Почему аккумулятор: Почему аккумулятор разряжается сам собой

Почему умирают аккумуляторы? | АКБ-сервис

Главная » Полезно знать

Наиболее часто встречающиеся нарушения правил эксплуатации:

1. Заряд током чрезмерно большой силы, превышающим нормальный в несколько раз. Перегрев электролита, коробление электродов, реже — разрушение сепараторов, осыпание активной массы и т.п. Это обычно происходит при форсированных режимах заряда с использованием мощных зарядных устройств, особенно в условиях неконтролируемого заряда.
    
2. Повышенное напряжение в бортовой сети автомобиля приводит к систематическому перезаряду. Снижается уровень электролита, повышается его плотность. Если долить до нормального уровня электролит, а не дистиллированную воду, аккумулятор очень быстро приходит в негодность. Если ничего не доливать, то сульфатация электродов обеспечена, обнаженные элементы электродов быстро корродируют, активная масса ,особенно положительных пластин, набухает, выкрашивается, теряет механическую прочность, оплывает.

   Аккумулятор быстро снижает емкость, электролит становится мутным. В таких ситуациях аккумулятор может стать совершенно непригодным к эксплуатации.
    

3. Перегрев аккумулятора. Известно, что при повышении температуры электролита выше +35 градусов активизируются процессы износа электродов, а если температура повышается еще выше, то ресурс аккумулятора сокращается катастрофически быстро. Эта ситуация нередка, например когда оставили автомобиль на солнце под тентом темного цвета.
    
4. Загрязнение электролита. Аккумулятор необходимо протирать чистой мягкой тряпкой, смоченной в нашатырном спирте или растворе кальцинированной соды. Если хотя бы очень небольшая часть загрязняющих веществ попадает в электролит — аккумулятор обречен.
    
5. Добавление в электролит недистиллированной воды. Это довольно частая ситуация когда нет под рукой качественной дистиллированной воды, и доливают в электролит просто чистую воду.
   Электроды выходят из строя, а аккумулятор идет на склад вторсырья.
    
6. Еще быстрее выходит из строя новая батарея, если для нее приготовить электролит на основе технической серной кислоты.
    
7. Короткое замыкание может вывести АКБ моментально. Чаще всего это происходит при неосторожном обращении с инструментом вблизи батареи, или в результате повреждения изоляции силового кабеля.
    
8. Пониженное напряжение бортовой сети — весьма распространенная ситуация.

   Аккумуляторная батарея хронически разряжена, понижена плотность электролита. Нередки случаи запредельных разрядов, например, после пуска двигателя стартером. Снижаются основные энергетические характеристики батареи, особенно в зимний период. Систематический недозаряд может привести к переполюсовке аккумулятора при эксплуатации.
   

    

9. Размораживание аккумуляторной батареи. Моноблок лопается, электролит вытекает после оттаивания. Это происходит в сильные морозы при снижении плотности электролита ниже допустимых значений.

   Обычно такое происходит, если долить дистиллированную воду в электролит и не принять ни каких мер для того, чтобы она перемешалась с электролитом, или после нескольких безуспешных попыток пуска стартером холодного двигателя, оставив на морозе глубоко разряженный АКБ.
    

10. Применение мощного пускового устройства. Если применять мощный неспециализированный источник тока для пуска холодного двигателя, то можно моментально «взорвать» аккумуляторную батарею. При подключении этого устройства к батарее сила тока заряда может быть настолько большой, что электролит бурно вскипает, и вентиляционные отверстия не в состоянии сбросить выделяющиеся газы.
    
     
11. Запредельный разряд стартерными токами. Часто при затруднённом пуске двигателя аккумулятор разряжают до такой степени, что якорь стартера перестает проворачиваться. Такие глубокие разряды приводят к тому, что пластины очень быстро коробятся, осыпаются, и батарея выходит из строя.
     
12. Повышенная плотность электролита. По разным причинам в аккумуляторе расходуется вода, понижается уровень и повышается плотность электролита, и если не доливать дистиллированную воду аккумулятор разрушится.

Не нашли то, что искали?
Закажите звонок, и мы поможем с вабором

Заказать

Магазин аккумуляторов «АКБ-Сервис» предлагает своим клиентам высокое качество обслуживания.

На всю продукцию (исключая жидкости) «АКБ-Сервис» предоставляет гарантию до трёх лет. В течении гарантийного срока Вы можете в любое время приехать на бесплатное сервисное обслуживание аккумулятора (зарядку, доливку дистиллированной воды, подготовку к сезону).

