается, его нужно выровнять.

Для выравнивания уровня электролита доливается ТОЛЬКО дистиллированная вода! Ни в коем случае не выравнивайте уровень ни электролитом, ни кипячёной водой!

Дистиллированную воду (иначе — дистиллят) можно купить в автомагазине или в аптеке.

Итак, уровень электролита везде доведён до нормы. Теперь нужно выровнять плотности.

Для этого аккумулятор ставится на зарядку.

Соблюдайте инструкцию по зарядке именно вашей батареи!

В конце заряда наблюдается бурное выделение газа – кипение – именно за счет этого электролит перемешивается. Процесс следует продолжать примерно 2 часа. Температура электролита не должна быть выше 45°С. Затем электролиту дают остыть пару часов и производят замер плотности. Если требуется, то корректировку повторяют.

Теперь батарею нужно полностью зарядить согласно инструкции. О проверке заряда аккумулятора мы подробно рассказали в нашем учебном ролике «Менять или заряжать?» Кроме того, на нашем сайте есть статья с тем же названием «Менять или заряжать?».

Обратите внимание, что полный заряд требуется и для обслуживаемых, и для необслуживаемых батарей. По сути, разница между ними только в возможности контроля уровня и плотности электролита.

Напомним, что для хранения электролит должен иметь плотность 1,27 г/см³.

Вот теперь аккумулятор готов к зиме!

Идеальная температура хранения аккумулятора +5°С. Эта температура обеспечивает минимальный саморазряд батареи.

С определенной периодичностью аккумулятор находящийся на хранении нужно полностью заряжать. Как часто это следует делать, зависит от температуры хранения аккумулятора, его возраста и износа, а также технологии изготовления батареи. При более низких температурах хранение потребуется более частых подзарядов. Чрезмерное тепло – более +20°С – тоже нежелательно ввиду большего саморазряда.

При соблюдении этих несложных требований с наступлением весны вам останется ещё раз полностью зарядить батарею и поставить на штатное место обратно в автомобиль.

Подготовка аккумулятора к зимней работе

Подготовка к зимней работе аккумулятора начинается точно с того же, что и подготовка к хранению. То есть с проверки уровня электролита и заряда. Конечно, и в этом случае, как и при подготовке к зимнему хранению, и уровень электролита, и заряд нужно довести до нормы.

Дальше всё будет определяться температурами, которые ожидаются в вашем регионе проживания зимой. Если морозы незначительные, до минус 25°С – 30°С, особенно беспокоиться не о чем. Нужно просто следить за зарядом аккумулятора и не забывать в случае необходимости дозаряжать батарею зарядным устройством.

Еще раз напомним, что подробно о проверке заряда батареи рассказано в нашем учебном ролике «Менять или заряжать?» .

А вот если вы живете в холодном районе, где температура зимой падает ниже минус 30°С, то плотность электролита перед таким холодами стоит скорректировать, а именно – повысить, чтобы при разряде аккумулятора «ослабший» по плотности электролит не замёрз. 

Итак, если температура зимой держится в пределах минус 25°С – минус 35°С, то рекомендуется поднять плотность электролита до значения 1,29 г/см³.

При температурах от минус 35°С до минус 50°С плотность электролита должна быть 1,31 г/см³.

Ну, а при температурах ниже минус 50°С плотность придётся скорректировать до значения 1,33 г/см³.

Обратите внимание, что здесь приведены плотности для ПОЛНОСТЬЮ заряженного аккумулятора!

Рекомендации по корректировке плотности электролита аккумулятора

Сама по себе корректировка плотности достаточно хлопотный процесс, требующий осторожности. Поэтому лучше эту работу поручить профессионалам.

Однако, если такой возможности нет, то вот наши рекомендации.

Для корректировки плотности электролита используется корректирующий раствор плотностью 1,4 г/см³. Купить корректирующий раствор непросто, так что придется потратить время на поиск.

Работать придется с ещё более кислым, а значит и более опасным, раствором, значит все меры предосторожности, изложенные в уже упомянутом ролике «Менять или заряжать?» должны быть соблюдены неукоснительно.

Корректировать плотность нужно небольшими порциями, по 20-30 мл за один раз на банку. Сама корректировка производится так же, как рассказано выше при выравнивании уровня – кипением при заряде.

Имейте ввиду, что весной, когда морозы спадут, придется заниматься обратной корректировкой – выкачивать ареометром часть электролита, доливать дистиллят и также, через кипение при заряде доводить плотность до требуемой.

Как понимаете, процесс корректировки электролита не быстрый, он требует терпения и аккуратности. Какие есть альтернативы? Их немного.

Первая альтернатива

Если не лень и позволяют условия, то можно на ночь просто снимать аккумулятор с машины и заносить его домой, а утром снова возвращать на штатное место. Хлопотно, конечно. А для прекрасной половины человечества ещё и совершенно не гуманно. Правда, плюс в том, что дома аккумулятор может стоять хоть день, хоть неделю, никаких дополнительных действий для этого не потребуется. К тому же появляется лишний повод зарядить батарею зарядным устройством.

Есть и минус — обычно аккумулятор питает систему охраны автомобиля. С другой стороны и угнать машину без него не получится.

Вторая альтернатива

Утеплить аккумулятор. Утеплять можно либо просто запаковывая аккумулятор в специальный тёплый мягкий тканевый короб с крышкой, либо в такой же короб, но с подогревом. В любом случае короба должны быть выполнены из специальных кислотостойких материалов.

Конечно, от хлопот с гаечными ключами и тасканием тяжестей любое утепление избавит. Но следует помнить, что без подогрева утеплитель сможет защищать батарею всего 6-10 часов. А вот утеплитель с подогревом питаем сам подогрев ровно от того же аккумулятора, так что при слишком большом времени простоя есть опасность разрядить аккумулятор именно подогревом.

Какой способ выбрать – каждый решает сам.

К списку статей

причины, как увеличить показатель с помощью долива воды

Раствор электролита является катализатором электрохимической реакции, благодаря которой аккумуляторная батарея работает. Он на 65% состоит из дистиллированной воды, а оставшиеся 35% составляет кислота. Чтобы реакция протекала с необходимой скоростью, электролит должен обладать определенной концентрацией. Разобравшись с причиной, почему падает плотность электролита в аккумуляторе, можно восстановить работу АКБ.

Причины падения показателя

Перед тем как увеличить плотность в аккумуляторе, необходимо разобраться в причинах происходящего. Для любой аккумуляторной батареи изменение этого параметра считается нормальным явлением. Когда АКБ разряжается, то он падает и наоборот.

Если же после зарядки аккумулятор не способен удерживать заряд, то плотность электролита упала ниже минимально допустимого уровня.

Причин, почему падает плотность в аккумуляторе, может быть несколько:

• Батарея просто разряжена.
• Из-за перезаряда АКБ часть раствора выкипела.
• Вода была долита, но концентрация раствора не контролировалась.

С первым пунктом все предельно ясно, и дополнительных комментариев здесь не требуется. А вот причины кипения раствора известны далеко не каждому автовладельцу. Следует заметить, что этот процесс в сравнении с кипением воды имеет иную природу. Во втором случае он активируется благодаря нагреванию емкости. Вполне очевидно, что аккумулятор никто не подогревает, но при этом электролит кипит.

Причина этого в физически-химических процессах, протекающих в АКБ. Если она отключена от бортовой электросети или зарядного устройства, то электролит не будет кипеть. Под воздействием электрического тока в растворе активируется процесс электролиза, а молекулы воды распадаются на водород и кислород. Именно эти газы и поднимаются в виде пузырьков.

Многим автолюбителям, особенно начинающим, известна ситуация: долил воды в аккумулятор — пропала плотность. Во время технического обслуживания батареи необходимо в обязательном порядке контролировать этот показатель. В противном случае концентрация раствора будет постепенно снижаться.

Подготовка батареи

Когда автолюбителю известно, почему упала плотность электролита в аккумуляторе, то сразу поднимать ее не стоит. Необходимо провести некоторые подготовительные мероприятия. Для этого следует убедиться в выполнении нескольких условий:

• Батарея заряжена.
• Температура раствора в элементах питания составляет от 20 до 25 градусов.
• Уровень электролита в каждой банке соответствует норме.
• Аккумулятор не имеет механических повреждений.

Если АКБ оказалась разряжена, сначала следует восстановить ее емкость. Затем в обязательном порядке проводится измерение плотности раствора, так как концентрация кислоты может быть ниже нормы. Возможна ситуация, в которой этот параметр раствора после перезарядки в элементах питания отличается. Следует помнить, что допустимая разница этого показателя составляет максимум 0,01 кг/см³. Для выравнивания значений плотности в банках необходимо провести корректирующую подзарядку. Делается это следующим образом:

• Сила тока уменьшается в 2−3 раза в сравнении с номинальным показателем.
• Батарея заряжается в течение 1−2 часов.

Если этот метод не помог решить проблему, придется предпринимать более серьезную меру, долив корректирующего электролитного раствора. Здесь необходимо заметить, что использовать его можно только в крайнем случае.

Корректирующим называется электролит, плотность которого составляет 1,4 кг/см³.

Сначала автолюбитель должен проверить АКБ и узнать, почему пропадает концентрация раствора. Если это произошло из-за кипения воды, то корректирующий электролит доливать нельзя. Используется он лишь в двух случаях:

• Обнаружена утечка жидкости из элементов питания.
• В банки было залито много дистиллированной воды, что и стало причиной снижения плотности раствора.

Восстановление плотности

Это кропотливый процесс и автолюбителю потребуется затратить довольно много времени. Причем решить поставленную задачу можно двумя способами и каждый из них необходимо рассмотреть. Начать стоит с доливания корректирующего электролита. Нормальной считается плотность раствора в диапазоне от 1,25 до 1,27 г/см³. Также следует помнить, что это значение должно быть одинаковым в каждом элементе питания батареи. Чтобы приготовить корректирующий электролит, в емкость следует первой залить дистиллированную воду и лишь затем добавить к ней кислоту. В противном случае будет наблюдаться сильное кипение жидкости.

Сначала необходимо из банки откачать раствор с помощью простой спринцовки либо аэрометра. Затем в элемент питания заливается аналогичное количество корректирующего электролита. После этого батарею необходимо поставить на зарядку. После завершения процесса проводится замер параметра и при необходимости процедура повторяется.

Для реализации второго способа потребуется зарядное устройство. Однако оно должно предоставлять возможность тонко регулировать выходное напряжение. Автоматические зарядные устройства здесь использовать нельзя. Чтобы восстановить плотность, необходимо выполнить следующие действия:

• Полностью зарядить АКБ.
• Когда электролит закипит, силу тока необходимо снизить на 1−2 А.
• Время кипения жидкости зависит от конкретной ситуации и может достигать 24 часов.

После завершения процедуры проводится замер показателя плотности, и при необходимости процесс повторяется. Однако в некоторых ситуациях ни один из этих методов может не сработать. Чаще всего это наблюдается при падении плотности до уровня 1,18 кг/см³ и ниже. В этом случае следует откачать максимальное количество раствора. Затем батарея переворачивается, и в дне каждого элемента питания просверливаются отверстия.

Вернув АКБ в нормальное положение, остатки электролита выливаются. Банки промываются дистиллированной водой, а затем отверстия надежно запаиваются. После всех этих манипуляций остается лишь залить новый электролит. Проблема падения плотности раствора не является сложной, и она может быть быстро устранена. Однако важно своевременно обнаружить падение показателя, чтобы АКБ не вышла из строя раньше срока.

