Какая должна быть плотность электролита: какая должна быть, как проверить, как поднять?

Плотность электролита в аккумуляторе — зимой и летом: таблица

Большая часть аккумуляторных батарей, которые продаются в России, относится к полуобслуживаемым. Это означает, что владелец может откручивать пробки, проверять уровень и плотность электролита и при необходимости доливать внутрь дистиллированную воду. Все кислотные АКБ, когда только поступают в продажу, заряжены, как правило, на 80 процентов. При покупке следите за тем, чтобы продавец выполнил предпродажную проверку, одним из пунктов которой является проверка плотности электролита в каждой из банок.

В сегодняшней статье на нашем портале Vodi.su мы рассмотрим понятие плотности электролита: что это такое, какой она должна быть зимой и летом, как ее повысить.

В кислотных АКБ в качестве электролита применяется раствор h3SO4, то есть серной кислоты. Плотность напрямую связана с процентным содержанием раствора — чем больше серы, тем она выше. Еще один немаловажный фактор — температура самого электролита и окружающего воздуха.

Зимой плотность должна быть выше, чем летом. Если же она упадет до критической отметки, то электролит попросту замерзнет со всеми вытекающими последствиями.

Измеряется данный показатель в граммах на сантиметр кубический — г/см3. Измеряют ее при помощи простого прибора ареометра, который собой представляет стеклянную колбу с грушей на конце и поплавком со шкалой в середине. При покупке нового АКБ продавец обязан измерить плотность, она должна составлять, в зависимости от географической и климатической зоны, 1,20-1,28 г/см3. Допускается разница по банкам не более 0,01 г/см3. Если же разница больше, это свидетельствует о возможном коротком замыкании в одной из ячеек. Если же плотность одинаково низкая во всех банках, это говорит как о полном разряде батареи, так и о сульфатации пластин.

Помимо измерения плотности продавец должен также проверить, как аккумулятор держит нагрузку. Для этого применяют нагрузочную вилку. В идеале напряжение должно падать с 12 до девяти Вольт и держаться на этой отметке некоторое время.

Если же оно падает быстрее, а электролит в одной из банок кипит и выделяет пар, значит от покупки этой АКБ следует отказаться.

Плотность в зимний и летний период

Более детально данный параметр для вашей конкретной модели АКБ нужно изучить в гарантийном талоне. Созданы специальные таблицы для различных температур, при которых электролит может замерзнуть. Так, при плотности 1,09 г/см3 замерзание происходит при -7°С. Для условий севера плотность должна превышать 1,28-1,29 г/см3, ведь при таком показателе температура его замерзания составляет -66°С.

Плотность обычно указывают для температуры воздуха +25°С. Она должна составлять для полностью заряженной батареи:

• 1,29 г/см3 — для температур в пределах от -30 до -50°С;
• 1,28 — при -15-30°С;
• 1,27 — при -4-15°С;
• 1,24-1,26 — при более высоких температурах.

Таким образом, если вы эксплуатируете автомобиль в летний период в географических широтах Москвы или Санкт-Петербурга, плотность может быть в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой же, когда температуры опускаются ниже -20-30°С, плотность повышается до 1,28 г/см3.

Обратите внимание, что “повышать” ее искусственно никак не нужно. Вы попросту продолжаете пользоваться своим автомобилем в обычном режиме. А вот если АКБ быстро разряжается, имеется смысл провести диагностику и при необходимости поставить на зарядку. В случае же, если машина долго стоит на морозе без работы, АКБ лучше снять и унести в теплое место, иначе он от длительного простоя попросту разрядится, а электролит начнет кристаллизоваться.

Практические советы по эксплуатации АКБ

Самое основное правило, которое следует запомнить, — в батарею ни в коем случае нельзя заливать серную кислоту. Повышать плотность таким образом вредно, так как при повышении активизируются химические процессы, а именно сульфатации и коррозии, и уже через год пластины станут полностью ржавыми.

Регулярно проверяйте уровень электролита и при его падении доливайте дистиллированную воду. Затем АКБ нужно либо поставить на зарядку, чтобы кислота смешалась с водой, либо зарядить АКБ от генератора во время длительной поездки.

Если машину ставите «на прикол», то есть некоторое время не используете ее, то, даже если среднесуточные температуры опускаются ниже нуля, нужно позаботиться о том, чтобы АКБ был полностью заряжен. Это минимизирует риск замерзания электролита и разрушения свинцовых пластин.

При падении плотности электролита увеличивается его сопротивление, из-за чего, собственно, и затруднен запуск двигателя. Поэтому прежде, чем завести мотор, прогрейте электролит, включив на некоторое время фары или другое электрооборудование. Не забывайте также проверять состояние клемм и очищать их. Из-за плохого контакта пускового тока недостаточно для создания нужного крутящего момента.

Уход за аккумуляторами

ДИАГНОСТИКА АВТОМОБИЛЬНОГО АККУМУЛЯТОРА И ЕГО ОБСЛУЖИВАНИЕ

Автомобильный аккумулятор служит для накопления электрической энергии и питания ею бортовой сети автомобиля, прежде всего электростартера двигателя при запуске. В статье речь пойдет о том, как правильно производится диагностика аккумулятора автомобиля, контроль его заряда, а также будет рассмотрена проверка уровня и плотности электролита в аккумуляторе.

Система электрооборудования большинства автомобилей 12-вольтовая, с отрицательной массой. Конструкция автомобильных аккумуляторов довольно проста: состоят они из 6 блоков свинцовых пластин с наполнителем, погруженных в емкость, которую заполняет электролит. Электролит является водным раствором серной кислоты. Каждый из блоков обеспечивает напряжение около 2-х вольт и соединяются последовательно, в сумме обеспечивая напряжение на уровне 12-13 В. Подзарядка аккумулятора автомобиля осуществляется генератором при работе двигателя. Отдельно стоят гелевые аккумуляторы, которые отличаются по устройству от кислотных аккумуляторов. Достоинства и недостатки гелевых аккумуляторов можно узнать здесь. Перед обслуживанием аккумуляторную батарею необходимо снять с автомобиля. Отсоединение аккумулятора от бортовой сети – процесс ответственный.

Сначала обязательно снимается отрицательная клемма, а в процессе установки эту же клемму устанавливают последней.

ПРОВЕРКА УРОВНЯ ЭЛЕКТРОЛИТА В АККУМУЛЯТОРЕ. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА

Проверку уровня и плотности электролита следует проводить раз в три месяца, чтобы своевременно контролировать состояние батареи.
Уровень электролита в аккумуляторе проверяется через заливные отверстия при помощи полой стеклянной трубки, имеющей внутренний диаметр 4-5 мм. Один конец трубки опускается через отверстие до упора в предохранительный щиток. Отверстие трубки на другом конце плотно закрывается пальцем, после чего она вынимается. Столбик электролита, оставшегося в трубке должен быть в пределах 12-15 мм. Если в аккумуляторе имеется индикатор (тубус), то уровень электролита должен находиться на одном уровне или быть выше него на 3-5 мм.

Приготовление электролита для аккумуляторов производится только из аккумуляторной серной кислоты с добавлением дистиллированной воды.  Использовать техническую серную кислоту и обычную воду не допускается, так как электролит обязан иметь высокую степень чистоты. В противном случае будет происходить ускоренная саморазрядка (сульфитация) батареи, уменьшение ее емкости и разрушение пластин. При понижении уровня электролита в результате испарения воды для восстановления требуемого объема необходимо доливать исключительно дистиллированную воду и ни в коем случае готовый электролит! В случае, когда уровень электролита превышает нормальный, его следует отсасывать резиновой грушей со стеклянным или эбонитовым наконечником. Если в аккумуляторе будет повышенный уровень электролита, то он способен выплескиваться, что также нежелательно.

