Какой электролит заливать в аккумулятор: Как выбрать электролит для автомобильного аккумулятора

Какой электролит заливать в аккумулятор: Как выбрать электролит для автомобильного аккумулятора

Содержание

Замена электролита в аккумуляторе в домашних условиях

Автомобильные аккумуляторы сегодня представлены двумя наиболее распространенными типами: необслуживаемые и обслуживаемые АКБ. В первом случае штатно реализована только возможность дозаряжать батарею при помощи зарядного устройства.

Второй тип аккумуляторов позволяет не только заряжать батарею, но и производить проверку плотности электролита в «банках» (секциях), анализировать его состояние. При необходимости уровень электролита также можно повысить или полностью заменить жидкость.

Что касается необслуживаемых батарей, получение доступа к электролиту также возможно, однако предполагает самостоятельное внесение изменений в устройство корпуса аккумулятора. Если точнее, потребуется высверливать дополнительные отверстия и затем их герметизировать.

Далее мы поговорим о том, для чего нужен электролит в аккумуляторе, можно ли доливать электролит в аккумулятор и как это правильно сделать. Также будут рассмотрены частые вопросы касательно того, что лучше, дистиллированная вода или электролит в аккумулятор, как производится замер уровня, как выполняется полная замена электролита в АКБ и последующая зарядка батареи.

Содержание статьи

Когда нужно доливать электролит в аккумулятор и как это делается

Начнем с того, что общий принцип работы батареи заключается в возможности накопления электрического заряда благодаря протекающим химическим реакциям между электролитом и свинцовыми пластинами внутри аккумулятора. Указанные реакции протекают под воздействием электрического тока.

Ток подается на АКБ во время работы двигателя. Если точнее, подача электричества происходит от автомобильного генератора. Также  отдельно заряжать аккумулятор можно при помощи внешнего зарядного устройства (ЗУ). В процессе эксплуатации наиболее частой неисправностью аккумулятора является потеря плотности электролита. К основным причинам можно отнести старение, сульфатацию пластин, перезаряд или недозаряд АКБ.

Сульфатация пластин, как правило, является результатом недостаточно заряда. Дело в том, что внутри батареи находятся специальные решетки, в которых находится диоксид свинца. При разряде батареи оксид свинца восстанавливается на катоде, при этом также активизируется окислительный процесс на аноде. Если просто, анод и катод можно условно считать более привычным «плюсом» и «минусом».

Указанные процессы приводят к тому, что происходит усиленное образование сульфата свинца. Результатом такого образования становится снижение плотности серной кислоты в составе электролита. В этом случае необходимо измерить плотность специальным прибором (ареометром), после чего необходимо поднять данный показатель до нужного значения.

При этом неправильным подходом является долив электролита сразу после замеров, то есть прямо на авто. Чтобы избежать ошибок, нужно знать, как добавлять электролит в аккумулятор. Дело в том, что плотность следует измерять на АКБ, которая была предварительно полностью заряжена.

Также в «банках» должен быть нормальный уровень электролита. Игнорирование данных правил приводит к тому, что процесс сульфатации не прекращается, батарея выходит из строя. Если же плотность на заряженной батарее находится в рекомендуемых пределах от 1.27 до 1.29, тогда электролит  просто доливается по уровню и аккумулятор эксплуатируется далее.

Когда плотность оказывается меньше рекомендуемой, тогда для начала следует реализовать несколько циклов, предполагающих полный заряд-разряд АКБ. Только затем можно долить свежий электролит, добиваясь нужной плотности. В тех случаях, когда плотность электролита выше нормы, тогда в аккумулятор доливают дистиллированную воду. Использование обычной воды не рекомендуется, так как возможно выпадение осадка и другие нежелательные последствия.

Добавим, что еще важно учитывать, сколько нужно электролита в аккумулятор. Данная информация пригодится в ситуациях с доливом,  так как в случае полной замены электролита желательно  заранее уточнить необходимое количество у продавцов АКБ, на профильных авто форумах или из других источников.

Что касается обслуживаемого аккумулятора, ответом на вопрос, как проверить уровень электролита в аккумуляторе, является необходимость выкрутить пробки на «банках». После их откручивания можно увидеть метки, указывающие на  уровень. Если таких меток нет, дистиллированную воду или электролит доливают так, чтобы перекрыть поверхность пластин на 5 или 7 мм.

Следует отдельно учитывать, что уровень не должен быть слишком высоким. Нужно добиться того, чтобы оставалось 2 см. до среза пробки. С необслуживаемым аккумулятором возникают дополнительные сложности как с получением доступа к «банкам», так и с определением уровня, количества электролита и т.п. По этой причине производить такие манипуляции без соответствующего опыта не рекомендуется.

Как поменять электролит в аккумуляторе автомобиля и когда это нужно

Итак, теперь давайте рассмотрим ситуацию, когда требуется полная замена электролита в АКБ. Чаще всего понять, нужно ли менять электролит в аккумуляторе, помогает его визуальная оценка и некоторые другие  характерные признаки.

Как правило, на необходимость замены указывает:

  • мутный электролит в аккумуляторе, изменение цвета;
  • не удается добиться нужной плотности после зарядки АКБ;

Также специалисты рекомендуют в полном объеме поменять электролит  в тех случаях, когда относительно новый аккумулятор стал быстро разряжаться после полной зарядки при помощи ЗУ, во время проверки было выявлено, что в аккумуляторе в одной банке нет электролита, ранее происходило замерзание электролита и т.д.

На практике помутнение указывает на то, что в АКБ изначально залит электролит низкого качества, также возможен вариант использования низкосортного продукта на долив. Также к помутнениям приводит заливание проточной, а не дистиллированной воды. Еще возможно, что доливаемая вода содержит посторонние примеси.

Следующей причиной того, что электролит мутный, становится повреждение, а также осыпание пластин. Параллельно не следует исключать вероятность короткого замыкания в одной секции или сразу в нескольких. Как правило, появление мутного осадка серого цвета указывает на осыпание пластин, черный или темный цвет электролита выступает признаком плохого качества основных компонентов электролита (воды и/или кислоты). Коричневый цвет свидетельствует о том, что в аккумуляторе короткое замыкание.

Необходимо учитывать, что в случае осыпания или короткого замыкания решение поменять электролит в ряде случаев может не привести к положительному результату. Дело в том, что для восстановления работоспособности необходимо также отдельно ремонтировать секции АКБ, при этом такая операция требует спецоборудования.

В остальных случаях замена электролита в аккумуляторе в домашних условиях вполне возможна. Более того,  правильно выполненная процедура может существенно продлить срок службы АКБ. Для реализации задачи понадобиться заранее подготовить:

  • свежий электролит с нужной плотностью;
  • дистиллированную воду;
  • ареометр для замеров плотности;
  • резиновую грушу или шприц для откачки старого электролита из банок;
  • воронку для удобства залива чистой воды и электролита;
  • емкость для слива старого электролита, выкачиваемых излишков и т.п.

Обычные стеклянные банки или бутылки хорошо подойдут в качестве емкости, так как на них не воздействует серная кислота. Еще желательно иметь защитные очки и резиновые перчатки, так как работа с кислотными растворами предполагает соблюдение  определенных правил техники безопасности.

Дело в том, что электролит после попадания на открытую кожу может причинить химические ожоги. Также значительную опасность такой раствор представляет для глаз. При попадании на кожу электролит нужно немедленно смыть при помощи содового раствора. В случае попадания в глаза нужно промыть их большим количеством воды, после чего немедленно обратиться за профессиональной медицинской помощью.

Итак, перейдем к замене. Сразу отметим, на начальном этапе нужно знать, как правильно слить электролит с аккумулятора.  Вполне очевидно, что многие стремятся быстрее убрать жидкость из АКБ, при этом не задумываясь о том, можно ли переворачивать аккумулятор при замене электролита.

Казалось бы, достаточно открутить пробки на банках, перевернуть батарею и слить из корпуса старый электролит. Обратите внимание, в половине случаев такой подход приводит к окончательному выходу аккумулятора из строя. Дело в том, что частицы осадка, которые осели в нижней части, после переворачивания застревают между пластинами. В результате в АКБ далее возникнет короткое замыкание. Если вы ранее не обслуживали батарею, тогда рекомендуем ознакомиться с тем, как правильно заправить аккумулятор электролитом.

  • Первым делом нужно снять батарею и обтереть корпус, удаляя  различные загрязнения. Для этих целей лучше всего подходить тряпка, которую предварительно смачивают в растворе воды и соды. Чтобы сделать сам раствор, следует пару столовых ложек соды развести в литре воды.
  • Затем нужно окрутить заливные пробки на АКБ, после чего производится проверка уровня электролита, его состояние, цвета. Также нужно оценить степень заряда батареи при помощи мультиметра.
  • Если жидкость явно нуждается в замене, тогда далее старый электролит откачивается из банок грушей, шприцем или при помощи любого другого подобного решения.
  • Далее в опустевшие банки нужно залить дистиллированную воду, после чего аккумулятор слегка покачивают. Это нужно для промывки. Промывают АКБ несколько раз, на каждом этапе сливая воду из банок. Делать это необходимо до тех пор, пока вода не станет полностью прозрачной.
  • Затем можно залить в банки свежий электролит, причем не нужно сразу стремиться довести его плотность до нормы.
  • Теперь аккумулятор нужно поставить на зарядку от ЗУ. Только после полного окончания процесса зарядки производится проверка плотности ареометром.
  • Дополнительно перед замерами рекомендуется выждать время, чтобы батарея успела остыть. Обычно требуется 1.5-2 часа. Затем (на основании полученных при замерах данных) осуществляется корректировка путем подбора нужного соотношения воды или электролита.

На практике процедура замены предполагает откачивание из каждой банки электролита, после чего производится его слив в заготовленную для этих целей емкость. При этом нужно учесть, что удалить жидкость полностью таким способом не выйдет.

  1. Для  наиболее эффективного удаления нужно медленно наклонять корпус АКБ, выбирая жидкость. Однако нужно помнить, что переворачивать корпус категорически запрещено, как и было сказано выше. Чтобы не держать батарею, можно подкладывать под корпус бруски или другие предметы для упора.
  2. Также на носике груши можно дополнительно установить гибкую трубку (например, от капельницы). Главное, чтобы диаметр трубки, позволял плотно ее надеть и зафиксировать.
  3. После слива жидкости из банок наклоненный аккумулятор устанавливается в нормальное положение, затем в каждую банку заливается дистиллированная вода через воронку.
  4. Во время промывки не допускается трясти аккумулятор, резко наклонять корпус и т.д. Будет достаточно нескольких плавных наклонов в разные стороны. После этого вода сливается, процедура промывки повторяется.
  5. Теперь можно залить электролит, однако не следует сразу доводить его количество до нужного уровня. Дело в том, что электролиты в продаже имеют повышенную плотность. Это значит, что далее раствор нужно разбавлять дистиллированной водой. В самом начале будет достаточно придерживаться приблизительных показателей, так как до нормы плотность доводится уже после заряда АКБ.

Также добавим, что после того, как электролит был залит, нужно плавно наклонить аккумулятор несколько раз (как и при промывке). Это позволит удалить воздух из банок аккумуляторной батареи. Теперь пробки можно прикрыть, но не закручивать полностью. Саму батарею необходимо оставить на пару часов. Это нужно для отстаивания жидкости в банках.

Затем потребуется снова проверить уровень электролита и его плотность, доливая кислоту или воду при такой необходимости. Также при необходимости можно добавить в электролит специальную присадку, которая помогает удалить сульфаты с электродов. Далее нужно выждать, пока под действием электролита из корпуса окончательно не выйдут все остатки воздуха, а также растворится присадка. Отметим, что добавка растворяется около 2 суток. После этого АКБ можно ставить на зарядку.

После замены электролита сколько нужно заряжать аккумулятор

В самом начале заряжать батарею после замены электролита рекомендуется малыми токами (0.1 А). Для зарядки нужно открутить пробки и подключить ЗУ. Главное, чтобы аккумулятор после замены электролита заряжался циклично, то есть предполагается схема «заряд-разряд».

Данный процесс  нужно повторять до тех пор, пока плотность электролита не достигнет нужного показателя. Параллельно нужно следить за тем, чтобы электролит в АКБ не выкипал. На полную зарядку укажет напряжение 2.4 В применительно к отдельной секции  или 14-15 В на клеммах батареи.

После того, как будет достигнуто номинальное напряжение, ток заряда следует уменьшить в два раза. Если в течение 2 часов плотность электролита не меняется, тогда можно прекратить процесс зарядки.

Что касается разряда-заряда и цикличности, разряжать батарею нужно, в среднем, до половины емкости, после чего снова производится полная зарядка. Для разряда АКБ к клеммам подключается потребитель (для этих целей можно использовать простые 12 В автолампочки). После подключения производится контроль напряжения батареи, чтобы не допустить глубокого разряда. Когда разрядка достигает отметки 10.5 В, аккумулятор снова ставится на зарядку.

Что в итоге

Как видно, в ряде случаев удается эффективно восстановить работоспособность автомобильного аккумулятора путем промывки банок и заправки нового электролита. При этом  все равно не стоит рассчитывать на то, что замена электролита позволит батарее отработать долгий срок. В одних случаях АКБ нормально работает 6-12 и более месяцев, тогда как в других проблемы могут начаться через несколько дней.

Напоследок добавим, что также не рекомендуется производить какие-либо манипуляции с необслуживаемыми АКБ. Такие батареи лучше сразу менять на новые в том случае, если элементу не удается вернуть работоспособность после одного или нескольких циклов «разряд-заряд».

Что касается утилизации старого электролита, нельзя сливать раствор в водоемы, выливать на землю, в каналаизацию и т.п. Дело в том, что кислоту нужно сначала нейтрализовать. Для решения задачи рекомендуем отдельно изучить этот вопрос на профильных форумах или получить профессиональную консультацию специалистов. Это позволит точно определиться с наиболее подходящим вариантом, кторый будет оптимальным в каждом отдельном случае.

Читайте также

Условия эксплуатации автоаккумуляторов

1. Указание мер безопасности.

1.1. Заряд батареи производите в помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией.

1.2. Во время заряда и обслуживания аккумуляторных батарей запрещается курить и пользоваться открытым пламенем.

1.3. Для приготовления электролита применяйте стойкую к действию серной кислоты посуду (керамическую, эбонитовую, освинцованную), в которую заливайте сначала воду, а затем при непрерывном помешивании серную кислоту. Вливать воду в концентрированную серную кислоту запрещается во избежание несчастного случая.

1.4. При приготовлении электролита и заливке батарей надевайте очки, резиновые перчатки, резиновые сапоги, фартук или костюм из кислотостойкого материала.

1.5. При случайном попадании брызг серной кислоты на кожу немедленно, до оказания медицинской помощи, осторожно снимите кислоту ватой, промойте пораженные места обильной струей воды и затем 5% раствором кальцинированной соды или аммиака.

1.6. При работе с металлическим инструментом не допускайте коротких замыканий одновременным прикосновением к разнополярным выводам аккумулятора.

2. Приведение в рабочее состояние сухозаряженных аккумуляторов.

2.1. Снять блок пробок.

2.2. Залить батарею электролитом.

2.3. Залить каждый элемент до требуемого уровня электролитом (метки уровня указаны на тыльной стороне АКБ), имеющим плотность при температуре 25 С: (1,28+-0,01) г/см3 для батарей «нормального исполнения», (1,23+-0,01) г/см3 для батарей «тропического исполнения».

2.4. Электролит для заливки батарей готовьте из серной кислоты (ГОСТ667-73 сорт высший или первый) и дистиллированной воды (ГОСТ 6709-72). Плотность электролита измеряйте ареометром аккумуляторным ГОСТ 18481-81.

2.5. Температура электролита должна быть не выше 30 С. Не рекомендуется заливать батареи электролитом ниже 15 С.

Примечание: при повышении температуры на 1 С, плотность электролита уменьшается на 0,0007 г/куб.см, а при понижении температуры плотность увеличивается. Исходной считается температура 25 С.

Операции приведения в рабочее состояние должны производиться при температуре 25 +/- 10 С.

После заливки электролита через 20 минут проверить напряжение батареи без нагрузки. Если напряжение не менее 12.5 вольт, АКБ готова к работе. Если напряжение менее 12.5 вольт, но более 10.5 вольт АКБ необходимо подзарядить до напряжения, указанного изготовителем. При напряжении менее 10,5 вольт аккумулятор бракуется.

3. Заряд батареи.

3.1. Присоединить батарею к источнику постоянного тока, соединяя положительный полюсной вывод с положительным зажимом источника и аналогично, отрицательный полюсной вывод с отрицательным зажимом источника тока.

3.2. Заряжать током равным 10 % номинальной емкости батареи (5,5 А для 6СТ55, 6,6 А для 6СТ66 и т.д.).

3.3. Время зарядки ориентировочно до начала газовыделения. Плотность электролита после зарядки должна быть 1.27+/-0,01 г/куб.см, напряжение на клеммах не ниже 12,6 вольт.

4. Приведение в рабочее состояние залитых батарей.

Измерить плотность и напряжение, которые должны быть не ниже 1,27 г/куб. см и 12,6 вольт соответственно.

