Как повысить плотность аккумулятора: Как повысить плотность аккумулятора! | Статьи компании ООО «KRONVUZ» г Москва

Как повысить плотность электролита: три главных метода

Плотность – важнейшая характеристика электролита. От ее нахождения в пределах нормы напрямую зависит работоспособность аккумулятора. В прошлой статье мы узнали, в чем главная причина падения уровня плотности, а сейчас поговорим о том, как же все-таки решить эту проблему.

Корректирующая жидкость

Этот метод актуален лишь для обслуживаемых аккумуляторов. В случае необслуживаемых АКБ у водителя нет доступа к внутренней части батареи, поэтому придется искать обходные пути.

Если плотность электролита еще не дошла до критического уровня, ситуацию можно исправить с помощью добавления корректирующего электролита. Этот раствор отличается увеличенной концентрацией основного компонента – серной кислоты. Вам необходимо извлечь из банок излишек электролита с недостаточной плотностью и залить вместо него корректирующий раствор. Сделать это можно с помощью обычной груши, постоянно контролируя плотность электролита ареометром.

Зарядное устройство

Этот способ подойдет для всех видов аккумуляторов. Подключив прибор к АКБ (не забывая о полярности), подключите ваше устройство к сети. Для плавного повышения значения плотности можно выбрать силу тока в 10% от емкости аккумулятора.

Полная замена электролита

Если значение плотности опустилось до критического уровня, то первые два способа не сработают. В этом случае следует полностью заменить электролит, предварительно откачав всю старую жидкость из банок.

Магазин «Центр-АКБ» – одно из лучших мест, где можно купить аккумулятор для авто в Нижнем Новгороде. На нашем официальном сайте вы найдете множество полезных статей и полный каталог продукции. А также сможете проконсультироваться со специалистами по вопросам выбора нового аккумулятора. Именно здесь вы найдете автомобильные аккумуляторы Варта, Bosch, Аком, Mutla и многие другие выдающиеся бренды отечественных и зарубежных производителей.

Телефон для связи: +7 (831) 416-13-13

Мы находимся по адресам:

ул. Березовская, д. 96А

ул. Деловая, д. 7к5

проспект Кирова, 12

ул. Русская улица, 5

Причины падения плотности электролита в аккумуляторе

Почему плотность электролита падает

Нормальная работа батареи подразумевает постоянную подзарядку и высокотемпературный режим химических процессов на электродах и в электролите. Результатом становится постоянное снижение жидкости в банках АКБ, которая пополняется дистиллированной водой. Среди наиболее распространенных причин снижающих в аккумуляторе плотность раствора:

1. Не контролируется уровень концентрации раствора в емкостях с электродами после каждого пополнения дистиллятом. С каждым новым разбавлением концентрата снижается доля электролита за счет испарения воды и небольшого количества электролитической жидкости;
2. Неоднократная зарядка аккумулятора приводит к закипанию раствора и его испарению, что снижает его количество и повышает концентрацию. В этом случае активных молекул для ионизации свинца и его солей становится меньше, соответственно снижается густота жидкости;
3. Батарея разрядилась.

ВАЖНО: Длительная работа АКБ в режиме сниженной плотности электролита – это дорога к сульфатации пластин и выходе устройства из строя.

Для установления причины низкого заряда батареи производят замеры концентрации раствора в банках АКБ используя ареометр. Оптимальный температурный режим для этой процедуры – от 22 до 25 °С. Плотность электролита может быть выше или ниже нормы. В первом случае повышается вероятность коррозийного разрушения электродов с положительным зарядом. Во втором – опасность подстерегает в холодные периоды года, когда электролитический раствор способен охладиться и затвердеть. Поэтому контроль уровня густоты зимой является первостепенной задачей любого владельца ТС.

Подготовка перед поднятием плотности электролита

Для измерения концентрации электролита в аккумуляторной батарее необходимо, чтобы соблюдались условия:

1. На АКБ отсутствуют сколы или трещины, корпус абсолютно целый и клеммы без повреждений;
2. Нормальный уровень жидкости в каждой из банок;
3. Температурный режим электролитического раствора в диапазоне от 20 до 25°С;
4. Заряд батареи полный.

