Нет плотности в аккумуляторе что делать: Как поднять плотность в аккумуляторе

Содержание

Что делать при низкой плотности электролита?

Как повысить плотность электролита в аккумуляторе?

Как повысить плотность

Осмотрите аккумулятор: на нем не должно быть дефектов и повреждений, особое внимание уделите токовыводам. Если уровень в норме (от 1,18) долейте электролит с нормальной плотностью до 1,25. Выполняйте долив в каждой банке, используя клизму-грушу.

Что будет если плотность электролита низкая?

Впрочем, зачастую подзарядки требует и находящаяся в эксплуатации батарея. Плотность полностью заряженной батареи составляет 1.27- 1.28 г/см3, напряжение — 12.5 В. О степени разряженности батареи судят по плотности электролита. Чем ниже плотность электролита, тем сильнее батарея разряжена.

Как изменяется плотность электролита при разряде аккумулятора?

По мере разряда аккумулятора плотность электролита снижается от 1,28 г/см3 до 1,09 г/см3, что приводит к снижению его электропроводности почти в 2,5 раза. В результате омическое сопротивление аккумулятора по мере разряда увеличивается.

Почему падает плотность электролита в аккумуляторе?

Неопытные автолюбители нередко доливают в АКБ большие объемы дистиллированной воды. Ошибочный подход! Если уровень дистиллята будет слишком высоким, то электролит выкипит. Это основная причина, почему падает плотность.

Как можно проверить плотность аккумулятора?

Проверка плотности проводится ареометром. Для этого трубку помещают в заливное отверстие и откачивают часть жидкости. Электролит нужно проверять в каждой банке. Рекомендуем проводить проверку при температуре 20-30 °C., тогда стандартными показателями будут 1.27 – 1.29.

Что делать если нет электролита в аккумуляторе?

В понижении уровня электролита виновата именно вода, которая со временем испаряется. В итоге часть пластин оказывается не погруженной в электролит, и аккумулятор теряет емкость. Если летом этот эффект можно не заметить безболезненно, зимой он наверняка подложит вам морозную утреннюю свинью…

Нужно ли заряжать аккумулятор при замене электролита?

Аккумулятор после замены электролита должен заряжаться циклично, то есть, соблюдая схему «зарядка-разрядка». Этот процесс длится до тех пор, пока плотность полностью не восстановится. При таком режиме зарядки ток должен составлять 0,1 А. Следите за тем, чтобы электролит не «выкипал».

Какая плотность электролита в аккумуляторе?

Для нормальной работы АКБ плотность электролита должна лежать в пределах 1,23-1,4 г/куб. см, так как именно при такой плотности раствор имеет максимальную электропроводность. Однако плотность концентрированной серной кислоты составляет 1,83 г/куб.

Как выровнять плотность электролита в аккумуляторе?

Дистиллированная вода. Добавляется в электролит для уменьшения его плотности. 1. В связи с тем что, кислота и вода имеют разную плотность, при разведении электролита или кислоты водой, следует добавлять кислоту в воду, но не наоборот.

Какой плотности электролит заливать в аккумулятор?

Как доливать электролит в аккумулятор

В батарею можно доливать только электролит плотностью 1,26-1,29. Корректирующий электролит плотностью 1,40 можно доливать лишь в том случае, когда залили дистиллированной воды больше, чем этого требовалось и плотность даже после зарядки не поднялась для рекомендованного значения.

АКБ зимой – ответы на вопросы

Зима пришла – и как обычно, снова «неожиданно». Поэтому на повестку дня (опять же «неожиданно») встали вопросы автовладельцев по поводу стартерных аккумуляторных батарей. Мы собрали эти «зимние» вопросы, проанализировали – и постараемся на них ответить. Итак.

Почему АКБ замерзает?

С наступлением холодов в лаборатории начинают обрывать телефон с одним вопросом:

«У меня в аккумуляторе лед! Скажите, это ведь производственный брак?». Причем простой ответ: «Нет, это ваша небрежность» спрашивающих почему-то не удовлетворяет.

Поэтому разъясняю подробно. Дело в том, что процессы зарядки батарей связаны с изменением содержания серной кислоты в аккумуляторе. При разрядке серная кислота участвует в токообразующей реакции, и ее количество в электролите уменьшается. С этим и связано снижение плотности электролита, что, в свою очередь, меняет его физические свойства.

Проще говоря, чем глубже разряжена аккумуляторная батарея (а значит, концентрация кислоты в электролите меньше), тем вероятнее образование льда даже при слабом морозе.

Кстати, это справедливо для батарей любого исполнения – поэтому особенно важно контролировать состояние заряженности АКБ в зимнее время. Правда, общие крышки в батареях без пробок мешают это сделать.

Николай Курзуков считает, что прежде всего необходимо замерять плотность электролита в АКБ

Восстанавливается ли батарея после того, как в ней замерз электролит?

Далее обычно следует второй вопрос: «Как быстро она оттает, и будет ли потом работать?».

Прежде всего, никогда не оставляйте разряженную АКБ в автомобиле и тем более на морозе! Но если такое произошло и в банках батареи электролит застыл (в результате чего образовался лед), то ее надо выдерживать в теплом помещении не менее суток. И только после полного растаивания льда можно приступать к зарядке.

Дело в том, что попытка заряда АКБ с нерастаявшим льдом внутри банок приводит к тепловому повреждению верхней части сепараторов. И в поврежденных местах при последующей работе батареи происходит прорастание шунтирующих соединений, в свою очередь, приводящих к короткому замыканию блока.

Запомните: льдом повреждается активная масса положительных и отрицательных пластин: они расслаиваются, и образуются зазоры. И в этом случае у АКБ остается только один путь – на утилизацию.

В аккумуляторной лаборатории зимой начинается аврал

АКБ при заряде была переполюсована. Сохранит ли она работоспособность?

Ответственные автовладельцы в преддверие холодов снимают батарею и ставят ее на зарядку. Но при этом они могут совершить (и часто совершают!) серьезную ошибку – путают местами провода зарядного устройства.

Неправильное соединение проводов зарядного устройства к полюсным выводам АКБ после глубокого разряда, когда НРЦ («напряжение разомкнутой цепи» – если не вдаваться в подробности, оно обычно равно всем знакомой ЭДС) близко к нулю, приводит к переполюсовке батареи. То есть положительные пластины становятся отрицательными, а отрицательные – положительными.

После такого заряда батарею нельзя подключать к бортовой сети автомобиля: электронное оборудование и диодный мост генератора выйдут из строя. Про горсть перегоревших предохранителей уже не говорю.

Можно, конечно, выбросить переполюсован-ную АКБ и отправиться в магазин за новой. Но можно и попытаться восстановить работоспособность старого аккумулятора.

Укладка сепаратора в АКБ была проведена с нарушением формы конверта

Что делать в такой ситуации?

1. АКБ вновь разрядить – и как можно глубже, чтобы переполюсованные электроды имели разряженную активную массу (сульфат).

2. Провести зарядку с соблюдением полярности АКБ, заданной при ее производстве. Надо пояснить, что процесс зарядки будет длительным.

3. Провести стартерный разряд током 0,3-0,4 EN до 8,0-9,0 В при комнатной температуре.

4. Выполнить полный заряд АКБ с контролем уровня и плотности электролита по банкам. Если в конце заряда отклонений плотности электролита более 0,2-0,3 г/см3 не было, а сам электролит светлый – АКБ будет работать. Если нет, то все – надо менять батарею.

Повреждение сепаратора — пример брака, приведшего к короткому замыканию блока

И напоследок – самый часто встречающийся вопрос, который не зависит от времени года. Стартерная АКБ утратила пусковые свойства, причем зарядом ее работоспособность не восстанавливается. Пробок у батареи нет. Что делать в гарантийный срок?

Владелец пытается зарядить глубоко разряженную батарею, а она не заряжается, т.е. при подключении к автоматическому ЗУ «не берет» заряд. Что это – производственный дефект или неправильная эксплуатация? Ведь пробок на крышке нет, а значит, нет и возможности замерить плотность электролита в банках.

Вопрос важный: ведь ответ определит, кто будет платить за новую батарею. И он не так уж и прост.

Если батарея еще на гарантии – ее надо предоставить на проверку в лабораторию вместе с гарантийным талоном, так как для принятия решения о дефектности батареи специалисту лаборатории необходимо уточнить немало фактов:

• Когда АКБ была изготовлена (код на АКБ)?

• Когда она была куплена владельцем (запись в гарантийном талоне)?

• На каком автомобиле и сколько эксплуатировалась?

• Были ли отказы у АКБ ранее и проводились ли подзаряды?

• Когда наступил отказ (последний)?

После взрыва и полного разрушения крышки АКБ: сепараторы имеют следы низкого уровня залитого электролита в блокахТепловое повреждение сепараторов. Глубоко разряженную и застывшую (со льдом в банках) АКБ заряжали без отогрева. Такое повреждение возможно и после «прикуривания» в зимнее времяАКБ взорвалась после двенадцати дней работы на автомобиле. Причина — недолив электролита на заводе и отсутствие контроля со стороны автовладельца

После выяснения этих фактов осматривается целостность корпуса батареи – нет ли прокола, через который электролит вытек.

Замеряется значение НРЦ (ЭДС): этот показатель дает специалисту информацию – надо ли применять нагрузочную вилку.

Далее отмечается цвет индикатора. Он извлекается, и в этой банке замеряются плотность электролита и его уровень над блоком пластин.

Плотность электролита банки сопоставляется с величиной НРЦ: если плотность высокая, а НРЦ имеет низкое значение – значит, надо искать банку с низкой плотностью электролита. Если же его плотность в банке с индикатором низкая – возможно, что АКБ глубоко разряжена, а дефекта в батарее нет.

Сверления в крышке над каждой банкой по узнаваемым кружочкам позволяют замерить уровень и плотность электролита в каждой банке. И принятие дальнейших мер по этой батарее возможно только после измерения плотности электролита во всех шести банках.

Возможно, это будет направление на заряд с проверкой плотности электролита в процессе заряда. А после отдыха (отгазовки) в течение 8-10 часов батарею проверяют на разрядном стенде током 0,6 EN.

Сверления запаивают пластмассой с помощью паяльника. Возможные дефекты в АКБ (разрыв цепи внутри батареи, короткое замыкание в какой-либо банке) будут выявлены при заряде, а также при последующем разряде.