Подержанные литий-ионные аккумуляторы | Агентство по охране окружающей среды США

Литий-ионные аккумуляторы и устройства, содержащие эти аккумуляторы, должны НЕ выбрасываться в бытовой мусор или в мусорные баки.

Литий-ионные аккумуляторы СЛЕДУЕТ сдавать в отдельные пункты утилизации или сбора опасных бытовых отходов.

Во избежание возгорания заклейте клеммы аккумулятора и/или поместите литий-ионные аккумуляторы в отдельные пластиковые пакеты.

На этой странице:

---

Общая информация

Литий-ионные (Li-ion) батареи

используются во многих продуктах, таких как электроника, игрушки, беспроводные наушники, ручные электроинструменты, малая и крупная бытовая техника, электромобили и системы хранения электроэнергии.При неправильном обращении в конце срока службы они могут причинить вред здоровью человека или окружающей среде.

Повышенный спрос на литий-ионные аккумуляторы на рынке в значительной степени объясняется высокой «энергетической плотностью» химического состава этих аккумуляторов. «Плотность энергии» означает количество энергии, которое система хранит в определенном пространстве. Литиевые батареи могут быть меньше и легче, чем батареи других типов, при том же количестве энергии. Эта миниатюризация привела к быстрому увеличению потребления потребителем портативных и беспроводных устройств меньшего размера.

---

Информация для потребителей

Существует два типа литиевых батарей, которые потребители в США используют и которым необходимо управлять в конце срока их службы: одноразовые, неперезаряжаемые литий-металлические батареи и перезаряжаемые литий-полимерные элементы (литий-ионные, литий-ионные). ионные клетки).

Щелкните изображение, чтобы увеличить его. Литий-ионные аккумуляторы изготовлены из таких материалов, как кобальт, графит и литий, которые считаются критически важными минералами. Важнейшие минералы – это сырье, имеющее экономическое и стратегическое значение для США.S., подвержены высокому риску перебоев в поставках и для которых нет простых заменителей. Когда эти батареи выбрасываются в мусор, мы полностью теряем эти критически важные ресурсы. Для получения дополнительной информации о важнейших полезных ископаемых посетите веб-сайт Геологической службы США.

Кроме того, если батарея или электронное устройство, содержащее батарею, выбрасывается в мусор или помещается в муниципальный мусорный бак вместе с бытовыми вторсырьями, такими как пластик, бумага или стекло, они могут быть повреждены или раздавлены при транспортировке или в результате обработки и сортировки. оборудование, создающее пожарную опасность.

Поэтому литий-ионные аккумуляторы

или содержащиеся в электронных устройствах следует перерабатывать в сертифицированных центрах по переработке аккумуляторной электроники , которые принимают аккумуляторы, а не выбрасывают их в мусор или помещают в муниципальные мусорные баки.

Одноразовые неперезаряжаемые батареи	Изготовлены из металлического лития и обычно используются в таких продуктах, как камеры, часы, пульты дистанционного управления, портативные игры и детекторы дыма. Эти батареи может быть трудно отличить от обычных щелочных батарей, но они также могут иметь особую форму (например,например, батарейки-таблетки или батарейки-таблетки) для определенного оборудования, например, для некоторых типов камер: ищите слово «литий» на батарейке, чтобы идентифицировать их.
Литий-полимерные аккумуляторы (литий-ионные, литий-ионные аккумуляторы)	Обычно встречается в мобильных телефонах, электроинструментах, цифровых камерах, ноутбуках, детских игрушках, электронных сигаретах, мелкой и крупной бытовой технике, планшетах и ​​электронных книгах. Некоторые литий-ионные аккумуляторы можно легко извлечь из продуктов, от которых они питаются, другие — нет.

Утилизация литий-ионных аккумуляторов для потребителей

Рекомендация Агентства по охране окружающей среды: найдите место для переработки литий-ионных аккумуляторов и продуктов, содержащих литий-ионные аккумуляторы, по одной из предложенных ссылок; не выбрасывайте их в мусорные или муниципальные мусорные баки.

Литий-ионные аккумуляторы в электронике:  Отправляйте электронные устройства, содержащие литий-ионные аккумуляторы, сертифицированным переработчикам электроники, участвующим розничным продавцам и переработчикам в службах приема электроники или обращайтесь в местную программу сбора твердых или опасных бытовых отходов, чтобы получить дополнительные варианты.

Литий-ионные аккумуляторы, которые легко отделяются от изделия (например, электроинструменты):  Найдите ближайший к вам пункт утилизации, чтобы надлежащим образом утилизировать литий-ионные аккумуляторы. Отправьте отдельные батареи специализированным переработчикам батарей или розничным продавцам, которые участвуют в услугах по возврату, или обратитесь в местную программу по удалению твердых отходов или опасных бытовых отходов, чтобы узнать о дополнительных возможностях.

Два ресурса для поиска переработчика — это база данных Earth 911 и Call2Recycle.

Меры предосторожности при обращении: Поместите каждую батарею или устройство с батареей в отдельный пластиковый пакет.Наклейте непроводящую ленту (например, изоленту) на клеммы аккумулятора. Если литий-ионный аккумулятор поврежден, обратитесь к производителю аккумулятора или устройства за информацией по обращению с ним. Даже использованные батареи могут иметь достаточно энергии, чтобы причинить вред или вызвать пожар. Не все батареи могут сниматься или обслуживаться пользователем. Обращайте внимание на маркировку батареи и продукта, касающуюся безопасности и использования.

Утилизация средних и крупных литий-ионных аккумуляторов

Рекомендация Агентства по охране окружающей среды: обратитесь к производителю, автомобильному дилеру или в компанию, которая установила литий-ионный аккумулятор, чтобы узнать о вариантах управления; не выбрасывайте его в мусорное ведро или муниципальные мусорные баки.

Из-за размера и сложности этих аккумуляторных систем потребитель не сможет удалить средние и крупные литий-ионные аккумуляторы. Обратитесь к инструкциям производителя и обратите внимание на предупреждения и инструкции по технике безопасности.

• Автомобиль: обратитесь к продавцу автомобилей, в магазин или на свалку, где был приобретен аккумулятор.
• Аккумулятор энергии: обратитесь к производителю оборудования для накопления энергии или в компанию, установившую аккумулятор.

‘Избегай искры.Будьте разумны в вопросах безопасности аккумуляторов». Кампания

В связи с увеличением количества пожаров на предприятиях по переработке и переработке отходов по всей стране отраслевые группы совместно разработали «Избегайте искры». Будьте разумны в вопросах безопасности аккумуляторов». Кампания . Эта кампания направлена ​​на информирование американских потребителей о безопасности аккумуляторов и надлежащем обращении с использованными литий-ионными аккумуляторами. Основной посыл кампании заключается в том, что батареи можно и нужно утилизировать, когда срок их службы подходит к концу. Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт Call2Recycle.

Кампания Департамента транспорта (DOT) «Отметьте ячейку»

Кампания DOT «Отметьте ячейку» — это кампания по повышению осведомленности общественности, направленная на предотвращение серьезных инцидентов путем повышения осведомленности общественности о предметах повседневного обихода, которые считаются опасными материалами при транспортировке, включая батареи, которые упаковываются и отправляются на переработку или утилизацию. Перед отправкой на переработку или утилизацию батареи должны быть правильно идентифицированы, упакованы и промаркированы маркировкой на упаковке.Для получения дополнительной информации перейдите к кампании DOT Check the Box и посмотрите видео кампании.

---

Информация для предприятий

Некоторые литий-ионные батареи могут подпадать под определение опасных отходов в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA), если они проявляют характеристики опасных отходов, такие как воспламеняемость, реакционная способность или токсичность при утилизации. Лица, которые производят отходы, которые определяются как опасные в соответствии с RCRA , называются «производителями опасных отходов».«Эти правила не применяются к домохозяйствам, потому что в соответствии с RCRA опасные отходы, выбрасываемые домашними хозяйствами, обычно не подпадают под действие правил обращения с опасными отходами. Напротив, коммерческие предприятия несут ответственность за определение того, являются ли любые производимые ими отходы опасными отходами, включая литий-ионные аккумуляторы в конце срока их службы.

Литий-ионные аккумуляторы с разным химическим составом могут выглядеть почти одинаково, но иметь разные свойства. Кроме того, некоторые выброшенные литий-ионные аккумуляторы с большей вероятностью будут иметь опасные свойства, если они содержат значительный заряд, однако такие аккумуляторы могут казаться пользователю полностью разряженными.По этим причинам производителю может быть сложно определить, какие из его отработанных литий-ионных аккумуляторов считаются опасными отходами при утилизации. Поэтому при наличии неопределенности EPA рекомендует предприятиям рассмотреть вопрос об утилизации литий-ионных аккумуляторов в соответствии с федеральными правилами «универсальных отходов» в разделе 40 Свода федеральных правил (CFR), часть 273.

Правила обращения с универсальными отходами содержат упорядоченный набор требований к производителям конкретных типов обычных опасных отходов (например,например, люминесцентные лампы, содержащие ртуть, батареи) из самых разных коммерческих установок. Требования различаются в зависимости от того, накапливаете ли вы меньше или больше 5000 кг универсальных отходов на площадке за один раз, но они включают инструкции о том, как обращаться с отходами, как маркировать контейнеры, как долго отходы могут накапливаться на площадке и куда отходы могут быть отправлены, среди прочего. Универсальные правила обращения с отходами не требуют отгрузки с использованием декларации об опасных отходах, но требуют, чтобы отходы направлялись на разрешенное предприятие по удалению опасных отходов или на переработку.Международные поставки литий-ионных аккумуляторов, с которыми обращаются как с универсальными отходами, также должны соответствовать требованиям RCRA в отношении экспорта и импорта универсальных отходов. Агентство по охране окружающей среды США рекомендует предприятиям консультироваться со своими государственными агентствами по твердым и опасным отходам для получения дополнительной информации о применимых правилах обращения с универсальными отходами.

Дополнительным соображением, особенно для малых предприятий или тех, которые производят небольшое количество опасных отходов в месяц, являются правила RCRA «производитель очень малого количества» (VSQG).Литий-ионные аккумуляторы, выбрасываемые предприятиями, производящими менее 100 кг (220 фунтов) опасных отходов в месяц, считаются отходами генераторов очень небольшого количества, и на них могут распространяться сниженные требования к опасным отходам. Прежде чем использовать освобождение от VSQG, сверьтесь с программой регулирования вашего штата, так как у них могут быть другие требования. Хотя Агентство по охране окружающей среды рекомендует обращаться со всеми аккумуляторами в соответствии с универсальными стандартами отходов, лица, собирающие или хранящие использованные литий-ионные аккумуляторы в домашних хозяйствах или на предприятиях VSQG в целях исключения, должны хранить их отдельно от других собираемых литий-ионных аккумуляторов, которые подлежат более жесткие требования.В противном случае они рискуют подвергнуть всю смешанную коллекцию более строгим требованиям (например, упрощенным требованиям к универсальным отходам или стандартным правилам для производителей опасных отходов).

---

Информация для работников

Управление по охране труда и гигиене труда (OSHA) выпустило информационный бюллетень по безопасности и гигиене труда: Предотвращение травм от пожара и/или взрыва от небольших и переносных устройств с питанием от литиевых батарей .Бюллетень носит рекомендательный характер, информационный по содержанию и предназначен для обучения работников и оказания помощи работодателям в обеспечении безопасных и здоровых условий труда.