При наличии повреждений клемм или корпуса данные могут быть неточными, а причина отсутствия способности выдать нужный разряд для старта ТС совсем не в низкой плотности электролита. Низкий уровень жидкости является более концентрированным, чем его нормальное количество, разбавленное дистиллятом. При низких температурах замеры существенно отличаются от реальных значений в нормальных условиях. В разряженном аккумуляторе густоты раствора всегда ниже, поскольку большинство ионов скопилось на пластинах.

ВАЖНО: Добавление серного концентрата для коррекции плотности электролита должно производиться очень аккуратно, поскольку более высокие показатели способствуют осыпанию пластин и порче АКБ.

Зарядка от генератора автомобиля аккумулятора выполняется не в полном объеме, а всего на 80-90%, что требует подзарядки прибора для измерения концентрации раствора.

В подготовительные работы по поднятию плотности электролита входит:

• Изъятие АКБ из ТС;
• Хранение в теплом помещении до приобретения АКБ температуры 20-25 °С;
• Проверка уровня насыщенности раствора;
• Зарядка и зачистка клемм по необходимости до пополнения жидкости в банках.

Для определения нормы существуют специальные таблицы, согласно которым эксплуатационный показатель для теплого периода должен быть не ниже 1,27 г/куб. см, а для зимнего – 1,3 г/куб. см.

Поднимаем плотность электролита в АКБ

Для повышения концентрации активного раствора в банках аккумулятора необходимо приготовить:

• Средства для личной защиты при работе с едкими веществами: старая одежда, защитные очки, респиратор или защитная маска, перчатки резиновые;
• Мерный стакан;
• Емкость, в которую будет сливаться старый раствор;
• Аэрометр с резиновой грушей для откачки имеющейся в банках жидкости;
• Дрель со сверлом диаметром 3-4 мм;
• Паяльная лампа или паяльник;
• Кислотная пластмасса.

Электролит содержит в составе серную кислоту, способную разъесть кожу или одежду, поэтому следует позаботиться о личной защите и постараться все манипуляции делать предельно аккуратно.

• Полной заменой электролита в банках при концентрации ниже 1 г/куб. см;
• Добавлением аккумуляторной кислоты в раствор;
• Заливанием дистиллята и серной кислоты до нужного уровня и показателя плотности.

Полная замена электролита

Это является крайней радикальной мерой в случае полной выработки своего ресурса электролитом при снижении его плотности до 1 г/куб. см. Действия осуществляются в следующем порядке:

1. Аккумуляторная батарея после подготовки подвергается полной откачке раствора из банок с помощью груши;
2. Перевернув АКБ набок необходимо в дне каждой емкости с электродами просверлить дырки и слить остаток жидкости;
3. В таком положении нужно продержать прибор и промыть внутренние полости дистиллятом;
4. Очищенную батарею снова делают герметичной, запаивая кислотной пластмассой, сделанные ранее отверстия дрелью. Для этого пользуются паяльной лампой или паяльником;
5. В каждую банку заливается нужное количество дистиллята, которое рассчитывается в соотношении от общего объема банки и нужного количества аккумуляторной кислоты для раствора с концентрацией 1,25-1,27 г/куб. см;
6. Банки хорошо закупориваются, слегка встряхивается батарея без сильного отклонения от вертикали.

ВАЖНО: Первым в банки заливается дистиллят, а после добавляется кислота, в ином случае жидкость вскипит.

Добавление аккумуляторной кислоты

При показателе плотности раствора ниже 1,2 г/куб. см необходимо применять кардинальные меры для повышения значения электролита. Следует приобрести аккумуляторную кислоту, плотность которой составляет 1,84 г/куб. см, и залить тем же способом, что и обычный электролит.

Добавление дистиллята и серной кислоты

Необходимо сначала откачать имеющийся раствор из каждой банки АКБ. Затем залить новую жидкость плотностью 1,25-1,27 г/куб. см. Заполнив банки до отметки «Норма», следует хорошо закрыть крышки и слегка встряхнуть батарею.

ВАЖНО: Запрещается переворачивать вверх дном АКБ. При такой манипуляции могут отколоться кусочки соли свинца с решетки и попасть на соседний электрод, замкнув таким образом банку. После этого поврежденная емкость станет непригодной для эксплуатации.

Замеры концентрации подскажут необходимость повторения процесса замены электролита. Если показатель ниже 1,25 г/куб. см, то следует повторять операцию до тех пор, пока не будет получен нужный результат.