Вскрытие и осмотр деталей дефектной банки позволяют установить происхождение дефекта, а значит, понять, страховой это случай или нет. Исправная (т.е. без производственных дефектов) АКБ возвращается ее владельцу, который возмещает затраты лишь на заряд.

Если же батарея имела производственный дефект, владелец может получить официальное заключение, с которым и отправится затем в магазин…

  • Николай Курзуков, научный сотрудник аккумуляторной лаборатории ФГУП НИИАЭ

Что приводит к разрушению пластин в аккумуляторах.

В процессе работы стартерных аккумуляторных батарей, при чередующихся зарядах и разрядах, происходит окисление решеток и разрушение   активных масс, потеря механических связей между частицами, интенсивная коррозия электродов. В результате чего происходит уменьшение емкости аккумуляторов и  короткое замыкание   разноименных пластин.


                    Характерными признаками   разрушения пластин  являются:

  • электролит делается мутным  и приобретает коричневую окраску из-за  высыпания активной массы; 

  • быстрое нарастание плотности электролита при заряде батареи;

  • резкое понижение емкости АКБ, что проявляется в небольшой продолжительности разряда аккумулятора, и как следствие сокращение времени работы электротехники.

   Скорость разрушения пластин  зависит от условий эксплуатации аккумуляторов.

                              Причинами разрушения пластин в аккумуляторах могут быть:

  • Увеличенная плотность электролита ( более 1300 кг/м3). Нельзя доливать электролит в аккумулятор — только дистиллированную воду.

  •  Повышение температуры аккумулятора выше 45 град.С. Если при заряде температура электролита поднялась выше 45 град.С, то зарядку необходимо прекратить  и дать остыть электролиту до температуры ниже 35град.С.  Затем продолжить заряд батареи.

  • Перезаряд аккумуляторной  батареи из-за неправильного подбора или настройки зарядного устройства.

  • Заливка не дистиллированной (водопроводной) воды в аккумуляторную батарею.    Этот процесс ускоряется при наличии в электролите таких вредных веществ, как хлор, железо и др.

  • Понижение уровня электролита ниже верхних торцов пластин.

  • Короткое замыкание АКБ.

  • Замерзание воды в аккумуляторной батарее. Электролит  плотностью 1,100г/см3 замерзает при температуре -7,7 град.С.Нельзя оставлять разряженную батарею  более 12 часов даже в теплом помещении.

  • Удары и вибрации, т.к. происходит стряхивание активной массы  свинца с решеток пластин.

  • Выпадение большого количества  активного вещества на дно аккумулятора, что приводит  к короткому замыканию пластин.

    Все эти причины  ведут к потере емкости и быстрому выходу аккумуляторной  батареи из строя.

Что делать, если при зарядке одна банка АКБ не кипит

Счастлив тот автомобилист, которому не приходилось подзаряжать аккумулятор своего автомобиля. Но статистически процент таких автовладельцев ничтожен – большинству всё же приходилось сталкиваться с этой процедурой. И им известно, что в конце зарядки, когда пластины набрали свою ёмкость, начинается процесс кипения электролита. Он представляет собой выделение газов (кислорода и водорода) в результате химической реакции разложения воды.

В нормальном аккумуляторе кипеть должны все банки. Если один из отсеков «молчит», это говорит о том, что он не зарядился. Почему такое происходит, насколько это опасно и что делать в таких случаях, мы и попробуем сегодня рассказать.

Процесс кипения – это нормально или нет

Автомобильный аккумулятор только внешне выглядит как цельное устройство. На самом деле он состоит из автономных отсеков, называемых банками. Их количество равно количеству пробок, обычно это 6 отсеков. На самом деле они изолированы друг от друга лишь частично – их связывает друг с другом электролит, заливаемый в батарею. Изоляция пластин – мера вынужденная, позволяющая уменьшить риск выхода из строя всего аккумулятора при закорачивании и других неприятностях.

В нормальном полностью заряженном состоянии каждая банка способна выдавать напряжение 2,1 В. Поскольку соединены они последовательно, разница потенциалов между крайними клеммами АКБ будет составлять арифметическую сумму напряжений в каждой из банок, то есть 12,6 В.

В обычных условиях автоаккумулятор не нуждается в подзарядке, поскольку эту функцию выполняет генератор. Автономный источник питания используется только когда двигатель заглушен. Обычно для пуска мотора, но многие автомобилисты считают не зазорным слушать музыку или использовать гаджеты и при простоях силового агрегата.

Так или иначе, но бывают ситуации, когда аккумулятор разряжается настолько, что водитель начинает испытывать трудности с запуском двигателя, и для нормализации ситуации АКБ ставят на зарядку.

Дорогие зарядные устройства от известных производителей умеют это делать в автоматическом режиме, отключая зарядку, как только напряжение в банках достигло номинальных значений. Дешёвые ЗУ будут продолжать подавать напряжение на клеммы батареи, и когда плотность электролита достигнет определённого значения, под воздействием тока вода, являющаяся частью электролита, начинает разлагаться на кислород и водород. Оба газа будут стремиться к поверхности жидкости в виде пузырьков. Этот процесс и называется кипением электролита.

Когда жидкость начинает закипать, это сигнал о том, что аккумулятору нужно прекратить заряжаться. Если этого не сделать, кипение будет способствовать увеличению плотности электролита: доля лёгкой воды будет снижаться, а концентрация серной кислоты – увеличиваться. Чем больше испарится воды, тем меньше будет уровень электролита. Если кипение происходит долго, могут оголиться пластины батареи – обычно они покрыты полуторасантиметровым слоем жидкости. Контактируя с воздухом, разогретые пластины начинают разрушаться, что приводит к снижению их первоначальной ёмкости.

Так что контролировать процесс зарядки нужно, особенно при использовании недорогих или самодельных зарядных устройств.

Впрочем, некоторые автомобилисты сознательно перезаряжают аккумулятор, если его плотность ниже номинала, уменьшая долю воды. Такой способ применим, но нужно понимать, что при этом происходит понижение уровня электролита, и его нужно будет доливать.

Так что кипение, если оно непродолжительное, вряд ли нанесёт большой урон вашему аккумулятору, а в некоторых случаях будет даже полезным.

При зарядке АКБ одна банка не кипит – насколько это опасно

Иногда в процессе зарядки можно наблюдать, как в пяти отсеках жидкость интенсивно бурлит, а в одной банке кипения электролита не наблюдается. Нормальным такое явление назвать нельзя: оно говорит о том, что одна из банок упорно не хочет заряжаться.

Причин может быть несколько:

  • Короткое замыкание пластин. Известно, что положительные и отрицательные пластины в баке чередуются, но не соприкасаются. КЗ может возникнуть, когда внутрь отсека попал металлический предмет, или, что более вероятно, из-за отслоения от пластин крупных кусков токопроводящего сульфата свинца.
  • Осыпание намазки с решёток электродов. Более того – даже частичное выпадение в виде осадка активной массы также может стать причиной короткого замыкания пластин.
  • Разбалансировка заряда. Процесс разрядки батареи, как и зарядки, нельзя назвать абсолютно стабильным. Из-за нелинейности электрических реакций пластины заряжаются неодинаково, разбалансировка может привести и к неравномерному заряду в рамках целого отсека, причём чаще всего страдает одна из крайних банок.

Насколько серьёзны вышеназванные причины?

Если говорить о коротком замыкании, то всё зависит от его масштабов. Вполне вероятно, что после устранения причины ваш аккумулятор некоторое время ещё послужит. Но важно понимать, что с необслуживаемой АКБ такой фокус не пройдёт, а в обслуживаемых батареях придётся вскрывать и демонтировать верхнюю крышку, чтобы извлечь вещества, приводящие к КЗ (предварительно слив электролит).

В случае осыпания активной массы электролит становится мутным, и это основной симптом данной неисправности. Если в аккумуляторе одна банка не кипит именно по этой причине, ничего поделать с этим нельзя. Будьте готовы к тому, что батарея долго не прослужит.

Что касается разбалансировки банок, то это вещь исправимая: нужно просто дополнительно зарядить именно её. Но процедура это не простая, требующая использования специального инструмента.

Ни в коем случае не пытайтесь разрядить АКБ полностью. Это, безусловно, выровняет электрический потенциал. Но если некипящая банка окажется дефектной, это только усугубит ситуацию. А в случае необслуживаемых АКБ полный разряд категорически недопустим.

Что делать, если не заряжается одна из банок аккумулятора

Шансы на восстановление работоспособности банки не так уж малы. Главное – выяснить причину. Если это не осыпание активной массы, то можно попробовать выполнить реабилитационные мероприятия.

Итак, чтобы определить осыпание пластин, нам нужно оценить состояние электролита. В аккумуляторах из прозрачного пластика это будет видно через стенки, в случае обслуживаемой батареи нужно грушей аккуратно выкачать некоторый объём жидкости. Если он мутный, мы имеем дело с осыпанием пластин, в этом случае даже полная замена электролита нас не спасёт – на пластинах активной массы будет недостаточно для полноценной работы АКБ.

Если жидкость прозрачная, остаются две причины: короткое замыкание и недозаряд из-за разбалансировки. Выявить наличие КЗ можно посредством измерения напряжения на каждой из банок.

Для этого нам потребуются вольтметр (или мультиметр в режиме измерения напряжения) и тонкий провод, на одном конце которого имеется припой длиной до 1,5 см.

Один конец провода подключается к клемме вольтметра, другой (с припоем) – опускается в банку. Чтобы не закоротить пластины, концовку провода необходимо заизолировать (например, стеклотканью).

Порядок проверки банок:

  • подключаем один щуп измерительного прибора к отрицательной клемме аккумулятора;
  • другой соединяем с нашим проводом, второй конец которого последовательно макаем в электролит каждой из банок;
  • каждый раз фиксируем показания вольтметра.

Как мы уже отмечали, в каждой банке напряжение в заряженном состоянии должно быть около 2,1 В. А поскольку они соединены последовательно, показания прибора будут накопительными: 2,1, затем 4,2, 6,3 и так далее. Если на одной из банок увеличение напряжения будет гораздо меньше 2,1 В, они и будет проблемной – закороченной или недозаряженной из-за разбалансировки.

Прежде чем производить манипуляции, устраняющие КЗ (а для этого потребуется вскрытие батареи), нужно попробовать подзарядить только нашу проблемную банку.

Для этого понадобится импульсное ЗУ с возможностью регулировки тока и напряжения, а также свинцовые палочки для подключения зарядника к токоотводам.