Во время приготовления электролита серная кислота тонкой струйкой доливается в воду, при этом раствор перемешивается стеклянной или эбонитовой палочкой. Лить воду в кислоту запрещается, так как плотность воды намного ниже кислоты. Вода не сможет погрузиться в кислоту и останется на поверхности, при этом происходящие химические реакции вызовут нагрев и разбрызгивание кислоты.

Существует вероятность получить ожоги.

Проверка уровня электролита аккумулятора

ПРОВЕРКА ПЛОТНОСТИ ЭЛЕКТРОЛИТА. ДЕНСИМЕТР

Одним из важнейших параметров электролита является его плотность. Плотность электролита в аккумуляторе проверяется денсиметром при температуре +25°С. В случае, если температура отличается от требуемой, в показания денсиметра вносятся поправки в соответствии с приведенной таблицей

В период эксплуатации аккумулятора плотность электролита непрерывно изменяется. Существует обратимое изменение плотности – нормальный интервал заряда и разряда батареи. Для новой и исправной АКБ нормальный интервал изменения плотности электролита (полный разряд – полный заряд) составляет 0,15-0,16 .

Существуют также необратимые изменения плотности, например, при испарении воды во время кипения электролита. При этом его плотность увеличивается.

Высокая плотность электролита приводит к снижению срока службы аккумуляторной батареи. Низкая плотность электролита в аккумуляторе приводит к снижению напряжения, затрудненному пуску двигателя.

Ниже приведена таблица рекомендуемой плотности электролита для климатической зоны, в которой эксплуатируется АКБ.

Плотность электролита измеряется специальным прибором – денсиметром.

Он состоит из

1 ареометра 

2 резиновой груши

3 стеклянной трубки

4 наконечника.

Наконечник 4 погружается в электролит через заливное отверстие в корпусе аккумулятора и с помощью резиновой груши часть электролита засасывается внутрь стеклянной трубки. При этом ареометр (поплавок) должен всплыть в корпусе трубки, не касаясь ее стенок. После прекращения колебаний ареометра производится отсчет показаний по шкале вдоль линии жидкости. Взгляд наблюдателя должен находиться на уровне поверхности.

Определение уровня плотности электролита по денсиметру.

Проверка плотности производится в каждом отсеке АКБ отдельно, разница между показаниями не должна превышать 0,01 . Низкая плотность электролита зимой создает опасность его замерзания.

При необходимости производится корректировка плотности. Предварительно из отсека АКБ отсасывается некоторый объем электролита, вместо которого добавляется либо корректирующий электролит, либо дистиллированная вода. Низкая плотность электролита в аккумуляторе устраняется путем добавления корректирующего электролита с плотностью 1,40 . Соответственно при повышенной плотности электролита в аккумуляторе следует добавить дистиллированную воду. После этого производится зарядка батареи номинальным током в течение 30 мин с последующей выдержкой в течение 1-2 часов для лучшего перемешивания электролита и выравнивания его плотности во всех отсеках АКБ.

КАК ПРОВЕРИТЬ ЗАРЯД АККУМУЛЯТОРА

Как проверить заряд аккумулятора автомобиля? Провести эти измерения можно с помощью нагрузочной вилки. Этот прибор состоит из двух контактов, вольтметра, рукоятки и переключателя нагрузочного сопротивления. Один из вариантов представлен на рисунке.

Нагрузочное сопротивление настраивается таким образом, чтобы обеспечить ток разряда, больший значения емкости в 3 раза. К примеру, если емкость аккумулятора составляет 55 Ач, значит,  ток разряда должен быть равен 165 А. Нагрузочная вилка своими контактами подключается к клеммам батареи, после чего замеряется время, в течение которого напряжение снизится с 12,6 до 6 В. Для полностью заряженной и исправной АКБ это время должно составлять не менее 3-х минут.

Заряд аккумулятора также можно оценить по величине выходного напряжения. Для его измерения необходимо воспользоваться вольтметром или мультиметром, предварительно сняв провод с минусовой клеммы АКБ. Ниже приведена таблица зависимости заряда от выходного напряжения.

Современные необслуживаемые батареи имеют индикатор заряда аккумулятора. При полной зарядке индикатор имеет зеленый цвет. При уменьшении заряда его цвет меняется от зеленого до белого или красного.

Для зарядки аккумулятора стоит воспользоваться специальным зарядным устройством. Зарядное устройство представляет собой источник постоянного тока. При подсоединении его к аккумулятору положительный полюс соединяют строго с положительной клеммой батареи, отрицательный – с отрицательной клеммой. Необходимо, чтобы выходное напряжение зарядного устройства было обязательно выше напряжения АКБ для обеспечения прохождения зарядного тока.

Автомобильный аккумулятор заряжается номинальным током, равным 10% от номинальной емкости батареи. Например, при емкости 60 Ач номинальный ток зарядки должен составлять 6 А. При этом зарядка может продолжаться до 13-15 часов. Пробки заливных отверстий должны быть обязательно открыты!

Зарядка аккумуляторной батареи считается завершенной, если наблюдается постоянство плотности электролита и выходного напряжения в течение 2-х часов.

Своевременная проверка электролита и зарядка аккумулятора должна стать хорошей привычкой для автолюбителя. Это позволит продлить срок службы батареи, обеспечить бесперебойное питание всех электроприборов автомобиля и сэкономить средства.

Какая плотность электролита считается оптимальной?

Электролит – тот самый элемент, который позволяет вырабатывать достаточное количество напряжения в аккумуляторе для эффективного запуска двигателя и работы дополнительного электрооборудования.

Как известно из предыдущих статей на нашем сайте, аккумуляторы бывают двух типов – обслуживаемые и необслуживаемые. Необслуживаемые являются более дорогими по стоимости, однако не требуют постоянного контроля за уровнем электролита и периодического долива дистиллированной воды.

Аккумулятор для автомобиля играет одну из главных ролей, так как отвечает не только за работу электрооборудования, но и за запуск двигателя. Неисправный аккумулятор может стать не только причиной поломки автомобиля и потери времени, но и может представлять собой серьезную угрозу.

Если уровень электролита является недостаточным в обслуживаемой батарее, то это может привести не только к выходу аккумулятора из строя, но и, в некоторых случаях, к детонации.

Какая плотность электролита считается оптимальной?

Первоначально необходимо понимать, что данный показатель будет различаться в зависимости от времени года. Также для каждого региона, в котором эксплуатируется автомобиль, показатель будет сугубо индивидуальный.

Например, для северных регионов показатель плотности электролита должен приравниваться к 1,29. При определении данной цифры также учитываются критические температуры, характерные для данного региона.

В большинстве материалов можно встретить информацию, что плотность электролита должна соответствовать показателям 1,26-1,27. Однако, данное значение является приемлемым исключительно для центральной части России и не может быть рекомендовано как для жителей южных, так и для северных областей.

В инструкции по эксплуатации, которая прилагается к каждой модели аккумулятора, указывается перечень рабочих параметров для батареи, в том числе и оптимальная плотность электролита.

Следить за этим показателем необходимо, чтобы не допустить сульфатации пластин и последующего выхода аккумулятора из строя.

Если вам необходимо купить новый аккумулятор для автомобиля, мотоцикла, катера и любого другого вида техники, рекомендуем обратиться в один из наших розничных магазинов. Наши специалисты помогут выбрать оптимальный вариант именно для вашего транспортного средства с учетом необходимого функционала и предполагаемого бюджета.