Корректирующая подзарядка АКБ

После замены или манипуляций по повышению плотности электролита в банках батареи устанавливается раствор с отличным друг от друга показателем. Допускается разнос в диапазоне 0,01 г/куб. см. Чтобы выровнять это значение необходимо произвести корректирующую подзарядку. Суть метода заключается в подаче на протяжении 1-2 часов тока при зарядке в 2-3 раза ниже номинального значения.

При отсутствии положительного результата применяются более радикальные способы выравнивания. Применяется зарядка устройствами, оснащенными регуляторами, обеспечивающими стабильное напряжение на входе.

Инструкция восстановления плотности корректирующей подзарядкой:

1. Заряжается батарея полностью;
2. В момент достижения максимального заряда при наблюдении кипения электролита сила тока снижается до уровня 1-2 А;
3. В процессе кипения происходит испарение дистиллята и повышается густота жидкости;
4. Для каждого отдельного случая время выпаривания может быть разным и иногда достигать 1 сутки;
5. При снижении плотности ниже 1,25 г/куб. см электролит доливается, концентрация замеряется при остывании прибора до 25 °С;
6. Производится повторная операция при необходимости.

Единственный недостаток процедуры – большая длительность.

Корректирующий электролит

Под корректирующей смесью понимают электролит, плотность которого составляет 1,4 г/куб. см. Простое добавление такого раствора недопустимо, следует предварительно произвести замеры имеющегося уровня плотности жидкости. Установление причины поможет подобрать наиболее подходящий метод применения корректирующего электролита. Предназначение такого раствора:

• Скорректировать уровень электролита при вытекании раствора;
• Поднять уровень плотности жидкости в банке при заливании большего количества, чем нужно, дистиллята.

Порядок использования корректирующего электролита:

1. С помощью спринцовки или аэрометра откачать из полости банки жидкость;
2. Заменить откачанный раствор аналогичным объемом корректирующего состава;
3. Поставить заряжаться аккумулятор на срок от 30 минут до часа;
4. По окончанию зарядки выдержать прибор в спокойном состоянии часа 2-3;
5. Провести контрольный замер в каждой из банок;
6. Повторить процедуру при необходимости.

ВАЖНО: Откачивая электролит необходимо оставлять поверхность пластин покрытыми жидкостью.

Заключение

В заключении хотим отметить, что работа с АКБ и электролитом не проста. Поэтому, если у вас мало опыта в сервисных работах по вашему авто, то лучше всего обратиться в сервис и доверить это дело профессионалам. В любом случае, следите за плотностью электролита для надежной работы АКБ хоть летом, хоть зимой. 

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе автомобиля в домашних условиях?

Часть автомобильных батарей из невысокой ценовой категории нуждается в регулярном обслуживании, особенно когда происходит смена сезонов. Однако далеко не все водители знают об этом, что приводит не только к сокращению службы АКБ, но и к невозможности пуска мотора в холод. Как поднять плотность электролита в аккумуляторе, чтобы увеличить его эксплуатационный срок и нормально заводить машину в морозы?

Причины, по которым может снизиться плотность электролита в аккумуляторе

Сначала стоит понять принцип работы АКБ. Весь процесс образования постоянного напряжения происходит в кислотоупорном пластиковом корпусе. В нём находится шесть отдельных банок, каждая из которых выдаёт напряжение в 2,1 В. Все секции между собой соединяются в последовательную электрическую цепь. В результате на выходе получается 12,6 В. В каждой банке имеется набор плюсовых и минусовых пластин, пространство между которыми заполнено электролитом (смесью дистиллированной воды и серной кислоты в отношении 65 % и 35 %). В результате химической реакции свинца и раствора получается электрический ток. Суть работы батареи – периодические разряды и восстановление её полноценного функционирования посредством автомобильного генератора.

Сразу же стоит отметить: падение плотности в батарее вполне закономерный процесс. Если АКБ разряжается, концентрация серной кислоты в растворе падает и наоборот. Но возникают ситуации, когда аккумулятор зарядить невозможно. И одна из причин досадного явления – недостаточная плотность залитого в банки химиката. Факторов, по которым она падает, не так уж много:

1. Глубокая разрядка АКБ.
2. Непрофессионально проведённая перезарядка, в итоге которой электролит выкипает (не в прямом смысле этого слова: в результате электролиза образуются пузырьки кислорода и водорода).
3. Низкая температура наружного воздуха.
4. Саморазряд, вызываемый парами, выделяемыми аккумулятором, которые оседают на корпусе батареи, создавая замыкающую «дорожку» между плюсовым и минусовым выводом.
5. Неверно произведённый замер плотности электролита после добавления дистиллированной воды.