Мы имеем сертификат разрешающий работы по обслуживанию и утилизации аккумуляторных батарей.

Десять причин почему аккумулятор отработал всего сезон. Часть 2

Если аккумулятор однажды решительно и бесповоротно отказался запускать двигатель даже после зарядки – это печально. Но куда печальнее, если он сделал это в первый же год эксплуатации. Почему аккумуляторная батарея выходит из строя в течение сезона? Продолжим рассматривать основные причины.

6. Глубокий разряд – быстрый заряд

Вы явно замечали, что новый мобильник держит заряд куда лучше, чем старый. Постепенно емкость любого, в том числе, автомобильного, аккумулятора снижается. Каждый цикл заряда-разряда приводит к небольшому, но уменьшению емкости аккума. Если АКБ подвергается глубокому разряду (более 35% емкости), а затем – ускоренной зарядке, ресурс будет сокращаться в арифметической прогрессии. Окончательно ухудшить дело может неполная зарядка, скажем, быстрое подключение аккумулятора к зарядному поутру «чтобы только машина завелась». Концентрация электролита между пластинами, в таком случае, повысится, а коррозия пластин – усилится.

Таким образом, можно «угробить» почти новую батарею в течение первого года пользования. Даже полностью подзаряженный аккум, побывавший в нескольких глубоких разрядах и спешных зарядках, на выводах будет давать всего 12,4 В при равномерной и достаточной плотности электролита во всех банках.

Кальциевые батареи и вовсе могут отказаться заводить двигатель после одного глубокого разряда. Так что, всякий пользователь АКБ класса Ca/Ca должен внимательно следить за уровнем зарядки, ни в коем случае не полагаясь на «авось».

7. Использование АКБ меньшей, чем нужно, емкости

Да, бывает и такое. Иногда автомобилисты, в целях экономии, приобретают батареи меньшей емкости, чем следует по техническим характеристикам. Скупой, как известно, платит дважды. Такой аккумулятор изнашивается преждевременно и его может хватить только на один год. Автолюбителям, установившим на машине много не входящей в комплект электроники (аудиосистема, подсветка, подогрев сидений, кондиционер), стоит установить АКБ большей емкости, чем значится в технических характеристиках. Это, к тому же, облегчит пуск в холодное время года. И вы гарантированно будете защищены от преждевременного износа аккумулятора.

8. Чрезмерный заряд

Все хорошо в меру. Эта истина касается и автомобильных аккумуляторов. В случае неверной настройки генератора или зарядного устройства, батарея может заряжаться повышенным напряжением или более длительное время, чем нужно. Кальциевые батареи благодаря своей конструкции перестают принимать заряд как только заряжаются полностью. Однако, и их не следует «пытать» повышенным напряжением. Малосурьмянистые батареи при перезаряде начинают кипеть и нуждаются в доливке дистиллированной воды. Обнаружить батарею, перекипевшую на зарядке или под капотом автомобиля нетрудно: от нее резко пахнет, на заливных пробках виднеется черный налет, а уровень электролита хронически находится ниже нормы. Чтобы избежать деформации активной массы и коррозии решеток, а впоследствии – замыкания и выхода аккумулятора из строя, стоит проверить свой зарядник и зарядное напряжение на клеммах, идущих от генератора.

9. Недозаряд

На форумах автомобилистов часто можно встретить претензии вроде этой: «Купил АКБ, поездил два дня по небольшому морозцу, всего-ничего, потом поставил машину на две недели и она не завелась! Брак продали, мерзавцы!». А ведь причина отказа аккумулятора очевидна. Во-первых, аккумулятор, несмотря на показатели индикатора заряда, нужно после покупки подзарядить.

Во-вторых, подпитка батареи должна быть хотя бы равной расходу. Если автомобилист ездит на машине редко, по городу, с большим числом пусков и глушений двигателя, к тому же еще и не каждый день, батарея может постепенно дойти до глубокого разряда. Тогда автовладельца ждет «гибель» аккумулятора в скором же времени от глубокого разряда и сульфатации. Выхода два: подзаряжать или почаще и побольше «крутить» двигатель. Другие причины недозаряда – ослабление ремня генератора, износ соединительных кабелей и сбой настройки генератора – мы рассмотрели в прошлой части обзора.

10. Ложные поломки

Последний пункт нашего обзора аккумуляторов напрямую не касается. Но в случае незавода, грешат, в первую очередь, на батарею. Иногда даже успевают поменять ее, прежде чем понимают, что дело-то не в ней.