---

Информация для перевозчиков

Правила перевозки опасных материалов Департамента транспорта (DOT)

Литиевые батареи являются опасными материалами и подпадают под действие Правил обращения с опасными материалами Министерства транспорта (HMR; 49 CFR, части 171–180). Это включает в себя упаковку и стандартные требования к информированию об опасности (например,g., маркировка, этикетки, транспортные документы, информация о реагировании на чрезвычайные ситуации) и требования к обучению сотрудников по опасным веществам. Требования к оповещению об опасности приведены в части 172 HMR, а требования, относящиеся к литиевым батареям, — в разделе 173.185 49 CFR.

---

Дополнительные ресурсы

Как хранение энергии может произвести революцию в промышленности в ближайшие 10 лет

Что может изменить десятилетие. В 2010 году наши телефоны и компьютеры питались от батареек. К концу десятилетия они начнут питать наши автомобили и дома.

За последние десять лет всплеск производства литий-ионных аккумуляторов привел к снижению цен до такой степени, что — впервые в истории — электромобили стали коммерчески жизнеспособными с точки зрения как стоимости, так и производительности. Следующий шаг и то, что определит следующее десятилетие, — это хранилище коммунального масштаба.

По мере того, как неотложность климатического кризиса становится все более очевидной, аккумуляторы являются ключом к переходу к миру, работающему на возобновляемых источниках энергии. Солнечная энергия и ветер играют большую роль в выработке электроэнергии, но без эффективных методов хранения энергии природный газ и уголь необходимы в то время, когда солнце не светит или ветер не завывает.И поэтому крупномасштабное хранение играет важную роль, если общество хочет уйти от мира, зависящего от ископаемого топлива.

По оценкам UBS, в течение следующего десятилетия затраты на хранение энергии снизятся на 66-80%, а мировой рынок вырастет до 426 миллиардов долларов. Попутно будут расти и развиваться целые экосистемы, чтобы поддерживать новую эру электричества с батарейным питанием, и последствия этого будут ощущаться во всем обществе.

Изменение электросети

Если электромобили будут расти быстрее, чем ожидалось, то, например, пиковый спрос на нефть может быть достигнут раньше, чем ожидалось, в то время как большее количество экологически чистой энергии изменит структуру электросети.

В недавней записке для клиентов аналитики Cowen заявили, что в энергосистеме «в следующие десять лет произойдет больше изменений, чем за предыдущие 100 лет».

Растущий рынок накопителей энергии предлагает множество инвестиционных возможностей, тем более что государственные субсидии и нормативные акты способствуют переходу на экологически чистую энергию. Но, как и на других высококонкурентных рынках, таких как производство полупроводников в 1990-х годах, производство аккумуляторов не всегда приносило инвесторам максимальную прибыль. Ряд аккумуляторных компаний обанкротились, что подчеркивает тот факт, что продукт, изменяющий общество, может не вознаграждать акционеров.

«В конце концов, это дойдет до некоторых лидеров отрасли, которые заработают немного денег», — сказал Джо Оша из JMP Securities. «Я думаю, что все эти компании проделают хорошую работу по снижению цен для производителей [электромобилей] в течение следующих 5-10 лет. процесс.»

Тем не менее, несмотря на то, что инвестировать в компании, занимающиеся исключительно производством аккумуляторов, может быть сложно, есть возможности нацелиться на компании, которые выиграют от перехода к миру с низким уровнем выбросов углерода.Например, Sunrun — крупнейшая компания по производству солнечной энергии для жилых помещений в Соединенных Штатах, а NextEra Energy — одна из крупнейших в стране компаний по производству возобновляемой энергии, которая в настоящее время строит хранилище коммунального масштаба.

В то время как ученые изменяют химический состав батарей, а компании делают ставки на то, что может стать следующей прорывной технологией, Дэн Голдман, основатель венчурной компании Clean Energy Ventures, ориентированной на чистые технологии, сказал, что такие области, как инновационные системы управления батареями, являются хорошим ставка для инвесторов, поскольку они могут работать с любой аккумуляторной технологией.

«Использование огромных экономических возможностей, лежащих в основе перехода к элементам управления и энергетическим системам на основе батарей», требует, чтобы не только планировщики, политики и регуляторы, но и инвесторы «использовали экосистемный подход к развитию этих рынков», — написали исследователи из Института Роки-Маунтин в . Прорывные аккумуляторы: обеспечение эры чистой электрификации .

Батарейки: новая звезда науки

Технология аккумуляторов в ее простейшем виде насчитывает более двух столетий.Само слово является общим термином, поскольку батареи бывают всех форм и размеров: свинцово-кислотные, никель-железные, никель-кадмиевые, никель-металлогидридные и т. д.

Литий-ионные батареи — что само по себе может быть общим термином — были впервые разработаны в 1970-х годах и впервые коммерциализированы Sony в 1991 году для портативного видеомагнитофона компании. Теперь их можно найти во всем: от айфонов до медицинских устройств, от самолетов до международной космической станции.

Возможно, лучшим свидетельством той роли, которую эти батареи сыграли в современном обществе, является то, что в этом году Нобелевская премия по химии была присуждена трем ученым, разработавшим литий-ионную батарею.

«За последние десятилетия эта разработка [литий-ионных аккумуляторов] развивалась быстрыми темпами, и мы можем ожидать еще много важных открытий в технологии аккумуляторов», — заявила в октябре Шведская королевская академия наук. «Эти будущие прорывы, несомненно, приведут к дальнейшим улучшениям в нашей жизни не только для нашего удобства, но и в отношении глобальной и местной окружающей среды и, в конечном итоге, устойчивости всей нашей планеты».

Электромобили: путь вперед

Tesla была первой автомобильной компанией, выпустившей на рынок электромобиль с батарейным питанием, когда она представила Roadster в 2008 году.Автопроизводители ранее возились с гибридными моделями, но, как правило, полностью электрические автомобили их не интересовали, учитывая высокую стоимость производства.

Но за последнее десятилетие вкусы потребителей изменились, и по мере усиления надзора со стороны регулирующих органов — особенно в Европе — автопроизводителям приходилось идти в ногу со временем.

Практически все автопроизводители сейчас предлагают или планируют предлагать полностью электрические или, по крайней мере, гибридные модели автомобилей. В ноябре Ford представил свой полностью электрический Mustang Mach-E, который является частью плана компании стоимостью 11 миллиардов долларов по разработке 40 полностью электрических и гибридных моделей к 2022 году, а в марте Volkswagen увеличил свою цель по выпуску электромобилей до 70 новых моделей к 2028 году. по сравнению с предыдущей целью 50.

Цены на аккумуляторные батареи для электромобилей обычно рассчитываются по стоимости киловатт-часа. За последние десять лет цены упали, поскольку производство достигло эффекта масштаба. По данным BloombergNEF, сейчас они стоят около 156 долларов за киловатт-час, что на 85% меньше, чем в 2010 году, когда они стоили 1100 долларов плюс/кВтч. А продолжающееся производство и повышение эффективности должны привести к тому, что к 2024 году цены упадут ниже цены в 100 долларов за кВтч, считает BloombergNEF, что важно, поскольку это консенсус отрасли относительно того, когда электромобили достигнут ценового паритета с автомобилями с двигателем внутреннего сгорания.

«Хотя концепция электромобилей не нова, в этом автомобильном цикле отличается наличием надежных и недорогих аккумуляторов, которые обладают отличными энергетическими и энергетическими характеристиками в практичном форм-факторе», — сказал аналитик Cowen Джеффри Осборн. последнее примечание для клиентов.

Рабочие на линии по производству литий-ионных аккумуляторов для электромобилей (EV) на заводе в Хучжоу, провинция Чжэцзян, Китай.

Reuters

Мировые продажи подключаемых электромобилей, включая электромобили с батарейным питанием и подключаемые гибридные электромобили, достигли 1.98 миллионов в 2018 году, по данным Международного энергетического агентства, в результате чего общее количество электромобилей на дорогах превысило 5,1 миллиона. Это все еще очень небольшая часть из более чем 1 миллиарда автомобилей, находящихся на дорогах сегодня, но ожидается, что их число будет продолжать расти. BloombergNEF прогнозирует, что к 2040 году 57% продаж новых легковых автомобилей будут электромобилями, что увеличит общий парк электромобилей до 30%.

В настоящее время Tesla является крупнейшим в мире производителем электромобилей, и, хотя она еще не получила годовой прибыли, она сообщала о прибыли ежеквартально, в том числе в последнем квартале.Компания оказалась несколько поляризованной с точки зрения инвестирования, учитывая частые невыполнения поставленных задач и иногда неустойчивое поведение генерального директора Илона Маска.

Но компании удалось снизить цену на свой аккумулятор. Отчасти это связано с гигафабрикой Tesla в Спарксе, штат Невада, которая работает почти с максимальной эффективностью, а также с тем, что варианты хранения компании для жилых и коммунальных помещений помогают распределить фиксированные затраты на производство аккумуляторов. Компания также воспользовалась государственными субсидиями и оптимизировала операции на своей гигафабрике.

Литий-ионные аккумуляторные элементы

Томохиро Осуми | Блумберг | Getty Images

Аккумулятор является ключевым отличием электромобилей, поскольку запас хода автомобиля определяется количеством накопленной энергии, а также определяет, сколько времени требуется для зарядки автомобиля.

В недавней заметке Credit Suisse говорится, что важно отдать должное компании Tesla за разработку аккумуляторов. Фирма имеет низкий рейтинг акций, но заявила, что автопроизводитель имеет «преимущество перед другими автопроизводителями в области электрификации», среди прочего, благодаря плотности энергии его батареи.

Компактная модель Tesla Model 3 стоит от 39 990 долларов, не считая экономии от государственных субсидий и газа, а это означает, что она все еще значительно дороже, чем компактные автомобили, работающие на газе. Еще одна проблема, которую автопроизводителям придется решать в будущем, — это больший запас хода на одной зарядке и более быстрое время зарядки, что препятствует широкому внедрению.

Однако, поскольку стоимость аккумуляторов снижается, S&P Global Platts заявила, что электромобили могут стать конкурентоспособными в странах с высокими ценами на нефть уже в ближайшие два-три года.

«Tesla вывела на рынок бренд, и это действительно помогло всей отрасли, — сказал Остин Девани, директор IHS Markit по глобальным неорганическим веществам. «Вы доберетесь до того, что карманная сторона начнет привлекать больше людей к электромобилям, поэтому вы увидите увеличение уровня проникновения в ближайшие годы».

Инвестиционные возможности в цепочке поставок аккумуляторов

Основной причиной того, что электромобили с батарейным питанием все еще относительно дороги, является стоимость сырья, необходимого для их производства.В дополнение к литию для литий-ионных аккумуляторов необходимы другие минералы, такие как кобальт и графит, а также такие металлы, как никель, алюминий и марганец.

Электромобили теперь опережают бытовую электронику по спросу на литий. По данным S&P Global Platts, несмотря на растущий спрос на минерал, цены резко упали за последнее десятилетие после того, как наращивание производства превысило более медленные, чем ожидалось, продажи электромобилей. Фирма заявила, что ожидает, что спрос со стороны транспортного и энергетического секторов почти утроится в течение следующих пяти лет, и что по мере нарастания импульса спрос может превысить предложение.