Если эксплуатировать аккумулятор в вышеописанном состоянии, неизбежен запуск процесса сульфатации пластин, который может стать необратимым. Возникает вопрос: как поднять плотность в аккумуляторе на зиму? В первую очередь стоит понять, что при понижении температуры до отрицательной концентрацию кислоты в электролите необходимо увеличить, а в жару, наоборот, понизить. Чтобы контролировать ситуацию, понадобится недорогой и несложный прибор с резиновой грушей на торце в виде толстой стеклянной трубки – ареометр. Так как речь идёт о зимнем периоде, то сначала необходимо подготовить АКБ.

Как повысить плотность аккумулятора с помощью корректирующего электролита?

Сначала батарею нужно снять с автомобиля, очистить, убедиться в отсутствии механических повреждений и принести в тёплое место – если нет гаража, придётся домой. На сутки после холода оставьте АКБ в покое. Как повысить плотность аккумулятора автомобиля и с чего нужно начать? Измерьте напряжение, если оно менее 12,5 В, батарею зарядите. После окончания процесса проконтролируйте ареометром плотность электролита: тестируйте каждую банку по отдельности при температуре наружного воздуха +20–22 градуса. Для этого опустите прибор в жидкую среду, нажмите на грушу и посмотрите на деления: нужный параметр для зимнего периода – 1,30–1,31 кг/куб. см. Нормальная плотность для летнего периода – 1,26–1,27. Причём в каждой банке должно быть одно и то же значение (разница не более 0,1). Если добавка дистиллированной воды и последующая зарядка проблему не решили, стоит подкорректировать раствор. Как повысить плотность электролита в аккумуляторе? Для этого нужно выкачать из банок раствор с помощью ареометра. Ни в коем случае не удаляйте химикат из АКБ путем её переворачивания: тогда присутствующие кусочки свинца могут застрять между пластинами и замкнуть их. Заливать нужно электролит с требуемой плотностью. Здесь есть два варианта, как повысить плотность аккумулятора:

1. Вы покупаете готовый химический раствор, где концентрация кислоты составляет 1,4 кг/куб. см и сразу льёте его в банки.
2. Отдельно приобретается дистиллированная вода и кислота. Согласно правилам, известным со школьной скамьи, смешиваются обе жидкости, при этом строго добавляется кислота в воду, но не наоборот. Осуществлять процедуру нужно в резиновых перчатках, чтобы не получить ожог.

После этого отправьте аккумулятор на зарядку и через пару часов проверьте плотность электролита. Если она не соответствует норме, процедуру нужно повторить.

Чтобы правильно решить проблему, как поднять плотность аккумулятора, корректирующий раствор можно использовать только в двух случаях:

1. Падение уровня жидкости в банках происходит из-за её утечки, связанной с механическими повреждениями корпуса или иными причинами.
2. В АКБ залито чрезмерное количество дистиллированной воды.

Однако перед тем как заливать новый раствор, стоит попробовать менее трудоёмкие способы. Например, популярностью пользуется метод, при котором поднять плотность в аккумуляторе можно зарядным устройством. Это сравнительно недорогой аппарат, купить который можно в любом автомагазине.

Как поднять плотность электролита с помощью зарядного устройства?

Данный вариант более простой. Но есть требование: необходим аппарат, где выходное напряжение регулируется жёстко. Дело в том, что существуют устройства, где сила тока автоматически падает при достижении полной зарядки. Как поднять плотность аккумулятора в домашних условиях? Здесь необходимо помнить:

1. При достижении нормальной ёмкости и напряжения АКБ начнёт кипеть: в этом случае силу зарядного тока нужно убавить на пару ампер.
2. Проверьте уровень электролита: если он стал меньше, измерьте плотность и добавьте дистиллированную воду или корректирующий раствор.

Что делать, если плотность электролита упала ниже критического минимума?