Если напряжение и плотность не соответствуют указанным в п. 3.3., АКБ необходимо зарядить до плотности 1.27 г/куб.см.

4.1. Снять блок пробок.

4.2. Заряд АКБ производить согласно пункту 2.5.

5. Техническое обслуживание.

Не реже одного раза в две недели:

5.1. Проверяйте надежность крепления батареи в гнезде и плотность контакта наконечников проводов с выводами батареи, при необходимости снимите оксидную пленку с выводов.

5.2. Чистите батарею от пыли и грязи. Попавший на поверхность батареи электролит вытирайте ветошью, смоченной в растворе аммиака или кальцинированной соды (10%). Прочистите вентиляционные отверстия.

5.3. При падении уровня электролита ниже отметки min на корпусе батареи доводите его до нормы дистиллированной водой непосредственно перед запуском двигателя для быстрого перемешивания с электролитом.

5.4. В зимнее время, особенно при температуре воздуха ниже -30 С, а также в случаях ненадежного запуска двигателя, периодически проверяйте плотность электролита. Не оставляйте на морозе частично разряженную батарею. При эксплуатации батареи при температуре ниже 30 С, плотность электролита в ней должна быть 1.30 г/куб.см.

5.5. Периодически следите за тем, как происходит зарядка батареи во время работы двигателя автомобиля.

Примечание: Неисправности в реле-регуляторе двигателя автомобиля влияют на качество и работоспособность батареи. Если напряжение генератора будет чрезмерно, высоким может произойти перезаряд батареи. Признаками этого являются: преждевременное разрушение аккумуляторных пластин (электродов) и, как следствие, быстрое уменьшение фактической емкости батареи и сокращение срока ее службы. При перезарядке резко снижается уровень электролита. Недостаточное напряжение генератора, особенно при эксплуатации при низких температурах, может привести к недозарядке батареи и ухудшению ее стартерных свойств. Напряжение, поступающее от генератора двигателя на аккумуляторную батарею должно быть 13,8-14,4 В.

5.6. Доливать электролит в батарею разрешается только в случае, если произошло его выплескивание из АКБ.

5.7. Пуск стартера производить короткими включениями, но не более чем на 15 секунд. Езда при помощи стартера не допускается.

5.8. При перерывах в эксплуатации батареи свыше одного месяца производить подзарядку АКБ.

5.9. Батареи, временно снятые с машин хранить только в заряженном состоянии. Благоприятная температура хранения — от 0 С до — 10 С, но не ниже — 30 С.

5.10. Если батарея находится в периоде «бездействия» при положительных температурах необходимо заряжать ее раз в месяц, при отрицательных, только в случае, если падение плотности электролита более чем на 0,04 г/куб.см. В таком состоянии батареи могут находиться при положительных температурах не более 9 месяцев.

Аккумулятор мотоцикла — Обслуживание и Ремонт!


Обслуживание аккумулятора для мотоцикла, мопеда, скутера, квадроцикла и снегохода


Свинцово-кислотные аккумуляторы для мототехники производятся двух типов: обслуживаемые и необслуживаемые. Они могут продаваться в заряженном и сухозаряженном состоянии. В последнее время появились гелевые виды, которым не требуется обслуживание аккумулятора.


Подготовка необслуживаемого аккумулятора к первому пуску


Прежде всего, сухозаряженный аккумулятор необходимо заправить электролитом. Электролит – это раствор дистиллированной воды и серной кислоты, который можно приобрести в любом автомагазине. Но если вы ездите на мотороллере и зимой и летом, то лучше приготовить раствор самостоятельно, потому что плотность электролита при разной температуре должна быть тоже разной. Например, в летний период достаточно будет довести плотность электролита до 1,25 г/см куб. Зимой необходима плотность 1,28 г/см куб.


Электролит обязательно готовится на проветриваемой территории. Таблицы соотношения серной кислоты и дистиллированной воды для разных плотностей указаны на бутылках или в прилагаемых к ним инструкциях. Желательно после приготовления электролита замерить его плотность с помощью аэрометра. Замеры необходимо производить при температуре 20°C.


Следующий этап — необходимо открутить пробки банок аккумулятора и аккуратно залить в них электролит так, чтобы он покрывал свинцовые пластины на 1-1,5 см, но не под горлышко.


Работайте в перчатках и старой одежде. Если вы нечаянно капнете электролитом на любимые джинсы, то через несколько часов на этом месте будет дыра, хотя это сейчас модно.


На этом процедура заправки аккумулятора закончена и через два часа им можно будет пользоваться. Обратите внимание, что он первоначально будет заряжен на 60-70%, но этого вполне хватает, чтобы завести мотоцикла, мопеда, скутера, квадроцикла и снегохода.


Обслуживание аккумуляторов


·                     Сухозаряженные и уже заправленные электролитом аккумуляторы требуют одинакового ухода в процессе эксплуатации. Очень важно содержать аккумулятор в чистоте, и не только из эстетических соображений. Дело в том, что пыль и грязь, собирающаяся между клеммами, постепенно пропитывается парами электролита и становится проводником электричества. И даже если это не приведет к короткому замыканию, то к преждевременному разряду точно, что значительно снижает срок службы аккумулятора.


·                     Проверяйте время от времени уровень электролита. Если корпус аккумулятора непрозрачный, то уровень электролита можно проверить щупом, роль которого запросто выполнит деревянная палочка.


·                     Из-за реакции электролиза вода постепенно испаряется, поэтому время от времени ее необходимо доливать в банки аккумулятора, ориентируясь на метки или показания щупа.


·                     Хуже обстоит дело, если аккумулятор с открытыми пробками опрокинулся. Тогда придется повторить процедуру, подобную той, что была описана выше для вновь купленного прибора.


Зарядка аккумулятора


Если ваш мотоцикл, мопед, скутер, квадроцикл и снегоход исправен и аккумулятор хорошо держит заряд, то он не требует дополнительной зарядки. Но мотоцикл, мопед и скутер может не использоваться долгое время, например, зимой. В этом случае аккумулятор может разрядиться и потребуется его зарядить. Кстати, никогда не оставляйте аккумулятор, подключенный к мотоциклу, мопеду или скутеру, на неотапливаемую зимовку. Зарядить его уже вряд ли удастся.


Для всех свинцово-кислотных аккумуляторов существует правило: ток заряда не должен превышать 1/10 его емкости. Допустим ваш аккумулятор, имеет емкость 5 ампер-часов, значит, устанавливаете на зарядном устройстве ток на уровне 0,5 ампера и ожидайте, когда автомат остановит процесс зарядки.


Но если вы не имеете регулируемого зарядного устройства, то процесс усложняется. Тогда берете любое зарядное устройство, например, автомобильное. Последовательно с аккумулятором, как ограничитель тока, можно включить 12-вольтовую лампочку. Ее мощность легко рассчитать по формуле ТОК ЗАРЯДА х 12 ВОЛЬТ = МОЩНОСТЬ ЛАМПОЧКИ. В нашем случае лампа должна быть мощностью – 6 Ватт. Желательно в цепь включить и амперметр. Параллельно клеммам аккумулятора подключите вольтметр. Как только значение напряжения достигнет 14,4 вольта можно считать, что аккумулятор заряжен.


Периодически проверяйте состояние заряда аккумулятора. Его можно определить с помощью индикатора на нем, а если его нет, то вольтметром. Через 20-30 минут после эксплуатации напряжение на клеммах рабочего аккумулятора должно составлять около 12,8 вольт, если 12,3 вольта или ниже, то он либо не заряжается и проблема в электрооборудовании скутера, либо уже требует замены.


Если вы пользуетесь гелевым аккумулятором, то главное в его уходе – это содержание в чистоте. И еще следует знать, что короткое замыкание, даже кратковременное, выводит гелевый аккумулятор из строя навсегда.


 

Можно ли доливать электролит в аккумулятор и почему

При обслуживании автомобильных аккумуляторных батарей в обязательном порядке контролируется плотность электролита и его уровень. В меньшей степени это касается необслуживавемых батарей, но и для них иногда требуются применять меры по выравниванию уровня электролита.

Во время работы автомобиля аккумулятор подзаряжается от генератора. Необходимый уровень бортового напряжения поддерживается регулятором.

В зимнее время высокая нагрузка на генератор (свет фар, обогрев стекол и сидений) не позволяют сильно повысится напряжению даже при неправильно отрегулированном регуляторе. Иная ситуация летом. Минимум посторонней нагрузки вызывает повышенное напряжение на клеммах батареи, в результате чего наблюдается кипение электролита (электролитическое разложение воды). Чем выше температура окружающего воздуха, тем раньше начинается этот процесс. Часто можно наблюдать, что после длительной летней поездки в аккумуляторе банки полупустые.

Для аккумулятора недопустима даже кратковременная работа с пластинами, не полностью покрытыми электролитом, так как это вызывает разрушение оголенных частей пластин с полным выходом батареи из строя.

Вопрос о том, что доливать в аккумулятор воду или электролит, достаточно распространен. Ниже будет рассказано, как избежать распространенных ошибок и продлить работоспособность аккумуляторной батареи.

Что происходит с электролитом в АКБ

При эксплуатации аккумулятора в нем происходят электрохимические процессы, различные при заряде и разряде. В основе кислотных возобновляемых источников тока лежат химические реакции между свинцом пластин и электролитом, основным компонентом которого является серная кислота.

Во время разряда свинец пластин реагирует с кислотой, образуя сульфат свинца. В результате этого количество кислоты в растворе падает и становится минимальным при полном разряде батареи.

При зарядке происходит обратная реакция – сульфат свинца разлагается на чистый металл и кислоту. Плотность электролита повышается.

Внимание! После достижения полной зарядки плотность перестает расти.

С водой другая ситуация. Ближе к окончанию зарядки аккумулятора начинается процесс электролиза воды. При электролизе вода разлагается на составляющие элементы, водород и кислород, которые выделяются в виде пузырьков газа. При высокой температуре окружающего воздуха происходит естественное испарение воды. Пар и электролизные газы отводятся из активной зоны аккумулятора через дренажные отверстия, предохраняющие корпус от избыточного давления.

Какой вывод следует из сказанного? При работе аккумулятора кислота не расходуется. Она находится или в свободном состоянии в электролите или в виде сульфата свинца на электродах. Уменьшается лишь количество воды в составе электролита. Казалось бы, должна расти плотность, но это происходит не всегда. В результате некачественного изготовления аккумулятора или неправильном его обслуживании на пластинах образуются крупные нерастворимые кристаллы сульфата свинца, которые не восстанавливаются при заряде.

Можно ли доливать электролит в такой аккумулятор? Уменьшение количества активного вещества электродов требует меньшего количества электролита, поэтому нельзя доливать кислоту или электролит, поскольку это приведет к ускоренному росту кристаллов сульфата и батарея выйдет из строя в результате падения емкости и осыпания пластин. Заливается только дистиллированная вода.

Что заливают в аккумулятор автомобиля при его обслуживании

Часто у длительно работающих аккумуляторов наблюдается различный уровень электролита в раздельных банках. Что делать, если в некоторых банках мало жидкости? Доливается электролит или дистиллированная вода? Каждая банка в автомобильном аккумуляторе является отдельным аккумулятором, поэтому все вышесказанное относится к любому типу кислотных автомобильных аккумуляторных батарей и коррекция уровня электролита производится путем доливки дистиллированной воды. Впоследствии необходимо выполнить дополнительный цикл заряда и разряда. Повторяя процесс несколько раз, можно полностью восстановить емкость батареи.

Повышение плотности допускается только при смене сезона. Зимой плотность электролита должна быть больше для предупреждения перемерзания при низких температурах. Перед тем, как доливать электролит, измеряют его плотность. О том, как это сделать, читайте в этой статье. После окончания сезона холодов, плотность опять уменьшают до меньшего значения, так как эксплуатация аккумулятора с высокой плотностью может привести к сульфатации пластин, потере емкости и осыпанию активной массы. Последнее служит причиной междуэлектродного замыкания. Аккумуляторы с таким дефектом не подлежат восстановлению.

Как доливается вода в аккумулятор

Чтобы правильно залить воду при понижении уровня в банках, нужно выкрутить заливные пробки и замерять текущий уровень. Количество жидкости над поверхностью пластин должно быть в пределах 10-15 мм. Добавить воду можно при помощи лейки или струбцины, а попавшую на поверхность батареи вытереть сухой тряпкой, чтобы не образовывался проводящий слой, ведущий к повышенному саморазряду аккумулятора. Превышать уровень также нежелательно, поскольку снизится плотность, а это опасно зимой. При кипении во время заряда электролит будет выплескиваться через дренажные отверстия, вызывая коррозию электродов и металлических частей автомобиля. Кислота на поверхности аккумулятора повышает саморазряд батареи.

что нужно делать, а что категорически нельзя

Тяговые аккумуляторы — это основной элемент электрической складской техники, такой как самоходные штабелеры, электропогрузчики и тележки. Задача АКБ заключается в обеспечении непрерывной работы этой техники. Но для того, чтобы аккумулятор работал долго и продуктивно, нужно придерживаться ряда правил, будь то ежедневные или ежегодные задачи.

Разделение операций: день, неделя, месяц, год

Примерное расписание того, что нужно делать, если у вас на складе работает электрическая техника с тяговыми аккумуляторами.

Каждый день — заряжать АКБ после разряда, проверять уровень электролита и доливать, если это необходимо.

Каждую неделю — осматривать батарею на предмет визуальных отклонений от нормы, чистить АКБ от грязи и желательно проводить выравнивающий заряд.

Каждый месяц — вести журнал на предмет плотности электролита и значение напряжений в банках, проверять исправность зарядного устройства.

Каждый год — измерять сопротивление изоляции между корпусом техники и АКБ. Этот показатель не должен быть меньше чем 50 Ом на один вольт номинального напряжения.

Про электролит

Электролит заливают только один раз — на заводе. Во многом именно от его качества зависит насколько стабильно и долго будет работать батарея. Когда идет зарядка вода распадается на кислород и водород, что приводит визуальному «кипению» электролита и снижения его уровня в ячейке. Из-за этого в ячейки следует доливать дистиллированную воду, чтобы восстановить уровень электролита.

Долив дистиллированной воды в ячейки АКБ

Главные правила эксплуатации тягового аккумулятора

Нельзя

Оставлять батарею в разряженном состоянии надолго. Из-за этого происходит сульфатизация пластин, что снижает емкость батареи и ее рабочий ресурс.

Разряжать АКБ более чем на 80%, для гелевых — 60%. Помимо сульфатизации пластин, это еще приводит к увеличению времени, необходимого для полной зарядки аккумулятора и его перегреву. Итог — ощутимое снижение рабочего ресурса.

Доливать обычную воду или электролит. Обычная вода содержит в своем составе много примесей, которые негативно влияют на аккумулятор. Долив электролита не приведет к приросту емкости, а только — к коррозии  пластин.

Нужно

После разряда батареи поставить ее на подзарядку и проследить, чтобы она корректно зарядилась. Обязательно должно быть отдельное помещение, одведенное только под зарядку АКБ.

Контролировать уровень заряда батареи в процессе работы. Для этого в машине, обычно, предусмотрен соответствующий датчик. Проконтролируйте, чтобы он был исправен и показывал корректные данные.

Доливать дистиллированную воду. При чем нужно постоянно следить за уровнем электролита и осуществлять своевременный долив. Некоторые тяговые АКБ оснащают автоматизированной системой долива. Как правило, они служат дольше.

Очистка аккумулятора

В процессе зарядки АКБ немного электролита выступает из батареи, при достижении достаточного напряжении. Из-за этого на крышках банок образуется токопроводящий слой и появляются так называемые блуждающие токи. Они увеличивают показатель саморазряда аккумулятора, даже при простое. Поэтому чистить аккумулятор нужно регулярно.

Обслуживать АКБ стоит химзащите: фартуке, перчатках и маске (лучше с респиратором)

Журналы контроля аккумуляторов

На примере парка электропогрузчиков, ведение журнала выглядит следующим образом:

Для каждого погрузчика используют одну-две батареи, которые нумеруют 1а, 1б. То есть, для погрузчика 1, батареи а и б.
Ведение такого простого журнала позволяет избежать эксплуатации недозаряженных аккумуляторов и спрогнозировать время для замены АКБ до того как она полностью выйдет из строя.

Есть еще журнал для сервисной службы, ведение которого — обязательное условие для гарантийного обслуживания. Выглядит он примерно так:

Обычно для ведения журналов, приема-выдачи аккумуляторов, их зарядки и долива воды нанимают отдельного человека или двух (в зависимости от количества рабочих смен на предприятии).

Что делать со старым тяговым аккумулятором

Старичок отработался

Согласно закону Украины «Про хімічні джерела струму», любой кислотный аккумулятор нужно обязательно утилизировать должным образом. Этим занимаются специальные компании по переработке. Но не спешите отдавать им свою отработанную тяговую батарею. Вы еще можете получить с нее выгоду! Когда решите покупать новую батарею, обращайтесь к нам. Мы можем предложить вам 2 интересных решения.

Выкуп отработанного аккумулятора

Мы выкупим у вас старую батарею и предложим новую со скидкой. При этом мы берем на себя обязанности по утилизации старого аккумулятора. Какая нам с этого выгода? После утилизации АКБ, все вредные вещества нейтрализуются, а вторичное сырье можно использовать повторно. За счет этого и формируется наша выгода и ваша скидка.

