Меню Закрыть

Плотность автомобильного аккумулятора: какая должна быть, как проверить, как поднять?

Содержание

Какая должна быть плотность электролита в аккумуляторе автомобиля?

Оптимальные показатели в зависимости от времени года

Плотность является важным параметром всех аккумуляторных батарей, значение которого рекомендуется удерживать на оптимальном уровне. Такое положение объясняется двумя основными причинами. Во-первых, значение параметра зависит от периода времени, в течение которого батарея будет стабильно функционировать. Во-вторых, уровень плотности определяет качество ёмкости АКБ, которое может постепенно падать из-за неоптимальной величины параметра.

Плотность электролита в аккумуляторе равна 1,27–1,31 г/см3. Однако такие значения соответствуют норме в регионах с умеренным климатическим режимом. Если эксплуатировать автомобиль в районах, в которых температурный режим может достигать -50, то плотность электролита в АКБ там от 1,29 до 1,31 г/см3. Норма устанавливается в зависимости от климатических особенностей района и времени года.

Также у водителей может появиться вопрос, какая плотность электролита в аккумуляторе должна быть в разное время года. Проанализируем этот показатель летом и зимой.

Летом

Нормальная плотность электролита в аккумуляторе изменяется в интервале от 1,25 до 1,27 г/см3 в жаркий сезон. Но летом АКБ может работать нестабильно, так как существует вероятность возникновения проблем, связанных с потерей значительного количества жидкости. Специалисты советуют удерживать значение параметра на 0,02–0,03 г/см3 ниже оптимального. Нельзя не отметить, что данная рекомендация преимущественно относится к южным регионам нашей страны.

Приводим таблицу плотности электролита в аккумуляторе в летнее время.

РегионВеличина плотности, г/см3
Центральный1,27
Южный1,25
Северный1,27
Крайний Север1,27

Зимой

Какая должна быть плотность аккумулятора в зимний сезон? Она не должна опускаться ниже 1,27 г/см3. Исключением являются южные регионы, в которых значение показателя может составлять 1,25 г/см3.

Если рассматривать районы Крайнего Севера, то плотность аккумулятора должна находиться в промежутке от 1,31 г/см3 до 1,35 г/см3. Такое положение объясняется несколькими причинами. Во-первых, если значение показателя будет слишком маленьким, то электролит внутри АКБ при крепком морозе может превратиться в ледышку, так как доля жидкости в нём в несколько раз превышает норму. Во-вторых, основные части и механизмы автотранспортного средства замерзают при минусовых температурах. Чтобы этого не произошло, необходимо усилить электродвижущую силу, с помощью которой можно осуществить запуск двигателя внутреннего сгорания. Даже современные машины не смогут это реализовать без дополнительной энергии. Следовательно, если уменьшить значение показателя, то произойдёт замерзание АКБ.

Таким образом, отвечая на вопрос о том, сколько должно быть электролита в аккумуляторе, приведём следующую таблицу плотности.

РегионВеличина плотности, г/см3
Центральный1,27
Южный1,25
Северный1,29
Крайний Север1,31

Но нужно помнить, что представленные цифры относятся лишь к АКБ с полным зарядом. Если он находится на недостаточном уровне, то значения показателя будут больше на несколько единиц.

Почему происходит изменение плотности электролита?

Даже многие водители со стажем не знают, почему падает плотность электролита в аккумуляторе. Это происходит в результате уменьшения заряда АКБ. Подобные перемены характерны для зимы, когда при потере значительной величины энергии значение рассматриваемого показателя становится критическим. Единственным решением этой проблемы является регулярный контроль состояния аккумулятора.

Специалисты рекомендуют время от времени отслеживать взаимосвязь между уровнем заряда и водным соотношением в составе электролита. К примеру, рассмотрим возможное развитие событий при сокращении аккумулятора на 25 % и 50 %:

  1. При первоначальной плотности в 1,30 г/см3 она снизится до 1,26 г/см3 и 1,22 г/см3.
  2. При начальном значении показателя в 1,27 г/см3 объём уменьшится до 1,23 г/см3 и 1,19 г/см3.
  3. При исходной величине в 1,23 г/см3 плотность упадёт до 1,19 г/см3 и 1,15 г/см3.

Таким образом, необходимо своевременно осуществлять зарядку аккумулятора, чтобы избежать падения показателя. Однако перед этим рекомендуется обратить внимание на уровень жидкости, который мог уменьшиться в процессе функционирования автомобиля. Если это произошло, требуется долить очищенную воду без содержания каких-либо добавок.

Как можно откорректировать плотность электролита в банках батареи?

Часто возникают ситуации, в которых наблюдается разная плотность электролита в банках аккумулятора. Эту проблему нужно решать незамедлительно. Как тогда выровнять плотность электролита в банках аккумулятора? Рекомендуется два варианта действий:

  1. Применить электролит, обладающий высокой концентрацией серы.
  2. Долить кислоты вспомогательного характера.

Корректировка плотности электролита в аккумуляторе осуществляется с использованием следующих предметов:

  • специальная ёмкость с делениями;
  • резервуар для образования новой субстанции;
  • кислота, электролит;
  • очищенная жидкость.

Инструкция по изменению значения показателя включает в себя следующие действия:

  1. Взять небольшое количество электролита с банки аккумуляторной батареи.
  2. Добавить корректирующий раствор в количестве, которое соответствует взятому на первом действии – если необходимо увеличить плотность электролита. Для противоположного результата регулирующий раствор замените на дистиллированную жидкость.
  3. Аккумулятор следует подзарядить специальным устройством, так как номинальный ток позволит поступившей воде перемешаться.
  4. Отключив АКБ от батареи, целесообразно выждать в районе 2 часов. Это позволит плотности во всех банках встать на один уровень, что сделает вероятность возникновения погрешностей при контрольном измерении минимальной.
  5. Заново измерить значение электролита. Если оно прежнее – повторить предыдущие действия сначала.

Не всегда можно изменить показатель. И тогда единственное решение – купить новый аккумулятор. Если электролит приобретает чёрный оттенок при осуществлении зарядки, то это свидетельствует о невозможности восстановления работы АКБ.

Чем грозит повышенная или пониженная плотность электролита?

Если рассматриваемый показатель выше допустимого значения, то значит, норма превышена, что отрицательно сказывается на функционировании авто. Это в большинстве случаев приводит к возникновению различных неисправностей АКБ. Следовательно, слишком высокая плотность электролита в аккумуляторе опасна для состояния автомобиля.

Если значение показателя занижено, машина может просто не завестись. В первую очередь это касается зимнего сезона, так как батарея замёрзнет при минусовых температурах.

Таким образом, необходимо осуществлять регулярную проверку плотности электролита. Это поможет избежать возникновения непредвиденных обстоятельств. Однако сделать подобное проблематично, так как плотность изменяется при разных уровнях заряда аккумулятора. Например, при её уменьшении происходит поглощение дистиллированной жидкости батареей, что приводит к увеличению концентрации показателя. В обратных ситуациях возникает процесс сульфатации, ведущий к снижению уровня плотности. Главный исход – выход из строя АКБ.

Плотность аккумулятора зимой и летом, какой аккумулятор лучше для зимы

Правильное обслуживание автомобиля, позволяющее без особых проблем использовать его в любое время года, включает и заботу о его батарее. Кроме своевременной зарядки, необходимо также знать, какова плотность аккумулятора зимой и летом и как это влияет на эксплуатацию автомобиля.

Для машин используют свинцово-кислотные АКБ. Устройство аккумулятора этого вида таково, что электроды изготавливаются из свинца с примесью других металлов, а в роли электролита выступает водный раствор серной кислоты. Обычно соотношение этих двух веществ составляет 65% для воды и 35% для кислоты.

Под плотностью АКБ имеют в виду густоту электролита. От этого показателя зависит то, насколько хорошо батарея будет держать заряд, и срок службы пластин. Считается, что показатели плотности аккумулятора зимой и летом должны отличаться. Усредненное значение этой величины, при котором работа батареи считается нормальной, — 1,27 – 1,29 г/см3. Летом эти цифры могут быть немного меньше.

Обратите внимание: лучшие современные аккумуляторы для автомобилей не требуют корректировки плотности электролита, если, конечно, не эксплуатируются при температурах ниже 60°С. Речь идет о необслуживаемых АКБ, особенно заряженных гелевым электролитом.

Зимой

Плотность электролита в аккумуляторе зимой, особенно при сильных морозах, должна быть немного выше, чем обычно, но не превышать 1,35 г/см3. В чем причина? Во-первых, жидкость, в которой доля воды слишком высока, при минусовой температуре имеет все шансы замерзнуть. Вторая причина, по которой в холодное время года нужен более концентрированный раствор, — реакция на мороз остальных механизмов автомобиля. Чтобы заставить работать замерзшие детали, требуется большее количество энергии, чем в благоприятных условиях. Это справедливо даже для лучших моделей авто.

Реакция батареи на холод будет зависеть еще и от полноты заряда, так как при разряде доля кислоты заметно снижается. Соответственно, если изначально соотношение было меньше нормы, то при разрядке оно упадет до совсем неподходящих значений.

Несколько цифр, демонстрирующих взаимосвязь заряда и соотношения воды и кислоты в электролите:

  • Если первоначальная плотность — 1,30 г/см3, то при разряде на 25% она снизится до 1,26 г/см3, а при половинном заряде — до 1,22.
  • При начальном уровне 1,27 величина уменьшится до 1,23 и 1,19 соответственно.
  • Если соотношение воды и кислоты соответствовало 1,23 г/см3, то при разряде оно уменьшится до 1,19 и 1,15.

Температура, при которой возникает опасность замерзания электролита плотностью 1,20 г/см3 , равна -20°С. Аккумулятор для зимы обязательно должен быть заряжен не меньше, чем наполовину, а соотношение между водой и кислотой в электролите должно быть не ниже 1,27 г/см3.

Автомобиль с установленным аккумулятором можно без лишних опасений оставлять на зиму на улице, если температура не падает ниже 10°С. Электролит при таких условиях не замерзает. Если в зимний период не планируется эксплуатация батареи, самый лучший вариант — снять ее и оставить в сухом прохладном месте, предварительно полностью зарядив.

Что делать, если автомобиль простоял всю зиму с подключенной АКБ? Самый плохой вариант развития ситуации — замена источника питания. Есть несколько способов уменьшить вред, который может нанести устройству холод.

Перед наступлением холодов:

  • очистить корпус ото всех загрязнений;
  • зачистить и обработать смазкой клеммы;
  • полностью зарядить аккумулятор.

Во время эксплуатации:

  • укрыть корпус теплоизоляционным материалом;
  • перед долгой поездкой будет не лишним оставить АКБ на ночь дома;
  • прогревать авто, не включая дополнительные потребители энергии.

Если машина простояла при минусовой температуре без эксплуатации, но с подключенным источником питания, ее подготовка к работе обязательно должна включать осмотр АКБ, проверку уровня и густоты электролита в ней. Устройство обязательно понадобится зарядить.

Как выбрать АКБ для зимы?

Выбирая запчасти, иногда очень сложно определить, какой аккумулятор лучше для зимы. Чего делать не следует, так это обращать внимание на надписи типа «Арктический», «Arctic» и им подобные. Дело в том, что производители имеют полное право написать на корпусе или в названиях своих аккумуляторов любое слово, но технической характеристикой оно при этом являться не будет. Так что, если на нем написано «зимний», а в руководстве по эксплуатации этого не отражено, то надпись можно смело игнорировать.

Какие батареи хорошо работают даже самыми холодными зимами? Объективно лучшими для холодного времени года являются гелевые необслуживаемые устройства. От других аккумуляторов они отличаются тем, что там используется электролит консистенции геля. Такое устройство не требуется многократно подзаряжать, да и замерзнуть гелю сложнее, чем жидкости. Но устанавливать его на старый автомобиль можно только в том случае, если генератор современный, способен обеспечить подачу тока с минимальными колебаниями напряжения.

На что нужно обратить внимание, чтобы приобрести хороший аккумулятор для отрицательных температур:

  • Емкость. Тут все просто. Чем выше этот показатель, тем легче будут заводиться даже очень замерзшие автомобили.
  • Соответствие технических требований АКБ и машины.
  • Соблюдение производителем стандартов качества и безопасности.

Чтобы быть всегда довольным батареями на своей машине, автовладельцу нужно не только выбирать хорошие, качественные устройства, но и поддерживать их в работоспособном состоянии. Своевременная зарядка, контроль уровня и густоты электролита — все это не сложно. А наградой станет хороший, корректно работающий аккумулятор.

Зарядка автомобильного аккумулятора. Плотность раствора электролита




4. Определение степени заряженности аккумулятора

Аккумулятор в автомобиле хорошо себя чувствует, а значит и дольше служит только в случае, если при эксплуатации его заряженность близка к полной. В среднем же статистика свидетельствует о явном «недомогании» аккумулятора в течении достаточно большого промежутка времени: 80% времени аккумулятор заряжен на 75-100%, 15% времени — в пределах 50-75% и 5% времени — менее 50%. Особенно плохо дело обстоит зимой при кратковременных городских поездках, когда, несмотря на наличие мощного генератора, расход электроэнергии многочисленными потребителями полностью не восполняется.

При отключенных потребителях электропитания зарядка автомобильного аккумулятора начинается при частоте вращения коленчатого вала 700-900 об/мин. Если потребители берут ток 10А (габаритные огни и вентилятор отопителя), то для обеспечения зарядки требуется 1500 об/мин., а при 20А (дальний свет фар или противотуманные фонари, вентилятор отопителя и стеклоочиститель) уже все 2500 об/мин.

Причины снижения заряженности аккумулятора при эксплуатации хорошо известны. Это и бесконтрольное использование потребителей энергии, и невнимание к натяжению ремня привода генератора, и банальная забывчивость: как часто видишь на стоянке автомобиль с включенными габаритными огнями.

Когда автомобилю предстоит длительная стоянка, аккумулятор лучше всего отключить: снять с минусовой клеммы наконечник или отключить массу с помощью выключателя (при наличии такового). Это предотвращает утечку тока через влагу и грязь на клеммах, через поврежденную изоляцию или диоды выпрямителя. На стоянке происходит и саморазряд аккумулятора, который тем сильней, чем выше температура окружающего воздуха. При плюсовой температуре стоящую без работы аккумуляторную батарею нужно подзаряжать ежемесячно. При морозе же саморазряд идет очень медленно и аккумулятор может простоять без подзарядки всю зиму. Так что уносить на зиму аккумуляторную батарею в теплую квартиру не только нецелесообразно, но даже вредно. Но здесь тоже нужно оговориться: старый аккумулятор (свыше 3-х лет) сам по себе уже склонен к саморазряду. За зиму он может так разрядиться, что электролит в банках замерзнет и разорвет их. Поэтому зимой рекомендуется 2-3 раза проверить плотность электролита, имея в виду что замерзание происходит при температуре, приведенной в таблице ниже:


Плотность электролита при температуре 15оС

Температура застывания электролита, оС

1,10

-7

1,15

-14

1,2

-25

1,25

-68

О степени разряженности аккумулятора , а также о его общем состоянии можно судить по плотности электролита. В новом, полностью заряженном аккумуляторе плотность электролита при температуре +15о должна составлять 1,26-1,28г/см3 (допускается в пределах от 1,23 до 1,31г/см3). Начальная плотность электролита устанавливается в зависимости от климатической зоны. Но измерять начальную плотность нужно не у заливаемого электролита, а после полной дозарядки. Первый раз это необходимо сделать очень тщательно, не забывая вносить поправку на температуру электролита (0,01г/см3 на каждые 15оС). Полученное исходное значение плотности лучше записать: в будущем оно может пригодиться. Когда аккумуляторная батарея разряжается, её плотность падает: в батарее, разряженной на 25%, плотность уменьшается на 0,04г/см3, а разряженной на 50% — на 0,08г/см3, и т.д.