Химическая компания Albemarle может стать одним из бенефициаров растущего спроса, поскольку у нее есть заводы по производству лития по всему миру, в том числе в Силвер-Пик, штат Невада, и Салар-де-Атакама, Чили. В прошлом году количество аналитиков с Уолл-стрит, имеющих рейтинг покупки акций, упало с 80% до 52%. самых интригующих историй 3-5 лет.Его цель в 83 доллара на 15% выше, чем сейчас торгуются акции. Соляные бассейны и перерабатывающий завод литиевого рудника Soquimich (SQM) на солончаке Атакама в северной части Чили, 10 января 2013 г.

Иван Альварадо | Reuters

На рынке доминируют азиатские компании, такие как Panasonic, CATL, LG Chem и китайская BYD, почти 25% которой принадлежит Berkshire Hathaway Уоррена Баффета.

Panasonic сотрудничает с Tesla, а LG Chem производит батареи, в частности, для General Motors и Ford.

В декабре GM и LG Chem объявили, что к 2023 году они инвестируют до 2,3 миллиарда долларов в создание совместного предприятия в Огайо по производству аккумуляторных элементов для электромобилей. «Новый объект поможет нам масштабировать производство и значительно повысить рентабельность и доступность электромобилей», — заявила генеральный директор и председатель GM Мэри Барра на мероприятии для СМИ, посвященном новому заводу.

Девани сказал, что мы достигли своего рода «переломного момента», когда материальные игроки могут увидеть паритет в ценах на батареи и пакеты. «Пять лет назад… электромобили были чем-то вроде новинки… потребитель не всегда обращал внимание на преимущества, сегодня они есть».

Питание вашего телефона для питания вашего дома

Спрос на более крупные и качественные аккумуляторы для питания электромобилей имеет волновой эффект, в том числе в домашних хранилищах энергии. Это особенно верно, поскольку падение цен на солнечную энергию в сочетании с государственными субсидиями побудило потребителей переключиться на возобновляемые источники энергии.

В ноябрьской записке для клиентов Оша из JMP сказал, что SunRun, которая предлагает варианты солнечной энергии и хранения, выглядит готовой к «отличному 2020 году», отчасти из-за потенциала роста бизнеса компании по хранению.

«Внедрение накопителей заметно как в RUN, так и во всей отрасли — бытовые батареи превратились из редкости во все более распространенную часть новой бытовой солнечной установки», — сказал он.

Tesla — еще одна компания, предлагающая солнечную энергию и аккумуляторы с помощью своей батареи Powerwall, которая, по словам аналитика Baird Бена Калло, в настоящее время является «недооцененной» частью компании, но, как он ожидает, станет «большей областью внимания по мере увеличения маржи и развертывания растут.

Tesla Powerwall 2

Источник: Tesla

Хотя обе эти компании также предлагают солнечные установки, другие компании, такие как Enphase Energy, предлагают батареи, которые интегрируются с существующими солнечными системами. год, после резкого роста на 465%.

Возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, обеспечивают все больше и больше энергии для сети. Но до тех пор, пока не будет разработано эффективное хранилище энергии, эти прерывистые источники будут продолжать полагаться на ископаемое топливо.

Проект по хранению солнечной энергии и энергии Лаваи на острове Кауаи, Гавайи.

Проще говоря, электрическая сеть обычно работает в настоящее время так, что используемая энергия вырабатывается всего несколько мгновений назад. Запасов не так много, поэтому спрос и предложение всегда должны быть в равновесии.

Но по мере того, как цены на аккумуляторы падают, все больше и больше коммунальных предприятий интегрируют литий-ионные аккумуляторы в свои системы. В настоящее время они в основном используются для замены так называемых пиковых электростанций — электростанций, обычно работающих на природном газе, которые используются только в периоды пиковой нагрузки. Они также начинают заменять дизельные генераторы в местах с постоянной потребностью в электроэнергии, например, в больницах.

Правительственные стимулы и снижение затрат на солнечную и ветровую энергию также повышают жизнеспособность аккумулирования энергии.

«10 лет назад аккумуляторы были желательными в плане решения проблемы более широкого проникновения возобновляемых источников энергии в электрическую сеть, и сегодня я думаю, что вы можете видеть, что в течение следующих 10 лет это стремление станет реальностью», Об этом CNBC заявил управляющий директор Ultra Capital Кристиан Ханельт. Он добавил, что у коммунальных компаний есть естественное преимущество, поскольку они разбираются в передающей сети и знают, где они могут извлечь выгоду.

Компания NextEra Energy является одним из крупнейших в стране поставщиков возобновляемой энергии, включая предложения по хранению энергии.В недавней записке для клиентов Credit Suisse назвал это одной из своих лучших инвестиционных идей, основанной на «сильном влиянии NextEra на быстрорастущую отрасль возобновляемых источников энергии» и «ведущем в мире крупномасштабном бизнесе по развитию возобновляемых источников энергии». Другие имена, предлагающие накопители энергии, включают EnerSys из Пенсильвании, а также Pinnacle West Capital Corporation, которая в феврале объявила о планах добавить 850 мегаватт аккумуляторов в Аризоне в течение следующих 5 лет.

В настоящее время крупнейшая установка литий-ионных аккумуляторов находится в Южной Австралии и питается от Tesla.Он имеет мощность 100 мегаватт, что, согласно сайту, позволяет ему снабжать электроэнергией 30 000 домов при диспетчеризации на пиковой мощности. В ноябре французская компания Neoen, управляющая площадкой, объявила о 50-процентном расширении, в результате чего мощность увеличится до 150 МВт.

Чиновники и рабочие собираются возле комплекса, в котором расположен Hornsdale Power Reserve с самой большой в мире ионно-литиевой батареей, произведенной Tesla, во время официального запуска возле южно-австралийского города Джеймстаун.

Дэвид Грей | Reuters

Производители и операторы оборудования для возобновляемых источников энергии, а также химические компании и компании, производящие материалы, также могут выиграть, если хранение сделает ветровую и солнечную энергию более доступной.Осборн отметил, что потребуется новое программное обеспечение, чтобы помочь коммунальным компаниям понять потребности в электроэнергии, поскольку возобновляемые источники энергии и электромобили получают энергию из сети.

«Мы рассматриваем внедрение интеллектуальных технологий в электросети как одну из следующих больших волн расходов на ИТ и новую инвестиционную тему, которая, вероятно, будет актуальна в течение следующих 10–20 лет. Масштабируйте интеграцию программного обеспечения, используя датчики связи по сети», — сказал он.

Следующее десятилетие

Затраты, которые остаются высокими, являются одной из причин, препятствующих всплеску интеграции литий-ионных аккумуляторов в сеть. Еще один фактор заключается в том, что этот конкретный тип батареи не обязательно лучше всего подходит для хранения энергии в течение более длительных периодов времени. Также известно, что они загораются, и есть проблемы с некоторыми необходимыми компонентами, такими как кобальт, почти половина которого поступает из Конго. Вторичная переработка и воздействие добычи металлов на окружающую среду — еще одна проблема, за которой стоит следить.

Миллиарды долларов тратятся на поиск альтернатив. Твердотельные батареи, в которых, например, вместо жидких электролитов используется натрий, являются одним из возможных вариантов, как и проточные батареи, в которых для хранения энергии используются резервуары с электролитами. Но ни один из этих вариантов пока не является жизнеспособным.

Хотя точный тип батареи, которая победит, неизвестен, несомненно то, что батареи будут играть еще большую роль в питании нашей жизни в будущем.

«Крупные инвестиции в производство аккумуляторов и постоянное развитие технологий уже к 2030 году привели к коренным изменениям в том, как мы будем питать нашу жизнь и организовывать энергетические системы», — написали исследователи из Института Роки-Маунтин в «Прорывные батареи: питание Эпоха чистой электрификации .

— CNBC’s Майкл Блум , Нейт Раттнер и Майкл Вэйланд предоставил репортаж.

Технический директор Tesla JB Straubel: увеличение плотности энергии батареи на 30% по сравнению с Model S до Model 3

Tesla Model 3 будет использовать новые ячейки 21-70 Тем не менее, ячейка -70 подтверждена) будет для Tesla Model 3. Отчеты, информация и предположения были разными.Илон Маск сказал, что автомобиль будет иметь запас хода более 215 миль на одной зарядке. В какой-то момент было также упомянуто, что аккумуляторная батарея будет меньше, чем самая маленькая из предлагаемых (60 кВтч) в Model S и Model X.

Не раскрывая слишком много, технический директор Tesla Дж. недавнее выступление ( полных   видео из которых ниже ). Он объяснил:

Tesla Model S

«Одна из не очень интуитивных, может быть, и не здравых точек зрения состоит в том, что, увеличивая плотность энергии батареи, вы также снижаете стоимость.Потому что в действительно больших объемах вещи, как правило, стоят примерно столько же, сколько они весят. По сути, вы можете посмотреть на сырье, которое входит в аккумулятор, и на его вес — и это, как правило, определяет стоимость».

Плотность энергии — это, по сути, сколько энергии содержится в аккумуляторе по отношению к его весу. Таким образом, по мере повышения плотности энергии аккумуляторов вы можете получать больше энергии с меньшими затратами. Меньше веса + меньше материалов = меньше денег (при той же или большей мощности).Штробель также дал понять, что не происходит никаких монументальных «прорывов батарей», и ни Тесла, ни другие компании не полагаются на это. Вместо этого наблюдается устойчивое и постоянное улучшение. Батареи улучшаются как минимум на 5% в год.

Глядя на энергетические продукты Tesla, можно увидеть хороший пример улучшений. Аккумуляторы Powerwall 2 и Powerpack 2 весят значительно меньше, чем более ранние модели, в пересчете на кВтч, при этом обеспечивая удвоенную емкость.

Это будет продолжаться с течением времени, поэтому имеет смысл только то, что Model 3 будет иметь повышенную плотность энергии по сравнению с Model S.Дж. Б. Штробель объявил, что плотность энергии Model 3 будет на 30 % выше, чем у исходной модели Model S. улучшается каждый год — может быть, примерно на 5% улучшается их плотность энергии, их способность хранить энергию в заданном количестве массы. Вероятно, это одна из ключевых метрик, о которых мы беспокоимся. И когда мы перешли от родстера к модели S, они улучшились примерно на 40%, а когда мы разрабатывали модель 3, они были еще примерно на 30% лучше.Это улучшение просто продолжается каждый год в фоновом режиме».

Для тех, кому интересно, вы можете ознакомиться со всей речью Дж. Б. Штробеля:

Источник: Electrek, TrendinTech

Батареи заряжают нашу планету, но какова цена?

Великая зеленая дилемма

Сейчас много ажиотажа в связи с нашим ускоренным переходом на более чистое электричество. Но если мы действительно хотим совершить скачок в электрическое будущее, необходимо преодолеть важное препятствие: нам нужны действительно чистые батареи.Несмотря на то, что технология накопления энергии развивалась семимильными шагами, еще многое предстоит сделать, чтобы уменьшить неблагоприятное воздействие аккумуляторов на окружающую среду. Однако инновационные компании уже предпринимают шаги для решения этой важной проблемы…

Растущие потребности человечества в электроэнергии означают, что новые решения для хранения энергии быстро становятся глобальной необходимостью.

Фотография НАСА / предоставлено Unsplash

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Мы ищем литий?

Литиевые аккумуляторы в настоящее время являются популярным решением для хранения энергии для производителей электромобилей, телефонов, планшетов и ноутбуков.И легко понять, почему: они являются эффективными зарядными устройствами, их легко утилизировать, и они имеют более высокую плотность энергии, чем щелочные батареи.