Подробнее про процесс утилизации мы писали — в этом материале

Перепаковка аккумулятора

Что это такое

Это замена аккумуляторных элементов на новые. При этом сам ящик остается старый. Его очищают и окрашивают. Главное, чтобы у ящика не было повреждений: трещин, вмятин, дыр или непоправимых следов сильного окисления.

Почему это выгодно

Тогда вы можете неплохо сэкономить на новой АКБ. Дело в том, что перепакованная батарея по своей производительности не уступает новой, а стоимость услуги вместе с новыми банками примерно на 10% ниже, покупки нового аккумулятора. Мы предоставляем такую услугу:

Читайте подробнее

Про типы аккумуляторных батарей

Сейчас пока еще самые распространенные и востребованные аккумуляторы — свинцово-кислотные. Все эти советы и правила работают как раз с ними. Но на рынке уже есть новый игрок — литий-ионные батареи. Они очень сильно обгоняют своих предшественников по всем параметрам, начиная от срока службы, заканчивая простотой в обслуживании.

Литий-ионный тяговый аккумулятор

Единственный их существенных недостаток — цена. Мало кто может себе позволить такой вклад в далекую перспективу (а именно так они себя окупят).

Ознакомиться с каталогом тяговых аккумуляторов вы можете кнопке ниже:

  Перейти в каталог тяговых аккумуляторов

Замена электролита аккумулятора — стоит ли доливать электролит и как это сделать?

Свинцовые автомобильные аккумуляторы накапливают энергию до тех пор, пока идет химическая реакция между электролитом и токопроводящими пластинами. При изменении плотности электролита, этот процесс нарушается. Неважно, по какой причине испортился электролит, аккумулятор не работает. Требуется замена электролита, корректировка плотности или приобретение новой АКБ. В случае если электролит приобрел черный цвет, в нем взвесь угля и окалины – аккумулятор придется менять.

Полная замена электролита в аккумуляторе

Электролит представляет смесь серной кислоты с водой в определенной пропорции. О концентрации раствора узнают по плотности, измеряемой ареометром. Показатель основной, даже сотые доли влияют на способность электролита работать на накопление энергии.

Признаки негодного электролита:

  • Измерение плотности на заряженном аккумуляторе ареометром. Значение должно быть 1,25 -1,27 г/см3.
  • Мутный электролит – свидетельство того что внутри идут паразитные процессы сульфатирования.
  • Электролит перемерзал, но герметичность корпуса не нарушена.
  • Раствор черный или темно-коричневый со взвесью угля и окалины.

Замена электролита в аккумуляторной батарее будет эффективна, когда полости банок обследованы, промыты, удален сульфатный осадок. Если разрушены пластины, осыпалось активное вещество – аккумулятор не ремонтопригоден.

В домашних условиях полная замена электролита в аккумуляторе автомобиля происходит в последовательности:

  • Подготовить эмалированную или стеклянную посуду для слива электролита, средства личной защиты, место для работы, лучше, на открытом воздухе.
  • Аккумулятор извлечь, из автомобиля, снять пробки или просверлить отверстия в необслуживаемом АКБ, слить жидкость в подготовленную тару, пользуясь грушей или шприцом.
  • Аккумулятор промывается дистиллированной водой многократно, пока не удалится осадок. Возможно, придется удалять сульфат свинца, если есть осадок на пластинах. Нужно убедиться что активная замазка не осыпалась, угольная решетка цела.
  • Медленно, с перерывами залить электролит нужной плотности в каждую банку выше пластин на 5-7 мм. Подождать 2-3 часа для выхода пузырьков, замерить плотность электролита, довести до нормы
  • Зарядку аккумулятора после замены электролита вести малым током 0,1 А, не допуская закипания. После набора половины емкости, зарядка ведется циклично.
  • Произвести герметизацию банок.

Сколько времени заряжать аккумулятор? Заряжать аккумулятор после замены электролита нужно бережно, как после глубокой разрядки. Операция замены электролита своими руками в автомобильном аккумуляторе считается законченной, если он полностью принимает ток длительное время. Зарядка ведется осторожно, кипение в банках недопустимо.

Предлагаем посмотреть видео по правильной замене электролита в автомобильном аккумуляторе.

Почему нельзя доливать электролит в аккумулятор

Вы замерили уровень в банках аккумулятора, он ниже нормы? Это значит, что часть воды испарилась. Если это обслуживаемый аккумулятор, нужно замерить уровень в каждой банке и долить электролит до нормы водой. В необслуживаемом АКБ сквозь стенки видно зеркало залива.

Упал уровень, значит в растворе мало воды и высокая плотность. Добавленный электролит повысит уровень, но плотность раствора останется высокой. Это пагубно для пластин АКБ, сокращается срок службы батареи. Поэтому следует электролит доводить до уровня, доливая дистиллированную воду.

Посмотрите видео о правилах замены электролита.

В каких случаях доливать электролит в аккумулятор?

Электролит в аккумулятор доливают, когда снижается емкость. При этом замеры ареометром содержимого каждой банки показывают снижение плотности. Возможно, в АКБ произошла сульфатация, связанный кислотный остаток в PbSO4 не участвует в реакции.

Если электролит, извлеченный из банок прозрачный, светлый, его можно использовать вторично, добавив корректирующий раствор, плотностью 1,4 г/см3. После снятия осадка на пластинах, батарея заливается прежним электролитом, но он низкой концентрации. Можно ли довести раствор до нужной плотности, доливая электролит? Какой состав взять, и сколько нужно долить в аккумулятор корректирующего раствора?

По технологии нужно заменить порцию слабого состава крепким. Долить и изъять электролит из банок раствор можно, воспользовавшись грушей и мерным цилиндром. Как поменять растворы, в какой пропорции видно из таблицы.

При этом следует использовать только электролит для корректировки. После операции замены, в течение получаса ведется подзарядка, чтобы жидкости смешались. Через два часа после отключения ЗУ проверяется плотность, если нужно, корректировка повторяется.

Предлагаем ознакомиться на видео, как долить электролит в аккумулятор.

Что доливать в аккумулятор, воду или электролит

При соблюдении условий эксплуатации, необслуживаемые аккумуляторы не требуют контроля плотности и уровня электролита. Обслуживаемые АКБ имеют специальные пробки – доступ к каждой банке. В них регулярно проверяются показатель качества и уровня электролита. Запас энергии батареи определяется по самому слабому элементу. Поэтому необходимо поддерживать плотность электролита во всех банках равной.

Плотность в банке может снизиться, если началась сульфатация. Тогда добавка электролита не поможет. Сильное сопротивление забитых пластин не пропускает заряд, добавленная кислота увеличит отложения. В этом случае заряд восстановит сульфатирование. Вот почему нельзя в  АКБ с налетом сульфата свинца доливать электролит.

Доливать ли воду в аккумулятор? Если уровень электролита в банках низок, это указывает на интенсивное кипение батареи во время работы. Испаряется в основном водород. С оголенных пластин может осыпаться активная замазка, произойдет сульфатирование, коррозия. Поэтому подлить дистиллированную воду необходимо, но после этого аккумулятор нужно ставить на зарядку по полному циклу.

В период восстановления емкости частично разрушаются кристаллы свинца, происходит разбавление плотного раствора, происходит восстановление активности электролита. Доливают электролит или воду в АКБ в отверстия, прикрытые пробками, малой струей через воронку. Зарядку начинают не сразу, чтобы вышел воздух, смешались составы.

Контроль плотности следует произвести через полчаса после отключения ЗУ. При отклонениях плотности выполнить корректировку.

Когда доливать в электролит, а когда воду

Вопрос, чем долить, если мало электролита в банках аккумулятора требует особого освещения. Такие жидкости, как электролит или дистиллированная вода, нужно заливать в аккумулятор правильно. Корпус и воронка должны быть чистыми, заливаемая жидкость прозрачная, без взвеси. Долить электролит водой можно, используя медицинский шприц без иглы, если корректировка требуется незначительная.

В каких случаях можно доливать воду в электролит аккумулятора? Если в одной или нескольких банках уровень электролита в АКБ низкий. Это происходит из-за кипения банок в условиях повышенной температуры или глубокого разряда. Добавлением дистиллированной воды восполняются потери объема, уменьшается плотность электролита, предотвращается скорый износ батареи.

Нужно ли заряжать аккумулятор после добавления воды, или замены электролита? Любое изменение внутреннего баланса требует выравнивания и стабилизации. После изменения концентрации жидкости необходимо провести полный цикл зарядки, убедиться, что аккумулятор не потерял емкость, стабильно напряжение на клеммах, обеспечивает пусковой ток.

Можно ли долить электролит в аккумулятор, если случайно его выплеснули? Как это случилось? Возможно, перевернули прибор. Это один из немногих случаев, когда вытекший электролит заменяют точно таким же и даже температуру подгоняют. Но все равно потребуется подзарядка и проверка плотности.

Посмотрите видео, как правильно долить электролит в аккумулятор. Вода или электролит, что доливать?

Как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор

Все намного сложнее, если потребовалось долить воду в электролит необслуживаемого аккумулятора автомобиля. Сквозь полупрозрачные стенки можно увидеть, сколько электролита в банках. Но как проникнуть в корпус необслуживаемого аккумулятора?

Есть модели, проникнуть внутрь в которых можно отрезав болгаркой верхнюю крышку. Но такие действия нужны, если нужно удалить накипь и промыть осевший внизу шлам. Для того чтобы долить жидкость до нужного уровня сверлят отверстие в корпусе. Позже его заклеивают эпоксидным клеем.

Полностью необслуживаемый аккумулятор требует бережного обращения, боится глубоких разрядов и нестабильной работы бортовой АКБ. Заявленные 5-7 лет он выдерживает только в идеальных условиях.

Как разобрать необслуживаемый аккумулятор чтобы долить электролит

В современных АКБ, таких как VARTA, под декоративной наклейкой можно увидеть 6 пластинок, плотно утопленных в корпус. Если подковырнуть кружок шилом, можно под ним обнаружить пробку резиновую. Тогда появится возможность отобрать пробу электролита, провести замер плотности, откорректировать состав. Если нет пробки – в каждой банке колется отверстие тонким шилом, а вода запускается из шприца, каплями.

Но если обнаружено, что в банках на пластинах белесые полосы – это сульфатация. Чтобы очистить полости, убрать осадок внизу, потребуется вскрыть крышку распиливанием.

Посмотрите видео, как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор.

Долить электролит в гелевый аккумулятор

Необслуживаемый гелевый аккумулятор представляет тот же свинцовый аккумулятор, но электролит загустили, он находится в виде геля. С годами вследствие электрохимических паразитных реакций получается водород, выходящий из резинового вентиляционного клапана. Гель обезвоживается и уже неплотно прилегает к пластинам. Емкость АКБ уменьшается.

Долить воду в банки аккумулятора просто. Нужно снять наклейку на корпусе, снять колпачки-клапаны и закапать в каждую банку по 1,2 мл воды. Вода должна впитаться в желеобразную массу. Нужно время. Через полчаса, если вода выше поверхности пластин батареи – извлеките ее фильтром или шприцом.

Что заливать в аккумулятор автомобиля электролит или воду

Главная » Разное » Что заливать в аккумулятор автомобиля электролит или воду

Ответы Mail.ru: Подскажите,пожалуйста. Что нужно доливать в аккумулятор:Электролит или дистиллированную воду?

зависит от плотности того электролита, который сейчас в аккуме, зимой плотность надо повышать, доливая электролит.. . это я тебе как аккумуляторщик армейский говорю =))))не зря ж я им там был все таки

:))) Честно? А фиг его знает! А вот чтоб знать, нужно измерить количество и концентрацию того, что в аккумулятор налито. Есть такой простенький приборчик. Типа спиртометра

если выплеснулось то электролит а если добавить то дистилят

дистиллят надо доливать

Воду! А если сомневаешься то проверь плотность электролита.

Дистиллят. Продают готовый, но если надо срочно, из морозилки растопленую наледь профильтруй.

Дисциллированную воду. В процессе работы аккумулятора вода постепенно испаряется, тяжёлые соли кислоты нет.

Проверьте ареометром плотность электролита при 18-20 градусах цельсия, если она 1,27 долей те дистиллированную воду, если 1,23 -1,25,то электролит.

если акум не переворачивали и не выливали специально электролит то только воду!! ! если же переворачивал и он вытик то электролит и только и лучше найти 1.40 плотность уровняет все в банках! ! я так себе свой чуть чуть оживил!!

все зависет от плотности и срока эксплуатации

Без профи- дистиллированную воду, А дальше спецы разберутся… Не надо отбирать хлеб у человека пусть и дельными советами…

Сначала зарядить, потом плотность мерять!

дистилированную воду!!!!

Если электролит не выплёскивался, то однозначно воду…

чем отличаеться электролит от дистелерованной воды? это ваще разные вещества?

Только ДИСЦИЛИРОВАННУЮ ВОДУ !

Почему нельзя доливать в аккумулятор электролит?

Доливать электролит можно, только если точно известно, что часть электролита была разлита. В других случаях делать этого нельзя.
При разряде батареи происходит взаимодействие активной массы положительных и отрицательных пластин с электролитом (серной кислотой), в результате чего образуется сульфат свинца. и вода. В итоге плотность электролита падает.
При заряде батареи  происходят обратные электрохимические процессы, что приводит к восстановлению на отрицательных электродах чистого свинца и на положительных — диоксида свинца. В результате этих реакций  повышается плотность электролита. Это нормальный физический процесс.
Серная кислота не  летучая, поэтому в процессе «кипения» без разбрызгивания она вся остается внутри аккумулятора, выходит только водород и кислород.  При заряде вода испаряется, взамен испарившейся воды мы добавляем  дистиллированную воду, в количестве испарившейся.
Если у полностью заряженного аккумулятора во всех банках  плотность не поднимается до нужного уровня (у стартерных и тяговых АКБ 1,27-1,28 г/см3, у стационарных 1,23-1,24 г/см3),то возможно  это частичная   сульфатация аккумулятора. При этом  происходит  кристаллизация серы на пластинах, а концентрация электролита  уменьшается.
Такому аккумулятору требуется не доливка электролита, а срочное лечение.Для начала необходимо полностью зарядить батарею, желательно маленьким током (максимум 5% от емкости) и долго (от 1 до 3-х суток). Чтобы батарея полностью набрала свою емкость. Потом сразу же отдать АКБ в работу.
Стартерные батареи, по возможности, заряжать таким  образом( маленьким током)  как  можно чаще, особенно зимой.
Тяговые аккумуляторы с признаками сульфатации, ставить на зарядку кроме ночного заряда, во время перерывов в работе.  Если в вашем зарядном устройстве  есть функции выравнивающего заряда аккумуляторной батареи, необходимо проводить эти циклы.
Не оставлять батарею не заряженной даже на 12 часов.
Если  такая зарядка не помогает, нужны более серьезные способы лечения на специальном оборудовании.
Доливая электролит  в аккумулятор(элементы),  при полном или уравнительном заряде  плотность электролита  может увеличиться до 1,3 и более г/см3. Наличие излишнего количества  серы может привести к разрушению пластин  в аккумуляторных батареях
Плотность электролита  нужно измерять при нормальном уровне электролита,  и не менее чем через час после заряда.

«Как определить уровень электролита в аккумуляторе?» – Яндекс.Кью

Посмотрите на уровень электролита. Заглянув в каждое заливное отверстие, можно определить уровень этого вещества в каждом из отсеков. Должно быть одинаковое количество электролита во всех отсеках

Если уровни слегка отличаются, то причина может быть в том, что в прошлый раз вы налили слишком много жидкости. В этом случае, когда этот излишек испариться, просто наливайте необходимое количество.

Если уровни явно разные, то дело может быть в треснувшем корпусе и небольшой утечке электролита. В таком случае требуется замена аккумулятора. Если мест очевидной утечки не видно, то долейте в аккумулятор дистиллированную воду (ничего другого) до максимально безопасного уровня и спустя несколько недель проверьте, насколько изменился ее уровень.

Определите низкий уровень электролита. Если электролит не покрывает пластины полностью, значит его недостаточно. В таком случае аккумулятор не сможет функционировать с максимальной производительностью.

Части пластины, подверженные воздействию воздуха, разрушаются за считанные дни.

Если уровень электролита опустился только на 1 см ниже верхней кромки пластины, то, налив необходимое количество воды, аккумулятор снова заработает, однако его производительность немного снизится. (Советы как добавлять воду, будут рассмотрены в 3-ей части этой статьи) Если же уровень опустился намного ниже, возможно, вам придется менять аккумулятор.

Низкий уровень электролита может свидетельствовать о перезарядке аккумулятора. В этом случае нужно проверить генератор переменного тока.

Определите нормальный уровень электролита. Нормальным уровнем считается уровень электролита, который либо выше пластин примерно на 1 см, либо ниже горловины заливного отверстия на 3 мм.

Если все в норме, то доливать воду пока нет необходимости. Можете просто закрутить обратно пробки заливных отверстий. Следующую проверку нужно будет провести через три месяца.