Степень разряженности аккумулятора можно определить не только по плотности электролита, но и измерением ЭДС (электродвижущей силы) с помощью тестера или точного вольтметра. Делается это следующим образом: аккумуляторную батарею отключают от бортовой сети автомобиля и дают ей «отдохнуть»  по крайней мере 1 ч, потом измеряют ЭДС. У полностью заряженного аккумулятора при +15-20оС ЭДС=12,72 В, у заряженной на 75% — 12,54 В, на 50% — 12,30 В и на 25% — 12,00 В.

При обнаружении недозаряда, если в ближайшее время не предвидится дальних поездок, необходимо снять аккумулятор и дозарядить её любым током, численно не превышающем 0,1 номинальной емкости (до тех пор, пока не начнется газовыделение)

В литературе можно встретить термин «перезаряд». Под этим понимают обычно не само состояние аккумулятора (перезарядить аккумуляторную батарею просто невозможно!), а процесс зарядки полностью заряженного аккумулятора достаточно большим током, который имеет место при напряжении на клеммах батареи более 14,5 В.

Может случиться и так (это бывает чаще всего после длительного бездействия аккумуляторной батареи), что плотность электролита в разных банках аккумулятора различается более чем на 0,02г/см3. В этом случае необходимо провести уравнительный заряд током 1,5-2 А Если разность плотности остается больше 0,02г/см3, это свидетельствует о неисправности банки с меньшей плотностью.



Кое-что об аккумуляторах | ООО «Аккумуляторная компания» в Новосибирске

       В настоящем материале мы постараемся кратко, без химических формул и замудренных профессиональных терминов рассказать обобщенный нами материал об аккумуляторных батареях. Если он Вам пригодиться – мы будем очень рады, что наши старания не пропали даром.
       Дадим некоторые понятия, связанные с аккумуляторными батареями:
— электрод или токоотвод – это, попросту говоря, свинцовая решетка (пластина), на которую наносится активная масса;
— активная масса – это специально приготовленная смесь из пасты со свинцовым порошком, присадками, которые контактируют с электролитом и образуют электрический поток;
— сепаратор – такой конверт из специального пористого материала, в который помещается один из электродов, чтобы предотвратить короткое замыкание между разнополярными токоотводами.
Остальное по ходу рассказа.
       Свинцовые стартерные аккумуляторы являются наиболее массовым и недорогим химическим источником тока, благодаря относительной дешевизне используемых материалов и высокой степени автоматизации производства.
       В ходе разряда аккумулятора активная масса обоих электродов превращается из губчатого свинца в сульфат свинца. При этом на формирование сульфата свинца расходуется серная кислота, что вызывает снижение концентрации электролита и, как следствие, снижение его плотности.
При зарядке аккумулятора идут обратные процессы (сульфат превращается в свинец), в ходе которых кроме всего прочего происходит образование серной кислоты, в результате чего при заряде растет плотность электролита.
       Когда реакции преобразования веществ в активных массах положительного и отрицательного электродов завершены, плотность электролита перестает меняться, что служит признаком завершения заряда аккумулятора. При дальнейшем продолжении заряда протекает так называемый вторичный процесс — электролитическое разложение воды на кислород и водород. Выделяясь из электролита в виде пузырьков газа, они создают иллюзию кипения электролита, что тоже служит признаком завершения процесса заряда.
       Традиционные автомобильные аккумуляторы с высоким содержанием сурьмы имеют недостатки, связанные с тем, что сурьма способствует бурному газовыделению в процессе зарядки батареи, что приводит к потерям воды.
       В конце 90-х годов в США и Западной Европе начинается производство аккумуляторов с токоотводами из свинцово-кальциевого сплава с многокомпонентными добавками, в том числе и серебра, которые при глубоких разрядах теряют емкость гораздо медленнее, чем первое поколение аккумуляторных батарей по свинцово-кальциевой технологии. Расход воды у них так мал, что конструкторы убирают с крышек отверстия для доливки воды и делают аккумуляторные батареи полностью необслуживаемыми и исключающими доступ к электролиту при использовании аккумулятора.
Такое изменение конструкции стало возможным благодаря общим усилиям производителей аккумуляторов и автомобильного электрооборудования. Ведь для максимального использования ресурса полностью необслуживаемой аккумуляторной батареи (без отверстий для доливки воды) необходимо обеспечить стабильное зарядное напряжение, обеспечивающие минимальное разложение воды при заряде аккумуляторов. В то же время, степень заряженности аккумуляторной батареи должна быть достаточной для безотказной работы всего электрооборудования. Это стало возможно благодаря созданию системы регулирования зарядного напряжения, обеспечивающей его стабильность с точностью ± 0,1 В.
Но владельцы автомобилей, решившие использовать необслуживаемые аккумуляторы (без отверстий для доливки воды), должны более внимательно относиться к обеспечению исправной работы электрооборудования. Прежде всего, это касается натяжения ремня привода генератора, исправности самого генератора, регулятора напряжения, отсутствия утечек тока в системе электрооборудования или сигнализации и ряда других факторов. Поэтому, прежде чем грешить на аккумуляторную батарею, проверьте состояние электрооборудования Вашего автомобиля.
       С некоторых времен на аккумуляторных батареях появились индикаторы, показывающие состояние заряженности аккумулятора (их в народе называют еще и глазками). По мере того, как происходит заряд аккумуляторной батареи и увеличивается плотность электролита, шарик всплывает со дна трубки индикатора и показывает, что аккумулятор заряжен (как правило, этот шарик окрашен в зеленый цвет). Но необходимо помнить, что эта величина соответствует минимальной степени заряженности (62-64% от номинального значения), при которой индикатор начинает давать информацию о работоспособности аккумуляторной батареи в пусковом режиме. Последующее увеличение плотности электролита (до 100 % заряда) не меняет показания индикатора, что является недостатком данного приспособления. В случаях понижения уровня электролита до оголения пластин, информация индикатора о состоянии заряженности батареи прекращается. Поэтому степень заряженности аккумуляторной батареи лучше определять, измеряя напряжение на выводных клеммах.
       При работающем индикаторе его информация относится только к одной из шести банок (ячеек) аккумуляторной батареи. В тех случаях, когда появляется дефект в другой банке, где нет индикатора, информация индикатора становится бесполезной, не отражающей общее состояние (работоспособность) аккумуляторной батареи. Использование индикатора дает полезную информацию об общем состоянии батареи в тех случаях, когда она не содержит дефекта.
       А что же такое гелевые аккумуляторы? Это такие же свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, только в них используется загуститель, такие как силикагель, аллюмогель, которые при смачивании серной кислотой образуют гелеобразный электролит.. В качестве сепараторов в подавляющем большинстве герметизированных гелевых аккумуляторов используют высокопористые стекломаты из ультратонких волокон. Их применяют не только для батарей с гелеобразным электролитом, но и для аккумуляторов с адсорбированным жидким электролитом. В последнем случае технология производства немного дешевле, но емкостные показатели хуже, чем у автомобильных аккумуляторов с гелеобразным электролитом.
       Нормальная эксплуатация гелевых герметизированных свинцовых автомобильных аккумуляторов возможна при соблюдении гораздо более жесткого диапазона регулирования зарядного напряжения, чем при эксплуатации необслуживаемых аккумуляторов с жидким электролитом (даже не имеющих отверстий для доливки воды). Максимальная величина зарядного напряжения для автомобильных аккумуляторных батарей с загущенным (гелеобразным) и адсорбированным электролитом зависит от рекомендаций производителя (ориентировочно для гелеобразных 14,35В, а для адсорбированных 14,4В). В случае превышения величины рекомендованной производителем на 0,05В скорость газовыделения становится так велика, что ведет к нарушению контакта активной массы электродов с электролитом, а также к высыханию аккумулятора, в результате чего батарея утрачивает работоспособность.
       Весьма жесткие ограничения величины зарядного напряжения, наряду с гораздо более высокой стоимостью герметизированных автомобильных аккумуляторных батарей в сравнении с необслуживаемыми, создают определенные трудности для их широкого использования на автомобилях. Поэтому, прежде чем решить купить гелевый аккумулятор, а тем более на старенькую иномарку, нужно подумать, стоит ли игра свеч, т.к. гелевый аккумулятор значительно дороже обычного и более капризный к состоянию электрооборудования автомобиля.
Концентрация электролита. Повышенная концентрация электролита отрицательно сказывается на сроке службы аккумулятора вследствие ускорения коррозионных реакций на положительном электроде. Поэтому оптимальная концентрация электролита устанавливается исходя из совокупности требований и условий, в которых эксплуатируются аккумуляторы. Так, например, для стартерных аккумуляторов, работающих в умеренном климате, рекомендована рабочая концентрация при которой плотность электролита равна 1,26-1,28 г/см3, а для районов с жарким (тропическим) климатом плотность электролита должна быть 1,22-1,25 г/см3.
       Температура электролита. С понижением температуры разрядная емкость аккумуляторов понижается. Причина этого — повышение вязкости электролита и его электрического сопротивления, что замедляет скорость проникновения электролита в поры активной массы.
Часто встречается такое явление как саморазряд аккумуляторной батареи. Саморазрядом аккумуляторной батареи называют уменьшение емкости аккумуляторов при разомкнутой внешней цепи, то есть при бездействии. Это явление вызвано окислительно-восстановительными реакциями, самопроизвольно проходящими как на отрицательном, так и на положительном электродах. Саморазряду в особенности подвержен отрицательный электрод вследствие самопроизвольного растворения свинца (отрицательной активной массы) в растворе серной кислоты.
       Саморазряд отрицательного электрода сопровождается выделением газообразного водорода. Скорость самопроизвольного растворения свинца существенно повышается с увеличением концентрации серной кислоты. Повышение плотности электролита с 1,27 до 1,32 г/см3 ведет к росту скорости саморазряда отрицательного электрода на 40%. Поэтому не нужно пытаться сделать так называемы «зимний» электролит, доливая концентрированную серную кислоту.
       Саморазряд может возникать также, когда аккумулятор снаружи загрязнен или залит электролитом, водой или другими жидкостями, которые создают возможность разряда через электропроводную пленку, находящуюся между полюсными выводами аккумулятора или его перемычками. Этот тип саморазряда не отличается от обычного разряда очень малыми токами при замкнутой внешней цепи и легко устраняется. Для этого необходимо содержать поверхность автомобильного аккумулятора в чистоте.
Саморазряд аккумуляторов в значительной мере зависит от температуры электролита. С уменьшением температуры саморазряд понижается. При температуре ниже 0°С у новых аккумуляторных батарей он практически прекращается. Поэтому хранить автомобильные аккумуляторы рекомендуется в заряженном состоянии при низких температурах (до -30 °С). В течении эксплуатации саморазряд не остается постоянным и резко усиливается к концу срока службы.
       На этом мы остановимся и прекратим вещать об аккумуляторах, чтобы не погрузить Вас в сон. Надеемся, что эта информация была полезна для Вас.

       Удачи Вам на дорогах и пусть дураки не встречаются Вам на пути!

Повысить плотность электролита в аккумуляторе

Автор: Максим Марков

Доброго времени суток! Все читатели блога знают, что обслуживаемый аккумулятор, требует периодических проверок. Ведь концентрация серной кислоты в нем со временем падает. Поэтому, каждый уважающий себя автомобилист, должен знать, как поднять плотность электролита в аккумуляторе. Об этом, мы с вами и поговорим.

Почему плотность электролита падает

Прежде чем разбираться, как повысить плотность электролита в аккумуляторе, давайте выясним причины ее падения.

Для любого АКБ, изменение плотности это нормальное явление. Т.е., аккумулятор разрядился – ее значение понизилось. Зарядился – повысилось. Но в некоторых ситуациях, батарея попросту не держит заряд. А это говорит о том, что концентрация упала слишком сильно и ее пора поднимать.

Почему у АКБ становится маленькая плотность:

  • аккумулятор просто разряжен;
  • батарея подвергалась перезарядке, в результате чего выкипал электролит;
  • в банки доливается дистиллированная вода, а замеры концентрации не проводятся. В результате плотность электролита постепенно падает;

Кстати, если АКБ будет долго работать в таком состоянии, это приведет к сульфитации пластин. Поэтому, лучше его не запускать.

Подготовка

Итак, если в результате проверки ареометром, обнаружилась низкая плотность электролита в аккумуляторе ее нужно поднимать. Но, прежде чем это делать, нужно убедиться, что соблюдены некоторые условия:

  • АКБ заряжен;
  • температура электролита в банках находится в пределах 20-25 оС;
  • во всех банках уровень жидкости в норме;
  • аккумулятор целый. На АКБ, часто появляются трещины возле токовыводов, из-за расшатывания контактов. Поэтому не нужно стучать и прикладывать излишних усилий чтобы снять клемму на аккумуляторе. Лучше потратить немного больше времени и сделать это аккуратно.

Если же батарея автомобиля разряжена, то она заряжается, а после измеряется плотность. Почему так? Дело в том, что при низком заряде – концентрация кислоты в банках уменьшается.

Если залить корректирующий раствор в незаряженный аккумулятор – концентрацию серной кислоты можно повысить до такой степени, что в банках осыпятся пластины.

Нужно учесть, и тот факт, что автомобильный генератор, заряжает аккумулятор лишь на 85-90%. Поэтому перед замерами, зарядку батареи нужно проводить в обязательном порядке.

Корректирующая подзарядка АКБ

Иногда, может возникнуть ситуация, что после полной зарядки, плотность электролита в банках оказывается разная. Вообще, разница в плотности допускается не более 0,01 кг/см3. Иначе, требуется ее выравнивание.

Для этого, можно провести корректирующую подзарядку батареи. В 2-3 раза уменьшается сила тока (по сравнению с номинальной величиной) и АКБ заряжается 1-2 часа. Если это не помогло выровнять плотность электролита – потребуются более радикальные меры.

Корректирующий электролит

Корректирующим, называют электролит с плотностью 1,40 кг/см3. Запомните, ни в коем случае, нельзя просто так вливать его в АКБ. Т.е. вначале, нужно проверить аккумулятор и выяснить причину падения уровня жидкости, а потом его уже поднимать.

Часто встречается ситуация, когда начинающие автолюбители неправильно истолковывают название «корректирующий». Например, когда из банок выпарилась вода. Т.е. нужно поднять уровень жидкости, а тут как раз корректирующий раствор. Логика проста:

  • в АКБ залит электролит, а его уровень упал;
  • раствор корректирующий, значит он предназначен для корректировки уровня жидкости.

К сожалению, такая точка зрения в корне неправильна. В большинстве случаев, для выравнивания уровня, в АКБ льется дистиллированная вода.

А корректирующий электролит льется в таких случаях:

  • если жидкость вытекла из банок;
  • если вы налили в АКБ слишком много дистиллята и понизили плотность.

Поэтому не нужно его лить, если, например, батарея просто разряжена, а соответственно концентрация ниже требуемой.

Поднимаем плотность электролита в АКБ

Итак, давайте разбираться, как повысить плотность аккумулятора. Скажу сразу – дело это хоть и не хитрое, но достаточно кропотливое и к тому же, занимает много времени. Поэтому лучше заранее запастись терпением.

Нормальная плотность электролита должна быть в пределах 1,25-1,27 г/см3. Причем, это значение должно быть одинаково для всех банок. Для того чтобы поднять концентрацию электролита в банках аккумулятора, используется корректирующий раствор. Если же вы захотите самостоятельно приготовить смесь в домашних условиях, запомните последовательность:

  • в емкость льется дистиллят , а уже в него добавляется серная кислота. Если сделать наоборот – раствор начнет бурно кипеть.

Кроме того, понадобится:

  • аэрометр с грушей для откачки жидкости из банок;
  • стеклянная емкость для слива старого электролита;
  • мерный стакан ;
  • защитные очки , перчатки.

Важно помнить и то, что у жидкости может быть разная плотность в банках. Поэтому имеет смысл сделать простую табличку, куда заносить результаты замеров по каждой банке – иначе можно запутаться.