Если значение на ареометре менее 1,18, необходимо предпринимать меры по увеличению плотности раствора до требуемого значения. Чтобы этого добиться, придётся слить его полностью, что с помощью отсасывания химиката ареометром не получится. Что же тогда делать с низкой плотностью электролита в аккумуляторе? В этой ситуации после удаления раствора обычным способом батарею нужно перевернуть вверх дном и просверлить в ней отверстия небольшого диаметра (10–12 мм). Опять поставьте АКБ вверх ногами и полностью удалите электролит. И только после этого заполняйте аккумулятор корректирующим раствором и ставьте на зарядку. Недостаток данного метода заключается в снижении эксплуатационного срока батареи. Но, зная, как увеличить плотность электролита в аккумуляторе, целесообразнее продлить жизнь изделия на несколько месяцев, чем отправиться за покупкой нового.

На следующем этапе потребуется промыть банки с помощью дистиллированной воды. Затем просверленные отверстия нужно запаять подходящим (стойким к воздействию кислотных сред) пластиком. Здесь лучший вариант – пробки-заглушки с отработавших своё батарей. Теперь можно заполнять банки электролитом. Стоит помнить, что его чрезмерная плотность ведёт к коррозии плюсового электрода, а слишком низкая – к замерзанию раствора при отрицательной температуре.

Как видно из вышесказанного, процедура увеличения плотности электролита не отличается особой сложностью. Однако избежать ненужных действий можно, если следить за обслуживаемой АКБ (есть изделия, не требующие вмешательства в течение всего эксплуатационного срока, но стоят они дороже) и проверять вовремя её состояние. Делать это рекомендуется хотя бы раз в две недели при условии каждодневной интенсивной езды. Особенно это важно для автомобилей, возраст которых уже перевалил за 5 лет.

Как поднять плотность аккумулятора автомобиля?

Работоспособность аккумуляторной батареи в автомобиле должна всегда находиться на высшем уровне. Это может подтвердить каждый, кто в мороз столкнулся с проблемой запуска двигателя. Именно аккумуляторная батарея, а вернее её состояние играет решающую роль. Но, к сожалению, на любом автомобиле может произойти ситуация, когда двигатель еле-еле проворачивается, а панель приборов светит тусклым светом. Причина кроется в разряженном аккумуляторе.

Чтобы ответить на вопрос о причине разрядки аккумулятора, стоит задуматься, как давно производилась зарядка? Если недавно, то почему батарея не держит заряд? Бывает и так, что источник питания заряжает, а батарея всё равно не заряжается. Вышеописанные симптомы указывают на слишком низкую плотность электролита. Она отражает долю или количество серной кислоты, которая входит в состав раствора-реагента и должна примерно быть равной 1,27 г/см3. Возможны отклонения на одну-две сотых величины. Но при плотности ниже 0,25 аккумулятор не сможет запустить двигатель. Однако выносить приговор батарее ещё очень рано. Существует несколько способов приведения плотности к нормальным показателям и все они считаются действенными.

Вариант с добавлением дистиллированной воды не рассматривается, так как он применим при снижении уровня электролита, если точно известно, что не хватает именно воды, и утверждение, что кислота не выкипает – неверно. Небольшие отклонения плотности возможно скорректировать, не сливая полностью раствор, но некоторую его часть придётся откачивать спринцовкой. Нужно приобрести готовый электролит нормальной плотности и в каждой банке менять порцию старого электролита на новую. Постепенно плотность подойдёт к нормальному значению.

Если показатель содержания кислоты даже ниже 1,18, то вышеописанная процедура будет длиться долго, поэтому желательно прибегнуть к кардинальному методу – замене электролита. Его можно приготовить самостоятельно, имея под рукой ёмкости и ареометр – специальное устройство для измерения плотности. Удаляется старый электролит из корпуса батареи спринцовкой или через самостоятельно просверленные отверстия снизу. Впоследствии эти отверстия необходимо запаять.

Ещё один способ повысить долю кислоты в растворе – зарядка аккумулятора небольшим током. Дистиллированная вода начнёт постепенно выкипать. Таким образом, составляющая доля серной кислоты будет увеличиваться. Важно не забывать проверять уровень электролита при подобной процедуре. Как видно из примеров даже новичок может реанимировать аккумулятор. Вероятность же положительного исхода зависит от общего состояния АКБ.

Плотность электролита в автомобильном аккумуляторе

Аккумулятор – это важная деталь вашего автомобиля, которая требует и особого ухода. При тяжелых условиях эксплуатации АКБ часто выходит из строя. Особо тяжело живется аккумуляторной батарее автомобиля зимой – при низких температурах многие автомобилисты, несмотря на все ухищрения, не могут завести машину.

