Проверка плотности электролита в аккумуляторе видео: Плотность электролита в аккумуляторе – когда автовладелец становится химиком?

Содержание

Как проверить плотность аккумулятора

Каждая АКБ является накопителем электрической энергии. Принимая во внимание тот факт, что без батареи ни один автомобиль работать не сможет, крайне важно тщательно следить за ее состоянием. Одним из самых значимых моментов в подобном анализе является вопрос о том, как проверить плотность аккумулятора.

Технические нормативы

Электролит – это раствор серной кислоты, взаимодействующий со свинцом. Сочетание данных элементов дает напряжение, составляющее приблизительно 12 вольт.

Уровень плотности электролита при эксплуатации транспортного средства постоянно колеблется. Какая плотность АКБ является оптимальной? Значения 1.25-1.29 г/см3 принято считать идеальными.

Если отказаться от поддержания необходимого уровня плотности, батарея будет быстро разряжаться. Более того, резко снизится срок ее эксплуатации. В большинстве случаев плотность «проседает» при перезарядках, когда температура становится слишком высокой (электролит и вода испаряются).

Важная информация

Перед тем, как проверить плотность АКБ, изучите следующие данные:

  • Слишком высокий уровень плотности электролита – это не преимущество, а недостаток. Если вы зафиксировали завышенные значения, смело разбавляйте серную кислоту дистиллятом. А все потому, что чрезмерное содержание серной кислоты оказывает негативное влияние на состояние пластин. Практика знает случаи, когда такие компоненты просто-напросто разъедались;
  • Если вы зафиксировали значение, которое ниже нормальной плотности АКБ, приступайте к зарядке батареи. Данный процесс должен длиться, как минимум, 10 часов.

Проверка

Как проверить плотность аккумулятора? Для этой цели вам понадобится прибор под названием ареометр. От вас потребуется выполнить следующие шаги:

  • Убедитесь в том, что температура в помещении составляет 20-25°С;
  • Тщательно очистите корпус устройства от грязи и пыли. Крайне важно, чтобы в мерном образце не было посторонних частиц;
  • Опустите измерительный прибор в отверстие и захватите некоторый объем электролита;
  • Проанализируйте показания;
  • Слейте электролит обратно.

Помните о том, что такую процедуру следует провести для каждой банки. Чтобы получить максимально точные результаты, зарядите батарею. До проведения измерения она должна выстоять 3 часа при комнатной температуре. Описываемую операцию необходимо выполнять в защитных перчатках.

Наши услуги

Если вы хотите купить легковой аккумулятор, свяжитесь с нами по номеру +7 (343) 312-81-50. мы работаем как с юридическими лицами, так и частными автовладельцами. Мы гарантируем высокое качество поставляемой продукции. В наличии имеются все необходимые сертификаты и лицензии.

Как проверить уровень электролита и плотность

АКБ автомобиля

В любом автомобиле есть элемент, обеспечивающий все узлы автомобиля электричеством – аккумулятор. Не стоит забывать, что за ним нужно следить, и соблюдать правила эксплуатации. Одним из главных элементов автомобильной батареи является электролит.

Уменьшение плотности или уровня электролита может привести АКБ в негодность или к быстрому разряду, что в свою очередь не позволит завести двигатель автомобиля. Как проверить уровень электролита и его плотность?

Содержание статьи:

Электролит

Электролит в АКБ закончился

От электролита в аккумуляторе зависит практически любой процесс – это жидкость, в которой протекают все химические процессы аккумулятора, и вырабатывается электричество. Состоит он из смеси кислоты и дистиллированной воды (приблизительное соотношение 35% к 65%).

Прежде всего, необходимо соблюдать уровень раствора внутри аккумулятора:

  • Если уровень ниже нормы, то это приведёт к оголению пластин батареи и осыпанию пластин аккумулятора.
  • Когда уровень выше — это тоже плохо. В летнее время, это может быть не очень заметно, но зимой, из-за повышенного уровня электролит может замёрзнуть, и не просто замёрзнуть, а полностью «разорвать» корпус АКБ.

Можно сделать логичный вывод, что соблюдать оптимальный уровень электролита в автомобильном аккумуляторе – прямая необходимость.

Проверка уровня

В домашних условиях можно проверить уровень электролита двумя способами:

  1. Если корпус батареи прозрачный, то

    Проверка уровня электролита в АКБ

    проблем с определением уровня не возникнет – на корпусе есть отметки о минимальном и максимальном значении жидкости, внутри банок, на которые необходимо будет ориентироваться. Если корпус аккумулятора – непрозрачный, то подойдёт второй способ.

  2. Проверка происходит пластиковой или стеклянной трубкой, диаметром от 3 до 6 мм. Откручивается пробка банки, и опускается трубка, до момента соприкосновения с пластинами. Необходимо измерить, на сколько миллиметров опустилась трубка. Нормой считается 12 мм. Это действие проводится для каждой банки батареи.

Если уровень выше максимального, то необходимо изъять лишнее. Делается это специальным шприцем – с помощью него можно доливать и откачивать электролит и воду.

Проверить электролит в необслуживаемом аккумуляторе (например, Varta E23 12V 70AH) можно, используя специальные отметки, предусмотренные производителем. Иногда дополнительно используется индикатор заряда (не на всех АКБ).

Как проверить уровень электролита можно увидеть на видео.

Плотность

Проверить плотность электролита в аккумуляторе достаточно просто. Необходимо иметь только специальный прибор – ареометр (советует большинство автолюбителей и экспертов) или денсиметр. Из-за большей распространённости будет рассмотрен способ замера ареометром.

Обслуживаемые

Добавление дистиллированной воды

Для проведения измерений обслуживаемого АКБ понадобится: груша (для откачивания электролита), ареометр, колба, дистиллированная вода и электролит (на случай, если придётся повышать или понижать плотность).

Процесс замера осуществляется по пунктам:

  1. Откачать грушей часть электролита из банки (количество, необходимое для измерения).
  2. Поместить раствор в специально подготовленную колбу.
  3. Поставить ареометр в колбу. Значение, которое он покажет – плотность электролита в банке аккумулятора.

После этого кислота из колбы перемещается обратно в АКБ (если значение соответствует норме) колба промывается, и пункты 1,2,3 повторяются для каждой банки, поочерёдно.

Важно: проверить плотность электролита ареометром несложно, но необходимо соблюдать технику безопасности, и производить все действия только в защитных очках и перчатках.

Проверка ареометром

Нормальное значение плотности – 1.27 г/см

3 (для регионов с холодным климатом – 1.29г/см3) Разница между банками может составлять не более 0.1 г/см3.Если показатели отклоняются от нормы, то необходимо «подогнать» плотность до нужного уровня. Для этого понадобятся электролит и дистиллированная вода.

Для повышения плотности нужно сделать следующее:

  1. Выкачать как можно больше раствора из банки, и поместить его в колбу (чтобы высчитать количество выкачанного раствора).
  2. Долить электролит в банку (объём должен быть равен половине, от изъятого).
  3. Закрыть банку, и покачать/потрясти АКБ для смешивания раствора.
  4. Провести замер, и если показатели не соответствуют норме – повторить первые три пункта.
  5. Когда показатели будут оптимальными – разницу долить дистиллированной водой.

Есть и другие способы повышения плотности, но вышеописанный – один из самых простых.

Чтобы снизить плотность необходимо добавить дистиллированную воду, подождать, пока раствор смешается, и снова провести замер. Повторять эту процедуру нужно, пока не будут достигнуты нужные показатели.

Необслуживаемые

Необслуживаемый АКБ

Для измерения плотности в батареях необслуживаемого типа, можно использовать небольшой «глазок», который необходимо выкрутить, чтобы произвести замер. Но правильно и точно определить плотность не получится – таким способом, можно узнать только плотность электролита в одной банке.

Нужно отметить, что не на всех АКБ есть такие «глазки». Изначально, для необслуживаемых аккумуляторов (Варта и др.) не предусмотрены какие-либо действия с электролитом – поэтому и отсутствует доступ к банкам обыкновенными методами.

Итог можно подвести следующий: являясь владельцем обслуживаемого или необслуживаемого аккумулятора необходимо помнить, что за состоянием батареи необходимо следить, а за электролитом – в первую очередь. Ведь от электролита зависит: заведётся ли машина, и будет ли авто обеспечено электричеством или нет.

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе или поднять его

Вовсе не редкостью являются ситуации, когда двигатель не хочет заводиться и возникают проблемы с пуском. Довольно часто причина кроется именно в разряженном аккумуляторе. Это становится следствием изменения свойств содержащегося внутри электролита. Её необходимо поднять.

Но прежде чем начинать мероприятия по изменению плотности, нужно понять причины, из-за которых такая ситуация возникла. Просто так качество раствора, состоящего из дистиллированной воды и серной кислоты, меняться не будет.

Определившись с причинами, удастся правильно провести ремонтно-восстановительные мероприятия, продлить срок службы АКБ и отложить покупку новой батареи. На практике повлиять на плотность вовсе не так сложно.

Причины снижения плотности

Есть несколько факторов, влияющих на показатели плотности у электролита в аккумуляторах.

К ним можно отнести такие моменты:

  • Разряд АКБ. Одна из главных причин, почему падает плотность электролита в автомобильном аккумуляторе. Параллельно со снижением заряда падают и показатели плотности. Заряжая АКБ, плотность постепенно повышается. Когда происходит потеря большой части ёмкости, это указывает на изменение концентрации состава в сторону уменьшения.
  • Эксплуатация. Со временем батарея изнашивается естественным путём, то есть длительная эксплуатация также влияет на кислоту.
  • Хранение. Особенно опасным и вредным считается продолжительное хранение в условиях пониженной температуры.
  • Выкипание. Электролит может выкипать при перезаряде. Это может произойти под влиянием зарядного устройства либо из-за неисправного генератора.
  • Злоупотребление водой. Чтобы поддерживать уровень электролита, водители часто добавляют воду. Но забывают воспользоваться прибором для проверки плотности. Помимо воды, могут происходить и потери кислоты. Тем самым, добавляя воду, меняется плотность.

Если будет установлена точная причина, из-за которой плотность электролита в вашем аккумуляторе падает, вы сможете без особых сложностей её устранить. Но важно понимать, что не всегда ресурс АКБ зависит от плотности. Случается и так, что без замены батареи никак не обойтись.

В чём опасность высокой и низкой плотности

Не всем автомобилистам известно, на что именно влияет плотность содержащегося в аккумуляторе раствора электролита, а как её изменение может повлиять на АКБ.

В действительности как низкая, так и высокая плотность, наблюдаемая у электролита, может поставить крест на аккумуляторе и привести к необходимости его замены.

Когда концентрация выше допустимой нормы, батарея раньше своего времени выходит из строя. Кислота постепенно начинает разрушать пластины.

В низкой концентрации тоже нет ничего хорошего. При этом протекают такие процессы:

  • Сульфатация. Это процесс образования на пластинах из свинца белого твёрдого налёта. Из-за него АКБ попросту не может принимать заряд.
  • Увеличивается порог замерзания. Если кислоты в составе мало, раствор может начать кристаллизоваться даже при -5 градусах Цельсия. Ледяная корка деформирует внутренние компоненты, может произойти короткое замыкание на пластинах.
  • Нарушится пуск двигателя. Это будет проявляться в основном в зимний период.

Как видите, последствия изменения плотности разные, но все они ни к чему хорошему для автовладельца не ведут.

Правильные показатели плотности

Теперь закономерно спросить, какая же плотность тогда должна быть в аккумуляторе автомобиля.

Обычно не предусматривается существенное изменение плотности у электролита в аккумуляторах зимой и летом, ориентируясь только на период холодов.

Существуют специальные таблицы с параметрами плотности электролита в аккумуляторах, в зависимости от климатической зоны. То есть температура окружающей среды непосредственно связана с тем, какая концентрация смеси из кислоты и воды должна быть в АКБ.

Если говорить об эксплуатации аккумулятора под капотом автомобиля зимой, то плотность и его норма должны соответствовать таким значениям:

  • При эксплуатации АКБ зимой, при отрицательной температуре, плотность заливаемого электролита должна составлять 1,27 г/см3.
  • Если это крайний север с температурой от -30 до -50 градусов, при заливке должно быть 1,27, а при полном заряде АКБ 1,29.
  • Для северного региона с температурой от -15 до -30 это 1,26 и 1,28 г/см3 для заливаемого электролита и при полностью заряженной батарее соответственно.
  • Когда температура находится в пределах от -4 до -15 градусов, тогда таблица по плотности электролита в автомобильном аккумуляторе подсказывает о поддержании значений на уровне 1,24-1,26.
  • Если это южный регион, когда температура редко падает ниже -10 градусов, хватит и 1,22-1,24 г/см3.
  • В тропических регионах с положительной температурой даже зимой используют электролиты с плотностью 1,2-1,22 г/см3.

Да, плотность электролита, используемого в аккумуляторе зимой или летом, напрямую зависит от погодных условий.

Несколько корректировать плотность у электролита в автомобильном аккумуляторе летом нужно, если наблюдается сильная жара. Концентрация несколько снижается.

Главным условием поддержания работоспособности АКБ является не плотность электролита, а уровень заряда батареи.

Поэтому старайтесь всегда следить за степенью заряда, параллельно используя ареометр для проверки плотности.

Как проверить плотность

Далее следует рассказать о том, как можно проверить плотность в аккумуляторе и что для этого потребуется использовать.

Проверять плотность можно только в обслуживаемых и малообслуживаемых АКБ, где есть доступ к содержимому батареи.

Ведь закрытые виды батарей, которые считаются необслуживаемыми, не оснащены крышками банок. То есть их не получится открутить и специальным прибором оценить состояние рабочей жидкости.

Если вы не знаете, как проверять параметры плотности электролита в аккумуляторах, ознакомьтесь со следующей инструкцией.

Для работы вам потребуется определённый набор. Состоит он из:

  • защитных перчаток;
  • закрытой одежды;
  • очков;
  • денсиметра.

Именно денсиметр позволяет измерить плотность содержащегося в аккумуляторе электролита.

Этот прибор для измерения плотности представляет собой стеклянную трубочку с грушей, а также встроенный ареометр. Фактически именно ареометр способен показать, какая концентрация электролита в вашем аккумуляторе.

Далее остаётся выполнить лишь несколько пошаговых действий.

Предлагаем инструкцию о том, как правильно проверить плотность у обслуживаемого автомобильного аккумулятора:

  • Аккумулятор отключается от проводов, снимаются клеммы, устройство извлекается с посадочного места. Защитный кожух следует снять и открутить пробки подручным инструментом.
  • Далее проверяется уровень раствора. Обычно он должен быть на 10-15 мм. выше уровня пластин.
  • Если АКБ не заряжена, её следует подключить к зарядному устройству. По завершению зарядки нужно подождать около 5-7 часов.
  • Если уровень жидкости нормальный, внутрь одной из банок погружается прибор, грушей выкачивается немного раствора.
  • Ареометр должен оказаться погружённым в смесь, не касаться стенок колбы.
  • Считываются данные на ареометре и записываются.
  • Те же самые процедуры проводятся на остальных банках.
  • Выполняется сравнение полученной информации с показателями нормы.

Проводить такие работы следует только при положительной температуре. Оптимально добиться диапазона 20-25 градусов Цельсия.

У необслуживаемых АКБ предусмотрен цветовой индикатор, позволяющий понять текущую плотность и состояние батареи.

В основном этот индикатор отражает степень заряда. Зелёный означает полный заряд, белый — около 50%, а чёрный — полную потерю заряда.

Особенности повышения плотности

Приняв во внимание все нюансы, стоит рассказать о том, как поднять плотность при изменении концентрации электролита в аккумуляторе.

Сделать это можно самостоятельно. Ведь чтобы поднять сниженную плотность у электролита, никаких отверстий в аккумуляторе обслуживаемого типа делать не придётся.

Нормой измерения при комнатной температуре считается 1,25-1,29 г/см3. Если показатели ниже, нужно поднимать плотность. Снижение параметров только в одной банке указывает на короткое замыкание.

Есть несколько рекомендаций для того, чтобы повысить плотность упавшего электролита в самом аккумуляторе. Для начала нужно сделать следующее:

  • Полностью зарядить АКБ, поскольку проверять плотность при разряде проводить нельзя. Добавив электролит, концентрация резко увеличится и начнётся разрушение пластин.
  • Привести температуру жидкости в норму. Работать следует в диапазоне 20-25 градусов Цельсия.
  • Убедиться, что уровень в каждой банке соответствует норме.
  • Осмотреть АКБ на предмет повреждений и дефектов.

Далее проводится непосредственно сама корректировка параметров плотности с помощью электролита, чтобы в аккумуляторе восстановить рабочие характеристики.

Если уровень слишком низкий и упал ниже 1,18 г/см3, восстановлению такая АКБ уже не подлежит.

Если плотность выше этого порога, её требуется увеличить. Для этого нужно:

  • разрядить АКБ, подключив её к какому-нибудь потребителю вроде лампочки;
  • подготовить корректирующий электролит, продаваемый в магазинах;
  • с помощью груши откачать небольшое количество смеси из каждой банки;
  • добавить не более 50% от откаченного объёма новый электролит;
  • поставить батарею на зарядку минут на 30, чтобы выровнять концентрацию во всех банках;
  • дать постоять АКБ на ЗУ при минимальном зарядном токе;
  • отключить батарею.

Примерно через 2-3 часа делается повторная проверка. Если концентрация ещё недостаточная, процедура повторяется.

Повышение с помощью ЗУ

Отдельного внимания заслуживает вопрос о том, как поднять упавшую плотность в своём аккумуляторе, воспользовавшись зарядным устройством.

Суть заключается в том, чтобы восстановить постепенно плотность залитого электролита путём подачи минимального тока. В необслуживаемом автомобильном аккумуляторе доступа к банкам нет. Тут единственным решением будет поставить АКБ на ЗУ и подождать 1-3 суток.

Это позволит постепенно испаряться лишней влаге, и тем самым плотность кислотно-водного раствора будет увеличиваться.

Процедура восстановления электролита не самая сложная, но при её выполнении важно соблюдать ряд рекомендаций.

Проверяем плотность электролита в аккумуляторе машины

При эксплуатации автомобиля его владелец неизменно сталкивается с необходимостью обслуживания и замены аккумулятора. На такую батарею приходится повышенная нагрузка, поэтому со временем аккумулятор начинает хуже держать заряд, требуя соответствующей замены. На эффективность работы такого автомобильного аккумулятора напрямую оказывает влияние показатель плотности электролита. Необходимо на регулярной основе проверять показатели плотности у электролита, что и позволит гарантировать беспроблемный пуск двигателя, а сам аккумулятор прослужит максимально долго, не доставляя каких-либо хлопот. В этой статье мы расскажем вам как проверить плотность аккумулятора.