Названный инвесторами «белым золотом», спрос на литий удвоился в период с 2016 по 2018 год, поскольку производители аккумуляторов пытаются заполучить этот серебристо-белый щелочной металл. Несмотря на то, что на Земле есть колоссальные 43 миллиона тонн (39 миллионов метрических тонн) вещества, только треть из них находится в форме, которую можно добывать; из них 87 процентов находятся в соленых водах, в основном в так называемом «литиевом треугольнике» Южной Америки.

Процесс производства лития, или, точнее, карбоната лития, включает бурение отверстий в солончаках и выкачивание соленого, богатого минералами рассола на поверхность. Этот рассол оставляют испаряться, а полученные соли фильтруют, чтобы можно было извлечь карбонат лития. Несмотря на то, что это очень простой процесс, он использует большое количество воды и может занять от 18 до 24 месяцев.

Компания Audi находится в числе тех, кто ищет способы ускорить производство литиевых аккумуляторов и сделать их более безопасными для климата.Например, ценные элементы могут быть извлечены и повторно использованы в новых продуктах в конце жизненного цикла батареи; в некоторых случаях возможно, что целые литиевые батареи могут быть перепрофилированы для вторичного использования, питая транспорт и заводские автомобили. Имея это в виду, утилизация вышедших из эксплуатации аккумуляторов стала основным направлением деятельности Audi.

Это предприятие Audi вдыхает новую жизнь в свои заводские автомобили с помощью электрического разряда, заряжая их отработанными литий-ионными батареями, взятыми из старых электромобилей.

Фотография предоставлена ​​Audi Media Center

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Также существует возможность увеличить плотность энергии этих батарей, уменьшив, таким образом, их размер и фактически требуемое количество лития, а также сократив использование редких и дорогих компонентов, таких как кобальт.

Цуёси Хосино из Института термоядерного синтеза Роккасё Японского агентства по атомной энергии недавно предложил другую идею — метод извлечения лития из морской воды с помощью диализа — в журнале Опреснение .В системе используется специальная мембрана, через которую может пройти только ион лития. Хотя Хосино еще не готов к коммерциализации, его метод осмоса «показывает хорошую энергоэффективность и легко масштабируется».

Действительно ли графеновые суперконденсаторы супер?

В то время как производство лития совершенствуется, эксперты выступают за альтернативы, такие как графеновые суперконденсаторы. Несмотря на то, что они звучат так, как будто они принадлежат космическому кораблю, они могут помочь решить энергетическую дилемму Земли.Вместо того, чтобы удерживать электричество в виде химического потенциала — как щелочные или литиевые батареи — суперконденсаторы хранят его в электрическом поле , подобно тому, как статический заряд накапливается на поверхности воздушного шара.

Добавление «чудо-материала» графена позволяет создавать прочные и легкие суперконденсаторы. Хотя это еще только начало, рынок графеновых аккумуляторов, по прогнозам, достигнет 115 миллионов долларов к 2022 году, при этом китайские и испанские компании будут использовать суперконденсаторы для питания всего, от ноутбуков до электрических мотоциклов.

Однако во всем этом есть очень большое «но». Суперконденсаторы — даже графеновые — пока не могут долго удерживать заряд. Подумайте, как это раздражает, когда батарея вашего телефона резко садится, а затем представьте, что то же самое происходит, когда вы находитесь в машине за несколько миль от зарядной станции. Не хорошо.

Можем ли мы хранить чистое электричество в такой же чистой батарее?

Аккумулятор, одновременно практичный и экологически чистый в производстве, может показаться Святым Граалем, но в Делфте, Голландия, группа новаторов из AquaBattery считает, что они его нашли.Голубая батарея хранит энергию, как вы уже догадались, в воде, и может использоваться для накопления всей эко-электроэнергии, производимой в Нидерландах, на 100-процентной устойчивой основе. Итак, как это работает?

Пропуская электрический ток через соленую воду, она разделяется на концентрированную соленую и пресную воду — процесс, известный как электродиализ, — одновременно накапливая энергию. Во время второй фазы разрядки происходит обратный процесс, и эти две воды объединяются, высвобождая собранную энергию, которая затем преобразуется обратно в электрический ток с помощью специальных мембранных пакетов.

Этот пилотный демонстрационный проект уже запущен и использует экологически чистое электричество для питания домов жителей Зеленой деревни в Делфте.

Фотография Гарри Вудса

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Это простая и безопасная технология, позволяющая накапливать огромное количество электроэнергии для использования в случае необходимости, например, для обеспечения того, чтобы в городской электросети всегда было достаточно энергии для удовлетворения спроса. В то время как установка в Делфте в настоящее время находится в относительно небольшом масштабе, у директора AquaBattery Дэвида Вермааса большие планы; он хочет развернуть свою синюю батарею в местах, где встречается соленая и пресная вода, например, на голландских водных путях.Энергетический потенциал огромен.

Электромобили, такие как Audi e-tron, уже производятся на объекте с нулевым выбросом углерода, и немецкий бренд мобильности уверен, что вскоре электроэнергия, питающая их, будет полностью экологически чистой.

Фотография Гарри Вудса

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Литиевые батареи в настоящее время предлагают наиболее практичное решение для хранения энергии и останутся неотъемлемой частью электромобилей нового поколения.Но в следующем десятилетии или около того вы можете подзаряжаться от сети, поддерживаемой Blue Batteries. Ожидается, что с повышением качества они предложат реальную альтернативу, которая изменит наши отношения с возобновляемыми источниками энергии. Будь то генерация, хранение или питание электромобиля, есть надежда, что однажды каждый этап энергетического путешествия будет на 100% экологичным.

Дополнительную информацию об официальных показателях расхода топлива и официальных удельных выбросах CO~2~ новых легковых автомобилей можно найти в руководстве ЕС «Информация о расходе топлива, выбросах CO~2~ и энергопотреблении новых автомобилей». который можно бесплатно получить во всех торговых представительствах DAT Deutsche Automobil Treuhand GmbH, Hellmuth-Hirth-Strasse 1, D-73760 Ostfildern, Германия, и на сайте www.дат.де.

Батарейки по-прежнему плохие, но исследователи работают над этим

Лучшие батареи — лучшие продукты. Они дают нам более долговечные смартфоны, беспроблемный электрический транспорт и, возможно, более эффективное хранение энергии для крупных зданий, таких как центры обработки данных. Но технологии аккумуляторов развиваются удручающе медленно из-за вовлеченных химических процессов и проблем, связанных с коммерциализацией новых конструкций аккумуляторов. Даже самым многообещающим экспериментам с батареями по-прежнему невероятно сложно найти выход из исследовательских лабораторий в устройства, которые мы носим.

Это не остановило людей от попыток. В последние годы исследователи и технологи представили множество способов, с помощью которых можно изменить материалы в перезаряжаемых литиевых батареях — таких, которые сейчас используются в вашем телефоне, — для повышения плотности батареи и, что более важно, ее безопасности. Эти технологии не выйдут на рынок к выпуску следующего крупного продукта, но, наблюдая, как наши телефоны поглощают последнюю каплю энергии в конце долгого дня, мы можем мечтать о будущем.

Основы аккумуляторов

Сложная технология аккумуляторов может заставить даже самого технически подкованного человека почувствовать, что ему нужна докторская степень по химии, чтобы разобраться в этом, так что вот попытка разобраться. В большинстве портативных и портативных электронных устройств используются литий-ионные батареи, которые состоят из анода, катода, сепаратора, электролита, положительного и отрицательного тока. Анод и катод — это «концы» батареи; заряд генерируется и сохраняется, когда ионы лития (переносимые электролитом) перемещаются между двумя концами батареи.

Литий-ионный аккумулятор до сих пор считается одним из самых легких и эффективных аккумуляторов. Но поскольку плотность физической энергии ограничена, существуют ограничения на то, сколько заряда он может удерживать. Это тоже иногда опасно: если что-то пойдет не так с сепаратором, и электроды соприкоснутся друг с другом, батарея начнет нагреваться. А жидкие электролиты легко воспламеняются. Часто это приводит к взрыву аккумуляторов. «[Электрические] автокатастрофы, телефоны Samsung — в основном это проблемы с тепловым разгоном», — говорит Парта Мукерджи, которая занимается изучением накопления и преобразования энергии в школе машиностроения Университета Пердью.

В некоторых разрабатываемых решениях теперь используются альтернативные материалы, повышающие эффективность и термическую стабильность батарей, например, использование наночастиц кремния для анода вместо обычно используемого углеродного графита или использование твердых электролитов вместо жидких.

Кремниевый анод

Как правило, в литий-ионных батареях используются графитовые анодные материалы. Но микроскопические частицы кремния появляются как более эффективная замена графиту, и по крайней мере одна компания считает, что эта технология появится на рынке в течение следующего года.

«Атом кремния может хранить примерно в 20 раз больше лития, чем атомы углерода», — говорит Джин Бердичевский, генеральный директор калифорнийской компании Sila Nanotechnologies и один из первых сотрудников Tesla. «По сути, для хранения лития требуется меньше атомов, поэтому вы можете иметь меньший объем материала, хранящего то же количество энергии», что и типичный графитовый материал. Он говорит, что Sila Nano выпустит свой первый аккумулятор для потребительского рынка в начале следующего года. При запуске Бердичевский ожидает увеличения срока службы батареи на 20 процентов по сравнению с традиционными ионно-литиевыми батареями.

Другие уже искали кремниевый анод как решение сегодняшних проблем с батареями; Есть целый консорциум, посвященный делу, в который входят Аргоннская, Сандийская и Национальная лаборатории Лоуренса Беркли. Бердичевский и соучредитель Силы и технический директор Глеб Юшин говорят, что отличает их исследования то, что они считали, что решили проблему «расширения». Кремний имеет тенденцию набухать, разрушая батареи при каждой зарядке. Технология Силы включает в себя помещение микроскопических частиц кремния в крошечные сферические структуры внутри батареи, которые оставляют место для расширения кремния.

Какая батарея лучше? — Battery University

Нас часто озадачивают объявления о новых батареях, которые, как говорят, обладают очень высокой плотностью энергии, обеспечивают 1000 циклов зарядки/разрядки и имеют толщину листа бумаги. Они настоящие? Возможно — но не в одной и той же батарее. В то время как один тип батареи может быть разработан для небольшого размера и длительного времени работы, этот аккумулятор не будет служить долго и преждевременно изнашивается. Еще одна батарея может быть рассчитана на длительный срок службы, но размер большой и громоздкий. Третья батарея может обеспечить все желаемые характеристики, но цена будет слишком высока для коммерческого использования.

Производители аккумуляторов хорошо осведомлены о потребностях клиентов и отреагировали, предложив комплекты, которые лучше всего подходят для конкретных приложений. Индустрия мобильных телефонов является примером умной адаптации. Особое внимание уделяется небольшим размерам, высокой плотности энергии и низкой цене. Долголетие на втором месте.

Надпись NiMH на аккумуляторе не гарантирует автоматически высокую плотность энергии. Призматическая никель-металлогидридная батарея для мобильного телефона, например, имеет тонкую геометрию.Такой блок обеспечивает плотность энергии около 60 Втч/кг, а количество циклов составляет около 300. Для сравнения, цилиндрический NiMH предлагает плотность энергии 80 Втч/кг и выше. Тем не менее, количество циклов этой батареи от среднего до низкого. Аккумуляторы NiMH высокой прочности, выдерживающие 1000 разрядов, обычно упаковываются в объемные цилиндрические элементы. Энергетическая плотность этих элементов составляет скромные 70 Втч/кг.