Первое, о чем следует сказать – на работу аккумулятора заметно влияет состояние клемм и соединительных проводов. Так, если на клеммах и выводах аккумулятора образуется пленка окисла, ток до стартера может не дойти. А приборная панель покажет, что напряжение на выводах АКБ нулевое. Чтобы не допустить такого мнимого обрыва цепи, нужно, всего-навсего, иногда зачищать вводы и внутреннюю поверхность клемм.

Другая частая причина незапуска автомобиля при «живом» аккумуляторе – изношенный стартер. При изношенности втулки, в которой лежат опоры якоря, может возникать сильный люфт, в результате которого якорь цепляется за статор и пуска не происходит. При следующей попытке запуска двигателя, стартер может и не «заклинить», но проблема тем самым не устраняется и автомобилист может подумать, что вина за нестабильный пуск лежит на аккумуляторе.

Наконец, в незапуске двигателя может быть повинен «массовый» провод, идущий от АКБ к двигателю. Часть этого провода находится под двигателем, а значит может покрыться грязью и окислами. Такой провод имеет более высокое сопротивление, а значит, способен привести к снижению напряжения на выводах аккумулятора и его выходу из строя.
Чтобы узнать, действительно ли батарея вышла из строя или «ерундит» электронная сеть автомобиля, достаточно измерить основные параметры АКБ (напряжение, плотность электролита) или поставить его на другой автомобиль. Если параметры в норме, а другое авто запустилось без проблем – причина незапуска в вашей электронике.

Следите за своим автомобилем, ухаживайте за ним и не попадайте в эту десятку. И тогда аккумулятор прослужит вам дольше любых гарантийных сроков!

Важность батарей при переходе к возобновляемым источникам энергии

Батареи играют решающую роль в переходе к глобальной экономике благодаря их способности поддерживать баланс между спросом и предложением в энергосистеме.

Ключом к обезуглероживанию мира и борьбе с изменением климата является электрификация с использованием возобновляемых источников энергии, что означает электрификацию автомобилей (электромобилей), зданий и городов. Следовательно, более широкое использование солнечной, ветровой, гидроэнергии и других низкоуглеродных технологий, таких как электромобили, емкости для хранения и использование микросетей и интеллектуальных сетей, являются способом перехода к «зеленой» экономике. Электрификация может помочь остановить глобальное потепление, устранив выбросы парниковых газов в окружающую среду.

Из всех экологически чистых энергетических технологий сегодня основное внимание будет уделено батареям – важнейшему источнику энергии в будущем устойчивой энергетики. В статье объясняется важность и области применения аккумуляторов. Мы представляем выбор продуктов от RND, бренда, который предоставляет клиентам широкий спектр электронных, электрических и ремонтных продуктов по выгодным ценам и по низкой цене, и Hy-Line, предлагающий инновационные технологии по конкурентоспособным ценам.

Батарейные системы накопления энергии – литий-ионные батареи

В связи с растущим спросом на экологически чистые энергетические технологии, такие как батареи, ветряные турбины, солнечные батареи или электромобили, прогнозируется, что производство полезных ископаемых, таких как литий, кобальт и графит, значительно возрастет. Текущие технические достижения и инициативы по электрификации экономики в значительной степени зависят от литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов. Благодаря своей превосходной производительности, эффективности и безопасности по сравнению с обычными батареями литий-ионные батареи стали предпочтительными батареями для большинства электромобилей.

Декарбонизация транспортной отрасли и растущая интеграция в энергосистемы прерывистых технологий возобновляемой энергии стали возможными благодаря быстрому реагированию аккумуляторов, модульной конструкции и адаптируемой установке. Катод (положительный электрод), анод (отрицательный электрод) и электролит служат проводниками в литий-ионных батареях. Эти батареи в настоящее время используются во всем, от мобильных телефонов и компьютеров до электромобилей. Они намного легче, меньше и лучше удерживают заряд, чем более ранние формы перезаряжаемых батарей.

Кроме того, стоимость аккумуляторов во всем мире быстро снижается. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), например, цены на небольшие бытовые литий-ионные аккумуляторы в Германии снизились более чем на 60% с конца 2014 года.

Роль аккумуляторов в системах накопления энергии коммунальные предприятия и операторы сетей для поддержания надежности электрической системы, заполняя пробелы, оставленные переменной мощностью ветряных и солнечных электростанций, и предотвращая растрату избыточной энергии.