Сразу сделаю одно важное уточнение. Некоторые товарищи, советуя как поднять плотность в аккумуляторе, предлагают полностью выливать электролит и заливать новый. А для этого, они рекомендуют просто перевернуть батарею, вылить жидкость и промыть все дистиллированной водой. А в результате таких манипуляций перестает работать одна или несколько банок.

Почему так происходит? Дело в том, что на дне собирается свинцовый осадок. И если АКБ перевернуть – кусочки свинца могут упасть между пластин и закоротить их. Т.е. банка перестает работать.

Итак, когда упала плотность электролита, есть несколько действенных метода, чтобы ее безболезненно поднять. Давайте их рассмотрим.

Доливка корректирующего электролита

Для этого понадобится концентрированный электролит.

Как увеличить плотность:

  • из банки откачивается жидкость при помощи аэрометра или обычной спринцовки;
  • вместо нее, заливается такой же объем корректирующего раствора;
  • АКБ ставится на зарядку на полчаса – час, после чего, выдерживается в течение 2-3 часов;
  • проводятся контрольные замеры;
  • при необходимости, процедура повторяется.

При откачке, нужно следить, чтобы не оголялась поверхность пластин.

Выравнивание при помощи зарядного устройства

Здесь все просто. Единственное условие, понадобится зарядное для автомобиля с жесткой регулировкой выходного напряжения. Автоматические зарядные, уменьшающие силу тока при достижении полной зарядки не подойдут.

Как восстановить плотность:

  • АКБ доводится до полной зарядки;
  • когда он заряжен и начинает кипеть – уменьшается сила тока до 1-2 Ампер;
  • логика простая – АКБ кипит, вода испаряется, концентрация электролита повышается;
  • время выпаривания зависит от конкретного случая и может длиться больше суток;
  • когда уровень упал – доливается электролит и замеряется плотность;
  • если нужно – операция повторяется.

Из минусов, стоит отметить, что это долго.

Если плотность слишком низкая

Как выровнять плотность, если она слишком низкая? Например, если ее значение, ниже 1,18, описанные методы не сработают. Придется сливать кислоту полностью.

Давайте разберемся, что делать в этом случае:

  • электролит откачивается из банок, насколько это возможно;
  • АКБ аккуратно переворачивается, и в дне высверливаются отверстия в каждой банке.
  • Желательно делать это в какой-нибудь емкости, например в тазу;
  • после этого, батарея ставится в вертикальное положение, и с нее выливаются остатки жидкости;
  • аккумулятор промывается дистиллированной водой;
  • отверстия запаиваются, и заливается новый раствор.

Пластик для запаивания дырок, должен быть устойчивым к серной кислоте.

Иногда встречаются ситуации, когда в старых аккумуляторах совсем нет плотности. Это говорит о глубокой сульфатации. В этом случае потребуются более серьезные меры для восстановления.

На самом деле, если в вашем аккумуляторе упала плотность электролита – это не такая уж большая проблема. И поднять ее можно без особых трудов. Но, лишь в том случае, если определить падение концентрации вовремя. Если же за аккумулятором не следить – он просто выйдет из строя.

Автор: Alex 28 февраля 2017 Категория: Обслуживание и ремонт

Практически любой водитель сталкивается с такой проблемой, как быстрый разряд батареи при запуске двигателя или постоянная нехватка рабочего тока для работы стартера. Есть несколько причин, почему это происходит. Однако большинство из них связано с плотностью электролита.

В этой статье мы расскажем, как поднять плотность в аккумуляторе зарядным устройством, а также дадим пару других рекомендаций по эксплуатации аккумуляторных батареи.

Принцип работы автомобильного аккумулятора

Основной функцией аккумулятора автомобиля, по сути, является накапливание и хранение электрической энергии, которая протекает с помощью химической реакции, путем взаимодействия электролита и свинцовых пластин. Именно благодаря этим процессам вы и получаете полноценный автономный источник питания. От состояния вашего АКБ зависит не только успешность запуска двигателя, но и работа других автономных систем автомобиля.

Каждая батарея имеет свой определенный ток для холодного пуска двигателя. Он бывает разным, поэтому аккумулятор подбирается для каждого двигателя индивидуально, например, для дизеля с объемом 2500 минимальный пусковой ток должен быть не меньше 600-650 ампер, но лучше все же использовать 750 А. А количество времени, на протяжении которого батарея под нагрузкой может крутить стартер – называется емкостью аккумулятора. Измеряется этот показатель в А/ч.

Но все же принцип работы и неисправности у всех батарей одинаковые. Принцип действия прост: в пластиковом корпусе запаяны свинцовые пластины, а пространство между ними заполнено раствором серной кислоты строго определенной плотности. Концентрация кислоты напрямую связана с плотностью, чем ее больше, тем плотность выше. Второй составной частью является дистиллированная вода (полностью очищенная от посторонних примесей).

Какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе?

Итак, при появлении первых признаков неисправностей, первое, на что мы обращаем внимание – это плотность электролита. Рабочая плотность в стартерных батареях должна быть около 1,24 – 1,30 г/см³. Замерять ее нужно специальным прибором – ареометром. При разрядке аккумулятора плотность электролита снижается, а при зарядке – увеличивается, поэтому замерять плотность следует только на полностью заряженной батарее.

Помните, что при сильном повышении температуры плотность электролита может падать, поэтому замер лучше всего проводить после 10 часов стоянки.

Из-за разного рода неисправностей в автомобиле плотность аккумулятора может уменьшиться. Также причиной снижения плотности может быть глубокий разряд АКБ и его долгий срок хранения без подзарядки. Если не устранить неполадки электросистемы автомобиля и долгое время не заряжать аккумулятор, то постоянная нехватка заряда приведет к появлению такого процесса, который называют сульфатацией. Именно он и вызывает преждевременное старение батареи. Чтобы этого избежать следует придерживаться некоторых рекомендаций по эксплуатации АКБ, которые описаны ниже в нашей статье.

Как поднять плотность в аккумуляторе зарядным устройством?

Если нет дефектов пластин или при малом выпадении кристаллов свинца можно попробовать простой, но действенный метод, подняв плотность в аккумуляторе зарядным устройством. Для этого следует полностью зарядить батарею малым током. После этого оставить на 10-12 часов отстояться и снова зарядить до полной зарядки аккумулятора. При этом напряжение следует выбрать около 14,6 – 14,8 В, а ток не более 1 – 2 Ампер. Однако этот метод подходит только в том случае, если нет явных признаков неполадки аккумулятора.

Еще одним важным условием является соблюдение определенного уровня жидкости. Дело в том, что в процессе эксплуатации в каждой секции АКБ должно быть определенное количество раствора. При повышенных температурах, которые возникают из-за нагрузок в процессе работы аккумулятора, вода может испаряться. Вследствие чего концентрация кислоты в электролите увеличивается. А это в свою очередь также ведет к сульфатации пластин, тем самым снижая емкость аккумулятора, сокращает его срок службы.

Постоянная нехватка нужного уровня электролита приводит к преждевременному старению и потере емкости аккумулятора, поэтому уровень жидкости нужно контролировать. Для глубокого смешивания раствора после доливки жидкости необходимо через некоторое время снова зарядить аккумулятор.

Для зарядки можно применять реле времени, которое автоматически отключает зарядное устройство через заданное время. Подключив реле, следует настроить его на автоматическое отключение через 15 минут. Вслед за тем делаем перерыв 15 минут и снова включаем зарядное устройство. И так до полного набора емкости АКБ.

Смотрим полезное видео, как восстановить свинцовый аккумулятор зарядным устройством:

Сейчас появились интеллектуальные зарядки, которые в зависимости от уровня разряда сами выбирают напряжение и ток. Такие зарядки способствуют реактивации и восстановлению аккумулятора.

Помните, что проверять плотность электролита следует только на полностью заряженной батарее. А долив дистиллированной воды следует производить лишь через некоторое время после поездки. Дело в том, что повышенная температура электролита может также влиять на объем жидкости в аккумуляторе. Такую реакцию еще называют температурным расширением. Что позволит вам не ошибиться с уровнем электролита. Так как при переизбытке жидкости в батареи электролит может вытекать через отверстия в пробках, что приводит к повышенной утечке тока аккумулятора.

Рекомендации по продлению срока службы аккумулятора

Чтобы не потерять дорогостоящую АКБ раньше срока нужно придерживаться следующих рекомендаций:

  • Систематически проверять напряжение на генераторе;
  • Время от времени следует полностью заряжать АКБ, так как редкая короткая подзарядка не дает возможности глубокому перемешиванию электролита и приводит к появлению кристаллов свинца на пластинах;
  • Не допускается длительное хранение незаряженной батареи;
  • Доливайте только воду, чтобы не превысить плотность электролита;
  • Чаще следите за уровнем жидкости.

Помните, что соблюдение простых правил по уходу поможет сохранить вам дорогостоящий источник питания. А периодическая полная зарядка аккумулятора зарядным устройством поможет сохранить его в полной работоспособности.

Это все что мы хотели сказать по данному вопросу, теперь вы знаете, как поднять плотность в аккумуляторе зарядным устройством. Надеемся, что данный материал оказался для вас полезным. Чаще следите за состоянием вашего аккумулятора, и он прослужит вам долгую службу!

Наверняка большинство автомобилистов сталкивались с ситуацией, когда оставленная на некоторое время машина перестает заводиться. При этом стартер может вообще не подавать каких-либо признаков жизни. Основной причиной этому, скорее всего, является аккумуляторная батарея, что за несколько дней полностью разрядился. Попытка зарядить ее в этом случае не приведет к положительному результату. Подобная проблема является результатом снижения плотности электролита, что залит в банки батареи …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Ведь эта жидкость, по сути является катализатором электрохимического процесса, без нее аккумулятор это набор свинца и пластика, который работать не будет. Как мы с вами знаем, состоит от из дистиллированной воды (примерно 65%) и серной кислоты (35%), у этой жидкости есть определенная плотность, которая может понижаться и повышаться, в зависимости от заряженности.

Почему снижается плотность электролита?

Чаще всего с целью поддерживать на требуемом уровне количество жидкости внутри автомобильной батареи владельцы машины доливают туда дистиллированную воду. При этом редко проверяется плотность получившегося раствора. Вместе с тем, когда количество дистиллированной воды будет достаточно большим, при подзарядке вместе с этой жидкостью будет выкипать и электролит, что и приводит к снижению его плотности.

Рано или поздно этот показатель упадет ниже критического уровня, и завести транспортное средство уже не получиться.

В таком случае возникает необходимость повысить этот параметр раствора в аккумуляторе, что вернет его работоспособность.

Подготовка к восстановлению батареи

Перед тем, как своими силами повышать уровень плотности аккумуляторной батареи, к этому процессу следует тщательно подготовиться. В первую очередь:

  • Замеряется этот основной показатель автомобильной батареи при температуре около 22 градусов. Сделать этом можно при помощи специального прибора – ареометра. При этом работать можно только в перчатках и защитных очках, чтобы избежать возможных ожогов.

  • При приготовлении нового электролита кислота добавляется в воду. Если же сделать наоборот, жидкость начнет кипеть, что может привести к кислотным ожогам.
  • Переворачивать аккумулятор при работе с ним категорически запрещено, поскольку при этом могут посыпаться его пластины, что приведет к выходу прибора из строя.
  • Наперед следует подготовить емкости, в которые будет сливаться старая жидкость и готовиться новая.
  • Потребуются точные расчеты необходимого объема кислоты, поскольку в процессе зарядки плотность жидкости в АКБ возрастет.

Повышение плотности электролита

В АКБ есть несколько банок, электролитический раствор есть в каждой из них. Проверять и при необходимости повышать уровень плотности необходимо в каждой банке.

Нормальный уровень данного показателя зависит от нескольких факторов, в первую очередь – от температуры воздуха. Нормальным считается значение 1,25-1,29г/см3. Разница таких показателей между банками не должна превышать 0,1.

Если измерение этого показателя является ниже нормы, нужно повысить плотность электролита в аккумуляторе.

При помощи спринцовки из каждой банки выкачивается раствор. При этом набирать нужно как можно большее количество жидкости, измеряя ее объем, чтобы затем долить точно такое же количество свежего электролита.

Залив столько же свежего раствора, сколько было извлечено старого, АКБ хорошенько прокачивается с целью размешивания нового и старого электролита.

После этого снова проводиться измерение этого показателя: если он все еще находиться ниже нормы, все действия повторяются до достижения нужного значения плотности. По завершению при необходимости в банки автомобильной батареи добавляется дистиллированная вода.

Плотность ниже минимального значения

Бывают такие случаи, когда уровень этого показателя опускается ниже отметки 1,18. В таком случае вышеописанный способ ничем не поможет.

Чтобы восстановить работоспособность аккумуляторной батареи, вместо электролитического раствора нужно использовать кислоту, плотность которой выше, чему у электролита. При этом все действия проводятся точно так же, как и в предыдущем случае до того времени, пока показатель не придет в норму.

Можно ли повысить минимальную плотность?

Если уровень плотности раствора, что проводит ток в АКБ автомобиля упал намного ниже 1,18 г/см3, поднимать ее нет никакого смысла. В таком случае необходимо слить весь раствор, заменив его свежим.

Сначала с банок откачивается с помощью спринцовки как можно больше электролита. Далее батарея помещается в большую емкость, аккуратно переворачивается на бок, в дне каждой банки просверливается небольшое отверстие. Перевернув прибор, с него сливаются все излишки оставшейся жидкости.

Далее через крышки банок заливается дистиллированная вода с целью их промывания. После этого проделанные отверстия запаиваются пластмассой, стойкой к воздействию электролитической жидкости.

Сделав это, в АКБ заливается свежий раствор, после чего прибор будет готов к использованию. Недостатком подобного способа является то, что в конечном результате снижается срок службы устройства, но некоторое время оно все еще поработает до покупки нового.

Как повысить при помощи зарядного устройства

Тут также все просто, нам нужно заряжать аккумулятор на слабом токе, длительный промежуток времени. Суть такова, при достижении полного заряда, электролит начнет кипеть, пойдут пузырьки, это распадается и испаряется вода. Для повышения плотности нам нужно чтобы лишняя вода испарилась, а кислота осталась. Конечно, будет понижаться уровень в батареи – но вместо ушедшего уровня, добавляем нужный плотности электролит. Процесс этот долгий и муторный (выкипание — добавление), но примерно через пару суток можно догнать уже до плотности в 1,27 – 1,29 г/см3, что уже нормально.

Как видите повысить плотность можно, причем делается этот процесс зачастую своими руками, но разным способами — выбирайте свой, нужный вам.

Сейчас небольшое, но полезное видео.

А на этом у меня все, читайте наш АВТОБЛОГ.

(27 голосов, средний: 4,07 из 5)

Похожие новости

Сколько свинца в аккумуляторе. Разбираем автомобильные варианты .

Что такое AGM аккумулятор? 8 принципиальных отличий этой техноло.

Как проверить утечку тока в автомобиле. Мультиметром или попрост.

Добавить комментарий

Отменить ответ

    Доброго всем дня, решил я написать свой отзыв о Toyota Avensis 2010 года. Просто хочу…

      ТОП статей за месяц

        У меня есть много различных статей и видео по различным коробкам передач, например вот здесь…

        У меня на сайте уже есть статья про выбор карт памяти (можете посмотреть здесь), очень…

        В статье – можно ли открывать окна при работающем кондиционере (почитать можно здесь), мне задали…

        В одной банке аккумулятора плотности нет

        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.

        Принцип работы автомобильного аккумулятора

        Основной функцией аккумулятора автомобиля, по сути, является накапливание и хранение электрической энергии, которая протекает с помощью химической реакции, путем взаимодействия электролита и свинцовых пластин. Именно благодаря этим процессам вы и получаете полноценный автономный источник питания. От состояния вашего АКБ зависит не только успешность запуска двигателя, но и работа других автономных систем автомобиля.