Устройство аккумулятора

Перед тем как рассказывать непосредственно о том, как проверить плотность электролита в аккумуляторе, поговорим об устройстве стандартных автомобильных батарей. Такая АКБ состоит из:

  • Корпуса, состоящего из шести банок.

  • Плюсовых и минусовых свинцовых пластин, расположенных внутри каждой банки.

  • Плюсовой и минусовой шины, которые соединяют каждый герметичный отсек.

  • Последовательного соединения, что позволяет получать на выходе необходимую мощность заряда.

Своей способностью отдавать и накапливать электрический заряд аккумулятор обязан именно электрохимическим показателям электролита. Такой электролит залит в каждую из герметичных банок и имеет определенные показатели плотности. В процессе эксплуатации машины показатель плотности может изменяться, поэтому автовладельцу необходимо знать, как проверить плотность аккумулятора в домашних условиях и при необходимости увеличить или уменьшить этот показатель.

Как правильно обслуживать аккумулятор

Беспроблемность эксплуатации такой АКБ автомобиля зависит от своевременности и правильности обслуживания батареи. Такие работы включают:

  • Визуальный осмотр.

  • Анализ уровня электролита.

  • Проверка плотности батареи.

  • Измерение уровня напряжения.

  • Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой.

Такую проверку аккумулятора необходимо выполнять дважды в год — весной и осенью. Это и позволит обеспечить качественную работу батареи как летом, так и в мороз зимой. Обслуживание и правильный уход за аккумулятором не представляет особой сложности. Если плотность электролита выше нормы, необходимо доливать дистиллированную воду. Если же отмечается низкая плотность, то следует просто зарядить аккумулятор.

Принцип работы аккумулятора

Батарея в автомобиле работает циклично, то есть сначала аккумулятор накапливает заряд, после чего отдаёт его, когда требуется завести двигатель. Во время таких циклов внутри АКБ происходит химическая реакция, когда из серной кислоты выпадают различные соли, которые оседают на пластинах из свинца, а в банках из электролита выделяется вода. Со временем концентрация и плотность электролита изменяется, что приводит к неправильной работе АКБ. Периодический замер плотности, позволит избежать разряжения батареи, которая будет служить максимально надолго. Поговорим поподробнее о том, как проверить плотность аккумулятора ареометром.

Внимание. Если показатель плотности оказался ниже нормы, то доливать в аккумулятор электролит не следует. Необходимо провести подзарядку батареи, что и позволит обеспечить необходимый показатель плотности.

Как и зачем измеряют плотность электролита?

Многие автовладельцы попросту не знает для чего следует измерять плотность электролита в аккумуляторе. Как известно, электролит состоит на 35% из серной кислоты и на 65% из дистиллята. Такое соотношение позволяет с легкостью накапливать заряд, при этом не причиняется какой-либо вред свинцовым пластинам. В процессе эксплуатации показатели плотности электролита могут изменяться, что объясняется испарением дистиллированной воды и химическими реакциями при работе АКБ. В результате повышается содержание серной кислоты, что в свою очередь ухудшает заряд и может нанести вред свинцовым пластинам, вплоть до полного прихода в негодность аккумулятора.

Что плохого в высокой и низкой плотности?

Низкая плотность приводит к разряду батареи, что не позволяет использовать автомобиль. Высокая плотность, то есть повышенное содержание серной кислоты, разъедает пластины, которые быстро приходят в негодность.

Проверяем уровень электролита

Перед тем как проверить плотность аккумулятора без ареометра необходимо установить его уровень. В том случае, если сам аккумулятор выполнен из полупрозрачного пластика, то проверка уровня электролита не представляет сложности. Если же аккумулятор выполнен из непрозрачного темного пластика, то для проверки уровня электролита потребуется специальная стеклянная трубка, имеющая диаметр около 5 миллиметров. Такая трубка опускается в банку до упора, после чего ее верхнее отверстие закрывают пальцем. Трубку аккуратно достают из аккумулятора. В ней останется электролит, который сливают в колбу и проверяют уровень. Считается, что норма жидкости в колбе составит 10-15 миллиметров. В том случае, если уровень больше или меньше необходимо его выровнять, после чего измерять плотность электролита.

Как выполнять замер плотности электролита

Если вы задаетесь вопросом, как правильно проверить плотность аккумулятора, то можем сказать, что такая работа не представляет особой сложности. Помните лишь о том, что банки внутри батареи не соединяются между собой, поэтому следует проверять плотность в каждой из емкостей. Переворачивать аккумулятор и смешивать между собой электролит для выравнивания плотности запрещается. Крышка и пробки аккумулятора должны быть чистыми и не иметь каких-либо загрязнений. Проверку плотности выполняют исключительно на заряженной батарее, в противном случае показатели такого измерения будут некорректными.

Перед тем как проверить плотность необслуживаемого аккумулятора его необходимо снять с машины и выдержать в течение нескольких часов при комнатной температуре. Оптимальным диапазоном температуры при измерении плотности является показатель 20-30 градусов.

Для измерения плотности потребуется использовать ареометр, который еще называют денсиметром. В продаже можно найти разнообразные ареометры, которые имеют схожую конструкцию, но при этом отличаются своей стоимостью. При выборе такого устройства для измерения его необходимо проверить на калибровочной жидкости, что позволит быть полностью уверенным в точности таких измерений.

Большинство ареометров имеют одинаковую конструкцию и обеспечивают необходимую точность показателей. И всё же приобретать самые дешевые китайские образцы не следует, так как их качество и точность измерений будет соответствовать стоимости.

Измерение плотности электролита при использовании ареометра не представляет сложности.

Необходимо выполнить следующее:

  • Наконечник ареометра протирается.

  • Его опускают в колбу для измерения.

  • Грушей набирают электролит и заполняют им колбу.

  • Ожидают несколько минут, после чего проверяют показания.

  • Сливают электролит обратно.

  • Аналогичная работа проводится с каждой из банок в аккумуляторе.

Оптимальные показатели плотности электролита

При эксплуатации аккумулятора и замере плотности электролита следует помнить о том, что показатели могут колебаться в зависимости от климата в регионе.

  • Для юга России оптимальный показатель плотности составляет 1,25.

  • Для средней полосы — 1,27.

  • Для севера — 1,29.

При изготовлении аккумуляторов в батарею заливают стандартный электролит, который замерзает при температурах ниже 60 градусов и имеет плотность порядка 1,26-1,27 грамм на сантиметр кубический.

Если проведённый замер показал повышенную плотность электролита, в аккумулятор необходимо долить дистиллированную воду. Приобрести такой дистиллят можно на автомобильных заправках или в специализированных магазинах. Использовать обычную воду из-под крана запрещается. Доливают дистиллят на глаз, после чего вновь проверяют плотность электролита.

Важно. Свинцовые пластины аккумулятора должны быть погружены в жидкость полностью. Исходя из этого и следует доливать дистиллят или же проводить дополнительную зарядку аккумулятора.

Изменение плотности электролита внутри аккумулятора происходит по естественным причинам. Однако если вы замечаете, что батарея быстро теряет заряд, а показатели плотности изменяются буквально спустя неделю после их выравнивания и доливки дистиллята, это свидетельствует о серьезных проблемах с аккумулятором, который в скором времени потребует замены.

Как измерить плотность в необслуживаемых аккумуляторах

Если проверка плотности и уровня электролита в обслуживаемых батареях не вызывает сложности, то как проверить плотность электролита в необслуживаемом аккумуляторе. Такие батареи имеют в верхней крышке небольшой глазок, который можно выкрутить и через появившееся отверстие проверить плотность аккумулятора автомобиля. Помните лишь о том, что в необслуживаемых аккумуляторах можно будет провести замер плотности электролита в одной банке, поэтому вы получите усредненный показатель. Выполнить точные замеры по каждой из банок у вас не получится.

В этой статье мы рассказали вам как правильно проверить плотность электролита в аккумуляторе. Такое обслуживание батареи автомобиля должно выполняться на регулярной основе. Поддерживая оптимальные показатели плотности и уровень электролита, вы сможете обеспечить качественный запуск двигателя автомобиля при любых температурах, а сам аккумулятор прослужит вам максимально долго. Если у вас появились какие-либо сложности с выполнением данной работы, то в сети интернет вы можете найти многочисленные тематические видео, где наглядно показывается как проверить плотность электролита в аккумуляторе ареометром.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе: советы, фото

Часто автовладельцы сталкиваются с проблемой запуска двигателя, что актуально после длительной стоянки автомобиля, в зимнее время. Причиной этого, является подсевший аккумулятор. В качестве альтернативы покупке нового, многие автовладельцы с помощью подзарядного устройства пытаются исправить ситуацию, но, не всегда это приводит к положительному результату. Даже зарядка АКБ длительное время не всегда помогает, так как не поднималась плотность аккумулятора при зарядке.

Когда возникает такая проблема, то, очевидно, что в электролите батареи снизилась плотность. Давайте подробнее разберемся, как поднять плотность электролита в аккумуляторе и что предпринять.

Почему снижается плотность электролита

Прежде чем, заняться восстановлением, выясним как правильно поднять плотность аккумулятора и найти причины, которые привели к падению этого показателя. В любой автомобильной батарее, данная величина не статична. Она постоянно изменяется и это является нормальным. Когда АКБ разряжается, то, понижается и плотность электролита. Когда заряжен, то вверх идет и этот параметр. Если происходит быстрая разрядка, то это, свидетельствует о том, что концентрация упала до критичного уровня.

Можно перечислить несколько основных причин, из-за которых образуется низкая плотность электролита в аккумуляторе:

  • длительное воздействие низких температур;
  • выкипание электролита в следствии перезарядки батареи;
  • постоянное доливание воды.

Что касается третьего пункта, то, очень часто, чтобы поддержать уровень жидкости, доливают дистиллированную воду аккумуляторную. Обязательным условием является регулярная проверка плотности. Одновременно с водой выкипает электролит, что, в итоге ведет уменьшению. Кроме подзарядного устройства, важно иметь еще и ареометр для проверки значения плотности.

Подготовка к восстановлению батареи

Перед тем, как поднять плотность в аккумуляторе, проведем ее измерение ареометром. Делать замеры следует отдельно для каждой из банок. Что касается нормального уровня, то здесь диапазон должен составлять от 1,25 до 1,29. Такой разброс объясняется тем, что в регионах, где холодные зимы, лучше держать норму электролита повышенной, а в регионах с умеренным климатом чуть ниже. Если показатель ниже значения 1,25, восстановить нормальный уровень можно с помощью долива.

Повышение плотности электролита

Чтобы поднять плотность АКБ, следует начать со следующего:

  1. Следует убедиться, что аккумулятор заряжен. Если батарея разряжена, то, надо подзарядить и провести замер плотности. Нельзя приступать к работе, если АКБ имеет низкий заряд, так как, при заливе корректирующего раствора, в АКБ может резко подняться концентрация h3SO4. Как итог – полное разрушение в банках пластин, после чего, аккумуляторную батарею можно только утилизировать.
  2. Электролит в АКБ должен иметь температуру не менее 20, но не более 25 градусов цельсия.
  3. В каждой банке уровень должен быть в норме.
  4. Аккумулятор не должен иметь трещин и повреждений, особенно возле токовыводов. Часто возникает проблема снять клемму из-за того, что она прикипела или плотно закручена. Некоторые владельцы начинают расшатывать и стучать по токовыводу и клемме, что может целостность батареи.

При уровне не ниже 1,18, следует выполнять долив электролита с нормальной плотностью, чтобы увеличить, как минимум до 1,25. Долив выполняется для каждой банки отдельно. Через клизму-грушу берется забор старого, замеряется уровень и доливается свежий объемом не более половины от выкачанного. После этого, следует немного потрясти АКБ, чтобы дать жидкости возможность максимально перемешаться.

Можно ли повысить минимальную плотность

Что делать, если уровень упал ниже 1,18? Нужно предпринять более серьезные шаги, поскольку, доливом здесь не обойтись. В таких случаях используют кислоту аккумуляторную. Ее главное отличие в большей плотности (примерно 1,84). Сама работа производится по такой же схеме, как и добавление электролита. Обычно, после одной замены удается достичь нормальной концентрации, но если замеры показывают, что плотность ниже необходимой, то, следует повторить работу еще раз. Продается эта кислота в любом автомагазине, поэтому приобрести ее проблем не составит. Выполнять работы с кислотой следует в открытом помещении или на воздухе и обязательно в перчатках. Попадание кислоты на незащищенные участки тела грозит появлением термических ожогов.

Как повысить при помощи зарядного устройства

Еще одним способом восстановления работоспособности АКБ, подзарядка ее на слабом токе. Этот способ требует много времени, но, довольно эффективен, если не поднимается плотность электролита до нормального уровня. Суть способа такова, что аккумуляторную батарею можно самостоятельно, через подзарядное устройство, зарядить до полного. Когда заряд будет максимальным, жидкость начнет кипеть. Признаком полной подзарядки будет появление мелких пузырьков (происходит испарение дистиллированной воды в батарее). Избыток воды испарится, а кислота останется. Одновременно понизится и общий уровень электролита. Теперь можно долить новый необходимой плотности. После этого, следует замерить показания ареометром и если они недостаточны, то повторить всю процедуру, пока не будет достигнута норма не ниже 1,25 г/см3.

Если станет вопрос о покупке нового или восстановления имеющегося аккумулятора, то конечно дешевле выбрать второе, тем более, что работа не является сложной и прочитав внимательно статью, даже человек, который плохо разбирается в технике, без труда сможет выполнить работу по повышению плотности электролита и восстановления работоспособности АКБ, как минимум на пару сезонов. Это серьезная экономия бюджета, тем более, что качественный аккумулятор стоит немалых средств.

Видео про поднятие плотности в аккумуляторе


Проверка аккумулятора мультиметром, нагрузочной вилкой

Хороший аккумулятор — важная составляющая бесперебойной и беспроблемной работы любого современного устройства. Особенно это важно для автомобилей, так как аккумулятор, переставший работать посреди дороги, может ощутимо осложнить жизнь и водителю, и пассажирам. Проверка аккумулятора — несложное, не требующее специальных навыков действие, которое поможет избежать подобных казусов. Знания о том, как проверить аккумулятор автомобиля на работоспособность, пригодятся при покупке подержанного авто, батарейки с рук или выборе АКБ в магазине, не внушающем особого доверия, при выявлении причин неработоспособности какого-либо устройства.

Сейчас существует три основных вида аккумуляторов: свинцово-кислотные, литиевые и щелочные. Из них чаще всего требуется проверить АКБ на свинцово-кислотной основе, так как этот тип источников питания обычно используется в автомобилях, мотоциклах и мопедах.

Время наибольшей уязвимости такой батареи — зима, так как электролит, состоящий из смеси серной кислоты и воды, чувствителен к холоду, и исправность аккумулятора может оказаться под угрозой. Не стоит забывать и о том, что сочетание отрицательной температуры и глубокого разряда могут прикончить батарею в кратчайшие сроки. Поэтому лучше не пренебрегать проверкой заряда аккумулятора и его работоспособности, тем более, что это не самая сложная процедура, в отличие от того, как проверить аккумулятор автомобиля на замыкание.

Индикатор

Существует три распространенных способа проверки того, достаточное ли количество энергии находится в аккумуляторе автомобиля. Все методы можно применить в домашних условиях при соблюдении техники безопасности. Первый и самый простой подойдет только счастливым обладателям необслуживаемых устройств, оснащенных специальным индикатором (этот же способ используется для оценки уровня электролита). Для этого достаточно открыть капот и посмотреть на АКБ.

Там расположены три индикатора:

  • зеленый — все хорошо, устройство заряжено, электролит в норме;
  • черный — на автомобиле разряжается аккумулятор;
  • белый — электролита недостаточно для корректной работы.

Дальше источник питания нужно подзарядить или пополнить в нем уровень электролита. Или же обратиться в сервис, если автовладелец против применения народных методов к машине.

Такие источники питания дороже обслуживаемых и требуют установки очень хорошего генератора, так как чувствительны к перепаду напряжения.

Мультиметр

Метод №2 тоже не требует особых усилий. Это использование прибора для проверки состояния аккумуляторной батареи. Прибор этот называется мультиметром и в базовой комплектации сочетает в себе функции вольтмера, амперметра и омметра. В дорогих моделях еще больше функций, но эти три — базовые, их вполне достаточно, чтобы оценить уровень заряда АКБ. Обычно мультиметр — компактное портативное устройство, приобрести которое можно без особых проблем в любом специализированном магазине.

Перед проверкой аккумулятора мультиметром нужно внимательно осмотреть корпус устройства. Если обнаружены потеки электролита — места утечек заряда, скорее всего, будут именно там. Отклоняясь от темы, стоит отметить, что пыль, грязь и потеки масла и электролита в принципе не способствуют улучшению работоспособности батареи. Лучше потратить немного времени, регулярно протирая корпус устройства, чем постоянно его подзаряжать.

После проверки внешнего вида аккумулятора можно приступать к измерению заряда. Основная задача автовладельца при использовании мультимера — правильно подсоединить его к проверяемой АКБ и выбрать нужный режим.

Если диагностика производится на неработающем аккумуляторе автомобиля, порядок действий будет таким:

  1. Выключить все потребители энергии.
  2. Выставить режим вольтмера.
  3. Прикоснуться красным щупом к положительной клемме, черным — к отрицательной. Иногда провода бывают одинакового цвета, но даже если перепутать, каким куда прикасаться, ничего страшного не случится. В таком случае число окажется отрицательным, но цифры будут верными.
  4. Оценить полученный результат диагностирования, высветившийся на экране.

Примерная таблица результатов будет выглядеть так:

  • 12,5–13,2 В — аккумулятор заряжен на 100%;
  • 12,1–12,4 В — половинный заряд;
  • 11,7 В — АКБ успел разрядиться почти полностью.

Проверка аккумулятора мультиметром при работающем двигателе используется реже, такая методика диагностики АКБ покажет заряд, передающийся на батарею от генератора, и исправность устройства, регулирующего напряжение. Если эти данные тоже нужны, то порядок действий будет таким же.

Таблица результатов:

  • 13,5–14,0 — все в порядке;
  • 14,2 — обычно означает, что АКБ разряжен, в холодное время этот показатель может наблюдаться в первые 10-15 минут работы;
  • меньше 13,4 — батарея не способна полностью зарядиться.

