Емкость аккумулятора

Стандартная современная 12-вольтовая автомобильная аккумуляторная батарея выполнена из шести последовательно соединенных между собой блоков разноименно заряженных пластин, каждый из которых и представляет собой простейший аккумулятор с выходным напряжением около 2 вольт. Положительно заряженная пластина (электрод) представляет собой свинцовую решетку с активной массой из двуокиси свинца (PbO₂), а электрод со знаком минус — решетку с активной массой из губчатого свинца (Pb). Полублоки разноименно заряженных пластин вставляются друг в друга. Во избежание возникновения короткого замыкания между пластинами, их разделяют пористыми сепараторами из изоляционного материала. Собранные блоки помещаются в корпус и заливаются электролитом (раствором серной кислоты плотностью 1,27-1,29 г/см³). Полюса (баретки) крайних элементов соединяются с расположенными снаружи корпуса контактными выводами — борнами.

Если к аккумулятору подключить нагрузку, то свинцовые пластины с активной массой, электролит и нагрузка образуют замкнутую цепь.

— на положительной пластине: PbO₂ + H₂SO₄ = PbSO₄ + H₂O + 2e;

— на отрицательной пластине: Pb + H

Количество запасаемой аккумулятором энергии (емкость акб) определяется объемом активной массы и электролита.

Поскольку автомобильная 12-вольтовая аккумуляторная батарея состоит из шести аккумуляторных элементов, соединенных в батарею последовательно, то по сути устройство, в повседневном обиходе называемое «аккумулятор», на самом деле — батарея из нескольких аккумуляторов.

Впервые серийно аккумуляторные батареи стали устанавливать на автомобили Cadillac в 1912 г. На первых автомобилях аккумуляторные батареи были снимаемые, т. к. из-за отсутствия бортового генератора после разряда их приходилось подзаряжать от внешнего источника тока.

В автомобиле аккумуляторная батарея выполняет три функции: во-первых, запускает двигатель, во-вторых, питает бортовые электрические устройства в то время, когда двигатель не работает, и, наконец, при работающем двигателе помогает генератору, когда тот не справляется с нагрузкой в бортовой электрической сети.

Выбрать аккумулятор по емкости вы можете на этой странице нашего сайта.

Как самостоятельно поднять плотность электролита АКБ? — Иксора

Вне зависимости от сезона и погодных условий можно столкнуться с проблемой в работе аккумуляторной батареи автомобиля. При потере аккумулятором заряда, многие водители используют термин «плотность аккумулятора», подразумевая под ним плотность электролита, залитого в сам источник питания. Это показателя плотности электролита зависит работа самого АКБ, его возможность к подзарядке и сохранению энергии.

АКБ может разрядиться по многим причинам. Чаще всего это происходит по невнимательности водителя, оставившего фары или аудиосистему работающими при выключенном зажигании.

Полностью разрядившуюся аккумуляторную батарею часто невозможно зарядить, если проблема является следствием снижения плотности залитого в устройство электролита.

Почему снижается плотность электролита?

Электролит АКБ представляет собой смесь дистиллированной воды, объем которой составляет около 65% от общего объема раствора, и серной кислоты (объем составляет около 35%). Рабочая жидкость является катализатором электрохимического процесса и заставляет работать АКБ. Электролит также обладает определенной плотностью, которая в зависимости от объема заряда батареи может повышаться или снижаться.

Многие автовладельцы для поддержания объема электролита на оптимальном уровне доливают внутрь батареи дистиллированную воду. Подобные действия приводят к изменению плотности раствора. Дело в том, что при заливе дистиллированной воды и последующей подзарядке батареи электролит выкипает, и плотность раствора снижается. Если показатель плотности падает до критического значения, автомобиль уже не получится завести. Для решения проблемы необходимо повысить плотность раствора электролита в аккумуляторной батарее.

Как повысить плотность электролита в АКБ?

Плотность раствора электролита в АКБ возможно повысить своими силами, без обращения в автосервис. Перед началом работ следует провести предварительную подготовку:

• подготовьте емкости для слива части электролита из АКБ;
• также нужны перчатки, защитные очки и одежда, которые защитят от попадания на кожу серной кислоты;
• подготовьте инструменты, которые понадобятся в работе: ареометр, клизма-груша, мерный стакан, воронка;
• дополнительно потребуются расходные материалы: дистиллированная вода, аккумуляторная кислота или уже готовый электролит.

Для того, чтобы поднять плотность электролита в АКБ, потребуется полностью заменить раствор. Для выполнения процедуры, следуйте нашим инструкциям. Обратите внимание на то, что заменить электролит возможно только в аккумуляторах разборного типа.

1. Снимите АКБ с автомобиля.
2. Снимите защиту аккумулятора, открутите пробки с банок.
3. С помощью клизмы выкачайте старый электролит из аккумулятора через отверстие одной из банок.
4. Прочистите пластины аккумулятора от остатков электролита с помощью дистиллированной воды. Для этого залейте воду в каждую банку АКБ, протрясите батарею с водой внутри и слейте раствор.
5. Приступайте к заливу нового электролита. Процедура значительно проще, если вы приобрели уже готовый раствор, его достаточно залить с помощью воронки до отмеченных границ в каждую банку. Если вы покупали отдельно дистиллированную воду и аккумуляторную кислоту, необходимо предварительно подготовить раствор с плотностью 1,27-1,28 гр/см. куб.
6. Закройте банки и приступите к подзарядке батареи по циклу «зарядка-разрядка» при силе тока не более 0,1 Ампер до момента пока плотность электролита не достигнет рабочих значений. АКБ можно начинать использовать после того, как на концах клемм появится значение в 14 Вольт.

Необходимо с осторожностью подходить к процессу самостоятельной замены электролита в АКБ и соблюдать все меры предосторожности. Раствор электролита вреден не только при попадании на кожу, но и при попадании в дыхательные пути, поэтому проводите процедуру только в хорошо проветриваемых помещениях.

В магазине IXORA вы можете найти АКБ, который подходит именно вашему автомобилю. Квалифицированные менеджеры обязательно помогут сделать правильный выбор, ответят на все ваши вопросы. Обращайтесь, это выгодно и удобно.   

Полезная информация:

Получить профессиональную консультацию при подборе товара можно, позвонив по телефону 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Уровень электролита в акб должен быть на мм выше пластин

как определить и каким должен быть

Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 406 Опубликовано 11.05.2020

При использовании батареи важно знать, какой уровень электролита должен быть в аккумуляторе, для обеспечения ему комфортных эксплуатационных условий.

Что такое электролит

Электролит – жидкость, способствующая аккумулированию энергии в батарее и представляющая собой раствор серной кислоты (в кислотных АКБ) или соль металлов, растворённую в дистиллированной воде (щелочные АКБ).

Будучи одним из основных компонентов батареи, электролит обладает электропроводящими свойствами, причём от его качества зависит производительность и срок работы аккумулятора. Согласно принципу работы АКБ, по окончании зарядки в электролите сохраняется энергия, это основная функция раствора. Кроме этого электролит используют непосредственно при изготовлении источников тока, с их помощью вводят в эксплуатацию сухозаряженные батареи, восстанавливают аккумуляторы.

Какой уровень электролита должен быть в аккумуляторе

От уровня электролита в аккумуляторе напрямую зависит его работоспособность, недостаток или переизбыток жидкости послужит причиной поломок. Чтобы узнать, какое значение является оптимальным, нужно знать ёмкость батареи. Так, при ёмкости 60 А∙ч нормальный объём жидкости в аккумуляторе составляет от 2,7 до 3 литров, а при 75 А∙ч – от 3,7 до 4 литров.

Проверить количество раствора можно по отметкам «min» и «max» на корпусе – оптимальное значение пребывает между двух границ. Однако этот способ проверки неудобный, так как корпус непрозрачный и, посмотрев внутрь банки через открытую пробку, сложно что-либо увидеть.

Существует более простой метод измерения, осуществляемый в бытовых условиях. Чтобы его воссоздать, необходимо вставить в банку аккумулятора прозрачную трубочку с не запаянными концами вплоть до её соприкосновения с пластинами. Далее, зажав свободный конец трубки, устройство нужно извлечь и, продолжая закрывать другой край трубки, с помощью линейки измерить уровень втянувшейся жидкости. Значение от 10 до 15 мм является нормальным. То есть, уровень электролита должен располагаться над пластинами на 1-1,5 см.

СПРАВКА: для измерения подойдёт корпус любой канцелярской ручки.

Помимо объёма электролита, важно знать его плотность, её значение тоже влияет на работу устройства. Величина этого параметра влияет на температуру замерзания электролита в аккумуляторе, а также период годности самой АКБ. Так, например, при повышенной концентрации серной кислоты (если рассматривать кислотные батареи), источник прослужит меньшее время, чем предусмотрено его производителем. А пониженное значение плотности сделает жидкость слишком восприимчивой к температуре, и она застынет уже при минус пяти градусах по Цельсию.

Плотность определить можно ареометром, нормальное значение показателя должно лежать в пределах от 1,27 до 1,29 г/см

СПРАВКА: до осуществления замеров значений плотности и уровня электролита необходимо АКБ зарядить.

Причины изменения уровня электролита в АКБ

По прошествии времени в АКБ уменьшается объём жидкости. Это происходит в любом аккумуляторе, даже в тех, которые не требуют регулярного наблюдения и обслуживания. Зачастую при уменьшении количества электролита увеличивается концентрация химического вещества из-за испарения воды.

Причины изменения заключаются в следующем:

1. Трещины в корпусе. Выяснить их наличие можно, просто убрав батарею с привычного места и увидев подтёки или лужу. Повреждённый корпус подлежит спаиванию или заклеиванию трещин, однако обычно АКБ просто заменяют.
2. Вытекание через крышку или отверстия, через которые выходят пары жидкости и газы. Это может произойти во время демонтажа батареи или в условиях сильной вибрации, например, во время поездки по бездорожью.
3. Испарение воды. Очевидное изменение плотности вследствие работы батареи при жаре или же в случае, когда аккумулятор установлен в непосредственной близости от разогретых элементов двигателя.
4. Гидролиз воды. Естественный процесс при зарядке АКБ высокими токами, в течение которого часть поступающей энергии уходит на разложение воды. Заметить это можно по характерному бульканью жидкости в батареи или её кипению.

Почему важно отслеживать уровень электролита

Отклонение значения объёма электролита в источнике тока от нормы может существенно повлиять на его работоспособность. Так, недостаток жидкости говорит об испарении воды и, следовательно, повышении концентрации кислоты. В связи с этим происходит процесс кристаллизации и окисления пластин, что увеличивает сопротивление внутри батареи.

Если снижение уровня раствора произошло до такой степени, что заметны верхние части пластин, в процессе зарядки это может привести к их сильному разогреву и осыпанию через 3-6 месяцев использования.

Когда электролита в банке батареи не хватает, чтобы закрыть пластины, ёмкости аккумулятора может быть недостаточно для его работы.

Высокий уровень жидкости в аккумуляторе может так же навредить работе устройства. Обычно увеличение объёма жидкости сопровождается уменьшением плотности. Это происходит, если пользователь при заправке аккумулятора не соблюдает водный баланс. При отклонении от нормы плотности температурный диапазон работоспособности заметно снижается, и электролит может замёрзнуть при небольших минусовых температурах. Если батарея эксплуатируется в зимний период года и жидкость внутри застынет, корпус может разрушиться, и АКБ придётся заменить.

Что делать, если уровень электролита низкий или высокий

Если после замера количества жидкости определилось, что объём превышает значение нормы, лишний электролит нужно извлечь, например, откачать спринцовочной грушей.

Если раствора не хватает, требуется увеличить его объём. Однако изначально важно определить плотность, чтобы не допустить непреднамеренного вредительства работоспособности батареи.

Отмечено, что плотность может принимать значения от 1,27 до 1,29 г/см³. Если при замере ареометр показал цифры, меньшие нижней отметки предела, то нужно увеличить концентрацию химического вещества, добавив электролит. В обратном случае – дистиллированную воду.

проверка и восстановление, контроль состояния АКБ

Современный автомобиль представлен сочетанием огромного количества различной электроники. Питание всего электрооборудования при движении проходит от установленного генератора. На момент, когда двигатель не работает, источником питания становится аккумуляторная батарея. Уровень электролита в аккумуляторе — один из наиболее важных параметров, который учитывается при эксплуатации источника питания.

Электролит в аккумуляторе

Перед тем как определить уровень электролита в аккумуляторе нужно разобраться с тем, для чего он нужен. Подобная среда создается при сочетании серной кислоты и дистиллированной воды. К ее особенностям можно отнести следующие моменты:

1. Наличие посторонних примесей в электролите не допускается. Это связано с тем, что их появление приводит к изменению плотности.
2. Кроме плотности, уделяется внимание и количеству жидкости в колодцах. Слишком низкий уровень становится причиной высыхания внутренних пластинок, за счет чего мощность аккумулятора автомобиля существенно снижается.

Слишком большое количество кислоты приводит к разъеданию верхней части конструкции, снижая герметичность корпуса. Рассматриваемый показатель автомобильного аккумулятора проверяется периодически, что позволяет избежать распространенных проблем с АКБ.

Причины падения уровня жидкости

Уровень электролита в АКБ должен быть постоянным. Количество жидкости со временем уменьшается естественным образом, после нескольких лет эксплуатации источника питания придется его заменить. Есть несколько причин быстрого уменьшения количества электролита:

1. Слишком высокое напряжение генератора. На момент пуска двигателя требуется ток высокого напряжения. После начала движения транспортного средства проводится подзарядка от генератора, который преобразует механическую энергию в электрическую. Существует довольно большое количество видов генераторов, в большинстве случаев устанавливается вариант исполнения, способный выдавать ток напряжением не более 14,4 В. Стоит учитывать, что при слишком низком показателе аккумулятор будет заряжаться слишком долго.
2. Нарушение герметичности корпуса батареи может привести к вытеканию жидкости. Как правило, корпус повреждается при сильном механическом воздействии: удар приводит к появлению трещин и вмятин.
3. Короткое замыкание практически сразу выводит АКБ из строя. Как правило, оно возникает при скрещивании двух клемм. Произвольное короткое замыкание возникает крайне редко, в большинстве случаев по причине брака конструкции.
4. Часто автолюбители проводят увеличение количества раствора путем добавления воды. Слишком высокий уровень кислоты приводит к ее выдавливанию.

Естественное снижение количества электролита происходит по причине выкипания воды. При этом кислота остается на месте из-за большей плотности.

Тестирование устройства

Точной информации о том, какой должен быть уровень электролита в аккумуляторе нет, так как все варианты исполнения обладают определенной емкостью. Проверку количества жидкости следует проводить исключительно в пожаробезопасном помещении с хорошей вентиляцией. Это связано с тем, что кислота может выделять вредный газ и быстро возгораться. Порядок действия следующий:

1. Практически все корпуса АКБ имеют пробки, которые следует выкрутить. Не рекомендуется использовать отвертку, так как ей можно повредить поверхность. При изготовлении пробок применяется полимер. Он характеризуется высокой устойчивостью к воздействию различных кислот.
2. Контроль уровня жидкости можно проверить при помощи стеклянной трубки. Она опускается в батарею через пробку.
3. На момент замера верхнюю часть трубки прикрывают пальцем. После этого она достается и проводится замер уровня жидкости.

Современные модели имеют на корпусе обозначения Min и Max. Они могут использоваться для определения уровня электролита. Нормальный показатель при использовании стеклянного стержня составляет 12−15 мм. Если при замере показатель менее 12 мм, то использовать аккумулятор категорически запрещается, так как нагрузка приведет к испарению жидкости и разрушению пластин.