По данным IRENA, помимо обеспечения частотной характеристики, резервной мощности, возможности запуска из обесточенного состояния (восстановления системы электроснабжения) и других функций сети, аккумуляторные системы также могут модернизировать мини-сети, способствовать «самопотреблению» солнечной энергии на крыше. мощность и хранить электроэнергию в электромобилях.

Аккумулятор энергии

Вклад аккумуляторов в возобновляемую энергию особенно важен, потому что солнечная и ветровая энергия по-прежнему являются переменными источниками, производящими изменяющееся количество энергии. Когда нет ветра, солнце закрыто тучами или село на ночь, батареи могут накапливать электричество, чтобы продолжать работать. Аккумуляторы позволяют хранить накопленную ранее энергию и более экономно ее использовать.

Согласно Европейской комиссии, аккумуляторы, которые представляют собой технологию хранения с самым быстрым темпом роста, будут иметь важное значение для достижения цели ЕС по сокращению выбросов парниковых газов на 55% к 2030 году.

Транспорт (электронная мобильность)

Ожидается, что процент транспортных средств с батарейным питанием значительно возрастет. Электромобили и аккумуляторы, которые их питают, не только исключают ископаемое топливо из наших дорожных транспортных средств, но и увеличивают количество прерывистой возобновляемой энергии в энергосистемах. Возможно, что предложение возобновляемой энергии перевесит спрос на электроэнергию из сети в особенно солнечные или ветреные дни, поскольку батареи позволяют хранить энергию в течение длительного времени.

За последние два десятилетия литий-ионный аккумулятор стал наиболее часто используемым аккумулятором для зарядки электромобилей. По данным Всемирного экономического форума, спрос на литий-ионные батареи для питания электромобилей и хранения энергии вырос в геометрической прогрессии: примерно с 0,5 ГВтч в 2010 году до почти 526 ГВтч десять лет спустя. Узнайте больше о наиболее часто используемых батареях для электромобилей здесь.

Электрификация является ключом к обезуглероживанию транспорта. Наряду с планами Net Zero к 2030 году новые автомобили малой грузоподъемности должны производить нулевые выбросы. Однако не все страны ставят одинаковые цели. Узнайте, как продвигается электрификация транспортных средств в разных странах, изучив Индекс электромобилей 2022 года.

Сетевое хранилище энергии

Электромобили будут использоваться не только для транспорта, но и снизят затраты на электроэнергию для людей, которые приобрели солнечные панели на крыше дома, будь то государственные, корпоративные или индивидуальные инвесторы. На самом деле, когда тарифы на электроэнергию высоки, электроэнергию от аккумуляторов припаркованных автомобилей можно использовать для бытовых целей или даже продавать в сеть. Узнайте больше о микросетях и их роли в обеспечении будущей энергетической автономии.

Аккумуляторы

Поскольку одна перезаряжаемая батарея может заменить тысячи одноразовых батареек, перезаряжаемые батареи весьма эффективно снижают выбросы углекислого газа. Все батареи выделяют токсичные элементы, такие как ртуть, свинец и кадмий, в окружающую среду, когда они утилизируются на свалках, загрязняя почву и воду. Однако перезаряжаемые батареи менее вредны для окружающей среды, поскольку производится меньше батарей, которые попадают в поток отходов.

Серия RND Power предлагает широкий выбор источников питания, преобразователей переменного/постоянного тока, зарядных устройств, аккумуляторов и многих других электронных устройств. Например, свинцово-кислотные аккумуляторы RND бывают разных размеров и напряжений. Свинцово-кислотные аккумуляторы также являются наиболее экологически устойчивой аккумуляторной технологией. Большинство из них состоит из более чем 90% переработанного свинцового материала аккумуляторной батареи, что делает ее технологией накопления энергии с наименьшим воздействием на окружающую среду.

Lead-Acid Batteries, RND

Shop the range

Battery Chargers, RND

Shop the range

Battery Charger, Lead-Acid, RND Power

Shop now

Аккумуляторы RND

Магазин Ассортимент

Аккумуляторы HY-Line позволяют контролировать множество важных параметров аккумулятора. Аккумуляторы HY-Di предлагают потребителю передовой способ мониторинга литий-ионных аккумуляторов из любого места в любое время в режиме онлайн. Можно использовать шину SM или CAN, а также специальный интерфейс батареи HY-Di (HBI) с помощью интернет-браузера для подключения к различным батареям HY-Di через Интернет.