Если по каким-то причинам возможно измерить только напряжение автомобильного аккумулятора, эти данные могут помочь определить уровень его заряда. Эти показатели будут не так точны, но оценить ситуацию помогут. Начинать тестирование нужно, выключив все потребители электричества, но включив двигатель. Нормальный показатель при такой нагрузке — 13,6 В. Дальше нужно по очереди включать потребители (фары, освещение, магнитолу и др.). Напряжение должно постепенно падать на очень маленькие величины (0,1–0,2). Резкие скачки этого параметра — показатель некорректной работы генератора. Идеальное значение при всех работающих электроприборах — 12,8–13,0. Меньший результат достоверно показывает низкий уровень заряда и возможный износ аккумулятора.

Нагрузочная вилка

Проверка аккумулятора на работоспособность методом нагрузочной вилки требует наличия специального прибора, имеющего менее широкое распространение, чем мультиметр. Он создает батарее нагрузку, аналогичную той, которую она испытывает при работе. Диагностика аккумулятора под нагрузкой позволяет получить, пожалуй, самые объективные данные об изношенности АКБ и уровне заряда. Сама нагрузочная вилка состоит из вольтиметра, клемм и нагрузки. Эту полезную вещь можно приобрести в магазине или собрать собственноручно.

Во втором случае схема сборки устройства выглядит так:

  1. Убедиться в наличии доступа к отдельным банкам аккумулятора. Вычислить необходимую нагрузку по формуле R=U/I. R — сопротивление, U — напряжение, I — сила тока. Все необходимые данные можно взять в инструкции к АКБ. Обратите внимание — формула рассчитывается отдельно на каждую банку.
  2. Выбрать резистор, рассчитав его мощность с помощью формулы P=UI. P — мощность. Эта деталь обязательно должна быть изготовлена из проволоки.
  3. Клеммы и провода, использующиеся для проверки АКБ нагрузочной вилкой, должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать ток необходимой мощности. Все места соединений должны быть надежно запаяны. Расстояние между клеммами рекомендуется сделать равным расстоянию между полюсами батареи.
  4. Подключить вольтметр, заизолировать места соединений, сделать жесткий каркас из огнеупорного материала, не проводящего электричество.

Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой может проводиться под нагрузкой и без нее. В первом случае батарея должна быть полностью заряжена. Тогда до подачи нагрузки прибор покажет от 12,6 до 12,9 В. Если этого не произошло — АКБ нужно зарядить. Возможна ситуация, когда заряд полон, но требуемых цифр все равно не появляется. Это надежный признак того, что одна или несколько банок безнадежно испорчены.

Если все в порядке и правильные показатели появились, нужно включить нагрузку и на пятой секунде измерить напряжение. Идеальный показатель — 10,2 В. Число меньше 9 — показатель изношенности батареи. Необходимо точно соблюдать время подачи нагрузки и снятия показаний. После пяти секунд работы нагрузочной вилки будет получен самый достоверный результат. Для более наглядного понимания, как собрать устройство и воспользоваться им для проверки аккумуляторной батареи, можно посмотреть обучающее видео.

Электролит — важная составляющая любой АКБ. При его недостаточно высоком уровне батарея может безвозвратно испортиться, при слишком высоком — окисляются клеммы, может быть поврежден двигатель. Проверка уровня электролита в аккумуляторе может производиться разными способами. Все зависит от конструктивных особенностей нуждающегося в проверке источника питания.

Все, что было сказано выше о необслуживаемых, в полной мере относится и к измерению количества электролита. На других моделях часто бывает шкала, показывающая текущий уровень заполнения батареи, максимальное и минимальное количество электролита, необходимого для корректной работы.

Проще всего провести проверку аккумулятора автомобиля визуально, открутив крышки банок и заглянув внутрь. Иногда производители оставляют часть корпуса прозрачной. Более надежный метод — использование специальной полой стеклянной трубочки небольшого диаметра. Ее опускают внутрь каждой банки до упора на дно и достают, предварительно зажав пальцем отверстие. Так можно получить самые точные данные о количестве водного раствора серной кислоты внутри банок. Проводя эту процедуру, главное не забыть о том, что в трубочке окажется крайне едкое вещество, и допускать его попадания на кожу и одежду не рекомендуется.

Проверка плотности электролита в аккумуляторе — важная процедура, которая дает представление не только о состоянии батареи, но и об уровне заряда (косвенно). Чтобы определить соотношение воды и серной кислоты понадобится прибор, называемый ареометром (более точное название — денсиметр). Состоит он из колбы с грушей на конце, внутри которой есть резервуар с дробью или ртутью.

Проверкой плотности электролита в аккумуляторе нужно заниматься спустя два часа после его полной зарядки. Так же, как и уровень, плотность раствора проверяют отдельно в каждой банке. Для этого нужно открыть емкость, набрать столько электролита, сколько нужно, чтобы поплавок поднялся, отметить результат на нанесенной на колбу шкале. Правильные цифры — 1,27-1,29 г/см3. Для разных банок допустимы разные показатели. Если результат выше нормы — добавить туда дистиллированной воды, при слишком низких показателях — забрать часть электролита и добавить раствор с нормальной плотностью. Подробнее о плотности аккумулятора зимой и летом →

Проверка технического состояния аккумуляторных батарей нужна не только для автомобилей. Источники питания, обслуживающие другую технику, особенно долго находившиеся в нерабочем состоянии, также нужно проверять перед эксплуатацией. Для щелочных АКБ часто применяется такая же нагрузочная вилка, как и для кислотных.

Чтобы проверить емкость литиевой батарейки, можно или воспользоваться специальным тестером, или проверять аккумулятор под нагрузкой, используя подходящий резистор. Далее нужно довести его до полной разрядки, подбирая и записывая напряжение и силы тока. Результатом испытаний является график, показывающий реальную емкость АКБ. Обратите внимание: этот метод подходит для технически подкованных пользователей.

Итак, при покупке свинцово-кислотных аккумуляторов в непроверенном магазине или с рук обязательно нужно внимательно изучить приобретаемую вещь. Во-первых, важен тщательный визуальный осмотр. Потеки, трещины, иные механические повреждения — повод отказаться от покупки. В дальнейшем они могут оказаться причиной полной неработоспособности батареи.

Во-вторых, нужна проверка напряжения на клеммах аккумулятора автомобиля. Для 12 В АКБ этот параметр должен быть не менее 13–13,5 В. Если ниже — это разряженный источник питания, и покупать его не рекомендуется. Вы имеете право попросить продавца проверить новый аккумулятор в магазине, чтобы точно знать, какое у него состояние.

И напоследок о дате выпуска. За рубежом эта информация важной не считается, но в России, особенно, если покупать у непроверенного продавца, лучше обращать внимание и на неё. Единых стандартов нанесения этой маркировки не существует, так что, возможно, придется поискать. На аккумуляторы заграничных производителей, попавшие в Россию законным путем, обязательно дается гарантия от 12 до 24 месяцев, поэтому после приобретения нового товара стоит хранить гарантийный талон с печатью магазина и чек до тех пор, пока не истечет время обслуживания.

Как выровнять плотность в банках аккумулятора

Редко кому из водителей не приходилось сталкиваться с такой проблемой, поэтому многим будет полезно узнать, как выровнять плотность электролита в банках аккумулятора. Есть и такие владельцы, которые вообще не знают, что аккумулятор также нуждается в периодическом обслуживании.

Кроме того, что его нужно периодически подзаряжать от внешнего источника тока, следует также проверять уровень и плотность электролита в его банках. Только внимательное отношение к аккумуляторной батарее обеспечит её длительный срок службы.

Как выровнять плотность электролита в банках аккумулятора мы постараемся донести всем желающим вполне доступным языком, чтобы даже далёкий от «техники» владелец смог самостоятельно выполнить такую операцию. Для этого не требуется каких-то особых требований или условий, она легко выполняется в условиях гаража. Далее поговорим о том, почему появляется необходимость корректировки плотности, как правильно её выполнить.

Несколько слов об устройстве аккумулятора

Прошло много лет с момента появления первых аккумуляторных батарей. Несмотря на то что постоянно происходило её усовершенствование, сконструированы принципиально новые виды аккумуляторов, по прежнему самым массовым прибором до сих пор является «старушка» свинцово-кислотная АКБ. Наверное, уже из названия стало понятно, что в её основе использован свинец для изготовления пластин, и серная кислота для электролита, чтобы пропитать эти пластины.

АКБ состоит из пластмассового корпуса, в котором размещают шесть отдельных аккумуляторных банок. Каждая такая секция способна выдать напряжение 2,1 вольт, при соединении их в последовательную цепочку, получим на выходе 12,6 вольт. В каждой такой баночке установлен своеобразный пакет из отрицательных и положительных пластин. Между ними обязательно должен быть небольшой промежуток для свободного доступа к ним раствора электролита.

Его изготавливают на основе концентрированной серной кислоты добавлением в неё дистиллированной воды. Нельзя использовать любую другую воду, только чистую в химическом отношении. Смешивая кислоту и воду, получают раствор электролита, плотность которого должна быть 1,27 г/см3. Работа батареи состоит из циклов разряда, а затем подзарядки от работающего автомобильного генератора.

Причины снижения плотности

Для этого имеется много поводов, рассмотрим некоторые из них. С приходом холодов для батареи наступает период её более интенсивной эксплуатации. Становится более продолжительным запуск двигателя, движение с включенным светом приводят к тому, что работы генератора уже недостаточно для восстановления её ёмкости.

Но ещё более «коварная» причина кроется в токах саморазряда батареи. Не путайте их с токами потребления часами или автомагнитолой в дежурном режиме, они несравненно малы в сравнении с саморазрядом. В процессе подзарядки от автомобильного генератора происходит газовыделение из банок паров электролита. В процессе этого неизбежно происходит конденсат этих паров и выпадение осадков, в том числе на корпус АКБ. В результате этого появляются токопроводящие дорожки от «минуса» батареи к её «плюсу» приводящие к саморазряду АКБ.

Как правильно корректировать плотность?

Для проведения такой операции необходимо иметь следующие приборы и материалы:

  • Зарядное устройство для АКБ;
  • Корректирующий электролит, его плотность должна быть от 1,33 до 1,4 г/см3;
  • Дистиллированная вода;
  • Термометр для измерения его температуры;
  • Денсиметр, прибор для определения плотности;
  • Стеклянная трубка для отбора жидкости из банок.

Проводить корректировку нужно проводить после того, когда после зарядки стационарным устройством, плотность электролита ниже показателя 1,27 г/см3. Для проведения этой операции аккумулятор нужно снять с машины, а работу выполнять на улице или в помещении с вентиляцией. В первую очередь осматривают и очищают поверхность батареи, особенно в тех местах, где установлены пробки в её банках.

Далее нужно вывернуть все пробки из банок и денсиметром измерить плотность в каждой из них. Она может быть повышенной или заниженной, что одинаково плохо для батареи, и её срока службы. После этого при помощи стеклянной трубочки отбирают в отдельную посуду некоторое количество жидкости из банок. Если денсиметр показал значение выше рекомендуемого, то нужно добавить такой же объём воды, а если оно ниже, то добавляется корректирующий электролит.

Теперь нужно поставить АКБ минут на 30 на зарядку при номинальном токе, а затем дать пару часов ей отстояться. В это время происходит полное смешивание жидкостей в банках и они станут однородными. Снова нужно проверить плотность и уровень электролита в банках и если потребуется, то снова провести коррекцию.

Как видно из описания, операция достаточно простая и выполнить её могут все владельцы машин. Надеемся, что всем прочитавшим до конца эту статью, стало понятным, как выровнять плотность электролита в банках аккумулятора. Для того чтобы такую операцию проводить, как можно реже, чаще обращайте внимание на состояние АКБ вашего автомобиля.

В продолжение предыдущей записи про доливку дистиллированной водички в аккум, после двух лет эксплуатации без обслуживания.
После доливки до MAX дистиллированной водички в каждую банку (влезло 0,5 л на все 6 банок) и зарядки автоматическим зарядным устройством, током от 2 А до 0,5 А в течении 20 часов, по истечении суток эксплуатации замерил плотность электролита в банках.
Оказалось, что в средних четырех банках плотность одинаковая — 1,27, а в двух крайних банках (слева и справа) она чувствительно меньше — 1,23; 1,24.

Погуглив, почитав различные статьи по предмету выяснил, что как бы это не конец, но позаботиться о продлении жизни аккуму неплохо бы 🙂
Если зарядка не помогла выровнять плотность электролита, необходимо выровнять при помощи концентрированного электролита плотностью 1,4.
Ринулся по магазинам торгующими аккумуляторами и автомагазинам по пути следования.
К моему удивлению, концентрированного электролита нигде не было в наличии.
В одном из магзиков консультант поделился, что плотность 1,4 запрещена и не выпускается уже давненько, а стандартный корректирующий электролит плотностью 1,33, не привозили уже месяца три, в связи с какими-то предстоящими изменениями в законодательстве и скорее всего корректирующий будет еще меньшей плотности.
Правда или нет, но за что купил, за то и продаю 🙂
Доехал до авторынка, где есть множество мелких магазинчиков-палаток и в одном из них без проблем нашлась литрушка корректирующего электролита 1,33, всего за 70 руб 🙂

Итак, чего и сколько отливать/доливать…
Статьи в инете в основном старинные, т.к. аккумулятор давно уже перешел в разряд расходников и обслуживать его стремятся немногие.
За основу для расчетов взята статья с сайта — Автоэлектроника: Простенько и со вкусом
Суть корректировки плотности электролита в банке аккумулятора заключается в следующем:
а) из банки забирается некоторый объём электролита;
б) вместо него в банку добавляется тот-же объём либо дистиллированной воды (плотность 1,00) — для понижения плотности электролита в банке, либо корректирующего электролита (обычно плотностью 1,40) — для повышения плотности;
Равенство объёмов забираемой и добавляемой жидкостей используется только для упрощения всей процедуры и более простого логического осмысления её результатов.
По мере приобретения опыта, указанное равенство может нарушаться.
в) батарея включается на 30 минут на заряд номинальным током для лучшего перемешивания электролита в результате газовыделения;
г) батарея отключается от зарядного устройства и выдерживается 0,5÷2 часа для выравнивания плотности электролита в объёме банок;
д) измеряется плотность электролита в каждой банке и его уровень, оба параметра приводятся в норму.
Т.е. при необходимости, все операции а) и д) повторяются
Ниже приведена формула, при использовании которой можно применять корректирующий электролит с плотностью отличной от 1,40

где:
— объём удаляемого из банки электролита, см3,
— объём электролита в одной банке, см3,
ρн — начальная плотность электролита до корректировки, г/см3,
ρк — конечная плотность, которую надо получить, г/см3,
ρд — плотность доливаемой жидкости, (вода — 1,00 г/см3 или корректирующий электролит — * г/см3)
Следует учесть, что при использовании данной формулы объёмы удаляемого и добавляемого электролитов равны.

Итак, теперь главный вопрос, какой объем электролита в нашем ISTA CALCIUM 12V 70A/h?
На него ответа так и не нашел, но решено по аналогии с размерами наших русских аккумов, взять за исходник объем в 6СТ-55 (60) — 3,8 л. По итогу вышло, что вероятно в нашем аккуме примерно 3,5 л.
По расчетам при плотности начальной 1,24, необходимо заместить на корректирующий электролит 1,33, примерно 211 см3.
Чтобы сильно не ошибиться, для начала из каждой крайней банки изъято четыре раза по 40 единиц объема указанного на колбе ареометра, итого 160 из каждой 🙂
Соответственно столько же и залито электролита 1,33

После перемешивания, перебулькивания 🙂 плотность как раз оказалась 1,27
Оставляю заряжаться на 10 ч током от 2 до 0,5 А (автоматическое зарядное) и утром плотность оказывается практически 1,32 в каждой банке.
Многовато, но это только сразу после отключения зарядки.
Через пару дней проверяю, в каждой банке ровно 1,30, во всех шести.
Повторяю процедуру с замещением небольших объемов в кажой банке на дистиллированную воду.
В этот раз из каждой банки забрал по 60 см3, взамен заливаю дистиллировку.
Полчаса подзарядил, покатался денек и на проверку.
Ну вот теперь около дела, во всех банках плотность электролита одинакова — 1,26
для стремительно надвигающегося лета в самый раз 🙂

Если все эти манипуляции помогут продлить жизнь аккуму еще года на три, то в принципе не напрягает.
Да и когда знаешь, что мерять и доливать, то совсем все просто.
Следующая проверка состояния в октябре/ноябре 🙂

PS: прошло более полутора лет с момента данной операции с корректирующим электролитом и уже после этого читал много мнений, что нельзя так корректировать плотность, правильный вариант только полной зарядкой аккума стационарным зарядником, что в итоге после полной зарядки получится перекос по плотности в банках… НО, буквально на днях заморочился полной зарядкой аккума в несколько этапов и в итоге в этих крайних банках плотность по окончанию заряда как и в остальных — 1,27 все норм.
В этот раз подвела только одна банка в середине, во всех 1,27, а в одной 1,25 после полной зарядки.
КТЦ для аккума проведены, полный заряд произведен, думаю терять нечего, с одной средней банкой повторю экзекуцию с корректирующим электролитом

Плотность электролита в аккумуляторе очень важный параметр у всех кислотных АКБ, и каждый автовладелец должен знать: какая плотность должна быть, как её проверить, а самое главное, как правильно поднять плотность аккумулятора (удельный вес кислоты) в каждой из банок со свинцовыми пластинами заполненных раствором h3SO4.

Проверка плотности – это один из пунктов процесса обслуживания аккумуляторной батареи, включающий так же проверку уровня электролита и замер напряжения АКБ. В свинцовых аккумуляторах плотность измеряется в г/см3. Она пропорциональна концентрации раствора, а обратно зависима, относительно температуры жидкости (чем выше температура, тем ниже плотность).

По плотности электролита можно определить состояние батареи. Так что если батарея не держит заряд, то следует проверить состояние её жидкости в каждой его банке.

Плотность электролита влияет на емкость аккумулятора, и срок его службы.

Проверяется денсиметром (ареометр) при температуре +25°С. В случае, если температура отличается от требуемой, в показания вносятся поправки, как показано в таблице.

Итак, немного разобрались, что это такое, и что нужно регулярно делать проверку. А на какие цифры ориентироваться, сколько хорошо, а сколько плохо, какой должна быть плотность электролита аккумулятора?