Адреса магазинов:

• г. Нижний Новгород, ул. Березовская, 96а
• г. Нижний Новгород, ул. Деловая, д.7, к.5
• г. Нижний Новгород, проспект Кирова, 12

Все вопросы вы можете задать одному из наших специалистов по телефону горячей линии: (831) 416-13-13.

Электролит щелочной

Электролит щелочной калиево-литиевый

 

Описание: Электролитом для аккумуляторов служит водный раствор гидрата окиси калия технического высшего сорта плотностью (1200+) кг/куб.м (1,19-1,21 г/куб.см) с добавкой 20 г/л гидрата окиси лития. 

При температуре окружающей среды от — 20 град.С  до — 40 град.С плотность электролита должна быть 1,26-1,28 г/куб.см без добавки гидрата окиси лития.

Для уменьшения испарения воды из раствора электролита рекомендуется залить в каждый аккумулятор индустриальное масло И-20А ГОСТ 20799-88 слоем 4-5 мм, сдерживающее накопление карбонатов.

 

Предлагаем электролит гарантированно высокого качества, изготовленный по ТУ 2384-006-52124071-2008. Плотность 1,2. Готов к использованию в нормальных условиях эксплуатации (от + 35 до  — 20 град С). Упакован в полиэтиленовые канистры емкостью 10 литров.

Состав электролита

№ п/п	Наименование показателя	Требования ГОСТ (ТУ)	Результаты анализа
1.	Плотность при 20 С, г/см куб.	1-19-1,20	1,2
2.	Содержание гидроокиси калия, %	24	24
3.	Содержание гидроокиси лития, %	1	1

 

Таблица расчета требуемого количества электролита (в литрах) для заливки  АКБ  различных типов

К-во, шт.	5НК-125	5НК-80	5НК-55	5KPL70P
1	6. 65	4	2,4	3,5
2	13,30	8	4,8	7,0
3	19,95	12	6,6	10,5
4	26,60	16	9,6	14
5	33,25	20	12,0	17,5
6	39,90	24	14,4	21
7	46,55	28	16,8	24,5
8	53,20	32	19,2	28
9	59,85	36	21,6	31,5
10	66,50	40	24,0	35
11	73,15	44	26,4	38,5
12	79,80	48	28,8	42
13	86,45	52	31,2	45,5
14	93,10	56	33,6	49
15	99,75	60	36,0	52,5

 

По вопросам приобретения продукции обращайтесь в отдел продаж нашей компании.
Наш адрес: 197374, г. Санкт-Петербург, ул. Мебельная, 1/2

Наши телефоны: 8 (812) 324-18-02
Факс: 8 (812) 324-18-01
E-Mail: [email protected]
Контактное лицо: Валькова Валентина Ивановна

 

Каталог продукции

 

Кое-что об аккумуляторах

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

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

Как самостоятельно поднять плотность в аккумуляторе / Сервис Газ Vip

Аккумулятор в автомобиле — это устройство, которое необходимо для запуска транспортного средства и поддержании в работоспособном состоянии систем, зависящих от электричества. Со временем характеристики электролита снижаются, и водитель сталкивается с вопросом, как поднять плотность в аккумуляторе.

Содержание статьи:

1. Почему падает плотность в аккумуляторе?
2. Какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе?
3. Как поднять плотность в аккумуляторе самостоятельно?
4. После зарядки осталась низкая плотность электролита, что делать?
5. Где установить ГБО в Одессе?

1. Почему падает плотность в аккумуляторе?

Для нормальной работы батареи не нужно допускать разрядку ниже 50% и соблюдать высокие температуры, которые поддерживаются химическими процессами в электродах и электролитах. При недостатке уровень электролита восполняется дистиллированной водой.

Самыми частыми причинами снижения плотности раствора является:

• Низкая концентрация раствора при добавлении дистиллятора. С каждым таким добавлением, воды будет больше, а электролита меньше. Это чревато испарениями не только воды, но и электрической жидкости.
• Во время зарядки жидкость может закипать и выпариваться, из-за чего снижается уровень электролита, но при этом повышается его насыщенность. Ионизация свинца и соответствующих веществ происходит сложно, так как количество действующих молекул уменьшается. В конце концов жидкость теряет присущую ей плотность.
• Низкий заряд батареи.

Иногда зарядить севший аккумулятор не получается. Это признак того, что состояние электролита изменилось. Не знающие водители часто доливают в АКБ дистиллированную воду в больших объемах. И в этом состоит главная ошибка. Если дистиллята будет слишком много, то электролит выкипит, а плотность упадет.

Также причиной снижения плотности может быть глубокий разряд АКБ и его долгий срок хранения без подзарядки.

2. Какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе?

Первое на что обращают внимание при первых же признаках неисправностей, это плотность электролита. Рабочая плотность в стартерных батареях должна быть около 1,24-1,30 г/см³. Ее измеряют специальным прибором под названием ареометр.

Когда аккумулятор разрядился, то плотность электролита снижается, а во время зарядки увеличивается. Именно поэтому плотность замеряют только на полностью заряженной батарее.

Важно! Для повышения плотности электролита можно добавлять серный концентрат. Но делается это предельно осторожно, т.к. при завышенной плотности начинают осыпаться пластины и портится АКБ.

3. Как поднять плотность в аккумуляторе самостоятельно?

Если вы решили самостоятельно повысить плотность в аккумуляторе, то в первую очередь соблюдайте правила техники безопасности. В составе электролита присутствует действующая серная кислота и при попадании на кожу, она может разъесть ее.

Чтобы повысить плотность электролита в АКБ можно воспользоваться одним из представленных способов:

• Полностью заменить электролит на новую жидкость с нормальной концентрацией 1 г/куб. см;
• Залейте кислоту аккумулятора в электролит;
• Доведите имеющийся раствор до нужной концентрации. Этого достигают путем добавления серной кислоты и дистиллированной воды. Жидкость заливают до необходимой насыщенности.

Чтобы полностью заменить электролит следуют следующему плану:

• Откачивают имеющийся раствор и освобождают емкость. Это можно сделать с помощью груши.
• В каждой емкости АКБ проделывают отверстия для полного слива остатков электролита.
• Банки и емкости удерживают в наклоне и отмывают остатки старого раствора дистиллированной водой.
• Чистые батареи приводят в герметичное состояние. Для этого понадобится паяльная лампа и кислотная пластмасса. Ими заделывают сделанные ранее отверстия.
• Емкости наполняют дистиллятором в нужных пропорциях. Количество воды будет зависеть от общего объема емкости и необходимого количества кислоты. Концентрация должна рассчитываться на диапазон 1,25-1,27 г/куб. см.
• Емкость хорошо закрывают и встряхивают аккумуляторную батарею без сильного наклона.

Запомните! Для начала в банку заливается разбавляющее вещество — дистиллят. Только потом добавляется кислота. Если не соблюдать порядок, жидкости начнет кипеть.

4. После зарядки осталась низкая плотность электролита, что делать?

Если процедура по повышению плотности электролита была проведена грамотно, то срок эксплуатации АКБ должен увеличиться. Но процедура по повышению плотности электролита не всегда приводит к успеху. Например, это может быть связано с осыпанием пластин.

Даже если после проведения процедуры плотность раствора быстро сокращается и после зарядки не поднимается до нужного показателя, то придется задуматься о покупке новой АКБ.

Чтобы восстановить прежнюю плотность батареи нужно добавить в нее свежий раствор электролита. Плотность электролита поднимет более концентрированный раствор и тем самым улучшатся показатели в аккумуляторе.

Для начала измерьте показания плотности проблемных банок ареометром. Если показания равны или меньше 1,20, то батарее нужна подобная процедура. В обслуживаемых аккумуляторах имеются специальные отверстия, через которые можно долить электролит.