Признаки неисправности

Специалисты рекомендуют проводить периодическую проверку уровня электролита, особенно при эксплуатации транспортного средства в условиях постоянной жары и засухи. Эта рекомендация связана с тем, что высокая температура окружающей среды приводит к испарению жидкости. Признаками того, что нужно проверить состояние АКБ, можно назвать:

1. Из отверстий сильно парит. Подобный признак проявляется после длительного движения, так как конструкция сильно нагревается.
2. На корпусе АКБ появляются капли жидкости. Дефекты корпуса могут привести к вытеканию или выдавливанию кислоты.
3. При эксплуатации сам аккумулятор сильно нагревается. Слишком сильный нагрев приводит к испарению жидкости и структурному разрушению пластин.

В некоторых случаях на появление проблемы указывает сложный старт двигателя. Если в летний период автомобиль не заводится, то нужно проверить состояние батареи.

Использование АКБ в неисправном состоянии

Если не учитывать, сколько электролита должно быть в аккумуляторе, и эксплуатировать его с низким уровнем жидкости, то АКБ быстро выходит из строя. При контроле требуемого уровня жидкости источник питания работает более трех лет.

Если эксплуатировать батарею при уровне жидкости менее 12 мм, то могут происходить следующие изменения:

1. Начинают страдать пластины. Отсутствие требуемого количества электролита, пластины начинают разрушаться и осыпаться.
2. Слишком большая концентрация примеси может привести к образованию мостика между несколькими пластинами. Эти мостики становятся причиной постоянных коротких замыканий.
3. Короткое замыкание разрушает внутреннюю конструкцию аккумулятора, повышает температуру жидкости и приводит к ее испарению.

Часто встречается проблема с высоким содержанием электролита. Подобная смесь представлена сочетанием кислоты и воды. Кислота при высокой концентрации начинает разъедать пластины, что также становится причиной их разрушения. При кипении жидкость начинает попадать в отверстия, предназначенные для отвода газов, после чего затвердевает и снижает их пропускную способность.

Увеличение или уменьшение количества жидкости

Если при проверке оказалось, что уровень электролита слишком высокий или низкий, то следует снять аккумулятор и решить проблему. При слишком высоком уровне снизить его можно следующим образом:

1. Для начала АКБ снимается и пробки откручиваются.
2. Берется резиновая груша. Стоит учитывать, что электролит является агрессивным химически веществом, некоторые материалы разъедаются при контакте.
3. Выкачивание проводится с соблюдением мер предосторожности. Вещество не должно попасть на открытые участки кожи.

Куда больше проблем возникает при уменьшении количества жидкости, так как повысить его достаточно сложно. К основным рекомендациям можно отнести следующие моменты:

1. Нельзя заливать готовый раствор, так как изменится показатель плотности. Проверить плотность сложно, а ее изменение негативно отражается на эксплуатационных характеристиках.
2. На момент эксплуатации испаряется исключительно жидкость, кислота остается в виде осадка, поэтому рекомендуется добавлять воду комнатной температуры.
3. Не рекомендуется использовать воду из крана, так как примеси в составе становятся причиной быстрой разрядки батареи.

Заливать воду можно только в том случае, если уровень жидкости снизился из-за вытекания или разбрызгивания. Стоит учитывать, что при повреждении или разрушении пластин даже восстановление уровня раствора не восстановит батарею. Поэтому при длительной эксплуатации источника питания приходится проводить его замену.

Определение плотности

Если с определением уровня жидкости не возникает проблем, то вот с плотностью все намного сложнее. Это связано с тем, что она может быть неоднородной и меняться в зависимости от степени износа АКБ. Плотность проводится следующим образом:

1. Для начала восстанавливается рекомендуемое количество жидкости.
2. После этого проводится полная зарядка. Для этого применяется специальное устройство, которое рекомендуется производителем батареи. При первой зарядке нужно периодически проверять аккумулятор, так как при кипении уровень раствора может резко подниматься.
3. Измерение плотности проводится при применении ареометра. Этот прибор специально придумали для определения рассматриваемого показателя.
4. После завершения зарядки АКБ ставится на ровную поверхность и все пробки откручиваются.
5. Применяемый измерительный прибор имеет резиновую грушу, с которой нужно удалить воздух перед применением. Она помещается в первую банку и нужно подождать, пока она полностью заполнится жидкостью.
6. Внутри прибора есть небольшой поплавок, а на поверхности колбы изображается цветная шкала. Если поплавок останавливается в зеленой зоне, то плотность концентрата находится на требуемом уровне.
7. При слишком низкой плотности проводится добавление концентрированного раствора. Его можно приобрести или изготовить самостоятельно. Если плотность высокая, то добавляется дистиллированная вода.

Рекомендуется проводить повторные замеры через 3−4 часа, когда плотность жидкости становится равномерной. Нельзя трясти аккумулятор для того, чтобы ускорить процесс. При достижении требуемой плотности проверяется уровень раствора, после чего он регулируется и ареометр проверяется повторно.

Приготовление раствора

Требуемый раствор можно приобрести в специализированном магазине или изготовить его своими руками. Для создания электролита потребуется:

1. Один литр дистиллированной воды. Важно использовать фильтрованную жидкость, так как даже незначительная концентрация сторонних примесей приводит к изменению плотности.
2. Серная кислота в количестве 0,36 литра. Приобрести ее можно только в специализированном магазине.

Все компоненты выливаются в пластиковую емкость, после чего перемешиваются. После этого полученный раствор закрывается крышкой и оставляется на сутки. Только после этого его можно заливать в аккумулятор для повышения показателя плотности.

Рекомендации по эксплуатации

Соблюдение некоторых рекомендаций позволяет существенно продлить срок службы АКБ. Качественное изделие может прослужить в течение нескольких лет. Основные рекомендации по эксплуатации следующие:

1. Нельзя допускать, чтобы на корпус оказывалось механическое воздействие, которое снизит его герметизацию. Поэтому АКБ нужно надежно крепить на специальном посадочном месте под капотом, хранить в помещении.
2. Если аккумулятор будет полностью разряжен два раза, то его эксплуатационные качества уже не восстановить.
3. Нельзя допускать утечку тока.
4. Генератор не должен выдавать больше 14,4 В.
5. Уровень электролита в автомобильном аккумуляторе проверяется один раз в год.

Аккумуляторы известных производителей, как правило, служат намного дольше, но при этом обходятся дороже. Если автомобиль долго не эксплуатируется, то рекомендуется отсоединить обе клеммы. Хранить ее рекомендуется при комнатной температуре, солнечные лучи не должны попадать на поверхность, так как это может привести к нагреву корпуса.

Проверяем уровень электролита в аккумуляторе

Аккумуляторная батарея — сравнительно недолговечное изделие, подлежащее замене после определенного пробега. Продлить срок службы помогает контроль уровня электролита, его плотности, уровня заряда.

Без применения особых инструментов можно контролировать только уровень электролита, чтобы проверить остальное, лучше обратиться к специалистам или обращать внимание на косвенные показатели работы электрооборудования.

Содержание статьи

Как должно быть в норме?

Свинцовый аккумулятор — перезаряжаемый источник электрического тока. Он производится уже более 100 лет, так как имеет простую конструкцию, популярен и легко производится современной промышленностью. За сотню лет он претерпел множество изменений, но даже сейчас появляются новые технологичные решения.

В основе работы аккумулятора чаще всего лежат окислительно-восстановительные реакции, происходящие между свинцовыми пластинами и раствором серной кислоты. При разрядке электроны серной кислоты связываются с атомами пористого свинца, при зарядке свинец высвобождается обратно, количество ионов в растворе кислоты повышается и плотность электролита увеличивается.

Соотношение дистилированной воды и серной кислоты в автомобильном АКБ подбирается для наиболее оптимального прохождения процессов заряда — разряда. Наилучшая плотность должна составлять 1.27 г/см³. У разряженного аккумулятора плотность значительно ниже — зимой батарея даже может замерзнуть, если будет сильно разряжена. Но в целом плотность колеблется вокруг значения в 1,27 г/см³ .

При работе внутри АКБ плотность и уровень электролита оказываются взаимосвязаны. Меньше объём электролита — выше плотность, и наоборот. Если регулярно не проверять уровень электролита, то он может стать ниже уровня свинцовых пластин.

Важно! Эксплуатация батареи с оголенными свинцовыми пластинами приведет к необратимой поломке.

Какой  уровень должен быть в норме? — Нормальный уровень электролита — 10-15 мм над свинцовыми пластинами. Его достаточно, чтобы при движении автомобиля пластины были полностью погружены в электролит. При изменении уровня электролита баланс реакций нарушается, что приводит как минимум к быстрому износу АКБ. Низкий уровень электролита почти всегда является признаком повышения плотности электролита.

Причины изменения объёма жидкости

Из-за особенностей работы аккумулятора со временем уровень и плотность электролита снижается. Это происходит практически всегда, даже в необслуживаемых батареях. В большинстве случаев со временем плотность повышается, ведь серная кислота не подвержена испарению или гидролизу, в отличие от воды. По сути, изменяется уровень воды в электролите.

Происходит это по следующим причинам:

1. Вытекание через трещины в корпусе. Диагностика проста — если место, где стояла батарея, залито электролитом или есть подтеки, значит корпус поврежден. В таком случае плотность обычно не меняется, если запаять или заклеить трещину, то возможно дальше использовать АКБ.  Но чаще предпочитают заменить батарею.
2. Вытекание при переворачивании. В крышке батареи есть отверстия для выхода паров воды и газов и пробки для проверки уровня и плотности электролита. Через них может пролиться некоторое количество электролита. Такое происходит при демонтаже АКБ или при поездках по жёсткому бездорожью. Плотность при этом не должна изменяться.
3. Естественное испарение воды. Интенсивное испарение происходит, если эксплуатировать батарею при высоких температурах — в жару летом или если аккумулятор находится близко от нагревающихся частей двигателя. Из электролита испаряется только вода и плотность в такой ситуации неизбежно повышается.
4. Гидролиз воды. Если заряжать батарею сильными токами, или при перезаряде часть энергии расходуется на гидролиз воды. Это разложение на газообразные водород и кислород — в банках аккумулятора наблюдается «бульканье» или даже кипение. Плотность буде повышаться, так как гидролиз разлагает воду а кислота останется нетронутой.

Важно! Измерять плотность и уровень нужно только после полной зарядки.

Низкий уровень отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках батареи — концентрированная кислота легко разъедает свинец и его соли оседают на пластинах и дне, сульфатируя АКБ и замыкая банки. Чтобы продлить срок службы батареи, нужно периодически контролировать плотность и уровень электролита.

Как проверить?

Правильно обслужить аккумулятор своими руками не сложно, для этого не требуется дорогостоящих приспособлений. Проверка уровня электролита — простая и незамысловатая процедура, но и тут есть свои нюансы.

Следуйте рекомендациям по проверке:

• Снимаем батарею с автомобиля. Лучше, если это произойдет через 2-3 часа после длительной поездки — аккумулятор должен быть заряжен.
• Пытаемся посмотреть уровень на просвет — это хорошо видно на светлых  корпусах, либо по прозрачной вставке в пластиковом корпусе батареи.
• Откручиваем пробки банок. Они иногда спрятаны под защитной пластинкой или наклейкой. Потребуется широкая плоская отвертка, использовать подручные средства нельзя — сорвутся грани, дальнейший доступ будет затруднен.
• Электролит виден визуально — светим внутрь отверстия фонариком, видим жидкость, на некоторых батареях, под пробками находятся специальные «язычки», которые должны быть погружены в электролит, и показывают его необходимый уровень. Если электролит не видно — используем инструментальные методы.
• Для проверки потребуется стеклянная или пластиковая трубочка (идеально подходит прозрачный корпус шариковой ручки). Вставляем ее в отверстие и упираем в пластины. Закрываем пальцем верхний конец трубочки, поднимаем. Воздушный колокол не даст электролиту вылиться из трубки — уровень виден сразу. После измерения обязательно выливаем электролит обратно в банку, трубочку промываем в проточной воде.

Внимание! Брызги кислоты могут повредить кожу, слизистые, поверхность глаза! Используйте защитные очки, респиратор, резиновые перчатки. При поражении органов или разбрызгивании электролита его можно нейтрализовать слабым раствором пищевой соды. Если под рукой соды нет — любой содовой газировкой.

При обращении с аккумуляторами нельзя допускать резких движений, бросков, толчков. Следует производить все работы осторожно и правильно подобранным инструментом.

Видео о проверке уровня электролита

Наглядная инструкция.

Как определить в необслуживаемом АКБ?

Статус необслуживаемых батарей носят несколько типов — гелевые, стекловолоконные и с крышкой-лабиринтом. Обслужить можно только последний, просверлив в крышке отверстия для доступа в банку. Если на наклейке есть буквы GEL или AGM, вмешательство в работу батареи может привести к ее выходу из строя.

Зачастую для проверки уровня электролита предусмотрены специальные «глазки», и подробно разъясняется как ими пользоваться.

После вмешательства работа крышки-лабиринта будет нарушена, и аккумулятор становится обычным. После проверки уровня отверстия затыкаются подходящими по размеру пластиковыми пробками. При сверлении отверстий нельзя допускать попадания стружки внутрь банки. О том как сделать это правильно можно прочесть

Проводить обслуживание высокотехнологичных батарей без видимой причины нельзя — только если есть нарекания в работе и все равно придется покупать новую — только в этом случае можно вскрывать герметичные банки.

Что делать если уровень низкий

Если уровень оказался незначительно ниже, можно просто долить дистилированной воды до уровня и поставить батарею на дозарядку. Не стоит доливать питьевую или минеральную воду — это значительно снизит долговечность аккумулятора.

Но при сильном падении уровня обязательно измерьте плотность электролита. Делается это специальным прибором — ареометром, и о том как определить уровень плотности, отдельная статья.

В зависимости от показаний ареометра, нужно добавить дистиллированную воду, обычный аккумуляторный электролит или концентрированный электролит, доводя плотность до 1.27 мг/см³.

Плотность и уровень во всех банках должна быть одинаковая, этот показатель крайне важен для работы АКБ.

Заключение

Как видно уровень электролита влияет на эффективную работу батареи. «Перелитый» или «пустой» аккумулятор значительно слабее крутят стартер, плохо воспринимают зарядку, самостоятельно разряжаются во время стоянок.

Его контроль помогает понять состояние батареи, продлить её срок службы и избежать внезапных поломок.

какой должен быть в авто

АКБ

АКБ – вещь для автотранспортного средства важная, поскольку автомобиль без нее не поедет, как и без надежного двигателя. Когда автотранспортное средство будет проходить процедуру технического осмотра или диагностики на СТО, то особое внимание будет уделяться именно этому агрегату.

Для того, чтобы автомобильный аккумулятор работал правильно и имел долгий срок эксплуатации следует контролировать уровень электролита в нем. При этом следует разобраться с особенностями доливки электролитной смеси в аккумуляторную батарею, особенно если она является необслуживаемой, а также, понять, почему иногда возникает выплескивание электролита.

Электролит и его уровень в АКБ

Норма уровня электролита в АКБ

Перед тем, как разобраться, что такое уровень электролита в аккумуляторе, должен быть прояснен вопрос о том, что это за смесь. Автомобильный электролит представляет собой твердое или жидкое вещество, которое насыщено ионами.

Эти частицы могут постоянно перемещаться, вырабатывая электричество. Для простого обывателя поясняем, что электролит является солями, способными проводить электричество, благодаря ионам.

Стоит отметить, что уровень электролита в автомобильном аккумуляторе далеко не постоянен, он может падать или подниматься из-за ряда факторов:

• стоимость аккумуляторной батареи;
• регулятора в виде реле (при исправном варианте – электролит выкипает медленно, а при неисправностях – дистиллированная вода быстро выкипает, снижая срок эксплуатации аккумулятора авто).