Какая плотность должна быть в аккумуляторе

Выдерживать оптимальный показатель плотности электролита очень важно для аккумулятора и стоит знать, что необходимые значения зависят от климатической зоны. Поэтому плотность аккумулятора должна быть установлена исходя из совокупности требований и условий эксплуатации. К примеру, при умеренном климате плотность электролита должна находиться на уровне 1,25-1,27 г/см3 ±0,01 г/см3. В холодной зоне, с зимами до -30 градусов на 0,01 г/см3 больше, а в жаркой субтропической — на 0,01 г/см3 меньше. В тех регионах, где зима особо сурова (до -50 °С), дабы аккумулятор не замерз, приходится повышать плотность от 1,27 до 1,29 г/см3.

Много автовладельцев задаются вопросом: «Какой должна быть плотность электролита в аккумуляторе зимой, а какой летом, или же нет разницы, и круглый год показатели нужно держать на одном уровне?» Поэтому, разберемся с вопросом более подробно, а поможет это сделать, таблица плотности электролита в аккумуляторе с разделением на климатические зоны.

Также нужно помнить, что, как правило, аккумуляторная батарея, находясь на автомобиле, заряжена не более чем на 80-90 % её номинальной ёмкости, поэтому плотность электролита будет немного ниже, чем при полном заряде. Так что, требуемое значение, выбирается чуть-чуть повыше, от того, которое указано в таблице плотности, дабы при снижении температуры воздуха до максимального уровня, АКБ гарантированно оставался работоспособным и не замерз в зимний период. Но, касаясь летнего сезона, повышенная плотность может и грозить закипанием.

Таблица плотности электролита в аккумуляторе

Таблица плотности составляется относительно среднемесячной температуры в январе-месяце, так что климатические зоны с холодным воздухом до -30 °C и умеренные с температурой не ниже -15 не требуют понижения или повышения концентрации кислоты. Круглый год (зимой и летом) плотность электролита в аккумуляторе не стоит изменять, а лишь проверять и следить, чтобы она не отклонялась от номинального значения, а вот в очень холодных зонах, где столбик термометра часто на отметке ниже -30 градусов (в плоть до -50), корректировка допускается.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой

Плотность электролита в аккумуляторе зимой должна составлять 1,27 (для регионов с зимней температурой ниже -35 не менее 1.28 г/см3). Если будет значение ниже, то это приводит к снижению электродвижущей силы и трудного запуска двигателя в морозы, вплоть до замерзания электролита.

Когда в зимнее время плотность в аккумуляторной батареи понижена, то не стоит сразу бежать за корректирующим раствором дабы её поднять, гораздо лучше позаботится о другом – качественном заряде АКБ при помощи зарядного устройства.

Получасовые поездки от дому к работе и обратно не позволяют электролиту прогрется, и, следовательно, хорошо зарядится, ведь аккумулятор принимает заряд лишь после прогрева. Так что разряженность изо дня в день увеличивается, и в результате падает и плотность.

Для новой и исправной АКБ нормальный интервал изменения плотности электролита (полный разряд – полный заряд) составляет 0,15-0,16 г/см3.

Помните, что эксплуатация разряженного аккумулятора при минусовой температуре приводит к замерзанию электролита и разрушению свинцовых пластин!

По таблице зависимости температуры замерзания электролита от его плотности, можно узнать минусовой порог столбика термометра, при котором образовывается лед в вашем аккумуляторе.

Как видите, при заряженности на 100% аккумуляторная батарея замерзнет при -70 °С. При 40% заряде замерзает уже при -25 °С. 10% не только не дадут возможности запустить двигатель в морозный день, но и напрочь замерзнет в 10 градусный мороз.

Когда плотность электролита не известна, то степень разряженности батареи проверяют нагрузочной вилкой. Разность напряжения в элементах одной батареи не должна превышать 0,2В.

Показания вольтметра нагрузочной вилки, B

Степень разряженности батареи, %

Если АКБ разрядилась более чем на 50% зимой и более чем на 25% летом, её необходимо подзарядить.

Плотность электролита в аккумуляторе летом

Летом аккумулятор страдает от обезвоживания, поэтому учитывая то, что повышенная плотность плохо влияет на свинцовые пластины, лучше если она будет на 0,02 г/см3 ниже требуемого значения (особенно касается южных регионов).

В летнее время температура под капотом, где зачастую находится аккумулятор, значительно повышена. Такие условия способствуют испарению воды из кислоты и активности протекания электрохимических процессов в АКБ, обеспечивая высокую токоотдачу даже при минимально допустимом значении плотности электролита (1,22 г/см3 для теплой влажной климатической зоны). Так что, когда уровень электролита постепенно падает, то повышается его плотность, что ускоряет процессы коррозионного разрушения электродов. Именно поэтому так важно контролировать уровень жидкости в аккумуляторной батарее и при его понижении добавить дистиллированной воды, а если этого не сделать, то грозит перезаряд и сульфация.

Если аккумулятор разрядился по невнимательности водителя или другим причинам, следует попробовать вернуть ему его рабочее состояние при помощи зарядного устройства. Но перед тем как заряжать АКБ, смотрят на уровень и по надобности доливают дистиллированную воду, которая могла испариться в процессе работы.

Через некоторое время плотность электролита в аккумуляторе, из-за постоянного разбавления его дистиллятом, снижается, и опускается ниже требуемого значения. Тогда эксплуатация батареи становится невозможной, так что возникает необходимость повысить плотность электролита в аккумуляторе. Но для того, чтобы узнать насколько повышать, нужно знать как проверять эту самую плотность.

Как проверить плотность аккумулятора

Дабы обеспечить правильную работу аккумуляторной батареи, плотность электролита следует проверять каждые 15-20 тыс. км пробега. Измерение плотности в аккумуляторе осуществляется при помощи такого прибора как денсиметр. Устройство этого прибора состоит из стеклянной трубки, внутри которой ареометр, а на концах — резиновый наконечник с одной стороны и груша с другой. Чтобы произвести проверку, нужно будет: открыть пробку банки аккумулятора, погрузить его в раствор, и грушей втянуть небольшое количество электролита. Плавающий ареометр со шкалой покажет всю необходимую информацию. Более детально как правильно проверить плотность аккумулятора рассмотрим чуть ниже, поскольку есть еще такой вид АКБ, как необслуживаемые, и в них процедура несколько отличается — вам не понадобится абсолютно никаких приборов.

Индикатор плотности на необслуживаемой АКБ

Плотность необслуживаемого аккумулятора отображается цветовым индикатором в специальном окошке. Зеленый индикатор свидетельствует, что все в норме (степень заряженности в пределах 65 — 100%), если плотность упала и требуется подзарядка, то индикатор будет черный. Когда в окошке отображается белая или красная лампочка, то нужен срочный долив дистиллированной воды. Но, впрочем, точная информация о значении того или иного цвета в окошке, находится на наклейке аккумуляторной батареи.

Теперь продолжаем далее разбираться, как проверять плотность электролита обычного кислотного аккумулятора в домашних условия.

Проверка плотности электролита в аккумуляторе

Итак, чтобы можно было правильно проверить плотность электролита в аккумуляторной батарее, первым делом проверяем уровень и при необходимости его корректируем. Затем заряжаем аккум и только тогда приступаем к проверке, но не сразу, а после пары часов покоя, поскольку сразу после зарядки или долива воды будут недостоверные данные.

Следует помнить, что плотность напрямую зависит от температуры воздуха, поэтому сверяйтесь с таблицей поправок, рассматриваемой выше. Сделав забор жидкости из банки аккумулятора, держите прибор на уровне глаз – ареометр должен находиться в состоянии покоя, плавать в жидкости, не касаясь стенок. Замер производится в каждом отсеке, а все показатели записываются.

Таблица определения заряженности аккумулятора по плотности электролита.

Более безопасные и мощные аккумуляторы для электромобилей, электросетей – LabNews

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

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

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

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

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

Повышение качества батарей за счет химии

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

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

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

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

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

Насколько безопасны твердотельные батареи?

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

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

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

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

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

От расчетов безопасности к лабораторным экспериментам

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

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

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

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

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

Последние статьи Молли Рэпп

Что делать, если удельный вес батареи низкий?

Когда дело доходит до автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов, одним из способов проверки оставшегося заряда является измерение удельного веса.Он определяется как отношение веса электролита батареи к весу воды с точным объемом.

Чем выше концентрация кислоты в ячейке, тем выше ее удельный вес.
Это означает, что чем ниже концентрация кислоты в аккумуляторе, тем ниже ее удельный вес.

Если удельный вес батареи низкий, это означает, что с ней что-то не так, что в конечном итоге может привести к более серьезным проблемам. Так что обязательно держите его под контролем.

Что делать, если удельный вес низкий? Когда удельный вес батареи падает, это может привести к серьезным проблемам и повреждению батареи. Единственное, что вам нужно сделать, это увеличить его, повысив концентрацию кислоты в электролитах.

Вы можете сделать это, добавив в него больше аккумуляторной кислоты, что повысит кислотность электролита и повысит удельный вес батареи. В случае, если удельный вес батареи становится слишком высоким, что также может быть опасно для батареи, вам необходимо уменьшить ее, добавив в нее воду.

Нейтрализует содержащуюся в нем кислоту, снижая кислотность электролита, что также снижает удельный вес аккумулятора. Просто чтобы быть ясным и оставить окончательный ответ. Если вы хотите увеличить удельный вес свинцово-кислотного аккумулятора, вы должны увеличить концентрацию кислоты в его электролите.

Вы можете сделать это, добавив аккумуляторную кислоту в аккумулятор или, если возможно, уменьшив объем воды внутри элемента питания. Это уменьшит кислотность электролита, что уменьшит его удельный вес.

Самый точный способ определить, полностью ли заряжена свинцово-кислотная батарея, — это проверить удельный вес каждой из ее ячеек с помощью ареометра. Логика этого заключается в том, что каждый раз, когда аккумулятор разряжается, его кислотность также снижается.

Тестеры, вольтметры и мультиметры могут показывать вводящие в заблуждение результаты, но вы получите более точные показания благодаря удельному весу. Чтобы узнать больше об удельном весе, оставайтесь на некоторое время и присоединяйтесь ко мне, когда мы углубимся в предмет.

Проверка удельного веса батареи с помощью ареометра

Если вы хотите проверить удельный вес батареи, вам придется провести испытание ареометром, специальным инструментом, специально используемым для этого процесса. Ареометры бывают разных форм и размеров, но наиболее рекомендуемыми являются поплавки. Это потому, что они являются наиболее точными, с очень достоверными и надежными показаниями.

Чтобы провести испытание удельного веса свинцово-кислотного аккумулятора, воспользуйтесь пошаговым руководством, предполагая, что вы используете рекомендованный ареометр.Со стеклянным корпусом и поплавком.

Шаг 1. Убедитесь, что вы носите правильное защитное снаряжение

Поскольку вы будете иметь дело с батареей, содержащей опасные материалы и химикаты, первое, что вам нужно сделать, это убедиться, что вы защищены.

Итак, первое, что вы должны сделать перед проведением теста, это надеть соответствующее защитное снаряжение. Вы должны убедиться, что вы носите защитные очки и резиновые перчатки, чтобы защитить себя от аккумуляторной кислоты, которая может пролиться.

Шаг 2. Убедитесь, что батарея отключена

Прежде чем проводить тест, вы также должны убедиться, что батарея не подключена, а все кабели отсоединены.

Особенно, если он имеет высокую скорость зарядки или разрядки, это не только защитит вас. Это также позволит избежать повреждения аккумулятора и его внутренних компонентов.

Шаг 3. Снятие аккумулятора и крышек его элементов

Теперь приступим к самому тесту, предварительно убедившись, что вы надели защитное снаряжение и аккумулятор отсоединен.Теперь вы можете извлечь аккумулятор из лотка и положить его на ровную поверхность.

После этого вы должны подготовить элемент питания к тестированию, сняв крышки или колпачки в верхней части аккумулятора. Имейте в виду, что каждый колпачок или крышка будет для каждой ячейки батареи.

Шаг 4: Проведение теста с использованием ареометра

На этом шаге вы собираетесь выполнить реальный процесс с помощью ареометра, так как крышки или колпачки сняты. Теперь вы можете вставить ареометр в одну ячейку, чтобы проверить его удельный вес.

Имейте в виду, что вы должны делать это осторожно и не прилагая слишком много усилий. Вставив устройство в ячейку, наберите в него достаточное количество жидкости и обязательно держите его неподвижно и не допускайте ударов.

Вы также должны быть осторожны, чтобы не залить поплавок аккумуляторной жидкостью и не прилипнуть к стенкам трубки. Это предотвращает неточные показания и искажение жидкости внутри устройства.

Шаг 5. Запишите показания и сделайте это для каждой ячейки

Это последний шаг для проверки удельного веса одной ячейки, и это шаг, на котором вы получите показания поплавка устройства.Обратите внимание на показания, так как вы повторите шаги четыре и пять для других элементов батареи.

В этой части рекомендуется пометить каждую ячейку номером, чтобы убедиться, что вы держите все под контролем в своем тесте.

Вот как можно проверить удельный вес батареи с помощью ареометра со стеклянным корпусом, который также имеет стеклянный поплавок.

Вы должны иметь в виду, что удельный вес также зависит от температуры, независимо от того, проводите ли вы тест при высокой или низкой температуре.Результат придется подвергнуть корректировке, а также не допускать перегрева электролита аккумулятора.

Корректировка результатов в зависимости от температуры

Вы уже узнали, как проверить удельный вес батареи, но на случай, если вы проводили тест при чуть более высокой или более низкой температуре. Я упомянул, что результат еще должен будет подвергнуться некоторым корректировкам.

Чтобы узнать, как делать поправки на более холодную или более теплую температуру окружающей среды, см. ниже.

Поправки к показаниям будут основаны на 70ºF. Если температура окружающей среды ниже или выше, вам придется следовать перечисленным уравнениям. Коэффициент, который будет добавлен или вычтен, представляет собой значение, измеряемое в 0,003 балла за каждые 10ºF увеличения или уменьшения.

● CF = (0,0031 x температура ячейки в ºF – 23) / 1000
● CF = (0,595 x температура ячейки в ºC – 12,5) / 1000

Эти поправочные коэффициенты применимы, когда температура ячейки составляет 0ºF – 130ºF или -17.8ºC – 54,4ºC.

Что означают показания удельного веса для каждой ячейки

Как я упоминал ранее, один из самых точных способов определения точного уровня заряда батареи — измерение ее удельного веса. Как он скажет вам, по каждому показанию ареометра для каждой из ячеек батареи.

Теперь вам нужно научиться интерпретировать показания или знать, что они означают. Вот простое руководство, которое поможет вам в этом.

Во-первых, вы должны иметь в виду, что полностью заряженный элемент должен иметь показания в диапазоне 1.280 до 1.300. Однако, если показания скорректированы на основе 80°F, а не 70°F, которые имеют уравнение.

Вот как вы интерпретируете показания.

Заключительные мысли

Ну вот! Это основные вещи, которые мы должны знать об удельном весе батареи. Просто чтобы вернуться к нашему вопросу ранее.

Когда удельный вес батареи низкий, его можно увеличить, сделав аккумуляторный электролит кислым, поскольку чем выше его кислотность, тем выше будет удельный вес.Это можно сделать, добавив аккумуляторную кислоту в аккумулятор.

Использование нового электролита может позволить использовать усовершенствованные металлические электроды и более высокие напряжения, повышая емкость и срок службы. — ScienceDaily

Литий-ионные батареи сделали возможными легкие электронные устройства, мобильность которых мы теперь считаем само собой разумеющимся, а также быстрое расширение производства электромобилей. Но исследователи по всему миру продолжают раздвигать границы для достижения еще большей плотности энергии — количества энергии, которое может быть сохранено в заданной массе материала, — чтобы улучшить производительность существующих устройств и потенциально сделать возможными новые приложения, такие как как дальнобойные дроны и роботы.

Одним из многообещающих подходов является использование металлических электродов вместо обычных графитовых с более высоким зарядным напряжением на катоде. Однако этим усилиям помешало множество нежелательных химических реакций, происходящих с электролитом, разделяющим электроды. Теперь группа исследователей из Массачусетского технологического института и других стран нашла новый электролит, который решает эти проблемы и может обеспечить значительный скачок в отношении мощности на вес батарей следующего поколения без ущерба для срока службы.

Исследование опубликовано в журнале Nature Energy в статье профессоров Массачусетского технологического института Джу Ли, Ян Шао-Хорна и Джеремайи Джонсона, постдока Вейцзяна Сюэ и 19 других сотрудников Массачусетского технологического института, двух национальных лабораторий и других организаций. Исследователи говорят, что открытие может позволить литий-ионным батареям, которые сейчас обычно могут хранить около 260 ватт-часов на килограмм, хранить около 420 ватт-часов на килограмм. Это приведет к увеличению пробега электромобилей и более длительным изменениям портативных устройств.

Основное сырье для этого электролита недорогое (хотя одно из промежуточных соединений по-прежнему дорого, поскольку используется ограниченно), а процесс его изготовления прост. Таким образом, это продвижение может быть реализовано относительно быстро, говорят исследователи.

Электролит сам по себе не нов, объясняет Джонсон, профессор химии. Он был разработан несколько лет назад некоторыми членами этой исследовательской группы, но для другого применения. Это было частью усилий по разработке литий-воздушных батарей, которые рассматриваются как окончательное долгосрочное решение для максимизации плотности энергии батареи.Но есть много препятствий, с которыми все еще сталкивается разработка таких батарей, и до этой технологии могут пройти еще годы. Между тем, применение этого электролита в литий-ионных батареях с металлическими электродами оказывается гораздо более быстрым.

Новое применение этого электродного материала было найдено «по счастливой случайности» после того, как несколько лет назад он был первоначально разработан Шао-Хорном, Джонсоном и другими в рамках совместного предприятия, направленного на разработку литий-воздушных батарей.

«На самом деле пока нет ничего, что позволяло бы использовать хорошую перезаряжаемую литий-воздушную батарею, — говорит Джонсон. Однако «мы разработали эти органические молекулы, которые, как мы надеялись, могут обеспечить стабильность по сравнению с существующими используемыми жидкими электролитами». Они разработали три различных состава на основе сульфаниламидов, которые, как они обнаружили, были весьма устойчивы к окислению и другим эффектам разложения. Затем, работая с группой Ли, постдоктор Сюэ решил вместо этого попробовать этот материал с более стандартными катодами.

Тип аккумуляторного электрода, который они теперь используют с этим электролитом, представляет собой оксид никеля, содержащий некоторое количество кобальта и марганца, «является рабочей лошадкой современной индустрии электромобилей», — говорит Ли, профессор ядерной науки, инженерии и материаловедения. инженерия.