Подключение происходит по нестандартной схеме: минус идёт непосредственно в проблемную банку, а плюс – в соседнюю рабочую.

Почему именно так? Дело в том, в недозаряженной банке положительные пластины сверх меры покрыты двуокисью свинца, которая имеет плохую проводимость. Отрицательные же состоят из токопроводящего губчатого свинца. Чтоб получить хороший надёжный плюс, мы и используем соседнюю банку.

Сам процесс зарядки должен происходить с соблюдением следующих требований:

  • режим – только импульсный;
  • сила тока – 10% от ёмкости АКБ;
  • напряжение – 2,5 В.

Следите за тем, чтобы банка не кипела – как только начали появляться пузырьки, уменьшите напряжение до 2,4 В.

Если в итоге проблемный отсек восстанавливается, ответ на вопрос, почему при зарядке аккумулятора одна банка не кипит, снимается. Если этого не происходит, мы имеем дело с коротким замыканием, после устранения которого возможно восстановление работоспособности банки с вероятностью порядка 50%.

Как самостоятельно поднять плотность электролита АКБ? — Иксора

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

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

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

Почему снижается плотность электролита?

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

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

Как повысить плотность электролита в АКБ?

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

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

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

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

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

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

Полезная информация:

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

При зарядке аккумулятора кипит электролит – что делать?

Кипение электролита: нормально или нет?

Кипение аккумулятора можно отнести как к нормальной ситуации, так и к поводу насторожиться. Когда нормально? В случае если зарядка аккумулятора почти завершена, кипение электролита – явление нормальное. Если зарядка производится с помощью электрического тока, достаточно лишь убавить его силу, чтобы слегка уменьшить данный звук.

Если электролит закипает в самом начале после соединения с зарядным устройством, это может свидетельствовать о существенных неполадках аккумулятора, которые способны привести к полному выходу устройства из строя.

Почему кипит аккумулятор

Аккумулятор – довольно простое устройство, которое, однако, имеет свои особенности. Ток в нем образуется за счет металлических (свинцовых) пластин, которые должны быть полностью погружены в электролит. Тот, в свою очередь, состоит на 35% из концентрированной серной кислоты и на оставшуюся часть – из дистиллированной воды.

При зарядке происходит химический процесс, при котором образуются пары азота и водорода. Именно образование этих пузырьков газа и их лопание создает звук, похожий на кипение. Как правило, появляется он на конечной стадии зарядки устройства, когда среда практически полностью наполнена заряженными частицами.

СПРАВКА. Кипение аккумулятора – это звук лопающихся пузырьков газа, которые выделяются при достаточно сильной химической активности веществ, содержащихся в электролите.

Что делать если аккумулятор кипит?

Если аккумулятор кипит при длительной зарядке от электрического тока, достаточно снизить силу тока наполовину. Кипение должно уменьшиться и можно спокойно дождаться, когда устройство зарядится полностью. Если закипать он начал в начале зарядки, это может свидетельствовать о существенных неполадках и стоит присмотреться к устройству внимательнее, немедленно отключив его от зарядного устройства.

ВНИМАНИЕ! Если аккумулятор начал сильно кипеть, нужно снизить силу тока зарядного устройства минимум наполовину.

Стандартно аккумулятор состоит из шести банок, в которых расположены свинцовые пластины. Звук кипения могут вызывать:

  • Замкнувшие пластины;
  • Расщепление пластин;
  • Недостаточное количество электролита в одной или нескольких банок.

В первых двух случаях замена неисправного устройства практически неизбежна. Поэтому следует сначала отсоединить его от ЗУ, а затем отвезти либо в сервисный центр для осмотра и окончательного заключения, либо утилизировать.

В последнем случае нужно изучить качество и количество электролита. В обслуживаемых моделях посмотреть, достаточно ли жидкости, довольно просто. Достаточно открутить крышки банок и произвести визуальный осмотр. Если в одной или нескольких электролит не закрывает платины, нужно долить дистиллированной воды до нужного уровня. Доливать самостоятельно серную кислоту не рекомендуется, производить подобные операции должны только в центрах обслуживания.

Измерение плотности электролита

От плотности имеющегося в банках электролита напрямую зависит способность аккумулятора принимать заряд. Плотность замеряется только у полностью заряженного устройства, простоявшего пару часов в состоянии покоя при температуре около 25 градусов по Цельсию. Если замерять сразу после зарядки, показания окажутся завышенными.

Плотность измеряется в граммах на кубический сантиметр и при нормальном климате должна составлять 1,25-1,27 г/см3. В более холодных регионах ее повышают до 1,29 г/см3. Соответственно, уровень плотности в теплых регионах может быть на 0,01 ниже.

Измерить показания плотности можно самостоятельно, используя для этого специальный прибор – денсиметр. Он представляет собой стеклянную трубку, внутри которой находится ареометр. К ней присоединяется пластиковая трубка с одной стороны и резиновая груша – с другой. Для замера необходимо немного приоткрыть банку с электролитом, погрузить в нее пластиковый конец трубки и нажатием на грушу зачерпнуть немного электролита. Аэрометр покажет плотность. Подобным способом можно проверить плотность у обслуживаемой модели аккумуляторов.

Чтобы проверить данный показатель у необслуживаемого аккумулятора, который не предоставляет доступа к имеющемуся электролиту, достаточно посмотреть в специальное окошко. При нормальном уровне плотности в нем должен быть виден зеленый индикатор. При понижении плотности индикатор станет черным.

Если плотность электролита ниже нормы, это не обязательно говорит о том, что нужно его доливать. При кипении аккумулятора из жидкого состава может выпариваться только вода. Сера остается в составе, однако может скопиться вокруг свинцовых пластин, приводя к сульфатации. Если процесс еще не очень запущен и лишь небольшая часть кристаллов серы скопилась у нижнего края пластин, исправить ситуацию можно, проведя несколько циклов заряда/разряда аккумулятора.

ВАЖНО! Заливать электролит можно только в том случае, если он был пролит по неосторожности или случайности. При этом важно, чтобы плотность и температура двух составов полностью соответствовали друг другу.

Как заряжать автомобильный аккумулятор

Автомобильный аккумулятор важно уметь правильно заряжать. Для этого их различают на две категории, каждая из которых требует определенного подхода:

  • Обслуживаемые аккумуляторы. В данном типе аккумуляторов нет герметизации, поэтому вода может с легкостью испаряться. Он состоит из шести банок с откручивающимися крышками, поэтому вода может из них с легкостью испаряться. Перед тем, как их заряжать необходимо произвести подготовку.
  • Необслуживаемые. Батареи данного типа полностью герметичны. Испарения воды в них не происходит, так как ей просто некуда уходить. Она скапливается на стенках устройства, где конденсируется и снова опускается. Проверить уровень электролита в них можно, посмотрев на просвет. Если пластик прозрачный, можно будет оценить количество находящейся жидкой субстанции внутри.

Подготовка обслуживаемого аккумулятора

Подготовительные мероприятия включают в себя следующие действия:

  • Очистку. Для этого можно использовать обычную ветошь, смоченную в растворе соды. Она удалит всю скопившуюся грязь и пыль, а также белый налет. Если загрязнения довольно сильные, лучше воспользоваться щеткой (неметаллической).
  • Проверку уровня электролита. Со временем он испаряется и может неполностью покрывать пластины. Это приводит к их разрушению и дальнейшему выходу из строя всего аккумулятора. Поэтому настоятельно рекомендуется проверить и при необходимости добавить дистиллированной воды для покрытия пластин.
  • Проверку плотности электролита. Она должна составлять 1,26 – 1,30 г/см3. Проверка осуществляется с помощью денсиметра. Процесс подробно описан выше.

Заряд с помощью электрического тока

Таким образом заряжают аккумуляторы, которые являются обслуживаемыми. Для этого потребуется:

  • Подключить аккумулятор к зарядному устройству, соблюдая соответствие минус и плюса;
  • Установить силу тока в размере 10% от емкости аккумулятора. Зарядка производится до того, как напряжение не вырастет до 14,4 В.
  • Уменьшить силу тока наполовину, после чего снова оставить заряжаться до достижения напряжения 15 В.
  • После этого снова снизить силу тока наполовину и заряжать аккумулятор до того, как показания силы тока и напряжения перестанут изменяться.

Способ не самый удобный и требует постоянного контроля за силой тока. Однако он позволяет добиться стопроцентного заряда аккумулятора, при этом времени на это уйдет примерно около 10-12 часов, возможно меньше. Время зарядки зависит от того, насколько сильно разрядился аккумулятор.

Заряд с помощью постоянного напряжения

Данный способ не требует постоянного контроля и внимания со стороны владельца. Здесь все регулирует сам прибор. Достаточно подсоединить аккумулятор к зарядному устройству, включить последнее, затем установить напряжение на отметке 14,5 В. И ждать. Время зарядки таким способом, как правило, составляет примерно те же 10 часов.

Не стоит держать аккумулятор на зарядке сутками, так как это способно привести к сульфатации пластин и выходу из строя устройства. Если все же нет возможности постоянно следить за уровнем заряда и регулировать силу тока, можно оставить ее на минимальном значении. Так время зарядки существенно увеличится, повреждений устройства при этом не возникнет.

Кипение аккумулятора может настораживать только в том случае, если это происходит непосредственно после подключения устройства к электрической сети. В таком случае необходимо срочно принять меры и проверить уровень содержания электролита, а также состояние пластин. После проведения профилактических мероприятий, как правило, кипение при зарядке может означать только скорое окончание этого процесса и возможность снова эксплуатировать изделие.

90 000 Tesla Battery Day — Взгляд EnPower — EnPower, Inc.

Авторы: Адриан Яо, технический директор, и Ди Стрэнд, вице-президент по проектированию

22 сентября 2020 г. компания Tesla провела свое первое мероприятие «День батареи», в ходе которого они поделились планами по увеличению объема производства литий-ионных (Li-ion) до 3 ТВтч в год и снижению вдвое стоимости аккумуляторных блоков. В EnPower мы воодушевлены последствиями для литий-ионной промышленности, будущего электрической мобильности и значительным сокращением антропогенных выбросов парниковых газов в результате массового внедрения электромобилей.