Определите предельный уровень электролита. Уровень жидкости находится на безопасном максимуме, когда электролит касается горловины заливного отверстия.

Где-то в нижней части большинства горловин есть пара выемок. Благодаря этим выемкам образуется мениск (жидкость выгибается возле края горловины, по форме напоминающая глаз). Если жидкость касается горловины, мениск появляется. Если ниже горловины, мениска не видно.

Мениск в форме глаза нужен для того, чтобы избежать переливов. Вам стоит воспользоваться фонариком, чтобы иметь возможность определить уровень жидкости и увидеть, есть ли мениск.

Источник: https://ru.wikihow.com/проверить-уровень-жидкости-в-автомобильном-аккумуляторе

Какую кислоту заливают в аккумулятор автомобиля: серную, соляную или другую?

Какую кислоту заливают в аккумулятор

В некоторых видах автомобильных АКБ в качестве электролита может использоваться щелочь. К примеру, никель-кадмиевый тип АКБ. Помимо этого, есть группа гелевых аккумуляторов, где жидкость находится в связанном состоянии. Но, по сути, это раствор серной кислоты, переведенный в гелеобразное состояние или им пропитанное стекловолокно.

Серная кислота широко используется при производстве свинцово-кислотных АКБ для транспортных средств. Ее концентрация в электролите около 30-35%, остальное – дистиллированная вода. Применять обычную водопроводную воду запрещено, поскольку в ее состав входят соли многих металлов и их попадание в АКБ сократит срок его службы.

Как правило, в бытовой сфере серной кислоты с 30%процентов вполне достаточно, однако в сфере производства довольно часто используется кислота с более высокой концентрацией. Получить концентрированную серную кислоту можно в две стадии. Первая – это когда концентрация доводится до 65-70%, вторая – когда ее увеличивают до 98%. Такой состав наиболее пригоден для длительного хранения. Возможно получение высокой концентрации в 99 %, но в дальнейшем из-за значительной потери SO3 она снизится до 98,3%.

Применение серной кислоты и ее сорта

Существует несколько сортов серной кислоты, к ним относятся:

  • Нитрозная или башенная. Концентрация составляет 75%, а плотность этого сорта находится в пределах 1,67 г/см3. Такое название он получил благодаря методу производства нитрозным способом в футерованных башнях. Обжиговый газ обрабатывается нитрозой и в процессе реакции получается кислота и оксиды азота.
  • Контактная. Концентрация достигает 92,5-98%, плотность – 1,837 г/см3 . Данный сорт также получается из обжигового газа с содержанием двуокиси SO2. В процессе химической реакции происходит ее окисление при контакте с катализатором из ванадия.
  • Аккумуляторная. Концентрация 92-94%, плотность – 1,835 г/см3.
  • Сорт Олеум. Концентрация довольна высокая –104,5%, плотность – 1,897 г/см 3 , представляет собой концентрированный раствор из кислоты и SO3.
  • Высокопроцентный олеум. Концентрация достаточно высокая –114,6%, плотность – 2,002 г/см3.

Процессы, происходящие в АКБ с участием электролита

Функционирование свинцово-кислотного АКБ основывается на химических процессах, протекающих с помощью электролита. АКБ автомобиля из пластин: положительных и отрицательных, погруженных в раствор кислоты. Пластины имеют токоотводящие решетки, выполненные из свинца с добавками (зависит от типа АКБ), а на решетках отрицательных электродов нанесен сероватый порошок свинца, на положительных – красновато-коричневый диоксид свинца.

Показатель плотности электролита на заряженном АКБ находится в диапазоне 1,128─1,300 г/см3. При разрядке АКБ в результате химической реакции из электролита стремительно расходуется кислота и плотность значительно падает.

Полностью заряженный элемент аккумулятора транспортного средства выдает напряжение в пределах 2,5-2,7 В без нагрузки на выводах. В случае нагрузки данное напряжение несколько проседает до 2,1 В буквально за несколько минут. За этот короткий период на поверхности отрицательных электродов успевает сформироваться плотный слой PbSO4. Соответственно, напряжение элемента на подключенной к авто АКБ составляет 2,15 В.

Если разряжать АКБ транспортного средства небольшим током (примерно 10% от номинальной емкости), тогда через 1-2 ч разрядки напряжение элемента снизится до 2 В. Это обусловлено тем, что в этом момент формируется большое количество PbSO4, который, в свою очередь сильно забивает поры активной массы. Помимо этого, проявляется рост внутреннего сопротивления элементов аккумулятора и значительно снижается концентрация жидкости.

Контроль за состоянием электролита

Контроль за электролитом – важная процедура, которая должна проводиться регулярно. От владельца транспортного средства требуется контролировать как уровень электролита в АКБ, так и его плотность. Чтобы проверить уровень электролита рекомендуется использовать стеклянную трубочку, но если ее нет, то можно использовать прозрачный корпус от ручки. Для измерения нужно открыть пробки всех банок и погрузить пластиковую/стеклянную трубочку до пластин. После чего с верхнего конца ее плотно зажать пальцем и поднять.

Оптимальный уровень электролита в трубке должен быть 10-12 мм. В случае нехватки электролита доливается вода до требуемого уровня. Выше необходимого уровня воду заливать не следует.

Срок службы электролита

Стоит знать, что кислотный электролит – это раствор, который не имеет срока годности. Срок службы для такой жидкости определяется исключительно исходя из того, как она способна выполнять свои функции.

К показателям, которые влияют на срок использования АКБ, относятся:

  • Плотность электролита.
  • Температурный режим функционирования АКБ.
  • Степень заряженности аккумулятора.

Если эти показатели соответствуют норме, срок службы электролита довольно продолжительный.

Как поднять плотность электролита

Повышение плотности жидкости происходит вследствие повышения температуры и в результате процесса, который называется гидролиз. Чтобы этот показатель находился на необходимом уровне, требуется регулярное добавление дистиллята. Если датчик концентрации кислоты в электролите показывает значение ниже, чем 1,275 г/см3, следует его поднимать.

Кислотность электролита можно поднять двумя способами: полной заменой старого электролита на новый или внесением разбавленной концентрированной кислоты.

В случае разбавления жидкости следует провести ряд действий для каждой банки:

  • Постараться откачать максимальное количество электролита посредством шприца или резиновой груши.
  • Внести в банку 0,5 его объема плотностью от 1,26 до 1,28 г/см3.
  • Чтобы тщательно перемешать жидкость, необходимо на выводы подать нагрузку с минимальной мощностью.

При замере плотности стоит определить необходимый уровень. Если не произошло изменений, тогда в половину оставшегося объема требуется внести еще электролит.

С помощью подобных манипуляций можно довести до оптимальной плотности концентрацию кислоты в электролите.

В случае, если показатель индикатора показывает значения плотности ниже, чем 1,2 г/см3, требуется полная замена электролита, так как способом доливки поднять ее не получится. Однако если батарее менее года, то стоит попробовать.

Важно! Серная кислота – агрессивная средой для кожных покровов человека и его одежды. Поэтому во время работ с открытой батареей рекомендуется позаботиться о мерах защиты: обязательно надеть резиновые перчатки, защитные очки. Так же пригодится прорезиненный фартук.

Порядок заливки и доливки кислотного электролита в АКБ

Составляющие компоненты электролита – кислоту и дистиллированную воду, нужно смешать в разных пропорциях. Так, если необходимо получить электролит с уровнем плотности 1,29 г/см³, то к 1 литру необходимо добавить 0,36 л кислоты, то есть в соотношении 1:3.

Заливку электролита производят стеклянной или полиэтиленовой трубочкой до уровня 10-15 мм над свинцовыми пластинами. После этого аккумулятор оставляют на два часа, однако в некоторых случаях плотность при этом падает. Далее АКБ заряжают током в десять раз меньшим его емкости в течение 4 часов.

Проверять плотность АКБ необходимо раз в 2-3 месяца. Для этого используется специальный прибор – ареометр.

Важно! В целях техники безопасности необходимо знать, что заливать нужно именно серную кислоту в дистилированную воду, но не наоборот, поскольку высока вероятность возникновения химической реакции данной смеси с выделением брызг и тепла.

Процесс приготовления электролита

Электролит для АКБ можно, конечно, приобрести в специализированных магазинах, но можно сделать его самостоятельно и при этом научиться регулировать плотность.

Для приготовления электролита потребуются следующие компоненты:

  • Вода дистиллированная.
  • Серная кислота.
  • Емкость из материала, устойчивого к воздействию концентрированного химического вещества: стекла, керамики, свинца.
  • Эбонитовая палочка (для размешивания жидкости).

Для приготовления в специальную емкость заливается вода, после – серная кислота. Компоненты тщательно палочкой смешиваются. Процедуру проводят последовательно, поскольку при обратном варианте есть вероятность получить ожоги.

Полученное вещество плотно накрывается и оставляется минимум на сутки до выпадения осадка и остывания. Стоит знать, что при обратном проведении заливки (сначала серная кислота, потом – вода), возможна гидратации и образование в кислоте тепла. Соответственно, вода может закипеть и спровоцировать разбрызгивание.

Срок службы АКБ ограничен ее техническими характеристиками. Однако при неправильном его использовании и хранении этот показатель может существенно снизиться. Чтобы АКБ не изнашивалась слишком стремительно, специалисты рекомендуют следить за плотностью электролита и его уровнем.

Какую кислоту заливают в автомобильный аккумулятор

Каждому автомобилисту хорошо знакома проблема износа ресурса аккумуляторной батареи. Её приходится периодически заряжать, доливать специальную жидкость либо же вовсе приобретать новую.

Ресурс во многом зависит от того, в каком состоянии находится электролит. Это кислотно-водный раствор, находящийся внутри батареи.

Чтобы осуществлять контроль, требуется знать об особенностях используемой кислоты, её свойствах, характеристиках и понимать, как следует обслуживать АКБ в тех или иных ситуациях.

Зачем используется кислота

В упрощённом виде АКБ можно представить как обычную батарейку. Внутри располагается катод, анод и аккумуляторная жидкость. Она же электролит.

В состав электролита входит кислота и дистиллированная вода, смешанные в определённых пропорциях. Чтобы понять назначение кислоты, необходимо взглянуть на основные процессы, активно протекающие при разряде и заряде АКБ.

Кислота нужна для того, чтобы обеспечить появление тока. Она вступает в реакции с оксидами и металлами, что позволяет создать условия для работы устройства.

Подключая внешнюю нагрузку, реакция жидкости с оксидами и со свинцом запускает необходимые окислительно-восстановительные реакции. Причём они являются противоположными в зависимости от того, заряжается или разряжается батарея. Образование тока происходит за счёт выделения положительных электронов из свинца и приёма оксидов от отрицательной пластины. Передаются заряженные частицы за счёт электролита, залитого в АКБ.

В батарее предусмотрены контакты, на которых протекают различные процессы. А именно:

  • расходуется триоксид серы;
  • происходит восстановление оксида свинца на катоде;
  • выделяется вода;
  • появляется окись металла на аноде.

То есть при возникновении реакции кислота замещается водой. Из-за этого плотность электролита снижается. Если идёт заряд, процессы протекают в обратном направлении. Затем ток провоцирует электролиз, при котором вещество распадается на компоненты. Это кислород и водород. Они выделяются в газовом агрегатном состоянии. Потому раствор закипает. Вещества выходят из жидкости и обратно не возвращаются. От этого плотность увеличивается, поскольку оставшаяся в батарее кислота тяжёлая. Чтобы вернуть прежние параметры и восстановить баланс для лучшей работы АКБ, в неё требуется добавить воду.

В АКБ допускается применение только дистиллированной воды. В обычной водопроводной воде содержится большое количество примесей, при контакте с которыми батарея быстро выйдет из строя.

Применяемый вид кислоты

Одним из самых распространённых вопросов об АКБ является то, какую кислоту используют в аккумуляторе автомобиля.

Здесь есть разные теории и догадки. Одни считают, что в аккумуляторе автомобиля применяется сугубо соляная кислота. Другие, отвечая на вопрос о том, какая там кислота, говорят, что серная.

Нельзя сказать, что вопрос принципиальный для обычного автолюбителя, поскольку в чистом виде иметь дело с кислотой ему вряд ли придётся. Но при этом стоит знать, какая именно кислота находится в аккумуляторе. Это не соляная, а серная.

У серной кислоты есть ещё и другие названия. Это ангидрид или триоксид серы. Но наиболее распространена среди обывателей именно серная кислота.

Если у вас вдруг спросят, какая кислота в действительности заливается в автомобильный аккумулятор, смело и уверенно отвечайте, что серная.

Существуют различные виды АКБ, где могут применяться иные жидкости в качестве электролита. В никель-кидмиевых устройствах это щёлочь. Есть и гелевые аппараты, где электролит имеет достаточно вязкую структуру, хотя по сути внутри находится та же кислота.

Если же говорить о том, какую кислоту на производстве заливают именно в свинцово-кислотный аккумулятор, используемый на автомобилях, то это будет серная.

Концентрация вещества в электролите составляет от 30 до 35%. Всё остальное приходится на дистиллированную воду.

В редких случаях с завода концентрация кислоты превышает 35%. Для решения задач, стоящих перед автомобильными АКБ, даже 30% вполне достаточно.

Зная теперь, какая именно кислота используется в автомобильных аккумуляторах, в какой концентрации и соотношении, можно переходить к ответам на другие вопросы.

Объективно недостаточно знать лишь то, какую кислоту при производстве батарей для автомобиля заливают в аккумулятор и какое альтернативное название она носит. Если вы планируете самостоятельно обслуживать и контролировать состояние АКБ, следует несколько расширить базу своих знаний. В последующем вам предстоит добавлять в АКБ электролит или просто подливать воду. Это вполне обычный процесс для обслуживаемых батарей.

Концентрация и плотность

Концентрацией называют соотношение кислоты и дистиллированной воды. Чтобы не возникало сложностей с приготовлением раствора, в продаже доступны уже полностью готовые к использованию электролиты.

Но объективно самым важным параметром для АКБ считается плотность электролита.

Нормальным считается показатель в пределах от 1,07 до 1,3 г/см3. Меняя параметры, меняется и порог замерзания.

Плотность также влияет на электропроводимость, являющуюся обратно пропорциональной сопротивлению в автомобильной батарее.

Когда машина эксплуатируется в условиях низких температур, плотность рекомендуется поднять примерно до 1,3 г/см3. Да, с позиции показателей электропроводимости это не лучшее решение. Но если снизить плотность, жидкость может попросту замёрзнуть. А замерзание влечёт за собой разрыв банок и полный выход из строя АКБ.

Оптимальной же плотностью при минимальном сопротивлении считается 1,23г/см3.

В продаже представлены электролиты разной плотности, в зависимости от сезона, для которого они предназначены. Выбирайте те, которые соответствуют текущим погодным условиям.

Применение правильного электролита существенно продлевает срок службы всего аккумулятора.

Контроль состояния

Одной из главных задач, стоящей перед автовладельцем, под капотом машины которого установлена свинцово-кислотная обслуживаемая батарея, является своевременный контроль состояния электролита.

Помимо уровня, необходимо следить и за показателями плотности.

Уровень проверяется довольно просто. Для этого потребуется взять стеклянную трубочку или корпус от прозрачной ручки. Далее выполняются такие операции:

  • откручиваются пробки на всех банках АКБ;
  • трубочка погружается в батарею до уровня пластин;
  • верхний конец трубочки зажимается плотно пальцем;
  • измерительный прибор поднимается.

Принято считать, что оптимальный уровень должен составлять в пределах от 10 до 15 миллиметров.

Если проверка показала меньшее значение, тогда необходимо долить электролит. Заливать выше оптимального уровня также не рекомендуется.

Срок службы

Теперь вы знаете, какую кислоту при производстве и дальнейшем обслуживании добавляют в автомобильный аккумулятор.

Ведётся много споров касательно того, какой эксплуатационный период у раствора. На самом деле срока годности он не имеет. Период службы определяется эффективностью выполняемых функций. Пока электролит справляется со своими задачами, он считается пригодным к использованию.

Срок службы вещества зависит от:

  • плотности используемого электролита;
  • температуры, в которой эксплуатируется батарея;
  • уровня заряда АКБ.

Если поддерживать эти параметры в оптимальных значениях, тогда и кислота будет служить достаточно долго.

Повышение плотности электролита

Если текущая плотность используемой кислоты в аккумуляторе автомобиля очень высокая, тогда достаточно добавить в банки воды, и показатели будут оптимизированы.

Но в обратном направлении этот приём не работает. Добавляя воду, увеличить кислотность точно не получится.

Плотность вещества в АКБ регулируется уровнем заряда АКБ.

Объяснить это просто. По завершению окислительно-восстановительных реакций вода может распадаться и теряться. Из-за этого концентрация кислоты будет увеличиваться. Используя зарядные устройства, можно компенсировать недостаточную плотность. Если этот метод не помогает, тогда в батарею требуется залить электролит корректирующего типа.

На практике концентрация обычно повышается путём полной замены электролита либо же за счёт добавления разбавленной кислоты.

Используя метод разбавления, нужно выполнить такие операции, причём для каждой банки аккумуляторной батареи:

  • С помощью шприца или медицинской груши постепенно откачать максимально возможное количество жидкости.
  • Добавить в банку половину её объёма разбавленную концентрированную кислоту с плотностью около 1,26-1,28 г/см3.
  • Подать нагрузку на выводы с минимальной мощностью, что позволит тщательно перемешать компоненты.