Аккумуляторы Li-Ion Smart, HY-Di, HY-Line

Магазин Ассортимент

Интеллектуальное зарядное устройство HY-Di

Магазин Ассортимент

Будущее электрифицированного мира

Многие говорят, что будущее за электричеством. Несомненно, скоро мир будет в основном или даже полностью заряжен электрически. Следовательно, при таком растущем спросе на батареи должны быть планы по сокращению затрат, чтобы мир производил достаточно батарей и электрических технологий. Чтобы достичь этого, нужно найти способ уменьшить количество металлов в батареях, которые дороги, труднодоступны или проблематичны, поскольку их добыча оказывает негативное воздействие на окружающую среду. А для перехода к зеленому переходному обществу следует сосредоточиться на переработке, а значит, на улучшении переработки аккумуляторов.

Часто задаваемые вопросы

Почему батареи важны для возобновляемых источников энергии?

Основным способом хранения возобновляемой энергии являются аккумуляторы. Но, по-видимому, разработка аккумуляторов отстает от достижений в области ветровой и солнечной энергетики, даже несмотря на то, что без аккумуляторов эти технологии работают с ограниченной эффективностью. Аккумуляторы позволяют поставщикам коммунальных услуг собирать дополнительную электроэнергию и хранить ее на периоды, когда погода ухудшается.

Какую роль играют батареи в использовании возобновляемых источников энергии, таких как энергия солнца и ветра?

При использовании возобновляемых источников энергии аккумуляторы позволяют поставщикам коммунальных услуг собирать дополнительную электроэнергию и хранить ее в периоды, когда солнечные панели и ветряные турбины работают неэффективно (не светит солнце или не дует ветер).

Почему батареи имеют решающее значение при переходе к энергетической системе с нулевыми выбросами углерода?

Переход к более экологичному будущему будет сосредоточен на возобновляемых источниках энергии. И большинство возобновляемых источников энергии используют энергию аккумуляторов. Аккумуляторы становятся важнейшим компонентом устойчивого транспорта будущего благодаря достижениям в технологии аккумуляторов. Кроме того, энергия, хранящаяся в этих мобильных батареях, может использоваться как для питания вашего дома, так и для стабилизации сети.

Какие батареи используются в возобновляемых источниках энергии?

В настоящее время наиболее распространены свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы глубокого разряда. Это два наиболее важных решения для хранения возобновляемой энергии.

Почему аккумуляторная технология так важна для создания электромобилей?

Электромобили работают от аккумуляторов. Электромобили более экологичны из-за батареи, которая освобождает их от зависимости от ископаемого топлива. Аккумулятор для электромобиля — это аккумулятор энергии, который накапливает электроэнергию для подачи на двигатель с использованием либо переменного, либо постоянного тока.

Какие аккумуляторы используются в электромобилях?

Литий-ионные аккумуляторы обычно используются в подключаемых гибридах и полностью электрических автомобилях. Полностью электрические транспортные средства, подключаемые гибридные электромобили (PHEV) и гибридные электромобили требуют технологий накопления энергии, чаще всего аккумуляторов (HEV).

Как аккумуляторы накапливают энергию?

Аккумулятор представляет собой тип контейнера для энергии, в котором хранится химическая энергия для последующего преобразования в электрическую энергию. В каждой батарее можно найти один или несколько гальванических элементов. Внутри таких ячеек происходят химические реакции, вызывающие поток электронов в цепи. Это генерирует электрический ток.

Как используется энергия батареи?

Батарея — это устройство, которое накапливает химическую энергию и преобразует ее в электрическую энергию. Электроны переходят от одного вещества (электрода) к другому по внешней цепи при химических реакциях в батареях. Электрический ток может быть создан потоком электронов и использован для выполнения задач.

Являются ли батареи возобновляемым источником энергии?

Несмотря на то, что коррозия батареи выделяет химические вещества, которые загрязняют грунтовые и поверхностные воды, а также почву, перезаряжаемые батареи можно использовать повторно. Это означает, что энергия в перезаряжаемых батареях, таким образом, поступает из устойчивых источников, поскольку одна перезаряжаемая батарея может заменить тысячи одноразовых батарей, а перезаряжаемые батареи весьма эффективно снижают углеродный след.

Аккумуляторы перерабатываются?

Обычные одноразовые или перезаряжаемые батарейки, такие как кнопочные и литиевые батарейки, могут быть переработаны, однако места для переработки могут быть доступны не везде. Некоторые батареи перерабатываются чаще, чем другие. Почти 90% всех свинцово-кислотных аккумуляторов перерабатываются.