На наш взгляд, Tesla Battery Day подтверждает подход EnPower к решению самых сложных задач в области хранения энергии. Нас воодушевляет взаимодополняющий характер основного подхода EnPower к реинжинирингу литий-ионных аккумуляторов и переосмысления Теслы комплексной эффективности производства ТВтч. В целом, наши основные выводы:

  1. Литий-ионная технология будет доминировать как минимум до середины века
  2. Технология EnPower отлично дополняет новый дизайн ячеек Tesla
  3. В аккумуляторной промышленности не существует серебряной пули или волшебной молекулы
  4. Обработка сухим электродом может быть частью стратегии снижения затрат, но не в ближайшей перспективе
  5. Стоимость имеет решающее значение, но $/кВтч — не единственный показатель

Мы ценим дальновидность и бесконечную энергию Tesla, побуждающую других участников отрасли к более быстрому внедрению инноваций, и мы с нетерпением ждем коммерциализации технологий, которые ускорят наш переход к электрической мобильности и устойчивому хранению данных.

Литий-ионный аккумулятор никуда не денется…

В то время, когда твердотельные батареи занимают центральное место в исследовательских сообществах, венчурном капитале и на Уолл-стрит, отсутствие комментариев со стороны Tesla по поводу сроков или целесообразности использования твердотельных батарей для автомобильного рынка казалось преднамеренным. Мы интерпретируем это как сигнал самой успешной на сегодняшний день компании по производству электромобилей о том, что уровень готовности твердотельных технологий для приложений EV низок. И наоборот, по словам Теслы, литий-ионные гигафабрики, строящиеся в настоящее время по всему миру, вскоре превратятся в терафабрики, прочно закрепив за литий-ионными аккумуляторами позицию доминирующей технологии хранения энергии, по крайней мере, до середины века.

Объявление

Tesla согласуется со стратегией EnPower и основной технологией, ориентированной на архитектуры литий-ионных электродов. Применяя элегантные инженерные инновации к конструкциям, EnPower позволяет значительно повысить мощность при зарядке и разрядке, сохраняя при этом высокую плотность энергии в литий-ионных элементах. Эти улучшения производительности достигаются при обеспечении того, что архитектуры могут быть изготовлены масштабируемым образом с процессами, которые действительно совместимы с существующей производственной инфраструктурой.Используя существующие литий-ионные материалы , сертифицированные по стандарту , и практически не требуя переналадки, EnPower достигает повышения производительности с удельной экономикой, сравнимой с традиционными электродами. Мы рады поделиться этим прогнозом с Tesla. Рыночные возможности для литий-ионных аккумуляторов остаются огромными с потенциалом взрывного роста в ближайшей перспективе.

Возможное взаимодействие с 4680

Новый форм-фактор ячейки 4680 (рис. 1), обеспечиваемый конструкцией электрода «без стола», был одним из ключевых нововведений в области разработки ячеек, которым поделилась Тесла.По поводу нового форм-фактора ячейки были сделаны следующие заявления:

  • 5-кратная энергия
  • +16% дальность полета
  • 6-кратная мощность

 

Предположительно, это по сравнению с недавно впервые представленным форм-фактором цилиндрической ячейки 2170, используемым в Tesla Model 3 и Model Y, который был первым увеличенным размером ячейки Tesla по сравнению с оригинальными 18650, используемыми в Tesla Model S и Roadster. Простое увеличение размеров ячейки, несомненно, даст общее энергетическое содержание прироста, но это не обязательно приведет к прироста плотности энергии .В то время как в более крупной ячейке снижается неактивная масса из-за уменьшения общей упаковки, плотность энергии ячейки в основном определяется их конструкцией из элементарных ячеек (рис. 2), т.е. конструкция отдельных слоев анода, сепаратора и катода, составляющих электрохимическую ячейку. В цилиндрических ячейках катодная лента и анодная лента помещаются между двумя разделительными пленками и сматываются вместе в рулон перед помещением в металлическую банку. Когда ту же конструкцию элементарной ячейки масштабируют от 18650 до 2170, толщина каждой ленты остается постоянной, а их длина и ширина увеличиваются, чтобы соответствовать более высокой банке и большему диаметру.Масштабирование элементарной ячейки, предназначенной для «высоких энергий» (например, с толстыми анодами и катодами) от 18650 до 2170 дает увеличение содержания энергии на ~49%, но лишь увеличение плотности энергии на ~2% на 2%. 1]. Эти цифры, по-видимому, коррелируют с заявлениями Tesla о 50-процентном увеличении энергии по сравнению с их 2170 по сравнению с их предыдущим форматом 18650.

Рис. 2. Иллюстрация элементарной ячейки литий-ионного аккумулятора

Возвращаясь к 4680, предполагая, что конструкция элементарной ячейки электрода не изменилась, энергия ячейки нового 4680 может быть оценена примерно как ~4.В 6 раз больше, чем 2170 (рис. 3) с использованием простой оценки цилиндрического объема. Учитывая, что использование пространства внутри банки с желейным рулетом будет более эффективным при использовании конструкции электрода «без стола», кажется, что заявленная 5-кратная более высокая энергия почти полностью обусловлена ​​форм-фактором ячейки. Конструкции элементарных ячеек и, следовательно, плотность энергии, вероятно, останутся близкими к текущим удельным ~ 265 Втч / кг и объемным ~ 730 Втч / л, но мы не можем быть уверены, пока не будут опубликованы полные спецификации. Улучшенный запас хода на +16%, вероятно, связан с повышением эффективности упаковки меньшего количества более крупных цилиндрических ячеек в общей упаковке.При переходе от 18 650-х к 2170-м годам для поддержания того же энергетического содержания требовалось примерно на 33% меньше клеток 1 . Аналогичная выгода ожидается и здесь.

Как правило, более крупные цилиндрические элементы страдают от плохого отвода тепла от сердечника цилиндра и поэтому не получили такого распространения, как меньшие форматы, популяризируемые бытовой электроникой. Предложенные Теслой конструкции электродов «без стола» (хотя, учитывая дизайн, возможно, их следует называть «бесконечно выступающими») направлены на решение этой тепловой проблемы за счет отвода тепла через медные и алюминиевые токосъемники в осевом направлении к нижней части элемент может (рис. 3), что обеспечивает значительно более равномерный температурный профиль внутри элемента и эффективное охлаждение нижней стороны аккумуляторной батареи (аналогично конструкции Rivian).Хотя этот тип таблиц в цилиндрических ячейках не является новым, он является новым для ГВтч- и ТВтч-реализации. Невозможность суперзарядки, не вызывая опасного перегрева, была ключевой проблемой, подтолкнувшей Теслу к дизайну «без стола». Тем не менее, решение этой проблемы теплоотвода не , а улучшает возможности быстрой зарядки — скорее, это только устраняет недостаток форм-фактора 4680, позволяя тем же конструкциям элементарных ячеек заряжаться с той же скоростью , что и , как в противном случае. если они собраны в меньшие цилиндрические ячейки или форматы ячеек-мешков, которые намного эффективнее рассеивают тепло.Номинальное 5-кратное увеличение содержания энергии (Вт·ч) должно также обеспечить минимальное базовое 5-кратное увеличение выходной мощности (Вт). Поскольку способность теплоотвода в 4680, вероятно, превосходит даже меньшие 2170, заявленное 6-кратное увеличение мощности, вероятно, только коррелирует с увеличением мощности примерно на 20% до превышения температурного порога.

Рисунок 3. Сравнение форматов цилиндрических ячеек

Уменьшение сопротивления (импеданса) является ключом к повышению производительности (например, более быстрой зарядки) элементов, но важно отметить, что общий импеданс в любом литий-ионном элементе состоит из многих факторов, а именно электронных и ионных.И электроны, и ионы должны двигаться, чтобы электрохимическая ячейка функционировала, а поскольку ионы на несколько порядков больше электронов, они движутся медленнее. Таким образом, электронное сопротивление от металлических токосъемников, учитываемое конструкцией электрода «без стола», обычно не является ограничением. И наоборот, компромисс между энергией и мощностью и ограничения, препятствующие экстремально быстрой зарядке (XFC), в первую очередь связаны с неспособностью ионов быстро перемещаться через структуры элементарных ячеек.Это ключевая проблема, решаемая технологией EnPower.

Если передовые архитектуры электродов EnPower будут реализованы в Tesla 4680, ионный «массоперенос» будет значительно улучшен, а эффективный отвод тепла и низкое электрическое сопротивление будут способствовать дальнейшему повышению производительности. Таким образом, объединение этих двух технологий в конечном итоге увеличит скорость наддува в интересах потребителей.

Ни серебряной пули, ни волшебной молекулы

Многие ожидали, что Тесла объявит о «батарейном прорыве», который полностью изменит парадигму.Вместо этого Tesla объявила о портфолио постепенных улучшений, которые приводят к значительному снижению затрат. Хотя некоторые считают, что Tesla Battery Day не «оправдал ажиотажа», для нас это не стало неожиданностью. Батареи сложны, и нет серебряной пули или волшебной молекулы, которая в одиночку изменит игру. Это очевидно не только в электрохимии, но и в гораздо более макроскопической перспективе, где нет единого мнения о конструкции батареи и . Вместо этого Tesla применяет трехсторонний «диверсифицированный подход» для удовлетворения различных потребностей потребителей, используя совершенно разные батареи: (1) литий-железо-фосфатные (LFP) призматические конструкции «ячейка-в-упаковку» для недорогого и длительного срока службы. транспортных средств, (2) цилиндрические литий-ионные аккумуляторы на базе NMC для седанов среднего уровня / класса люкс и (3) аккумуляторы 4680 с высоким содержанием никеля для автомобилей большой дальности.Необходимо понимать, что универсального подхода к решению задач отрасли не существует.

EnPower фокусируется на не зависящих от форм-фактора и (в целом) химических улучшениях фундаментальных архитектур элементарных ячеек, которые по своей сути повышают производительность всех литий-ионных аккумуляторов . Глядя через призму «первопринципов», нет причин, по которым электроды батарей должны выглядеть так, как они выглядят сегодня — однородными, — когда их поведение по своей сути неоднородно. Преднамеренно созданная неоднородность является сутью подхода EnPower, и мы выяснили, как сделать это в масштабе нашей собственной пилотной линии с оборудованием, являющимся отраслевым стандартом.Мы можем применить этот подход для разработки анодов с более быстрой зарядкой для элементов на основе LFP (поскольку их уменьшенный диапазон, вероятно, требует более частой быстрой зарядки), более высокого отношения мощности к энергии в «стандартных» литий-ионных элементах и ​​обеспечения более длительного цикла. жизни за счет стратегического структурирования катодных материалов с высоким содержанием никеля. Когда готовый к использованию в электромобилях кремниевый анодный материал будет разработан либо Tesla, либо другими игроками отрасли, такими как Sila Nanotechnologies, он может быть включен в архитектуру EnPower для дальнейшего повышения производительности.