Чтобы понять, что уровень электролита очень высокий, следует присмотреться, поскольку об этом говорят:

Долив воды в аккумулятор

• аккумулятор авто стремительно нагревается;
• исходящие от АКБ брызги электролита;
• выход обильного воздуха или пара из банок аккумулятора;
• в том месте, где юбка АКБ соприкасается с электролитической субстанцией, не виден мениск;
• электролит вытекает из банок агрегата;
• необслуживаемый аккумулятор тоже начинает парить или кипеть, если уровень электролита превышен.

Стоит понять, что уровень электролита в автомобильном аккумуляторе немного поднимается, если поставить его на зарядку, поскольку при повышении температуры он расширятся, как и все жидкости.

Контроль уровня электролита в аккумуляторе

Не стоит проверять уровень электролита в автомобильном аккумуляторе в домашних условиях, если не уверен в собственных силах. В противном случае, следует проделывать такие же манипуляции, как на видео.

Для того, чтобы проверить уровень электролита в аккумуляторной батарее, следует заранее приготовить чистую воду, резиновые перчатки, защитные очки, а также, дать АКБ отстояться после зарядки не менее получаса.

Процесс проверки уровня электролита в аккумуляторе происходит поэтапно:

Проверка плотности и уровня электролита в аккумуляторе

В том случае, если уровень электролита в аккумуляторе авто низкий, то жидкость придется долить. Для того, чтобы долить электролит в аккумулятор, легче всего будет приобрести уже готовую жидкость.

Если же долить электролит до необходимого уровня стоит, а приготовить субстанцию решили самостоятельно, то нужно будет запастись не только терпением, но и литром дистиллированной воды и 360 граммами серной кислоты. В том случае, если дистиллированная вода отсутствует, то она заменяется отстоянной в пластмассовой емкости дождевой или снеговой, но не водопроводной водой.

Воду и кислоту стоит смешать в пластиковой емкости, добавляя тонкой струйкой кислоту в воду, в противном случае может произойти взрыв. После всех процедур получившуюся смесь следует тщательно перемешать, оставив отстаиваться примерно на сутки.

После этого нужно:

• снять пробку с банок аккумулятора;
• вставить в нее штуцер как можно плотнее;
• аккуратно залить получившуюся смесь не больше, чем по резьбу;
• закрутить пробки поплотнее;
• поставить аккумуляторную батарею на зарядку;
• проверить, не низкий ли уровень электролита в АКБ;
• проверить плотность электролита при помощи ареометра;
• долить электролит лишь в том случае, когда показатель низкий.

Стоит отметить, что выплескиваться электролит может из классического или необслуживаемого аккумулятора, если:

Уровень жидкости в аккумуляторе автомобиля

• нормальный уровень электролита значительно превышен;
• поврежден сам аккумулятор;
• неисправно реле батареи;
• аккумулятор вышел из строя из-за сульфации пластин.

Чтобы избежать вышеуказанных проблем, следует обязательно периодически проверять уровень электролита в аккумуляторной батарее.

Какой уровень электролита должен быть в аккумуляторе автомобиля

В процессе эксплуатации любое транспортное средство нуждается в регулярном обслуживании. Каждый водитель должен иметь хотя бы минимальные навыки и умения, понимать в общих чертах, как работает автомобиль. Важно уметь проверять уровень масла, давление в шинах, контролировать состояние аккумуляторной батареи.

АКБ современного авто предназначено для запуска двигателя, функционирования его электрической части. Если она разрядится или выйдет из строя, то, например, автомобиль невозможно будет завести. Поэтому требуется четко представлять, как определить степень зарядки аккумулятора, то есть какой уровень жидкого электролита должен сохраняться в устройстве для корректной работы.

Что такое электролит и его роль в аккумуляторе

Для запуска двигателей современных авто применяют кислотные батареи, которые заполняются специальным раствором, проводящим электрический ток. Он состоит из серной кислоты, растворенной в чистой дистиллированной воде. Готовый электролит предлагают некоторые автомобильные магазины с плотностью 1,29 г/куб. см. Раньше предлагались готовые к эксплуатации аккумуляторы, а также сухозаряженные экземпляры, которые нужно подготавливать к работе определенным способом.

Для этого следует придерживаться такого алгоритма:

• вначале АКБ требуется залить;
• дать пропитаться пластинам на протяжении часа;
• подзарядить ее током, не превышающим 1/10 емкости батареи;
• напряжение на клеммах в процессе зарядки должно быть примерно 13,6-14,4 вольт.

Внутри корпуса современной аккумуляторной батареи находятся свинцовые пластины разной полярности. На положительные решетки нанесен диоксид свинца, а на отрицательные – просто свинец в порошковом виде. Для повышения прочности и пластичности в их состав раньше включали сурьму. Для легирования решеток современных агрегатов используется кальций, серебро. Это значительно снижает расход воды в ходе эксплуатации.

В процессе работы аккумуляторной батареи при взаимодействии атомов пористого свинца пластин с раствором серной кислоты происходят химические реакции. При зарядке атомы свинца освобождаются от электронов серной кислоты. Плотность электролита повышается. Разрядку АКБ сопровождает связывание свинца и понижение плотности.

Степень заряженности определяется по плотности электролита. В зависимости от окружающей температуры норма составляет 1,24-1,27 г/куб.см.

На сегодняшний день предлагаются обслуживаемые, малообслуживаемые и необслуживаемые АКБ. Доступ к электролиту есть только у первых двух разновидностей.

Читайте также

Зачем автолюбители добавляют пищевую соду в аккумулятор
Каждая деталь автомобиля, особенно аккумулятор, нуждается в регулярном и правильном обслуживании, что позволяет…

Какой уровень электролита должен быть в аккумуляторе

Современные стартерные батареи для автомобилей нередко изготавливаются в прозрачных корпусах, на внешней стороне которых нанесены риски минимального и максимального уровня жидкости. Это значительно облегчает контроль. Количество электролита может уменьшаться из-за испарения воды.

Важно! Важно помнить, что испаряется исключительно дистиллят, а кислоту пластины впитывают как губка. Корректировать объем жидкости нужно только с помощью дистиллированной воды.

Категорически не рекомендуется производить замену электролита, поскольку сделать это очень сложно. Во-первых, кислота находится внутри пластин. Во-вторых, в процессе эксплуатации пластины подвергаются большим нагрузкам, поэтому частично осыпаются. При переворачивании батареи существует высокая вероятность короткого замыкания.

Для проверки уровня жидкости используются стеклянные или пластиковые трубочки, которые входят в состав набора ареометра.

Читайте также

6 ошибок при смене масла в двигателе
Произвести ремонт собственного автомобиля несложно, особенно если разбираешься в этом деле. Но, к сожалению, водители…

Очистка батареи и открытие заливных отверстий

Перед открытием пробок следует очистить верхнюю часть АКБ от грязи и мусора. Для этих целей можно использовать тряпку, пропитанную средством для мытья окон. Очистить клеммы от ржавчины поможет раствор соды. После всех этих процедур аккумуляторную батарею нужно вытереть насухо. Лучшим вариантом будет поддержание батареи в чистом состоянии. При этом клеммы лучше покрывать защитной смазкой.

Конструкция крышек заливных отверстий в разных моделях аккумуляторов может отличаться. У некоторых из них все шесть пробок располагаются под одной общей планкой, которая легко снимается. У других требуется выкрутить каждую из них против часовой стрелки. Грязь под пробками следует удалить с помощью моющего средства, содержащего аммиак. Ни в коем случае нельзя использовать для очистки заливных отверстий соду.

Читайте также

Грубые ошибки при проверке и доливе антифриза
Антифриз необходим для предотвращения перегрева двигателя во время работы. Данное вещество, в отличие от воды,…

Определение уровня электролита

Нормальный уровень аккумуляторной жидкости – это 10-15 мм над пластинами. Если этот слой по каким-то причинам уменьшается, то нужно добавить дистиллированную воду. Лишнюю жидкость следует аккуратно удалить с помощью ареометра. Некоторые необслуживаемые модели АКБ оснащаются специальными индикаторами заряда, которые показывают и уровень электролита. В случае, когда «глазок» становится белым, батарею нужно менять.

Для измерения уровня предназначены специальные стеклянные трубки. Если их нет, то можно использовать корпус прозрачной ручки, отрезав его зауженный конец. Чтобы провести измерения, нужно открутить пробки заливных отверстий и вставить в них поочередно вертикально трубку, зажать противоположный конец пальцем и вытянуть ее наружу.

Читайте также

Почему никогда нельзя заливать масло в фильтр перед установкой
Большинство автолюбителей устанавливают фильтр, предварительно наполнив его маслом. Это можно объяснить тем, что…

Причины изменения объема жидкости

На протяжении эксплуатации объем электролита АКБ снижается. Интенсивность испарения воды зависит от условий, при которых используется агрегат. При уменьшении количества аккумуляторной жидкости повышается концентрация кислоты непосредственно на пластинах. Это агрессивное вещество разъедает свинец, а его соли образуют осадок на решетках и дне. Происходит сульфатация, короткое замыкание, обрыв электрической цепи.

Уменьшение уровня жидкости аккумулятора происходит по следующим причинам:

• эксплуатация летом при высоких температурах окружающего воздуха приводит к интенсивному испарению воды на фоне повышения плотности электролита;
• механическое повреждение корпуса батареи приводит к вытеканию аккумуляторной жидкости;
• при агрессивной езде по бездорожью, переворачивании аккумулятора происходят потери электролита. Только при таких случаях допускается подливать его, а не воду;
• выход из строя автомобильного генератора, реле зарядки нередко приводит к перезаряду, гидролизу, который сопровождается кипением. При этом испаряется вода, повышается плотность аккумуляторной жидкости.

Таким образом, чтобы продлить срок службы стартерного аккумулятора, необходимо контролировать плотность, количество электролита, а также работу автомобильной системы зарядки.

Обратите внимание! Важно помнить, что объем жидкости повышается при зарядке и нагревании АКБ.

Разряженный агрегат категорически нельзя эксплуатировать на автомобиле, поскольку в таком случае сила проходящего через пластины тока значительно увеличивается. Это приводит к опаданию активной массы с аккумуляторных решеток, короблению пластин, испарению воды, выходу из строя рабочего агрегата.

Читайте также

Что делать, если машина не заводится: простой способ завести
Никто не застрахован от ситуаций, когда автомобиль может внезапно заглохнуть. Причем произойти это может где угодно –…

Что делать при низком уровне электролита

При работе и зарядке АКБ в определенных случаях происходит значительное снижение объема электролита, повышается концентрация кислоты. Это разрушает пластины, значительно снижает ресурс аккумулятора. Для решения этой проблемы следует использовать дистиллированную воду, которую нужно добавлять вовремя. Это позволяет предотвратить отрицательное воздействие кислоты на внутренние рабочие элементы батареи.

На заметку! Важно помнить, что электролит допускается доливать только при его потере, которая произошла вследствие вытекания.

При других ситуациях испаряется кислород, водород, а серная кислота остается внутри. Если после доливания воды и полноценной зарядки плотность не поднимается, то существует высокая вероятность накопления солей на пластинах. В результате кристаллизации агрегат выходит из строя. Его реанимация в некоторых случаях возможна, но при этом не требуется доливать какую-либо жидкость.

Принимая во внимание причины уменьшения объема жидкости, нужно находить конкретные решения, которые могут быть комплексными. Правильная эксплуатация аккумулятора, добавление дистиллированной воды, своевременная подзарядка оптимальным током увеличит его ресурс. Это обеспечит надежный легкий запуск исправного двигателя даже при низких температурах окружающего воздуха.

При обнаружении уменьшения уровня жидкости в АКБ нужно действовать по следующему алгоритму:

• снять батарею с автомобиля;
• поставить ее на ровную поверхность;
• очистить верхнюю часть от грязи, мусора и открутить крышки заливных отверстий;
• с помощью шприца или специальной спринцовки отобрать электролит из глубины каждой банки, проверить его на прозрачность;
• при наличии взвеси темного цвета заменить АКБ;
• долить воду до нормального уровня;
• поставить аккумулятор на зарядку, выставив малый ток;
• примерно через 3-4 часа проверить плотность с помощью ареометра.

Если она растет до значений 1,27-1,29 г/ куб.см, то проблема решена.

Читайте также

Зачем покупают старые аккумуляторы и сколько на этом зарабатывают
В настоящее время наиболее востребованными аккумуляторами считаются свинцово-кислотные, что обусловлено их…

Распространенные вопросы

Если батарея оснащена индикатором зарядки, то можно ориентироваться по нему. Зачастую зеленый цвет означает нормальную плотность, красный или желтый – низкую плотность, белый – снижение количества жидкости. Кроме того, можно учитывать массу АКБ.

Во-первых, менять электролит нельзя. Но если это произошло, то достаточно пары часов зарядки слабым током.

Частота данной процедуры зависит от типа аккумулятора. Например, сурьмяные батареи характеризуются интенсивным расходом воды, поэтому их требуется контролировать каждые две недели. АКБ с кальциевым или серебряным легированием пластин практически не расходуют воду при исправной системе зарядки на автомобиле.

Правильная эксплуатация и обслуживание аккумулятора – это гарантия его безотказной работы на протяжении длительного срока. Нормальный уровень и плотность электролита является важным условием исправности батареи, поэтому данные параметры важно внимательно контролировать.

Что происходит с батареей, эксплуатирующейся с низким уровнем электролита.

Уровень электролита в аккумуляторе должен быть на 10-15 мм выше кромки пластин. Раствор серной кислоты должен всегда покрывать пластины так, чтобы их верхняя часть не оголялась.

    Если вследствие недосмотра или течи аккумуляторного банки, уровень раствора серной кислоты  понизится настолько, что верхняя часть пластин окажется на открытом воздухе, то эта часть пластины через некоторое время может прийти в негодность  из-за преждевременного  разрушения электродов — коробления пластин, что снижает емкость и срок службы аккумуляторов.

     Если пребывание части пластины на воздухе было кратковременным, то после доливки воды до нормального уровня такие пластины можно привести в нормальное состояние.

    При длительном нахождении на воздухе особенно страдают минусовые пластины, активная масса которых превращается в жидкую кашицу, выползающую через перфорацию и падающую на дно сосуда. 

   Эксплуатация аккумуляторных батарей  практически без воды вможет привести к  короткому  замыканию в элементах АКБ и даже к   взрыву батареи.

     Для восстановления уровня электролита необходимо доливать только дистиллированную воду.

     Нельзя допускать чрезмерного перелива дистиллированной воды, иначе во время заряда и движения возможно выплескивание электролита.

    Доливать электролит в аккумуляторную батарею запрещается, за исключением тех случаев, когда точно известно, что понижение уровня электролита произошло за счет его выплескивания. При этом плотность заливаемого электролита должна быть такой же, какую имел электролит в АКБ до выплескивания, и при той же температуре.       

Измерение уровня заряда — Battery University

Узнайте об измерениях SoC и о том, почему они неточны.

Метод напряжения

Измерение степени заряда по напряжению простое, но может быть неточным, поскольку материалы и температура элемента влияют на напряжение. Самая вопиющая ошибка SoC, основанная на напряжении, возникает при нарушении работы аккумулятора зарядом или разрядом. Возникающее в результате перемешивание искажает напряжение и больше не соответствует правильному эталону SoC.Для получения точных показаний аккумулятор должен находиться в разомкнутой цепи не менее четырех часов; Производители свинцово-кислотных аккумуляторов рекомендуют 24 часа. Это делает метод SoC на основе напряжения непрактичным для батареи в активном режиме.

Каждый химический состав батареи имеет свой уникальный характер разряда. В то время как SoC на основе напряжения достаточно хорошо работает для свинцово-кислотных аккумуляторов, которые не работают, плоская кривая разряда никелевых и литиевых аккумуляторов делает метод напряжения неприменимым.