Поскольку материал электрода анизотропно расширяется и сжимается при зарядке и разрядке, это может привести к растрескиванию и снижению производительности при использовании обычных электролитов.Но в экспериментах, проведенных в сотрудничестве с Брукхейвенской национальной лабораторией, исследователи обнаружили, что использование нового электролита резко снижает эти разрушения, связанные с коррозионным растрескиванием под напряжением.

Проблема заключалась в том, что атомы металла в сплаве имели тенденцию растворяться в жидком электролите, теряя массу и приводя к растрескиванию металла. Напротив, новый электролит чрезвычайно устойчив к такому растворению. Глядя на данные испытаний в Брукхейвене, Ли говорит, что «было немного шокировано увидеть, что если вы просто замените электролит, все эти трещины исчезнут.Они обнаружили, что морфология материала электролита намного более прочная, а переходные металлы «просто не обладают такой большой растворимостью» в этих новых электролитах.

Это было удивительное сочетание, говорит он, потому что материал по-прежнему легко пропускает ионы лития — важный механизм, с помощью которого аккумуляторы заряжаются и разряжаются — и блокирует проникновение других катионов, известных как переходные металлы. Накопление нежелательных соединений на поверхности электрода после многих циклов зарядки-разрядки уменьшилось более чем в десять раз по сравнению со стандартным электролитом.

«Электролит химически устойчив к окислению высокоэнергетических материалов, богатых никелем, предотвращает разрушение частиц и стабилизирует положительный электрод во время циклирования», — говорит Шао-Хорн, профессор машиностроения, материаловедения и инженерии. «Электролит также обеспечивает стабильную и обратимую зачистку и покрытие металлического лития, что является важным шагом на пути к созданию перезаряжаемых литий-металлических батарей с энергией, в два раза превышающей энергию современных литий-ионных батарей.Это открытие станет катализатором дальнейшего поиска электролитов и разработки жидких электролитов для литий-металлических аккумуляторов, конкурирующих с твердотельными электролитами».

Следующим шагом является масштабирование производства, чтобы сделать его доступным. «Мы делаем это с помощью одной очень простой реакции из легко доступных коммерческих исходных материалов», — говорит Джонсон. В настоящее время соединение-предшественник, используемое для синтеза электролита, стоит дорого, но он говорит: «Я думаю, что если мы сможем показать миру, что это отличный электролит для бытовой электроники, мотивация для дальнейшего увеличения масштаба поможет снизить цену. .

Поскольку это, по сути, «прямая» замена существующего электролита и не требует перепроектирования всей аккумуляторной системы, по словам Ли, ее можно внедрить быстро и вывести на коммерческий рынок в течение пары лет. «Нет никаких дорогих элементов, это просто углерод и фтор. Так что это не ограничено ресурсами, это просто процесс», — говорит он.

Исследование проводилось при поддержке Министерства энергетики США и Национального научного фонда, и в нем использовались объекты Брукхейвенской национальной лаборатории и Аргоннской национальной лаборатории.

Какой уровень электролита считается нормальным в аккумуляторе. Какой должен быть уровень электролита в аккумуляторе. Количество электролита в аккумуляторах разной емкости

Как я уже много раз писал, автомобильный аккумулятор — это свинцово-кислотный аккумулятор. Внутри аккумулятора должен быть специальный электролит, по сути это дистиллированная вода и серная кислота, разведенные в нужной пропорции (иначе не будет происходить работа по накоплению и выделению энергии). Но время от времени, погодных и эксплуатационных условий вода может испаряться, соответственно падает и уровень самой электрохимической жидкости.Причем, самое страшное, что внутри начинают оголяться свинцовые пластины. Чем это плохо, какой уровень должен быть — подробно разбираем, ну и как обычно видео версия в конце…

В начале хотелось бы отметить, что если уровень электролита больше или меньше положенного, то это может вывести из строя ваш аккумулятор (ну или по крайней мере он не будет нормально работать).

Аккумуляторы обслуживаемые и необслуживаемые

По строению корпуса аккумулятора различаются т.н. -.Сейчас все большее распространение получает второй тип, то есть при покупке за ним практически не нужно следить (для новичков это просто находка). Однако у этого варианта есть и большие минусы, например, если вода испаряется из банок, то просто так ее не долить. Многие выбрасывают () такие батарейки и покупают новые, хотя стоит долить воды (до нужного уровня) и будет работать долго

Многие думают, что он оттуда вообще не исчезнет, ​​но это не так! Необслуживаемые варианты также имеют специальные клапаны (отверстия) для выпуска внутренних газов

А при испарении воды (как я писал выше) уровень электролита падает, что неизбежно приводит к ухудшению работы аккумулятора.

Низкий уровень – что опасно

Опасен по многим причинам, постараюсь рассказать просто и быстро:

  • Если уровень падает, вода уходит. Плотность серной кислоты увеличивается (так как она никуда не уходит). Это очень негативно сказывается на самих пластинах, они просто начинают быстрее разрушаться.

  • Высокая концентрация кислоты может привести к ускорению процесса.
  • Верхняя часть пластин оголена — и это тоже негативно сказывается на них при зарядке. Они нагреваются и могут рассыпаться.
  • Если электролита не хватает (пластины оголены), емкость аккумулятора соответственно падает, то есть вы просто не заводите машину.

По моему опыту, аккумуляторы с голыми пластинами долго не живут, как правило, крошятся или сульфатируются через 3-6 месяцев использования. Поэтому очень важно доливать жидкость до нужных значений!

Высокий уровень – что опасно

Вроде решил, низкий — ПЛОХО! Но слишком высоко — ТОЖЕ ПЛОХО? ДА — ОЧЕНЬ ПЛОХО! Но почему?

См. — нормальная плотность внутри батареи примерно 1.27 — 1,29 г/см3 (если брать наши рабочие жидкости, это примерно 35% серной кислоты и 65% дистиллированной воды). Такой электролит не замерзает при крайне отрицательных температурах (до -40 градусов Цельсия).

Если вы , нарушаем баланс и, скажем, заливаем состав воды 70%, тогда плотность у нас упадет до 1,22 — 1,25 г/см3. И замерзает такая жидкость уже при -20, -30 градусах, что в России довольно часто. Конечно, летом у вас, скорее всего, проблем не возникнет, а вот зимой аккумулятор может замерзнуть, да так, что сломается корпус и вы просто выбросите аккумулятор.

Значит надо лить ровно столько — сколько нужно (в пределах допустимого).

Что добавить внутрь?

Итак, переходим почти к самому интересному. НО сначала небольшое напоминание, многие ошибочно думают — то что нужно внутрь нужно добавить готовый электролит , который продается в автомобильных или специализированных магазинах. НО ЭТО НЕ ТАК!

Как я уже говорил выше, из банок вытекает именно вода, и именно воду нужно доливать в банки, НО НЕ ЭЛЕКТРОЛИТ!

Еще раз хочу всем повторить, испаряется водный раствор, а не кислота! Если вы добавите электрохимическую жидкость на уровень, вы поднимете плотность до высокого уровня, скажем, 1.32 – 1,35 г/см3, от такой концентрации пластины изнашиваются значительно быстрее, а также образуются сульфаты!

Поэтому только дистиллированная вода и только определенного уровня.

Сколько нужно добавить?

Если у вас исправный аккумулятор, то есть вы можете физически открутить штекеры и увидеть пластины, голые они или нет — это одна ситуация.

А вот если у вас есть необслуживаемый вариант, то добавить его гораздо сложнее (об этом ниже).

Берем стандартную ситуацию — пробки были откручены, а пластины оголены (верхняя часть торчит над жидкостью). Так сколько лить, под завязку (под пробку) что ли?

ТОЧНО НЕ ПОД ПРОБКОЙ! Это слишком много. Берем бутылку с дистиллированной водой (можно), и добавляем примерно 1 — 1,5 см над тарелками. То есть общий состав должен покрывать их именно до этого значения.

Кстати, на многих батареях есть специальные метки — нижняя и верхняя, именно в этих границах и должен быть уровень.Однако сейчас их наносят на тело все реже.

В идеале после добавления воды нужно подзарядить аккумулятор и измерить его плотность. Она должна быть примерно 1,27 г/см3.

Теперь возьмем ситуацию с необслуживаемой батареей — как я и писал, пробок сверху нет, а дистиллят надо как-то доливать! Но как? У меня об этом (читайте познавательно).

но простыми способами этого добиться сложно. НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ, никогда не отрывайте крышку сверху, это не правильно, в ней есть лабиринты, поглощающие газы, испаряющиеся из банок.Если он сломан, батарея больше не будет необслуживаемой.

Самый эффективный способ , берем его и тонким сверлом просверливаем над банками отверстия, примерно на уровне нормы электролита. Далее закачайте туда воду с помощью шприца, а затем пропаяйте эти отверстия паяльником. Ну собственно зарядка.

Как показывает практика, далеко не все, кто интересуется вопросом, сколько электролита в аккумуляторе, знают, что такое электролит и зачем он нужен, поэтому теперь вы получите ответы на все озвученные вопросы.Итак, обо всем по порядку.

Что такое электролит и зачем он вообще нужен?

Электролит представляет собой раствор серной кислоты и чистой дистиллированной воды. Они наполнены свинцово-кислотными аккумуляторами нужной концентрации и объема, чтобы они могли запасать энергию за счет химических процессов, происходящих с этим раствором. Следовательно, если концентрация или количество электролита в аккумуляторе уменьшается, он перестает в полной мере справляться со своими обязанностями и начинает нуждаться в замене или восстановлении.В последнем случае перед автомобилистами встает вопрос: сколько электролита должно быть в аккумуляторе.

Итак, сколько электролита должно быть в аккумуляторе?

Сколько электролита должен содержать автомобильный аккумулятор для его наиболее эффективной работы, напрямую определяется его емкостью. Конечно, в зависимости от производителя возможна некоторая разница, но в целом объем электролита для аккумуляторов разной емкости будет следующим:

  • 55 Ач — 2.5 л +/- 100 г;
  • 60 Ач — 2,7-3 л;
  • 62 Ач — около 3 л;
  • 65 Ач — около 3,5 литров;
  • 75 Ач — 3,7-4 л;
  • 90 Ач — 4,4-4,8 л;
  • 190 Ач — около 10 литров.

Но это только приблизительный литраж, он нужен больше для ознакомления перед походом в магазин. В процессе восстановления аккумулятора нужно ориентироваться не на него, а на специальные метки, имеющиеся на корпусе последнего. Теперь больше.

Какой должен быть уровень электролита в аккумуляторе?

Если в вашем аккумуляторе есть шкала с минимумом и максимумом, то вопрос, до какого уровня должен быть залит электролит, решается очень просто — по верхней черте, то есть до отметки «MAX»,

Если такой шкалы нет, то возможно в отверстиях вашего аккумулятора есть «язычки», тогда электролита в аккумулятор нужно залить столько, чтобы они были покрыты 5 мм слоем раствора (полностью погружены в этом).

Ну а если нет ни того, ни другого, залейте в аккумулятор электролит в рекомендованном выше объеме (не под завязку, а чуть меньше), а затем для самоконтроля возьмите стеклянную трубку с диаметром до 5 мм и опустить внутрь батареи, до соприкосновения с защитным экраном. Закройте верхнее отверстие трубки пальцем и вытащите ее. Если уровень оставшегося в нем электролита находится в пределах 10-15 мм, вы все сделали правильно – уровень электролита в аккумуляторе оптимальный.

Уровень электролита в автомобильном аккумуляторе является одним из основных параметров, влияющих на работоспособность аккумулятора в целом. Кроме него есть и другие параметры, о которых должен знать каждый автовладелец. Именно о них мы и расскажем в этой статье.

[ Скрыть ]

Типы аккумуляторов

Какие выдвигаются технические требования к аккумуляторам, какие должны быть сила тока, сопротивление и плотность аккумулятора, как узнать и проверить эти параметры?

Прежде чем познакомить вас с основными техническими особенностями, разберем:

  1. Сухозаряженные аппараты Их отличительная черта — отсутствие в банках рабочей жидкости, то есть раствора электролита.Преимуществом этого типа аккумуляторов является возможность их длительного хранения. При этом длительное хранение аккумуляторов на складе или в гараже после покупки не повлияет на их функциональность. Но прежде чем вы начнете полноценно пользоваться аккумулятором, его нужно будет залить электролитом.
  2. Заряженные батареи, изначально поставляемые залитыми электролитом. Аккумуляторы этого типа не нужно подготавливать перед использованием, так как такие устройства изначально поставляются в рабочем состоянии.Но перед тем, как установить такой аккумулятор на свой автомобиль, нужно убедиться, что в нем есть необходимое количество жидкости.

Что нужно знать о характеристиках аккумулятора?

Теперь перейдем к характеристикам вопроса. Можно ли приготовить электролит для аккумулятора вашего автомобиля, сколько его нужно заливать, каковы риски утечки жидкости и сколько вольт должен выдавать аккумулятор? Ознакомьтесь с основными функциями.

Вес

Масса устройства, как и его габариты, является одним из параметров изделия.Обратите внимание, что вес устройства является неточным параметром, он может варьироваться в зависимости от модели и производителя. Что касается габаритов, то они могут различаться в зависимости от конкретного транспортного средства, но в целом изделия имеют схожие габариты.

Вес тоже может быть разным, в этом случае все зависит от степени разрушения внутренних пластин из свинца. Обычно это происходит в результате длительной эксплуатации продуктов, в результате разрушения которых свинец начнет взаимодействовать с рабочим раствором.Поэтому, в принципе, для многих аккумуляторов характерно небольшое расхождение, в данном случае допускается расхождение около 0,5 кг по сравнению с нормой.

Сила тока

Такой параметр, как сила тока, считается более важным для товара, поэтому именно на эту характеристику следует смотреть в первую очередь при покупке товара. Параметр силы тока измеряется при температуре окружающей среды 18 градусов ниже нуля и должен соответствовать значению, указанному на корпусе аккумулятора или в технической документации.В том случае, если аккумулятор полностью заряжен, то он должен выдавать не менее 125 ампер. Чтобы убедиться, что аккумулятор, установленный на вашем автомобиле, соответствует нормируемым параметрам, необходимо произвести замер.

Для диагностики потребуется вольтметр или амперметр, порядок проверки следующий:

  1. В первую очередь следует отключить все потребители напряжения в автомобиле, в частности печку, оптику, акустику, регистратор и GPS-навигатор, если есть, а также другое оборудование.
  2. Затем открывается капот автомобиля и клемма отсоединяется от аккумулятора. С помощью тестера следует измерить параметр протекания тока по сети, для этого установить контакты тестера между щупом и клеммой.
  3. Минимальное значение силы тока должно быть около 15 мА, максимальное — 70 мА. Если диагностика показала, что полученные показания отличаются незначительно, например, на 0,02-0,05 А, это в принципе неплохо, такая утечка считается незначительной.Но если значения, которые вы получили, сильно отличаются от номинальных, то, скорее всего, в изделии имеется сильная утечка. Соответственно, автовладелец должен проверить аккумулятор на герметичность.
  4. Если обнаружена утечка, то потребуется поочередно вынимать из монтажного блока каждое реле и предохранитель, наблюдая за значениями на дисплее тестера. В том случае, если после снятия очередного предохранительного элемента вы заметили, что показания на дисплее тестера снизились до оптимальных, это говорит о том, что вы обнаружили утечку.Теперь вам остается только сделать непрерывность электрической цепи и определить место обрыва, а затем заменить поврежденный провод.

Емкость

Емкость изделия измеряется в ампер-часах и также считается одним из основных параметров, это значение указывает на продолжительность работы аккумулятора или величину тока, который он может отдать. Необходимо учитывать, что емкость аккумулятора определяется многими факторами, а именно конструктивными особенностями, температурой окружающей среды, током заряда, уровнем рабочей жидкости.Если значение силы тока будет увеличиваться, это будет способствовать снижению уровня емкости изделия, а с температурой все наоборот — если она повышается, то емкость падает.

В том случае, если при диагностике вы зафиксировали уменьшение объема раствора электролита в банках аккумуляторов, следует учитывать, что это может привести к снижению емкости и разрядке устройства. Поэтому, чтобы не допустить быстрой разрядки аккумулятора и увеличить его мощность, в банки конструкции необходимо будет добавить раствор электролита.Но перед этим его нужно будет правильно подготовить. Многие автовладельцы поступают проще – просто заливают в банку обычную дистиллированную воду. В принципе, это правильно, но не совсем так, так как раствор электролита также должен содержать в своем составе серную кислоту.

Электролит можно купить в готовом виде, а можно приготовить в гараже!

Чтобы сделать жидкость своими руками, выполните следующие действия:

  1. Сначала нужно подготовить емкость, в которой будет производиться раствор.Обратите внимание, что подготовленная емкость должна быть не только чистой, но и кислотоупорной.
  2. Затем заполните бак дистиллированной водой.
  3. Сделав это, следует осторожно добавить к дистилляту серную кислоту небольшой струйкой, одновременно смешивая ее с водой. Используйте перчатки, чтобы серная кислота не попала на кожу, и используйте стеклянную палочку для перемешивания раствора. Серную кислоту следует добавлять в дистиллят минимальными порциями, при этом он должен перемешиваться как можно более равномерно.
  4. При добавлении серной кислоты и смешивании ее с водой регулярно проверяют плотность получаемого раствора, для измерения плотности применяют ареометр. Помните, что значение плотности раствора может быть разным, в этом случае многое зависит от условий использования аккумулятора, а также температуры окружающей среды. Как правило, значение плотности должно быть в пределах 1,21-1,31 г/см3.

Фотогалерея «Подготовка электролита»

1. Перелить дистиллят в емкость.2. Добавьте серную кислоту. 3. Проверьте герметичность. 4. Залейте электролит в аккумулятор.

Напряжение

Одним из важнейших параметров аккумулятора является напряжение устройства. С учетом напряжения автовладелец также может определить и возможные неисправности в работе изделия. Естественно, если уровни напряжения и мощности соответствуют норме, это может свидетельствовать о нормальной работе аккумулятора. Если продукт полностью исправен, он будет выдавать напряжение до 12.6 вольт, допустимым вариантом является значение в районе 12,2 вольта.

Каждая отдельная банка изделия должна выдавать примерно 2-2,1 вольта, этот показатель считается нормированным. Величина напряжения определяет возможность подключения к бортовой сети различных потребителей энергии, в частности, зарядных устройств для телефонов, видеорегистраторов, навигаторов и т. д. Чем больше садится аккумулятор, тем ниже будет напряжение на его клеммах (автор видео о самодиагностике автомобильного аккумулятора — канал Советы автолюбителю).

Как поменять электролит в аккумуляторе: можно ли?