Экологичны ли свинцово-кислотные аккумуляторы?

Благодаря замкнутому жизненному циклу и многократному повторному использованию свинцово-кислотные аккумуляторы являются экологически безопасными. Используемый автомобильный аккумулятор доставляется уполномоченному переработчику, где все его части восстанавливаются, перерабатываются и продаются производителям аккумуляторов. Безусловно, батарея в автомобиле пользователя была и будет бесконечно перерабатываться благодаря циклу «от колыбели к колыбели». Обратите внимание, что при неправильной утилизации свинцово-кислотные аккумуляторы могут быть опасны как для здоровья человека, так и для окружающей среды.

Ion age: почему будущее за аккумуляторами | Технология

Почему батареи стали важными?

В мире, который все больше беспокоится об изменении климата, всплеск производства возобновляемой энергии за последние 20 лет вселяет надежду. Но изменчивый характер ветровой и солнечной энергии означает, что хранение энергии до тех пор, пока она не понадобится потребителям, стало следующей большой проблемой. Таким образом, в электрических сетях по всему миру появляются крупномасштабные аккумуляторные установки, чтобы сделать их более гибкими. В 2017 году во всем мире было добавлено более 1 ГВт мощностей по хранению энергии — да, рекорд, но все же капля в океане глобального спроса на энергию.

Как работают подобные батареи?

Конечно, речь идет не о нескольких батарейках ААА. И тем не менее, все батареи в целом работают одинаково.

как

Электрическая энергия преобразуется в химическую энергию, когда вы заряжаете батарею, а затем происходит обратный процесс, когда вы получаете от нее энергию.

Большинство аккумуляторов состоит из трех основных компонентов: двух электродов и некоторой формы химической среды, называемой электролитом, который может быть жидким, гелевым или твердым. Для выработки электричества происходит химическая реакция, при которой электроны перемещаются от отрицательного электрода, называемого анодом, к положительному электроду, называемому катодом.

Когда вы заряжаете аккумулятор, происходит обратный процесс, и электроны возвращаются к аноду.

Так сколько там этих больших батарей?

По всей Великобритании установлено около 500 МВт крупномасштабных аккумуляторных батарей, и ожидается, что эта цифра удвоится в течение трех лет, согласно аналитикам Aurora Energy Research. Практически вся емкость используется литий-ионная.

Ожидается, что к 2020 году установленная мощность во всем мире превысит 50 ГВт, а к 2040 году увеличится почти до 1000 ГВт, согласно Bloomberg NEF. Это соответствует примерно 7% мировых энергетических мощностей.

Chart

Как батареи вписываются в революцию в области возобновляемых источников энергии?

В Великобритании аккумуляторные установки в основном развертываются для предоставления услуг Национальной энергосистеме. Такие вспомогательные услуги становятся все более важными для обеспечения соответствия спроса и предложения по мере того, как все большее количество прерывистой ветровой и солнечной энергии появляется в сети.

Есть также зачатки «гибридных» электростанций на возобновляемых источниках энергии, где батареи устанавливаются рядом с солнечными фермами и ветряными электростанциями. Это особенно важно для экономики солнечных ферм, которые могут снизить цены на электроэнергию около полудня, достигнув пика в то же время. Вместо немедленного экспорта гибридные фермы могут накапливать электроэнергию для последующей продажи по более высоким ценам.

В других частях мира, таких как Южная Австралия, батареи используются, чтобы сделать сеть более устойчивой и избежать отключений электроэнергии. Важно отметить, что батареи еще не подходят и не имеют экономического смысла для межсезонного хранения, то есть накопления солнечной энергии летом для высвобождения зимой.

Гостиница Gyle Premier Inn в Эдинбургском парке стала первой гостиницей в Великобритании, работающей на батарейках. Фотография: Premier Inn/PA

Будут ли у всех нас в будущем большие домашние батареи?

Элон Маск, возможно, популяризировал концепцию домашней батареи, когда три года назад представил версию Tesla, но эта фирма не была первой и не самой крупной в этой области. Такие батареи размером с газовый котел могут накапливать и отдавать электроэнергию, вырабатываемую домохозяйством или импортируемую из сети.