Кривые напряжения разряда для Li-марганца, Li-фосфата и NMC очень плоские, и 80 процентов накопленной энергии остается в плоском профиле напряжения. Хотя эта характеристика желательна в качестве источника энергии, она представляет проблему для измерения топлива на основе напряжения, поскольку она показывает только полный заряд и низкий заряд; важная средняя часть не может быть оценена точно. На рисунке 1 показан плоский профиль напряжения литий-фосфатных (LiFePO) аккумуляторов.

Рис. 1. Напряжение разряда фосфата лития-железа.
Ли-фосфат имеет очень плоский профиль разряда, что затрудняет оценку напряжения для оценки SoC.

Свинцово-кислотные пластины имеют различный состав, что необходимо учитывать при измерении SoC напряжением. Кальций, добавка, которая делает батарею необслуживаемой, повышает напряжение на 5–8 процентов. Кроме того, тепло повышает напряжение, а холод вызывает его уменьшение. Поверхностный заряд еще больше вводит в заблуждение оценки SoC, показывая повышенное напряжение сразу после заряда; короткая разрядка перед измерением нейтрализует ошибку.Наконец, аккумуляторы AGM вырабатывают немного более высокое напряжение, чем их эквивалент.

При измерении SoC по напряжению холостого хода (OCV) напряжение батареи должно быть «плавающим» без подключенной нагрузки. С современными автомобилями дело обстоит иначе. Паразитные нагрузки для служебных функций переводят аккумулятор в состояние напряжения квазизамкнутой цепи (CCV).

Несмотря на неточности, большинство измерений SoC частично или полностью полагаются на напряжение из-за простоты. SoC на основе напряжения популярна в инвалидных колясках, скутерах и гольф-карах.Некоторые инновационные BMS (системы управления батареями) используют периоды отдыха для корректировки показаний SoC в рамках функции «обучения». На рисунке 2 показан диапазон напряжений свинцово-кислотного моноблока 12 В от полностью разряженного до полностью заряженного.

Ареометр предлагает альтернативу измерению SoC затопленных свинцово-кислотных аккумуляторов.Вот как это работает: когда свинцово-кислотная батарея принимает заряд, серная кислота становится тяжелее, что приводит к увеличению удельного веса (SG). Когда SoC уменьшается из-за разряда, серная кислота удаляется из электролита и связывается с пластиной, образуя сульфат свинца. Плотность электролита становится легче и водоподобнее, а удельный вес — ниже. В таблице 2 приведены показания BCI стартерных батарей.

Испытания свинцово-кислотных батарей — Battery University

Откройте для себя разработки в области неинвазивных технологий быстрого тестирования.

В тестерах аккумуляторов недостатка нет, но большинству недостает точности. Емкость, главный индикатор работоспособности батареи, сложно получить на лету. Утверждение, что тестер аккумуляторов, измеряющий внутреннее сопротивление, также дает оценку емкости, вводит в заблуждение. Рекламные функции, которые выходят за рамки возможностей оборудования, сбивают с толку промышленность, заставляя поверить в то, что сложные тесты можно проводить с помощью основных методов.Приборы, основанные на сопротивлении, могут идентифицировать умирающую или разряженную батарею — тоже самое делает пользователь. Продавцы часто сознательно завышают возможности тестеров аккумуляторов. Это похоже на рекламу шампуня, который обещает отрастить пышные волосы на лысой голове мужчины.

Без надежных тестовых устройств тестирование аккумуляторов превращается в догадки, в результате чего хорошие батареи заменяются слишком рано, а слабые — выдаются из строя, а вскоре после проверки они выходят из строя в дороге. Отсутствие точного тестирования батареи также приводит к ненужной замене батареи в рамках гарантийной программы.Изучение гарантийных возвратов показывает, что менее 10 процентов этих батарей имеют производственный брак. Большинство ошибок возникает по вине пользователя.

Проблема возникает при оценке батареи в рамках обычного обслуживания до того, как станет заметным снижение производительности. Такой тест эффективен только при включении измерения емкости. Емкость контролирует накопление энергии, управляет временем работы и прогнозирует окончание срока службы. С другой стороны, внутреннее сопротивление отвечает за мощность для запуска двигателя и выдачу высокого тока под нагрузкой по запросу.Снимок, сделанный с помощью тестера CCA на стартерной батарее, относится только к состоянию резистивной батареи. Лучшие электролиты и коррозионно-стойкие электродные материалы обеспечивают низкое сопротивление современных батарей на протяжении большей части их срока службы. Отказ из-за повышенного сопротивления стал редким и может развиться только в конце жизни. (См. BU: 901: Основы тестирования батарей.)

В отличие от измерений напряжения, тока и омических сопротивлений, не существует универсального прибора, который мог бы считывать емкость каждой батареи, которая идет в комплекте.Существует три распространенных концепции тестирования: скалярное, векторное и EIS со сложным моделированием (Spectro ™).

Скаляр — самый простой из трех. Он берет показания батареи и сравнивает их с эталонным значением, которое часто является резистивным значением. Большинство одночастотных тестеров проводимости переменного тока, измеряющих CCA, основаны на скалярной концепции.

Векторный метод применяет сигналы разных токов или возбуждает батарею с разными частотами, а затем оценивает результаты по заранее заданным векторным точкам для исследования батареи в различных условиях нагрузки.Это добавляет сложности, а дополнительные преимущества незначительны.

Spectro ™ сканирует аккумулятор с частотным спектром, как если бы он фиксировал топографию ландшафта, и сравнивает отпечаток с матрицей для оценки емкости аккумулятора, CCA и SoC. Spectro ™ обещает самый глубокий анализ батареи, но он также и самый сложный. (См. Также BU-904: Как измерить емкость.) На рис. 1 представлены три метода тестирования батарей.

Рисунок 1: Методы сбора данных для экспресс-тестирования аккумуляторов . В таблице сравниваются скалярные, векторные и Spectro ™, которые объединяют спектроскопию электрохимического импеданса (EIS) со сложным моделированием.

Матрица

Матрица — это многомерная справочная таблица, с которой сравниваются показания. Распознавание текста, идентификация отпечатков пальцев и визуализация работают по аналогичному принципу. При анализе батарей матрицы в основном используются для оценки емкости; тем не менее, CCA и состояние зарядки также выигрывают от использования матрицы.

Spectro правильно предсказывает емкость 8 из 10 аккумуляторов и 9 из 10 для CCA. Объединение этих двух категорий дает

Электролиты: использование, дисбаланс и добавки

Мы включаем продукты, которые, по нашему мнению, могут быть полезны нашим читателям. Если вы покупаете по ссылкам на этой странице, мы можем заработать небольшую комиссию. Вот наш процесс.

Электролит — это вещество, которое при растворении в воде проводит электричество. Они необходимы для ряда функций организма.

Всем людям для выживания нужны электролиты. Многие автоматические процессы в организме зависят от небольшого электрического тока, и электролиты обеспечивают этот заряд.

Электролиты взаимодействуют друг с другом и клетками тканей, нервов и мышц. Баланс различных электролитов жизненно важен для здорового функционирования.

Краткие сведения об электролитах

• Электролиты жизненно важны для нормального функционирования человеческого организма.
• Фрукты и овощи — хорошие источники электролитов.
• Общие электролиты включают натрий, калий, кальций и бикарбонат.
• Симптомы электролитного дисбаланса могут включать подергивание, слабость и, если их не остановить, судороги и нарушения сердечного ритма.
• Пожилые люди особенно подвержены риску электролитного дисбаланса

Электролиты — это химические вещества, которые при смешивании с водой проводят электричество.

Они регулируют функции нервов и мышц, увлажняют тело, уравновешивают кислотность и давление крови и помогают восстановить поврежденные ткани.

Мышцы и нейроны иногда называют «электрическими тканями» тела.Они полагаются на движение электролитов через жидкость внутри, снаружи или между ячейками.

Электролиты в человеческом организме включают:

• натрий
• калий
• кальций
• бикарбонат
• магний
• хлорид
• фосфат

Например, мышцам для сокращения необходимы кальций, натрий и калий. Когда эти вещества становятся несбалансированными, это может привести либо к мышечной слабости, либо к чрезмерному сокращению.

Сердце, мышцы и нервные клетки используют электролиты для передачи электрических импульсов другим клеткам.

Уровень электролита в крови может стать слишком высоким или слишком низким, что приведет к дисбалансу. Уровень электролитов может меняться в зависимости от уровня воды в организме, а также других факторов.

Во время упражнений с потом теряются важные электролиты, включая натрий и калий. На концентрацию также может влиять быстрая потеря жидкости, например, после приступа диареи или рвоты.

Эти электролиты необходимо заменить для поддержания нормального уровня. Почки и несколько гормонов регулируют концентрацию каждого электролита. Если уровень вещества слишком высок, почки отфильтровывают его из организма, а различные гормоны балансируют уровни.

Дисбаланс представляет собой проблему для здоровья, когда концентрация определенного электролита становится выше, чем может регулировать организм.

Низкий уровень электролитов также может повлиять на общее состояние здоровья. Наиболее распространены дисбалансы натрия и калия.

Симптомы электролитного дисбаланса

Симптомы будут зависеть от того, какой электролит находится в дисбалансе, и от того, слишком ли высокий или слишком низкий уровень этого вещества.

Опасная концентрация магния, натрия, калия или кальция может вызвать один или несколько из следующих симптомов:

• нерегулярное сердцебиение
• слабость
• нарушения костей
• подергивания
• изменения артериального давления
• спутанность сознания
• судороги
• онемение
• расстройства нервной системы
• чрезмерная усталость
• судороги
• мышечный спазм

Может также наблюдаться избыток кальция, особенно у пациентов с раком груди, раком легких и множественной миеломой.Этот тип избытка часто возникает из-за разрушения костной ткани.

Признаки и симптомы избытка кальция могут включать:

• частое мочеиспускание
• нерегулярное сердцебиение
• летаргия
• усталость
• капризность и раздражительность
• тошнота
• боль в животе
• рвота
• крайняя слабость мышц
• жажда
• сухость во рту или горле
• полная потеря аппетита
• кома
• спутанность сознания
• запор

Поскольку эти симптомы также могут быть следствием рака или лечения рака, иногда бывает трудно определить высокий уровень кальция в первом случае.

Существует несколько причин электролитного дисбаланса, в том числе:

• заболевание почек
• отсутствие пополнения электролитов или сохранение гидратации после упражнений
• длительные периоды рвоты или диареи
• плохое питание
• сильное обезвоживание
• дисбаланс кислотно-щелочная или пропорция кислот и щелочей в организме
• застойная сердечная недостаточность
• лечение рака
• некоторые лекарства, такие как диуретики
• булимия
• возраст, поскольку почки пожилых людей со временем становятся менее эффективными

Панель электролитов используется для выявления дисбаланса электролитов в крови и измерения кислотно-щелочного баланса и функции почек.Этот тест также может контролировать ход лечения известного дисбаланса.

Врач иногда включает электролитную панель как часть обычного медицинского осмотра. Его можно выполнять самостоятельно или в составе ряда тестов.

Уровни измеряются в миллимолях на литр (ммоль / л) с использованием концентрации электролитов в крови.

Людям часто дают электролитную панель во время пребывания в больнице. Это также проводится для тех, кто доставлен в отделение неотложной помощи, поскольку как острые, так и хронические заболевания могут влиять на уровни.

Если уровень отдельного электролита окажется слишком высоким или слишком низким, врач будет продолжать проверять этот дисбаланс, пока уровни не вернутся к норме. При обнаружении кислотно-щелочного дисбаланса врач может провести анализ газов крови.

Они измеряют уровни кислотности, кислорода и углекислого газа в образце крови из артерии. Они также определяют серьезность дисбаланса и то, как человек реагирует на лечение.

Уровни также могут быть проверены, если врач прописывает определенные лекарства, которые, как известно, влияют на концентрацию электролитов, такие как диуретики или ингибиторы АПФ.

Лечение дисбаланса электролитов включает либо восстановление уровней, если они слишком низкие, либо снижение слишком высоких концентраций.

Если уровни слишком высокие, лечение будет зависеть от причины превышения. Низкие уровни обычно лечат путем добавления необходимого электролита. В Интернете можно приобрести различные добавки к электролиту.

Тип лечения также будет зависеть от тяжести дисбаланса.Иногда безопасно пополнять уровень электролита у человека с течением времени без постоянного контроля.

Однако иногда симптомы могут быть серьезными, и во время лечения может потребоваться госпитализация и наблюдение.

Пероральная регидратационная терапия

Эта процедура используется в основном для людей, испытывающих нехватку электролитов наряду с обезвоживанием, обычно после тяжелой диареи.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) одобрила раствор для использования в пероральной регидратационной терапии, содержащий:

• 2.6 граммов (г) натрия
• 1,5 г хлорида калия
• 2,9 г цитрата натрия

Их растворяют в 1 литре (л) воды и принимают внутрь.

Электролитозаместительная терапия

В более тяжелых случаях нехватки электролитов это вещество можно вводить пациенту перорально или через капельницу.

Нехватка натрия, например, может быть восполнена инфузией раствора соленой воды или соединения лактата натрия.

Избыток может произойти, если организм теряет воду без потери электролитов. В этих случаях дается раствор воды и сахара в крови или глюкозы.

Профилактика

Некоторые причины нехватки электролитов, например, болезнь почек, предотвратить невозможно. Однако правильно подобранная диета может снизить риск дефицита. Употребление умеренного количества спортивного напитка после физических нагрузок или упражнений может помочь ограничить влияние потери электролитов с потом.

Людям, которым не требуется пребывание в больнице, врач может порекомендовать диетические изменения или добавки для балансировки концентраций электролитов.

Когда уровень электролита слишком низкий, важно включать продукты питания с высоким содержанием этого вещества. Вот несколько источников пищи для каждого из основных электролитов:

Важно иметь в виду, сколько каждого пищевого электролита содержится в каждом пищевом электролите.Министерство сельского хозяйства США (USDA) предлагает полезный ресурс для проверки пищевой ценности продуктов.

Добавки также можно использовать для управления низким уровнем электролита. Например, пожилые люди часто не потребляют достаточное количество калия, и его уровень также может быть снижен за счет лечения кортикостероидами или мочегонными препаратами. В этих случаях таблетки калия могут повысить его концентрацию в крови.

Некоторые спортивные напитки, гели и конфеты рекомендованы для пополнения запасов электролитов во время и после тренировки. Они помогают восстановить потерянные натрий и калий и удерживают воду.

Однако эти напитки обычно содержат высокое содержание электролита, и чрезмерное употребление может привести к их избытку. Многие также содержат высокий уровень сахара.

Важно постоянно следовать всем предлагаемым курсам приема электролитных добавок и придерживаться рекомендованного плана лечения.

Рекомендуемое потребление

Потребление правильного количества несбалансированного электролита должно привести к улучшению симптомов. Если этого не произойдет, могут потребоваться дополнительные тесты для выявления любых других основных условий, которые могут вызывать дисбаланс.

Нормальные поступления некоторых из наиболее распространенных электролитов следующие:

Электролиты являются важной частью химического состава человека, d дисбаланс может повлиять на нормальное функционирование.Возможно, причина в том, что вы чувствуете слабость после тренировки.

Регулярный контроль и потребление электролитов после интенсивных упражнений или обильного потоотделения может помочь сохранить уровень. Обязательно избегайте обезвоживания.