        Каждая батарея имеет свой определенный ток для холодного пуска двигателя. Он бывает разным, поэтому аккумулятор подбирается для каждого двигателя индивидуально, например, для дизеля с объемом 2500 минимальный пусковой ток должен быть не меньше 600-650 ампер, но лучше все же использовать 750 А. А количество времени, на протяжении которого батарея под нагрузкой может крутить стартер – называется емкостью аккумулятора. Измеряется этот показатель в А/ч.

        Но все же принцип работы и неисправности у всех батарей одинаковые. Принцип действия прост: в пластиковом корпусе запаяны свинцовые пластины, а пространство между ними заполнено раствором серной кислоты строго определенной плотности. Концентрация кислоты напрямую связана с плотностью, чем ее больше, тем плотность выше. Второй составной частью является дистиллированная вода (полностью очищенная от посторонних примесей).

        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.

        В каких случаях процесс происходит в рамках нормы?

        Чтобы разобраться, должен ли кипеть электролит в аккумуляторе, нужно ареометром измерить плотность этой жидкости. По полученным показаниям определяют уровень заряда. Кипение возникает тогда, когда плотность электролитной жидкости достигает максимума и батарея не может удерживать поступающий в нее зарядный ток.

        Излишки энергии поддерживают проходящую в аккумуляторной жидкости электролитную реакцию. Если при достижении полного заряда аккумулятор закипает – это нормально.

        Причины для беспокойства отсутствуют, если характерные признаки кипения появляются не раньше, чем через 5-7 часов от начала зарядки батареи. Точное время зависит от состояния аккумулятора и от того, как долго он находился в эксплуатации.

        Какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе?

        Итак, при появлении первых признаков неисправностей, первое, на что мы обращаем внимание – это плотность электролита. Рабочая плотность в стартерных батареях должна быть около 1,24-1,30 г/см³. Замерять ее нужно специальным прибором – ареометром. При разрядке аккумулятора плотность электролита снижается, а при зарядке – увеличивается, поэтому замерять плотность следует только на полностью заряженной батарее.

        Помните, что при сильном повышении температуры плотность электролита может падать, поэтому замер лучше всего проводить после 10 часов стоянки.

        Из-за разного рода неисправностей в автомобиле плотность аккумулятора может уменьшиться. Также причиной снижения плотности может быть глубокий разряд АКБ и его долгий срок хранения без подзарядки. Если не устранить неполадки электросистемы автомобиля и долгое время не заряжать аккумулятор, то постоянная нехватка заряда приведет к появлению такого процесса, который называют сульфатацией. Именно он и вызывает преждевременное старение батареи. Чтобы этого избежать следует придерживаться некоторых рекомендаций по эксплуатации АКБ, которые описаны ниже в нашей статье.

        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.

        Химические причины кипения электролита

        Во время зарядки АКБ накапливает энергию, которая поступает в нее от зарядного устройства. Она идет на восстановление свинцового покрытия пластин. Одновременно образуется кислотный остаток. Он переходит в электролит, тем самым повышая плотность данной жидкости.

        Когда свинцовые соли полностью восстанавливаются, начинается электролиз воды. Так называется процесс ее разложения на части при условии, что через воду проходит электрический ток. Во время электролиза высвобождается кислород и водород.


        Разложение воды сопровождается выделением пузырьков газа. Его интенсивность увеличивается постепенно: вначале будет слышно незначительное шуршание, со временем появляется четко различимое бульканье.

        Внешне это выглядит как простое кипение воды, хотя температура аккумулятора при этом может достичь только 50 °С.

        Повышение плотности электролита

        В АКБ есть несколько банок, электролитический раствор есть в каждой из них. Проверять и при необходимости повышать уровень плотности необходимо в каждой банке.

        Нормальный уровень данного показателя зависит от нескольких факторов, в первую очередь – от температуры воздуха. Нормальным считается значение 1,25-1,29г/см3. Разница таких показателей между банками не должна превышать 0,1.

        Если измерение этого показателя является ниже нормы, нужно повысить плотность электролита в аккумуляторе.

        При помощи спринцовки из каждой банки выкачивается раствор. При этом набирать нужно как можно большее количество жидкости, измеряя ее объем, чтобы затем долить точно такое же количество свежего электролита.

        Залив столько же свежего раствора, сколько было извлечено старого, АКБ хорошенько прокачивается с целью размешивания нового и старого электролита.

        После этого снова проводиться измерение этого показателя: если он все еще находиться ниже нормы, все действия повторяются до достижения нужного значения плотности. По завершению при необходимости в банки автомобильной батареи добавляется дистиллированная вода.

        Как поднять плотность в аккумуляторе зарядным устройством?

        Если нет дефектов пластин или при малом выпадении кристаллов свинца можно попробовать простой, но действенный метод, подняв плотность в аккумуляторе зарядным устройством. Для этого следует полностью зарядить батарею малым током. После этого оставить на 10-12 часов отстояться и снова зарядить до полной зарядки аккумулятора. При этом напряжение следует выбрать около 14,6-14,8 В, а ток не более 1-2 Ампер. Однако этот метод подходит только в том случае, если нет явных признаков неполадки аккумулятора.

        Еще одним важным условием является соблюдение определенного уровня жидкости. Дело в том, что в процессе эксплуатации в каждой секции АКБ должно быть определенное количество раствора. При повышенных температурах, которые возникают из-за нагрузок в процессе работы аккумулятора, вода может испаряться. Вследствие чего концентрация кислоты в электролите увеличивается. А это в свою очередь также ведет к сульфатации пластин, тем самым снижая емкость аккумулятора, сокращает его срок службы.

        Постоянная нехватка нужного уровня электролита приводит к преждевременному старению и потере емкости аккумулятора, поэтому уровень жидкости нужно контролировать. Для глубокого смешивания раствора после доливки жидкости необходимо через некоторое время снова зарядить аккумулятор.

        Для зарядки можно применять реле времени, которое автоматически отключает зарядное устройство через заданное время. Подключив реле, следует настроить его на автоматическое отключение через 15 минут. Вслед за тем делаем перерыв 15 минут и снова включаем зарядное устройство. И так до полного набора емкости АКБ.

        Смотрим полезное видео, как восстановить свинцовый аккумулятор зарядным устройством:

        Сейчас появились интеллектуальные зарядки, которые в зависимости от уровня разряда сами выбирают напряжение и ток. Такие зарядки способствуют реактивации и восстановлению аккумулятора.

        Помните, что проверять плотность электролита следует только на полностью заряженной батарее. А долив дистиллированной воды следует производить лишь через некоторое время после поездки. Дело в том, что повышенная температура электролита может также влиять на объем жидкости в аккумуляторе. Такую реакцию еще называют температурным расширением. Что позволит вам не ошибиться с уровнем электролита. Так как при переизбытке жидкости в батареи электролит может вытекать через отверстия в пробках, что приводит к повышенной утечке тока аккумулятора.

        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.

        Как проверить плотность электролита в аккумуляторе

        Измерения проводят при температуре 20–25 градусов, используя СИЗ (очки, перчатки, фартук или защитный костюм). Прибор для измерения плотности электролита называется денсиметром, его можно приобрести в любом автомагазине. По существу, это обычный ареометр, шкала которого откалибрована под измерение характеристик электролитической жидкости.

        Алгоритм, как правильно измерить плотность электролита на предварительно заряженном АКБ, выглядит следующим образом:

        • откручиваем пробки;
        • последовательно погружаем денсиметр в банки;
        • оцениваем показания прибора по рискам на шкале, следя за тем, чтобы прибор не касался стенок батареи;
        • записываем показания для каждой банки.

        Если в одной из секций значение не соответствует нормативным показателям, его корректируют.

        Низкая плотность электролита в аккумуляторе после зарядки, что делать?

        Если при зарядке аккумулятора плотность электролита не поднимается до нормальных значений, то для того, чтобы восстановить прежнюю плотность батареи, придется добавить в нее свежий раствор электролита. Более концентрированный раствор поднимет плотность электролита, тем самым улучшив показатели в аккумуляторе. Ниже мы кратко опишем процесс увеличения низкой плотности электролита в аккумуляторе после зарядки.

        В первую очередь измерьте показания плотности проблемных банок с помощью ареометра. Если после зарядки показания плотности равны или меньше 1,20, то это означает, что батарея нуждается в такой процедуре. В обслуживаемых аккумуляторах реализованы специальные отверстия, через которые можно долить электролит и тем самым поднять плотность раствора в аккумуляторе до нужного уровня, чаще всего это уровень равняется 1,28.

        Все что от вас требуется, это откачать часть старого раствора с помощью клизмы-груши и добавить в него более концентрированный электролит, к примеру, плотностью 1,30. После этого нужно хорошенько перемешать раствор в аккумуляторе и снова измерить его плотность. В случае отклонений повторяем операцию до тех пор, пока плотность не поднимется до нужного уровня. Если же плотность поднялась слишком сильно, снова откачиваем часть электролита, но добавляем только воду.

        Также из аккумулятора можно откачать сразу весь электролит, после чего залить заранее подготовленный раствор с нужной плотностью. Если вы решили заменить весь электролит, то для удобства, когда жидкость будет откачена, измерьте ее объем, чтобы залить в аккумулятор новый электролит в этом же количестве. Это можно провернуть с помощью мерного стаканчика или двух одинаковых емкостей. В заключение снова ставим аккумулятор на зарядку, после чего повторно замеряем плотность электролита, чтобы убедиться в работоспособности АКБ.

        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.

        Как проверить плотность аккумулятора

        На чтение 3 мин. Просмотров 795

        Автомобильный аккумулятор – это источник тока, который используется для обеспечения энергией различного оборудования, в том числе стартера для запуска двигателя. Это крайне важный элемент, которому многие водители не уделяют должного внимания. В целом конструкция аккумулятора довольно простая и состоит из внешней части или корпуса, внутри которого находятся электроды, шины и сепараторы-конверторы. Сверху размещена крышка с клеммами и выходными отверстиями. Помимо всего прочего, аккумулятор включает в себя электролит, без которого работать он не будет.

        Электролит представляет собой смесь дистиллированной воды и серной кислоты, содержащейся в доле 1.25 к 1. Параметр 1.25 и является плотностью электролита аккумулятора. От этого показателя напрямую зависит работоспособность батареи, ведь чем он выше, тем лучше состояние АКБ и тем ниже температура ее замерзания. Отслеживая плотность электролита можно контролировать состояние устройства и заряжать его при необходимости. Сегодня мы поговорим о том, как правильно проверить плотность электролита и можно ли это сделать в домашних условиях.

        Если плотность электролита упала существенно ниже нормы, то это может свидетельствовать о глубоком разряде аккумулятора или возникновении проблемы с какой-то ячейкой. Иногда возникает ситуация, когда АКБ не держит заряд. Как правило, проблема заключается в электролите и в его концентрации.

        Крайне важно поддерживать нормальное состояние электролита в батарее, причем в зависимости от определенного климата будут колебаться и значения параметра. В холодном климате плотность электролита должна быть 1.27-1.29 г/см. куб. В регионах с более теплой погодой плотность может составлять 1.23-1.25 г/см. куб.

        Особенности проверки состояния электролита

        Довольно часто неопытные автолюбители сталкиваются с проблемой, когда длительный перезаряд приводит к закипанию и испарению электролита. В таком случае рекомендуется доливать дистиллированную воду. При этом крайне важно не забыть проверить уровень электролита, поскольку он напрямую влияет на работу аккумулятора. Дело в том, что в процессе кипения испаряется не только вода, но и кислота, а это создает неоптимальное соотношение веществ. Это неизбежно приведет к ухудшению состояния АКБ и его работы.

        Чтобы проверить плотность электролита, необходимо использовать прибор под названием денсиметр, который состоит из следующих элементов:

        • Стеклянная трубка.
        • Ареометр.
        • Наконечник и резиновая груша.

        Процедура замеров происходит следующим образом: находим заливное отверстие аккумулятора и вставляем в него наконечник денсиметра. После этого с помощью груши набираем вещество внутрь корпуса. Далее оставляем прибор в спокойствии, причем ареометр должен плавать в жидкости и не касаться стенок.

        Если у вас нет денсиметра, то можно попытаться проверить плотность другим способов – с помощью вольтметра. Для этого нужно подключить устройство к клеммам и измерить напряжение, которое должно находиться в пределах от 11.9 до 12.5 В. Далее нужно включить зажигание и раскрутить мотор до 2500 оборотов. При этом уровень напряжения должен подскочить к 13.9 В, но не превышать 14.4 В. Если ничего не происходит, то это может свидетельствовать о том, что аккумулятор необходимо зарядить.

        Меры предосторожности

        При работе с электролитом нужно соблюдать максимальную осторожность, а все работы необходимо проводить в очках и перчатках. Помните, что если вы самостоятельно разводите электролит, то нужно вливать кислоту в воду, но не наоборот. Поскольку плотность этих веществ сильно отличается, то ошибка может стать результатом серьезных ожогов.

        Помимо этого, никогда не переворачивайте аккумулятор вверх дном, поскольку это может стать причиной короткого замыкания АКБ. В общем, всегда выполняйте все операции осторожно и согласно инструкциям. Это позволит вам быть уверенным в состоянии аккумулятора на все 100%. Удачи!

        Замечательная плотность новой литиевой батареи обещает огромный запас хода для электромобилей

        Для того, чтобы электрические самолеты действительно взлетели, а электромобили могли путешествовать на гораздо большие расстояния между зарядками, нам понадобятся батареи, которые содержат гораздо больше энергии, но не становятся чрезмерно тяжелыми. Группа специалистов из Германии продемонстрировала новую литий-металлическую батарею с плотностью, значительно превышающей значительный эталонный показатель 500 Втч / кг, и способностью сохранять свою производительность в течение сотен циклов.

        Сегодняшние литий-ионные батареи прекрасно справляются с задачей поддержания работоспособности современного мира, от электромобилей до смартфонов и портативных компьютеров, но ученые видят большой потенциал, который можно раскрыть с помощью изменений в их архитектуре.Одна из наиболее многообещающих возможностей — замена графита, используемого в одном из электродов батареи, на чистый металлический литий, материал, который может удерживать в 10 раз больше энергии.

        По этой причине металлический литий провозглашается некоторыми исследователями аккумуляторов «материалом мечты» и может помочь нам преодолеть ключевое узкое место в хранении энергии, но до сих пор технологии преследовали проблемы со стабильностью. Во многом это связано с побочными реакциями между раствором электролита, который несет ионы лития, и двумя электродами батареи, катодом и анодом.

        Среди множества исследовательских групп, работающих над решением этой проблемы, есть группа из Технологического института Карлсруэ и Института Гельмгольца в Ульме (HIU), которые разработали проект, который в значительной степени позволяет обойти эту проблему. Исследователи начали с того, что описывается как слоистый катод с низким содержанием кобальта и никеля (NCM88) и коммерчески доступный органический электролит под названием LP30. В то время как катод достиг высокой плотности энергии, вскоре возникла нестабильность, и емкость аккумулятора уменьшилась по мере того, как батарея была перезагружена.

        «В электролите LP30 частицы трескаются на катоде, — объясняет профессор Стефано Пассерини, директор HIU. — Внутри этих трещин электролит реагирует и повреждает структуру. Кроме того, на аноде образуется толстый покрытый мхом слой, содержащий литий ».

        Итак, команда заменила электролит LP30 на альтернативный, который значительно повысил производительность. Описанный как нелетучий, трудновоспламеняемый, двуханионный ионный жидкий электролит (ILE), этот ингредиент в значительной степени предотвращает структурные дефекты на катоде и спасает батарею от фатальных электрохимических реакций.

        «С помощью ILE можно значительно уменьшить структурные модификации катода, богатого никелем», — говорит д-р Гук-Тэ Ким.

        И результаты по праву называют «замечательными». Литий-металлический аккумулятор с такой архитектурой имел плотность энергии 560 Втч / кг. Для контекста существуют исследовательские консорциумы, посвященные преодолению порогового значения плотности 500 Втч / кг для обеспечения электропитания электромобилей следующего поколения, в то время как лучшие в своем классе литий-ионные батареи сегодня имеют плотность энергии от 250 до 300 Втч / кг. .