Обработка сухим электродом непроста, но, когда придет время, можно извлечь выгоду из архитектур EnPower

Одним из ключевых заявлений, сделанных на Tesla Battery Day, является технология обработки сухих электродов, изначально приобретенная у Maxwell. Стимул состоит в том, чтобы обойти стандартный отраслевой подход к производству электродов на основе растворителей и вместо этого производить пленки непосредственно из сухого порошка. Это может значительно снизить затраты, но, по мнению отраслевых экспертов, это очень сложно.Хотя это может показаться простой концепцией и чисто технологическим препятствием, оно сопряжено с очень сложными задачами в области материаловедения, которые еще предстоит решить. Это включает в себя разработку совершенно новых связующих (возможно, на основе тефлона), комплексную обработку поверхности порошка, оптимизацию активного материала и многое другое. Только после того, как эти фундаментальные (электро)химические проблемы будут решены, только тогда можно будет разработать технологию, чтобы превзойти сегодняшнее производство в масштабе ГВтч (где производство электродов не является узким местом), за которым следует оптимизация элементов для обеспечения быстрой зарядки и срока службы. как минимум на уровне современного искусства.Для человека, который часто делает смелые заявления, Илон Маск явно сомневался в готовности технологий. Мы предполагаем, что электроды, обработанные сухим способом, не появятся в вашей Tesla в течение этого десятилетия.

Несмотря на это, электроды, изготовленные мокрым или сухим способом, по-прежнему подчиняются одним и тем же законам физики, и вышеупомянутые ограничения массопереноса элементарных ячеек по-прежнему применяются. Пока электролитная система является жидкофазной (то есть не твердотельной), наши передовые архитектуры электродов будут оставаться актуальными даже по мере развития производственных подходов.

Важные соображения помимо стоимости

Основное внимание в рамках Tesla Battery Day было уделено стоимости элементов питания по уважительным причинам. Литий-ионная батарея по-прежнему представляет собой несоразмерную стоимость компонента по сравнению с электромобилями сегодня, и цена за киловатт-час должна снизиться, чтобы обеспечить действительно массовое внедрение. Тем не менее, мы считаем, что близорукое внимание только к цене за кВт/ч за счет снижения производственных затрат или увеличения плотности энергии ограничивает инновации в области производительности. Сегодня главной проблемой, ограничивающей внедрение электромобилей, которая уступает только стоимости, является невозможность быстрой зарядки.Это верно для 40% американцев, у которых нет гаража для зарядки на ночь, или для гораздо большей части населения Европы и Китая, которое неизбежно будет полагаться на общественную инфраструктуру быстрой зарядки. Диапазон больше не является ключевой проблемой, о чем свидетельствует даже включение Tesla ячеек LFP с малым радиусом действия в электромобили для китайского рынка. А поскольку быстрая зарядка часто напрямую противоречит сроку службы из-за явления ускоренного старения, затраты OEM (через гарантии) из-за замены аккумуляторных батарей могут быть значительными, отражая увеличение срока службы, $/кВтч.

По этим причинам EnPower уделяет особое внимание созданию литий-ионных аккумуляторов, способных к чрезвычайно быстрой зарядке (0-80% SOC за 15 минут) без ущерба для срока службы или увеличения затрат. Несмотря на то, что необходимо внести улучшения в протоколы зарядки, управление температурным режимом, архитектуру транспортных средств и инфраструктуру зарядки высокой мощности, быстрая зарядка в элементах с высокой плотностью энергии является фундаментальной физической проблемой архитектуры элементарных ячеек и будет невозможна без переосмысления их конструкции. .В EnPower мы уже продемонстрировали значительные улучшения по сравнению с литий-ионными элементами традиционной конструкции в проектах с крупными автомобильными OEM-производителями и надеемся на сотрудничество с другими партнерами, чтобы вывести нашу технологию на рынок.

Заключительные мысли…

В целом, мы считаем, что День батареи Теслы стал важным событием в этой решающей энергетической проблеме, поскольку нам нужны самые яркие умы в мире, чтобы ускорить внедрение чистых, устойчивых энергетических технологий.Нам также необходимо двигаться быстрее, чем когда-либо прежде, и отраслевая «установка уровня» в масштабах, необходимых для достижения полной электрификации, была крайне необходима. Независимо от того, как рынки оценивают, достигла ли Тесла своей цели, мы благодарны им за их непрекращающееся стремление продвигать мир к более устойчивому электрическому будущему. Мы с нетерпением ждем будущего электромобильности.


[1] Джейсон Б. Куинн и др. 2018 J. Electrochem. соц. 165 А3284

Характеристики батареи

ПредыдущийСледующий

При выборе батареи необходимо учитывать следующие характеристики батареи:

1) Тип

См. страницу первичных и вторичных батарей.

 

2) Напряжение

Теоретическое стандартное напряжение ячейки можно определить из электрохимического ряда, используя значения E или :

E o (катодный) – E o (анодный) = E o (ячейка)

Это стандартное теоретическое напряжение. Теоретическое напряжение ячейки модифицируется уравнением Нернста, учитывающим нестандартное состояние реагирующего компонента. Нернстовский потенциал будет меняться со временем либо из-за использования, либо из-за саморазряда, при котором изменяется активность (или концентрация) электроактивного компонента в клетке.Таким образом, номинальное напряжение определяется химическим составом элемента в любой момент времени.

Фактическое создаваемое напряжение всегда будет ниже теоретического напряжения из-за поляризации и потерь на сопротивление (падение IR) батареи и зависит от тока нагрузки и внутреннего импеданса элемента. Эти факторы зависят от кинетики электрода и, таким образом, меняются в зависимости от температуры, состояния заряда и возраста клетки. Фактическое напряжение, появляющееся на клемме, должно быть достаточным для предполагаемого применения.

Типичные значения напряжения находятся в диапазоне от 1,2 В для никель-кадмиевой батареи до 3,7 В для литий-ионной батареи.

На следующем графике показана разница между теоретическим и фактическим напряжением для различных аккумуляторных систем:

 

3) Кривая нагнетания

Кривая разрядки представляет собой график зависимости напряжения от разряженной емкости в процентах. Желательна плоская кривая разряда, поскольку это означает, что напряжение остается постоянным по мере разрядки батареи.

 

4) Емкость

Теоретическая емкость батареи — это количество электричества, участвующее в электрохимической реакции. Он обозначается Q и задается как:

$$Q = xnF$$

, где x = количество молей реакции, n = количество электронов, переданных на моль реакции, и F = постоянная Фарадея

Емкость обычно указывается в виде массы, а не числа молей:

\[Q = {{nF} \over {{M_r}}}\]

, где M r = молекулярная масса.Это дает емкость в ампер-часах на грамм (Ач/г).

На практике полная емкость батареи никогда не может быть достигнута, так как значительный вклад в вес вносят нереакционноспособные компоненты, такие как связующие и проводящие частицы, сепараторы и электролиты, токосъемники и подложки, а также упаковка. Типичные значения находятся в диапазоне от 0,26 Ач/г для Pb до 26,59 Ач/г для H 2 .

 

5) Плотность энергии

Плотность энергии – это энергия, которая может быть получена равной единице объема веса клетки.

 

6) Удельная плотность энергии

Удельная плотность энергии — это энергия, которая может быть получена на единицу веса ячейки (или иногда на единицу веса материала активного электрода). Это произведение удельной емкости и рабочего напряжения за один полный цикл разрядки. И ток, и напряжение могут изменяться в течение цикла разряда, поэтому удельная полученная энергия рассчитывается путем интегрирования произведения тока и напряжения во времени.Время разряда связано с максимальным и минимальным порогом напряжения и зависит от состояния доступности активных материалов и/или предотвращения необратимого состояния перезаряжаемой батареи.

 

7) Удельная мощность

Плотность мощности — это мощность, которая может быть получена на единицу веса элемента (Вт/кг).

 

8) Зависимость от температуры

Скорость реакции в клетке будет зависеть от температуры в соответствии с теориями кинетики.Внутреннее сопротивление также зависит от температуры; низкие температуры дают более высокое внутреннее сопротивление. При очень низких температурах электролит может замерзнуть, что приведет к более низкому напряжению, поскольку движение ионов затруднено. При очень высоких температурах химические вещества могут разлагаться, или может быть достаточно энергии для запуска нежелательных обратимых реакций, снижающих емкость.
Скорость снижения напряжения с увеличением разряда также будет выше при более низких температурах, как и емкость – это показано на следующем графике:

 

9) Срок службы

Срок службы перезаряжаемой батареи определяется как количество циклов зарядки/перезарядки, которые может выполнить вторичная батарея, прежде чем ее емкость упадет до 80% от исходной.Обычно это от 500 до 1200 циклов.

Срок хранения батареи — это время, в течение которого батарея может храниться в неактивном состоянии до того, как ее емкость упадет до 80 %. Снижение емкости со временем вызвано истощением активных материалов в результате нежелательных реакций внутри клетки.

Аккумуляторы также могут быть подвергнуты преждевременной разрядке:

  • Перезарядка
  • Чрезмерная разрядка
  • Короткое замыкание
  • Потребляет больше тока, чем было рассчитано
  • Экстремальные температуры
  • Воздействие физического удара или вибрации

Задержка напряжения

Выход из строя батареи из-за старения

 

10) Физические требования

Сюда входят геометрия ячейки, ее размер, вес и форма, а также расположение выводов.

 

11) Цикл зарядки/разрядки

Есть много аспектов цикла, которые необходимо учитывать, например:

  • Напряжение, необходимое для зарядки
  • Время, необходимое для зарядки
  • Наличие источника зарядки
  • Потенциальные угрозы безопасности во время зарядки/разрядки

 

12) Срок службы

Срок службы аккумуляторной батареи — это количество циклов разрядки/зарядки, которое она может выдержать, прежде чем ее емкость упадет до 80%.

 

13) Стоимость

Сюда входят первоначальная стоимость самой батареи, а также стоимость зарядки и обслуживания батареи.

 

14) Возможность глубокого разряда

Существует логарифмическая зависимость между глубиной разряда и сроком службы батареи, поэтому срок службы батареи можно значительно увеличить, если она не полностью разряжена; например, батарея мобильного телефона прослужит в 5-6 раз дольше, если перед зарядкой ее разряжать только на 80%.