% PDF-1.4 % 262 0 объект > endobj xref 262 41 0000000017 00000 н. 0000001292 00000 н. 0000002480 00000 н. 0000002866 00000 н. 0000002931 00000 н. 0000003123 00000 п. 0000003396 00000 н. 0000003756 00000 н. 0000003926 00000 н. 0000003958 00000 н. 0000004161 00000 п. 0000004244 00000 п. 0000004549 00000 н. 0000023454 00000 п. 0000024077 00000 п. 0000024525 00000 п. 0000024722 00000 п. 0000025000 00000 н. 0000025322 00000 п. 0000025514 00000 п. 0000025795 00000 п. 0000028076 00000 п. 0000028104 00000 п. 0000028276 00000 п. 0000028308 00000 п. 0000028513 00000 п. 0000028824 00000 п. 0000056587 00000 п. 0000057200 00000 п. 0000057734 00000 п. 0000057933 00000 п. 0000058217 00000 п. 0000058502 00000 п. 0000058667 00000 п. 0000058699 00000 п. 0000058897 00000 п. 0000059197 00000 п. 0000105193 00000 п. 0000106011 00000 п. 0000106563 00000 н. 0000001385 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 263 0 объект > endobj 302 0 объект > ручей xc«b«d`c`X Ȁ

Аккумулятор 12СТ-85 АП | Эко Технологии

Произошла ошибка при установке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Замена обычных присадок к электролиту в аккумуляторах производными диоксолона для литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии

Новая твердотельная батарея удивила исследователей, создавших ее

Слева направо:
1) Полностью твердотельная батарея состоит из катодного композитного слоя, слоя сульфидного твердого электролита и безуглеродного микрокремниевого анода.
2) Перед зарядкой дискретные микрочастицы кремния составляют энергоемкий анод. Во время зарядки аккумулятора положительные ионы лития перемещаются от катода к аноду, и образуется стабильная двухмерная граница раздела.
3) По мере того, как все больше ионов лития перемещается в анод, он вступает в реакцию с микрокремнием, образуя взаимосвязанные частицы литий-кремниевого сплава (Li-Si). Реакция продолжает распространяться по электроду.
4) Реакция вызывает расширение и уплотнение микрочастиц кремния, образуя плотный электрод из сплава Li-Si.Механические свойства сплава Li-Si и твердого электролита играют решающую роль в поддержании целостности и контакта вдоль двухмерной межфазной плоскости.

23 сентября 2021 г. — Инженеры создали аккумулятор нового типа, который объединяет два многообещающих подобласти аккумулятора в одну батарею. В батарее используется как твердотельный электролит, так и полностью кремниевый анод, что делает ее полностью кремниевой твердотельной батареей. Первые этапы испытаний показывают, что новая батарея безопасна, долговечна и энергоемка.Это многообещающе для широкого спектра применений, от энергосистемы до электромобилей.

Технология аккумуляторов описана в выпуске журнала Science от 24 сентября 2021 г. Наноинженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего провели исследование в сотрудничестве с исследователями LG Energy Solution.

Кремниевые аноды известны своей плотностью энергии, которая в 10 раз больше, чем у графитовых анодов, наиболее часто используемых в современных коммерческих литий-ионных батареях.С другой стороны, кремниевые аноды печально известны тем, как они расширяются и сжимаются при зарядке и разряде батареи, а также тем, как они разлагаются жидкими электролитами. Эти проблемы не позволяют использовать полностью кремниевые аноды в коммерческих литий-ионных батареях, несмотря на соблазнительную плотность энергии. Новая работа, опубликованная в Science, открывает многообещающие перспективы для полностью кремниевых анодов благодаря правильному электролиту.

«С этой конфигурацией батареи мы открываем новую территорию для твердотельных батарей с использованием анодов из сплава, такого как кремний», — сказал Даррен Х.С. Тан, ведущий автор статьи. Недавно он получил докторскую степень в области химического машиностроения в инженерной школе Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобс и стал соучредителем стартапа UNIGRID Battery, который получил лицензию на эту технологию.

В твердотельных батареях следующего поколения с высокой плотностью энергии в качестве анода всегда использовался металлический литий. Но это накладывает ограничения на скорость заряда аккумулятора и необходимость повышения температуры (обычно 60 градусов Цельсия или выше) во время зарядки. Кремниевый анод преодолевает эти ограничения, обеспечивая более высокую скорость заряда при комнатной или низкой температуре, сохраняя при этом высокую плотность энергии.

Команда продемонстрировала полный элемент лабораторного масштаба, который обеспечивает 500 циклов зарядки и разрядки с сохранением емкости 80% при комнатной температуре, что представляет собой впечатляющий прогресс как для производителей кремниевых анодов, так и для твердотельных аккумуляторов.

Кремний как анод для замены графита

Кремниевые аноды, конечно, не новость. На протяжении десятилетий ученые и производители аккумуляторов смотрели на кремний как на энергоемкий материал, который можно было бы смешать с обычными графитовыми анодами в литий-ионных батареях или полностью заменить ими.Теоретически кремний предлагает примерно в 10 раз большую емкость хранения, чем графит. Однако на практике литий-ионные батареи с кремнием, добавленным к аноду для увеличения плотности энергии, обычно страдают от реальных проблем с производительностью: в частности, количество раз, когда аккумулятор может заряжаться и разряжаться при сохранении производительности, недостаточно велик.

Большая часть проблемы вызвана взаимодействием между кремниевыми анодами и жидкими электролитами, с которыми они связаны.Ситуация осложняется большим объемным расширением частиц кремния при заряде и разряде. Это приводит к серьезным потерям мощности со временем.

«Для исследователей аккумуляторов жизненно важно решать основные проблемы системы. Что касается кремниевых анодов, мы знаем, что одной из серьезных проблем является нестабильность поверхности раздела жидкого электролита », — сказала профессор наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Ширли Мэн, автор статьи, отвечающей за научную работу, и директор Института исследования материалов и дизайна в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Диего.«Нам нужен был совершенно другой подход», — сказал Мэн.

Действительно, группа под руководством Калифорнийского университета в Сан-Диего использовала другой подход: они отказались от углерода и связующих, которые использовались в полностью кремниевых анодах. Кроме того, исследователи использовали микрокремний, который меньше обрабатывается и дешевле, чем нанокремний, который используется чаще.

Полностью твердотельное решение

Помимо удаления всего углерода и связующих с анода, команда также удалила жидкий электролит.Вместо этого они использовали твердый электролит на основе сульфида. Их эксперименты показали, что этот твердый электролит чрезвычайно стабилен в батареях с полностью кремниевыми анодами.

«Эта новая работа предлагает многообещающее решение проблемы кремниевых анодов, хотя есть еще кое-что, что нужно сделать, — сказал профессор Мэн. — Я рассматриваю этот проект как подтверждение нашего подхода к исследованиям аккумуляторов здесь, в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Мы работаем вместе. самая кропотливая теоретическая и экспериментальная работа с творчеством и нестандартным мышлением.Мы также знаем, как взаимодействовать с отраслевыми партнерами, решая сложные фундаментальные задачи ».

Предыдущие усилия по коммерциализации анодов из кремниевых сплавов в основном сосредоточены на кремний-графитовых композитах или на сочетании наноструктурированных частиц с полимерными связующими. Но они все еще борются с плохой стабильностью.

Заменив жидкий электролит твердым электролитом и одновременно удалив углерод и связующие с кремниевого анода, исследователи избежали ряда связанных проблем, которые возникают, когда аноды пропитываются органическим жидким электролитом во время работы батареи. .

В то же время, исключив углерод из анода, команда значительно уменьшила межфазный контакт (и нежелательные побочные реакции) с твердым электролитом, избегая постоянной потери емкости, которая обычно происходит с электролитами на жидкой основе.

Этот двухэтапный шаг позволил исследователям в полной мере воспользоваться преимуществами низкой стоимости, высокой энергии и экологически безвредных свойств кремния.

Воздействие и коммерциализация побочных продуктов

«Использование твердотельных кремний позволяет преодолеть многие ограничения обычных батарей.Это открывает для нас захватывающие возможности удовлетворить рыночный спрос на более высокую объемную энергию, более низкие затраты и более безопасные батареи, особенно для хранения энергии в сети », — сказал Даррен Х. С. Тан, первый автор статьи в Science.

Твердые электролиты на основе сульфидов часто считались крайне нестабильными. Однако это было основано на традиционных термодинамических интерпретациях, используемых в системах жидких электролитов, которые не учитывали превосходную кинетическую стабильность твердых электролитов.Команда увидела возможность использовать это нелогичное свойство для создания высокостабильного анода.

Тан — генеральный директор и соучредитель стартапа UNIGRID Battery, который лицензировал технологию для всех этих кремниевых твердотельных батарей.

Параллельно с этим в Калифорнийском университете в Сан-Диего будет продолжена соответствующая фундаментальная работа, включая дополнительные исследования, совместные с LG Energy Solution.

«LG Energy Solution рада, что последние исследования аккумуляторных технологий, проведенные в Калифорнийском университете в Сан-Диего, попали в научный журнал, что является значимым подтверждением», — сказал Мён-хван Ким, президент и главный директор по закупкам LG Energy Solution.«Согласно последним данным, LG Energy Solution намного ближе к реализации технологии полностью твердотельных аккумуляторов, которая значительно разнообразит нашу линейку аккумуляторов».

«Как ведущий производитель аккумуляторов, LGES продолжит свои усилия по развитию новейших технологий в ведущих исследованиях аккумуляторных элементов следующего поколения», — добавил Ким. LG Energy Solution заявила, что планирует и дальше расширять сотрудничество с Калифорнийским университетом в Сан-Диего по исследованиям твердотельных аккумуляторов.

Исследование было поддержано открытой инновацией LG Energy Solution, программой, которая активно поддерживает исследования, связанные с аккумуляторными батареями.LGES работает с исследователями по всему миру, чтобы продвигать соответствующие методы.

Название статьи

«Безуглеродные кремниевые аноды с высокой нагрузкой на основе сульфидных твердых электролитов», в выпуске журнала Science за 24 сентября 2021 г.

Авторы
Даррен Х.С. Тан, Ю-Тин Чен, Хеди Ян, Вуригумула Бао, Бхагат Сринараянан, Жан-Мари Ду, Вейкан Ли, Бингю Лу, Со-Ён Хам, Бахарак Сайяпур, Джонатан Шарф, Эрик А. Ву, Грейсон Дейсон , Чжэн Чен и Ин Ширли Мэн из Департамента наноинжиниринга, Программы химической инженерии и Центра устойчивой энергетики и энергетики (SPEC) Калифорнийского университета в Сан-Диего, Инженерная школа Джейкобса; Хеа Ын Хан, Хо Джин Ха, Хери Чон, Чон Бом Ли, из LG Energy Solution, Ltd.

Финансирование
Это исследование было выполнено при финансовой поддержке компании LG Energy Solution в рамках программы конкурса инновационных аккумуляторов (BIC). Z.C. выражает признательность за финансирование из фонда поддержки стартапов Инженерной школы Джейкоба Калифорнийского университета в Сан-Диего. Ю.С.М. благодарит за финансовую поддержку Zable Endowed Chair Fund.

Поделиться

Шаг вперед к высокой гравиметрической плотности энергии

Минимизация объема электролита в Li-S батареях: шаг вперед к высокой гравиметрической плотности энергии

Title

Минимизация объема электролита в Li-S батареях: шаг вперед к высокой гравиметрической плотности энергии

Author

황 장연

Ключевые слова

литий-серная батарея с уменьшенным объемом электролита; Литий-ионные аккумуляторы; недорогие литиевые батареи; наноструктурированные сульфидные / волоконные электроды; практичные и высокоэффективные системы хранения энергии

Дата выпуска

2018-09

Издатель

WILEY-V C H VERLAG GMBH

Citation

ADVANCED ENERGY MATERIAL8, вып. 26, статья № 1801560

Abstract

Серные электроды, заключенные в матрицу из инертного углерода, демонстрируют практические ограничения и проблемы, связанные с низкой плотностью катода. В результате для этих электродов требуется большое количество электролита, обычно в три раза больше, чем объем, используемый в коммерческих литий-ионных батареях. Здесь предлагается концепция высокоэнергетической и высокопроизводительной литий-серной батареи, разработанная для достижения высокой практической емкости при минимальном объеме электролита.Он основан на осаждении полисульфидных частиц на автономную и высокопроводящую сетку из углеродных нановолокон, что устраняет необходимость в связующем и токоприемнике, что приводит к высокой загрузке активного материала. Волоконная сеть имеет функционализированную поверхность с присутствием полярных кислородных групп с целью предотвращения миграции полисульфидов к литиевому аноду во время электрохимического процесса за счет образования частиц S-O. Благодаря высокому содержанию серы (6 мг / см2) и уменьшенному свободному объему сульфидного / волоконного электрода, Li-S-элемент рассчитан на работу с объемом электролита всего лишь 10 мкл / см2. .С такой конструкцией элемент имеет высокую плотность энергии 450 Вт · ч · кг (-1), срок службы более 400 циклов и возможность низкой стоимости за счет использования обильных и экологически чистых материалов.

URI

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201801560https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/120005

17 ISSN

1614-6832; 1614-6840

DOI

10.1002 / aenm.201801560

Появляется в коллекциях:

ЦЕНТР ТВОРЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ СБОРКИ [S] (창의 융합 교육원)> 9017 Файлы

Этот элемент

Нет файлов, связанных с этим элементом.

Экспорт

RIS (EndNote)

XLS (Excel)

XML

Отчет о рынке электролита для литиевых батарей в мире и Китае

Дублин, 19 июля 2021 г. (GLOBE NEWSWIRE) — Отчет «Обзор мирового и китайского рынка электролитов литиевых батарей, 2021-2025 гг.» Был добавлен к предложению ResearchAndMarkets.com.

В 2020 году китайский рынок электролитов отгрузил 250 000 тонн, что на 38% больше, чем годом ранее.

Рост рынка превзошел ожидания, в основном за счет резкого увеличения рыночного спроса на автомобили на новых источниках энергии во второй половине года.

С точки зрения драйверов роста рынка, основными причинами являются следующие:

1) Во второй половине года эпидемическая ситуация в Китае постепенно контролировалась, и темпы восстановления рынка превзошли ожидания, что привело к увеличение поставок литиевых батарей и увеличение поставок электролита

2) Во второй половине 2020 года поставки на китайском рынке аккумуляторных батарей увеличились более чем на 160% по сравнению с предыдущим месяцем, а производство и продажи на предприятиях головных аккумуляторов увеличились. улучшилось, что привело к росту рынка электролитов почти на 120% по сравнению с предыдущим месяцем

3) В 2020 году европейский рынок новых энергетических автомобилей вырастет сверх ожиданий, и ожидается, что годовой объем продаж превысит 1.2 миллиона автомобилей. Увеличение производства и продаж значительно увеличит спрос на аккумуляторы для разведки и добычи, что, в свою очередь, будет способствовать поставкам аккумуляторов такими крупными мировыми предприятиями, как LG, SKI, SDI и CATL. Под влиянием растущего спроса со стороны основных производителей аккумуляторных батарей по всему миру, внутренний экспорт электролитов увеличился более чем на 90% в годовом исчислении в 2020 году

4) Рост рынка литиевых аккумуляторов малой мощности (включая совместное использование мотоциклов и замену электроэнергии) был обусловлен как экспортным, так и внутренним спросом, и объем отгрузки увеличился более чем на 80% в годовом исчислении, что привело к росту отгрузки электролита

5) Рост рынка 3C в основном вызван экспортом и восстановлением традиционный цифровой рынок.Рынок электроинструментов (включая подметальных роботов и другие области) был перенесен в Китай иностранными производственными цепочками и пострадал от эпидемической ситуации за рубежом. Терминальные предприятия постепенно наращивают производство беспроводных электроинструментов. В 2020 году отгрузка литиевых батарей на рынке 3C увеличилась более чем на 50% в годовом исчислении

6) Отгрузка литиевых батарей для хранения энергии увеличилась более чем на 50% в годовом исчислении, и рост составил в основном за счет улучшения состояния зарубежных внутренних рынков аккумуляторов и отгрузки аккумуляторов энергии на стороне базовых станций.