О том, как сделать электролит, мы уже говорили, а теперь поговорим о том, как заменить раствор своими руками. Сразу скажем, что замена электролита – это крайняя мера, к которой нужно прибегать в исключительных случаях.

Процедура замены следующая:

  1. Сначала нужно отсоединить изделие от клемм, затем демонтировать его, сняв крепление и положить на ровную поверхность.
  2. Если есть защитная полоса, то ее нужно снять, если нет, то сразу открутить заглушки.
  3. Далее необходимо избавиться от старого электролита, для этого используйте резиновую грушу. Медленно откачайте весь электролит. Если раствор случайно попал на руки, промойте их водой с мылом.
  4. Когда жидкость будет отсосана, банки нужно будет промыть дистиллятом, это удалит остатки старого раствора.
  5. Далее необходимо высушить банки.
  6. После этого изделие заправляется новым электролитом. В процессе добавления необходимо контролировать плотность жидкости, как было сказано выше, это делается с помощью ареометра. Раствор заливают по уровню пластиковой стружки в банках.
  7. После выполнения этих действий необходимо зарядить аккумулятор. Для этого лучше всего использовать пуско-зарядное устройство, процедура восстановления плотности осуществляется путем повторения нескольких циклов заряда-разряда.Обратите внимание, что в этом случае параметр силы тока должен быть около 0,1 ампера. Процедуру зарядки можно считать законченной, когда напряжение на каждой секции составит около 2,4 вольта. Или сумма на клеммах будет примерно 14 вольт.

Видео «Как правильно мерить электролит в банках аккумуляторов?»

Наглядная инструкция на тему измерения уровня электролита в секциях автомобильного аккумулятора с описанием основных нюансов и особенностей этого процесса дана в видео ниже (автор видео Виктор Мошковский).

Современные автомобильные аккумуляторы практически не требуют ухода и обслуживания – так считает большинство автомобилистов и инструкторов автошкол. На самом деле это не совсем так, и чтобы купленный аккумулятор честно отработал свой положенный срок, все же необходимы определенные меры. Особенно при длительной эксплуатации автомобиля в условиях высоких температур.

Первое, что нужно делать постоянно, это следить за чистотой аккумулятора, ведь если на его крышке скапливается токопроводящая грязь, возможны замыкания между его выводами.Второй – постоянно следить за тем, чтобы батарея была надежно зафиксирована в гнезде. И в-третьих, достаточно регулярно проверять уровень электролита в аккумуляторе, так как его изменения крайне негативно сказываются на работоспособности и общем сроке службы аккумулятора.

При этом не допускается как снижение уровня, так и его превышение. Это делается в любом аккумуляторе, при этом большинство не знает, как проверить уровень электролита в необслуживаемом аккумуляторе, хотя для этого и не требуется сложных манипуляций — в них есть специальные индикаторы.Независимо от типа индикатора и его названия, они позволяют быстро и с высокой степенью достоверности проверить уровень электролита в аккумуляторе.

Зачем проверять содержание электролита

Производитель аккумуляторов четко определяет требуемый уровень раствора. При его норме все пластины, находящиеся внутри аккумулятора, полностью им покрыты, что обеспечивает возможность нормального функционирования аккумулятора и соответствие заявленной емкости. Любые изменения вносят плохие коррективы в «рабочий» процесс аккумулятора, и появляется множество проблем — от быстрого саморазряда до коротких замыканий и разрушения внутренних пластин.В последнем случае реанимация старого аккумулятора может оказаться совершенно невозможной.

Уровень электролита в автомобильном аккумуляторе должен быть постоянным, как и его плотность. Кроме того, залитый раствор должен быть чистым, т.е. не содержать посторонних примесей. В их роли часто могут выступать различные химические элементы, существенно изменяющие процесс нормальной работы, сокращая срок службы аккумулятора. Регулярно проверяя уровень электролита в аккумуляторе, можно самостоятельно определить наличие некоторых загрязнений.Так, если при подзарядке электролит станет малиновым, это свидетельствует о наличии марганца, а если раствор загрязнен медью, то будет избыточное газообразование.

Как правильно проверить уровень

Перед проверкой уровня электролита в аккумуляторе необходимо определить помещение, которое должно быть пожаробезопасным и иметь хорошую вентиляцию. Порядок действий после этого будет следующим:


Все эти манипуляции актуальны только в том случае, если на аккумуляторе нет меток min-max.Так, уровень электролита в стеклянной трубке должен колебаться в пределах 12-15 мм. эксплуатация батареи с уровнем ниже 12 мм категорически не допускается. Как проверяется этот параметр можно посмотреть на видео:

Внимание! Перед проверкой уровня электролита в аккумуляторе наденьте толстые резиновые перчатки, так как кислота из электролита может вызвать сильные ожоги кожи.

Почему падает уровень электролита?

Можно выделить 4 основные причины снижения уровня электролита в аккумуляторе.


Снижение уровня электролита происходит в результате кипячения воды — кислота остается на месте из-за того, что она тяжелее воды. Соответственно, при необходимости его восстановления следует доливать только дистиллированную воду и ничего более. Распространенная ошибка многих неопытных водителей, которые не знают, что делать при обнаружении низкого уровня электролита в аккумуляторе – доливка нового электролита. Это приводит лишь к увеличению его плотности, что негативно сказывается на его эксплуатационных характеристиках и сроке службы.

Если вопрос — какой должен быть уровень электролита в аккумуляторе и как его проверить — достаточно прост, то вопрос определения плотности не так прост. После восстановления уровня электролита аккумулятор необходимо зарядить. И только после этого можно приступать к измерению плотности электролита. Для этого нужно использовать специальный прибор – ареометр. По прошествии некоторого времени с момента окончания зарядки аккумулятор кладется на ровную поверхность и откручиваются все пробки.

Резиновая груша ареометра сжимается, чтобы вытеснить из нее весь воздух, и ее наконечник погружается в первую банку батареек. Отпустив грушу, необходимо дождаться, пока устройство наполнится жидкостью. Поплавок, расположенный внутри колбы, покажет плотность. Как правило, у большинства приборов есть цветовые шкалы — поплавок в зеленом секторе будет соответствовать нормальному значению. Если плотность ниже, следует долить в аккумулятор концентрированный раствор, если выше – дистиллированную воду.Повторные измерения следует проводить через 3-4 часа, когда вся жидкость приобретет одинаковую плотность. Не следует трясти и «барахтаться» батарею, чтобы форсировать процесс. Подробнее о тесте рассказано в видео:

Последствия неправильного уровня электролита

Если уровень электролита в аккумуляторе автомобиля не проверять или игнорировать результаты, последствия не заставят себя ждать. Как было сказано выше, нормальный уровень в аккумуляторе 12-15 мм.Если окажется меньше, а работа аккумулятора продолжится, первыми пострадают пластины. Они начинают медленно разрушаться и крошиться, вызывая образование шлама. Впоследствии это грозит формированием т. н. перемычки между пластинами, которые из-за проводимости тока становятся источником постоянных коротких замыканий, серьезно ухудшающих работу аккумулятора, снижающих его мощность, все более затрудняющих запуск двигателя.

Если вы ездите с высоким содержанием электролита, это также негативно повлияет на пластины, которые будут подвергаться коррозии из-за слишком высокого содержания кислоты.Кроме того, он начнет активно выплескиваться из аккумулятора, в том числе и через отверстия, предназначенные для выпуска газа. В результате они могут засориться. Жидкость, попавшая на крышку аккумуляторного отсека, быстро вызывает окисление контактов, в результате чего контакт нарушается и автомобиль плохо заводится. Кроме того, это грозит теми же закрытиями.

От качественного аккумулятора(аккумулятора) зависит эффективный запуск двигателя и слаженность в работе электросистемы.В обслуживаемых аккумуляторах водители имеют возможность влиять на параметры этого устройства не только уровнем заряда, но и изменением количества и плотности электролита.

Необходимо поддерживать заданный уровень электролита в автомобильном аккумуляторе в любое время года. От этого зависит продолжительность его эффективной работы электроприбора. При работе с электролитом в аккумуляторе необходимо соблюдать меры предосторожности.

Большинство современных автомобилей оснащены необслуживаемыми аккумуляторными батареями.Этот вариант предпочтительнее в эксплуатации для пользователей, ведь он нужен только для поддержания уровня заряда. Но отрицательная сторона – малый срок службы и отсутствие ремонтопригодности.

В обслуживаемых батареях владелец влияет на многие процессы , при этом возможности диагностики и устранения выявленных проблем выше, чем у необслуживаемой конструкции. Сделать это можно даже в гаражных условиях.

Визуальное отличие двух типов аккумуляторов заключается в том, что обслуживаемая конструкция снабжена заглушками для доступа внутрь пластинчатых банок.Поэтому перед проверкой уровня электролита в аккумуляторе владелец поочередно откручивает крышки с каждой из емкостей.

Осторожно отвинтите резьбу, чтобы не повредить заглушку. Это удобно делать монеткой, а не отверткой. Требуемый уровень рабочей жидкости может быть указан производителем на корпусе аккумулятора. Он сравнивается с фактическим параметром и на его основе осуществляются дальнейшие действия.

Батарея работа

Откидываем контакты и вынимаем батарею с места.Работа с исправным аккумулятором начинается с очистки от возможных загрязнений верхней части, на которой расположены клеммы. Такая операция обязательна для того, чтобы предотвратить попадание мусора в банки. Также таким образом мы уменьшаем воздействие агрессивных компонентов на металлические детали.

Бытовой очиститель с аммиаком поможет удалить грязь. Распыляется на тряпки или салфетки, после чего протирается батарея. Зоны с сильным загрязнением содой не чистят, так как она способствует ускорению коррозионных процессов.

Если заглушки расположены отдельно, то их откручивают против часовой стрелки. Когда часть банок закрыта обычной пробкой, то для ее вскрытия подденьте плоской отверткой или шпателем. После этого откроется доступ к внутреннему контенту. На необслуживаемом варианте батареи будет соответствующая надпись. С ним подобные операции строго запрещены.

Грязь может скапливаться и под открытыми пробками. Также желательно избавиться от него с помощью тряпки и чистящего средства.Необходимо убедиться, что после чистки на внутренней стороне крышки не осталось частиц салфетки или ворсинок от тряпки, потому что они могут попасть внутрь аккумулятора.

Определение уровня электролитической жидкости

Чтобы понять, сколько электролита должно быть в аккумуляторе изначально, необходимо проверить уровень в отдельных банках. Все контейнеры должны иметь одинаковый объем. Небольшая ошибка по высоте возникает при испарении жидкости при значительном перегреве.

Значительная разница в объеме содержимого банок может появиться, если треснул корпус аккумулятора. Дальнейшая эксплуатация такого устройства не допускается. Если явных деформаций и повреждений корпуса нет, то можно долить дистиллят в проблемную банку и через пару недель проверить объем в ней.

Когда уровень жидкости не полностью покрывает пластины, эффективность батареи значительно снижается. Открытые платиновые элементы без электролита могут прийти в негодность через несколько дней.Свинцовые пластины могут оголяться примерно на 10 мм, тогда их достаточно залить водой. Если обнажится большая часть, то, скорее всего, аккумулятор придется менять.

Необходимо знать, что отсутствие большого количества электролита и оставшиеся на виду пластины могут свидетельствовать о чрезмерном перезаряде.

Для решения этой проблемы необходимо проверить работу генератора.

Оптимальным считается уровень жидкости, когда она еще находится примерно на 10 мм над пластинами, либо опустилась на 3-4 мм от уровня горлышка.При таком соотношении доливка производиться не должна. Достаточно банки закрутить, а следующую проверку сделать через 2-3 месяца.

Максимально допустимый уровень — это когда жидкость слегка достигает пластика открытого отверстия. Конструктивно в горловине сделаны насечки, помогающие образовать выпуклость за счет поверхностного натяжения жидкости. При контакте электролита с горловиной образуется выпуклость, если контакта нет, то поверхность ровная. Это делается для того, чтобы избежать разливов.Увидеть такую ​​выпуклость можно с фонариком.

Данная технология актуальна для свинцово-кислотных аккумуляторов. Другие типы неавтомобильных аккумуляторов следует обслуживать в соответствии с рекомендациями производителя.

Как откорректировать объем электролита

При заливке банок аккумуляторов можно использовать только дистиллированную воду. Купить его можно практически в любом автомагазине. Не допускайте эксплуатации открытых плит. Залив жидкость внутрь до уровня горлышка, необходимо зарядить аккумулятор.

Автомобилист может использовать лейку или резиновый шприц, чтобы правильно наполнить банки, не пролив слишком много жидкости. При этом необходимо предотвратить попадание загрязнений внутрь.

Необходимо знать, какие рабочие характеристики и срок службы батареи снизятся при добавлении недистиллированной воды.

Это происходит из-за различных примесей в жидкости, например, хлора в водопроводной воде или повышенной концентрации солей в скважине.В разряженный аккумулятор необходимо доливать воду только для того, чтобы покрыть пластины. После получения заряда уровень электролита поднимется, поэтому он займет оставшееся место.

Завершающий этап работы с аккумулятором

На завершающем этапе необходимо вкрутить пробки на место. Сначала нужно их очистить. внутри. Не рекомендуется переливать жидкость. Пролитые капли необходимо удалить ветошью, чтобы не задеть электролит руками, т. к. в нем содержится доля кислоты.

Необходимо вытирать потеки движениями из отверстий. Если аккумулятор в это время находился под капотом, то необходимо предотвратить попадание капель на другие детали и двигатель. После протирания тряпку нужно выбросить в мусорное ведро, а емкость с водой, в которой прополаскивалась тряпка, слить в канализацию, чтобы не расплескать частицы кислоты на одежду и предметы.

Если капли попали на какую-либо поверхность, то их нужно вытереть тряпкой, смоченной бытовым моющим средством.В течение нескольких недель необходимо контролировать переполненную емкость с электролитом. Когда происходит разбрызгивание, аналогичным образом удаляем капли.

Незначительное снижение массовой доли кислоты в составе электролита после разбрызгивания и добавления дистиллята не оказывает критического влияния на работоспособность аккумулятора. Поэтому доливать кислоту в такой ситуации не стоит, т. к. ее избыток в массовой доле приводит к интенсивному износу электроприбора, а недостаток не столь критичен для работоспособности и выходных характеристик аккумулятора.

Безопасность электролита

В состав электролита входит серная кислота, а значит необходимо соблюдать осторожность при работе с этой жидкостью. В первую очередь необходимо защитить глаза от попадания в них паров или капель. Для этого используйте защитные очки . Обычные оптические очки не подойдут, так как не имеют боковой защиты. Также не используйте контактные линзы, так как они не закрывают глаза полностью.

Работы желательно проводить в резиновых защитных перчатках.Изделия из неопрена обладают одной из самых эффективных защит. Они способны противостоять губительной жидкости до часа. Меньшая безопасность для латексных и виниловых материалов. Минимальный уровень защиты для нитриловых перчаток, так как они почти сразу корродируют от попадания капель электролита.

Одежда должна быть из плотной ткани. Рукав нужно выбирать длинный и заправлять в перчатку. Разъедание ткани при попадании на нее жидкости может происходить не сразу, а через несколько часов.

Любую пролитую на кожу жидкость следует немедленно смыть. проточная вода. Вы можете использовать мыло. Покраснение от воздействия кислоты может проявиться не сразу, так как химический ожог, в отличие от термического, требует некоторого времени для воздействия.

Циклическая вольтамперометрия, EIS, проверка электрохимических конденсаторов на ток утечки

Введение

Суперконденсаторы представляют собой устройства для накопления энергии, аналогичные вторичным батареям. В отличие от батарей, в которых для хранения энергии используются химические реакции, суперконденсаторы обычно накапливают энергию за счет физического разделения электрических зарядов.

Все суперконденсаторы состоят из двух электродов, погруженных в проводящую жидкость или проводящий полимер, называемый электролитом. Электроды разделены сепаратором с ионной проводимостью, который предотвращает короткое замыкание.

По сравнению с батареей суперконденсатор имеет следующие преимущества:

  1. Более высокая скорость заряда и разряда (высокая удельная мощность)
  2. Увеличенный срок службы (> 100 000 циклов)
  3. Материалы с низкой токсичностью
  4. Работа в широком диапазоне температур
  5. Низкая стоимость цикла

Эти недостатки компенсируются некоторыми недостатками:

  1. Более высокая скорость саморазряда
  2. Более низкая плотность энергии
  3. Более низкое напряжение ячейки
  4. Плохая регулировка напряжения
  5. Высокая начальная стоимость

Текущие области применения суперконденсаторов включают:

  1. Гибридные электромобили (ГЭМ)
  2. Системы запуска дизельных двигателей
  3. Аккумуляторные электроинструменты
  4. Аварийные системы и системы безопасности

Во многих приложениях суперконденсатор используется параллельно с батареей, что обеспечивает более длительный срок службы и более высокую мощность, чем у одной батареи.Для получения дополнительной информации прочитайте книгу Брайана Конвея о технологии суперконденсаторов1.

Эти указания по применению являются первой частью состоящего из двух частей обзора электрохимических методов, используемых для тестирования устройства или технологии суперконденсаторов. В части 1 обсуждаются методы, знакомые электрохимикам, а в части 2 обсуждаются методы, знакомые технологам аккумуляторов.

Коммерческие конденсаторы были испытаны для получения результатов, используемых при обсуждении методов. Данные в этом примечании были записаны в системе Gamry Instruments с возможностью EIS.Все графики были созданы с использованием программного обеспечения Gamry.

Позиции в желтых коробках относятся к продуктам Gamry.

 

Аналогичная технология – путаница в названиях

Традиционный двухслойный электрический конденсатор (EDLC) использует накопление электростатического заряда для хранения энергии. Электроны в каждом электроде и ионы в электролите образуют двухслойный конденсатор. Типичная емкость двойного электрохимического слоя составляет 20 мкФ/см 2 .Емкость микропористого углерода с площадью поверхности 1000 м 2 /г может достигать 200 Ф/г.

Некоторые устройства, которые мы называем псевдоконденсаторами, накапливают заряд посредством обратимых фарадеевских реакций на поверхности одного или обоих электродов. Когда напряжение электрода пропорционально покрытию поверхности, а покрытие поверхности пропорционально степени заряда, эти устройства ведут себя идентично конденсаторам. Подробнее об этих устройствах см. в книге Конвея.

К сожалению, в технических документах и ​​коммерческих продуктах используется много названий для EDLC и псевдоконденсаторов.К ним относятся:

  1. Суперконденсаторы
  2. Ультраконденсаторы
  3. Аэрогелевые конденсаторы
  4. Конденсаторы электрические двухслойные

Если не указано иное, в этом примечании термин «суперконденсатор» используется для обозначения всех устройств с высокой емкостью, независимо от механизма накопления заряда.