• Нужно откачать часть старого раствора грушей и добавить в него концентрированный электролит, например, плотностью 1,30.
• Затем перемешивают раствор в аккумуляторе и снова измеряют плотность.
• Если по-прежнему есть отклонения, то процедуру повторяют пока плотность не поднимется до нужного уровня.
• Если плотность слишком сильно поднялась, то снова откачивают часть электролита, но только теперь добавляют воду.

Также можно из аккумулятора сразу откачать весь электролит, а залить в аккумулятор отдельного подготовленный раствор с нужной плотностью.

Периодическая полная зарядка аккумулятора зарядным устройством поможет сохранить его в полной работоспособности.

5. Где установить ГБО в Одессе?

Установить ГБО в Одессе можно в сервисных центрах Сервис Газ. Мы работаем с европейским оборудованием итальянского и польского производства. Все сотрудники имеют большой опыт работы в сфере установки газобаллонного оборудования.

У нас можно не только установить газ на авто, но и сделать полное техническое обслуживание газовых систем, провести ремонт, настройку и замену запчастей, которые уже выходят из строя.

Приезжайте к нам вовремя, чтобы ваше транспортное средство всегда было на ходу.

Рекомендуем посмотреть видео:

 24.11.2020

 (402 просмотров)

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.

Электролит — обзор | ScienceDirect Topics

6.10.3 Численное моделирование расслоения электролита с использованием двумерного моделирования

В предыдущих разделах мы изучили одномерное моделирование свинцово-кислотных аккумуляторов. Хотя одномерная модель очень точна и можно получить много полезной информации, в некоторых случаях следует выполнять по крайней мере двухмерное моделирование. Примером таких случаев является моделирование расслоения электролита. В этом явлении происходит естественная конвекция внутри аккумуляторного элемента из-за градиента концентрации электролита.Поскольку во время заряда или разряда происходит концентрация электролита (как обсуждалось на рис. 6.12B), более концентрированный электролит становится тяжелее и опускается, тогда как менее концентрированный электролит поднимается из-за силы тяжести, создавая естественное конвекционное движение. Вызванная естественная конвекция вызывает расслоение электролита, что, в свою очередь, приводит к неравномерному использованию электродов.

Чтобы численно отразить это явление, уравнения Навье – Стокса должны быть объединены с управляющей системой электрохимических уравнений.В этом случае следует моделировать по крайней мере двумерное пространство, потому что движение электролита не имеет смысла в одном измерении.

Движение электролита происходит по следующим причинам:

1.

В портативных устройствах, таких как автомобили, корпус аккумулятора перемещается, а вместе с ним перемещается и электролит.

2.

Выделяющиеся газы внутри батареи вызывают движение электролита.

3.

Как упоминалось ранее, концентрация электролита является основным источником движения электролита.

4.

Температурный градиент в батарее может быть движущей силой для движения электролита.

Независимо от механизма, ответственного за движение электролита, уравнения Навье – Стокса должны быть объединены с уравнениями, определяющими батарею, для моделирования движения электролита. В свинцово-кислотных аккумуляторах электролит перемещается в пористых средах, таких как электроды и сепараторы. Обычно пористость участков оказывает большое влияние на электролит и вызывает движение кислоты; однако в области ребер сепараторов у электролита достаточно места для циркуляции и естественной конвекции.

Поскольку стратификация происходит в пористой среде, уравнения Навье – Стокса должны быть записаны в такой форме, чтобы в уравнения было включено влияние пористости. Собственная форма дается в формуле. (6.14).

Изучено расслоение электролита в процессе разряда при постоянной температуре. В этом случае побочные реакции исключаются из основной системы уравнений, и к системе добавляются уравнения Навье – Стокса. Упрощенная система уравнений выглядит следующим образом:

(6.92) ∇⋅ (σeff∇ϕs) −Aj = 0,

(6.93) ∇⋅ (keff∇ϕl) + ∇⋅ (kDeff∇ (ln⁡c)) + Aj = 0,

(6.94) ∂ ( εc) ∂t + v → ⋅∇c = ∇⋅ (Deff∇c) + a2Aj2F,

(6.95) ∂ρv → ∂t + v → ⋅∇ (ρv →) = — ∇p + v → ⋅ (μ ∇v →) + ρg [1 + β (c − c∘)] + μK (εv →),

(6,96) ∂ρ∂t + ∇⋅ (ρv →) = 0.

Существование уравнений Навье – Стокса и уравнения неразрывности требует особого внимания при численном решении. Патанкар [45] был одним из пионеров FVM и дал подходящий алгоритм под названием SIMPLE для решения таких систем. Подробности метода приведены в Приложении E, и больше можно найти в учебниках CFD, таких как [45,68].

Чтобы продемонстрировать численное моделирование кислотной стратификации, мы выбрали ячейку IV из приложения A. Все необходимые параметры, такие как геометрические размеры и электрохимические характеристики, приведены в том же приложении. Alavyoon et al. [50] был первым, кто использовал эту ячейку для исследования эффекта стратификации электролита. Они использовали метод голографической лазерной интерферометрии для измерения концентрации электролита и лазерную доплеровскую велосиметрию (LDV) для измерения поля потока.

Ячейка состоит из трех областей: положительного электрода, свободного пространства для электролита и отрицательного электрода. Электроды и свободное пространство имеют толщину 2 мм, а зарядный ток очень низкий, около 9,434 мА · см-3. Поскольку зарядный ток низкий, температура элемента не слишком сильно меняется во время испытания, и мы можем предположить изотермическую модель при T = 25∘C.

Alavyoon et al. [50] предложила систему уравнений для моделирования расслоения электролита, в которой вместо решения полных уравнений Навье – Стокса они использовали ползущий поток и уменьшили уравнение количества движения.Более того, они сделали много упрощающих предположений:

1.

Кинетические скорости реакций считались постоянными в направлении толщины ячейки.

2.

Диффузия электролита считалась постоянной. В действительности коэффициент диффузии зависит как от концентрации, так и от пористости электрода.

3.

Также предполагалось, что пористость электродов постоянна, что не является точным предположением.

Они решили получившуюся систему уравнений с помощью FDM и сравнили свои результаты с экспериментальным тестом. Приятно отметить, что перед тестированием аккумуляторной батареи Alavyoon et al. выполнил процедуру подготовки:

1.

После подготовки установки ячейка была заполнена 5 M серной кислотой, и ячейка была разряжена с I = 9,34 мА · см-2, пока ячейка не достигнет напряжения отключения. Vcut = 1,5 В.

2.

Затем ячейку наполнили 2 М серной кислотой и выдержали в течение 48 часов, чтобы электролит стал однородным по всей ячейке.

С другой стороны, Gu et al. [37] исследовали эту проблему еще раз, используя полные уравнения Навье – Стокса. В этом случае модель, предложенная Гу, оказалась более точной, чем модель Алавьюна. Единственное, что не было учтено при их моделировании, — это процесс подготовки. Они не моделировали процесс подготовки, и, как мы увидим, процесс вносит изменения в начальные условия. Мы показываем, что процесс подготовки можно смоделировать с помощью одномерной модели, и, как мы увидим, это влияет на результаты.

Здесь процесс подготовки моделируется с использованием одномерной модели, а результаты передаются в двухмерную модель. Рис. 6.15 и 6.16 показаны результаты одномерного моделирования. На рис. 6.15A показано изменение напряжения элемента. Это показывает, что для полной разрядки элемента требуется около 5,5 часов. Доли плотности тока в твердой фазе и электролите показаны на рис. 6.15B. На том же графике также нанесены суммы обеих плотностей тока. Совершенно очевидно, что сумма обеих плотностей тока постоянна и равна I = −9.34В, что является результатом электронейтральности.