Судя по тенденции цен на продукцию, исходя из квартальной динамики цен на гексафторфосфат лития, цена на гексафторфосфат лития резко выросла с октября.

Причины повышения цен на гексафторфосфат лития следующие:

1) Во второй половине года новый энергетический рынок оправился от ожиданий, и спрос на сырье для добычи и переработки нефти в производственной цепочке было очевидно,

2) Потребление запасов на рынке гексафторфосфата лития на ранней стадии было завершено, и некоторые предприятия закрыли свои производственные мощности из-за избытка предложения на рынке в первой половине года, что привело к нехватке предложение на рынке с конца сентября.Кроме того, было трудно быстро возобновить производство на исходных производственных мощностях за короткий период времени, что привело к появлению рынка гексафторфосфата лития, количественного и ценового Qi Fei

3) Мировой рынок новой энергии имеет хорошую динамику в 2020 году, особенно на европейском рынке, что приводит к быстрому увеличению спроса зарубежных производителей аккумуляторных батарей на внутренний гексафторфосфат лития, что еще больше увеличивает дефицит на рынке гексафторфосфата лития.

С точки зрения рыночной конкуренции, в 2020 году на ТОП6 приходилось 77,6%, на ТОП3 приходилось 61,4%, а концентрация рынка еще больше увеличилась по сравнению с предыдущим годом.

Причины увеличения концентрации рынка следующие:

1) Головные предприятия имеют глобальную производственную мощность, на которую в меньшей степени влияет эпидемическая ситуация, и объем отгрузки увеличивается за счет спроса, что делает рынок доля головных предприятий увеличивается

2) Головные предприятия по производству электролитов имеют преимущества в виде клиентов, производственных мощностей, цепочки поставок и капитала и тесно сотрудничают с производственными цепочками выше и ниже по цепочке.

В 2020 году они получили больше заказов от клиентов; 3) Новые рынки, такие как бесплатные поездки, онлайн-образование и удаленная работа, вместе с ускорением коммерциализации 5G, ускоряют смену смартфонов, стимулируют рост спроса на батареи на цифровых рынках и рынках малой энергетики и способствуют концентрации предприятий электролитной промышленности в в определенной степени.

Ключевые темы:

1 Основные характеристики и анализ текущей ситуации в электролитной промышленности Китая для литиевых батарей
1.1 Анализ основных характеристик электролитной промышленности Китая в 2019-2020 гг.
1.2 Анализ конкурентной ситуации в электролитной промышленности Китая в 2019-2020 гг.

2 Анализ рынка электролитов литиевых батарей в Китае
2.1 Анализ отгрузки и масштаба рынка электролитов в мире и Китае
2.2 Анализ динамики цен на электролиты в Китае и влияющих факторов
2.3 Количество и распределение предприятий по производству электролитов в Китае
2.4 Отгрузки и производственные мощности китайских электролитных предприятий

3 Анализ зарубежных рынков электролитов
3.1 Представление основных производителей электролитов за рубежом
3.2 Анализ рыночной конкуренции зарубежных электролитных предприятий
3.3 Анализ тенденций развития зарубежного рынка электролитов

4 Анализ мирового и китайского рынка электролитного сырья
4.1 Анализ мирового рынка гексафторфосфата лития
4.2 Анализ рынка гексафторфосфата лития в Китае
4.3 Анализ рынка добавок к литиевому электролиту в Китае
4.4 Анализ рынка растворителей литиевого электролита в Китае

5 Анализ основных предприятий по производству электролитов в Китае
5.1 Анализ структуры предприятий электролитов в Китае
5.2 Представление основных производителей электролитов в Китае
5.3 Анализ факторов конкуренции электролитной промышленности в Китае

6 Анализ тенденций развития электролитной промышленности Китая
6.1 Технический прогресс нового электролита
6.2 Анализ тенденции развития нового электролита
6.3 Анализ тенденции развития рынка электролита в Китае

7 Анализ перспектив рынка 7-ми литиевых батарей для последующего применения
7.1 Анализ и прогноз электролита литиевых батарей в Китае Отгрузка рынка
7.2 Анализ спроса на электролиты на основных предприятиях по производству аккумуляторных батарей в Китае
7.3 Анализ перспектив развития цифрового рынка 3C
7.4 Анализ перспектив развития рынка литиевых велосипедов
7.5 Анализ перспектив развития рынка накопителей энергии
7.6 Анализ перспектив развития рынка новых энергетических транспортных средств

Упомянутые компании

• Tinci Materials Technology Co., Ltd.
• Capchem Technology Co., Ltd.
• Guotai- Huarong New Chemical Materials Co., Ltd.
• Jinniu Power Sources Material Co., Ltd.
• Shanshan Battery Materials Co., Ltd.
• Smoothway Electronic Materials Co., Ltd.
• Jinhui Chemical Co., Ltd.

Для получения дополнительной информации об этом отчете посетите https://www.researchandmarkets.com/r/yqr727