Немецкая фирма Sonnen, доля которой на мировом рынке аккумуляторов для дома составляет около 25%, сообщила, что сегодня большинство клиентов — это люди, у которых есть солнечные батареи или которые живут в районах, пострадавших от ураганов, и которым нужен чистый и надежный резервный источник энергии. «Рынок все еще находится в очень, очень ранней фазе», — говорит исполнительный директор Кристоф Остерманн. Германия, Италия, Австралия и американские штаты Калифорния и Гавайи пока являются крупнейшими рынками сбыта.

fact box 1

Для домашних хозяйств, использующих солнечную энергию, с финансовой точки зрения более выгодно хранить и потреблять энергию, а не платить за ее экспорт в сеть. В будущем, когда появится больше тарифов на энергию, основанных на времени использования, также может быть достаточно стимула для их установки, чтобы избежать пиковых цен.

Однако для Остерманна самой захватывающей перспективой является использование тысяч аккумуляторов в качестве «виртуальной электростанции». Он описывает это как «уберизацию» аккумуляторов, которыми компания не владеет, но может пользоваться ими с разрешения. «Мы не стремимся к коммунальному масштабу, но виртуальные электростанции могут обеспечить значительную мощность», — говорит он.

Что ждет электромобили дальше?

Мы только начинаем видеть второе поколение автомобилей с батарейным питанием, по словам предпринимателя Хенрика Фискера, основателя производителя электромобилей Fisker Inc. Он считает доступность и достойный диапазон между зарядками определяющими чертами этой культуры.

В то время как первые модели, за исключением Tesla, могли проехать около 100 миль, большинство новых теперь предлагают от 200 до 300 миль. «Я вижу, что рынок начнет бум примерно в 2020 или 2021 году, поскольку выбор [моделей] будет больше», — говорит Фискер.

Fisker также считает, что сверхбыстрая зарядка жизненно необходима для того, чтобы электромобили стали массовыми. В то время как обычному дому требуется около 8-10 часов, чтобы полностью зарядить автомобиль (с розеткой на 3 кВт), некоторые новые общественные зарядные устройства могут сделать это примерно за 10 минут (с использованием зарядного устройства на 350 кВт).

Скорость

А как насчет других видов транспорта?

Электрические двухэтажные автобусы китайского производителя BYD уже курсируют по улицам Лондона. Илон Маск объявил о планах по выпуску электрического грузовика.

Но из-за плотности энергии, необходимой для тяжелого транспорта, батареям намного сложнее конкурировать с ископаемым топливом. «Это определенно более сложная задача», — говорит профессор Пол Ширинг, заведующий кафедрой новых аккумуляторных технологий Королевской инженерной академии. «[Но] я думаю, что будущее будет электрическим, независимо от того, как вы это сделаете».

Скоро ли мы все будем летать на электрических реактивных самолетах? «Пока нет», — говорит Ширинг, добавляя, что плотность энергии и вес батарей означают, что они, вероятно, будут использоваться только в беспилотных летательных аппаратах в краткосрочной перспективе. «Я думаю, что пройдет много времени, прежде чем мы увидим электрический пассажирский самолет», — говорит он.

Ключевым элементом в литий-ионных батареях является кобальт, несмотря на попытки производителей уменьшить требуемое количество. Более 60% кобальта в мире производится в Демократической Республике Конго, где были высказаны опасения по поводу социальных и экологических последствий добычи этого металла.

Литий в батареях поступает в основном из трех крупных стран-производителей: Австралии, Аргентины и Чили, а также из новых производителей, таких как Боливия, Бразилия, Канада и Зимбабве. Потребление и нехватка воды в некоторых странах-производителях вызывают здесь серьезную озабоченность. «Есть определенные вопросы этики. Крупные компании будут руководствоваться затратами», — говорит Ширинг о производстве кобальта и лития.

То, что происходит с батареями к концу их срока службы, также является большой проблемой. Доктор Джонатан Рэдклифф из школы химического машиностроения Бирмингемского университета обеспокоен судьбой аккумуляторов, когда их производительность в сегодняшнем поколении электромобилей уже недостаточно хороша для автомобилей. У некоторых теперь есть вторая жизнь в качестве домашней батареи, но он опасается, что рынок может быть насыщен через несколько лет, что подорвет финансовое обоснование повторного использования.

«Риск заключается в том, что в Великобритании нет жизнеспособного вторичного использования, и у нас есть большое количество аккумуляторных отходов, а процессы для их обработки отсутствуют», — говорит он.

Что ограничивает емкость и срок службы батареи?