        Ранее в этом году мы сообщали о рекордной литий-металлической батарее с плотностью энергии 350 Втч / кг, которая сохранила 76 процентов своей емкости в течение 600 циклов. Что касается долговечности, новая конструкция литий-металлической батареи также показала себя замечательно, начиная с начальной емкости 214 мАч / г в катодном материале и сохраняя 88 процентов от этой емкости в течение 1000 циклов.

        На диаграмме показаны характеристики недавно разработанной литий-металлической батареи по сравнению с более традиционной конструкцией

        Fanglin Wu and Dr.Маттиас Кюнцель, KIT / HIU

        Другая область, в которой новая литий-металлическая батарея оказалась очень эффективной, заключалась в ее кулоновской эффективности, которая связана с тем, насколько эффективно ионы лития переносятся между анодом и катодом. Зарядка 100 ионов лития с последующим возвратом 100 ионов лития после разрядки обеспечит 100-процентный кулоновский КПД, и, по словам Йи Цуй, профессора материаловедения, инженерии и фотоники в Национальной ускорительной лаборатории SLAC, коммерческим батареям требуется КПД не более не менее 99.9 процентов, чтобы быть жизнеспособными. Создатели этой новой литий-металлической батареи сообщают о средней кулоновской эффективности 99,94 процента.

        Предстоит еще проделать большую работу, чтобы воплотить эти многообещающие результаты на лабораторных элементах в реальный мир, но стабильная батарея с такой высокой плотностью энергии может изменить правила игры, когда дело доходит до электрического транспорта. Например, электрические самолеты сильно ограничены плотностью энергии современных батарей и поэтому могут преодолевать относительно короткие расстояния.Ограниченный диапазон электромобилей можно решить в некоторой степени за счет расширения инфраструктуры зарядки, но тип высокого отношения энергии к весу, наблюдаемый в этой батарее, может позволить им преодолевать огромные расстояния и многое сделать для подавления так называемого беспокойства по поводу дальности полета среди потенциальные покупатели.

        Исследование опубликовано в журнале Joule.

        Источник: Технологический институт Карлсруэ

        Что такое твердотельный аккумулятор для электромобиля?

        Твердотельный аккумулятор — это перезаряжаемая система хранения энергии, аналогичная по общей структуре и принципу действия более знакомой литий-ионной батарее.Они отличаются тем, что литий-ионный аккумулятор содержит жидкий электролит, а твердотельный аккумулятор — как следует из названия — имеет твердотельный. Это позволяет твердотельным батареям быть легче, иметь большую плотность энергии, обеспечивать больший радиус действия и быстрее заряжаться. Задача сделать твердотельные батареи жизнеспособными — это разработка технологии, обычно используемой в небольших устройствах, и ее применение в крупномасштабных приложениях, таких как электромобили.

        Какой тип аккумулятора используется в электромобиле?

        Первым серийным электромобилем стал EV1, выпущенный General Motors в 1996 году.Специально созданный электромобиль с нуля, 2-местное купе имело запас хода 78 миль, разгонялся до 50 миль в час за 6,3 секунды и требовал более 5 часов для полной зарядки. Его питал свинцово-кислотный аккумулятор.

        Когда всего три года спустя было выпущено второе поколение EV1, его источник питания переключился на никель-металлогидридный аккумулятор, и запас хода увеличился почти вдвое до 142 миль.

        В тот момент, когда выводился из обращения EV1, Tesla Motors вошла в автомобильную сферу со своим Tesla Roadster, первым серийным электромобилем с аккумуляторной батареей, в котором использовались литий-ионные батареи.Как говорится, остальное уже история.

        Что такое литий-ионный аккумулятор и как он работает?

        Литий-ионные батареи стали стандартом для питания многих устройств, от бытовой электроники, такой как мобильные телефоны и ноутбуки, до мобильных и транспортных средств, таких как велосипеды и автомобили.

        В отличие от свинцово-кислотных и никель-металлогидридных батарей прошлого, литий-ионные батареи сконструированы с жидким электролитом для управления потоком энергии между катодом и анодом.Преимущества литий-ионной батареи включают более длительный срок службы батареи, лучшую производительность при различных температурах, пригодные для повторного использования компоненты и более высокую плотность энергии. Плотность энергии — это количество энергии, которое батарея может хранить на единицу веса. Проще говоря, чем выше плотность, тем выше выходная мощность.

        Несмотря на множество преимуществ, у литий-ионных аккумуляторов есть недостатки. Несмотря на то, что он легче, чем старые аккумуляторные батареи, его жидкие внутренние части все же делают ионы лития довольно тяжелыми. Они также лучше работают в штабелируемых упаковках, что увеличивает их вес.Кроме того, электролиты легко воспламеняются, могут быть нестабильными при экстремальных температурах и при повреждении или неправильном заряде могут привести к взрывам или пожарам. Нет недостатка в новостях, охватывающих все, от мобильных телефонов до самолетов, которые загорелись из-за проблем с аккумулятором.

        Что такое твердотельный аккумулятор и как он работает?

        За счет отказа от всплескивающего горючего жидкого электролита твердотельные батареи по умолчанию становятся более стабильными и компактными. Твердый электролит может состоять из любого количества повседневных материалов, таких как керамика и стекло.

        Твердотельные батареи уже много лет используются в небольших устройствах, таких как кардиостимуляторы, а также в устройствах RFID и носимых устройствах. Меньшее количество кусочков означает, что меньше вещей может пойти не так. В дополнение к повышенной безопасности, размеру и стабильности твердотельные батареи в электромобилях также будут предлагать более быстрое время зарядки, больший диапазон перемещения и даже большую плотность энергии.

        Твердотельные аккумуляторы могут быть заряжены до 80 процентов за 15 минут и меньше нагружаются после нескольких циклов зарядки.Литий-ионный аккумулятор начнет разряжаться и терять емкость после 1000 циклов. С другой стороны, твердотельный аккумулятор сохранит 90 процентов своей емкости после 5000 циклов.

        Когда в электромобилях будут использоваться твердотельные батареи?

        Несмотря на все преимущества, увеличение производства до уровня, необходимого для использования в электромобилях, остается дорогостоящим мероприятием. Помните, что твердотельные батареи славятся умными часами и регулятором сердцебиения.

        Затраты на разработку и производственные трудности являются ключевыми недостатками при производстве твердотельных батарей для массовых электромобилей.Но так же, как литий-ионные батареи стали более доступными, идея состоит в том, что и твердотельная версия тоже станет такой же. А автопроизводители вкладывают огромные средства в эту технологию, особенно с учетом стратегии бренда с нулевым уровнем выбросов и линейки продуктов только для электромобилей.

        BMW и Ford инвестируют 130 миллионов долларов в Solid Power, стартап по производству твердотельных батарей в Колорадо. Hyundai вкладывает 100 миллионов долларов в SolidEnergy Systems, дочернюю компанию Массачусетского технологического института.Toyota, которая сотрудничает с Panasonic, объявила, что в этом году дебютирует прототип внедорожника с твердотельной батареей. Также инвестируют General Motors и Volkswagen.

        Краткое описание

        Audi, Bentley, Dodge, Jaguar, Jeep, Land Rover, Lotus, Mazda, MINI, Nissan, Volvo — практически каждый автопроизводитель от A до V обнародовал свои планы электрификации и целевые сроки нулевых выбросов. Некоторые пошли еще дальше и объявили, что бензиновые и дизельные двигатели выйдут из своих модификаций к 2050 году.

        Но электромобили должны быть прибыльными для автопроизводителей, доступными для потребителей и полностью заменять автомобили, оборудованные двигателем внутреннего сгорания (ДВС), за фунт за фунт. Тем не менее, даже с большим количеством вариантов электромобилей, чем когда-либо, автомобили с бензиновым двигателем продолжают доминировать на рынке. В конце концов, ископаемое топливо дешево, выбор транспортных средств по-прежнему велик, а дозаправка занимает считанные минуты.

        Тем не менее, привлекательность твердотельных батарей не вызывает сомнений, и их потенциал может заставить автопроизводителей сдержать свои производственные обещания.Электромобили уже соответствуют или превосходят своих коллег с ДВС в конструкторском отделе. Избавьтесь от беспокойства по поводу дальности действия, обеспечьте паритет цен и предложите привлекательную производительность, и, возможно, потребители искренне купятся в будущем, когда будут полностью электромобили.

        Твердотельные батареи ускоряют электромобили, повышают энергопотребление

        Мы живем в новую эру космических полетов: национальные космические агентства больше не единственная игра в городе, и космос становится более доступным.Ракеты, построенные коммерческими игроками, такими как Blue Origin выводит на орбиту частных лиц. Тем не менее, Blue Origin, SpaceX и Virgin Galactic поддерживаются миллиардерами с огромными ресурсами, и все они выразили намерение продавать полеты на сотни тысяч и миллионы долларов. У Copenhagen Suborbitals совсем другое видение. Мы считаем, что космические полеты должны быть доступны для всех, кто хочет потратить время и силы.

        Copenhagen Suborbitals была основана в 2008 году инженером-самоучкой и космическим архитектором, ранее работавшим в НАСА.С самого начала миссия была ясна: полет с экипажем в космос. Оба основателя покинули организацию в 2014 году, но к тому времени у проекта было около 50 волонтеров и большой импульс.

        Группа взяла за основу принцип, что проблемы, связанные с дешевым созданием пилотируемого космического корабля, — это все инженерные проблемы, которые могут быть решены, по отдельности, прилежной командой умных и преданных делу людей. Когда люди спрашивают меня, почему мы это делаем, я иногда отвечаю: «Потому что мы можем.»

        Добровольцы используют баллон с аргоном [слева], чтобы заполнить трубу, в которой элементы двигателя сплавлены вместе. Команда недавно изготовила топливный бак для ракеты Spica [справа] в своей мастерской.

        Наша цель — достичь линии Кармана, которая определяет границу между атмосферой Земли и космическим пространством, на высоте 100 километров над уровнем моря. Космонавт, достигший такой высоты, после выключения двигателей получит несколько минут тишины и невесомости и насладится захватывающим видом.Но это будет нелегкая поездка. Во время спуска капсула будет испытывать внешнюю температуру 400 ° C и g с силой 3,5, поскольку она несется по воздуху со скоростью до 3500 километров в час.

        Я присоединился к группе в 2011 году, после того, как организация уже переехала из производственного помещения на списанном пароме в ангар недалеко от набережной Копенгагена. Ранее в том же году я наблюдал за первым запуском Copenhagen Suborbital, в котором ракета HEAT-1X взлетела с мобильной стартовой платформы в Балтийском море, но, к сожалению, совершила аварийную посадку в океане, когда большинство ее парашютов не раскрылось.Я принес в организацию некоторые базовые знания о спортивных парашютах, полученные за годы прыжков с парашютом, которые, как я надеялся, превратятся в полезные навыки.

        Следующая веха для команды наступила в 2013 году, когда мы успешно запустили ракету Sapphire, нашу первую ракету с системами наведения и навигации. Его навигационный компьютер использовал 3-осевой акселерометр и 3-осевой гироскоп, чтобы отслеживать его местоположение, а его система управления тягой удерживала ракету на правильной траектории, перемещая четыре установленных на сервоприводе медных реактивных лопасти, которые были вставлены в выхлопную трубу. сборка.

        Мы считаем, что космические полеты должны быть доступны всем, кто желает потратить время и силы.

        Ракеты HEAT-1X и Sapphire были заправлены смесью твердого полиуретана и жидкого кислорода. Мы стремились разработать двухкомпонентный ракетный двигатель, который смешивал бы жидкий этанол и жидкий кислород, потому что такие жидкостные двигатели одновременно эффективны и мощны. Ракета HEAT-2X, запуск которой запланирован на конец 2014 года, должна была продемонстрировать эту технологию.К сожалению, его двигатель загорелся буквально во время статических испытаний за несколько недель до запланированного запуска. Этот тест должен был быть контролируемым 90-секундным прожигом; вместо этого из-за ошибки сварки большая часть этанола хлынула в камеру сгорания всего за несколько секунд, что привело к сильному пожару. Я стоял в нескольких сотнях метров и даже с такого расстояния чувствовал жар на лице.

        Двигатель ракеты HEAT-2X был выведен из строя, и миссия была отменена.Хотя это было большим разочарованием, мы извлекли ценные уроки. До этого мы основывали наши проекты на наших существующих возможностях — инструментах в нашей мастерской и людях, участвующих в проекте. Провал заставил нас сделать шаг назад и подумать, какие новые технологии и навыки нам необходимо освоить, чтобы достичь нашей конечной цели. Это переосмысление привело нас к разработке относительно небольших ракет Nexø I и Nexø II для демонстрации ключевых технологий, таких как парашютная система, двухкомпонентный двигатель и узел регулирования давления для резервуаров.

        Для запуска Nexø II в августе 2018 года наша стартовая площадка находилась в 30 км к востоку от Борнхольма, самого восточного острова Дании, в части Балтийского моря, используемой датским флотом для военных учений. Мы покинули гавань Борнхольма Нексё в час ночи, чтобы добраться до обозначенного участка океана как раз к запуску в 9 часов утра, время, утвержденное шведской службой управления воздушным движением. (Пока наши лодки находились в международных водах, Швеция осуществляет надзор за воздушным пространством над этой частью Балтийского моря.) Многие из наших членов экипажа весь предыдущий день провели испытания различных систем ракеты и не спали перед запуском.Мы пили кофе.

        Когда Nexø II взлетел, аккуратно отделившись от стартовой башни, мы все обрадовались. Ракета продолжала двигаться по траектории, сбрасывая носовой обтекатель, когда она достигла апогея в 6500 метров, и все это время отправляла телеметрические данные обратно на наш корабль управления полетами. Когда он начал снижаться, он сначала развернул свой баллют, похожий на воздушный шар парашют, используемый для стабилизации космического корабля на больших высотах, а затем развернул свой главный парашют, который мягко опустил его к океанским волнам.

        В 2018 году ракета Nexø II успешно стартовала [слева] и благополучно вернулась в Балтийское море [справа].

        Запуск на шаг приблизил нас к освоению логистики запуска и посадки в море. Для этого запуска мы также проверяли нашу способность предсказывать траекторию полета ракеты. Я создал модель, которая оценила приводнение в 4,2 км к востоку от стартовой платформы; фактически он приземлился в 4,0 км к востоку. Эта управляемая посадка на воду — наша первая под полностью надутым парашютом — была для нас важным подтверждением концепции, поскольку мягкая посадка является абсолютным императивом для любой миссии с экипажем.

        В апреле этого года команда провела статические испытания двигателя на новых топливных форсунках. Карстен Олсен

        Двигатель Nexø II, который мы назвали BPM5, был одним из немногих компонентов, которые мы полностью не обработали в нашей мастерской; датская компания производила самые сложные детали двигателя. Но когда эти детали прибыли в нашу мастерскую незадолго до даты запуска, мы поняли, что выхлопное сопло немного деформировано. У нас не было времени заказать новую деталь, поэтому один из наших добровольцев, Якоб Ларсен, использовал кувалду, чтобы придать ей форму.Двигатель выглядел некрасиво — мы прозвали его Franken-Engine — но работал. С момента полета Nexø II мы более 30 раз запускали этот двигатель в испытаниях, иногда выходя за рамки проектных ограничений, но мы еще не заглушили его.

        15-минутная поездка астронавта Spica к звездам станет результатом более чем двух десятилетий работы.