Идеальные конденсаторы

Конденсатор — это устройство для хранения электрического заряда. Напряжение идеального конденсатора пропорционально заряду, запасенному в конденсаторе:

CV = Q

C — емкость в фарадах;

В – напряжение между клеммами прибора в вольтах;

Q — заряд конденсатора в кулонах, в ампер-секундах.

Уровень заряда конденсатора легко измерить: он пропорционален напряжению. Напротив, измерение состояния заряда батареи может быть затруднено.

Энергия, запасенная в конденсаторе:

E = ½CV 2

E – энергия в джоулях.

Мощность, потребляемая конденсатором при разрядке, зависит от напряжения конденсатора и электрического тока:

P = VI

P — мощность в ваттах;

В — напряжение конденсатора в вольтах;

I — разрядный электрический ток в амперах.

Идеальный конденсатор не теряет мощность или энергию во время заряда или разряда, поэтому приведенное выше уравнение также можно использовать для описания процесса заряда. Идеальный конденсатор без протекания тока будет хранить энергию и заряжаться вечно.

Неидеальные конденсаторы

Идеальных конденсаторов не существует, поскольку настоящие конденсаторы имеют ограничения и недостатки. Тесты, описанные в этих указаниях по применению, измеряют эти ограничения.

Ограничения по напряжению

В описании идеальных конденсаторов не упоминаются ограничения по напряжению.Конденсаторы могут работать только в «окне напряжения» с верхним и нижним пределом напряжения. Напряжения за окном могут вызвать разложение электролита и повреждение устройства.

Электролиты конденсаторов могут быть водными или неводными. В то время как водные электролиты, как правило, безопаснее и проще в использовании, конденсаторы с неводными электролитами могут иметь гораздо более широкий диапазон напряжения.

Когда это было написано, коммерческие одноэлементные суперконденсаторы имели верхний предел напряжения ниже 3.5 В. Высоковольтные устройства имеют несколько последовательно соединенных ячеек.

Все серийно выпускаемые суперконденсаторы должны быть однополярными: напряжение на плюсовой (+) клемме должно быть больше положительного, чем на минусовой (–) клемме. Таким образом, нижний предел напряжения равен нулю.

ESR

Реальные конденсаторы теряют мощность во время заряда и разряда. Потери вызваны сопротивлением электродов, контактов и электролита. Стандартный термин для этого сопротивления — эквивалентное последовательное сопротивление (ESR).ESR указано в технических характеристиках большинства коммерческих конденсаторов.

Одной из самых простых моделей реального конденсатора является последовательное соединение ESR с идеальным конденсатором. Потери мощности, P потери , во время зарядки или разрядки равны ESR, умноженному на квадрат тока:

P потери = I 2 · ESR

Эта мощность теряется в виде тепла — в экстремальных условиях тепла достаточно, чтобы повредить устройство.

Ток утечки

Ток утечки — еще одна неидеальность конденсатора.Идеальный конденсатор поддерживает постоянное напряжение без протекания тока из внешней цепи. Реальные конденсаторы требуют тока, называемого током утечки, для поддержания постоянного напряжения.

Ток утечки можно смоделировать как сопротивление, параллельное конденсатору. Эта модель чрезмерно упрощает зависимость тока утечки от напряжения и времени.

Ток утечки разряжает заряженный конденсатор, который не имеет внешних соединений с его выводами. Этот процесс называется саморазрядом.

Обратите внимание, что ток утечки 1 мкА на конденсаторе емкостью 1 Ф при напряжении 2,5 В подразумевает сопротивление утечки 2,5 МОм. Постоянная времени процесса саморазряда на этом конденсаторе составляет 2,5 × 10 6 секунд — почти месяц.

Влияние времени

Постоянная времени τ для заряда или разряда идеального конденсатора, последовательно соединенного с ESR, составляет:

τ = ESR · C

Обычно τ составляет от 0,1 до 20 секунд. Скачок напряжения в конденсаторе с ESR должен создавать ток, который экспоненциально спадает до нуля.В устройстве с током утечки спад тока после шага останавливается при токе утечки.

Коммерческие суперконденсаторы не демонстрируют такого простого поведения. Как видно ниже, коммерческие конденсаторы, находящиеся под постоянным потенциалом, часто требуют дней, чтобы достичь заданного тока утечки. Необходимое время намного больше, чем предсказывает τ.

Одним из кратковременных воздействий на конденсатор является явление, которое инженеры-электрики называют диэлектрической абсорбцией. Диэлектрическое поглощение вызвано неэлектростатическими механизмами накопления заряда с очень большими постоянными времени.

Временные эффекты могут быть вызваны медленными фарадеевскими реакциями, происходящими на дефектах поверхности материала электрода. Углеродные поверхности, используемые для большинства суперконденсаторов, имеют кислородсодержащие группы (гидроксильные, карбонильные и т. д.), которые являются вероятными местами реакции.

Влияние времени также может быть побочным эффектом пористости, присущей электродам большой емкости. Сопротивление электролита увеличивается с расстоянием до поры. Таким образом, на разных участках поверхности электрода наблюдается разное сопротивление.Как обсуждается ниже, это усложняет модель простого конденсатора плюс ESR до модели с распределенными элементами или линией передачи.

Срок службы

Идеальный конденсатор можно заряжать и разряжать бесконечное количество циклов. Многие коммерческие суперконденсаторы подходят к этой идее: они рассчитаны на 10 5 или даже 10 6 циклов заряда/разряда. Спецификации срока службы вторичной батареи обычно составляют сотни циклов.

Срок службы всех перезаряжаемых устройств зависит от конкретных условий, при которых происходит циклирование.Токи, пределы напряжения, история устройства и температура — все это важно.

Циклическая вольтамперометрия (CV)

Циклическая вольтамперометрия (CV) — широко используемый электрохимический метод. В начале проекта разработки конденсатора CV дает основную информацию о емкостном электрохимическом элементе, включая:

  • Окно напряжения
  • Емкость
  • Срок службы  

Подробное описание циклической вольтамперометрии выходит далеко за рамки данных указаний по применению.В большинстве книг, описывающих лабораторную электрохимию, есть по крайней мере одна глава, посвященная CV.

Описание циклической вольтамперометрии

CV отображает ток, протекающий через гальванический элемент, когда напряжение колеблется в диапазоне напряжений. В развертке используется линейная рампа напряжения. Часто при тесте CV постоянно колеблется напряжение между двумя предельными потенциалами. Пара разверток в противоположных направлениях называется циклом.

На рис. 1 представлен эксперимент CV в виде графика зависимости напряжения и тока конденсатора от времени.Зубчатые волны более темного цвета представляют собой напряжение, приложенное к ячейке; осциллограммы более светлого цвета — это измеренный ток. На этом графике показан CV-тест с тремя с половиной циклами. Каждый цикл показан другим цветом.

Рис. 1. Циклическая вольтамперометрия как зависимость напряжения конденсатора от времени.
На более темные линии подается напряжение; более светлые линии — измеренный ток.
Каждый цикл имеет свой базовый цвет.

 

CV можно запускать с двухэлектродными или трехэлектродными соединениями ячеек.

В фундаментальных исследованиях широко распространены трехэлектродные соединения, позволяющие изучать один электрод изолированно, без осложнений, связанных с электрохимией других электродов. Три электрода:

  • Рабочий электрод , электрод, который проверяется.
  • Электрод сравнения , электрод с постоянным электрохимическим потенциалом.
  • Противоэлектрод , как правило, инертный электрод, присутствующий в ячейке для замыкания цепи.

На рис. 2 показана установка Gamry для CV-теста.

Рисунок 2. Окно настройки циклической вольтамперометрии .
Четыре параметра напряжения определяют диапазон развертки CV Gamry. Сканирование начинается с исходного значения E , увеличивается до Предел сканирования 1 , реверсируется и достигает Предел сканирования 2 . Дополнительные циклы начинаются и заканчиваются на Scan Limit 2 . Сканирование заканчивается на Final E .


Для тестирования корпусных конденсаторов требуется двухэлектродное соединение.Все потенциостаты могут работать с двухэлектродными соединениями. Просто подключите электрод сравнения и противоэлектрод к одной стороне конденсатора. Подсоедините провод рабочего электрода (и провод рабочего датчика, если он имеется) к другой стороне.

Развертка напряжения, приложенная к идеальному конденсатору, создает ток, определяемый выражением

, где I — ток в амперах, а — скорость развертки линейного изменения напряжения.

Скорость сканирования напряжения для тестирования суперконденсаторов обычно находится в пределах от 0.1 мВ/с и 1 В/с. Скорости сканирования в нижней части этого диапазона позволяют выполнять медленные процессы, но требуют много времени для тестирования. Быстрое сканирование часто показывает меньшую емкость, чем более медленное сканирование. Этот эффект обсуждается ниже.

Будьте осторожны: для быстрого сканирования мощных конденсаторов может потребоваться больший ток, чем может выдать или измерить прибор. Максимально допустимая скорость сканирования:

, где I max — максимальный ток прибора в амперах.

График теоретической циклической вольтамперометрии

CV строится с током по оси y и напряжением по оси x.Рис. 3 представляет собой теоретический график CV для конденсатора 3 Ф, включенного последовательно с ESR 50 мОм.

Рис. 3. Теоретическая циклическая вольтамперометрия для конденсатора 3 Ф, включенного последовательно с ESR 50 мОм.

Скорость сканирования 100 мВ/с. Пределы сканирования:

• Начальное значение E            0,0 В     • Предел сканирования 1     2,4 В

• Конечный E             0,0 В     • Предел сканирования 2    –0,5 В

Начало сканирования показано на графике вместе с сканирование.Второй цикл показан красным.

Если бы эта CV была записана на идеальном конденсаторе (без ESR), график CV был бы прямоугольником с высотой:

        

прямоугольник. Постоянная времени τ, рассмотренная выше, управляет скруглением углов.

Циклическая вольтамперометрия на конденсаторе EDLC 3 Ф

Большинство данных этой заметки были записаны с использованием коммерческих конденсаторов EDLC 3 Ф.Испытывались детали Nesscap2, номер детали ESHSR-0003C0-002R7.

Циклическая вольтамперограмма 100 мВ/с конденсатора 3 Ф (рис. 4) иллюстрирует, как CV может определять окно напряжения конденсатора. Обратите внимание на сходство этого графика с теоретическим графиком CV, показанным выше.

Рис. 4. Циклическая вольтамперограмма конденсатора 3 Ф между +5 В и –3 В, при 100 мВ/с.
Область, заштрихованная розовым цветом, представляет собой интегрирование одного сегмента (1,5–2,5 В) этой кривой.

Пределы напряжения, введенные в настройках, были +5 и –3 В.Сканирование было вручную реверсировано, когда ток начал резко увеличиваться. Скорость сканирования была достаточно низкой, чтобы у пользователя было время среагировать на увеличение тока. Инверсия произошла при напряжении 3,5 В, что значительно превышает допустимые для этого конденсатора значения 2,7 В. Отрицательная развертка также была изменена вручную.

В программном обеспечении Gamry Framework выбор F2-Skip приводит к обратному развертке.

Интегрирование сегмента этой кривой показывает расчет емкости по данным CV.Интегральная область (между 1,5 и 2,5 В) выделена розовым цветом.

Выберите диапазон интегрирования с помощью программного обеспечения Выберите диапазон с помощью клавиатуры Функция.

Интегрирование дало значение заряда, показанное на кривой. Емкость рассчитывается на основе Q и интегрированного диапазона напряжений:

 

Расчетная емкость зависит от скорости сканирования CV, диапазона напряжений, используемого при интегрировании, и множества других переменных.

Неидеальность конденсатора не позволяет вычислить истинное значение емкости для реального суперконденсатора. Коммерческие суперконденсаторы имеют определенное значение емкости, действительное при измерении с помощью определенного эксперимента. Другие экспериментальные методы, включая CV, EIS и многие долгосрочные потенциостатические и гальваностатические тесты, могут давать очень разные значения емкости.
Циклическая вольтамперометрия, нормированная по скорости сканирования

Для демонстрации зависимости CV от скорости сканирования использовался второй конденсатор.Вольтамперограммы регистрировали при скоростях сканирования 3,16, 10, 31,6, 100 и 316 мВ/с. Конденсатор выдерживали при 0,0 В в течение 10 мин между сканированиями. Пределы сканирования составляли 0,0 и 2,7 В.

Программа Gamry Sequence Wizard — удобный инструмент для постановки подобных сложных экспериментов. Задержка при нулевом напряжении и тест CV были помещены внутрь контура. Между тестами скорость сканирования умножалась на √10.

График данных, полученных в результате этих сканирований, показан на рисунке 5.Фиолетовая кривая была записана при самой высокой скорости сканирования, а красная кривая — при самой низкой скорости сканирования.


Рис. 5. Зависимость данных циклической вольтамперометрии от скорости сканирования. Фиолетовый самый быстрый; красный самый медленный.

На рис. 5 показаны эти вольтамперограммы, нормализованные путем деления всех токов на скорость сканирования.

Используйте CV Echem Analyst, Normalize By Scan Rate для нормализации данных CV. Выберите каждую кривую в наложенных данных с помощью селектора кривых перед выполнением этой команды.Нормализация создает новую кривую с NSR в имени файла кривой.

 

Рис. 6. Те же CV-данные, что и на рис. 4, но нормализованные по скорости сканирования.

CV-кривые идеального конденсатора, нормализованные по скорости сканирования, накладываются друг на друга: емкость не зависит от скорости сканирования. После нормализации единицы измерения по оси Y А·с·вольт 90 658 –1 90 659 становятся емкостью в фарадах.

Суперконденсаторы не идеальны, поэтому нормированные графики не накладываются друг на друга.В этом примечании ось Y нормированной по скорости сканирования кажущейся емкости CV C app .

На рис. 6 C app составляет ~2,5 F на кривой с самой высокой скоростью сканирования (фиолетовый). Эта кривая напоминает CV идеального конденсатора плюс ESR. По мере уменьшения скорости сканирования (синий, зеленый, желтый и красный) значение C app увеличивается и показывает зависимость от напряжения. Это ожидается для химических реакций, управляемых напряжением. Зависимость

C app от скорости сканирования можно объяснить кинетически медленными фарадеевскими реакциями на поверхности электрода и поведением линии передачи, вызванным пористостью электрода.Оба вызывают увеличение C app при более низких скоростях сканирования.

В случае наличия медленных поверхностных реакций быстрое сканирование завершается до того, как происходят реакции, поэтому весь ток обусловлен емкостью. Фарадеев ток имеет время течь, когда скорость сканирования медленнее, увеличивая общий ток и C app .

Модель с распределенными элементами показывает аналогичное поведение скорости сканирования. Поверхность электрода, имеющая высокое сопротивление электролиту, не успевает отреагировать на изменение напряжения при быстром сканировании.По сути, доля поверхности электрода, доступная для электролита, зависит от скорости сканирования.

Циклическая вольтамперометрия для оценки срока службы

CV также может различать плохой срок службы и потенциально полезный срок службы.

На рис. 7, график CV ниже, показаны 50 циклов между 1,0 и 2,7 В, записанные с использованием конденсатора 3 Ф. Первый, десятый и пятидесятый циклы показаны синим, зеленым и красным цветом.

Рисунок 7 . 50 циклов данных CV.Синий = цикл 1; зеленый = цикл 10 и красный = цикл 50.

Очень мало изменений в данных между десятым и пятым циклами. Таким образом, этот конденсатор заслуживает испытания на цикличность с использованием методов циклического заряда-разряда (описанных в части 2 настоящих указаний по применению).

Циклическая вольтамперометрия на псевдоконденсаторе

Измерения CV на псевдоконденсаторе отличаются от результатов, измеренных на истинном EDLC. Мы протестировали конденсатор PAS емкостью 1 Ф от Taiyo Yuden3 (номер детали PAS0815LR2R3105).PAS расшифровывается как Polyacenic Semiconductor, представляющий собой проводящий полимер, нанесенный на электроды.

CV-тесты проводились на этом устройстве при 3,16, 10, 31,6, 100 и 316 мВ/с. Диапазон сканирования составлял от 0,0 до 2,4 В. Конденсатор оставался на уровне 0,0 В в течение 10 минут между сканированиями.

На рис. 8 показаны CV-кривые после нормализации по частоте сканирования. Красная кривая была записана при самой низкой скорости сканирования, а фиолетовая — при самой высокой. Ось Y — кажущаяся емкость.

По сравнению с нормализованным графиком CV для EDLC на рис. 5 есть одно существенное отличие.Приложение C устройства зависит от напряжения на всех скоростях сканирования. Это ожидаемо, учитывая фарадеевскую природу накопления заряда в этом псевдоконденсаторе.

Рис. 8. CV для псевдоконденсатора Taiyo Yuden,
нормализовано по скорости сканирования. Красный — самая высокая скорость сканирования; фиолетовый самый медленный.

Спектроскопия электрохимического импеданса

Спектроскопия электрохимического импеданса (EIS) является предпочтительным методом измерения ESR суперконденсаторов. EIS также может измерять емкость и неидеальность конденсатора.Для получения основной информации об EIS см. примечания по применению Гэмри «Основы спектроскопии электрохимического импеданса».

Модель EIS для суперконденсатора

Наиболее распространенной моделью, подходящей для спектров EIS суперконденсатора, является упрощенная модель Рэндлса:

Рисунок 9. Эквивалентная схема Рэндлса для моделирования суперконденсаторов.

Элементы модели:
C                Идеальная емкость
ESR             Эквивалентное последовательное сопротивление
Rleakage      Сопротивление утечкиВеличина EIS показана кружками, а фаза показана крестиками.

Рис. 10. Идеальная диаграмма Боде эквивалентной схемы на рис. 8, с C = 1 Ф, ESR = 100 мОм и Rleakage = 100 кОм.

Спектр Боде на рисунке 9 состоит из трех областей:

  • Выше 10 Гц амплитуда и фаза приближаются к 100 мОм и 0°. СОЭ доминирует в этом регионе.
  • В диапазоне от 100 мкГц до 10 Гц импеданс контролируется емкостью. Зависимость амплитуды от частоты является линейной (на логарифмической логарифмической диаграмме Боде) с наклоном –1, а фаза приближается к –90°.
  • Ниже 10 мкГц импеданс начинает переходить обратно к резистивному поведению, поскольку сопротивление утечки становится доминирующим. Этот переход неполный даже на частоте 1 мкГц. Спектры EIS реальных устройств редко дают много информации о сопротивлении утечки, потому что его эффекты видны на непрактически низких частотах.
Режим измерения EIS

EIS300 от Gamry может измерять EIS с использованием трех различных режимов управления:

  • Потенциостатический EIS
  • Гальваностатический EIS
  • Гибрид EIS

Потенциостатический и гальваностатический режимы управляют напряжением и током ячейки соответственно.Гибридный режим использует гальваностатическое управление ячейкой, но изменяет переменный ток, чтобы поддерживать фиксированную реакцию на переменное напряжение.