Рисунок 6.15. Моделирование фазы разряда процесса подготовки Cell-IV. (A) Потенциал элемента во время разряда. (B) Доля плотности тока. (C) Концентрация электролита. (D) Изменение пористости. (E) Распределение активного материала. (F) Распространение SoC.

Рисунок 6.16. Моделирование фазы разряда процесса подготовки Cell-IV. (A) Потенциал элемента во время разряда. (B) Доля плотности тока. (C) Концентрация электролита.(D) Изменение пористости. (E) Распределение активного материала. (F) Распространение SoC.

Изменение концентрации электролита показано на рис. 6.15C, и, как можно видеть в этой ячейке, концентрация электролита достигает нуля почти во всех областях, кроме примерно 0,4M в отрицательном электроде, что незначительно. На рис. 6.15C показано изменение пористости во время разряда. Как видно, процесс приготовления приводит к неравномерному распределению пористости. Этот результат также можно увидеть в распределении активного материала, показанном на рис.6.15E и состояние заряда на рис. 6.15F.

На рис. 6.16 показаны те же результаты для остального процесса, когда ячейка находится в состоянии покоя на 48 часов. Напряжение ячейки остается постоянным (рис. 6.16A), и, как видно на рис. 6.16B, плотности тока твердого тела и электролита равны нулю. Единственный параметр, который изменяется во время отдыха, — это концентрация электролита, поскольку ячейка заполнена 2 М серной кислотой, и из рис. 6.16C видно, что для того, чтобы электролит стал однородным, требуется 48 часов.Из фиг. С 6.16D по 6.16F мы можем видеть, что пористость, активная площадь и SoC не меняются в течение периода покоя. Поэтому исходные значения для моделирования стратификации следует брать из этих рисунков.

Поток жидкости моделируется с использованием простого алгоритма, приведенного в Приложении E. Моделируемая область показана на рисунке 6.17A, а числовая сетка показана на рисунке 6.17B. Как видно, для моделирования используется неоднородная сетка. Также обратите внимание, что для обеспечения правильной визуализации оси x и y масштабируются независимо.Результаты моделирования показаны на рис. 6.18 и 6.19 для уровней времени t = 15 и t = 30 мин соответственно. Рис. 6.18A и 6.19A показаны векторы скорости в области электролита. Ясно, что электролит имеет тенденцию двигаться вниз около электродов, потому что во время процесса зарядки внутри электродов образуется кислота в соответствии с электрохимической реакцией электродов. Но очевидно, что электролит около положительного электрода более плотный, чем отрицательный из-за стехиометрических коэффициентов основных свинцово-кислотных реакций.

Рисунок 6.17. Модель Cell-IV и числовая сетка. (A) Модель клетки. (B) Числовая сетка.

Рисунок 6.18. Результаты моделирования при т = 15мин. (A) Векторы скорости. (B) Поле скорости. (C) Контуры электролита.

Рисунок 6.19. Результаты моделирования при т = 30мин. (A) Векторы скорости. (B) Поле скорости. (C) Контуры электролита.

Фиг. 6.18B и 6.19B показывают естественную конвекцию, которая имеет место внутри области электролита. Некоторые вихри видны в верхней части ячейки из-за движения электролита.Результат движения электролита преобразуется в расслоение электролита, как показано на рис. 6.18C и 6.19C. Движение электролита заставляет более плотный электролит опускаться, а более легкий — подниматься. Таким образом, вдоль вертикальных сечений клетки мы видим градиент кислоты, также известный как кислотная стратификация.

Если мы не объединим уравнение Навье – Стокса с другими определяющими уравнениями, то расслоение электролита не может быть зафиксировано. Чтобы показать этот аргумент, мы рисуем те же результаты, что и на рис.6.19 при отсутствии движения электролита на рис. 6.20. Как можно видеть, поскольку у нас нет поля скорости (сравнивая рис. 6.20A и 6.20B), электролит не показывает никакого градиента в вертикальном направлении. Вертикальные контурные линии на рис. 6.20C подтверждают этот аргумент.

Рисунок 6.20. Результаты моделирования при т = 30 мин без потока жидкости. (A) Векторы скорости. (B) Поле скорости. (C) Контуры электролита.

На рис. 6.21 показан градиент концентрации электролита в средней части поперечного сечения аккумуляторного элемента.Рисунок показывает, что учет движения электролита и его игнорирование существенно влияют на конечные результаты. Следовательно, если в батарее существует свободный электролит, то имитация движения электролита имеет решающее значение, даже если движение электролита является медленным и жутким. Вертикальная составляющая поля скорости, изображенная на рис. 6.22 на той же высоте, подтверждает этот аргумент. Максимальная скорость достигает примерно 0,1 мм / с, что является медленным движением.

Рисунок 6.21. Сравнение концентрации электролита с движением электролита и без него в секции A — A .

Рисунок 6.22. Сравнение вертикальной составляющей скорости на сечении A — A .

Наконец, градиенты концентрации электролита в вертикальном направлении в центре области электролита на различных временных уровнях показаны на рис. 6.23. Понятно, что со временем градиент становится все более значительным.

Рисунок 6.23. Сравнение вертикальной составляющей скорости на сечении A — A .

Рост дендритов и глобул лития через твердый блок-сополимерный электролит в зависимости от плотности тока

Abstract

Неконтролируемое неплоское электроосаждение лития является серьезным препятствием на пути широкого распространения аккумуляторных батарей с высокой плотностью энергии с металлическим литиевым анодом.Перспективным подходом к предотвращению роста дендритов лития является использование твердых полимерных электролитов с высоким модулем сдвига. Плотность тока является ключевой переменной при электроосаждении лития. Настоящее исследование является первой попыткой количественно оценить влияние плотности тока на геометрию и плотность дендритов и других выступов во время электроосаждения через твердый полимерный электролит. Геометрия и плотность дефектов, образующихся на литиевом электроде, определялись методом рентгеновской микротомографии.На томограммах были обнаружены выступы на электроосажденных литиевых электродах, которые были либо глобулярными, либо дендритными, либо пустотными дефектами. Количественно определен диапазон плотностей тока, в котором наблюдалось стабильное плоское осаждение. При более высоких плотностях тока наблюдались шаровидные выступы. При максимальной плотности тока наблюдались как глобулярные, так и дендритные выступы. Поверхностная плотность выступающих дефектов резко возрастает с увеличением плотности тока, в то время как общая плотность дефектов слабо зависит от плотности тока.Наша работа позволяет сравнивать экспериментально определенное начало неплоского электроосаждения и преобладающие теоретические предсказания без регулируемых параметров.

Основное содержание

Загрузить PDF для просмотраПросмотреть больше

Больше информации Меньше информации

Закрывать

Введите пароль, чтобы открыть этот PDF-файл:

Отмена ОК

Подготовка документа к печати…

Отмена

Imec удваивает плотность энергии своих твердотельных аккумуляторов

В связи с тем, что сегодняшняя технология перезаряжаемых аккумуляторов достигает физических пределов возможностей традиционных литий-ионных и литий-полимерных конструкций, исследователи вынуждены искать в других местах, чтобы значительно расширить диапазон аккумуляторов. электромобили (электромобили).

Твердотельные батареи — это новый вариант. Считается, что они способны обеспечивать более высокую плотность энергии (в 2,5 раза), более быструю зарядку и большее количество циклов заряда / разряда, твердотельные батареи являются многообещающими кандидатами для устранения внутренних недостатков существующих литий-ионных аккумуляторов, таких как утечка электролита, воспламеняемость и ограниченная плотность энергии.