        Эта миссия также продемонстрировала нашу новую систему регулирования динамического давления (DPR), которая помогла нам контролировать поток топлива в камеру сгорания.В Nexø I использовалась более простая система, называемая продувкой под давлением, в которой топливные баки на одну треть были заполнены сжатым газом для подачи жидкого топлива в камеру. В DPR резервуары заполнены топливом до отказа и соединены набором регулирующих клапанов с отдельным резервуаром газообразного гелия под высоким давлением. Эта установка позволяет нам регулировать количество газообразного гелия, поступающего в баки, чтобы протолкнуть топливо в камеру сгорания, что позволяет нам программировать различные величины тяги в разных точках во время полета ракеты.

        Миссия Nexø II в 2018 году доказала, что наш дизайн и технологии в основе своей являются надежными. Пришло время начать работу над оценкой людей Ракета Spica.

        Copenhagen Suborbitals надеется отправить астронавта в воздух на своей ракете Spica примерно через десять лет. Каспар Стэнли

        Ракета Spica с капсулой экипажа будет иметь высоту 13 метров и полную стартовую массу 4000 кг, из которых 2600 кг будет топливом.Это будет со значительным отрывом самая большая ракета, когда-либо построенная любителями.

        Ракета Spica будет использовать двигатель BPM100, который команда в настоящее время производит. Томас Педерсен

        Его двигатель, 100 кН BPM100 использует технологии, которые мы освоили для BPM5, с некоторыми улучшениями. Как и в предыдущей конструкции, в нем используется регенеративное охлаждение, при котором часть топлива проходит через каналы вокруг камеры сгорания, чтобы ограничить температуру двигателя.Чтобы протолкнуть топливо в камеру, он использует комбинацию простого метода сброса давления на первом этапе полета и системы DPR, которая дает нам более точный контроль над тягой ракеты. Детали двигателя будут изготовлены из нержавеющей стали, и мы надеемся сделать большинство из них самостоятельно из листового проката. Самая сложная часть — секция «горловины» с двойным изгибом, которая соединяет камеру сгорания с выхлопным соплом, требует обрабатывающего оборудования с компьютерным управлением, которого у нас нет. К счастью, у нас есть хорошие контакты в отрасли, которые могут нам помочь.

        Одним из основных изменений стал переход от топливной форсунки Nexø II в стиле душевой лейки к топливной форсунке с коаксиальным вихрем. В форсунке для душа было около 200 очень маленьких топливных каналов. Его было сложно изготовить, потому что если что-то пошло не так, когда мы делали один из этих каналов — скажем, сверло застревает — нам приходилось все выбросить. В инжекторе с коаксиальным вихревым движением жидкое топливо поступает в камеру в виде двух вращающихся жидких слоев, и когда листы сталкиваются, они распыляются, чтобы создать топливо, которое воспламеняется.В нашем вихревом инжекторе используется около 150 завихрителей, которые собраны в одну конструкцию. Эта модульная конструкция должна быть проще в изготовлении и тестировании для обеспечения качества.

        Двигатель BPM100 заменит старую топливную форсунку типа «душевая лейка» [справа] на коаксиально-вихревую форсунку [слева], которую будет проще производить. Томас Педерсен

        В апреле этого года мы провели статические испытания форсунок нескольких типов. Сначала мы провели испытание хорошо изученного инжектора для душевой лейки, чтобы установить базовый уровень, затем протестировали латунные вихревые форсунки, изготовленные традиционным фрезерованием, а также стальные вихревые форсунки, изготовленные с помощью 3D-печати.В целом мы остались довольны работой обоих вихревых форсунок, и мы все еще анализируем данные, чтобы определить, какая из них работает лучше. Тем не менее, мы видели некоторые нестабильность горения, а именно некоторые колебания пламени между форсункой и горловиной двигателя, потенциально опасное явление. У нас есть хорошее представление о причине этих колебаний, и мы уверены, что несколько изменений дизайна могут решить эту проблему.

        Доброволец Джейкоб Ларсен держит латунную топливную форсунку, которая хорошо зарекомендовала себя во время испытаний двигателя в 2021 году. Карстен Олсен

        Вскоре мы приступим к созданию полномасштабного двигателя BPM100, который в конечном итоге будет включать новую систему наведения для ракеты. У наших предыдущих ракет внутри выхлопных сопел двигателей были металлические лопатки, которые мы перемещали, чтобы изменить угол тяги. Но эти лопатки создавали лобовое сопротивление в выхлопном потоке и снижали эффективную тягу примерно на 10 процентов. В новом дизайне есть карданы, которые поворачивают весь двигатель вперед и назад для управления вектором тяги.В качестве дополнительной поддержки нашей уверенности в том, что сложные инженерные проблемы могут быть решены умными и преданными своему делу людьми, наша система карданного подвеса была разработана и протестирована 21-летним студентом из Нидерландов по имени Джоп Нийенхуис, который использовал конструкцию карданного подвеса в качестве своей диссертации. проект (за который получил высшую оценку).

        Мы используем те же компьютеры наведения, навигации и управления (GNC), которые мы использовали в ракетах Nexø. Одна из новых проблем — это капсула экипажа; как только капсула отделится от ракеты, нам придется управлять каждой частью самостоятельно, чтобы вернуть их обе на Землю в желаемой ориентации.Когда происходит разделение, компьютерам GNC для двух компонентов необходимо будет понять, что параметры оптимального полета изменились. Но с точки зрения программного обеспечения это незначительная проблема по сравнению с теми, которые мы уже решили.

        Бьянка Диана работает на дроне, который она использует для тестирования новой системы наведения для ракеты Spica. Карстен Олсен

        Моя специальность — парашютный дизайн. Я работал над баллютом, который надувается на высоте 70 км, чтобы замедлить пилотируемую капсулу во время ее высокоскоростного начального спуска, и основных парашютах, которые надуваются, когда капсула находится на высоте 4 км над уровнем океана.Мы протестировали оба типа, заставив парашютистов выпрыгивать из самолетов с парашютами, последний раз в прыжке с парашютом. Тест баллута 2019 года. Пандемия вынудила нас приостановить испытания парашютов, но вскоре мы должны возобновить их.

        Для парашюта, который будет разворачиваться от ракеты-носителя Spica, команда провела испытания небольшого прототипа ленточного парашюта. Мэдс Стенфатт

        Что касается тормозного парашюта, который будет разворачиваться от ракеты-носителя, мой первый прототип был основан на конструкции под названием Supersonic X, которая представляет собой парашют, который чем-то похож на летающий лук, и его очень легко сделать.Однако я неохотно перешел на ленточные парашюты, которые были более тщательно протестированы в условиях высоких нагрузок и оказались более устойчивыми и надежными. Я говорю «неохотно», потому что знал, сколько работы потребуется, чтобы собрать такое устройство. Сначала я сделал парашют диаметром 1,24 метра, у которого было 27 лент, проходящих через 12 панелей, каждая из которых прикреплена в трех местах. Итак, на этом маленьком прототипе мне пришлось сшить 972 соединения. Полноценная версия будет иметь 7920 точек подключения. Я пытаюсь непредвзято относиться к этой проблеме, но я также не буду возражать, если дальнейшие испытания покажут, что дизайн Supersonic X достаточен для наших целей.

        Мы протестировали две капсулы экипажа в прошлых миссиях: Tycho Brahe в 2011 году и Tycho Deep Space в 2012 году. Капсула экипажа Spica следующего поколения не будет просторной, но она будет достаточно большой, чтобы вместить одинокий космонавт, который будет сидеть в течение 15 минут полета (и двух часов предполетных проверок). Первый космический корабль, который мы строим, представляет собой тяжелую стальную «шаблонную» капсулу, базовый прототип, который мы используем для разработки практической схемы и конструкции.Мы также будем использовать эту модель для проверки конструкции люка, общей устойчивости к давлению и вакууму, а также аэродинамики и гидродинамики формы, поскольку мы хотим, чтобы капсула упала в море с минимальным ударом для находящегося внутри астронавта. Как только мы будем довольны стандартным дизайном, мы сделаем облегченную летную версию.

        Copenhagen Suborbitals в настоящее время имеет трех кандидатов в космонавты для своего первого полета: слева направо, Мэдс Стенфатт, Анна Олсен и Карстен Олсен. Мэдс Стенфатт

        Три члена команды Copenhagen Suborbitals в настоящее время являются кандидатами на пост астронавтов в нашей первой миссии с экипажем — я, Карстен Олсен и его дочь Анна Олсен. Все мы понимаем и принимаем риски, связанные с полетом в космос на самодельной ракете. В наших повседневных операциях мы, кандидаты в космонавты, не получаем никакого специального лечения или подготовки. Наша единственная дополнительная обязанность до сих пор заключалась в том, чтобы сидеть в кресле экипажа и проверять ее размеры.Поскольку до нашего первого полета с экипажем еще десять лет, список кандидатов вполне может измениться. Что касается меня, я считаю, что просто быть частью миссии и помочь построить ракету, которая доставит в космос первого астронавта-любителя, — это большая слава. Стану я этим космонавтом или нет, я всегда буду гордиться нашими достижениями.

        Астронавт отправится в космос внутри небольшой капсулы экипажа на ракете Spica. Космонавт останется сидеть в течение 15-минутного полета (и для 2-часовой полетной проверки ранее). Карстен Брандт

        Люди могут задаться вопросом, как мы проживаем скудный бюджет, составляющий около 100 000 долларов в год, особенно когда они узнают, что половина нашего дохода идет на оплату аренды нашей мастерской. Мы сокращаем расходы, покупая как можно больше стандартных готовых деталей, а когда нам нужны нестандартные конструкции, нам повезло работать с компаниями, которые предоставляют нам щедрые скидки для поддержки нашего проекта. Мы запускаем из международных вод, поэтому нам не нужно платить за пусковую площадку.Когда мы едем на Борнхольм для запуска катеров, каждый волонтер оплачивает свою работу, и мы остаемся в спортивном клубе недалеко от гавани, спим на циновках на полу и принимаем душ в раздевалках. Иногда я шучу, что наш бюджет составляет примерно одну десятую того, что НАСА тратит на кофе. Тем не менее, этого вполне может быть достаточно для выполнения работы.

        Мы планировали впервые запустить Spica летом 2021 года, но наш график был отложен из-за пандемии COVID-19, из-за которой наш семинар был закрыт на много месяцев.Теперь мы надеемся на испытательный запуск летом 2022 года, когда условия на Балтийском море будут относительно спокойными. Для этого предварительного испытания Spica мы заполним топливные баки лишь частично и будем стремиться отправить ракету на высоту от 30 до 50 км.

        Если этот полет будет успешным, в следующем испытании Spica увезет больше топлива и взлетит выше. Если рейс 2022 года не состоится, мы выясним, что пошло не так, устраним проблемы и попробуем еще раз. Примечательно думать, что возможная 15-минутная поездка астронавта Spica к звездам станет результатом более чем двух десятилетий работы.Но мы знаем свои Сторонники отсчитывают время до исторического дня, когда астронавт-любитель заберется на борт самодельной ракеты и помашет Земле на прощание, готовый совершить гигантский скачок в самодельном стиле.

        Эта статья появится в печатном номере за декабрь 2021 года как «Первый космонавт, финансируемый за счет средств краудфандинга».

        Парашютист, который шьет

        HENRIK JORDAHN

        Мэдс Стенфатт первым обратился в Copenhagen Suborbitals с конструктивной критикой.В 2011 году, просматривая фотографии последнего запуска ракеты, сделанной самодельными ракетчиками, он заметил камеру, установленную рядом с парашютным аппаратом. Стенфатт отправил электронное письмо с подробным описанием своей обеспокоенности, а именно, что стропы парашюта могут легко запутаться вокруг камеры. «По сути, я получил ответ:« Если у тебя получится лучше, присоединяйся к нам и сделай это сам », — вспоминает он. Так он стал волонтером единственной в мире программы космических полетов с экипажем, финансируемой за счет краудфандинга.

        Как парашютист-любитель, Стенфатт знал основы механики упаковки и развертывания парашюта.Он начал помогать Copenhagen Suborbitals в разработке и упаковке парашютов, а несколько лет спустя он также взял на себя работу по пошиву парашютов. Раньше он никогда не пользовался швейной машиной, но быстро учился по ночам и по выходным за своим обеденным столом.

        Одним из его любимых проектов была разработка высотного парашюта для ракеты Nexø II, запущенная в 2018 году. Работая над прототипом и ломая голову над дизайном воздухозаборников, он обнаружил, что просматривает датский швейный сайт. на компонентах бюстгальтера.Он решил использовать косточки бюстгальтера, чтобы сделать воздухозаборники более жесткими и держать их открытыми, что сработало довольно хорошо. Хотя в конечном итоге он пошел в другом направлении дизайна, этот эпизод является классическим примером духа Copenhagen Suborbitals: черпайте вдохновение и ресурсы, где бы вы их ни находили, чтобы выполнить свою работу.

        Сегодня Стенфатт является ведущим конструктором парашютов, частым представителем и кандидатом в космонавты. В свободное время он также продолжает прыгать с парашютом, совершив сотни прыжков на своем счету.Имея достаточный опыт масштабирования по небу, ему очень любопытно, каково было бы двигаться в другом направлении.

        Статьи с вашего сайта

        Статьи по теме в Интернете

        Новые, действительно новые новости о батареях для электромобилей. Это новое. Действительно!

        Производители электромобилей хотят двух вещей: более дешевых батарей и батарей с более высокой плотностью энергии. (Было бы неплохо, если бы они тоже не загорались.) К сожалению, эти две цели в значительной степени исключают друг друга.Литий-железо-фосфатные батареи дешевле, но имеют относительно низкую удельную энергию. Обычные литий-ионные батареи, содержащие кобальт, никель или другие минералы, имеют самую высокую доступную плотность энергии, но они дороги. Рынок начинает расходиться: более дорогие батареи идут в автомобили высокого класса, а те, которые стоят меньше, используются для питания менее дорогих моделей.

        Следует иметь в виду, что исследования аккумуляторов ведутся в лабораториях по всему миру. Изучается множество возможностей, но ни одна из них не достигла точки, когда они готовы к производству в коммерческих объемах.Еще один фактор, о котором следует помнить, — это то, что производители аккумуляторов вложили миллиарды в оборудование, которое производит элементы аккумуляторов. Любая новая технология, которая не может использовать существующий производственный процесс, получит холодный прием в отрасли.

        Натрий-ионные батареи

        Натрий-ионные батареи существуют почти столько же, сколько литий-ионные. Натрия в 300 раз больше, чем лития, что делает его намного дешевле, но первые натрий-ионные батареи имели низкую плотность энергии и короткий срок службы.Литий-ионный стал излюбленным элементом индустрии аккумуляторов, а натрий отошел на задний план в исследованиях аккумуляторных батарей.

        Но все меняется. В июле этого года CATL объявила о разработке натриево-ионных аккумуляторных элементов с плотностью энергии 160 Втч / кг. Лучшие литий-ионные элементы могут хранить 240 Втч / кг, но элементы LFP близки к этой цифре 160 Втч / кг. CATL заявляет, что планирует довести удельную энергию своих натриевых батарей до 200 Втч / кг к моменту начала производства в 2023 году.В августе министерство промышленности и информационных технологий Китая заявило, что будет уделять приоритетное внимание разработке, стандартизации и коммерциализации натрий-ионных технологий.

        Натриевые батареи

        обещают иметь более длительный срок службы и более быстрое время зарядки, чем другие батареи, согласно Washington Post, , в котором утверждается, что они могут быть на 30-50% дешевле, чем современные аккумуляторные элементы. Давайте подумаем об этом на мгновение. Дешевле, дольше, быстрая зарядка, адекватная плотность энергии — что не нравится? Их нельзя использовать в Tesla Model S Plaid, но они могут найти применение в автомобилях по цене менее 20 000 долларов.Что бы вы предпочли: несколько сотен пледов Model S, разбросанных по всему миру, или несколько миллионов недорогих, высокоэффективных электромобилей?

        Литий-серные батареи

        Литий-серные батареи имеют плотность энергии до 600 Втч / кг — более чем вдвое больше, чем у лучших доступных литий-ионных батарей. Представьте, что это могло значить. Возможны автомобили с запасом хода 800 миль и более. Это хорошо. Но батареи Li-S имеют свойство съедать свои электроды. Плохо.