 
 «Электролиты для литиевых и литий-ионных батарей» 
  Johnson Matthey Technol. Ред. , 2015,  59 , (1), 30
 «Электролиты для литиевых и литий-ионных батарей», опубликованный Springer в 2014 году, представляет собой 58-й том в серии «Современные аспекты электрохимии». Редакция тома Т.Ричард Джоу, Кан Сю, Олег Бородин и Макото Уэ. В предисловии редакторы изложили свою цель составления этого тома, которая заключалась в предоставлении всестороннего обзора электролитов для литий-ионных батарей. Он охватывает исследования и разработки электролитов за последние десять лет и может быть использован в качестве основы для будущих работ и направлений. В этом сборнике удается логично и всесторонне охватить многогранную область электролитов.
 Темы главы включают соли лития, достижения в области растворителей, добавок и ионных жидкостей, затем продвижение к пониманию межфазных границ катода и анода, обзор различных подходов к определению характеристик, обсуждение подходов к моделированию и, наконец, будущих технологий, таких как воздушно-литиевые батареи.
 Соли, растворители и добавки 
 Глава 1, «Неводные электролиты: достижения в области литиевых солей» Уэсли А. Хендерсона (Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория, США) начинается с информации о желательных свойствах солей, таких как ионная проводимость, растворимость, стабильность ( окислению и гидролизу) и способность образовывать оптимальную межфазную поверхность на электродах. Затем в главе дается чрезвычайно полный охват различных типов солей лития и их свойств, начиная от известных солей, таких как гексафторфосфат лития (LiPF  6 ) и бис (бистрифторметансульфонил) имид (LiTFSI), до более сложных примеров, включая органобораты, фосфаты и алюминаты.Во все примеры включены структурные диаграммы, которые очень помогают читателю, и в конце главы выделены критерии принятия новых солей; Также глава включает более 700 ссылок.
 В главе 2 «Неводные электролиты с усовершенствованием растворителей» Макото Уэ, Юкио Сасаки (Токийский политехнический университет, Япония), Ясутака Танака (Университет Сидзуока, Япония) и Масаюки Морита (Университет Ямагути, Япония) рассматриваются важные свойства растворителей. включая высокую электролитическую проводимость, высокую химическую и электрохимическую стабильность, широкий диапазон рабочих температур и высокую безопасность.Показаны фазовые диаграммы для ряда смесей растворителей, и обсуждаются такие свойства, как вязкость, проводимость и стабильность для ряда циклических и линейных карбонатов и их фторированных версий. Обсуждается типичное требование смешать по крайней мере два электролита вместе для достижения оптимальных свойств, например, сочетание циклического карбоната (высокая диэлектрическая постоянная для содействия диссоциации солей) и линейного карбоната (для снижения вязкости), а также преимущества фторированных растворителей. для повышения электрохимических характеристик и стабильности, использование органоборатов для снижения веса, стоимости и токсичности, а также добавление фосфатов в качестве антипиренов.Также рассмотрены полимерные гелевые электролиты и серосодержащие растворители.
 Глава 3 «Неводные электролиты и достижения в добавках» Коджи Абэ (UBE Industries Ltd, Япония) частично рассказана с исторической точки зрения, но также классифицирует различные типы добавок в соответствии с их функциями и безопасностью. Обсуждаются преднамеренное добавление добавок для контроля межфазной границы твердого электролита (SEI) путем формирования контролируемого тонкого слоя с более низким сопротивлением подвижности лития и добавок для образования стабильной межфазной поверхности катода.Также рассмотрены аспекты безопасности, такие как добавление веществ, которые могут предотвратить тепловой выход  за счет поверхностной полимеризации , а также добавки, такие как окислительно-восстановительные преобразователи (например, анизолы), а также другие подходы к защите от перезарядки и огнезащитные добавки, такие как фосфаты.
 Глава 4 «Последние достижения в области ионных жидкостей для литиевых вторичных батарей» Хадзиме Мацумото (Национальный институт передовых промышленных наук и технологий (AIST), Япония) описывает полезные свойства ионных жидкостей (ИЖ), такие как пониженная воспламеняемость и летучесть. и охватывает примеры их исследовательского использования в полных ячейках.Важными недавними разработками являются рецептуры новых анионов (в частности, асимметричных версий), которые влияют на вязкость и улучшают подвижность / проводимость, для достижения характеристик, сопоставимых с обычными электролитами, использующими ИЖ. Показано, что высокая стабильность ИЖ при анализе отдельных компонентов (термическое разложение) также снижается в присутствии активных компонентов батареи, что свидетельствует о важности реалистичных сценариев тестирования.
 Интерфейсы и химия поверхности 
 Глава 5, «Межфазные границы между электролитами и анодами в литий-ионной батарее», написанная Mengqing Xu, Lidan Xing и Weishan Li (Южно-Китайский педагогический университет), посвящена межфазной границе анодного электролита (называемой SEI) .Он начинается с исторического обзора первоначальной работы с литиевыми анодами и графитом, подчеркивая, как нестабильная межфазная фаза, образованная электролитами из графита и пропиленкарбоната (ПК), препятствовала первоначальным исследованиям и была революционизирована переходом на этиленкарбонат (ЭК) и другие электролиты, которые образуют стабильный SEI с графитовыми анодами. Обсуждаются механизмы образования SEI (двумерного (2D) и трехмерного (3D)) и продуктов восстановления для различных линейных и циклических разновидностей карбонатных растворителей, которые создают SEI, и описываются энергетические барьеры для движения Li через межфазную поверхность ( Рисунок 1 ).Кроме того, обсуждаются различные методы определения характеристик (включая ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию (XPS)) для изучения состава SEI. Также рассматривается расширение до более совершенных анодов, таких как кремний, и добавки, способствующие формированию SEI для различных систем.
 Рис. 1. 
 Схематическое описание энергетического барьера для «переноса Li» на границе раздела графит / электролит (Печатается с разрешения (1). Авторское право (2010) Американского химического общества)
 Глава 6, «О Поверхностная химия катодных материалов для литий-ионных батарей »Сусая Фрэнсиса Амальраджа, Ронита Шараби, Хадара Склара и Дорон Аурбаха (Университет Бар-Илан, Израиль) дает краткое и практическое введение в различные типы химии катода (включая слоистые оксиды, шпинели). и оливины) и диагностические методы для оценки межфазного катод-электролит.Описываются такие вопросы, как растворение металла на катоде и последующее осаждение на аноде (приводящее к потере производительности), а также использование добавок или покрытий из активных материалов для контроля межфазной поверхности катода и ограничения нежелательных побочных реакций. Также даются ссылки на более подробную информацию в ряде их собственных публикаций.
 Глава 7 «Инструменты и методологии для определения характеристик границ раздела электрод-электролит» Джорди Кабана (Национальная лаборатория Лоуренса Беркли, США и Университет штата Иллинойс, США) представляет собой подробное и авторитетное введение в различные методы анализа электродов. электролитные интерфейсы.Электрохимические методы, различные типы спектроскопии (рамановская, инфракрасная (ИК), XPS, ЯМР, рентгеновские и нейтронные методы), эллипсометрия и микроскопия обсуждаются с иллюстративными примерами. На сегодняшний день было проведено множество экспериментов  ex situ , обязательно требующих стадии промывки и удаления электролита, которая может повлиять на поверхность, поэтому достижения в конструкции ячейки, позволяющие проводить измерения в присутствии электролита, являются ключом к будущему прогрессу. Кроме того, подчеркивается важность комбинирования дополнительных методов для полной оценки свойств поверхности раздела с возможным перекрытием с другими областями электрокатализа.
 Методологии моделирования 
 Глава 8 «Молекулярное моделирование электролитов» Олега Бородина описывает различные методологии моделирования электролитов и подчеркивает важность рассмотрения кластеров и систем, а не только отдельных молекул и компонентов. Выделены проверка моделей по сравнению с экспериментальными данными, а также опасности объединения экспериментальных результатов из разных источников (где детали, такие как экспериментальные процедуры и эталонные шкалы, могут отличаться).Описывается использование моделирования молекулярной динамики (МД) для изучения подвижности Li в SEI и различных подложках анода (графит, титанат лития и титанат лития-лантана) и, следовательно, разделения подвижности Li в SEI от эффектов десольватации Li.
 Глава 9 «Прогнозирование электрохимической стабильности электролита и присадок» Йохана Ширса и Патрика Йоханссона (Технологический университет Чалмерса, Швеция) охватывает различные подходы к моделированию потенциалов окисления и восстановления растворителей, солей и присадок в электролите. .Обнаружены значительные вариации прогнозируемых тенденций в зависимости от продуктов реакции (линейных или циклических), пути, механизма и промежуточных продуктов. Снова отмечены проблемы с перекрестным сравнением с различными экспериментальными результатами в литературе, включая различные скорости развертки, рабочие электроды, токи отсечки, а также изменения эталонных энергий. В случае редокс-шаттла точные прогнозы потенциалов особенно важны, поскольку их поведение связано с безопасностью батареи.Также обсуждаются преимущества увеличения мощности компьютера, поскольку можно моделировать более сложные системы и, в частности, более точно исследовать реалистичные изображения электродных материалов, поверхностей и многокомпонентных систем.
 Технологии будущего: воздушно-литиевые батареи 
 Книга завершается главой 10 «Апротические электролиты в воздушно-литиевых батареях» Ках Чун Лау, Раджив С. Ассари и Ларри А. Кертисс (Аргоннская национальная лаборатория, США). Теоретически воздушно-литиевые батареи обладают возможностью исключительно высокой емкости из-за их низкой массы.Однако отсутствие стабильности текущих электролитов в присутствии супероксидного радикала, образующегося в реакции катодного восстановления кислорода, считается самым большим препятствием на пути к успеху в этих системах. В течение многих лет в литиево-воздушных системах использовались обычные литий-ионные электролиты, такие как ПК. Однако атака супероксидом приводит к образованию необратимых разновидностей карбоната лития, а не желаемого пероксида лития (, рис. 2, ). В этой главе кратко излагаются методы определения характеристик, использованные для подтверждения непригодности ПК, и несколько улучшенных результатов с растворителем на основе эфира, а также подчеркивается важность понимания механизмов реакции, а также теории взаимосвязей и экспериментов для поиска улучшенной системы электролита.
 Рис. 2. 
 Тороиды из пероксида лития, образующиеся при разряде в литиево-воздушном катоде. (Изображение любезно предоставлено аналитическим отделом Технологического центра Джонсона Матти, Соннинг Коммон, Великобритания)
 Выводы 
 На протяжении всей книги раскрываются определенные темы, в том числе важность тщательной корреляции экспериментальных результатов с данными моделирования и рассмотрения многокомпонентных систем в реальных условиях вместо того, чтобы рассматривать отдельные составляющие по отдельности.Также очевидно, что ни один метод не может дать ответы на все вопросы. Эта книга представляет собой отличное руководство по множеству вариантов соли, электролита и добавок, а также по их функциям и свойствам; Исторический обзор также особенно полезен для новичков в этой области.
 Таким образом, эта книга будет полезна исследователям аккумуляторов в академических и промышленных кругах, поскольку она предоставляет исторический контекст, справочную информацию по широкому спектру компонентов электролита и их функциям, а также выделяет направления дальнейшей работы и задачи, которые предстоит решить.Использование примеров для иллюстрации свойств материалов, взаимодействия между компонентами, различных аналитических методов и подходов к моделированию особенно полезно наряду с большим количеством цитируемых литературных ссылок по различным темам.
 Форум по аккумуляторам: от литий-ионных до следующего поколения | Национальный научный обзор 
 РЕФЕРАТ 
 Нобелевская премия по химии 2019 года была присуждена трем пионерам литий-ионных батарей (ЛИА) — профессору.Джон Б. Гуденаф из Техасского университета, профессор М. Стэнли Уиттингем из Государственного университета Нью-Йорка и г-н Акира Йошино из японской корпорации Asahi, что является большим воодушевлением для всей отрасли.
 LIB разрабатывались в течение нескольких десятилетий, прогресс замедлился, а их характеристики приблизились к некоторым теоретическим пределам. С другой стороны, постоянно развиваются новые типы батарей или систем питания, в том числе твердотельные, натриево-ионные, литий-серные и топливные элементы, предлагая новые варианты для различных приложений.В этой панельной дискуссии под председательством члена редакционной коллегии  NSR  Хуэйминь Ченг эксперты по аккумуляторным батареям собираются, чтобы обсудить проблемы и тенденции LIB, разработки и применения аккумуляторов следующего поколения, а также статус-кво исследований аккумуляторов и промышленности в Китай.
 Цзюнь Чен
 Профессор химического колледжа Нанкайского университета, Тяньцзинь, Китай
 Юньхуэй Хуан
 Профессор школы материаловедения и инженерии Хуачжунского университета науки и технологий, Ухань, Китай
 Хун Ли
 Профессор Института физики Китайской академии наук, Пекин, Китай
 Шиган Сунь
 Профессор Колледжа химии и химической инженерии, Сямэньский университет, Сямэнь, Китай
 Хунли Чжан
 Директор научно-исследовательского института аккумуляторов, Gotion High-Tech Power Energy Co., Ltd., Хэфэй, Китай
 Хуэйминь Ченг (председатель)
 Профессор Шэньчжэньского центра графена Гейма, Шэньчжэньский институт Цинхуа-Беркли, Университет Цинхуа, Шэньчжэнь, Китай; Шэньянская национальная лаборатория материаловедения Института исследований металлов Китайской академии наук, Шэньян, Китай
 LIBS ДОСТИГАЮТ СВОИ ПРЕДЕЛЫ? ЕЩЕ НЕТ! 
  Cheng:  Есть аргумент, что LIB приближаются к своим пределам.Каково твое мнение?
  Li:  Я лично не согласен. Мы должны оценивать характеристики LIB с разных сторон, включая гравиметрическую плотность энергии, объемную плотность энергии, цикличность, скорость заряда-разряда, адаптивность к температуре и безопасность. Из всех этих аспектов только гравиметрическая и объемная плотности энергии имеют количественные теоретические пределы.
 Даже если мы рассмотрим только эти два индекса, я считаю, что необходимы еще 10 лет исследований, чтобы достичь пределов.Существует четыре основных типа катодных материалов LIB: LiCoO  2 , Li (NiCoMn) O  2 , LiFePO  4  и LiMn  2  O  4 . Среди них LiFePO  4  и LiMn  2  O  4  приближаются к своим пределам, в то время как LiCoO  2  и Li (NiCoMn) O  2  все еще находятся в разработке. Теоретические пределы для LiCoO  2  и Li (NiCoMn) O  2  составляют 274 мАч / г, а текущие рекорды составляют ∼205 и ∼210 мАч / г соответственно.Разрабатывая Li (NiCoMn) с высоким содержанием Ni, низким содержанием Co или без содержания Co (NiCoMn) O  2  и внося другие усовершенствования, мы можем дополнительно улучшить их характеристики и снизить их затраты.
 Помимо этих четырех основных типов, существуют также катодные материалы с высоким содержанием лития, такие как  x  LiMO  2  — (1–  x ) Li  2  MnO  3 , теоретическая емкость которых может достигать 480 мАч / г для  x  = 0. В настоящее время лабораторный рекорд достиг 400 мАч / г, а промышленный — 300 мАч / г — все еще далеко от предела.
 Для анодных материалов есть также проявочное пространство. Обычно используемые аноды включают графитовый анод и анод на основе кремния. Теоретическая емкость кремниевого анода может достигать 4200 мАч / г. Однако перед ним стоит большая проблема объемного расширения. Как только эта проблема будет решена, характеристики анода сделают еще один шаг вперед.
 Более того, если мы сможем разработать Li-содержащий анод, катод может быть, наоборот, свободным от Li, так что гораздо больше материалов, не содержащих Li, станут кандидатами в катоды, что открывает новые возможности для LIB.
 Что касается других показателей производительности LIB, таких как цикличность, скорость заряда-разряда, адаптивность к температуре, а также термическая стабильность, мы либо еще не знаем, где находятся пределы, либо они все еще очень далеки от пределов. Таким образом, с учетом этих аспектов было бы труднее сказать, что мы приближаемся к пределу.
 LIB по-прежнему имеют много возможностей. Мы можем постоянно улучшать их удельную энергию и другие характеристики, открывая и разрабатывая различные материалы.Есть много проблем, которые нужно преодолеть, и предстоит проделать большую исследовательскую работу, прежде чем мы сможем достичь пределов.
  Chen:  LIB — это относительно сложная система, в основном состоящая из катода, анода, электролита и сепаратора. Емкости некоторых коммерчески выпускаемых электродных активных материалов, таких как катод LiCoO  2  и графитовый анод, достигают своих пределов. Но дальнейшее улучшение будет происходить с непрерывной разработкой новых материалов.
 Основным направлением LIB является улучшение плотности энергии электродных материалов и общих характеристик батарей.Катод большой емкости, который в настоящее время определяет характеристики батареи, является ключевым, и также важно разработать аноды, электролиты и технологии производства батарей, соответствующие катодам. Я думаю, что краткосрочные цели исследований и разработок LIB должны состоять в следующем: плотность энергии, достигающая 300–350 Втч / кг, относительно высокая скорость заряда-разряда, возможность использования в диапазоне температур –30–60 ° C, срок службы при нормальной температуре. более 1500 раз и стоимость упаковки <0,6 юаней / Втч.
 Дальнейшее улучшение будет происходить с постоянным развитием новых материалов.
 —Jun Chen
  Sun:  Мы разрабатываем LiCoO  2  и Li (NiCoMn) O  2  в течение многих лет, так что эти две системы в настоящее время являются относительно зрелыми. Но на протяжении истории развития мы должны заметить, что темпы улучшений становятся все медленнее и медленнее, а это означает, что проблемы, с которыми мы сталкиваемся, становятся все труднее и труднее решать.
 Чтобы преодолеть нынешние трудности, возможно, нам следует вернуться к основным научным вопросам и механизмам LIB.Если мы сможем лучше описать механизм батарей с помощью математических и физических моделей, это поможет нам еще больше приблизиться к пределам LIB.
 Более того, в промышленном отношении аккумулятор — это систематический продукт. Более совершенные базовые теории могут помочь нам лучше предсказать влияние повышенной плотности энергии на другие показатели LIB, включая, помимо прочего, затраты и безопасность.
  Cheng:  Я согласен с тем, что LIB еще могут развиваться. И я думаю, что будущие улучшения могут идти в трех направлениях: во-первых, улучшение существующих материалов; во-вторых, открыть для себя новые материалы; и, в-третьих, разработать новые системы путем переноса существующей жидкой системы на полутвердые и твердые системы или другие инновационные системы.
 LIBS: ЗАДАЧИ И НАПРАВЛЕНИЯ 
  Cheng:  В настоящее время мы не можем воспроизвести все лабораторные результаты на фабриках. Таким образом, пространство для развития индустрии LIB даже больше, чем у исследования LIB.
  Чжан:  Верно. Современные отраслевые системы LIB сталкиваются с рядом проблем.
 Первое — это то, что упомянул проф. Ли: расширение анодов на основе кремния. Аноды расширяются во время цикла, таким образом, сдерживающая сила аккумуляторного модуля постоянно увеличивается.Если сила превысит расчетную, последствия будут катастрофическими, и это то, что производители оригинального оборудования (OEM) и производители аккумуляторов никогда не захотят видеть.
 Второй — безопасность системы с высоким содержанием Ni Li (NiCoMn) O  2 . Материалы с высоким содержанием Ni могут обеспечивать высокую плотность энергии, но они не так стабильны, как LiFePO  4  и материалы с низким содержанием Ni Li (NiCoMn) O  2 , поэтому проблема их безопасности представляет собой серьезную проблему, которую необходимо решить.
 Третий — о дальнейшем улучшении LiFePO  4 .LiFePO  4  не содержит Со и обладает такими преимуществами, как низкая стоимость, высокая безопасность и долгий срок службы. Таким образом, в последние годы он привлек большое внимание всей отрасли. Наша компания Gotion High-Tech начала работать над LiFePO  4  с момента своего основания в 2006 году и достигла удельной энергии 200 Втч / кг на уровне отдельных элементов. Прямо сейчас мы все еще пытаемся улучшить его производительность.
 Четвертая задача — разработка электролитов с широким температурным диапазоном использования.Многим нашим клиентам требуются аккумуляторы, которые можно использовать в широком географическом регионе, а это означает, что аккумуляторы должны демонстрировать высокую производительность в диапазоне температур от –40 ° C до 80 ° C, а не работать только при высоких или низких температурах. Предстоит проделать большую работу по добавкам к электролиту и системам растворителей для производства LIB в широком диапазоне температур.
 Наконец, необходимо улучшить вспомогательные материалы для аккумуляторов. Помимо четырех основных материалов — катода, анода, электролита и сепаратора — вспомогательные материалы, включая токоприемники, проводящие добавки и связующие, также важны для работы LIB.
  Li:  Все это ключевые проблемы для LIB. Во-первых, это расширение анодов на основе кремния. Степень собственного расширения атомов кремния после объединения ионов лития составляет 320%. Таким образом, объемное расширение необходимо регулировать, контролируя размер зерна, содержание Si, микроструктуру, связующее, электролит и процесс формирования. И частица, и электрод должны быть правильно спроектированы.
 Для безопасности системы Li (NiCoMn) O  2  результат теплового разгона в основном вызван электрохимическими реакциями между жидким электролитом и электродами.Итак, one
 Мы должны знать о реальных потребностях отрасли в наших исследованиях.
 —Shigang Sun