Замеряя плотность, не забывайте проверять уровень. Если после проведённых манипуляций никаких изменений не наблюдается, тогда добавляется ещё часть электролита. Постепенно контролируя параметры аккумулятора, создаются оптимальные значения концентрации.

Если при проверке плотности обнаруживаются значения ниже 1,2 г/см3, тогда выход только один. Это полная замена электролита, поскольку путём разбавления повысить уровень до нужных значений уже не получится.

Серная кислота, даже в разбавленном виде, очень концентрированная и опасная для кожных покровов и слизистых оболочек.

В процессе работы нужно обязательно предварительно подумать о средствах защиты. Работать с электролитом лучше в резиновых перчатках, очках и в прорезиненном фартуке.

Как правильно заливать и доливать раствор

Особой потребности отдельно приобретать серную кислоту и дистиллированную воду не обязательно. Последняя находится в свободной продаже, в то время как кислоты заполучить намного сложнее.

Поэтому для автомобилистов просто продают уже готовые растворы электролита. Их смешивают в соответствующих пропорциях, и получают составы для разных ситуаций и времени года. К примеру, для получения электролита плотностью 1,29 г/см3, на 1 литр дистиллята добавляется 360 мл. кислоты. То есть здесь соотношение составляет 1 к 3.

Техника безопасности гласит, что добавлять при смешивании можно только кислоту в воду. Добавлять воду в кислоту запрещается, поскольку есть высокая вероятность возникновения реакции, при которой будет выделяться тепло и брызги.

Это потенциально очень опасно для человека. Поэтому запомните, что только в воду добавляется кислота, а не наоборот.

Сам же процесс заливки и доливки выглядит следующим образом:

  • Заливать или доливать электролит рекомендуется с помощью полиэтиленовой или стеклянной трубки.
  • Уровень вещества в аккумуляторе автомобиля должен находиться в пределах от 10 до 15 мм над пластинами из свинца.
  • Добавив необходимое количество раствора, аккумулятор стоит оставить в покое примерно на 2 часа. Но бывает так, что за это время плотность успевает упасть.
  • Затем аккумулятор следует зарядить током. Его значение должно быть в 10 раз меньше, чем ёмкость батареи.
  • Зарядка на низком токе продолжается в течение 4 часов.

С целью профилактики и поддержания оптимального состояния, проверка плотности проводится с интервалом в 2-3 месяца. Минимум 3-4 раза в год этот показатель нужно обязательно проверять. Сделать это можно с помощью ареометра.

Как сделать электролит

Создавать себе дополнительные трудности хотят далеко не все. Поэтому самым простым решением станет покупка уже готового раствора из дистиллированной воды и серной кислоты в специализированных магазинах.

Но есть и те, кто предпочитает всё делать своими руками, чтобы быть уверенным в качестве, или просто имея желание научиться чему-то новому.

Чтобы приготовить электролит, потребуется подготовить набор, состоящий из:

  • дистиллированной воды;
  • серной кислоты;
  • ёмкости из подходящего материала;
  • эбонитовой палочки.

Касательно ёмкости определиться не сложно. Обычно применяют тару из керамики или стекла. Заливать состав в обычную пластиковую бутылку нельзя. Её может разъесть, и вещество выльется. А эбонитовая палочка выполняет функцию инструмента для перемешивания.

В подготовленную ёмкость заливается вода, а уже в воду постепенно добавляется кислота. В зависимости от необходимой плотности, компоненты смешиваются в соответствующих пропорциях. Чаще всего это 1 к 3, где воды в 3 раза больше, чем кислоты.

Но сразу после перемешивания заливать жидкость в аккумулятор нельзя. Необходимо плотно накрыть крышкой ёмкость и оставить минимум на 24 часа. Это требуется, чтобы состав остыл и выпал весь осадок. Всё, раствор готов к использованию.

Как видите, не так всё просто с этими свинцово-кислотными аккумуляторами. Они относятся к категории обслуживаемых, а потому требуют к себе повышенного внимания и периодического контроля. Проверять уровень не сложно, а вот перспектива заливать электролит или добавлять постоянно воду привлекает далеко не всех.

Поэтому всё чаще автовладельцы отказываются от обслуживаемых АКБ и переходят на более современные аналоги, в которых следить требуется только за уровнем заряда. Ничего заливать, добавлять и смешивать уже не нужно.

Электролит батареи

представляет собой смесь воды и — введение, раствор и соотношение_Greenway battery

Аккумулятор вашего автомобиля не всегда может быть заправлен необходимым количеством электролита, который необходим для его правильного функционирования. Поэтому в некоторых случаях вам может потребоваться добавить электролит в аккумулятор вашего автомобиля. Это может показаться легкой задачей, но на самом деле это не так просто, потому что это довольно сложный предмет.

? Итак, если в вашем автомобильном аккумуляторе заканчивается электролит, и у вас мало информации о том, что такое электролит или каково соотношение кислоты и воды в аккумуляторе, то вы попали на соответствующий веб-сайт, потому что мы ‘ Мы предоставили вам ответы на все ваши вопросы, касающиеся электролита аккумулятора.

? Давайте начнем с того, что разберемся в теме «Аккумуляторный электролит представляет собой смесь воды и — введение, раствор и соотношение»!

Из чего сделан аккумуляторный электролит? Если вы не знаете, из чего сделан электролит, мы здесь, чтобы дать ответ! Большинство обычных батарей состоит из жидкости, известной как электролит. Этот электролит в батарее представляет собой смесь серной кислоты и воды. Пластины свинцово-кислотных аккумуляторов содержат активный материал, который всегда должен быть погружен в электролит, в то время как водород и газообразный кислород выделяются во время зарядки.Пока аккумулятор заряжается, плотность раствора электролита будет увеличиваться.

Электролиты в батарее служат катализатором, чтобы сделать батарею проводящей, инициируя движение ионов от катода к аноду при зарядке и наоборот при разряде. В зависимости от того, в какой степени электролит аккумулятора может выделять ионы, электролит может быть сильным или слабым. Сильные электролиты — это соединения, которые отлично ионизируют и проводят мощный электрический ток.С другой стороны, слабые электролиты — это соединения, которые ионизируются в минимальной и небольшой степени и проводят небольшой электрический ток.

Теперь, если мы говорим о составе электролитов, то вам важно отметить, что разные батареи используют в качестве электролита разные химические соединения. Некоторые из обычно используемых соединений включают хлорид натрия, серную кислоту, азотную кислоту, хлорную кислоту, ацетат натрия и т. Д. Таким образом, в зависимости от типа или марки батареи, состав электролита батареи будет меняться от одной батареи к другой.Но в большинстве случаев электролиты в свинцово-кислотных аккумуляторах состоят из серной кислоты и воды.

Что такое раствор электролита для аккумуляторов? Как вы уже прочитали, из чего состоит электролит, теперь давайте разберемся, что такое раствор электролита для аккумуляторов?

Каждая батарея состоит из катода, анода и электролита. Анод и катоды — это электроды, которые полностью погружены в раствор электролита и соединены снаружи с помощью проводящего провода.Когда анод и катод растворяются в растворителе, раствор электролита выделяет ионы. Разряженные электролитом ионы реагируют с анодом, высвобождая один или несколько электронов.

Проще говоря, мы можем сказать, что электролит — это среда, которая предлагает механизм переноса ионов между катодом и анодом ячейки. Электролит часто рассматривается как жидкая смесь воды и других растворителей с растворенными кислотами, солями или щелочами, которые необходимы для ионной проводимости.Электролит допускает движение только ионов. В качестве электролита батареи обычно используются материалы с высокой ионной проводимостью, так что ионы лития могут легко перемещаться вперед и назад. Полное движение ионов лития обычно зависит от типа электролита; поэтому всегда следует использовать электролит, отвечающий строгим требованиям.

Каково соотношение серной кислоты и воды в батарее? Когда дело доходит до электролита в батарее, большинство людей обычно не понимают, какое соотношение кислоты и воды в батарее! Если вы один из тех, кто запутался в одном и том же, то вам больше не нужно запутываться, потому что у нас есть для вас ответ!

Когда мы говорим об электролите, мы обычно говорим о растворе серной кислоты и воды.Этот раствор серной кислоты и воды заполняет элементы свинцово-кислотных аккумуляторов, а синергия между свинцовыми пластинами и электролитом позволяет аккумулятору вашего автомобиля накапливать и выделять энергию.

Итак, всякий раз, когда в аккумуляторе вашего автомобиля заканчивается электролит, может потребоваться добавить в него дополнительный электролит. Но для этого вы должны быть уверены в процентном соотношении кислоты к воде в батарее! Каждый раз, когда вы ищете ответ на этот вопрос в Интернете, вы можете не найти подходящих результатов ни на одном из веб-сайтов, но у нас есть соответствующий ответ на ваш запрос.?

Кислота, присутствующая в аккумуляторной батарее вашего автомобиля, обычно представляет собой серную кислоту, которая обычно разбавляется водой до уровня концентрации 37%. Этот уровень концентрации аккумулятора вашего автомобиля обычно варьируется от одного аккумулятора к другому, в зависимости от марки. Идеальное соотношение кислоты и воды в аккумуляторе составляет 30,1 см3 кислоты: 100 см3 дистиллированной воды. Если это соотношение кислоты и воды не поддерживается должным образом, весь механизм электрохимии в аккумуляторе может быть изменен.

Итог Здесь вы подошли к сути статьи «Аккумуляторный электролит представляет собой смесь воды и — введение, раствор и соотношение»! Мы надеемся, что у вас есть точное представление о том, что такое электролит, из чего он состоит, процентное соотношение кислоты к воде в электролите и многое другое. Вся приведенная выше информация верна, поэтому вы можете быть уверены в ее достоверности. Всегда помните, что электролит аккумулятора часто называют аккумуляторной кислотой, потому что он очень кислый по своей природе.Так что, если в следующий раз вы столкнетесь с чем-то связанным с электролитом аккумулятора, эта информативная статья обязательно поможет вам в этом!

литий-ионный аккумулятор аккумулятор для электровелосипеда литиевая батарея

электролитов в батарее — новости о хранении энергии, батареях, изменении климата и окружающей среде

Батареи используют электролитов в качестве химического источника для производства электроэнергии. Электролит — это любое вещество, которое выделяет ионы при растворении в подходящем растворителе (например, геле) или жидкости (например, воде или соке).

Каждая батарея состоит из анода, катода и электролитического раствора. Анод и катод — это электроды (проводящий электричество материал, через который могут протекать электрические заряды или ток), которые погружены в раствор электролита и соединены снаружи с помощью проводящего провода. При растворении в растворителе электролит выделяет ионы. И мы знаем, что движущиеся ионы или электроны производят электрический ток. Посмотрим как.

Ионы, высвобождаемые электролитом, реагируют с анодом с высвобождением одного или нескольких электронов.По мере того, как электроны накапливаются возле анода, они начинают двигаться по проволоке к катоду, у которого нет или очень мало электронов. Это движение электронов производит электрический ток, который питает любое устройство, подключенное через провод, как показано на рис. , рис. 1 .

Рисунок 1: Базовая компоновка батарей

Вам интересно, что происходит со всеми электронами, идущими к катоду? Катод реагирует с электролитом и электронами с образованием соединения и расходует электроны в процессе.

В зависимости от степени ионизации электролита (высвобождения ионов) электролиты могут быть сильными или слабыми. Сильные электролиты — это те соединения, которые в значительной степени ионизируются в водном растворе и проводят сильный электрический ток. Слабые электролиты — это те соединения, которые в очень небольшой степени ионизируются в водном растворе и проводят очень небольшое количество электрического тока.

В разных батареях в качестве электролита используются разные химические соединения.Некоторые из таких часто используемых соединений: хлорид натрия, азотная кислота, серная кислота, ацетат натрия, хлорная кислота и т. Д.

Первая батарея была изобретена итальянским физиком Алессандро Вольта в 1799 году путем выработки постоянного электрического тока с помощью вольтовых свай. . С тех пор форма батареи изменилась, но основная концепция осталась прежней. Анод, катод и электролит по-прежнему необходимы для изготовления батареи.

Общие сведения о заполнении литий-ионных батарей электролитом

По мере того, как литий-ионные батареи проникают на более крупный рынок аккумуляторов энергии, особенно в крупных системах, акцент делается на достижении лучшей и однородной производительности (как с точки зрения плотности энергии, так и возможностей скорости), предсказуемого срока службы и более высокой безопасности для ячеек по более низкой цене. 1 Одним из этапов производства элементов, на котором все еще есть возможность повлиять на все эти аспекты, является заполнение электролитом. В настоящее время заливка электролита осуществляется путем приложения отрицательного давления к собранной, но не герметичной ячейке. Это трудоемкий (и, следовательно, дорогостоящий) этап, занимающий от 12 до 24 часов в сухом помещении. Известно, что дополнительные факторы, которые могут быть установлены производителем, такие как повышенная температура или сборка электрода и элемента, влияют на смачивание. 2

Если заполнение и смачивание электролитом не завершено, может возникнуть ряд проблем, которые могут отрицательно сказаться на работе, сроке службы и безопасности элемента.Во-первых, если электролит не полностью заполняет поровое пространство электродов и не смачивает активные частицы, межфазный слой твердого электролита (SEI) не будет равномерно расти на активной частице во время цикла формирования, что может привести к разложению электролита во время цикла. более низкая кулоновская эффективность или образование дендритов лития. 3–5 Для достижения стабильного SEI необходимо полное и однородное смачивание конструкций аккумуляторных батарей электролитом. 6 Кроме того, во время работы ячейки, если поры не заполнены электролитом, пути для транспорта лития становятся эффективно закрытыми из-за присутствия остаточной газовой фазы, блокирующей определенные ответвления пор.В зависимости от трехмерной структуры пор это может привести к увеличению извилистости. Повышенная извилистость означает снижение эффективной проводимости лития в пористой структуре и большие перенапряжения, влияющие на производительность и безопасность. 7 Кроме того, закрытые транспортные пути могут привести к неоднородной концентрации лития в батарее и неоднородной плотности тока. 8,9

Это обсуждение выше подчеркивает важность понимания того, как оптимизировать компоненты ячейки для облегчения смачивания электролитом и заполнения пористых электродов и сепараторов.Смачивание пористых компонентов батареи электролитами — это процесс, который зависит от химического состава поверхности твердой фазы (ей), химического состава электролита (включая концентрацию его соли) и трехмерной структуры материала. Большинство текущих исследований по облегчению заполнения пористых компонентов батареи сосредоточено на улучшении физико-химических параметров, особенно электролита батареи и химического состава поверхности. Особое внимание уделяется уменьшению краевого угла смачивания θ , увеличению поверхностного натяжения и снижению вязкости для получения хорошо смачиваемых растворов ( θ <90 °), не склонных к разбиванию на капли (большие) и показывают низкое сопротивление потоку, управляемому давлением (небольшое). 10,11 Повышение концентрации соли неблагоприятно влияет на смачиваемость электролита. 12

Ряд исследований связывает смачивание и заполнение порового пространства с характеристиками, в частности, с эффективной проводимостью лития в пористой среде. Kühnel et al. оценили время смачивания электродов с помощью тензиометра и импедансной спектроскопии, показав, что электролиты на основе органических растворителей обладают улучшенными характеристиками смачивания из-за более низкой вязкости. 13 Другой метод измерения скорости впитывания электродов путем прямой визуализации фронта впитывания был разработан Davoodabadi et al. 12 , а свободная поверхностная энергия электродов была связана с их поведением при смачивании. 14 Исследование структуры анодов показывает, что более крупные частицы графита демонстрируют большее перенапряжение, чем более мелкие частицы, по мере увеличения площади смачивания. 15 Кроме того, модификация графита для повышения его гидрофильности снижает перенапряжение, в то время как календарная обработка приводит к ухудшению смачивания электродов. 16,17 Нейтронная визуализация на месте позволила лучше понять процесс заполнения электролитом пакетов электродов и была связана с изменениями электрохимического импеданса во время процесса заполнения LIB на производстве. 18,19 Однако этот метод позволяет только наблюдать фронт смачивания, но не дает представления о процессе в масштабе пор. Для сепараторов литий-ионных аккумуляторов улучшенное смачивание может быть достигнуто за счет определенных модификаций поверхности, например в виде полимерных 20 или керамических покрытий. 21,22 Распределение электролита в анодах и катодах, генерируемых стохастически, было изучено с помощью моделирования Больцмана на решетке и показало отрицательное влияние неполного смачивания на характеристики батареи. 4

В этой работе мы систематически исследуем, почему экспериментально измеренные эффективные коэффициенты переноса ниже ожидаемых, и какие структурные или физико-химические свойства электролита и границы раздела твердое тело-жидкость объясняют это. В качестве модельной пористой системы для исследования мы выбираем полиэтиленовый (PE) сепаратор, поскольку он состоит из одной твердой фазы с относительно однородным размером пор и изотропной структурой пор, которую мы ранее подробно охарактеризовали. 8,23 Мы показываем, что неполное смачивание конструкции сепаратора может объяснить расхождения между расчетными и измеренными характеристиками сепараторов. Эта работа подчеркивает важность структуры пор в определении количества остаточного газа в структуре и дает представление о структурах пор, условиях заполнения и составах электролитов, которые являются выгодными для аккумуляторной технологии.