        Исследователи из Университета Монаш в Мельбурне, Австралия, считают, что они решили проблему, добавив крошечную дозу сахара в формулу, используемую для изготовления электродов для Li-S батарей.«Менее чем через десять лет эта технология может привести к появлению транспортных средств, включая электрические автобусы и грузовики, которые могут путешествовать из Мельбурна в Сидней без подзарядки. Это также может способствовать инновациям в области доставки и сельскохозяйственных дронов, где малый вес имеет первостепенное значение », — рассказывает профессор Майнак Маджумдер The Driven . Исследование было недавно опубликовано в журнале Nature Communications . Исследователи обнаружили, что добавление глюкозы, полученной из сахара, защищает электроды от загрязнения соединениями серы внутри батареи.

        Иногда наука может найти вдохновение в прошлом. Исследователи говорят, что на них повлиял отчет о геохимии, опубликованный в 1988 году, в котором описывалось, что теперь вещества на основе сахара обладают способностью сопротивляться разложению в отложениях, когда они образуют химические связи с сульфидами. Они протестировали новые прототипы Li-S аккумуляторов и обнаружили, что им удалось превзойти литий-ионные эквиваленты как минимум на 1000 циклов зарядки / разрядки.

        «Каждая зарядка длится дольше, что продлевает срок службы батареи», — говорит первый автор Инги Хуанг.«И для производства батарей не требуются экзотические, токсичные и дорогие материалы». Соавтор Махдохт Шайбани добавляет, что остаются ключевые проблемы, которые необходимо преодолеть, прежде чем литий-полимерные батареи войдут в промышленное производство. «Хотя многие проблемы на катодной стороне батареи были решены нашей командой, все еще существует потребность в дальнейших инновациях в защите металлического литиевого анода, чтобы обеспечить широкомасштабное внедрение этой многообещающей технологии — инновации, которые могут быть правильными за углом.”

        Исследование было поддержано австралийской дочерней компанией Enserv Group, расположенной в Таиланде, которая надеется в конечном итоге производить литий-серные батареи в Австралии. «Мы хотели бы использовать эту технологию для выхода на растущий рынок электромобилей и электронных устройств», — говорит Марк Густовски, управляющий директор Enserv Australia. «Мы планируем изготовить первые литий-серные батареи в Австралии с использованием австралийского лития в течение примерно пяти лет».

        Аноды из пищевых отходов

        Исследователи из Virginia Tech говорят, что они нашли способ делать аккумуляторные аноды из пищевых отходов.«Это исследование могло бы стать частью головоломки в решении проблем устойчивой энергетики для аккумуляторных батарей», — говорит Хайбо Хуанг, доцент кафедры пищевых наук и технологий Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни VT. «Спрос на эти многоразовые батареи резко вырос, и нам нужно найти способ уменьшить воздействие батарей на окружающую среду».

        Основываясь на предварительных результатах, исследователи обнаружили, что волокно в пищевых отходах является ключом к разработке усовершенствованных углеродных материалов, которые можно использовать в качестве анода батареи, отрицательной клеммы батареи.«Наш уникальный подход к использованию углеродных материалов, полученных из сельскохозяйственных отходов, для размещения щелочных металлов, таких как литий и натрий, принесет значительные успехи в переработку сельскохозяйственных отходов и технологии производства аккумуляторов», — говорит профессор Фэн Линь, согласно отчету компании Technology Networks . .

        Двум исследователям пришла в голову идея использовать пищевые отходы во время игры в баскетбол. «Мы подумали, почему бы не превратить пищевые отходы в материалы для аккумуляторов из-за того, сколько пищевых отходов существует во всем мире», — говорит Хуанг.«Большая часть этих отходов выбрасывается в мусор, а затем отправляется на свалки. Нам просто нужно решить проблему с батареей. Как инженер пищевой промышленности, я могу изменять состав продуктов. Я мог бы удалить белки и липиды вместе с некоторыми минералами, чтобы посмотреть, как это влияет на производительность батареи ».

        Они протестировали различные типы пищевых отходов, чтобы выяснить, можно ли из них успешно использовать для производства батарей. Они обнаружили, что когда определенные соединения были удалены из уравнения, основные соединения целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина могли работать на батарею после термической обработки.

        Предполагается, что вначале технология будет использоваться для недорогих решений по хранению энергии для центров обработки данных или других крупных объектов хранения энергии, где размер батареи не имеет значения. Их исследования будут сосредоточены на уменьшении примесей в углероде, которые в настоящее время являются результатом изобретенного ими процесса.

        «У нас есть возможность решить две неотложные проблемы в двух разных отраслях», — говорит Хуанг. «Много энергии уже вложено в производство и транспортировку продуктов питания в цепочке поставок продуктов питания.Мы должны вернуть ценность пищевых отходов. Это прекрасная возможность, поскольку при производстве аккумуляторов используются материалы, отличные от традиционных углеродных ».

        А потом есть Тойота

        Изображение любезно предоставлено Toyota

        Наконец, в сегодняшнем сборнике новостей об аккумуляторах появилась информация о том, что Toyota решила вложить значительные средства в технологию и производство аккумуляторов. Мы знаем, что Toyota уделяет внимание твердотельным батареям, как и практически все другие автопроизводители в мире. Твердотельные батареи заменяют полужидкую пасту, которая фактически накапливает электроны, пластичным полимером.В результате аккумулятор менее подвержен перегреву, который может привести к возгоранию, а также улучшается производительность зарядки и срок службы аккумулятора. Но технология еще не совсем готова, хотя такие компании, как QuantumScape, StoreDot и Sakti3, считают, что они близки.

        Согласно The Verge , Toyota объявила на этой неделе, что инвестирует 13,6 млрд долларов в создание 10 линий по производству аккумуляторов к 2025 году. В конечном итоге компания заявляет, что у нее может быть до 70 заводов по производству аккумуляторов по всему миру, которые могут произвести 200 ГВтч аккумуляторов ежегодно.Для сравнения: Volkswagen и Ford ожидают, что производство аккумуляторов для их электромобилей к 2030 году вырастет до 240 ГВтч в год.

        Toyota надеется, что ее инвестиции помогут снизить стоимость аккумуляторов на 30% благодаря улучшениям в материалах и конструкции элементов. Он также планирует сделать электромобили более эффективными, что приведет к снижению потребления энергии на километр на 30%. «Благодаря этой комплексной разработке транспортных средств и аккумуляторов мы стремимся снизить стоимость аккумуляторов на одно транспортное средство на 50 процентов по сравнению с Toyota BZ4X во второй половине 2020-х годов», — говорит Масахико Маеда, технический директор компании.

        Является ли это признаком того, что могучая Toyota наконец отказалась от технологии водородных топливных элементов для своих легковых автомобилей? Будем надеяться на это, хотя определенная неприязнь к электромобилям пронизывает компанию начиная с офиса генерального директора Акио Тойоды. Недавно Toyota была обвинена в использовании лоббистов, чтобы задержать или сорвать инициативу президента Джо Байдена по производству электромобилей.

        The Takeaway

        Мир аккумуляторных технологий меняется так быстро, что трудно быть в курсе всех последних новостей.Единственный вопрос заключается в том, выйдут ли на рынок более дешевые, долговечные и быстро заряжаемые батареи вовремя, чтобы ускорить революцию электромобилей. Слишком поздно говорить о новых технологиях, которые могут появиться через 10 или 15 лет. Сейчас миру нужны электромобили.

        Один интересный вопрос: что произойдет с компаниями, занимающимися ископаемым топливом, когда все больше электромобилей будет выходить на дороги? Недавно мы сообщали, что электромобили вытеснили полмиллиарда галлонов бензина в США в прошлом году. Это, ребята, много бензина, и это не сулит ничего хорошего для отрасли, и новости будут ухудшаться, поскольку Ford и GM стоят на пороге вывода на рынок новых электромобилей и грузовиков.Темпы инноваций стремительны и набирают обороты. Золотой век электрического транспорта не за горами и приближается с каждым днем.

        Цените оригинальность CleanTechnica? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или представителем CleanTechnica — или покровителем Patreon.


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

        Аккумулятор для электромобиля, который доставит вас из Парижа в Брюссель и обратно

        Иллюстрация: Элиас Штайн

        Предложение: Электромобили останутся в основном нишевыми продуктами до тех пор, пока их запас хода не достигнет 800 километров, или примерно 500 миль, с доступной батареей.

        Это столько, сколько люди хотели бы проехать за день, а потом у них есть вся ночь, чтобы подзарядиться.

        Вот как мы пришли к цели в 800 км — или хороших круглых 500 миль — в качестве цели для нашего научно-исследовательского проекта Battery 500.Он начался в 2009 году в исследовательском центре IBM Almaden в Сан-Хосе, Калифорния, и с тех пор превратился в международное партнерство с коммерческими и академическими участниками из Европы, Азии и США. Он основан на технологии металл-воздух, которая дает гораздо больше энергии в батарею заданной массы, чем современная литий-ионная батарея. Нам еще далеко до коммерциализации, но мы добились достаточного прогресса, чтобы предсказать, что эти аккумуляторы можно будет использовать в автомобилях в обозримом будущем.Почему мы так уверены? Читать дальше.

        Электродвигатели идеально подходят для привода автомобилей. Они легкие и чрезвычайно мощные, они достигают КПД, превышающего 90 процентов, им не нужны сложные трансмиссии, и они выдают крутящий момент правильным образом, обеспечивая полное вращательное усилие, начиная с нулевых оборотов в минуту. Двигатели внутреннего сгорания, напротив, не развивают высокий крутящий момент, пока не наберут тысячу оборотов в минуту.

        Но даже при том, что они приводятся в движение почти идеальным механизмом, у электромобилей есть огромный недостаток — низкое энергосодержание батарей.Бензин дает около 13 000 ватт-часов на килограмм; Лучшие производимые литий-ионные элементы потребляют всего около 250 Втч / кг. Добавьте массу вспомогательного аккумуляторного оборудования, включая шины, систему охлаждения и систему управления батареями, и плотность энергии всей системы упадет вдвое, что даст батареям жалкий 1 процент от сырой плотности энергии бензина.

        Этот огромный разрыв между плотностями энергии бензина и батарей, казалось, делал невозможным создание конкурентоспособных электромобилей, но успех Tesla Model S показал, что это возможно.Одним из основных факторов в пользу электромобиля является высокая эффективность, с которой он преобразует энергию батареи в движущую силу на колесах — примерно в шесть раз эффективнее, чем в среднем для автомобилей с бензиновым двигателем в Соединенных Штатах. Кроме того, производители электромобилей устанавливают самые большие и тяжелые батареи, которые они могут разумно вписать в свои конструкции. Даже в этом случае дальность полета далеко не соответствует цели в 500 миль. В результате аккумуляторные батареи электромобилей должны иметь удельную энергию как минимум в два раза выше, чем у литий-ионных элементов, чтобы обеспечить запас хода в 800 км.

        Стоимость не менее важна, чем плотность энергии. Стоимость современных аккумуляторных элементов составляет от 200 до 300 долларов за киловатт-час, а это означает, что при среднем диапазоне 5 или 6 км / кВтч автомобилю с запасом хода 800 км потребуется батарея на 150 кВтч стоимостью от 30 000 до 45 000 долларов. Для сравнения: базовая цена автомобиля BMW 2 серии составляет 33 000 долларов. Цена за киловатт-час должна упасть максимум до 100 долларов, чтобы технология получила серьезное распространение. При такой цене гораздо более низкие эксплуатационные расходы на энергопотребление и техническое обслуживание автомобиля вместе с чистым удовольствием от вождения такой отзывчивой машины обеспечат успех на рынке.

        Но как нам получить батарею с дальностью действия 800 км? Что ж, начнем с современного состояния — литий-ионного аккумулятора.

        Обычная или «интеркалированная» литий-ионная батарея представляет собой герметичную систему, в которой один электрод сделан из графита (анод), а противоположный электрод (катод), как правило, из различных оксидов переходных металлов, таких как кобальт, никель. , или марганец. Оба электрода погружены в жидкий органический электролит, содержащий растворенные соли лития.В этом электролите ионы лития перемещаются от одного электрода к другому, причем направление движения зависит от того, заряжается батарея или разряжается. Между электродами, погруженными в электролит, расположен пористый полимерный сепаратор, предотвращающий короткое замыкание электродов. Ионы вставляются между атомными слоями электродного материала. Этот процесс известен как интеркаляция, и он обратим, то есть позволяет перезарядить.

        Если электроды соединены через внешнюю цепь, ионы лития будут мигрировать с отрицательного электрода на положительный электрод, в то время как электроны протекают через присоединенную внешнюю цепь, тем самым разряжая аккумулятор.Приложенное извне напряжение обращает поток ионов в обратном направлении, заряжая аккумулятор. Емкость батареи зависит от того, сколько материала доступно для интеркаляции. Другими словами, емкость батареи связана с объемом и, следовательно, массой анода и катода.

        Металл-воздушные батареи, однако, используют настоящую электрохимическую реакцию, а не интеркаляцию. Для ясности предположим, что это литий. Во время разряда металлический литиевый анод высвобождает ионы лития; они проходят через электролит и соединяются с кислородом на катоде, образуя пероксид лития (Li 2 O 2 ).Как и в обычной литий-ионной батарее, электроны проходят через цепь внешней нагрузки, чтобы компенсировать поток литий-ионных ионов внутри батареи. Пероксид лития накапливается на поверхности пористого углеродного катода, где три участника реакции (ионы лития, электроны и кислород) встречаются и вступают в реакцию. Поскольку реакция происходит на поверхности, объем или масса катодного материала не имеет значения, если у него большая поверхность. Это основная причина, по которой этот тип батарей имеет такую ​​высокую плотность энергии.

        Перезарядка меняет этот порядок событий: приложенное извне напряжение разрушает пероксид лития, кислород диффундирует обратно в окружающую среду, а ионы металла мигрируют обратно к аноду, где они приобретают электроны и, таким образом, превращаются обратно в объемный металл.

        Этот общий принцип можно применить к нескольким различным металлам. Литий-воздух, натрий-воздух — новый интересный соперник [см. Врезку, «Натрий: меньше энергии, больше стабильности»] и калий-воздух — все возможные системы, потому что они поддаются перезарядке.Оказалось, что тяжелые металлы, такие как цинк, магний, железо или алюминий, очень трудно перезарядить, поэтому мы не будем рассматривать их здесь.

        Наша работа была сосредоточена на производстве лития и натрия . Начнем с лития, который обладает большей способностью накапливать энергию. Многие посторонние химические реакции могут нарушить работу этих клеток. Чтобы понять эти побочные реакции, мы точно измеряем количество газов, потребляемых и производимых во время цикла этих ячеек. Для этого мы использовали сложный дифференциальный электрохимический масс-спектрометр, который мы построили в исследовательском центре IBM Almaden.Он включает восемь станций для измерения газа в параллельных экспериментах.

        Именно этот инструмент действительно дал нам ключевые идеи. Например, он показал, что первые литий-воздушные элементы выделяли гораздо меньше кислорода при перезарядке, чем потребляли во время разряда. (Для большинства экспериментов мы используем сухой кислород, а не воздух.)

        В идеальном элементе количество кислорода, потребляемого во время разряда, должно в точности равняться количеству, выделяемому при перезарядке. Таким образом, наше открытие было плохой новостью, потому что оно означало, что большая часть кислорода, выделяемого во время (желаемого) разрушения Li 2 O 2 при перезарядке, атакует компоненты в самом элементе, особенно электролит.Клетки не перезаряжались — они самоуничтожались!