Основные преимущества технологии твердотельных аккумуляторов связаны с использованием твердых электродов и твердого электролита вместо жидких или полимерных электролитов, которые содержатся в литий-ионных или литий-полимерных аккумуляторах.

На недавно завершившемся саммите European Electric Vehicle Batteries Summit (17-19 июня, Берлин) Imec анонсировала твердотельный литий-металлический аккумулятор с плотностью энергии 400 Втч / литр при скорости зарядки 0,5 ° C (два часа), заявлено, что это рекордная комбинация для твердотельной батареи. В качестве обзора скорость заряда и разряда батареи регулируется показателем C. Емкость батареи обычно оценивается в 1С, что означает, что полностью заряженная батарея номиналом 1 Ач должна обеспечивать 1 А в течение одного часа.

Твердый нанокомпозитный электролит, разработанный бельгийским центром исследований и разработок, имеет исключительно высокую проводимость до 10 миллисименс / см (мСм / см) с потенциалом, по словам исследователей, для еще более высокой проводимости. Ключевой особенностью нового материала является то, что он наносится в жидком виде посредством влажного химического покрытия. Только после этого он превращается в твердое тело, когда уже находится в электродах. Таким образом, он хорошо подходит для заливки в электроды из плотного порошка, где он заполняет все полости и обеспечивает максимальный контакт, как жидкий электролит.

Используя твердый нанокомпозитный электролит в сочетании со стандартным литий-железо-фосфатным (LFP) катодом и анодом из металлического лития, Imec удалось удвоить результаты, сообщенные в прошлом году. Он продолжает следовать своей дорожной карте, чтобы к 2024 году достичь плотности более 1000 Втч / литр при скорости зарядки 2–3 ° C (менее получаса).

Производство в EnergyVille

Кроме того, Imec объявила, что разработала пилотную линию для производства твердотельных элементов в кампусе EnergyVille (EnergyVille — это результат сотрудничества фламандских партнеров по исследованиям KU Leuven, VITO, Imec и Университета Хассельта в области устойчивого развития). energy) и была основана в Генке, Бельгия, совместно с Университетом Хасселта.Пилотная линия позволяет изготавливать прототипы ячеек емкостью до 5 Ач (см. Рисунок) .

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275faf6d5f267ee21646a» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Files Fig Web «data-embed-src =» https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2019/06/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_Fig_web.png?auto=format&fit=40&w «data-embed-caption =» «]}%

Пилотная линия по производству твердотельных аккумуляторных элементов, созданная Imec и Университетом Хассельта в кампусе EnergyVille в Генке, Бельгия.(Источник: Imec)

Завод включает в себя пилотную линию по сборке аккумуляторных батарей площадью 300 м ² с сухим помещением 100 м ² (производство литий-ионных аккумуляторов требует выполнения некоторых технологических операций в сухом помещении, где влажность содержание остается ниже 100 частей на миллион; конструкция и работа такого сухого помещения увеличивает стоимость батареи).

Утверждается, что обычная линия A4 для производства влажных покрытий с листа на лист хорошо подходит для обработки твердого электролита.Таким образом, сборка новых элементов может быть осуществлена ​​путем небольшой модификации существующих производственных линий для литий-ионных аккумуляторов, что означает, что новая технология не потребует дорогостоящих инвестиций для перехода с мокрых элементов на твердотельные.

«Новая батарея демонстрирует, что наш революционный электролит может быть интегрирован в рабочие батареи», — сказал Филипп Вереекен, научный директор Imec / EnergyVille. «Пилотная линия позволяет нам сделать следующий шаг и преобразовать прорыв в области аккумуляторов в соответствие с промышленно значимыми процессами и форматами, используя производственные процессы, аналогичные тем, которые используются для влажных аккумуляторов.”

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275bcf6d5f267ee1f771f» data-embed-element = «aside» data-embed-alt = «Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Источники файлов Esb Lookin For Parts Banner Заглавные буквы 0 «data-embed-src =» https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2012/07/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_SourceESB_Lookin_For_Parts_BannerCAPS_14=data&wholesale&w=ru&wit=40.png embed-caption = «»]}%

Как увеличить плотность электролита в аккумуляторе? — 130.com.ua

Практически все автовладельцы не обращают внимания на аккумулятор до первых проблем. Именно наша безответственность быстро приводит к моментам поломки, когда машина уже просто отказывается заводиться. Самая частая причина — разрядка аккумулятора.

Кстати, даже новый аккумулятор может помешать вашей поездке. Есть доля вероятности купить не совсем качественный аппарат. Что под этим подразумевается? Чаще всего: не полностью заряженный аккумулятор или недостаток электролита.Такие нюансы не уточняйте во время покупок.

Основные способы

Как только аккумулятор отказывается работать, ставим на зарядку. Но что мы видим: цикл зарядки прошел, а батарея все еще разряжена. Возникла новая проблема-аккумулятор просто не держит заряд. Здесь нужно выяснить причины, по которым это происходит.

Чаще всего это происходит с батареями, которые были посажены на 0. Здесь появляется новая задача — проверить на сколько разряжена батарея.Сначала проверьте плотность электролита с помощью специального прибора — кислотометра.

Делаем так:

• Установите измеритель кислоты в любой аккумуляторный блок.
• Шкала ареометра покажет плотность электролита.
• Сравните полученные значения с табличными параметрами плотности.

Если вы живете в регионе с суровым климатом, то значение будет примерно 1,25 кг / литр. Здесь имейте в виду, что разница в плотности между двумя банками не должна быть больше 0.01.

Как поднять плотность?

Способ решения этой проблемы зависит от того, какие значения вы получите.

Плотность 1,18-1,20 кг / литр

Грушей откачиваем старый электролит: максимально. Наполните новый наполовину откачанным вами объемом. Условно, например: закачивают 1 кг., Наливают 0,5 кг. Здесь нам нужно добиться нормы плотности электролита, а остальное долить дистиллированной водой.

Плотность менее 1.18 кг / литр

В этом случае нужно использовать аккумуляторную кислоту. Делаем все так же, как и в первом случае, но есть вероятность, что процедуру придется повторить. Ваша главная задача остается прежней — получить значение нормы.

Плотность очень низкая

К сожалению, здесь придется полностью менять электролит, чтобы сэкономить аккумулятор. С помощью груши нужно будет максимально откачать старый электролит, а банки закрыть пробками.И дальше этого плана придерживаются:

• После затяжки заглушек положите аккумулятор на бок. Берем сверло 3 мм. или 3,5 мм. и проделайте одно отверстие на дне банки. Итак, мы можем полностью слить электролит.
• Промойте все банки дистиллированной водой. Отверстия закрыты кислотостойким пластиком. Итак, мы сделали все необходимое, чтобы подготовить емкость для нового электролита.
• Приготовьте электролит самостоятельно. Возьмите дистиллированную воду и налейте в нее аккумуляторную кислоту.Обратите внимание, обратный порядок недопустим, то есть в кислоту нельзя заливать воду. Не забудьте надеть резиновые перчатки.

В результате вы должны получить значения электролита, необходимые для вашего региона. Если по каким-то причинам не удалось увеличить плотность электролита, придется выбрать новый аккумулятор. Купить аккумулятор с доставкой по Украине в Харьков, Киев, Одессу можно на 130.com.ua.

Материалы по теме

Твердотельные батареи — FutureBridge

6 июл 2019

13484 Просмотры

8 мин чтения

Возможная замена обычных жидких литий-ионных аккумуляторов в электромобилях

Введение

В твердотельных батареях используются как твердые электроды, так и электролиты.Они служат потенциальной альтернативой обычным литий-ионным батареям, в которых используются жидкие или полимерные электролиты.