Специальные батареи глубокого разряда доступны для приложений, где это может быть необходимо.

Никель-кадмиевые батареи

 

15) Требования к применению

Аккумулятора должно быть достаточно для предполагаемого применения. Это означает, что он должен быть в состоянии производить правильный ток с правильным напряжением. Он должен иметь достаточную мощность, энергию и мощность. Он также не должен слишком сильно превышать требования приложения, поскольку это может привести к ненужным затратам; он должен обеспечивать достаточную производительность по минимально возможной цене.

 

Снижение зависимости от кобальта для литий-ионных аккумуляторов

Фон

Литий-ионные аккумуляторы

(LiB) являются повсеместным источником питания для всей бытовой электроники, всех электроинструментов и, поскольку многие компании и страны стремятся сократить выбросы парниковых газов, составляют растущую долю мирового парка легковых автомобилей.Чтобы работать, у этих накопителей энергии должно быть место для перемещения ионов лития, когда батарея работает. Это катод, а также место, откуда берутся ионы лития, когда аккумулятор заряжается. Чтобы получить достаточно энергии от батарей, катоды LiB изготавливаются из различных комбинаций переходных металлов и кислорода в определенном порядке. Наилучшая комбинация для многих потребностей в хранении энергии включает структуру катода, которая в основном состоит из ионов кобальта (Co).Даже с ростом использования сотовых телефонов эта зависимость от кобальта не была серьезной помехой, поскольку для этих устройств требовалось лишь небольшое количество Co. Однако электрификация мирового автомобильного парка LiB существенно меняет ситуацию.

Кобальт считается материалом с самым высоким риском в цепочке поставок для электромобилей (EV) в краткосрочной и среднесрочной перспективе. Аккумуляторы электромобилей могут содержать до 20 кг Co в каждой упаковке на 100 киловатт-часов (кВтч). Сейчас Co может составлять до 20% веса катода в ионно-литиевых батареях электромобилей.Существуют экономические, социальные и социальные факторы, способствующие снижению содержания Co. Кобальт добывается как вторичный материал из смешанных никелевых (Ni) и медных руд. Это означает, что поставка не является независимой от других сырьевых предприятий, а внедрение новых проектов восстановления обходится дорого. Кроме того, в США нет больших запасов Co, а добыча и переработка на ранних стадиях сосредоточены в небольшом числе стран за пределами США. Поэтому Соединенные Штаты стремятся обезопасить источники Co, резко снизить содержание Co в LiB или и то, и другое.

Три разных переходных металла — Co, марганец (Mn) и Ni — могут справиться с основной тяжестью сдвигов накопления заряда, а также многие другие металлы, включая алюминий (Al), титан (Ti), железо (Fe) и магний (Mg ) помощь. Однако простой оксид кобальта предлагает наилучшее сочетание обеспечения высокого напряжения, очень хорошей плотности энергии и легкого перемещения ионов Li+. Отказ от высокого содержания Со означает, что новые катодные материалы должны быть оптимизированы для всех этих рабочих характеристик за счет незначительных изменений в расположении переходных металлов и их относительном составе.Несмотря на то, насколько хорошими стали катоды на основе оксидов переходных металлов, обычно обозначаемые аббревиатурой NMC для трех основных переходных металлов, за которыми следует соотношение Ni/Mn/Co, для аккумуляторов электромобилей, существует общепризнанная необходимость уменьшить зависимость от Co без ущерба для производительности. .

Широко распространенная электрификация требует от нас переосмысления аккумуляторной технологии – TechCrunch

Мошиэль Битон Автор

Доктор Мошил Битон является генеральным директором и соучредителем Addionics, компании, занимающейся технологиями аккумуляторов, которая предлагает оптимизированные для искусственного интеллекта интеллектуальные 3D-электроды для следующего поколения накопителей энергии.

Переход мировой экономики к повсеместной электрификации увеличил спрос на более долговечные и быстро заряжающиеся аккумуляторы в различных отраслях, включая транспорт, бытовую электронику, медицинские приборы и накопители энергии в жилых помещениях. Хотя преимущества этого перехода хорошо известны, реальность такова, что инновации в области батарей не поспевают за амбициями общества.

С отчетами, прогнозирующими 40-процентную вероятность того, что мировая температура поднимется в течение следующих пяти лет выше предела 1.5 градусов Цельсия, изложенных в Парижском соглашении по климату, становится ясно, что нельзя терять время, когда дело доходит до создания батарей следующего поколения, для полной коммерциализации которых может потребоваться еще 10 лет.

Чтобы справиться с растущим спросом на электрификацию, совершенно новый подход к созданию аккумуляторов является единственным способом масштабирования перезаряжаемых аккумуляторов достаточно быстро, чтобы сократить выбросы парниковых газов во всем мире и избежать наихудшего сценария климатического кризиса.

Проблемы с инновациями в области батарей

За последние несколько десятилетий эксперты по аккумуляторным батареям, автопроизводители, поставщики первого уровня, инвесторы и другие лица, стремящиеся к электрификации, потратили миллиарды долларов по всему миру на создание аккумуляторов следующего поколения, сосредоточившись преимущественно на химическом составе аккумуляторов.Тем не менее, отрасль по-прежнему сталкивается с двумя основными техническими проблемами, сдерживающими распространение аккумуляторов:

  1. Компромисс энергии/мощности: Все батареи, производимые сегодня, сталкиваются с проблемой компромисса между энергией и мощностью. Аккумуляторы могут хранить больше энергии или , они могут заряжаться/разряжаться быстрее. С точки зрения электромобилей это означает, что ни одна батарея не может обеспечить одновременно большую дальность действия и быструю зарядку.
  2. Несоответствие между анодом и катодом: Наиболее перспективные на сегодняшний день аккумуляторные технологии обеспечивают максимальную плотность энергии анодов, отрицательных электродов пары электродов, из которых состоит каждый элемент литий-ионного аккумулятора.Однако аноды уже имеют большую плотность энергии, чем их положительный аналог, катод. Плотность энергии катода должна в конечном итоге совпадать с плотностью энергии анода, чтобы получить максимальную емкость аккумулятора определенного размера. Без прорывов в повышении плотности энергии катода многие из самых интересных современных аккумуляторных технологий не смогут раскрыть весь свой потенциал. В настоящее время наиболее часто используемые литий-ионные батареи не могут удовлетворить потребности широкого круга приложений полностью электрического будущего.Многие компании пытались удовлетворить эти требования с помощью новых химических элементов аккумуляторов, чтобы оптимизировать соотношение высокой мощности и плотности энергии с разной степенью успеха, но очень немногие близки к достижению показателей производительности, необходимых для массового масштабирования и коммерциализации.
В конечном счете, победителями в гонке за тотальную электрификацию станут те, которые окажут наиболее значительное влияние на производительность, снижение затрат и совместимость с существующей производственной инфраструктурой.

Являются ли твердотельные батареи Святым Граалем?

Исследователи аккумуляторов считают твердотельные аккумуляторы святым Граалем аккумуляторной технологии благодаря их способности обеспечивать высокую плотность энергии и повышенную безопасность. Однако до недавнего времени эта технология не применялась на практике.

Твердотельные батареи имеют значительно более высокую плотность энергии и потенциально более безопасны, поскольку в них не используются легковоспламеняющиеся жидкие электролиты. Тем не менее, технология все еще находится в зачаточном состоянии, и ей предстоит пройти долгий путь до коммерциализации.Процесс производства твердотельных аккумуляторов должен быть улучшен для снижения затрат, особенно для автомобильной промышленности, которая стремится добиться агрессивного снижения затрат до 50 долларов за кВтч в ближайшие годы.

Другой серьезной проблемой при внедрении твердотельных технологий является ограничение общей плотности энергии, которая может храниться в катодах на единицу объема. Очевидным решением этой дилеммы было бы иметь батареи с более толстыми катодами. Однако более толстый катод снизит механическую и термическую стабильность батареи.Эта нестабильность приводит к расслаиванию (режим разрушения, при котором материал распадается на слои), трещинам и расслоению — все это приводит к преждевременному выходу батареи из строя. Кроме того, более толстые катоды ограничивают диффузию и снижают мощность. В результате существует практический предел толщины катодов, который ограничивает мощность анодов.

Новые взгляды на материалы с силиконом

В большинстве случаев компании, разрабатывающие батареи на основе кремния, смешивают до 30% кремния с графитом для повышения плотности энергии.Аккумуляторы производства Sila Nanotechnologies являются наглядным примером использования кремниевой смеси для увеличения плотности энергии. Другой подход заключается в использовании анодов из 100% чистого кремния, которые ограничены очень тонкими электродами и высокими производственными затратами, для получения еще более высокой плотности энергии, как подход Amprius.

Несмотря на то, что кремний обеспечивает значительно большую плотность энергии, у него есть существенный недостаток, ограничивающий его распространение до сих пор: материал подвергается объемному расширению и усадке при зарядке и разрядке, что ограничивает срок службы батареи и производительность.Это приводит к проблемам деградации, которые производители должны решить до коммерческого внедрения. Несмотря на эти проблемы, некоторые батареи на основе кремния уже используются в коммерческих целях, в том числе в автомобильном секторе, где Tesla лидирует в использовании кремния для электромобилей.

Необходимость электрификации требует нового внимания к конструкции аккумуляторов

Достижения в архитектуре аккумуляторов и дизайне элементов демонстрируют значительные перспективы для раскрытия улучшений с помощью существующих и новых химических элементов аккумуляторов.

Вероятно, наиболее заметным с точки зрения мейнстрима является аккумуляторная батарея Tesla «бисквитная олово», которую компания представила на Дне батареи 2020 года. Он по-прежнему использует литий-ионную химию, но компания удалила выступы в ячейке, которые действуют как положительные и отрицательные точки соединения между анодом и катодом и корпусом батареи, и вместо этого использовала черепичную конструкцию внутри ячейки. Это изменение в конструкции помогает снизить производственные затраты при одновременном увеличении дальности пробега и устраняет многие тепловые барьеры, с которыми может столкнуться элемент при быстрой зарядке электричеством постоянного тока.

Переход от традиционной 2D-структуры электродов к 3D-структуре — еще один подход, набирающий популярность в отрасли. Трехмерная структура обеспечивает высокую мощность и высокую мощность как в аноде, так и в катоде для каждого химического состава батареи.