        С помощью нашей сестринской лаборатории IBM в Цюрихе мы отследили источник этой паразитической реакции с помощью экспериментов и компьютерного моделирования. Мы определили, что главной проблемой был наш органический электролит — он разрушался. С тех пор мы прошли долгий путь к решению проблемы. Когда наши последние элементы перезаряжаются, наш новый электролит (мы вскоре опишем его) позволяет им выделять большую часть кислорода, который они потребляют во время разряда.Мы также внимательно следили за водородом и водой, образующимися во время цикла клеток, потому что их присутствие указывает на то, что мы все еще наблюдаем, по крайней мере, еще одну паразитарную реакцию.

        Нам удалось достичь 200 циклов разряд-заряд, хотя до сих пор мы можем сделать это только за счет ограничения разряда ниже теоретического максимума.

        Вот некоторые из наших основных выводов:

        Анод: В отличие от графитовых анодов в стандартном литий-ионном элементе, наши металлические литиевые аноды резко меняют свою поверхность во время перезарядки за счет роста мшистых или древовидных структур, называемых дендритами.Эти дендриты опасны, потому что они обеспечивают проводящие пути между анодом и катодом, которые могут вызвать короткое замыкание ячейки.

        Нам удалось ограничить образование дендритов, установив специальный разделитель между анодом и источником ионов лития. Этот разделитель состоит из слоя — мы пробовали использовать как органические, так и неорганические материалы — который содержит поры нанометрового размера. Это достаточно мало, чтобы равномерно распределить ток протекающих ионов и, таким образом, подавить образование дендритов.С помощью этого нанопористого сепаратора металл остается гладким в течение сотен циклов, тогда как в стандартном сепараторе он образует дендриты всего за несколько циклов. Еще лучше работает другая мембрана, сочетающая в себе ионопроводящие стекла
        и полимерную матрицу.

        К счастью, большой аккумулятор электромобиля требует всего сотни, а не тысячи полных циклов. Например, автомобиль с пробегом в 500 миль необходимо полностью перезарядить только 400 раз, чтобы обеспечить запас хода в 200 000 миль (примерно 320 000 км).

        Электролит: Улучшенные молекулы растворителя электролита, которые мы используем, все еще могут быть разрушены кислородом и другими соединениями, образующимися во время работы элемента. Мы еще не обнаружили ни одного растворителя, который был бы достаточно стабильным для коммерчески полезных литий-воздушных элементов, но мы нашли смесь растворителей, которая работает довольно хорошо.

        Катод: Мы добавляем следы LiNO 2 (нитрат лития) на наш угольный катод, чтобы минимизировать нежелательный каталитический эффект, который ускоряет разрушение электролита во время зарядки и выделяет углекислый газ.Даже в этом случае эта реакция требует, чтобы приложенное напряжение зарядки было выше — на 700 милливольт — чем рабочее напряжение батареи. Такое высокое перенапряжение снижает электрический КПД, то есть часть энергии, закачиваемой в аккумулятор во время зарядки, которая возвращается во время разряда. Хотя это намного лучше, чем то, что вы получаете с обычными углеродными катодами (более 1200 мВ), все же это слишком много для практического использования. Мы получили аналогичные результаты, когда заменили углерод оксидами металлов.

        Катализаторы: Плюсы и минусы преднамеренного использования катализаторов в металл-воздушных батареях являются предметом многочисленных научных споров. Катализаторы часто приводят к очевидному снижению перенапряжения, но нужно быть чрезвычайно осторожным, заявляя о чистой выгоде, потому что катализаторы обычно ускоряют разрушение электролитов. Кроме того, наши теоретические исследования показывают, что энергия активации литий-кислородной реакции в обоих направлениях очень мала. Таким образом, катализаторы не нужны.

        Подготовка воздуха: Мы назвали эти устройства литий-воздушными элементами, но на самом деле мы в основном использовали сухой газообразный кислород. Акцент здесь делается на «сухом», потому что нам нужно только удалить из воздуха водяной пар и углекислый газ, а не азот, чтобы сделать его пригодным для использования. Чтобы добиться этого в промышленных батареях, нам потребуется приложить значительные инженерные усилия для создания системы очистки воздуха, которая будет достаточно легкой, эффективной и надежной, чтобы сохранить энергетическое преимущество этой технологии.

        Еще одна нерешенная инженерная задача — как масштабировать до гораздо более крупных ячеек и интегрировать их в многоклеточный модуль и упаковку, включая индивидуальную систему управления батареями. Наши оригинальные ячейки имеют длину примерно 13 миллиметров и диаметр 76 мм; мы тестируем версии размером 100 на 100 мм.

        Весь проект был мотивирован желанием достичь высокой удельной плотности энергии, то есть энергии на единицу массы. Где мы сейчас находимся?

        Литий-кислородная реакция имеет теоретическую (удельную) плотность энергии 3 460 Вт · ч / кг, что намного превышает теоретический предел любой химии интеркаляции лития-иона.Практическая энергия намного ниже теоретических значений как для интеркаляции, так и для химии металл-воздух из-за инертной массы, вносимой теми компонентами ячейки, которые не принимают участия в реакции. К ним относятся электролит, корпус ячейки, токосъемники и сепаратор. Кроме того, литий-воздушная батарея также будет включать инертную массу оборудования, необходимого для подготовки окружающего воздуха для использования в элементе. Именно эти инженерные проблемы делают практическую разработку литий-воздушных аккумуляторов для автомобилей такой сложной задачей.

        Пока рано говорить о практической плотности энергии для литий-кислородной технологии, не говоря уже о литий-воздушной технологии. Эти числа зависят от инженерных деталей, и проект по-прежнему ориентирован на фундаментальные науки о материалах и химии. Однако первые результаты обнадеживают. Например, мы измерили удельную плотность энергии 15 кВтч / кг неочищенного углеродного катодного материала (5700 миллиампер-часов, умноженных на 2,7 вольт на грамм технического углерода). Но, как мы указывали ранее, практическая плотность энергии будет значительно уменьшена массой всех других компонентов в ячейке.Наша текущая наилучшая оценка того, что практически достижимо, составляет около 800 Втч / кг на уровне элементов.

        Первые практичные металло-воздушные батареи могут быть использованы в автобусах, грузовиках и других больших транспортных средствах, которые могут легче выдерживать массу оборудования для очистки воздуха.
        . Но самые глубокие изменения произойдут, когда технология дойдет до семейного автомобиля, избавив его от «беспокойства по поводу дальности» сегодняшних электромобилей — и освободив всех нас от нашей зависимости от нефти и многих проблем, которые она вызывает.

        Эта статья появилась в печатном выпуске за март 2016 года как «Батарея 800 км».

        Об авторе

        Винфрид В. Вилке возглавляет наноразмерные исследования в лаборатории IBM в Сан-Хосе, Калифорния. Хо-Чеол Ким возглавляет группу передовых аккумуляторов энергии в лаборатории.

        Повышение плотности энергии и более быстрая зарядка откроют революцию электромобилей — pv magazine International

        В прошлом году на долю электромобилей приходилось лишь 3% мирового автомобильного рынка, аналитик WoodMac говорит, что аккумуляторные блоки должны быть дешевле и легче, а беспокойство по поводу дальности полета необходимо решить. изменить привычки водителей.

        Max Hall

        Если индустрия электромобилей (EV) сможет добиться прогресса в удельном энергопотреблении аккумуляторов и радикально повысить скорость зарядки, то через десять лет до восьми из десяти проданных автомобилей могут быть полностью электрическими, по словам аналитика Вуда Маккензи.

        Принадлежащая США компания бизнес-аналитики заявила вчера, что по базовому сценарию внедрения электромобилей в 2030 году на полностью электрические автомобили будет приходиться всего 14% продаж по сравнению с 3% в прошлом году.

        Тем не менее, главный аналитик WoodMac Рам Чандрасекаран сказал, что эта цифра может вырасти до 30-40%, если будут решены проблемы плотности энергии и зарядки, или даже до 70-80%, если в следующем десятилетии зарядка на ходу станет успешной.

        Плотность энергии

        Чандрасекаран сказал, что Tesla Model 3 оснащена «одним из самых передовых аккумуляторных блоков в автомобильной промышленности» с плотностью энергии 160 Втч / кг, что гарантирует, что упаковка составляет около четверти веса автомобиля. , около 480 кг.Аналитик WoodMac предсказал, что к 2030 году удельная энергия литий-ионных аккумуляторов вырастет на 25-35%, что может способствовать дальнейшему развитию альтернативной химии.

        Это будет полдела в том, что касается массового внедрения электромобилей, сказал аналитик, с необходимостью увеличения тарифов на зарядку — другой частью уравнения.

        Аналитик WoodMac сказал, что быстрые зарядные устройства постоянного тока в настоящее время обычно заряжаются со скоростью 50 кВт, что означает, что они могут обеспечить расстояние до 40 миль примерно за десять минут.Для сравнения: домашние зарядные устройства работают с мощностью около 2,5 кВт, но бензин и дизельное топливо, перекачиваемые на заправочной станции, работают с эффективной мощностью около 20 МВт.

        Скорость зарядки

        Чтобы иметь возможность обеспечить дальность действия 200 миль, по словам аналитика WoodMac, потребуется поддержка длительных поездок за десять минут, потребуется повышение скорости зарядки примерно до 300 кВт и создание сети таких объекты, которые будут установлены вдоль автомагистралей по всему миру. Этот прогноз, однако, игнорирует тот факт, что подавляющее большинство поездок на личном автомобиле туда и обратно составляют менее 40 миль.

        Чандрасекаран из WoodMac описал разработку динамической зарядки электромобилей как потенциальный «поворотный момент» для внедрения электромобилей, учитывая повышенную способность автомобилей заряжаться во время движения, что еще больше снизит вес аккумуляторной батареи и беспокойство о дальности адресации.

        Базовый сценарий аналитика предсказывает, что электромобили будут обеспечивать 69% мирового спроса на литий к 2030 году и 49% потребления кобальта, даже без инноваций, необходимых для превращения электромобилей в предпочтительную технологию на этом этапе.По словам аналитика, при обычном ведении бизнеса полные гибриды будут обеспечивать 4-9% проданных автомобилей через десять лет, хотя традиционные автомобили, работающие на ископаемом топливе, по-прежнему будут доминировать, с 66% рынка, по сравнению с 79. % прошлый год.

        Источники сырья

        В рамках глобальной инициативы UP в области устойчивого развития pv magazine ’s, в этом квартале мы сосредоточимся на поиске сырья для хранения энергии. Вы можете с нетерпением ждать новостей о добыче лития в Чили, кобальта из Конго и развитии переработки сырья[email protected] для получения дополнительной информации или присоединяйтесь к нам!

        Этот контент защищен авторским правом и не может быть использован повторно. Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, свяжитесь с нами: [email protected]

        Цена аккумулятора электромобиля

        Какие характеристики у аккумулятора электромобиля?

        Подавляющее большинство полностью электрических транспортных средств используют литий-ионные батареи. Этот тип аккумуляторной батареи обеспечивает лучшую плотность энергии (около 150 Втч / кг).Кроме того, они не страдают эффектом памяти, а это означает, что повторная зарядка — без предварительной разрядки — не влияет на их производительность. Поскольку они более эффективны и стабильны, литий-ионные батареи не требуют обслуживания.

        Принцип их работы основан на обмене ионами лития между двумя электродами (+ и -), известными как аноды и катоды, обычно сделанные из кобальта и графита. Этот обмен ионами между электродами происходит в жидком химическом веществе, известном как электролит.Литиевая батарея состоит из нескольких ячеек, управляемых электронным калькулятором: системой управления батареями (BMS). Например, Z.E. Батарея 50 состоит из 192 ячеек и обеспечивает емкость 52 кВтч на дальность действия 395 км (по стандартам WLTP *).

        От чего зависит цена аккумулятора электромобиля?

        Цена аккумулятора электромобиля определяется его емкостью в киловатт-часах (кВтч), которая определяет его диапазон и уровень мощности двигателя, который он поставляет.По данным аналитиков BloombergNEF, в 2015 году стоимость аккумулятора электромобиля составляла более половины (57%) себестоимости автомобиля. Но эффект масштаба, связанный с развитием рынка электромобилей, привел к резкому падению цены за киловатт-час. В 2010 году средняя цена за киловатт-час составляла 1037 евро, тогда как к 2018 году она составляла менее 160 евро. Таким образом, к 2024 году он может упасть ниже 90 евро.

        Снижение стоимости лития также должно снизить стоимость аккумуляторов для электромобилей.С 2015 года было открыто несколько новых рудников в ожидании высокого спроса, который рынок еще не поглотил. Таким образом, цены на этот товар падают, что впоследствии влияет на стоимость батарей.

        Еще один дорогостоящий материал — кобальт. Аккумулятор емкостью 90 кВтч насчитывает около дюжины кобальтов. По данным Европейского Союза, который уже определил около 240 потенциальных участков, для удовлетворения спроса на автомобильном рынке будут разрабатываться новые кобальтовые пласты.Однако исследователи пытаются снизить содержание кобальта в батареях и вместо этого используют никель, которого больше и дешевле. Создание в 2017 году Европейского батарейного альянса (EBA) также должно помочь снизить производственные затраты.

        Сколько стоит аккумулятор для электромобиля?

        Если мы сосредоточимся исключительно на цене аккумулятора в соответствии с его мощностью, как сообщает BloombergNEF в 2019 году, мы должны ожидать закупочную цену около 140 евро / кВтч; цена покупки, которая падает из года в год.Таким образом, одна батарея Renault ZOE на 52 кВт / ч стоит около 8100 евро в зависимости от страны.

        Кроме того, автомобильные аккумуляторные батареи обычно рассчитаны на поддержание оптимальной эффективности в течение не менее 1000 циклов полной зарядки. Но их срок службы выходит далеко за рамки того, что обеспечивает значительную гарантию качества. Например, при покупке аккумулятора Renault дает на него гарантию 8 лет (или 160 000 км пробега).

        Сколько стоит использовать аккумулятор электромобиля?

        Хотя начальная цена электромобиля может быть выше, чем у автомобиля с двигателем внутреннего сгорания аналогичного класса, его пробег может стоить вдвое меньше за милю.Ни электродвигатель, ни замену фильтра, свечи зажигания или ремня газораспределительного механизма никогда не нужно будет брать в руки для замены масла. Благодаря рекуперативному торможению нагрузка на тормозные колодки и тормозные диски снижается. К тому же затраты на электроэнергию намного доступнее.

        Во Франции полная зарядка, которая может обеспечить запас хода около 400 километров, стоит около 9 евро в часы пик (днем), но может упасть до 6 евро в непиковые часы (ночью). В странах, где электричество дороже, стоимость полной зарядки составляет не более 16.50 евро.

        Кроме того, бесплатная зарядка предлагается на некоторых зарядных станциях в торговых центрах и на определенных рабочих местах. Электромобили также имеют право на налоговые льготы, что делает их более конкурентоспособными по сравнению с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания. Во Франции экобонус составляет 6000 евро.

        Хотя цены на аккумуляторы для электромобилей в настоящее время высоки, они имеют тенденцию к снижению и не должны снижать доступную общую стоимость владения автомобилем. Поскольку затраты на техническое обслуживание и электроэнергию ниже, получается, что электромобили стоят гораздо меньше за километр и дают водителям множество льгот в больших городах (доступ к приоритетным полосам движения, отсутствие городских платных дорог, специально обозначенные парковочные места и многое другое).

        * Нулевые выбросы: ни CO2, ни регулируемые загрязнители воздуха во время вождения в соответствии с циклом испытаний на выбросы WLTP, за исключением изнашиваемых деталей.

        Авторские права: Frithjof OHM, Pagecran

        Все гибридные автомобили в вашей стране

        Откройте для себя наш ассортимент

        Читайте также

        Электромобиль

        Различные способы хранения энергии

        10 июня 2021

        Посмотреть больше

        Электромобиль

        Все, что нужно знать о подключаемом к сети гибридном автомобиле

        10 июня 2021

        Посмотреть больше

        Электромобиль

        Все, что нужно знать о зарядке гибридного автомобиля

        09 июня 2021

        Посмотреть больше .

        Добавить комментарий

        Ваш адрес email не будет опубликован.