 Одним из наиболее многообещающих решений является модернизация жидких электролитов до твердых электролитов. Однако до этого перехода мы можем использовать добавки, выбранные растворители и соли или поверхностные покрытия для стабилизации поверхности электродов и предотвращения непрерывных побочных реакций с жидкими электролитами.
 Также важно усилить систематические фундаментальные исследования Li (NiCoMn) O  2 .Мы должны связать факторы тепла, электричества и изменения объема и дать лучшее описание уровней молекулы, частицы, электрода и элемента батареи.
 Мы также говорили о батарее LiFePO  4 , которая была быстро разработана в последние годы и теперь по некоторым параметрам сопоставима с Li (NiCoMn) O  2 . Я думаю, что его дальнейшее улучшение зависит от изменений в материале, таких как превращение в Li (FeMn) PO  4 . Предварительное литиирование и новые аноды также эффективны для улучшения его характеристик.
 Вспомогательные материалы LIB также важны. Среди вспомогательных материалов связующее вещество, используемое в электродах, имеет решающее значение, поскольку оно может сильно влиять на циклируемость батарей. В настоящее время теоретические и экспериментальные исследования связующего относительно отсутствуют. Более того, нелегко количественно охарактеризовать связующее в реальной батарее, потому что количество связующего очень мало и сильно диспергировано на молекулярном уровне. Также непросто охарактеризовать его взаимодействие с активными материалами, проводящими добавками, токоприемниками и сепараторами.
  Хуанг:  Нам необходимо всесторонне рассмотреть и скоординированно продвигать все характеристики аккумуляторов и найти баланс для реальных приложений. Среди них безопасность очень важна, но еще не полностью понята с точки зрения фундаментальных исследований. Системе управления батареями и терморегулирования также следует уделить больше внимания.
 Для управления температурным режимом LIB важным моментом является то, что не только материалы имеют решающее значение. Система терморегулирования и система циркуляции также являются ключевыми факторами, помогающими регулировать температурную среду для материалов и, таким образом, расширять общий температурный диапазон батареи.
  Sun:  При проведении исследования батареи важно учитывать сценарии приложений. Как описал профессор Хуанг, расширение температурного предела с помощью дополнительных систем является хорошим примером. Только учитывая множество факторов, не ограничиваясь самой батареей, мы можем сделать батареи доступными для экстремальных условий, таких как глубокое море и глубокий космос.
 Мнения ученых и инженеров часто бывают разными. Основная цель ученых — увеличить плотность энергии, но инженерам нужно больше подумать о комплексных характеристиках.Таким образом, мы должны знать о реальных потребностях отрасли в наших исследованиях.
  Chen:  Исследования аккумуляторных батарей и промышленность сильно различаются по методам и задачам. Исследования аккумуляторов в Китае в основном финансируются государством, а не компаниями. Многие китайские компании основали собственные исследовательские институты, но они далеки от совершенства. Поэтому я думаю, что одним из следующих ключевых шагов должно стать тесное сочетание сильных сторон университетов и компаний.
  Cheng:  Образ мышления в исследованиях и в промышленности на самом деле различен.Может быть, доктор Чжан сможет вкратце описать потребности промышленности?
  Zhang:  У нас есть три основных требования к батарее новой конструкции: высокая производительность, простота изготовления и дизайн, ориентированный на PLM (управление жизненным циклом продукта).
 Когда мы говорим о высоких характеристиках, мы имеем в виду высокие электрохимические характеристики, превосходную безопасность, хорошие механические характеристики, а также выдающиеся тепловые характеристики. В промышленном отношении мы оцениваем продукт не по одному индексу, а по радарной карте множества индексов.
 Мы также надеемся, что новый продукт будет легко производить. Во-первых, каким бы прекрасным ни был материал, из него нельзя сделать батарею, если он не соответствует технологии производства. Во-вторых, стоимость должна быть приемлемой. За исключением аэрокосмических и других специальных сценариев применения, все батареи должны производиться качественным и недорогим способом. В-третьих, мы надеемся, что новый дизайн будет совместим с существующим производственным оборудованием, что позволит избежать траты прошлых инвестиций.Наконец, эффективность производства должна быть достаточно высокой для массового производства в разумные сроки.
 Кроме того, новый дизайн должен быть ориентирован на PLM. Мы должны продумать утилизацию и переработку эшелонов с самого начала проектирования.
 В промышленном отношении мы оцениваем продукт не по одному индексу, а по радиолокационной карте множества индексов.
 —Hongli Zhang
 НОВЫЕ ТИПЫ АККУМУЛЯТОРОВ 
  Cheng:  Какие новые типы батарей являются многообещающими?
  Chen:  Органические катодные материалы — возможное направление для LIB в долгосрочной перспективе.Эти материалы обладают высокой производительностью, дешевы и экологичны. Кроме того, органические катодные материалы представляют собой обширную группу, пригодную для систематического молекулярного дизайна, и позволяют гибко связывать литийсодержащие и не содержащие литий соединения. Это перспективное направление, все еще находящееся в стадии лабораторных исследований, в котором необходимо решить проблемы низкой проводимости, низкой плотности энергии и растворимости в органических электролитах.
 Новые типы батарей, такие как натриево-ионные, водные, литий-серные и металло-воздушные, также являются многообещающими.Среди них натрий-ионные батареи и водные батареи привлекательны для крупномасштабного хранения энергии. Отверждение — одно из основных направлений развития аккумуляторов электромобилей (EV). Топливные элементы — это также направление, в котором есть как проблемы, так и возможности, которое изучается в течение многих лет.
  Li:  Я не уверен, можно ли рассматривать частичное введение лития в качестве анода как своего рода LIB. Но как бы ни определялись ЛИА, замена жидких электролитов твердыми — перспективное направление.
 Натрий-ионный аккумулятор тоже перспективен. Стоимость его сырья довольно низкая, а его характеристики почти приемлемы во многих аспектах. Можно заменить часть свинцово-кислотных аккумуляторов и LIB с низкой плотностью энергии в таких сценариях, как накопление энергии в домашних условиях, крупномасштабное накопление энергии, базовые станции связи и низкоскоростные электромобили.
 Есть также алюминиево-ионные аккумуляторы и магниево-ионные аккумуляторы. Но их цикличность низкая, поэтому сделать из них аккумуляторные батареи сложно.Лично я не оптимистично смотрю на них для электромобилей.
 Широко разрабатываются литий-серные батареи. Если его цикличность продолжит улучшаться, его можно будет использовать в сценариях, в которых гравиметрическая плотность энергии более важна, чем объемная плотность энергии, например, в беспилотных летательных аппаратах с большим размахом крыльев и оцифрованном пехотном оборудовании.
 Другой тип аккумулятора — это литий-воздушный аккумулятор, который сложно оптимизировать, поскольку он сочетает в себе трудности LIB, литий-металлических аккумуляторов, а также топливных элементов.Соответствующие фундаментальные исследования требуют довольно много времени для развития.
 Это правда, что стоимость сырья для натрий-ионных аккумуляторов низкая, но это не означает, что стоимость аккумуляторных изделий будет низкой.
 —Yunhui Huang
  Huang:  Натрий-ионная батарея многообещающая. Но до того, как его можно будет индустриализировать, еще предстоит решить множество проблем. Во-первых, мы не уточнили, какие материалы могут быть практически использованы в промышленности в качестве катодных и анодных материалов.Во-вторых, это правда, что стоимость сырья для натрий-ионных батарей невысока, но это не означает, что стоимость аккумуляторных продуктов будет низкой. В настоящее время стоимость LIB снижена до довольно низкого уровня, поэтому для натрий-ионной батареи является большой проблемой снизить стоимость до такой степени, чтобы можно было заменить часть LIB.
 Он аналогичен литий-серной батарее, что очень многообещающе, но ее внутренние недостатки еще предстоит преодолеть.Мы должны подумать о том, как уменьшить количество электролита, чтобы контролировать общий объем аккумулятора и как повысить его безопасность. И я согласен с профессором Ли в том, что литий-серная батарея перспективна в определенных сценариях, поэтому мы должны провести наши исследования, рассматривая эти сценарии.
  Sun:  Эти новые типы батарей относятся к двум основным классам: первый — это ионные батареи, включая натриевые, алюминиевые и магниево-ионные батареи; второй — металлические батареи, в том числе литий-серные и литий-воздушные батареи.
 Второй класс батарей имеет более высокую плотность энергии, но сталкивается с более серьезными проблемами, такими как их низкая безопасность и цикличность. У меня такое ощущение, что наши нынешние решения этих проблем не являются фундаментальными, потому что мы не полностью понимали основные механизмы.
 Например, мы используем физические подходы, такие как искусственные защитные пленки, чтобы справиться с ростом дендритов на поверхности электродов из металлического лития. Но на самом деле рост дендритов — это электрохимический процесс растворения и кристаллизации, поэтому основным решением должно быть управление зарождением и ростом кристалла.Но, конечно, в настоящее время трудно контролировать кристаллизацию металлического лития, и необходимы дальнейшие исследования процесса растворения и кристаллизации анодов металлического лития в различных электролитах.
 Итак, я хочу подчеркнуть, что фундаментальные исследования чрезвычайно важны для разработки батарей следующего поколения.
  Zhang:  Промышленность также очень обеспокоена новыми типами батарей. Большинство новых аккумуляторов еще далеки от индустриализации.Среди них полутвердые батареи разрабатываются относительно быстро, и мы очень надеемся увидеть прорывы в этой области в ближайшее время, после чего может быть реализована твердотельная батарея.
 Я согласен с тем, что сказал председатель моей компании, то есть технический прогресс батарей зависит на 50% от прогресса материаловедения, на 30% от прогресса технологий производства аккумуляторов и на 20% от прогресса проектирования. продуктовых систем.
 Прорыв в материаловедении — важнейшая движущая сила.Мы прилагаем много усилий к этому аспекту, инвестируем и сотрудничаем с университетами и исследовательскими институтами по всему миру, чтобы, как только ключевые открытия появляются в лабораториях, мы можем как можно скорее превратить их в продукты.
 Что касается производственных технологий, которые включают изготовление аккумуляторных элементов, модулей и блоков, текущие технологии все еще недостаточно хороши для удовлетворения требований производителей оригинального оборудования. Мы должны еще больше снизить стоимость, повысить безопасность и лучше адаптировать аккумуляторные батареи к требованиям транспортных средств.
 При проектировании продуктовой системы мы пытаемся изучить возможность использования всего шасси автомобиля в качестве большой интегрированной батареи.
  Cheng:  Спасибо за все ваши конструктивные мнения. Я согласен с тем, что, во-первых, прорывы в области аккумуляторов следующего поколения во многом зависят от достижений фундаментальных исследований. Мы определили большинство научных проблем для новых типов батарей, на которых должны сосредоточиться наши исследования.
 Во-вторых, наши исследования должны быть в большей степени ориентированы на приложения.Мы должны выбрать разные батареи для разных приложений и сосредоточиться на исследованиях, которые могут решить конкретные задачи. Таким образом мы можем ускорить разработку аккумуляторов следующего поколения.
 РАЗРЫВ ЭЛЕКТРОХИМИИ 
  Cheng:  Для разработки практичных аккумуляторов следующего поколения, возможно, нам нужно быть более инновационными, чтобы думать о совершенно новых формах аккумуляторов или систем хранения энергии.
  Sun:  Существующие системы накопления энергии в основном основаны на преобразовании химической энергии в электрическую, то есть на накоплении энергии на интерфейсе с помощью конденсаторов или на накоплении и высвобождении энергии посредством окислительно-восстановительных реакций с помощью батарей.
 Но, кроме химической энергии, также возможно преобразовать другие виды энергии, такие как биологическая энергия, механическая энергия, солнечная энергия и тепловая энергия, в электричество и хранить ее в батареях. Таким образом, мы сможем сломать основы электрохимии и создать новые системы хранения энергии.
  Chen:  Целью накопления энергии является преодоление временных и пространственных ограничений энергоносителей, чтобы при необходимости высвобождать энергию, например, в чистой и простой в использовании форме электричества.Учитывая источник энергии, окончательным выбором для решения энергетического кризиса должна стать солнечная энергия. Солнечные элементы были широко изучены, и возможное направление — солнечные элементы на основе биологических источников, такие как солнечные элементы, имитирующие фотосинтез, которые могут производить электричество и углерод / водородсодержащее топливо из солнечной энергии, воды и углекислого газа без потребления малораспространенных. , неравномерно распределенные элементы, такие как литий и кобальт. Мы также можем рационально спроектировать некоторые высокоэнергетические химические реакции для управления и использования энергии, генерируемой реакцией, и это может привести к появлению новой формы хранения энергии.
  Li:  Теперь мы храним энергию в форме электричества, тепла или водорода. Но, пока система является закрытой, ее плотность энергии ограничена, и энергия будет исчерпана.
 Возникла новая идея — учиться у организмов и создавать новые типы систем хранения энергии, которые открыты и способны выполнять «метаболизм». Например, электрические угри могут получать энергию с пищей и преобразовывать ее в электричество. Пока угорь жив, он может есть и производить электричество непрерывно.Мы можем извлекать уроки из этого и создавать аналогичные устройства, которые могут получать энергию из окружающей среды и непрерывно преобразовывать ее в электричество. Это чем-то похоже на комбинацию топливных элементов и обратных топливных элементов, и может продолжать работать при наличии химического топлива, солнечной энергии, биотоплива или других источников энергии.
 Исследования такого рода в настоящее время относительно отсутствуют, но некоторые прототипные работы уже существуют, включая работу по накоплению энергии с помощью органических реакций или работу по сбору и хранению механической энергии окружающей среды.Такая динамическая открытая система накопления энергии может избавить от ограничений плотности энергии традиционных батарей. Мы называем их живыми батареями.
 Это [активная батарея] чем-то напоминает комбинацию топливных элементов и обратных топливных элементов.
 —Hong Li
  Sun:  Это хорошая идея. Чтобы поглотить биологические и физические факторы, необходимы большие изменения в материалах. Мы должны ввести биологические материалы и многие другие новые материалы в существующие системы.Более того, топливный элемент — хороший пример открытой системы. Это важное устройство для преобразования и хранения энергии.
  Huang:  Топливные элементы и LIB — два основных варианта для электромобилей. У обоих есть свои достоинства и недостатки. Возможно объединение их сильных сторон для дальнейшего развития.
 На самом деле накопление энергии — это скорее междисциплинарная область, касающаяся материаловедения, химии, электротехники, интеллектуального производства, информатики, машиностроения и даже биологии.Недавно китайское правительство поддержало создание в университете специальности Energy Storage
 Technology, намереваясь способствовать междисциплинарному общению и поощрять таланты для будущих разработок в этой области.
 В ОЖИДАНИИ ТЭГОВ «INNOVATED IN CHINA» 
  Cheng:  Каков уровень исследований и производства аккумуляторов в Китае?
  Zhang:  Мы сравнили китайские аккумуляторы с аккумуляторами Японии и Южной Кореи и обнаружили, что наши одиночные элементы сопоставимы или даже лучше по определенным показателям, чем зарубежные.Однако на уровне крупномасштабного производства стабильность и качество наших конечных аккумуляторных продуктов ниже, чем у японских или южнокорейских. Мы должны признать, что наше производственное оборудование, системы контроля и стандарты управления развиты недостаточно.
 Что касается отечественного производственного оборудования, мы ожидаем более высокой точности управления, большей стабильности и общей эффективности оборудования, что может улучшить наш уровень производства аккумуляторных изделий.
 Однако у нас есть сильные стороны.Мы богаты сырьевыми ресурсами и построили полную производственную цепочку для аккумуляторов. Масштабы нашего производства четырех основных материалов, а также вспомогательных материалов достаточно велики, чтобы удовлетворить внутренние и экспортные потребности. Если мы сможем в полной мере использовать эти сильные стороны, Китай станет настоящей электростанцией по производству аккумуляторов.
  Cheng:  Не могли бы вы подробнее рассказать об уровне производства четырех основных материалов?
  Чжан:  Во-первых, катодные материалы.Для LiFePO  4  Китай имеет свою уникальность. У нас самые большие масштабы производства и применения. Но следует заметить, что ключевые патенты не наши. По Li (NiCoMn) O  2  наша продукция уступает зарубежным предприятиям. Последовательность продуктов и методы контроля примесей все еще нуждаются в улучшении.
 Во-вторых, анодные материалы. Наши масштабы производства и применения являются ведущими в мире. Китайские предприятия занимают большую долю на международном рынке. Однако в области кремний-углеродных анодов некоторые иностранные компании добиваются большего успеха.
 В-третьих, электролиты. Масштабы производства в Китае огромны, но основные патенты на формулы электролита и добавки к электролиту в основном принадлежат иностранцам. Это неотложная проблема, которая может вызвать потенциальные риски.
 Аналогично для разделителей. Наши масштабы производства, безусловно, являются номер один в мире. На долю Китая приходится> 50% мирового рынка сепараторов. Но у нас нет ключевых оригинальных патентов.
 Большая часть работы не была направлена ​​на удовлетворение требований приложений или решение ключевых научных проблем.
 —Huiming Cheng
 Итак, в общем, у нас есть очень полная производственная цепочка по производству аккумуляторов и крупное производство, а также ряд ведущих мировых поставщиков материалов, но все еще слабы в интеллектуальной собственности.
  Li:  Патент на самом деле является большой проблемой для Китая. Например,> 60% патентов на твердотельные батареи на основе сульфидов принадлежат японским предприятиям.
 Однако я думаю, что разработка аккумуляторов следующего поколения — это шанс для Китая наверстать упущенное.В последнее десятилетие многие китайские компании активно участвовали в разработке новых материалов и новых технологий, при этом количество китайских патентов растет. Университеты и учреждения также очень активно подают заявки на патенты, некоторые из которых представляют собой ценные инновации.
  Sun:  Китайские ученые проделали большую работу по исследованию аккумуляторов, и некоторые из них весьма влиятельны. Однако, помимо нескольких инновационных достижений, таких как многоэлектронная теория, предложенная проф.Группа Фэн У, фундаментальная работа, которую можно было бы назвать «Инновации в Китае», отсутствует.
 Китайская система оценки, ориентированная на публикации, принесла некоторые негативные последствия. Мы должны попытаться вернуться к самим научным проблемам, позволяя способным и вдумчивым исследовательским группам сосредоточиться на основных проблемах в течение многих лет без публикации. Это единственный способ способствовать инновационным открытиям в Китае.
  Ченг:  Верно. Мы опубликовали много статей, но очень немногие из них имеют рациональный дизайн.Большая часть работы не была направлена ​​на удовлетворение требований приложений или решение ключевых научных проблем. Либо синтез так называемого «нового» материала, либо смешивание двух существующих материалов вместе с электрохимическими характеристиками может быть помещено в статью для публикации. Это серьезная проблема в Китае.
 Более того, большинство из нас уделяет больше внимания материалам электродов, но не уделяет особого внимания вспомогательным материалам или конструкции всей аккумуляторной системы. Это то, что нужно улучшить в будущем.
  Li:  Около 60% публикаций по батареям написано китайскими исследователями. Но передовые методы исследования, такие как высокопроизводительный расчет,  in situ,  и определение характеристик Operando, а также цифровое моделирование, изначально созданы и доминируют над зарубежными учеными.
 Например, можем ли мы рационально разработать электродные материалы? Ученые предложили инициативу «Геном материалов», которая направлена ​​на рациональное проектирование материалов путем объединения высокопроизводительных вычислений, высокопроизводительного синтеза, высокопроизводительной характеристики и анализа больших данных.Но, на самом деле, в Китае мало групп, способных заниматься такими видами деятельности. Чтобы реализовать рациональный дизайн материалов, необходимо обсудить, как объединить сильные стороны различных дисциплин и лучше понять основные процессы.
  Chen:  Мы должны увеличить инвестиции и улучшить сотрудничество между учеными и промышленностью во всех областях аккумуляторных батарей. Должна быть группа ученых, занимающихся фундаментальными исследованиями и оригинальными инновациями, а также группа инженеров, сосредоточенных на самых деталях производственных технологий.Только путем непрерывного накопления без стремления к быстрому успеху мы сможем получить достижения с пометкой «Инновации в Китае».
  Cheng:  Спасибо за все ваши ценные обсуждения! Лично я с оптимизмом смотрю в будущее аккумуляторов. Будут дальнейшие прорывы, и различные новые типы батарей будут постоянно поддерживать энергетическую основу нашего общества.
 Банкноты 
 Вэйцзе Чжао — редактор новостей  NSR  из Пекина.