Несмотря на то, что 3D-электроды все еще находятся на стадии исследований и разработок и испытаний, они достигли в два раза более высокой доступной емкости, на 50 % меньше времени зарядки и на 150 % больше срока службы для высокопроизводительных продуктов по конкурентоспособным ценам.Поэтому, чтобы расширить возможности аккумуляторов и раскрыть весь потенциал накопления энергии для ряда приложений, крайне важно разработать решения, в которых особое внимание уделяется изменению физической структуры аккумуляторов.

Победа в гонке аккумуляторов

В гонке за батареями выиграют не только улучшения производительности, но и совершенствование производства и снижение затрат. Чтобы захватить значительную долю рынка раздувающихся батарей, который, по прогнозам, достигнет 279 долларов.7 миллиардов к 2027 году, страны по всему миру должны найти способы добиться масштабного производства недорогих аккумуляторов. Ключевым моментом станет расстановка приоритетов «встраиваемых» решений и инновационных методов производства, которые могут быть интегрированы с существующими сборочными линиями и материалами.

В Плане создания рабочих мест в Америке, разработанном администрацией Байдена, подчеркивается важность отечественного производства аккумуляторов для достижения целью страны стать лидером в области электрификации при одновременном достижении амбициозных целей по сокращению выбросов углерода. Подобные обязательства будут играть ключевую роль в определении того, кто сможет сохранить критическое конкурентное преимущество в области аккумуляторов и занять наибольшую долю мирового рынка электромобилей стоимостью 162 миллиарда долларов.

В конечном итоге победителями в гонке за полную электрификацию станут те, которые окажут наиболее значительное влияние на производительность, снижение затрат и совместимость с существующей производственной инфраструктурой. Применяя целостный подход и уделяя больше внимания инновационным конструкциям элементов, а также тонкой настройке ведущих химических процессов, мы можем добиться следующих шагов в производительности аккумуляторов и быстрой коммерциализации, в которых отчаянно нуждается мир.

Уход за аккумулятором Surface

Литий-ионные аккумуляторы — наиболее распространенный тип аккумуляторов, используемых в современных портативных устройствах.Эти батареи быстро заряжаются, глубоко разряжаются с постоянной скоростью и имеют высокую плотность энергии, что позволяет использовать ячейки небольшого размера. Это делает их идеальными для устройств Surface, где мы разрабатываем максимально возможное время автономной работы в минимально возможном форм-факторе.

Устройства

Surface спроектированы так, чтобы максимально увеличить срок службы батареи и срок службы. Немного разобравшись в литий-ионных батареях, вы сможете максимально увеличить срок службы и долговечность батареи вашего устройства Surface: 

.
  • Обычно емкость литий-ионных аккумуляторов снижается после определенного количества циклов зарядки/разрядки.Это приведет к сокращению интервалов между зарядками и снижению емкости аккумулятора.

  • При использовании устройства следите за тем, чтобы заряд батареи регулярно разряжался ниже 50 процентов. Это поможет свести к минимуму износ элементов аккумуляторной батареи.

  • Устройства Surface имеют функции, снижающие износ батареи. Поддержание вашего устройства в актуальном состоянии с помощью последних обновлений драйверов и встроенного ПО — лучший способ сохранить надежность и долговечность аккумулятора.

Как увеличить срок службы батареи

Как и все аккумуляторы, литий-ионные элементы являются расходными материалами, которые стареют и изнашиваются со временем и по мере использования. Лучший способ продлить срок службы батареи и производительность — разряжать батарею ниже 50 процентов несколько раз в неделю перед перезарядкой, а не разряжать ее частыми короткими и неглубокими циклами разрядки.

При использовании аккумулятора следует избегать некоторых условий, поскольку они могут привести к более быстрому износу и старению аккумулятора:

  • Избегайте использования или зарядки при экстремально высоких температурах: Устройства, которые заряжаются или эксплуатируются при высоких температурах, вызывают ускоренный износ литий-ионного аккумулятора и необратимую потерю зарядной емкости аккумулятора.Устройства Surface предназначены для работы при температуре от 32°F до 95°F (0°C-35°C), поэтому держите Surface вдали от солнечных лучей и не оставляйте его в нагретой машине.

  • Хранение или хранение при высоком уровне заряда : Аккумуляторы, поддерживаемые при высоком уровне заряда, теряют емкость быстрее. Вы можете помочь предотвратить это ускоренное ухудшение, не оставляя устройство подключенным к сети переменного тока в течение длительного времени. Скорее постарайтесь, чтобы устройство регулярно разряжалось ниже 50%, прежде чем снова заряжать.Если у вас есть сценарий, в котором вам необходимо постоянно держать устройство подключенным к сети, мы рекомендуем использовать режим ограничения заряда аккумулятора, чтобы ограничить уровень заряда аккумулятора. Если вам необходимо хранить устройство в течение длительного периода времени, лучше всего перед хранением снизить уровень заряда до 50% и регулярно проверять аккумулятор, чтобы убедиться, что он не разряжен до очень низкого уровня.

Когда аккумуляторы подвергаются чрезмерному износу, вы можете увидеть значительное сокращение срока службы аккумуляторов или ускоренное расширение литий-ионных элементов.В нормальных условиях устройства Surface имеют механический корпус, в который помещается дополнительная батарея. В экстремальных условиях батарея может расшириться за механические пределы устройства, что приведет к деформации.

Расширение батареи из-за износа не представляет опасности и чаще всего вызывается образованием негорючего двуокиси углерода (CO 2 ). Если у вас есть устройство, в котором батарея заметно расширилась за пределы механического корпуса, мы рекомендуем вам прекратить использование устройства.Вы должны обращаться с устройством с осторожностью, чтобы не давить на аккумулятор или не повредить его. Если вам нужна помощь, свяжитесь с нами и обратитесь к представителю службы поддержки Surface.

Функции Surface для оптимизации срока службы аккумулятора

Surface постоянно работает над тем, чтобы помочь вам максимально эффективно использовать аккумулятор вашего устройства, и регулярно выпускает исправления, призванные повысить надежность и срок службы аккумулятора. Следующие функции уже доступны для некоторых моделей устройств (см. таблицу ниже), чтобы помочь обеспечить оптимальную работу аккумулятора и замедлить его износ:

  • Интеллектуальная зарядка аккумулятора — Интеллектуальная зарядка аккумулятора — это функция, помогающая защитить аккумулятор от воздействия режимов зарядки и высоких температур, которые могут ускорить износ аккумулятора или привести к его расширению.Интеллектуальная зарядка аккумулятора всегда активна и автоматически срабатывает для ограничения зарядной емкости аккумулятора, когда обнаруживает, что ваше устройство подключено к сети в течение длительного времени и/или используется при повышенных температурах. Интеллектуальная зарядка аккумулятора автоматически отключается, когда аккумулятор разряжается ниже 20%. Дополнительные сведения см. в статье Интеллектуальная зарядка на Surface.

  • Режим ограничения заряда батареи — Режим ограничения заряда батареи — это функция, доступная для пользователей, которым необходимо держать устройства подключенными к сети в течение длительного периода времени.Подключение устройства к сети в течение длительного периода времени может привести к преждевременному износу и износу аккумуляторов. При включении эта функция ограничивает зарядную способность аккумулятора до 50 %, что замедляет процесс старения и продлевает срок службы аккумулятора.

    Более подробную информацию о режиме ограничения заряда батареи, включая инструкции по включению и отключению этой функции, можно найти на нашей странице поддержки режима ограничения заряда батареи.

  • Battery Lifespan Saver — Battery Lifespan Saver — это функция, предназначенная для защиты аккумулятора от кумулятивных негативных последствий постоянного и периодического использования при высоких температурах или высоких уровнях заряда.Эта функция дополняет интеллектуальную зарядку батареи, постоянно отслеживая состояние батареи. Если эти неблагоприятные условия обнаружены, Battery Lifespan Saver реализует ограниченное количество необратимых снижений зарядного напряжения. Хотя это приведет к небольшой постепенной постоянной потере емкости аккумулятора, это максимально увеличит общий срок службы аккумулятора за счет ограничения условий, которые в противном случае ускорили бы износ аккумулятора, значительно уменьшили его емкость или привели к расширению аккумулятора.

Чтобы получить максимальную отдачу от этих функций, важно, чтобы на вашем устройстве были установлены последние обновления драйверов и встроенного ПО.

Если вы обычно подключаетесь к Центру обновления Windows и используете заводские настройки по умолчанию для получения автоматических обновлений, у вас всегда будут самые последние версии драйверов и встроенного ПО. Если ваше устройство Surface управляется вашей организацией, ваша ИТ-группа обычно развертывает обновления внутри компании.

Наличие

Устройство

Интеллектуальная зарядка аккумулятора

Режим ограничения батареи

Экономия срока службы батареи

Поверхность 3

Да

Поверхность Про 3

Да

Да

Поверхность Про 4

Да

Да

Surface Pro (2017)

Да

Да

Поверхность Про 6

Да

Да

Поверхность Про 7

Да

Да

Да

Поверхность Про 7+

Да

Да

Да

Поверхность Про 8

Да*

Да

Да

Поверхность Про Х

Да

Да

Да

Поверхность Pro X (Wi-Fi)

Да

Да

Да

Поверхностная книга

Да

Да

Поверхностная книга 2

Да

Да

Поверхностная книга 3

Да

Да

Да

Поверхностный ноутбук

Да

Да

Поверхностный ноутбук 2

Да

Да

Поверхностный ноутбук 3

Да

Да

Да

Поверхностный ноутбук 4

Да

Да

Да

Поверхностный ноутбук Go

Да

Да

Да

Ноутбук Surface Studio

Да*

Да

Да

Поверхностный ноутбук SE

Да

Поверхность Go 1

Да

Да

Поверхность Go 2

Да

Да

Да

Surface Go 3

Да*

Да

Да

* Умную зарядку можно приостановить.Дополнительные сведения см. в разделе Интеллектуальная зарядка на Surface.

Литий-ионный аккумулятор

: сравнение плотности энергии, расчет и бензин_батарея Greenway

  Когда дело доходит до плотности энергии, ионно-литиевая батарея имеет самую высокую плотность энергии по сравнению с другими батареями. Плотность энергии — это, в основном, количество энергии, которую может удерживать батарея. Если плотность энергии батареи выше, это означает, что батарея будет работать дольше.