Чем больше и плотнее батарея, тем больше химической энергии она может хранить и, следовательно, тем больше электроэнергии может генерировать. Но большая и плотная батарея дороже, тяжелее, требует больше времени для зарядки и имеет больше шансов на разрушение, если что-то пойдет не так.

Химический состав и внутренняя конструкция батареи также играют роль в том, сколько энергии она может хранить. Аккумуляторы на основе лития популярны, потому что они имеют относительно высокое отношение энергии к весу и хорошо сохраняют заряд, когда они не используются.

В большинстве устройств срок службы батареи является компромиссом между физическими размерами, конструкцией, плотностью энергии и безопасностью, а также энергоэффективностью устройства, которое оно питает.

Обнажен аккумулятор, когда мужчина пытается починить iPhone в ремонтной мастерской в ​​Нью-Йорке. Фотография: Эдуардо Муньос/Reuters

А как насчет аккумуляторов для телефонов – почему они портятся по мере старения?

Большинство аккумуляторов могут поддерживать свою полную емкость только в течение ограниченного времени и количества циклов зарядки и разрядки. Точный процесс старения батареи по-прежнему является горячей темой для исследований, но есть несколько действующих механизмов, которые возникают при использовании или хранении батареи.

Наиболее распространенным является накопление материала на аноде, который медленно осаждается при использовании или хранении батареи. Аналогичное окисление может происходить и на катоде, в то время как активные ингредиенты батареи могут вступать в реакцию и со временем разрушаться. Комбинация этих эффектов уменьшает количество ионов лития и активного материала, доступного для хранения электроэнергии, что снижает максимальную емкость.

Но внутреннее сопротивление батареи также может увеличиваться по мере ее старения, а это означает, что ее пиковая выходная мощность ниже, что вызывает проблемы в iPhone.

Что ускоряет старение батареи?

Способы использования и хранения батареи могут значительно повлиять на ее старение. Например, батареи могут быть повреждены при воздействии на них экстремальных температур, что более проблематично для автомобиля или аналогичного устройства, чем для смартфона.

Быстрая цикличность аккумулятора также увеличивает износ, особенно если требования к мощности аккумулятора очень высоки, как в случае с электромобилями. Зарядка и использование батареи до предела также ускоряет старение, например, зарядка батарей до максимума и разрядка до нуля.

Что происходит, когда что-то идет не так?

Безопасность оказалась в центре внимания, когда некоторые батареи внутри Samsung Galaxy Note 7 вышли из строя, что привело к короткому замыканию и возгоранию.

Компания Samsung была вынуждена отозвать свой Galaxy Note 7 после того, как производственный брак в аккумуляторах телефонов привел к чрезмерному выделению тепла, что привело к возгоранию. Фотография: Эндрю Зуис/AP

Когда что-то нарушает химическую реакцию внутри батареи, это может вызвать «тепловой разгон», когда неконтролируемые реакции соединяются вместе, выделяя слишком много тепла, что обычно приводит к взрыву или возгоранию батарей.

Различные механизмы безопасности, как электрические цепи управления, так и физические меры, включая экранирование и структуру батареи, означают, что такие события происходят редко. Но особую тревогу они вызывают для портативных устройств, которые часто держат на себе, и электромобилей, которые могут поучаствовать в столкновении, способном повредить целостность аккумулятора.

блок фактов 2

Что дальше?

Компании усердно работают над увеличением количества энергии, которое может быть упаковано в батарею, и снижением стоимости их изготовления.

Будущие цены вряд ли будут падать так же быстро, как в прошлом, говорит Остерманн, потому что снижение уже было очень быстрым. Sonnen столкнулся с падением цен с более чем 1000 евро (905 фунтов стерлингов) за киловатт-час энергетических мощностей, когда это началось в 2010 году, до примерно 150-200 евро за кВтч сегодня. Но компания рассчитывает сократить расходы на электронику, такую ​​как инверторы.

Новым чудо-материалам потребуется некоторое время, чтобы прорваться, говорит Ширинг. «Следующие 10 лет по-прежнему будут литиевыми. Потребовалось много времени, чтобы достичь такого уровня производительности и технологической зрелости. Чтобы что-то наверстать, потребуется время».

Большинство инноваций, по его мнению, будет связано с ионно-литиевыми элементами, такими как повышение плотности энергии и снижение затрат за счет уменьшения количества кобальта в аккумуляторе. Ширинг добавляет, что скорость, с которой батареи могут заряжаться, также улучшится.

Рэдклифф согласен с тем, что литий-ионный аккумулятор будет по-прежнему доминировать.