Компромиссы также существуют в отношении батарей на основе лития. Литий-ионные аккумуляторы производятся для оборонных приложений, плотность энергии которых намного превышает плотность энергии коммерческого эквивалента.К сожалению, эти литий-ионные аккумуляторы сверхвысокой емкости считаются небезопасными для населения, а высокая цена делает их недоступными для коммерческого рынка.

В этой статье мы рассмотрим преимущества и ограничения коммерческих аккумуляторов. Исключаются так называемые чудо-батареи, которые просто живут в контролируемой среде. Мы тщательно изучаем аккумуляторы не только с точки зрения плотности энергии, но и долговечности, нагрузочных характеристик, требований к обслуживанию, саморазряда и эксплуатационных расходов.Поскольку NiCd остается стандартом, с которым сравнивают другие аккумуляторы, мы оцениваем альтернативные химические вещества по сравнению с этим классическим типом аккумуляторов.

Никель Кадмий (NiCd) — зрелый и хорошо изученный, но с относительно низкой плотностью энергии. NiCd используется там, где важны длительный срок службы, высокая скорость разряда и экономичная цена. Основные области применения: рации, биомедицинское оборудование, профессиональные видеокамеры и электроинструменты. NiCd содержит токсичные металлы и небезопасен для окружающей среды.

Никель-металлогидридный (NiMH) — имеет более высокую плотность энергии по сравнению с NiCd за счет уменьшенного срока службы. NiMH не содержит токсичных металлов. Приложения включают мобильные телефоны и портативные компьютеры.

Свинцово-кислотный — наиболее экономичный вариант для приложений с большой мощностью, где вес не имеет большого значения. Свинцово-кислотный аккумулятор является предпочтительным выбором для больничного оборудования, инвалидных колясок, аварийного освещения и систем бесперебойного питания.

Литий-ионный (Li‑ion) — самая быстрорастущая аккумуляторная система.Литий-ионный используется там, где большое значение имеют высокая плотность энергии и малый вес. Технология хрупкая, и для обеспечения безопасности требуется схема защиты. Приложения включают ноутбуки и сотовые телефоны.

Литий-ионный полимер (литий-ионный полимер) — предлагает атрибуты литий-ионного аккумулятора в ультратонкой геометрии и упрощенной упаковке. Основное применение — мобильные телефоны.

На рис. 1 сравниваются характеристики шести наиболее часто используемых аккумуляторных систем с точки зрения плотности энергии, срока службы, требований к нагрузке и стоимости.Цифры основаны на средних рейтингах имеющихся в продаже аккумуляторов на момент публикации.

90 477

6 80 (начальный)

2 2-3H

6 Умеренный

(комнатная температура)

6

90C
1C
60 ° C

2

$ 0.12

2 $ 0.10

	NiCd	NiMH	свинцово-кислотные	литий-ионная	литий-ионный полимерный	Многоразовый Щелочная
90 037
90 037
гравиметрической Плотность энергии (Вт · ч / кг)		45-80 60-120		30-50 110-160	100-130	100-130
внутреннее сопротивление (включая периферические цепи) в Mω	от 100 до 200 1 6 В Pack	от 200 до 300 1 Блок 6 В	<100 1 Блок 12 В	от 150 до 250 1 7.2V Pack	от 200 до 300	от 200 до 300 1 7.2V Pack	от 200 до 2000	от 200 до 2000 8 1 6V Pack
Exply Embize	1500 8 2	300 до 500 2,3	200 до 300	2	500 до 1000	500 до 1000 3	от 30 до 500	50 8 3 (до 50%)
Быстрое время зарядки	1H Типичный	2-4H	8-16H	2-4H	2-4H	2-4H	2-4H
умеренные	Low	Высокий	Низко	низкий	MODET
20% 4	30% 4	5%	10% 5	~ 10% 5	0.3%
сотовый напряжение (номинальный)	1.25V 6	1.25V 6	2V	3.6V	3.6V	1.5V
Ток нагрузки — пик — лучший результат	3 20C 1C	5C 0.5C или нижний	5C 7 0,2C	> 2C 1c или ниже	> 2C 1c или ниже	0.5C 0,2C или ниже
Рабочая температура (только для разряда)	-40-40503 60 ° C	-20 до 60 ° C	-20 до 60 ° C	-20 до 60 ° C	0 до 60 ° C	0 до 65 ° C
от 30 до 60 дней	от 30 до 90 дней	от 6 до 6 месяцев	от 3 до 6 месяцев 9	не требуется	не требуется	не требуется
Типичный аккумулятор Стоимость (только US $, ссылка)	$ 50 (7,2 В)	$ 60536 $ 25 (6 В)	$ 100 (7,2 В)	$ 100 (7,2 В)	$ 5	$ 5 (9 В)
	7 (US $) 11 9	$ 0,04	$ 0,04	$ 0.14	$ 0.29	$ 0.10-0.50
Коммерческое использование, так как	1950	1990	1970 (герметичная свинцово-кислотный)	тысячу девятьсот девяносто одна	1 999	1992

Рисунок 1 : Характеристики часто используемых перезаряжаемых батарей

1. Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи зависит от номинала элемента, типа схемы защиты и количества элементов.Схема защиты Li‑ion и Li‑polymer добавляет порядка 100 мОм.
2. Срок службы основан на регулярном обслуживании батареи. Несоблюдение периодических циклов полной разрядки может сократить срок службы в три раза.
3. Срок службы зависит от глубины разряда. Неглубокие разряды обеспечивают больше циклов, чем глубокие разряды.
4. Максимальная разрядка сразу после зарядки, затем снижается. Емкость NiCd уменьшается на 10% в первые 24 часа, а затем снижается примерно до 10% каждые 30 дней.Саморазряд увеличивается с повышением температуры.
5. Внутренние схемы защиты обычно потребляют 3% накопленной энергии в месяц.
6. 1,25 В — напряжение открытой ячейки. 1,2 В — обычно используемое значение. Между ячейками нет разницы; это просто метод оценки.
7. Выдерживает импульсы сильного тока.
8. Применяется только для разгрузки; диапазон температур заряда более ограничен.
9. Техническое обслуживание может осуществляться в форме «выравнивающей» или «доливочной» платы.
10. Стоимость батареи для имеющихся в продаже портативных устройств.
11. Получено путем деления цены батареи на срок службы. Не включает стоимость электроэнергии и зарядных устройств.

Наблюдение: Интересно отметить, что NiCd имеет самое короткое время заряда, обеспечивает самый высокий ток нагрузки и предлагает самую низкую общую стоимость за цикл, но предъявляет самые высокие требования к обслуживанию.

Никель-кадмиевая (NiCd) батарея

NiCd предпочитает быструю зарядку медленной и импульсную зарядку зарядке постоянным током.Все другие химические вещества предпочитают неглубокий разряд и умеренные токи нагрузки. NiCd — надежный и бесшумный; каторжный труд не представляет проблемы. Фактически, NiCd — единственный тип батареи, который хорошо работает в суровых условиях эксплуатации. Он не любит, когда его балуют, сидя в зарядном устройстве в течение нескольких дней и используя только изредка в течение коротких периодов времени. Периодическая полная разрядка настолько важна, что, если ее не выполнять, на пластинах ячеек (также называемых памятью ) образуются большие кристаллы, и NiCd постепенно теряет свои характеристики.

Среди перезаряжаемых аккумуляторов NiCd остается популярным выбором для таких приложений, как двусторонняя радиосвязь, оборудование для неотложной медицинской помощи и электроинструменты. Аккумуляторы с более высокой плотностью энергии и менее токсичными металлами вызывают переход от NiCd к более новым технологиям.

Преимущества и недостатки NiCd батарей
Преимущества	Быстрая и простая зарядка — даже после длительного хранения. Большое количество циклов заряда/разряда — при правильном обслуживании NiCd обеспечивает более 1000 циклов заряда/разряда. Хорошая нагрузочная способность — NiCd позволяет заряжать аккумулятор при низких температурах. Длительный срок хранения – в любом состоянии заряда. Простое хранение и транспортировка — большинство авиаперевозчиков принимают NiCd без особых условий. Хорошие характеристики при низких температурах. Прощение за оскорбления — NiCd — одна из самых прочных аккумуляторных батарей. Экономичная цена — NiCd является самой дешевой батареей с точки зрения затрат на цикл. Доступны различные размеры и варианты исполнения — большинство NiCd элементов имеют цилиндрическую форму.
Ограничения	Относительно низкая плотность энергии — по сравнению с более новыми системами. Эффект памяти — NiCd необходимо периодически тренировать, чтобы предотвратить память. Экологически безвреден — NiCd содержит токсичные металлы.Некоторые страны ограничивают использование NiCd аккумуляторов. Имеет относительно высокий саморазряд — требует подзарядки после хранения. Рис. 2. Преимущества и ограничения NiCd аккумуляторов. Никель-металл-гидридная (NiMH) батарея Исследования системы NiMH начались в 1970-х годах как средство обнаружения способа хранения водорода для никель-водородной батареи .Сегодня никель-водородные батареи в основном используются для спутниковых приложений. Они громоздки, содержат стальные канистры высокого давления и стоят тысячи долларов за элемент. В первые дни экспериментов с NiMH аккумуляторами сплавы гидридов металлов были нестабильны в окружающей среде элемента, и желаемые рабочие характеристики не могли быть достигнуты. В результате развитие NiMH замедлилось. В 1980-х годах были разработаны новые гидридные сплавы, которые были достаточно стабильны для использования в ячейке.С конца 1980-х NiMH неуклонно совершенствуется. Успех NiMH был обусловлен высокой плотностью энергии и использованием экологически чистых металлов. Современный NiMH предлагает до 40 процентов более высокую плотность энергии по сравнению с NiCd. Существует потенциал для еще более высоких мощностей, но не без некоторых негативных побочных эффектов. NiMH менее долговечен, чем NiCd. Циклирование под большой нагрузкой и хранение при высокой температуре сокращают срок службы. NiMH страдает от высокого саморазряда, который значительно выше, чем у NiCd. NiMH заменяет NiCd на таких рынках, как беспроводная связь и мобильные компьютеры. Во многих частях мира покупателю рекомендуется использовать батареи NiMH, а не NiCd. Это связано с заботой об окружающей среде о небрежной утилизации отработанной батареи. Эксперты согласны с тем, что NiMH значительно улучшились за эти годы, но ограничения остаются. Большинство недостатков характерны для технологии на основе никеля и присущи никель-кадмиевой батарее. Общепризнанно, что NiMH — это промежуточный шаг к технологии литиевых батарей. 90 476
Преимущества и ограничения NiMH батарей
Преимущества	Емкость на 30–40 % выше, чем у стандартного NiCd. NiMH имеет потенциал для еще более высокой плотности энергии. Меньше памяти, чем NiCd.Периодические циклы упражнений требуются реже. Простота хранения и транспортировки — условия транспортировки не подлежат нормативному контролю. Экологически чистый — содержит только легкие токсины; выгодно для вторичной переработки.
Ограничения	Ограниченный срок службы — при многократном глубоком циклировании, особенно при высоких токах нагрузки, характеристики начинают ухудшаться после 200–300 циклов. Предпочтительны циклы поверхностной, а не глубокой разрядки. Ограниченный ток разряда — хотя никель-металлгидридные аккумуляторы способны обеспечивать высокие разрядные токи, повторные разряды с высокими токами нагрузки сокращают срок службы аккумулятора. Наилучшие результаты достигаются при токах нагрузки от 0,2°C до 0,5°C (от одной пятой до половины номинальной емкости). Требуется более сложный алгоритм зарядки — NiMH выделяет больше тепла во время зарядки и требует больше времени для зарядки, чем NiCd. Капельный заряд имеет решающее значение и должен тщательно контролироваться. Высокий саморазряд — у NiMH саморазряд примерно на 50% выше, чем у NiCd. Новые химические добавки улучшают саморазряд, но за счет меньшей плотности энергии. Производительность снижается при хранении при повышенных температурах — NiMH следует хранить в прохладном месте и при уровне заряда около 40 процентов. Высокий уровень обслуживания — батарея требует регулярной полной разрядки для предотвращения образования кристаллов. Примерно на 20 процентов дороже, чем NiCd — NiMH батареи, рассчитанные на высокое потребление тока, стоят дороже, чем обычная версия.
9

Рисунок 3: Преимущества и ограничения NIMH Battery

Аккумулятор свинцовой кислоты

, придуманный французским врачом Gaston Planté в 1859 году, свинец кислота первая перезаряжаемая батарея для коммерческого использования. Сегодня залитые свинцово-кислотные аккумуляторы используются в автомобилях, вилочных погрузчиках и крупных системах бесперебойного питания (ИБП).