  Он не будет разряжаться через некоторое время из-за высокой плотности энергии.Те батареи, которые не могут работать дольше, имеют меньшую плотность энергии. Когда батарея стареет, плотность энергии также ограничивается. Это основная причина, по которой вы не можете использовать старую батарею в течение длительного времени. Литий-ионный аккумулятор является одним из самых мощных аккумуляторов с самой высокой плотностью энергии.

  Однако его также следует заменить через определенное время, если вы хотите иметь те же функции. Пользователи технологий всегда ищут аккумуляторы высокой плотности для ноутбуков, мобильных телефонов, цифровых камер и т. д.

  Качество батареи считается лучшим, если она имеет высокую плотность энергии. Литий-ионный аккумулятор широко используется из-за его высокой плотности энергии. Он популярен среди людей, потому что может обеспечить длительное использование любого аксессуара.

   Сравнение плотности энергии литий-ионных аккумуляторов

  Литий-ионные аккумуляторы обеспечивают высочайшую плотность энергии. Мы сравним его с другими батареями, чтобы дать вам лучшее представление.

   Аккумулятор высокой плотности

  Ионно-литиевые батареи также могут различаться по плотности энергии.Каждая компания предоставит вам разную плотность энергии из-за состава батареи изнутри. Литий-ионные батареи много раз сравнивают с другими батареями, но ни одна из батарей не была достаточно эффективной, чтобы иметь более высокую плотность, чем литий-ионные батареи. Но также говорят, что литий-ионным аккумуляторам много чего не хватает от бензина.

   Бензин имеет самую высокую плотность энергии.

  Бензин имеет самую высокую плотность энергии, которая составляет около 12 700 Втч/кг по массе.Его также можно измерить в объеме.

  Около 8760 Втч/л по объему. Бензин — это элемент, который оставил позади литий-ионные батареи. Батареи LFP также имеют один из самых высоких значений плотности энергии, которые составляют около 90-160 Втч/кг. Это количество ниже, чем у большинства батарей Cobalt; однако они по-прежнему считаются батареями высокой плотности.

   Кобальтовый катод

  Среди ионно-литиевых аккумуляторов кобальтовые катоды имеют наибольшую плотность.Ионно-литиевые батареи, состоящие из кобальтовых катодов, обеспечивают наилучшее функционирование и характеристики. Рекомендуется для тех людей, которые постоянно путешествуют или хотят, чтобы их аксессуары заряжались дольше. Никакие другие ионно-литиевые батареи не могут сравниться по плотности энергии с ионно-литиевыми батареями вместе с кобальтовыми катодами.

   Значительные батареи

  Они могут сохранять большую силу в течение длительного времени. Это делает лучшую батарею полезной для большинства людей.Он также довольно популярен среди техников и других людей, которые хотят, чтобы их техническое оборудование работало на уровне совершенства.

   Используется в технических аксессуарах

  Они в основном используются в цифровых камерах, ноутбуках и мобильных телефонах. Однако аксессуары, в которых есть такие литий-ионные батареи, стоят дороже, чем другие типы. Это связано с лучшими качественными характеристиками.

   Эффективность и долговечность

  Вы можете приобрести себе бюджетный литий-ионный аккумулятор, который поможет вам в более длительном пробеге.Вы можете уберечь себя от множества разочарований, что является одним из плюсов. Литий-ионные батареи также долговечны, поэтому вам не нужно беспокоиться об их замене в ближайшее время.

   Расчет плотности энергии литий-ионного аккумулятора

  Очень легко рассчитать плотность энергии ионно-литиевого аккумулятора. Вы можете делать это время от времени, чтобы иметь запись плотности энергии.

   Умножить максимальную вместимость

  он также показывает снижение заряда батареи с течением времени.Существует специальная формула для расчета плотности энергии литиевой батареи. Все, что вам нужно сделать, умножьте максимальную емкость батареи на средний потенциал батареи. Потенциал средней точки батареи — это фаза, в которой батарея заряжена на 50%.

   Средняя точка батареи

  Если батарея заряжена более чем на 50%, ее необходимо разрядить до середины. Это поможет вам в расчете плотности энергии литий-ионных аккумуляторов.Вы должны регулярно проверять его, если хотите быть в курсе состояния батареи. Вы также должны проверить плотность энергии перед покупкой ионно-литиевого аккумулятора.

   Плотность энергии литий-ионного аккумулятора в сравнении с бензином

  Литий-ионный аккумулятор имеет самую высокую плотность энергии; однако это не может быть плотность энергии бензина.

  Бензин имеет более высокую плотность энергии, чем литий-ионный аккумулятор

  Бензин имеет в сто раз большую плотность энергии, чем литий-ионный аккумулятор.Литий-ионный аккумулятор имеет 0,3 МДж/кг и около 0,4 МДж/литр. Однако бензин имеет в 100 раз большую плотность энергии. Плотность энергии лития составляет около 100-265 Втч/кг.

   Наличие водорода в бензине

  Бензин обеспечивает большую плотность энергии из-за присутствия в нем водорода. Водород является топливом с самым высоким содержанием энергии, которое используется для транспортных средств и некоторых типов аккумуляторов. Это главная причина, по которой никакой другой элемент не может превзойти плотность энергии бензина.

   Химические реакции

  Химические реакции с бензином разрывают связи с высвобождением энергии. Много энергии высвобождается после разрыва одной Связи бензином. Это причина того, что бензин является энергоемким. Он используется для обеспечения высокой мощности. Транспортные средства также снабжаются бензином, потому что другого топлива недостаточно для работы больших транспортных средств.

   Заключительные замечания:

  Литий-ионный аккумулятор является самым мощным аккумулятором, который используется во многих аксессуарах из-за его свойства высокой плотности.

  Он может удерживать энергию в течение длительного времени, предоставляя вам достаточно времени для запуска вашего технического оборудования. Его предпочитают большинство людей из-за его высокой плотности энергии. Тем не менее, бензин по-прежнему является одним из лучших видов топлива, когда речь идет о более высокой плотности энергии. Вы можете выбрать тип батареи топлива в соответствии с вашими требованиями.

литий-ионный аккумулятор аккумулятор для электровелосипеда литиевый аккумулятор

Новая литий-ионная батарея без кобальта снижает затраты без ущерба для производительности — ScienceDaily

В течение десятилетий исследователи искали способы исключить кобальт из высокоэнергетических батарей, питающих электронные устройства, из-за его высокой стоимости и нарушения прав человека. разветвления его добычи.Но прошлые попытки не соответствовали стандартам производительности батарей с кобальтом.

Исследователи из Инженерной школы Кокрелла при Техасском университете в Остине говорят, что им удалось взломать код высокоэнергетической литий-ионной батареи без кобальта, исключив кобальт и открыв путь к снижению затрат на производство батарей при повышение производительности в некотором роде. Команда сообщила о новом классе катодов — электродах в батареях, где обычно находится весь кобальт — с высоким содержанием никеля.Катод в их исследовании на 89% состоит из никеля. Марганец и алюминий составляют другие ключевые элементы.

Чем больше никеля в батарее, тем больше энергии она может хранить. Эта повышенная плотность энергии может привести к увеличению времени автономной работы телефона или увеличению запаса хода электромобиля при каждой зарядке.

Результаты были опубликованы в этом месяце в журнале Advanced Materials . Статья была написана Арумугамом Мантирамом, профессором кафедры машиностроения Уокера и директором Техасского института материалов, доктором философии.Студент D. Стивен Ли и доктор философии. выпускник Вангда Ли.

Как правило, повышенная плотность энергии приводит к компромиссам, таким как более короткий срок службы — количество раз, которое батарея может заряжать и разряжать, прежде чем она потеряет эффективность и больше не сможет быть полностью заряжена. Устранение кобальта обычно замедляет кинетическую реакцию батареи и приводит к более низкой скорости — насколько быстро катод может заряжаться или разряжаться. Тем не менее, исследователи заявили, что они преодолели проблемы с коротким сроком службы и низкими скоростями благодаря нахождению оптимальной комбинации металлов и обеспечению равномерного распределения их ионов.

В большинстве катодов для литий-ионных аккумуляторов используются комбинации ионов металлов, такие как никель-марганец-кобальт (NMC) или никель-кобальт-алюминий (NCA). Катоды могут составлять примерно половину стоимости материалов для всей батареи, причем кобальт является самым дорогим элементом. При цене около 28 500 долларов за тонну он дороже, чем никель, марганец и алюминий вместе взятые, и составляет от 10% до 30% катодов большинства литий-ионных аккумуляторов.

«Кобальт является наименее распространенным и самым дорогим компонентом в катодах аккумуляторов», — сказал Мантирам.«И мы полностью устраняем его».

Ключ к прорыву исследователей можно найти на атомном уровне. Во время синтеза им удалось обеспечить равномерное распределение ионов различных металлов по кристаллической структуре катода. По словам Мантирама, когда эти ионы объединяются, производительность снижается, и эта проблема преследовала предыдущие высокоэнергетические батареи без кобальта. Сохраняя равномерное распределение ионов, исследователи смогли избежать потери производительности.

«Наша цель — использовать только распространенные и доступные металлы для замены кобальта, сохраняя при этом производительность и безопасность, — сказал Ли, — и использовать процессы промышленного синтеза, которые можно масштабировать немедленно».

Мантирам, Ли и бывший научный сотрудник с докторской степенью Эван Эриксон работали с Управлением коммерциализации технологий UT, чтобы создать стартап под названием TexPower для вывода технологии на рынок. Исследователи получили гранты от Министерства энергетики США, которое стремилось снизить зависимость от импорта основных материалов для аккумуляторов.

Промышленность подхватила инициативу по отказу от кобальта, в первую очередь благодаря усилиям Tesla по исключению этого материала из аккумуляторов, питающих электромобили. Поскольку крупные государственные организации и частные компании сосредоточены на снижении зависимости от кобальта, неудивительно, что это стремление стало конкурентоспособным. Исследователи заявили, что им удалось избежать проблем, которые препятствовали другим попыткам создания высокоэнергетических батарей без кобальта, благодаря инновациям в правильном сочетании материалов и точном контроле их распределения.

«Мы увеличиваем плотность энергии и снижаем стоимость, не жертвуя сроком службы», — сказал Мантирам. «Это означает увеличение расстояния для электромобилей и лучшее время автономной работы ноутбуков и мобильных телефонов».

Источник истории:

Материалы предоставлены Техасским университетом в Остине . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.