Используя репрезентативную трехмерную реконструкцию конструкции полиэтиленового сепаратора 24 (рис.1а), мы проводим численное моделирование диффузии и с помощью расчетов находим, что с чисто геометрической точки зрения мы ожидаем, что проводимость лития через заполненную электролитом поровую фазу полиэтиленового сепаратора будет составлять 14% от объемной проводимости лития в электролите ( т.е. мы ожидаем найти число МакМуллина ∼7). Затем мы заполняем образцы сепаратора различными электролитами, включая линейные и циклические карбонаты, а также бинарными смесями карбонатов (свойства перечислены в таблице I), каждый из которых содержит LiPF 6 в концентрации 1 М, и используем спектроскопию электрохимического импеданса (EIS) для определения эффективная проводимость лития σ eff через сепаратор.На рисунке 1b показаны измеренные числа МакМуллина (N M = σ Bulk / σ eff ). Они варьируются от 11,07 ± 1,00 для диметилкарбоната (DMC) до 14,58 ± 1,79 для смеси пропиленкарбонат: этиленкарбонат (PC / EC) в соотношении 1: 1, указывая на то, что перенос лития значительно хуже, чем ожидалось от геометрии сепаратора (N M = 7, желтая пунктирная линия). Хотя N M имеет тенденцию к увеличению с увеличением вязкости и угла смачивания, мы не находим простых тенденций, которые могли бы связать одно свойство электролита (угол смачивания, поверхностное натяжение или вязкость) с измеренными числами МакМуллина (вспомогательная информация доступна в Интернете в стеках). .iop.org/JES/167/100546/mmedia). Как показали фрактальный анализ и анализ случайных блужданий на трехмерных микроструктурах, различия в значениях, измеренных с помощью EIS и диффузии, могут частично объяснить большие, чем ожидалось, измеренные числа МакМуллина. 25 Однако этот анализ не может объяснить вариацию числа МакМуллина, измеренного для разных электролитов.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рисунок 1. Характеристики сепаратора для различных электролитов (a) Трехмерная микроструктурная визуализация сегментированного сепаратора Targray PE16A. Присутствуют разные неоднородности, например, разные радиусы пор. (b) Числа МакМуллина, рассчитанные на основе измерений спектроскопии электрохимического импеданса (EIS) с использованием различных электролитов в сепараторе Targray PE16A. Пунктирной линией показано число МакМуллина, рассчитанное на основе численного моделирования диффузии.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Таблица I.
Свойства электролитов, использованных в этом исследовании.

Растворитель Угол контакта с полиэтиленовым сепаратором [°] Поверхностное натяжение [мН м −1 ] Вязкость [мПа · с] Объемная проводимость (с 1 M LiPF 6 ) [мСм см −1 ] a ) Число МакМуллина [-]
DMC 30.0 ± 1,5 32,01 ± 0,22 1,464 ± 0,005 7,1 11,07 ± 1,00
ЭМС 14,5 ± 2,8 29,08 ± 0,28 1,794 ± 0,031 4,6 11,90 ± 1,04
EC / DMC 52,9 ± 1,8 40,13 ± 0,20 3,388 ± 0,006 11,6 14,19 ± 1,01
PC / EMC 45.4 ± 1,5 28,52 ± 0,26 4,084 ± 0,006 8,7 13,84 ± 1,13
EC / EMC 45,4 ± 1,5 34,61 ± 1,15 4,124 ± 0,098 9,7 14,35 ± 0,93
PC / EC 89,99 ± 3,0 46,73 ± 0,04 7,130 ± 0,010 6,8 14,58 ± 1,79
ПК 86.22 ± 2,4 43,75 ± 0,012 8,248 ± 0,016 5,8 13,95 ± 1,61


a) , как указано производителем.

Чтобы объяснить этот эффект, мы обратимся к теории неполного (или частичного) смачивания, которая до сих пор в значительной степени игнорировалась в сообществе аккумуляторных батарей, но объясняет, как структура порового пространства и физико-химические свойства электролит влияет на процесс смачивания.

Теория неполного (или частичного) смачивания часто применяется в геологии, где закачка воды является обычным способом вытеснения нефти или газа, застрявших в порах в породах микрометрового размера; 26 , однако, это в равной степени применимо для понимания заполнения электролитом.

В системе, где гравитационными силами можно пренебречь (что, как объяснено во вспомогательной информации, является допустимым предположением для компонентов батареи, поскольку длина капилляра составляет около 2 мм 27 ), как капиллярные, так и вязкие силы играют роль в процесс заполнения.Капиллярное давление, P c , в поре определяется уравнением Юнга – Лапласа (), где r — радиус поры. Вязкое давление пропорционально скорости Дарси и динамической вязкости вторгающейся фазы. Известно, что вязкость электролита в пористых компонентах аккумулятора может отличаться от объемного значения у поверхности поры. 20,28,29 Эти так называемые микровязкости вызваны взаимодействием между ионами электролита и поверхностью элемента батареи.Теория частичного смачивания не рассматривает эти взаимодействия и использует объемные значения для динамической вязкости вторгающейся фазы.

В компонентах аккумуляторных батарей с небольшими порами преобладают капиллярные силы. В этом случае, когда фаза смачивания (т.е. при θ <90 °) входит в пористую структуру, происходит пропитывание. Для смачивания среды не требуется внешнего давления; однако в порах существует капиллярное давление, которое продвигает фазу смачивания дальше в поровое пространство.С другой стороны, когда вторгающаяся фаза не смачивает, приложенное внешнее давление должно превышать капиллярное давление, чтобы заставить несмачивающую фазу проникнуть в поры. Этот процесс называется дренированием. 26 Поскольку все электролиты, использованные в этом исследовании, являются смачивающими, хотя и в разной степени (см. Таблицу I), а вытесненная фаза (газ) не смачивает, заполнение сепаратора является процессом пропитывания.

В структурах со структурной неоднородностью (например, с переменным радиусом пор, сужением пор и т. Д.), ни полное пропитывание, ни полный дренаж невозможны, поскольку структурная неоднородность приводит к захвату остаточной фазы в структуре. В случае заполнения сепаратора этой остаточной фазой является газ. Другими словами, невозможно полностью заполнить фазу пор сепаратора жидким электролитом (или, во время слива, полностью удалить весь электролит). На рис. 2а показаны кривые капиллярного давления для пропитывания и дренажа, где количество остаточной фазы обозначено штриховкой.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рисунок 2. Смачивание пористой среды. (а) Кривые капиллярного давления, показывающие пропитывание (например, заполнение электролитом) и дренаж (например, удаление электролита) пористой среды. В реальных конструкциях насыщение фазы электролита (фаза смачивания) при заполнении не достигает 100%. Остаточная газовая фаза отображается голубым оттенком. Точно так же во время слива не весь электролит можно удалить (синяя заливка).(b) В поре с переменной площадью поперечного сечения может произойти «откол». В этом сценарии газ задерживается в большом сегменте пор из-за недостаточного капиллярного давления. (c) «Модель поры-дублета» описывает сценарий, когда газ задерживается в одной ветви поры. Это может произойти, когда две параллельные ветви имеют разные радиусы или разную длину, в результате чего жидкая фаза движется в одной поре быстрее, чем в другой.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Во время пропитывания различные структурные особенности могут привести к остаточному насыщению (т.е.е., захваченный газ) в пористой среде. Модель отрыва и модель дублета пор описывают два распространенных сценария, приводящих к улавливанию газа. Откол может происходить в порах с переменной площадью поперечного сечения (рис. 2b). 30 В этом случае капиллярное давление изменяется в зависимости от положения в поре (P c ∼ 1 / r), и низкое капиллярное давление присутствует в более крупном сегменте поры. Чтобы газ мог двигаться дальше в сужении поры, необходимо поддерживать большее капиллярное давление, что происходит, когда газовая фаза «отрывается», т.е.е., далее по телу поры отключается от газовой фазы. 31,32

Модель поры-дублета (рис. 2c) применяется, когда поры разветвляются на две параллельные поры с разным диаметром и / или разной длиной, а затем повторно соединяются. Поскольку в этих порах изменяется капиллярное давление, жидкость в одной поре движется быстрее, чем в другой. Жидкость будет двигаться быстрее в маленькой поре, что приведет к захвату газа в более крупной поре. 26,33,34

Таким образом, количество остаточной фазы зависит от трехмерной структуры порового пространства, а также от капиллярных и вязких сил.Кроме того, из-за роли, которую структура играет в процессе захвата газа, и последовательности, в которой фронт жидкости достигает этих структур, в асимметричной структуре пропитывание будет направленным процессом. Другими словами, смачивание пористой структуры с одного направления может привести к совершенно иному захвату газа, чем смачивание с другого направления.

Анализ структуры сепаратора PE16A показывает поры со средним геометрическим диаметром пор 110 нм. Средний диаметр порового канала лишь немного меньше (~ 85 нм). 8 Это приводит к соотношению сторон 1,33, что достаточно мало, чтобы улавливание газа из-за отслаивания, вероятно, было незначительным. 30 Однако структура PE16A сильно связана (связность ∼150 мкм м -3 ), длина пор составляет от 10 до 700 нм, а диаметр пор составляет от 20 до 300 нм (см. Вспомогательную информацию), так что захват газа, вероятно, можно описать моделью порового дублета.

Чтобы определить остаточную газонасыщенность, которую мы можем ожидать в сепараторе PE16A, мы рассчитываем кривые капиллярного давления во время моделирования заполнения структуры сепаратора с помощью SatuDict (GeoDict2019, Math3Market GmbH, Кайзерслаутерн, Германия).Моделирование выполняется на десяти различных подобъемах PE16A.

Смоделированные кривые капиллярного давления для трех различных электролитов показаны на рис. 3a. Поскольку пропиленкарбонат (ПК) имеет больший угол смачивания ( θ PC = 86 °) по сравнению с углом смачивания EMC ( θ EMC = 14 °) или EC / EMC ( θ EC / EMC = 45 °), капиллярное давление меньше для ПК. Однако количество остаточной газовой фазы, остающейся в поровом пространстве, оказалось одинаковым для всех электролитов (31 ± 1%).Это происходит из-за того, что моделирование основано на квазистатической модели, которая учитывает только капиллярное давление, а не динамическое вязкое давление.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рисунок 3. Моделирование заполнения сепаратора электролитом. (а) Смоделированные кривые капиллярного давления для пропитывания сепаратора тремя различными электролитами: EMC (красный), EC / EMC (желтый), PC (синий).Из-за квазистатического характера моделирования остаточная газонасыщенность не зависит от физико-химических свойств электролита. (b) Результирующая трехмерная томографическая визуализация сепаратора Targray PE16A, заполненного электролитом. 30% порового пространства составляют камеры остаточного газа.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

На рис. 3b показана структура сепаратора (серый), заполненная в результате моделирования 69% объема пор, содержащим электролит (синий) и 31% остаточной газовой фазы (голубой).Из-за улавливания газа меньше путей через жидкий электролит доступно для диффузии лития. Выполнение численного моделирования диффузии с учетом только связанной жидкой фазы показывает эффективное значение переноса 0,06 ±. 0,009, что приведет к измеренному числу Мак-Маллина ∼18,21 ± 2,93. Сравнивая это с эффективным значением переноса 0,14 (число Мак-Муллина 7) для случая 100% заполненного объема пор, влияние остаточного газа в поровом пространстве на проводимость и диффузию лития очевидно.

Тот факт, что число МакМуллина, рассчитанное для структуры, заполненной моделированием (18,21 ± 2,93), больше, чем экспериментально измеренные числа МакМуллина (от 11,07 ± 1,00 до 14,58 ± 1,79), предполагает, что 31% остаточной газовой фазы, определенной моделированием, является завышение. Это завышение можно объяснить тем фактом, что для такой структуры, как PE16A, где модель дублета поры объясняет большую часть остаточного насыщения, квазистатическое моделирование обеспечивает верхний предел остаточного насыщения пор.Поскольку распространение фронта жидкости в моделировании не зависит от времени, поры заданного размера немедленно заполняются, как только достигается необходимое капиллярное давление. Таким образом, становится изолированным больше пор с большим диаметром, чем если бы также учитывались силы вязкости. Хотя 31% — это завышенная оценка остаточной газовой фазы, концепция остаточного насыщения прекрасно объясняет, почему экспериментально измеренные числа МакМуллина выше, чем если бы все поры предполагались заполненными, и, исходя из экспериментально измеренных чисел МакМуллина, мы оцениваем, что, в действительности можно ожидать, что остаточные газовые фазы составляют примерно 15–25%.

Квазистатическое моделирование заполнения, описанное выше, подчеркивает, что конструкция сепаратора склонна к улавливанию газа во время заполнения, и позволяет нам рассчитать влияние остаточной насыщенности, которое может оказать на эффективный коэффициент переноса. Однако эти квазистатические симуляции заполнения учитывают только капиллярные силы, а не вязкую силу, которая зависит от вязкости и скорости заполнения. Здесь мы показываем, что, рассматривая вязкую силу, можно объяснить, почему измеренные числа МакМуллина находятся в диапазоне от 11.07 ± 1,00 до 14,58 ± 1,79 для разных электролитов.

Было показано, что величина остаточного насыщения зависит от безразмерного капиллярного числа, N c , которое определяется как соотношение вязких и капиллярных сил:

В геологии величина остаточного насыщения обычно уменьшается с увеличением капиллярного числа (т. е. с увеличением силы вязкости). 35 Это не то, что мы наблюдаем при наших измерениях EIS на сепараторах, где число МакМуллина (которое пропорционально остаточному насыщению) показывает немонотонную зависимость от капиллярного числа и увеличивается для электролитов с низкой вязкостью, линейные карбонаты перед уменьшением для высоковязких циклических электролитов на основе карбонатов (см.рис.4). Это сложное поведение, контрастирующее с эмпирически определенными, монотонно убывающими кривыми обезвоживания, измеренными в геологии, неудивительно. В геологически значимых системах обычно используются нефть и вода в качестве начальной фазы и фазы вторжения, соответственно. Таким образом, краевой угол в формуле. 1 является постоянным и часто опускается для упрощения. Сделав это для использованных электролитов (т.е. предполагая, что все использованные электролиты идеально смачиваются), мы видим, что остаточное насыщение монотонно уменьшается с увеличением капиллярного числа (см. Дополнительную информацию).Однако для смачивания компонентов аккумуляторной батареи такой подход не оправдан, поскольку испытанные электролиты показывают большой разброс угла смачивания (∼40 ° –∼90 °). Таким образом, взвешенное капиллярное число, представленное на рис.4, включает зависимость от угла смачивания и дополнительно умножается на безразмерное соотношение вязкости, которое масштабирует капиллярное число, поэтому кривые осушения сопоставимы для различных систем жидкость / жидкость и жидкость / газ (для Системы жидкость / жидкость, используемые в геологии, вязкости начальной фазы присутствия и фазы вторжения приблизительно равны; для систем электролит / газ вязкости различаются более чем на 2 порядка).

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рисунок 4. Влияние физико-химических свойств электролитов на число МакМуллина.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Когда мы строим график зависимости экспериментально измеренного числа МакМуллина от вязкости электролитов (рис. 4), мы различаем хорошее смачивание (углы смачивания от 14 до 53 °) (серая заштрихованная область) и плохо смачивающие электролиты (углы смачивания ближе к 90 °). ).Число МакМуллина увеличивается с вязкостью в области хорошего смачивания и уменьшается с увеличением вязкости в режиме плохого смачивания.

Цвет каждой точки соответствует взвешенному капиллярному числу. Для хороших смачивающих электролитов взвешенное капиллярное число увеличивается с вязкостью, потому что оно эффективно постоянно и равно приблизительно 1. Таким образом, в этом режиме вязкость электролита (и скорость заполнения) имеют самое важное влияние на количество остаточного газа. фаза в структуре, с электролитами более высокой вязкости и более высокими скоростями заполнения, что приводит к большему количеству остаточного газа.Это действительно наблюдается тенденция, когда электролиты с более высокой вязкостью показывают более высокие числа МакМуллина.

Для плохо смачиваемых электролитов увеличение вязкости приводит к улучшенному заполнению и снижению числа МакМуллина. В этом режиме капиллярные силы намного меньше единицы (расхождение косинуса при углах, близких к 90 °). Таким образом, краевые углы преобладают, и увеличение вязкости может даже привести к уменьшению капиллярного числа и меньшему количеству остаточной газовой фазы. Феноменологически увеличение вязких сил может привести к повторной мобилизации газовых кожухов.Однако одновременно с этим процесс смачивания будет медленнее, или жидкость потребуется нагнетать в конструкцию для поддержания скорости смачивания.

Это подчеркивает, что для хорошего смачивания электролитов низкая вязкость полезна не только для улучшения проводимости 7 , но также для уменьшения присутствующей остаточной газовой фазы. Увеличение скорости заполнения также будет способствовать увеличению объема остаточной газовой фазы, если она не будет уравновешена увеличением капиллярных сил.