Твердотельные аккумуляторы — это новая тенденция для тяговых аккумуляторов следующего поколения, поскольку они обеспечивают высокую производительность и безопасность при низкой стоимости. Кроме того, они обладают низкой воспламеняемостью, более высокой электрохимической стабильностью, более высоким потенциалом катодов и более высокой плотностью энергии по сравнению с батареями с жидким электролитом.

История

Твердые электролиты

В настоящее время существует более 25 типов твердотельных электролитов, таких как оксиды, сульфиды, фосфаты, полиэфиры, сложные полиэфиры, на основе нитрила, полисилоксаны, полиуретаны и др.

Основное различие между неорганическими / керамическими и полимерными твердыми электролитами заключается в механических свойствах. Высокие модули упругости керамики делают их более подходящими для жестких аккумуляторных систем, а низкие модули упругости полимеров делают их более подходящими для гибких устройств. Полимеры легче обрабатывать, чем керамику, что снижает производственные затраты. Керамика больше подходит для суровых условий окружающей среды, таких как высокие температуры.

Работоспособность аккумулятора зависит от электролита.Электролиты на основе полиэфира и оксинитрида лития и фосфора (LiPON) обычно используются в твердотельных батареях.

Критерии выбора твердых полимерных электролитов

Применение твердотельных аккумуляторов

Твердотельные батареи находят применение в различных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, хранение энергии, бытовая электроника, промышленность и авиакосмическая промышленность.

Принятие твердотельных батарей зависит от добавленной стоимости, поскольку они все чаще используются для различных приложений по сравнению с обычными жидкими литий-ионными батареями.Безопасность является основным движущим фактором при разработке твердотельных батарей в различных отраслях промышленности.

Преимущества и недостатки твердотельных батарей

Твердотельные батареи доступны в небольших размерах по сравнению с жидкими литий-ионными батареями. Они не производят газообразный водород из-за отсутствия горючих материалов, тем самым повышая безопасность эксплуатации.

Твердоэлектролитный межфазный слой (SEI) не образуется в случае твердотельных батарей, что приводит к очень низкой скорости саморазряда, что позволяет хранить энергию в течение многих лет с минимальными потерями.Ожидается, что эти батареи будут работать в 50–100 раз дольше, чем обычные жидкие литий-ионные батареи.

Существующие в настоящее время твердотельные батареи сталкиваются с проблемой в отношении срока службы, который составляет примерно три года. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы помогают продлить срок службы твердотельных аккумуляторов более чем на три года, чтобы их можно было полностью коммерциализировать для электромобилей.

Поглощение электромобилей

Ожидается, что к 2030 году на долю электромобилей будет приходиться 10–12% от общего объема продаж автомобилей, согласно ожиданиям отрасли.Множество факторов, способствующих распространению электромобилей, включают благоприятные правила в Европе, Китае и Индии; разработки продуктов, сделанные крупными производителями оригинального оборудования, такими как Honda и Volkswagen; и технологические достижения в аккумуляторных батареях. Согласно Goldman Sachs, к 2025 году электромобили достигнут точки инфляции, которая может привести к внедрению электромобилей.

Технологические достижения в области аккумуляторных батарей — один из основных факторов, способствующих внедрению электромобилей. В настоящее время стоимость батареи составляет около 220 долларов США / кВт · ч, и ожидается, что она снизится в течение следующего десятилетия.Обычные жидкие литий-ионные батареи составляют большинство батарей, используемых в электромобилях. Чтобы снизить стоимость аккумулятора в электромобилях, либо технология должна улучшиться, чтобы иметь высокую плотность энергии, либо цены на литий должны снизиться с течением времени. Однако, по мнению отраслевых экспертов, ожидается, что цены на литий-ионные аккумуляторы останутся высокими, что является основным препятствием на пути снижения стоимости аккумуляторов. Ожидается, что для преодоления этих препятствий в ближайшие несколько лет значительную долю будут занимать новые технологии, такие как металл-воздушные твердотельные батареи.Твердотельный аккумулятор — самая многообещающая из имеющихся технологий; он находится на грани массового внедрения в электромобили.

Факторы, влияющие на распространение электромобилей

Принятие электромобилей имеет различные сдерживающие факторы, в том числе:

• Длительное время зарядки : Современные литиевые батареи требуют более длительного времени зарядки для полной зарядки. Это основная неудовлетворенная потребность, которая препятствует полному внедрению электромобилей.
• Мало зарядных станций для электромобилей и небольшой запас хода : Поскольку плотность энергии нынешних аккумуляторов, включая литий-ионные, меньше, они не могут обеспечить большой запас хода. Это приводит к необходимости частой зарядки и большего количества зарядных станций для электромобилей.
• Дорогой (батареи составляют основной вклад в стоимость): Цена на электромобили выше по сравнению с автомобилями на базе двигателей внутреннего сгорания. В структуре затрат на производство доля аккумуляторов составляет 42–48%, что приводит к высокой стоимости электромобилей, что сказывается на их распространении.
• Проблемы безопасности : Аккумуляторы являются основным компонентом электромобилей. Несмотря на то, что в конструкции батареи предусмотрены пассивные и активные защитные устройства, существует значительный риск с точки зрения безопасности, включая термическую стабильность активных материалов при высокой температуре и возникновение внутренних коротких замыканий, которые могут вызвать тепловой пробой.

Насколько твердотельные батареи будут соответствовать энергетическим и техническим требованиям электромобилей?

Различные сдерживающие факторы, влияющие на распространение электромобилей, можно преодолеть с помощью твердотельных батарей, поскольку они удовлетворяют энергетическим и техническим требованиям электромобилей.

• Плотность энергии может быть увеличена на килограмм, поскольку твердотельные батареи тоньше на 80–90%, а напряжение разложения выше по сравнению с литиевыми батареями. Повышенная плотность энергии приведет к высокой выходной мощности, а дальность движения транспортного средства значительно увеличится, тем самым решая потребность в частой зарядке, а также потребность в большом количестве зарядных станций.
• Проблемы безопасности критически решены при использовании твердотельных батарей.Жидкие электролиты, как правило, легко воспламеняются, и любая их утечка может вызвать проблемы с безопасностью аккумуляторов и транспортных средств в целом. В жидкостных батареях используются защитные приспособления; однако твердотельные батареи устраняют необходимость в них и обеспечивают общую безопасность. Поскольку в твердотельных батареях используется негорючий электролит, риск возгорания и возгорания значительно ниже. Кроме того, рабочий диапазон твердотельных аккумуляторов выше, чем у литий-ионных аккумуляторов.
• Быстрая зарядка: Твердотельные батареи не содержат жидкого электролита, который нагревается из-за быстрой зарядки, и, таким образом, твердотельные батареи обеспечивают высокую безопасность по сравнению с жидкими литий-ионными батареями.Функция быстрой зарядки твердотельных аккумуляторов является одним из наиболее важных факторов, ведущих к более широкому распространению электромобилей, работающих от твердотельных аккумуляторов, в ближайшем будущем.
• Низкая стоимость: Обычные жидкие литий-ионные батареи дороги, а текущая стоимость составляет приблизительно 220 долларов США за кВтч. Ожидается, что со временем эта стоимость снизится; однако это зависит от дефицитных материалов, таких как кобальт. Исследования и разработки в области твердотельных аккумуляторов будут способствовать разработке передовых аккумуляторов по доступной цене.Снижение стоимости аккумуляторов в электромобилях сделает их привлекательным вариантом по сравнению с бензиновыми автомобилями.