В середине 1970-х исследователи разработали необслуживаемую свинцово-кислотную батарею, которая могла работать в любом положении.Жидкий электролит трансформировался в увлажненные сепараторы, и корпус был герметизирован. Были добавлены предохранительные клапаны для выпуска газа во время заряда и разряда.

В связи с различными приложениями появилось два обозначения аккумуляторов. Это небольшие герметичные свинцово-кислотные (SLA), также известные под торговой маркой Gelcell, и свинцово-кислотные с большим клапаном (VRLA). Технически обе батареи одинаковы. (Инженеры могут возразить, что слово «герметичная свинцово-кислотная» является неправильным, поскольку ни одна свинцово-кислотная батарея не может быть полностью герметизирована.) Поскольку мы делаем упор на портативные аккумуляторы, мы ориентируемся на SLA.

В отличие от залитых свинцово-кислотных аккумуляторов, как SLA, так и VRLA имеют низкий потенциал перенапряжения, чтобы предотвратить достижение аккумулятором своего газообразующего потенциала во время зарядки. Избыточная зарядка может вызвать газообразование и истощение воды. Следовательно, эти батареи никогда не могут быть полностью заряжены.

Свинцово-кислотный запоминающему устройству не подлежит. Если оставить батарею на подзарядке в течение длительного времени, это не приведет к ее повреждению.Сохранение заряда аккумулятора является лучшим среди перезаряжаемых аккумуляторов. В то время как NiCd саморазряжается примерно на 40 процентов накопленной энергии за три месяца, SLA саморазряжается на такое же количество энергии за один год. Купить SLA относительно недорого, но эксплуатационные расходы могут быть выше, чем у NiCd, если требуются полные циклы на повторяющейся основе.

SLA не поддерживает быструю зарядку — обычное время зарядки составляет от 8 до 16 часов. SLA всегда должен храниться в заряженном состоянии.Если оставить аккумулятор в разряженном состоянии, это приведет к сульфатации, состоянию, из-за которого аккумулятор будет трудно, а то и невозможно перезарядить.

В отличие от NiCd, SLA не любит глубокого циклирования. Полный разряд вызывает дополнительную нагрузку, и каждый цикл лишает батарею небольшого количества емкости. Эта характеристика износа в той или иной степени применима и к другим химическим элементам аккумуляторов. Чтобы предотвратить нагрузку на аккумулятор из-за повторяющихся глубоких разрядов, рекомендуется использовать аккумулятор SLA большей емкости.

В зависимости от глубины разряда и рабочей температуры SLA обеспечивает от 200 до 300 циклов разрядки/зарядки. Основной причиной его относительно короткого срока службы является коррозия сетки положительного электрода, истощение активного материала и расширение положительных пластин. Эти изменения наиболее распространены при более высоких рабочих температурах. Велоспорт не предотвращает и не обращает вспять тенденцию.

Оптимальная рабочая температура для аккумуляторов SLA и VRLA составляет 25°C (77°F).Как правило, повышение температуры на каждые 8°C (15°F) сокращает срок службы батареи вдвое. VRLA, срок службы которых составляет 10 лет при температуре 25°C, будет годен только в течение 5 лет при эксплуатации при температуре 33°C (95°F). Та же батарея прослужит чуть больше года при температуре 42°C (107°F).

Среди современных перезаряжаемых аккумуляторов семейство свинцово-кислотных аккумуляторов имеет самую низкую плотность энергии, что делает их непригодными для портативных устройств, требующих компактных размеров. Кроме того, производительность при низких температурах оставляет желать лучшего.

SLA рассчитан на 5-часовой разряд или 0,2°C. Некоторые аккумуляторы даже рассчитаны на медленный 20-часовой разряд. Более длительное время разрядки дает более высокие показания емкости. SLA хорошо работает при высоких импульсных токах. Во время этих импульсов скорость разряда может значительно превышать 1C.

С точки зрения утилизации SLA менее вреден, чем никель-кадмиевый аккумулятор, но высокое содержание свинца делает SLA небезопасным для окружающей среды.

+

Преимущества и ограничения свинцово-кислотных батарей
Преимущества	Недорогой и простой в производстве — с точки зрения стоимости ватт-часов SLA является наименее дорогим. Зрелая, надежная и хорошо изученная технология — при правильном использовании SLA долговечна и обеспечивает надежное обслуживание. Низкий саморазряд — скорость саморазряда является одной из самых низких среди аккумуляторных систем. Низкая потребность в обслуживании — без памяти; нет электролита для заливки. Высокая скорость разряда.
Ограничения	Нельзя хранить в разряженном состоянии. Низкая плотность энергии — низкое соотношение веса и плотности энергии ограничивает использование в стационарных и колесных приложениях. Допускает только ограниченное количество циклов полной разрядки — хорошо подходит для резервных приложений, требующих лишь редких глубоких разрядов. Неблагоприятно для окружающей среды — электролит и содержащийся в нем свинец могут нанести ущерб окружающей среде. Ограничения на транспортировку залитой свинцовой кислоты — существуют экологические проблемы, связанные с утечкой в ​​случае аварии. Тепловой разгон может произойти при неправильной зарядке. Рис. 4. Преимущества и недостатки свинцово-кислотных аккумуляторов. Литий-ионная батарея Пионерская работа с литиевой батареей началась в 1912 году под руководством Г.Н. Льюисом, но только в начале 1970-х годов в продажу поступили первые неперезаряжаемые литиевые батареи.Литий — самый легкий из всех металлов, обладает самым большим электрохимическим потенциалом и обеспечивает наибольшую плотность энергии на единицу веса. Попытки разработать перезаряжаемые литиевые батареи последовали в 1980-х годах, но потерпели неудачу из-за проблем с безопасностью. Из-за присущей металлическому литию нестабильности, особенно во время зарядки, исследования переместились на неметаллическую литиевую батарею с использованием ионов лития. Хотя плотность энергии немного ниже, чем у металлического лития, литий-ионный аккумулятор безопасен при соблюдении определенных мер предосторожности при зарядке и разрядке.В 1991 году корпорация Sony выпустила на рынок первый литий-ионный аккумулятор. Другие производители последовали их примеру. На сегодняшний день литий-ионный аккумулятор является самым быстрорастущим и наиболее многообещающим химическим аккумулятором. Плотность энергии Li‑ion обычно в два раза выше, чем у стандартного NiCd. Улучшения в электродных активных материалах могут увеличить плотность энергии почти в три раза по сравнению с NiCd. В дополнение к высокой емкости нагрузочные характеристики достаточно хороши и ведут себя аналогично NiCd с точки зрения характеристик разряда (аналогичная форма профиля разряда, но другое напряжение).Плоская кривая разряда обеспечивает эффективное использование накопленной мощности в желаемом спектре напряжения. Высокое напряжение элемента позволяет использовать аккумуляторы только с одним элементом. Большинство современных мобильных телефонов работают на одной ячейке, что упрощает конструкцию батареи. Для поддержания той же мощности потребляются более высокие токи. Низкое сопротивление ячейки важно для обеспечения неограниченного протекания тока во время импульсов нагрузки. Литий-ионная батарея не требует особого обслуживания, и это преимущество, на которое не может претендовать большинство других химических элементов.Память отсутствует, и циклы по расписанию не требуются для продления срока службы батареи. Кроме того, саморазряд в два раза меньше, чем у NiCd, что делает литий-ионные аккумуляторы хорошо подходящими для современных приборов для измерения уровня топлива. Литий-ионные аккумуляторы не причиняют особого вреда при утилизации. Несмотря на общие преимущества, литий-ионный аккумулятор имеет и недостатки. Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. Встроенная в каждую батарею схема защиты ограничивает пиковое напряжение каждого элемента во время зарядки и предотвращает слишком низкое падение напряжения элемента при разряде.Кроме того, температура ячейки контролируется для предотвращения экстремальных температур. Максимальный зарядный и разрядный ток ограничен от 1C до 2C. При соблюдении этих мер предосторожности возможность образования металлического лития из-за перезарядки практически исключена. Старение является проблемой для большинства литий-ионных аккумуляторов, и многие производители хранят молчание по этому поводу. Некоторое ухудшение емкости заметно через год, независимо от того, используется батарея или нет. В течение двух или, возможно, трех лет батарея часто выходит из строя.Следует отметить, что другие химические вещества также имеют возрастные дегенеративные эффекты. Это особенно верно для NiMH, если они подвергаются воздействию высоких температур окружающей среды. Хранение аккумулятора в прохладном месте замедляет процесс старения литий-ионного (и других химических элементов). Производители рекомендуют температуру хранения 15°C (59°F). Кроме того, во время хранения аккумулятор должен быть частично заряжен. Производители постоянно совершенствуют химический состав литий-ионного аккумулятора. Новые и улучшенные химические комбинации вводятся каждые шесть месяцев или около того.При таком быстром прогрессе трудно оценить, насколько хорошо будет стареть обновленная батарея. Наиболее экономичным литий-ионным аккумулятором с точки зрения соотношения стоимости и энергии является цилиндрический элемент 18650. Эта ячейка используется для мобильных вычислений и других приложений, не требующих сверхтонкой геометрии. Если требуется более тонкий аккумулятор (тоньше 18 мм), лучшим выбором будет призматический литий-ионный аккумулятор. Прироста плотности энергии по сравнению с 18650 нет, однако стоимость получения той же энергии может удвоиться. Для сверхтонкой геометрии (менее 4 мм) единственным выбором является литий-ионный полимер. Это самая дорогая система с точки зрения соотношения стоимости и энергии. Нет прироста плотности энергии, а долговечность уступает прочной ячейке 18560. +19 Преимущества и ограничения литий-ионных батарей Преимущества Высокая плотность энергии — потенциал для еще большей производительности. Относительно низкий саморазряд — саморазряд вдвое меньше, чем у NiCd и NiMH. Low Maintenance — периодическая разрядка не требуется; нет памяти. Ограничения Требуется схема защиты — схема защиты ограничивает напряжение и ток. Батарея безопасна, если ее не спровоцировать. Подвержен старению, даже если он не используется — хранение аккумулятора в прохладном месте и при 40-процентном уровне заряда уменьшает эффект старения. Умеренный разрядный ток. В соответствии с правилами перевозки — отгрузка больших партий литий-ионных аккумуляторов может подлежать регулирующему контролю. Это ограничение не распространяется на аккумуляторы ручной клади. Дорого в производстве — примерно на 40 процентов дороже, чем NiCd. Более совершенные технологии производства и замена редких металлов более дешевыми альтернативами, вероятно, снизят цену. Не полностью созревшие — изменения в сочетаниях металлов и химических веществ влияют на результаты испытаний батарей, особенно при использовании некоторых быстрых методов испытаний.