Мы продемонстрировали, что теория неполного смачивания, которая на сегодняшний день широко применяется в геологии для объяснения остаточной газовой фазы, применима к пористым средам в батареях.Хотя работа здесь была сосредоточена на сепараторах, она в равной степени применима и к порам электродов. Стоит отметить, что размеры пор и распределение пор электродов батареи и некоторых геологических структур, таких как песчаник, очень похожи, и поэтому могут применяться аналогичные концепции для моделирования их поведения при смачивании.

Это понимание предлагает ряд направлений развития батарейной инженерии. На сегодняшний день в центре внимания исследований смачивания литий-ионных батарей является улучшение физико-химических свойств электролитов.Однако улучшение смачивания оказывает лишь ограниченное влияние на степень остаточного насыщения. Фактически, улучшенное смачивание может даже привести к большему количеству ограждений, так как улавливание газа из-за условий «отрыва» становится более актуальным при улучшении смачивания электролитов.

Напротив, наше исследование подчеркивает, что геометрия пористой структуры оказывает большее влияние на остаточное насыщение, чем химический состав электролита. Очень узкое распределение пор по размеру и малое соотношение размеров пор могут предотвратить захват газа.Для более глубокого понимания структурных средств контроля улавливания газа в новых подходах используется сетевой анализ для количественной оценки структуры (т. Е. Топологии) и анализа ее корреляции с количеством остаточного газа. 36–38 Действительно, если структура хорошо охарактеризована, измерение числа МакМуллина для конкретного электролита может служить приблизительной мерой количества захваченного газа в структуре для этого электролита и набора условий заполнения.

Изучая начальное смачивание конструкций батареи во время заполнения, можно оценить общее количество газовой фазы, которая будет улавливаться в ячейке, и разработать конструктивные решения для минимизации этого остаточного насыщения во время заполнения.Однако важно иметь в виду, что эти газовые образования внутри пористой структуры, образовавшейся во время заполнения, являются метастабильными. Во время работы от батареи происходит множество динамических процессов, таких как изменение объема активных материалов, механическое напряжение 39 , деформация 8 и растрескивание материалов или выделение газа. Эти процессы могут привести к большим локальным силам, которые могут привести к перераспределению остаточной газовой фазы в конструкции батареи, что приведет к влиянию времени на производительность и старение батареи.Динамика газовых включений в конструкциях — важная тема для будущего моделирования, чтобы определить влияние заключенного газа на характеристики батареи и старение.

Электролиты

Электролиты, использованные в этом исследовании, содержали 4 различных растворителя: пропиленкарбонат (PC), этиленкарбонат (EC), диметилкарбонат (DMC) и этилметилкарбонат (EMC). Все растворы электролитов были материалом аккумуляторного качества (H 2 0 <15 ppm, HF <50 ppm) и были приобретены у Sigma-Aldrich Chemie GmbH (Buchs, Швейцария).PC, DMC, EMC, EC-DMC и EC-EMC были заказаны, содержащие 1M LiPF 6 , и использовались в полученном виде. ЭК нагревали до 60 ° C и добавляли 1M LiPF 6 (Strem Chemicals, 99,9 +%; сушили в вакууме при 25 ° C в течение одного дня перед использованием). PC-EMC и EC-PC получали смешиванием равных по объему частей компонентов. Все приготовления и измерения проводились в атмосфере инертного аргона.

Сепаратор

Мы исследовали промышленный сепаратор из влажного вытянутого полиэтилена (PE16A, полученный от Targray Technology International Inc., Киркланд, Квебек, Канада). Сепаратор имел толщину 16 мкм м, заданную пористость 40 ± 5% и заданное значение Герли 180 ± 50 с. Мы ранее визуализировали трехмерную микроструктуру этого сепаратора с помощью томографии с фокусированным ионным пучком (FIB-SEM) и определили его эффективные коэффициенты направленного переноса, 25,40 , его топологические свойства, 23 и смоделировали его механический отклик и характеристики изменяются при приложении внешнего давления. 8 Двоичный набор данных структуры разделителя PE16A доступен с открытым исходным кодом. 24

Статические измерения угла смачивания

Статические измерения угла смачивания при комнатной температуре были выполнены с использованием системы измерения угла смачивания Krüss G2 / G40 2.05-D (Krüss GmbH, Гамбург, Германия). Для измерений на поверхность мембран осторожно помещали 5 мкл л капель. Через 45 секунд было получено высококонтрастное изображение и проанализировано с использованием процедуры «тангенциального метода 2» (программное обеспечение, поставляемое производителем: DSA 3 Version 1.72). Для каждого электролита было проанализировано минимум 5 индивидуальных измерений.

Измерения поверхностного натяжения

Измерения поверхностного натяжения при комнатной температуре были выполнены с использованием системы измерения угла смачивания Krüss G2 / G40 2.05-D (Krüss GmbH, Гамбург, Германия) с применением метода висячей капли. Для измерений через иглу с диаметром отверстия 0,93 мм было выдано 6 мкм л капель с расходом 200 мкм л мин -1 . Были получены высококонтрастные изображения и данные были проанализированы с использованием программного обеспечения, поставляемого производителем (программное обеспечение, поставляемое производителем: DSA 3 Version 1.72). Плотность электролитов, необходимая для расчета поверхностного натяжения, была взята из спецификации производителя (для DMC, EMC, EC / DMC, EC / EMC, PC) или измерена с помощью высокоточных весов (аналитические весы Mettler Toledo XSR; для EC / PC, PC / EMC). Для каждого электролита было проанализировано минимум 5 индивидуальных измерений.

Измерения вязкости

Измерения вязкости проводили с использованием коммерческого реометра (MCR 502; Anton Paar, Грац, Австрия) в геометрии концентрического цилиндра с использованием цилиндра с двойным зазором (DG26.7: внешний радиус 12,33 мм, объем пробы 3,62 мл). Температуру поддерживали на уровне 25 ° C, а изменение скорости сдвига выполняли между 10 с -1 и 1000 с -1 .

Измерения числа МакМуллина с помощью спектроскопии электрохимического импеданса

Измерения электрохимического импеданса (EIS) выполняли, как описано ранее. 20,25 Вкратце, сепаратор PE16A был зажат между двумя электродами из нержавеющей стали электрохимической испытательной ячейки ECC-Std (EL-CELL GmbH, Гамбург, Германия) в атмосфере аргона.Электролит заполняли при пониженном давлении приблизительно 15 кПа перед герметичным закрытием ячейки. Ячейку для испытаний помещали в температурную камеру (MK53, Binder, Tuttlingen, Германия) и оставляли не менее 4,5 часов для температурного уравновешивания при 25 ° C. Измерения импеданса выполнялись в диапазоне от 0,1 Гц до 300 кГц и при амплитуде переменного тока 10 мВ с использованием потенциостата VMP3 (Biologic, Claix, Франция). Объемное сопротивление, R b , пропитанных электролитом сепараторов было определено из высокочастотного пересечения спектров импеданса, а ионная проводимость впоследствии вычислена в соответствии с где d — толщина мембраны сепаратора (16 мкм м), А — площадь электродов из нержавеющей стали (2.55 см 2 ). Числа МакМуллина на основе EIS, N m, EIS , были рассчитаны путем деления проводимости чистого электролита σ 0 на проводимость сепаратора, заполненного электролитом, σ eff :

Для каждого электролита было проведено не менее трех независимых экспериментов EIS.

Моделирование заполнения электролитом с помощью Geodict

Мы использовали модуль SatuDict программного обеспечения GeoDict2019 (Math3Market GmbH, Кайзерслаутен, Германия) для моделирования заполнения электролитом сухого сепаратора PE16A.Бинаризованная трехмерная микроструктура этого сепаратора доступна из предыдущих исследований 25,40 и была импортирована в Geodict. Десять проанализированных структур имели длину ребра 3 мкм м и были выбраны случайным образом из микроструктуры.

Модуль SatuDict использует метод морфологии пор 41,42 для вычисления распределения двух флюидов с использованием алгоритма, основанного на методе морфологии пор, известного как «максимальные вписанные сферы». Начиная с резервуара с электролитом, программный модуль проталкивает сферы заданного размера через структуру пор, пока они не застрянут.Затем радиус сферы уменьшается и заполнение продолжается. Газ попадает в структуру, если небольшие поры обходятся путем проталкивания сфер, проходящих параллельно с более крупными порами. Результатом этого метода является последовательность квазистационарных двухфазных распределений, которая используется для расчета кривой капиллярного давления, зависящей от насыщения. Для этого капиллярное давление, P c , рассчитывается из радиуса сфер, которые перемещаются через структуру, с использованием уравнения Юнга-Лапласа.Поскольку SatuDict основан на квазистатической модели, динамические объемные потоки, основанные на гравитационных силах или приложенном гидростатическом давлении, не рассматриваются.

Мы использовали модель Imbibition 3 в SatuDict и смоделировали поглощение электролита электролитами, PC, EMC и EC / EMC. Для моделирования краевые углы и поверхностное натяжение были установлены на значения, измеренные для соответствующего электролита (см. Таблицу I). Предполагалось, что смачивающий резервуар находится над мембраной в направлении сквозной плоскости (Z +).Остальные пять интерфейсов были смоделированы с несмачивающими граничными условиями. Коэффициент диффузии в направлении Z был рассчитан для окончательно заполненной структуры с остаточной несмачивающей фазой с использованием набора инструментов DiffuDict в GeoDict, применяя симметричные граничные условия.

Эта работа была поддержана исследовательским грантом ETH и стартовым грантом ERC (680070). Мы благодарим доктора Микеле Занини (Лаборатория поверхностных исследований и технологий, ETH Zurich) и доктора Thomas Schweizer (Soft Materials, ETH Zurich) за техническую поддержку и использование их лабораторного оборудования.Мы также благодарим доктора Свена Линдена (Math3Market GmbH, Кайзерслаутен) за полезные обсуждения.

Электролит для аккумуляторов — обзор

Введение

Разработка новых материалов для хранения энергии играет решающую роль в переходе к чистой и возобновляемой энергии. Однако улучшение характеристик и долговечности батарей происходило постепенно из-за отсутствия понимания как материалов, так и сложности химической динамики, происходящей в рабочих условиях [1].Как правило, для проверки химического или физического свойства проводятся экспериментальные испытания с обширным набором параметров. К сожалению, эти повторяющиеся экспериментальные и теоретические исследования характеристик часто отнимают много времени и неэффективны, потому что значительный прогресс обычно требует сочетания химической интуиции и интуитивной прозорливости. Таким образом, эти подходы не могут охарактеризовать миллионы материалов, необходимых для определения даже небольшого подкласса идеальных кристаллических материалов, не говоря уже о более сложных структурах, обнаруженных в электрохимических ячейках [2].Эта так называемая методология разработки с «разомкнутым циклом» приводит к долгим временным рамкам для открытия новых материалов для аккумуляторов, часто более десяти лет, чтобы вывести на рынок новую формулировку.

В последнее десятилетие расчеты из первых принципов, особенно те, которые основаны на более экономичных приближениях, таких как теория функционала плотности (DFT) [3,4], теперь надежно автоматизированы [5–7] для высокопроизводительного прогнозирования свойств. через огромное количество материалов. Эти методы использовались в успешных разработках материалов, таких как щелочно-ионные батареи [8–10], для определения перспективных твердотельных литий-ионных проводников для аккумуляторных электролитов [11], а также в других областях применения материалов [12–15]. ].Ожидается, что на основе этих усилий дизайн материалов, управляемый вычислениями, приведет к открытию новых материалов и значительно сократит время и стоимость разработки материалов [16] за счет расширения и развития методов машинного обучения (ML).

ML — это ветвь искусственного интеллекта, которая демонстрирует хорошую применимость для классификации, регрессии и других задач, связанных с многомерными данными. Направленный на извлечение знаний и понимание из больших баз данных, ML учится на предыдущих вычислениях для получения надежных, повторяемых решений и результатов [17,18].Благодаря быстрому развитию подходов, основанных на данных, которые сочетают мудрость экспертов с мощными моделями машинного обучения, ученые начинают использовать человеческую интуицию при проведении научных исследований. Ученые и инженеры теперь могут реалистично моделировать свойства и поведение материалов в конкретных энергетических приложениях.

Модели

ML уже продемонстрировали свою замечательную способность в разработке новых кристаллических твердых материалов с быстрой монокристаллической литий-ионной проводимостью при комнатной температуре [19].Моделирование DFT с помощью методов на основе ML показало, что поиск с помощью ML в 2,7 раза более вероятно обнаружил быстрые литий-ионные проводники, при этом, по крайней мере, в 44 раза улучшилось среднее логарифмическое значение литий-ионной проводимости при комнатной температуре и 1000-кратное увеличение скорости обнаружения кандидатов методом проб и ошибок (рис. 1). Подобные методы впервые позволяют перейти от традиционных методов исследования с «разомкнутым контуром» к гораздо более эффективному методу «замкнутого цикла», который открывает путь к инверсному дизайну материалов (Таблица 1).

Рис. 1. Сравнение времени вычислений и точности для алгоритма машинного обучения, людей-экспертов и случайных предположений. Алгоритм работает так же хорошо, как и лучшие люди, но с более высокой скоростью, что позволяет быстро проверять миллионы материалов-кандидатов [2].

Таблица 1. Сводка методов машинного обучения, применяемых к материалам для хранения энергии.

Материалы Прогнозирование Метод Ключевые выводы Ссылки
NaNi 1/3 Mn 1/3 Co 90 cathode 902 Na-ion аккумуляторы Для моделирования и оптимизации процесса производства материала положительного электрода для натрий-ионных аккумуляторов Кластер симплексного алгоритма с синхронизированной перекрестной проверкой и векторной регрессией 99 циклов, что лучше, чем у обычных батарей, используемых для коммерческого хранения [55]
Катодные материалы с высоким содержанием никеля: LiNi x Co 1-xy Mn 1-xyz O 2 (NCM) для электромобилей. 1 . Построить прогнозную модель, чтобы предложить оптимизированные экспериментальные параметры, которые удовлетворяют целевым спецификациям. 2 . Поиск идеального процесса синтеза катодных материалов с высоким содержанием никеля, ведущего к ускоренной разработке литий-ионных аккумуляторов с большей емкостью и более длительным сроком службы для электромобилей. 3 . Разрабатывайте, прогнозируйте и улучшайте электрохимические характеристики катодных материалов с высоким содержанием никеля: LiNixCo1-x-yMn1-x-y-zO2 (NCM) для электромобилей 1.Модели регрессии ML: вспомогательная векторная машина (SVM), дерево решений (DT), гребенчатая регрессия (RR), случайный лес (RF), чрезвычайно рандомизированное дерево (ERT) и нейронная сеть (NN) с многослойным персептроном. Модель ML (ERT + AdaBoost). 2. Пакет машинного обучения на основе Python scikit-learn 1. Оптимизированные синтетические параметры для катодных материалов с высоким содержанием никеля, LiNi x Co 1-xy Mn 1-xyz O 2 (NCM), с x & gt; 0,85 для улучшения электрохимических характеристик.2. Показано, что температура прокаливания и размер частиц являются определяющими факторами для достижения длительного срока службы. 3. Подтверждено, что структуры с более высокими температурами прокаливания, более высоким содержанием Ni и большим размером первичных частиц приводят к ухудшению показателей жизненного цикла. 4. Модель машинного обучения (ERT + AdaBoost) показала лучшую производительность для прогнозирования начальной емкости, остаточного Li и срока службы. 5. Схема обратного проектирования была успешно использована, чтобы предложить идеальные экспериментальные параметры для выполнения целевых спецификаций. [56]
Li 5 B 7 S 13 , Li 2 B 2 S 5 , Li 3 ErCl 6 , LiSO 3 3 , LiSO 3 Li 3 InCl 6 , Li 2 HIO, LiMgB 3 (H 9 N) 2 и CsLi 2 BS 3 · Li 5 B 7 S Для разработки модели на основе машинного обучения (ML) для прогнозирования суперионной литий-ионной проводимости Модель прогнозирования на основе машинного обучения (ML) для выбора материала и моделирования молекулярной динамики (DFT-MD) для расчета ионных проводимость 1.Обнаружено много новых твердых материалов с предсказанной суперионной литий-ионной проводимостью (≥10 -4 См / см) при комнатной температуре: Li 5 B 7 S 13 , Li 2 B 2 S 5 , Li 3 ErCl 6 , LiSO 3 F, Li 3 InCl 6 , Li 2 HIO, LiMgB 3 (H 9 N) 2 и CsL 2 BS 3 . 2. Li 5 B 7 S 13 , имеет предсказанную DFT-MD проводимость RT Li (74 мСм · см -1 ), во много раз большую, чем самые быстрые из известных литий-ионных проводников [19]
LiPF 6 электролит для литий-ионных аккумуляторов Для определения неизвестных концентраций основных компонентов в электролитах типичных литий-ионных аккумуляторов. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье и машинное обучение Подтверждено, что концентрация LiPF 6 снизилась на 10–20%, когда клетки прошли 200 циклов при 55 ° C. Отказ ячейки из-за потери большого количества солей [57]
Углеродные молекулярные электродные материалы Для определения перспективных материалов положительного электрода с высокими характеристиками DFT-платформа машинного обучения 1. Разработанный углерод- на основе молекулярных электродных материалов.2. Обнаружено, что сродство к электрону имеет наибольший вклад в окислительно-восстановительный потенциал, за которым следуют количество атомов кислорода, ВЗМО – НСМО, количество атомов лития, НСМО и ВЗМО в порядке, соответственно, [58]
Катодные материалы со слоистой структурой для литий-ионных батарей Для прогнозирования электрохимических свойств: плотность энергии разряда и уменьшение емкости Алгоритм искусственной нейронной сети Предлагаемая модель 3D-QANN: модель количественной взаимосвязи структуры и свойств для прогнозирования физических свойств неорганических кристаллических твердых частиц и новые материалы для конструкции [59]
LiFePO 4 Срок службы литий-ионных батарей Байесовский LS-SVR и нейронная сеть с вейвлетами Прогнозируемая продолжительность цикла аккумулятор за очень короткое время прогноза (в пределах 1.41 с), при этом средняя ошибка составляет лишь около одной трети от ошибки традиционного алгоритма [60]
Литий-ионные батареи Емкость батареи Гауссовская регрессия процесса Оценка емкости на месте превышает короткие периоды гальваностатического режима [61]

HOMO, самая высокая занятая молекулярная орбиталь; НСМО, низшая незанятая молекулярная орбиталь; QANN, квантовая искусственная нейронная сеть.