Гальваностатический и гибридный режимы EIS предпочтительны для элементов с очень низким импедансом, где небольшие ошибки в постоянном напряжении могут создавать огромные постоянные токи.

Импеданс конденсаторов 3 Ф, используемых для генерации данных для этой заметки, достаточно высок, чтобы можно было использовать любой режим управления. Потенциостатический режим является наиболее распространенным режимом EIS, поэтому был выбран именно этот режим.

Спектры EIS 3F EDLC при различных потенциалах

На рисунке 11 представлен график Боде спектров EIS 3F EDLC, записанных при трех потенциалах постоянного тока: 0.0, 1,25 и 2,50 В (синий, зеленый и красный). Конденсатор выдерживали при постоянном напряжении в течение 10 мин между наборами спектров. Спектры измеряли потенциостатически при переменном напряжении 1 мВ RMS.

Для записи этих данных также использовался мастер последовательности Gamry . Цикл содержал как этап уравновешивания, так и сбор данных EIS.

Рис. 11. График Боде для 3 F EDLC при 0,0 В (синий), 1,25 В (зеленый) и 2,50 В (красный).

 

Эти спектры существенно отличаются от идеального в предыдущем разделе.Различия включают:

  • Отсутствие признаков сопротивления утечки в этом диапазоне частот.
  • Фаза между 1 Гц и 100 Гц никогда не приближается к предсказанию 0° простой модели.

Спектр идеального конденсатора не зависит от постоянного напряжения. Очевидно, что EDLC, характеризуемый этими спектрами, показывает неидеальность от 1 Гц до 10 кГц.

Подгонка модели под спектр

Спектр импеданса на рис. 12 был измерен на EDLC 3 F при 2.25 В. Данные записывали при возбуждении 1 мВ и потенциостатическом контроле клеток. Зеленые линии на этом графике представляют собой модифицированную модель Рэндлса, соответствующую данным. Параметры FIT:

C 2,51 f ± 12 МФ

ESR 62 MF ± 314 μω

R Утечка

R Утечка 773 Ω ± 59 Ом

Рисунок 12. Стержень Bode из 3 F EDLC при 2,25 В, с Подгонка модели Рэндлса (зеленая сплошная линия) и пористого электрода с подгонкой линии передачи (сплошная красная линия).

Совпадение на рисунке 12 между моделью Рэндлса и спектром плохое.Это типично для ЭИС на конденсаторах EDLC, где пористость электрода приводит к очень неравномерному доступу электролита к поверхности электрода, поэтому происходят фарадеевские реакции. Простые резисторно-конденсаторные модели не применяются.

Соответствие данным намного лучше при использовании модели с пористым электродом и линией передачи, когда используется открытый элемент Бискерта (рис. 13).

Рис. 13. Модель с пористым электродом и линией передачи, используемая в моделировании на Рис. 11.

Подгонка выделена красным на рис. 11.Параметры соответствующих:

R M 112 Mω ± 22 Mω

R K 2 × 10 30 Ω ± 1 × 10 38 Ω

Y M (CPE) 2,3 S · S · S /A ± 0,15 См·с/A

α (CPE)        0,960 ± 0,033

ESR       50 × 10 –3 Ом ± 639 × 10 –6 Ом

6 Объяснение этой модели см. в

9 примечание «Демистификация линий передачи: что это такое? Почему они полезны?»

Ожидается высокая неопределенность в R k .Спектр не включает частоты, где R k влияет на импеданс.

Спектр EIS конденсаторов с низким ESR 650 F EDLC

Измерение EIS на конденсаторах с очень низким ESR затруднено. Обычно требуется:

  • Истинные четырехконтактные измерения
  • Контроль гальваностатической ячейки
  • Контакты с низким сопротивлением
  • Витая пара или коаксиальные провода

Два примечания по применению Gamry содержат рекомендации по проведению измерений ЭИС с низким импедансом:

«Точность контурных диаграмм»

«Проверка низкоимпедансной ЭИС с использованием резистора 1 мОм»

Спектры ЭИС были записаны на конденсаторе Maxwell4 (номер детали BCAP0650 P270).Этот конденсатор на 650 Ф был рассчитан на ESR менее 600 мкОм на частоте 1 кГц.

На рис. 14 представлена ​​фотография, на которой показаны соединения, используемые для записи спектра EIS этого устройства. Соединения выполнены медным листом толщиной 1,5 мм. Токоведущие и измерительные провода находятся на противоположных сторонах устройства.

Рис. 14. Соединения от потенциостата к конденсатору Максвелла.

  Предупреждение. Избегайте короткого замыкания клемм конденсатора через соединения с низким сопротивлением.Могут протекать очень опасные токи в сотни и даже тысячи ампер.

Спектр ЭИС представлен на рис. 15. Этот спектр был записан в гибридном режиме при напряжении переменного тока 1 мВ. Импеданс на частоте 1 кГц составляет 335 мкОм, что меньше номинального ESR этого конденсатора, равного 600 мкОм.

Рис. 15. EIS от 650 F EDLC.

 

ЭИС на псевдоконденсаторе

Спектры ЭИС, записанные на идеальном конденсаторе при различных напряжениях постоянного тока, должны накладываться друг на друга.

EIS подтверждает зависимость измеренной емкости от напряжения на псевдоконденсаторе PAS. Это тот же конденсатор, который ранее использовался для тестирования CV. Спектры ЭИС записывали при постоянном напряжении 0, 1,2 и 2,4 В (рис. 16). В отличие от случая EDLC, низкочастотный импеданс был разным при каждом напряжении.

Рис. 16. EIS для псевдоконденсатора PAS при 0 (синий), 1,2 (зеленый) и 2,4 В (красный).

В простой модели Рэндлса емкость управляет импедансом на самых низких частотах на графике выше.На графике выше импеданс в этой области зависит от постоянного напряжения, поэтому емкость также должна зависеть от постоянного напряжения.

Измерение тока утечки

Ток утечки можно измерить как минимум двумя способами:

  • Подайте постоянное напряжение на конденсатор и измерьте ток, необходимый для поддержания этого напряжения.
  • Зарядите конденсатор до фиксированного напряжения, затем разомкните цепь на конденсаторе и измерьте изменение напряжения во время саморазряда.

Книга Конвея включает главу, в которой обсуждаются токи утечки и саморазряд суперконденсаторов.

Чтобы характеристики суперконденсатора выглядели хорошо, некоторые производители указывают, что ток утечки измеряется через 72 часа при подаче напряжения. В этих условиях ток утечки может составлять всего 1 мкА/Ф.

Прямое измерение тока утечки

Прямое потенциостатическое измерение тока утечки конденсатора довольно сложно. Тест должен прикладывать потенциал постоянного тока к тестируемому конденсатору и измерять очень малые токи.

Как правило, зарядный ток конденсатора выражается в амперах, а ток утечки — в микроамперах в диапазоне 10 6 .Шум или дрейф потенциала постоянного тока могут создавать токи, превышающие ток утечки.

Например, предположим, что конденсаторы 3 Ф, использованные в нашем тестировании, имеют ESR 100 мОм. Мы хотим измерить на них ток утечки 1 мкА: мы хотим, чтобы токовый шум был меньше, чем сигнал 1 мкА.

На частотах, где ESR является преобладающим импедансом, 0,1 мкВ шума в приложенном напряжении создаст шумовой ток 1,0 мкА. На более низких частотах, где наша емкость 3 Ф доминирует над импедансом, дрейф напряжения равен 0.3 мкВ/с создает ток 1,0 мкА.

Быстрое получение данных, внешние источники шума или отсутствие клетки Фарадея могут привести к большим кажущимся постоянным токам или постоянному переключению между диапазонами тока.

Потенциостатический тест в программном обеспечении Gamry не позволяет точно измерить ток утечки, поскольку он предлагает только динамический диапазон около 104.
Программное обеспечение для электрохимической энергии Измерение тока утечки

На рис. 17 представлен ток утечки, измеренный на новом конденсаторе 3 Ф.График представляет собой логарифм зависимости тока от времени в течение пяти дней при 2,5 В.

Рис. 17. Ток утечки от времени для конденсатора 3 Ф.

Обратите внимание, что ток все еще падает через пять дней после подачи потенциала. Производитель указывает ток утечки на этом конденсаторе менее 5 мкА через 72 часа; измеренное значение составило около 3,2 мкА.

Данные на этом графике были сглажены с использованием алгоритма Савицкого-Голея с окном 60 с. Периодический шумовой сигнал вызван дневным кондиционированием воздуха.

Для прямого измерения тока утечки с помощью инструментов PWR800 был разработан специальный скрипт. Этот скрипт называется:

В отличие от потенциостатического метода PWR800, этот сценарий подает напряжение в режиме потенциостата прибора и измеряет ток утечки.

Он использует введенную пользователем оценку для ESR, чтобы избежать диапазонов I/E преобразователя, где шум напряжения может перегрузить схему измерения тока. Коэффициент усиления 10 при измерении тока позволяет проводить измерения с десятикратно большими шумами напряжения и дрейфом.

 Измерение саморазряда

Саморазряд вызывает снижение напряжения холостого хода заряженного конденсатора с течением времени. Во время саморазряда ток утечки разряжает конденсатор даже при отсутствии внешнего электрического тока.

В книге Конвея описаны три механизма саморазряда. Эти механизмы можно различить, анализируя форму кривых зависимости напряжения от времени, записанных в течение длительных периодов времени.Этот анализ не был сделан на данных, представленных здесь.

Мгновенный ток утечки, I утечка , можно рассчитать, умножив скорость изменения напряжения во время саморазряда на емкость.

График ниже представляет собой кривую зависимости напряжения холостого хода от времени для конденсатора емкостью 3 Ф, оставшегося разомкнутым после 12 часов работы при напряжении 2,5 В. Это было записано для конденсатора, предварительно заряженного до 2,5 В в предыдущем испытании. . Изменение напряжения не превышало 2 мВ через 30 мин.

Рисунок 18. Затухание напряжения конденсатора 3 Ф после 12 часов зарядки до 2,5 В.

Красная линия на графике представляет собой линейную аппроксимацию данных о затухании напряжения методом наименьших квадратов. Наклон составляет 0,55 мкВ/с.

Ток утечки

При расчете наклона использовалась функция Linear Fit в Gamry’s Echem Analyst.

В PWR800 добавлен сценарий, который выполняет это измерение. Этот скрипт называется:

Применяет постоянный потенциал в течение запрошенного пользователем промежутка времени.Затем он выключает ячейку и измеряет изменения напряжения холостого хода. Схема смещения и усиления прибора позволяет измерять очень небольшие разности напряжений.


1Б.Е. Конвей, Электрохимические суперконденсаторы: научные основы и технологические приложения, Нью-Йорк: Kluwer Academic Press/Plenum Publishers, 1999.
2Nesscap Energy Inc., 24040 Camino Del Avion #A118, Monarch Beach, CA 92629, США.
3Taiyo Yuden (США) Inc., 10 North Martingale Road, Suite 575, Шаумбург, Иллинойс 60173, США.
4Maxwell Technologies, Inc., 3888 Calle Fortunada, San Diego, CA 92123.

Двойная электролитная система 24M для производства аккумуляторов емкостью 350 Вт·ч/кг

Анолиты и католиты открывают путь для производства аккумуляторов емкостью 350 Вт·ч/кг и выставка в Форт-Лодердейле, Флорида.позже в этом месяце (в четверг, 28 марта).

В новой концепции используются два различных по составу электролита — анолиты и католиты — для двух электродов, «расширяя диапазон потенциальных электролитов, включая воду и другие материалы, которые до сих пор не были совместимы как с анодом, так и с катод одновременно» . Согласно 24M, наличие двух электролитов позволяет использовать химические вещества нового поколения для увеличения плотности энергии до 350 Втч/кг и увеличения срока службы, безопасности и стоимости.

Новость звучит прекрасно, и мы рады видеть, что существует потенциал для значительного увеличения плотности энергии при одновременном контроле затрат.

«Электродная платформа 24M SemiSolid обеспечивает основу для ее двойной электролитной системы, значительно повышая общую эффективность производственных капиталовложений, позволяя при этом применять различные подходы к конструкции элементов и химическому составу. В новой архитектуре элементов 24M используется непроницаемый сепаратор с ионной проводимостью для изолировать анолит от католита, устраняя при этом проблемы взаимодействия твердого тела с твердым, которые до сих пор мешали полностью твердотельным подходам.Работа компании 24M с многочисленными производителями материалов мирового класса показала, что этот подход будет и технологичным, и рентабельным». за последние восемь лет разработки. Эта работа заложила основу для разработки двойной электролитной системы, первоначальные испытания которой будут обсуждаться на семинаре. меняет правила игры в производстве аккумуляторов, и мы доказали фундаментальную технологию.На конференции Наоки обсудит, как двойная электролитная система 24M расширяет вселенную потенциальных электролитов, включая воду и другие материалы, которые до сих пор не были совместимы как с анодом, так и с катодом».

Кодзи Хасэгава, генеральный менеджер отдела промышленных химикатов корпорации Itochu, сказал:

«Уникальный подход 24M к электролитам с различным составом позволяет 24M приступить к радикально новым направлениям в химии анодов и катодов.Редко при разработке литий-ионных аккумуляторов такая возможность была реализована, но развитие твердотельных ионных проводников и полутвердых электродов 24M открывает эту возможность».

Источник: 24M через Green Car Congress

Биоморфные батареи могут обеспечить в 72 раза больше энергии для роботов

Работа в лаборатории Николая Котова продолжалась во время пандемии, поскольку исследователи разрабатывают новую перезаряжаемую цинковую батарею, которая интегрируется в структуру робота, чтобы обеспечить гораздо больше энергии.

Мембрана аккумулятора представляет собой наноматериал на основе хряща с использованием переработанного кевлара.

«Конструкция мембраны основана на 30-летней работе по пониманию того, как работает природа мембраны, а также как воссоздать ее в материалах, подходящих для массового производства», — сказали Николас Котов, Джозеф Б. и Флоренс В. Цейка. Профессор технических наук Мичиганского университета, руководивший исследованиями.

Николай Котов

Этот подход к увеличению мощности будет особенно важен, поскольку роботы уменьшаются до микромасштаба и ниже — масштабов, при которых существующие автономные батареи слишком велики и неэффективны.

«Конструкции роботов ограничены необходимостью в батареях, которые часто занимают 20% или более доступного пространства внутри робота или составляют аналогичную долю веса робота», — сказал Котов.

Применение мобильных роботов стремительно растет: от дронов-доставщиков и роботов-вывозчиков на велосипедных дорожках до роботов-медсестер и складских роботов. Что касается микротехнологий, исследователи изучают роевые роботы, которые могут самостоятельно собираться в более крупные устройства. Многофункциональные структурные батареи потенциально могут освободить пространство и снизить вес, но до сих пор они могли лишь дополнять основную батарею.

Никакая другая структурная батарея, о которой сообщалось, не сравнима по плотности энергии с современными передовыми литиевыми батареями.

Николай Котов

«Ни одна другая структурная батарея, о которой сообщалось, не сравнима по плотности энергии с современными усовершенствованными литиевыми батареями. Мы улучшили нашу предыдущую версию структурных цинковых батарей по 10 различным параметрам, некоторые из которых в 100 раз лучше, чтобы это произошло», — сказал Котов.

Сочетание плотности энергии и недорогих материалов означает, что батарея уже может удвоить дальность действия роботов-доставщиков, сказал он.

«Однако это не предел. По нашим оценкам, мощность роботов могла бы быть в 72 раза выше, если бы их внешние элементы были заменены на цинковые батареи, по сравнению с одной ионно-литиевой батареей», — сказал Минцян Ван, первый автор и недавно приглашенный исследователь в лаборатории Котова.

Новая батарея работает путем пропускания ионов гидроксида между цинковым электродом и воздушной стороной через мембрану электролита.Эта мембрана частично представляет собой сеть арамидных нановолокон — углеродных волокон, используемых в кевларовых жилетах, — и нового полимерного геля на водной основе. Гель помогает перемещать ионы гидроксида между электродами.

Аккумулятор, изготовленный из дешевых, широко распространенных и в основном нетоксичных материалов, более безвреден для окружающей среды, чем те, которые используются в настоящее время. Гелевые и арамидные нановолокна не загорятся, если батарея повреждена, в отличие от легковоспламеняющегося электролита в литий-ионных батареях. Арамидные нановолокна могут быть переработаны из бывших в употреблении бронежилетов.

Чтобы продемонстрировать свои батареи, исследователи экспериментировали с обычными и миниатюрными игрушечными роботами в форме червя и скорпиона. Команда заменила свои оригинальные батареи на воздушно-цинковые элементы. Они подключили ячейки к двигателям и обернули их снаружи жутких краулеров.

«Батарейки, которые могут выполнять двойную функцию — накапливать заряд и защищать «органы» робота, — повторяют многофункциональность жировых тканей, служащих для хранения энергии у живых существ», — сказал Ахмет Эмре, докторант биомедицинской инженерии в лаборатории Котова.

Недостатком цинковых аккумуляторов является то, что они сохраняют высокую емкость в течение примерно 100 циклов, а не 500 и более, как мы ожидаем от ионно-литиевых аккумуляторов в наших смартфонах. Это связано с тем, что металлический цинк образует шипы, которые в конечном итоге прокалывают мембрану между электродами. Прочная сеть арамидных нановолокон между электродами является ключом к относительно длительному сроку службы цинковой батареи. А недорогие и перерабатываемые материалы позволяют легко заменить батареи.

Помимо преимуществ химического состава батареи, Котов говорит, что конструкция может обеспечить переход от одиночной батареи к распределенному хранению энергии с использованием подхода теории графов, разработанного в UM.

«У нас нет ни одного жирового мешочка, который был бы громоздким и требовал много дорогостоящей передачи энергии», — сказал Котов. «Распределенное хранение энергии, то есть биологический путь, — это путь к высокоэффективным биоморфным устройствам».

Статья об этом исследовании «Биоморфные структурные батареи для робототехники» будет опубликована в журнале Science Robotics.

Исследование финансируется Министерством обороны, Национальным научным фондом и Управлением научных исследований ВВС.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.