Рисунок 5: Преимущества и ограничения литий-ионных аккумуляторов

Литий-полимерный аккумулятор

Литий-полимер дифференцируется из других батарейных систем в тип используемого электролита. В оригинальной конструкции, относящейся к 1970-м годам, используется сухой твердый полимерный электролит. Этот электролит напоминает пластиковую пленку, которая не проводит электричество, но допускает обмен ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов).Полимерный электролит заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.

Конструкция из сухого полимера обеспечивает упрощение изготовления, прочность, безопасность и геометрию тонкого профиля. Нет опасности воспламенения, поскольку не используется жидкий или гелеобразный электролит. Толщина ячейки составляет всего один миллиметр (0,039 дюйма), поэтому конструкторы оборудования предоставлены своему собственному воображению с точки зрения формы, формы и размера.

К сожалению, сухой литий-полимер имеет плохую проводимость.Внутреннее сопротивление слишком велико и не может обеспечить импульсы тока, необходимые для современных устройств связи и раскрутки жестких дисков мобильного вычислительного оборудования. Нагрев ячейки до 60°C (140°F) и выше увеличивает проводимость, но это требование не подходит для портативных приложений.

Чтобы сделать маленькую литий-полимерную батарею электропроводной, в нее было добавлено немного гелеобразного электролита. Большинство коммерческих литий-полимерных аккумуляторов, используемых сегодня для мобильных телефонов, являются гибридными и содержат гелеобразный электролит.Правильный термин для этой системы – литий-ионный полимер . Из рекламных соображений большинство производителей аккумуляторов маркируют их просто как Li-polymer . Поскольку гибридный литий-полимерный аккумулятор на сегодняшний день является единственной функционирующей полимерной батареей для портативного использования, мы сосредоточимся на этом химическом составе.

С добавлением гелеобразного электролита, в чем тогда разница между классическим литий-ионным и литий-ионным полимером? Хотя характеристики и производительность этих двух систем очень похожи, литий-ионный полимер уникален тем, что твердый электролит заменяет пористый сепаратор.Гелеобразный электролит просто добавляется для повышения ионной проводимости.

Технические трудности и задержки в массовом производстве отложили внедрение литий-ионных полимерных аккумуляторов. Кроме того, обещанное превосходство литий-ионного полимера до сих пор не реализовано. Никаких улучшений в приросте емкости не достигается — фактически емкость чуть меньше, чем у стандартной литий-ионной батареи. На данный момент преимущества в цене нет. Основной причиной перехода на литий-ионный полимер является форм-фактор.Это позволяет использовать тонкую геометрию, стиль, который востребован в высококонкурентной индустрии мобильных телефонов.

+

90 509

Преимущества и ограничения Li-литиевые полимерные батареи

Преимущества

Очень низкий профиль — возможны батареи, которые по форме напоминают кредитную карту.

Гибкий форм-фактор — производители не привязаны к стандартным форматам ячеек. При больших объемах любой разумный размер может быть произведен экономично.

Легкий вес – гелеобразные, а не жидкие электролиты позволяют упростить упаковку, в некоторых случаях устраняя металлическую оболочку.

Повышенная безопасность — более устойчивы к перезарядке; меньше вероятность утечки электролита.

Ограничения

Меньшая плотность энергии и меньшее количество циклов по сравнению с литий-ионными аккумуляторами — потенциал для улучшений существует.

Дорого в производстве — после массового производства литий-ионный полимер может стать дешевле. Уменьшенная схема управления компенсирует более высокие производственные затраты.

ASUS Battery Information Center

Срок службы батареи

1. Из-за химических свойств ионов лития емкость аккумулятора постепенно снижается по мере использования.Это нормальное явление.
2. Срок службы литий-ионной батареи составляет примерно 300-500 циклов. Ожидается, что при нормальных условиях использования и температуре окружающей среды (25℃) литий-ионный аккумулятор будет нормально разряжаться и перезаряжаться в течение 300 циклов (или около одного года). После этого емкость батареи упадет до 80% от первоначальной емкости.
3. Срок службы батареи сокращается в зависимости от конструкции системы, модели, энергопотребления системы, потребления программного и рабочего программного обеспечения и параметров управления питанием.Высокие/низкие рабочие температуры и нештатные режимы работы могут привести к быстрому сокращению срока службы батареи на 60% и более в течение короткого времени.
     
4. Скорость разрядки аккумулятора зависит от работы программного обеспечения ноутбука или планшета и настроек управления питанием. Например, запуск программ с большим объемом вычислений, таких как графическое программное обеспечение, игровое программное обеспечение и воспроизведение видео, потребляет больше энергии, чем запуск обычного программного обеспечения для обработки текстов. При внешнем подключении ноутбука с заряженным аккумулятором к дополнительным устройствам USB или Thunderbolt заряд аккумулятора также будет разряжаться быстрее.

 

 

Механизмы защиты аккумулятора

1. Частая зарядка аккумулятора высоким напряжением ускорит его старение. Чтобы продлить срок службы батареи, когда батарея поддерживает 90-100% заряда после полной зарядки, система может не перезаряжаться из-за механизмов защиты батареи.

*     Емкость начала зарядки аккумулятора (%) обычно устанавливается в диапазоне 90–99 %. Фактическое значение зависит от модели.

2. Аккумуляторы, заряжаемые или хранящиеся при высокой температуре окружающей среды, могут иметь необратимое повреждение емкости и ускоренное снижение срока службы аккумуляторов.Когда температура батареи слишком высока или перегревается, зарядная способность батареи будет ограничена или даже остановится. Это часть механизмов защиты батареи системы.
3. Несмотря на то, что устройство было выключено, а адаптер переменного тока удален, система все равно потребляет небольшое энергопотребление, поэтому это нормальный сценарий, когда уровень заряда батареи все еще снижается.

 

Старение батареи

1. Аккумуляторы в основном являются расходными материалами.Литий-ионные батареи, в которых происходят непрерывные химические реакции, со временем естественным образом изнашиваются и теряют емкость.
2. После использования батареи в течение некоторого времени при некоторых условиях она немного вздувается. Это не создаст проблем с безопасностью.
3. Вздувшиеся батареи следует заменять и утилизировать надлежащим образом, хотя они не создают проблем с безопасностью. При замене вздувшихся батарей не выбрасывайте старые вздувшиеся батареи вместе с бытовыми отходами. Обратитесь в местную службу поддержки клиентов ASUS, чтобы утилизировать батареи (https://www.asus.com/support/CallUs).

 

 

Стандартный уход за аккумулятором

      1.  Если ноутбук, мобильный телефон или планшет не будут использоваться в течение длительного времени, зарядите аккумулятор до 50 %, выключите устройство и отсоедините блок питания переменного тока (адаптер). Подзаряжайте аккумулятор каждые три месяца до 50%, чтобы предотвратить повреждение аккумулятора из-за чрезмерного разряда из-за длительного хранения без использования.

2. Если для ноутбуков, сотовых телефонов или планшетов постоянно используется блок питания переменного тока, пользователь должен разряжать аккумулятор до 50 % не реже одного раза в две недели, чтобы освободить аккумулятор от постоянного высокого напряжения, которое может сократить срок службы аккумулятора.Пользователи ноутбуков могут продлить срок службы батареи с помощью программного обеспечения ASUS Battery Health Charging.

      3.  Лучшими условиями хранения аккумуляторов являются температура окружающей среды от 10°C до 35°C (50°F — 95°F), поддержание заряда на уровне 50% и продление срока службы аккумулятора с помощью программного обеспечения ASUS Battery Health Charging.

      4.  Избегайте хранения аккумуляторов во влажных условиях, которые могут привести к повышенному разряду аккумуляторов. Слишком низкие температуры ухудшат внутренние химические вещества батареи, в то время как батареи со слишком высокими температурами подвержены риску взрыва.

     5.  Не размещайте компьютер, мобильный телефон или аккумулятор рядом с радиаторами, каминами, печами, электронагревателями или другим тепловырабатывающим оборудованием вблизи источников тепла с температурой выше 60 ℃ (140 °F). Перегрев батареи может привести к ее взрыву или протечке, что может привести к пожару.

    6. Поскольку в ноутбуках используется встроенный аккумулятор, он не будет питаться, если компьютер не использовался или не заряжался, а затем время и настройки BIOS возвращаются к значениям по умолчанию. Если вы не будете использовать компьютер в течение длительного времени, заряжайте аккумулятор раз в месяц.

 

 

Настройки оптимизации батареи

Пользователи могут оставлять трансформаторы подключенными к ноутбукам, сотовым телефонам или планшетам во время использования, в результате чего батареи остаются под высоким зарядом, что может сократить срок службы батарей. Чтобы защитить батарею при таком использовании, пользователи ноутбуков могут продлить срок службы батареи с помощью программного обеспечения ASUS Battery Health Charging.

ASUS Battery Health Зарядка: введение

https://www.asus.com/support/FAQ/1032726/

Модели, выпущенные в четвертом квартале 2017 г., включают это приложение

 

 

Правила гарантии на аккумулятор ASUS

1. ASUS предоставляет гарантию на батареи, которая распространяется на следующие случаи:
   • В течение гарантийного срока на батарею (дату гарантии на батарею см. в гарантийном талоне продукта), если из-за отказа батареи машина перестанет загружаться, нерегулярно перезагружается/выключается сама по себе или нерегулярно отключается, мы заменим вашу батарею на ты.
   • В течение гарантийного срока батареи, если батарея не держит заряд, или если система не может обнаружить батарею, продолжает отображать «пожалуйста, замените батарею» или если индикатор зарядки мигает ошибочно (т. е. батарея не может нормально заряжаться), мы обменяет вашу батарею для вас.
2. Гарантия не распространяется на повреждения, вызванные следующими причинами.
   • Снижение производительности из-за нормального снижения
   • Неисправности и повреждения из-за самостоятельного или неоригинального ремонта, разборки и повторной сборки, несанкционированных изменений спецификаций или неоригинальных запасных частей.
   • Наклейка с серийным номером продукта компании или гарантийный идентификационный номер повреждены или неразборчивы, или невозможно предоставить чек в качестве доказательства покупки. Чтобы защитить свои права, не удаляйте заводскую наклейку с серийным номером и сохраняйте чек о покупке!
   • Повреждение внутренней проводки/разъемов аккумулятора влагой или сильное окисление и ржавчина электронных частей из-за просачивания жидкости.
   • Другое нестандартное использование

 

Знакомство с батареей ASUS

Литий-ионный аккумулятор

Преимущества литий-ионных аккумуляторов включают высокую плотность энергии, большую мощность, малый вес, большой срок службы, отсутствие эффекта памяти и быструю зарядку.