Дизайн с обратным материалом эффективно инвертирует текущий процесс проектирования, позволяя желаемым целевым показателям определять состав и структуру, которые лучше всего соответствуют этим целям, без предварительного определения исходного материала или структуры [20–26].Крайне важно, что машинное обучение будет играть ключевую роль в разработке батарей, помогая инверсному проектированию, поскольку их вычислительные стратегии будут продолжать автоматически улучшаться с учетом опыта [27]. Методы кластерного расширения [28] в настоящее время широко используются для изучения беспорядка в материалах электродов, в нейронных сетях, которые систематически повышают надежность моделирования молекулярной динамики [29]. Вероятностные модели, основанные на данных, теперь могут сузить круг вероятных кандидатов, разработанных для конкретных приложений, из химического пространства, содержащего более 10 60 возможных молекул.Генеративные модели производят большое количество молекул-кандидатов, которые потребуют лабораторного синтеза для подтверждения результатов моделирования, требующих автоматизации синтеза, также на основе машинного обучения и робототехники. Эти формы автоматизации позволят ученым-исследователям сократить время, затрачиваемое на дорогостоящие, интуитивно понятные и повторяющиеся синтезы. Даже с текущими базами данных, полученными в результате предыдущих лабораторных экспериментов, у ученых уже есть достаточно данных, чтобы производить целевые молекулы по сравнению с неуправляемым подходом «разомкнутого цикла».

Онлайн-состояние заряда и состояние аккумулятора теперь можно прогнозировать с помощью моделей ML каждый раз, когда аккумулятор подвергается циклам зарядки / разрядки, и это имеет решающее значение для долговечных и безопасных электромобилей. Раннее обнаружение неадекватной работы также способствует своевременному обслуживанию аккумуляторных систем [30–33]. Модели глубокого генеративного обучения способны отображать лежащее в основе распределение вероятностей как структуры, так и свойств и связывать их нелинейным образом, позволяя этим моделям фильтровать характерные особенности, присущие определенным молекулам [34,35].Методы машинного обучения недавно были применены для описания архитектуры, свойств и производительности литий-ионных аккумуляторов [36].

Эти результаты частично связаны с постоянно растущими базами данных атомных структурных данных, необходимых для вычислений DFT, а также значительными улучшениями в вычислительных ресурсах, которые открывают путь к поэтапному изменению методов исследования [38]. Meredig et al. [38] показали, что их подход к скринингу материалов, основанный на данных ML, позволил изучить правила химии из DFT, сделать точные энергетические прогнозы для новых составов при меньших на шесть порядков вычислительных затратах и, кроме того, не требовать знания кристаллической структуры.Эти методы сейчас применяются для прогнозирования емкости Li в аккумуляторах. Wang et al. [37] показали, как вычислительный анализ может предложить новые материалы, такие как новый катодный материал, содержащий ванадий, который, по прогнозам, превосходит емкость накопления энергии обычных литий-железо-фосфатных катодов примерно на 10% (рис. 2). Материал был синтезирован и вел себя так, как предсказывали модели ML.

Рис. 2. Смоделированный кристаллический каркас ванадийсодержащего катодного материала для усовершенствованных аккумуляторов [37].Атомы лития, показанные зеленым цветом, расположены в каркасе. С тех пор состав был синтезирован и выполнен в соответствии с предсказаниями моделей.

Моделирование структур и свойств конкретных электродных материалов, понимание механизмов заряда / разряда в атомном масштабе и разработка рациональных, «замкнутых» стратегий проектирования материалов электродов, а также электролитов, находятся в стадии разработки. Исчерпывающий обзор моделирования и теоретических расчетов по серным катодам, кислородным катодам, анодам из металлического лития и твердотельным электролитам литий-металлических батарей можно найти в исследовании Fan et al.[39].

Эра больших данных уже началась с экспериментами на крупномасштабных установках, таких как синхротроны, генерирующие огромные скорости передачи данных. Сочетание больших данных с машинным обучением уже является важнейшим приоритетом исследований. Вопросы, связанные с хранением, управлением и анализом больших объемов данных, представляют собой сложные проблемы, которые необходимо решить. Платформы управления данными жизненно важны, потому что контролируемые модели машинного обучения обычно требуют больших объемов надежных обучающих данных для построения надежных моделей [40,41], поскольку существующие экспериментальные данные и данные будущих экспериментальных усилий по-прежнему охватывают лишь часть стабильных химических комбинаций, которые могут быть обнаружены в природе. .

Разработка общих платформ для управления и обмена данными необходима, чтобы дать импульс для ускорения обнаружения и проектирования материалов. Передовые методы определения характеристик материалов с их постоянно растущими возможностями сбора и хранения данных представляют собой проблему в современном материаловедении, и необходимы новые процедуры для быстрой оценки и анализа собранных данных, чтобы вывести на рынок новые энергетические решения за меньшее время [ 42]. В настоящее время большие высококачественные открытые базы данных вычисленных свойств материалов, такие как Materials Project [15], Open Quantum Materials Database [43] и репозиторий AFLOW, быстро растут и помогают отображать обширные области химического пространства.Также создаются базы данных и библиотеки для аккумуляторных электролитов [44], которые будут использоваться в будущем для быстрого создания электролитов следующего поколения. Европейское крупномасштабное исследование «Battery 2030+» недавно определило создание «генома интерфейса батареи» и «платформы ускорения материалов» в качестве важных вех на пути к ускоренному открытию сверхвысокопроизводительных батарей [45]. В одном из крупнейших собраний молекул химического космического проекта [46] было нанесено на карту 166.4 миллиарда молекул, содержащих не более 17 тяжелых атомов.

В ближайшем будущем мы можем ожидать огромного роста этих новых баз данных и библиотек, что, в свою очередь, увеличит предсказательную силу машинного обучения. Следует отметить важное событие — совместная работа Стэнфорда и Google Brain, в которой исследователи демонстрируют новый подход к переносу физических данных на более общие дескрипторы, полученные из физических уравнений, что позволяет им проверять миллиарды неизвестных составов на предмет литий-ионной проводимости с использованием точной обученной модели. с физическим пониманием для создания большой базы данных из небольших данных [47].Центральное место в методологиях машинного обучения, применяемых в химических науках, занимает представление молекул. Эти представления, которые кодируют соответствующую физику и химию, будут, как правило, лучше обобщаться по мере продвижения исследований, что позволяет еще быстрее проверять материалы. Несмотря на значительный прогресс, предстоит еще много работы. Графические и иерархические представления молекул — это область, требующая дальнейшего изучения [48].

Наконец, необходим доступ к вычислительной инфраструктуре для проведения этих симуляций.Во всем мире новые центры искусственного интеллекта находятся в стадии разработки или уже действуют, чтобы оказывать всестороннюю помощь ученым и учреждениям, стремящимся объединить методы машинного обучения в своих исследованиях. Сочетание крупных исследовательских институтов и мощной инфраструктуры машинного обучения значительно ускорит разработку материалов в ближайшие годы и позволит ведущим технологическим компаниям принять участие в развитии фундаментальных научных исследований, а также будет способствовать новому экономическому развитию.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

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


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

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

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

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

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


Что сохраняется в файле cookie?

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

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

Купить нагнетательный насос для заливки электролита в аккумуляторную батарею, нагнетательный насос для заливки электролита в аккумуляторную батарею Поставщики

Настольный прецизионный впрыскивающий насос для заправки электролита в аккумуляторную батарею

Технические характеристики


1 Насос для впрыска электролита TOB-JK-JLB-M12 представляет собой настольное коррозионно-стойкое устройство для заполнения электролита.

2 Этот впрыскивающий насос легко помещается в перчаточный ящик и точно регулирует объем заполнения электролитов или других жидкостей с более низкой вязкостью в вакууме / атмосфере инертного газа.Это идеальный инструмент для использования в исследованиях и разработках аккумуляторов.

Модель

Насос для впрыска электролита TOB-JK-JLB-M12

Напряжение

110 В / 220 В, 50/60 Гц

Власть

20 Вт

Гарантия

Ограниченная гарантия сроком на один год с пожизненной поддержкой

Давление воздуха

> 60 фунтов на квадратный дюйм (0.4 МПа) (Воздушный компрессор в комплект не входит)

Преимущества

1 Высокая точность количественного впрыска насоса

2 Устойчивость к кислотной и щелочной коррозии

Диапазон объема заполнения

0-7 мл

Отображаемый прирост

1 мкл для минимума

Точность цифровой шкалы

0.02г

Диаметр поршня

3/4 дюйма, около 19,05 мм

Инсульт

1 дюйм, около 25,4 мм

Вес нетто

25 кг

Размеры продукта

Нагнетательный насос: 55 * 55 * 250 мм

Блок управления: 150 * 200 * 250 мм

ДИСПЛЕЙ ПРОДУКТА



Электронная почта: [электронная почта защищена]

Skype: amywangbest86

Whatsapp / Телефон: +86181 2071 5609

Как работает автомобильный аккумулятор и как он устроен?

Традиционная функция аккумулятора в моторном отсеке хорошо известна: без аккумулятора автомобиль не может быть запущен.Помимо стартера, для свечей зажигания, свечей накаливания, освещения и электронного оборудования требуется электрическая энергия. Но как устроен аккумулятор и как он работает?

Свинцово-кислотные батареи: компоненты и конструкция

Многие водители осознают большой вес автомобильных аккумуляторов, когда покупают новые. Возможен вес от 10,5 кг до 30 кг. Причина этого — свинцовые пластины в аккумуляторных элементах.

Компоненты и устройство аккумуляторной батареи

Положительный электрод:

  • Положительная пластина: в свинцово-кислотной батарее положительно заряженная пластина (активный материал) состоит из оксида свинца (PbO 2 ), который погружен в электролит.
  • Положительная сетка: Положительная сетка состоит из свинцового сплава и используется для удержания активного материала и в качестве токосъемника.

Отрицательный электрод:

  • Отрицательная пластина: отрицательно заряженная пластина (активный материал) состоит из чистого свинца (Pb), который также погружен в электролит.
  • Отрицательная пластина: Как и положительная пластина, она также состоит из свинцового сплава и служит той же цели.

Электроды с разным зарядом разделены мешком-сепаратором.

Электролит представляет собой смесь серной кислоты (H 2 SO 4 ) и дистиллированной воды. Этот электролит может быть в жидкой форме (как в обычных мокрых батареях или в усовершенствованной технологии EFB), в форме геля или в стеклянном мате (как в технологии AGM для новых приложений start-stop).

Несколько положительных электродов образуют набор положительных пластин, а несколько отрицательных электродов образуют набор отрицательных пластин. Вместе набор отрицательных и положительных пластин образуют блок пластин.Пластинчатый блок — это аккумуляторный элемент.

Обычная стартерная батарея состоит из 6 последовательно соединенных ячеек, каждая с номинальным напряжением 2 В, что дает напряжение ровно 12,72 В, когда аккумулятор полностью заряжен. Емкость и способность батареи к холодному запуску зависят от количества пластин на элемент.

Практическое правило: Чем больше пластин содержит элемент и, следовательно, формирует большую поверхность, тем большую мощность холодного пуска (CCA) может обеспечить аккумулятор.Однако, если пространство в ячейке используется для меньшего количества пластин большей толщины, стабильность цикла увеличивается. Это означает, что аккумулятор рассчитан на более высокую производительность заряда (непрерывный процесс зарядки и разрядки).

Ячейки заключены в корпус из кислотостойкого пластика (полипропилена). В обычной батарее SLI он закрыт крышкой с лабиринтной системой, которая предотвращает утечку жидкости из батареи и отделяет жидкость от газа.

Ранние батареи имели резьбовые пробки, которые позволяли доливать в них дистиллированную воду.Современные аккумуляторы полностью не требуют обслуживания. Воду не нужно и нельзя доливать. Хотя батареи AGM все еще имеют «односторонние вилки», их нельзя открывать ни при каких обстоятельствах.

Функция автомобильного аккумулятора: химическая энергия превращается в электрическую

Автомобильный аккумулятор хранит энергию в химической форме и преобразует ее в электрическую. В этом электрохимическом процессе четыре материала реагируют друг с другом:

  • Водород (H)
  • Кислород (O 2 )
  • Свинец (Pb)
  • Сера (S)

Подключение внешнего потребителя запускает химическую реакцию в аккумуляторе:

  • Электролит, смесь серной кислоты (H 2 SO 4 ) и дистиллированной воды разлагается на положительно заряженные ионы водорода (H + ) и отрицательно заряженные сульфат-ионы (SO 4 2- ) .
  • В то же время электроны (2e ) перемещаются от отрицательного электрода к положительному через внешнего потребителя.
  • Чтобы компенсировать этот поток электронов, ионы сульфата перемещаются из электролита в отрицательный электрод, где они реагируют со свинцом (Pb) с образованием сульфата свинца (PbSO 4 ).
  • Сульфат свинца также образуется в положительном электроде: связь кислорода (O 2 ) с оксидом свинца (PbO 2 ) нарушается переносом электронов, и кислород переходит в электролит.Оставшийся свинец (Pb) связывается с сульфатом (SO 4 ) из ​​электролита.
  • Здесь кислород связывается с водородом с образованием воды (H 2 O). Поскольку серная кислота расходуется на образование сульфата свинца, концентрация раствора электролита снижается. Когда концентрация серной кислоты падает ниже определенного уровня, аккумулятор необходимо зарядить.
  • Во время зарядки химические процессы протекают в обратной последовательности. В конце можно найти оригинальные элементы: положительный электрод состоит из сульфата свинца (PbSO 4 ), отрицательный электрод состоит из чистого свинца (Pb), а электролит состоит из разбавленной серной кислоты (H 2 SO ). 4 ).Поскольку этот процесс преобразования связан с потерями, аккумулятор может выдержать только ограниченное количество циклов зарядки. Поэтому срок его полезного использования ограничен.

Проблемы со свинцово-кислотными аккумуляторами: сульфатирование и наслоение кислоты

Если аккумулятор заряжается при слишком низком напряжении или если он всегда работает при слишком низком напряжении (ниже 80%), происходит расслоение кислоты, также называемое расслоением. Кислота в электролите расслаивается из-за плохого перемешивания.Различная плотность вызывает наслоение серной кислоты на дне и воды в верхней части батареи. По этой причине только среднюю часть электролита, то есть только треть, можно использовать для процесса разрядки и зарядки.

Возможная причина образования кислотных отложений — это в основном короткие поездки с одновременным использованием большого количества потребителей электроэнергии. В этом случае генератор не успевает зарядить аккумулятор.

Результатом кислотного наслоения является сульфатирование.Если это происходит в аккумуляторе или если он не заряжается постоянно до необходимого уровня, сульфат свинца (PbSO 4 ) кристаллизуется на электродах, образуя более крупные кристаллические структуры с течением времени. Этот процесс известен как «сульфатирование». Кристаллизация предотвращает повторное преобразование сульфата свинца в исходные компоненты — свинец или оксид свинца, что приводит к предотвращению приема заряда и снижению мощности холодного запуска.

Острые кристаллы также могут повредить сепараторы или вызвать короткое замыкание в элементах.

Чтобы противодействовать этому эффекту и предотвратить преждевременный выход батареи из строя, никогда не следует подвергать батарею низкому уровню заряда в течение длительного периода времени. Для этого рекомендуется регулярно проверять аккумулятор и при необходимости полностью заряжать.

Хотите узнать больше по этой теме? Как правильно зарядить аккумулятор.

Новые аккумуляторные технологии: AGM и литий-ионные

До сих пор обычные свинцово-кислотные батареи занимали большую долю рынка.Тем не менее, рынок быстро меняется: инновационные аккумуляторные технологии для автомобилей со старт-стопом, такие как AGM, используют кислоту, которая связана в коврике, чтобы обеспечить большую стабильность цикла и гарантировать надежную работу в транспортных средствах с повышенным энергопотреблением.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.