Инвестиции в твердотельные аккумуляторы крупными производителями автомобилей и будущий сценарий

Крупные компании-производители материалов, производители оригинального оборудования и исследовательские институты все больше инвестируют в исследования и разработки твердотельных батарей. OEM-производители тесно сотрудничают с различными заинтересованными сторонами в области производства аккумуляторов, чтобы гарантировать, что твердотельные аккумуляторы скоро появятся в продаже.Более 120 игроков участвуют в разработке технологий на уровне материалов, аккумуляторных батарей и транспортных средств.

Инвестиции OEM-производителей в разработку твердотельных аккумуляторов:

• Volkswagen инвестировал 100 миллионов долларов США в QuantumScape, стартап, занимающийся разработкой твердотельных батарей. Volkswagen поставил цель к 2025 году произвести 1 миллион электромобилей, включая автомобили с питанием от твердотельных аккумуляторных батарей.
• BMW инвестировала 20 миллионов долларов США в Solid Power для увеличения производства твердотельных батарей.BMW ожидает, что производственные мощности будут введены в эксплуатацию к концу 2019 года, а запуск электромобилей ожидается к 2025 году с 12 различными моделями.
• Ожидается, что Toyota выпустит электромобили на базе твердотельных батарей к 2020 году; однако это только для пилотных проектов, и ожидается, что к 2030 году компания будет полностью коммерциализировать электромобили. Toyota и Panasonic создали совместное предприятие по производству твердотельных аккумуляторов следующего поколения для электромобилей.
• Hyundai инвестировал в стартап Ionic Materials в США, который занимается разработкой материалов для твердотельных электролитов. Ожидается, что к 2025 году базирующийся в Корее OEM-производитель представит на дорогах электромобили на твердотельных аккумуляторах.

Заключение

Обычные литий-ионные батареи постепенно приближаются к уровню насыщения с точки зрения технического прогресса. Необходимо разработать альтернативное решение, учитывающее все факторы, сдерживающие распространение электромобилей.Твердотельные батареи обладают множеством преимуществ, таких как высокая плотность энергии и безопасность по сравнению с обычными жидкими литий-ионными батареями. Ожидается, что технологические достижения в области твердотельных аккумуляторов улучшат продукцию с точки зрения общей стоимости производства и производительности.

Крупные производители оригинального оборудования, такие как Toyota, BMW, Honda и Hyundai, инвестируют в развитие технологий, сотрудничая с научно-исследовательскими институтами, производителями аккумуляторных материалов и производителями аккумуляторов.Однако ожидается, что полностью коммерциализированные электромобили на базе твердотельных батарей будут выпущены к 2025 году.

Murata разрабатывает твердотельный аккумулятор с самой высокой в ​​отрасли удельной энергией. Для носимых устройств раствор оксидно-керамического электролита обеспечивает надежность и долговечность | Новости продукта

Murata Manufacturing Co., Ltd. разработала твердотельную батарею с самой высокой в ​​отрасли удельной мощностью. ^*

Разработка твердотельной батареи включала интеграцию технологических процессов, используемых в основных продуктах Murata, таких как многослойные керамические конденсаторы и другие многослойные устройства, а также технологии различных материалов, накопленных за счет разработки передовых электронных компонентов. В аккумуляторе используется оксидно-керамический электролит вместо раствора электролита, используемого в обычных аккумуляторах, что делает его негорючим и сильно термостойким.

Сочетая в себе компактный размер и высокую плотность энергии, обеспечивая отличную производительность даже в суровых условиях, твердотельный аккумулятор будет способствовать созданию новых носимых устройств, которые меньше и надежнее, чем это было возможно ранее.Новая батарея также обеспечивает безопасность и долговечность, намного превосходящую обычные литий-ионные вторичные батареи, что делает ее идеальной для наушников, таких как беспроводные наушники, которые требуют высокой степени безопасности и предназначены для использования в течение продолжительных периодов времени, а также хорошо сочетается с разнообразными потребностями развивающегося общества Интернета вещей.

«Новый продукт объединяет несколько технологий Murata, чтобы обеспечить значительно большую емкость, чем ранее разработанные твердотельные батареи.Создавая производственную систему, способную обеспечить стабильную поставку высоконадежной продукции, Murata вносит свой вклад в создание мира, в котором каждый может безопасно использовать электронные устройства в любых средах », — сказал Норио Накадзима, директор-представитель, старший Исполнительный вице-президент и директор модульного бизнес-подразделения.

Диапазон обычных вторичных батарей и целевой диапазон твердотельных батарей

Обзор твердотельной батареи

Размер	от 5 мм до 10 мм (Д) × от 5 мм до 10 мм (Ш) × от 2 мм до 6 мм (В)
Вместимость	от 2 мАч до 25 мАч (25 ° C)
Номинальное напряжение	3.8 В
Электролит	Оксид керамический
Приложения	Ожидаемые приложения включают носимые устройства и устройства Интернета вещей.
Примечание	Доступен как устройство для поверхностного монтажа

Производственная база и график

Производство	Murata Manufacturing Company, Ltd., Район Ясу (2288, Осинохара, Ясу-ши, префектура Сига)
Количество продукции	Приблизительно 100000 единиц в месяц в течение 2020 финансового года

Примечание:

Твердотельный аккумулятор, показанный на фотографии, является образцом, поэтому технические характеристики и внешний вид конечного продукта могут быть изменены.

*	По состоянию на июнь 2019 года, согласно исследованию Murata.

Murata Manufacturing Co., Ltd. — мировой лидер в разработке, производстве и продаже пассивных электронных компонентов и решений на керамической основе, модулей связи и модулей питания. Murata стремится к разработке передовых электронных материалов и передовых многофункциональных модулей высокой плотности. У компании есть сотрудники и производственные мощности по всему миру. Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт Мураты www.murata.com

Новый устойчивый к повреждениям аккумулятор имеет более высокую плотность энергии, он не взорвется | НОВА

В лаборатории недалеко от Бостона профессор и инженер Университета Тафтса Майк Циммерман и его команда создали литий-ионную батарею следующего поколения, которая может безопасно питать наши телефоны, автомобили и многое другое.

Ключом к изобретению является твердый пластиковый электролит, вещество, которое перекрывает зазор между положительным и отрицательным электродами.В большинстве литий-ионных батарей электролит представляет собой жидкость, и это может сделать их уязвимыми для возгорания или взрыва при ударе или протыкании. Эти уязвимости недавно были обнаружены в отозванных телефонах Samsung Galaxy Note 7, где батарея могла самопроизвольно взорваться или загореться, потому что угол корпуса батареи был слишком мал, что привело к изгибу одного из электродов и увеличению риска короткого замыкания.

Но батарея Циммермана может выдерживать многократные повреждения без риска взрыва или пожара.Фактически, он может продолжать питать устройства даже после того, как большая его часть будет отключена.

Твердые электролиты — это святой Грааль батарей, позволяющий создавать более безопасные батареи, которые в этом случае могут удерживать больший заряд для данного размера по сравнению с жидкими электролитами. Твердый пластиковый электролит Циммермана предотвращает образование так называемых дендритов или усиков лития, которые распространяются от электрода через электролит и могут вызывать опасные короткие замыкания.

Циммерман основал компанию Ionic Materials, чтобы продолжить разработку и, в конечном итоге, коммерциализировать дизайн. Хотя батарея подает большие надежды, он признает, что еще предстоит проделать работу, прежде чем ее можно будет использовать в миллионах телефонов или электромобилей. Однако в его пользу работают его производственные технологии, аналогичные тем, которые используются при изготовлении полупроводниковой упаковки, области с долгой и успешной историей создания недорогих и высокопроизводительных компьютерных микросхем.

Получайте электронные письма о предстоящих программах NOVA и сопутствующем контенте, а также предоставляйте репортажи о текущих событиях через призму науки.

.