Рассмотрим такую ситуацию, когда вам приходится довольно часто заряжать аккумулятор. Но на долго его не хватает после подзарядки – батарея быстро садится и вы часто не можете завести авто. Это должно вас натолкнуть на мысль о том, что упала плотность электролита в аккумуляторе.

Каковы причины такого столь печального события? Плотность может упасть из-за испарения раствора. Испарение это может наступить в двух случаях – аккумулятор часто перегревается, или же он закипает при перезарядке.  Чтобы в будущем не допускать подобного, прочтите, как правильно надо заряжать аккумулятор.

После того, как раствор испаряется, доливают дистиллированную воду. Вот и ответ, почему плотность электролита снижается.

Но выкидывать аккумулятор не стоит. Вы можете самостоятельно повысить плотность электролита в аккумуляторе, попросту долив его. Но спешить с этим не надо, потому что так можно только испортить батарею, чересчур уплотнив электролит.

Но решить проблему мало, нужно устранить ее причины. Подумайте о том, какие действия вы часто совершаете в машине. Постоянна музыка, обогреватели, включенные без надобности фары приводят к тому, что аккумулятор не может полностью зарядиться. В таком случае часть серы оседает на пластинах и плотность электролита в аккумуляторе автомобиля снижается. В таком случае не надо бежать за электролитом, чтобы долить его – достаточно просто несколько раз полностью зарядить и разрядить аккумулятор.

Итак, мы разобрались с тем, как повысить плотность электролита в незапущенных случаях. Доливать его имеет смысл только тогда, когда точно известно, что он был пролит из батареи.

Что же делать, если плотность электролита превышена? В таком случае нужно отобрать часть электролита. Сделать это можно простой медицинской грушей. Теперь доливаем в батарею дистиллированную воду и опять измеряем плотность, чтобы не понизить ее.

Если вы знаете, что аккумулятор уже довольно старый, то корректировать плотность электролита тут не всегда целесообразно. Возможно, проще и дешевле будет приобрести новый аккумулятор, чем морочиться со старым.

Читайте другие статьи по теме:

Правильный и безопасный заряд аккумулятора — как и чем заряжать? | Статьи

Как правильно и безопасно зарядить авто (мото) свинцово-кислотный аккумулятор. 

Сразу оговоримся — настоящая статья предназначена для неподготовленных людей, аккумуляторщики и опытные пользователи вряд ли почерпнут для себя что-то новое.

Не отвлекаясь на второстепенные моменты, мы постараемся донести до читателей статьи базовые основы заряда аккумулятора и поможем выбрать правильное зарядное устройство.

Какие существуют методы заряда.

1. Заряд постоянным током.

Заряд производится при установленном значении зарядного тока (измеряется в Ампер) без ограничения напряжения (измеряется в Вольт). Пример устройства, обеспечивающего данный способ заряда – классический тяжелый трансформаторный зарядник – выпрямитель. Величина зарядного тока и длительность заряда определяются исходя из значения емкости, технологии изготовления и состояния аккумулятора. Ограничить напряжение при таком способе заряда возможно только вручную, уменьшением значения тока. Данный способ используется как правило профессиональными аккумуляторщиками и рекомендуется только для опытных пользователей.

2. Заряд при постоянном напряжении.

Заряд производится при заданном постоянном значении напряжения. Ток может быть ограничен возможностями и настройками зарядного устройства (пользователем). Пример устройства, обеспечивающего данный способ заряда – автомобильный реле-регулятор. Современные продвинутые реле-регуляторы способны менять напряжение заряда по алгоритмам, установленным автопроизводителями, но суть от этого не меняется – заряд все равно происходит при постоянном напряжении.

3. Заряд смешанным методом.

Первый этап заряда производится методом постоянного тока установленным (ограниченным) значением тока до достижения заданного значения напряжения (предустановлено в зарядном устройстве или ограничено пользователем). Второй этап начинается по достижении заданного напряжения, зарядный ток стабилизируется и его значение начинает падать, по сути на данном этапе заряд уже идет при постоянном напряжении. Правильный заряд этим так называемым смешанным методом могут обеспечить современные импульсные зарядные устройства, но только те, которые имеют функцию ограничения напряжения значением, подходящим для технологии изготовления и состояния конкретно взятого аккумулятора. Данный способ (метод) и подходит больше всего обычному, неопытному пользователю, которому надо при проведении заряда учесть состояние своего аккумулятора и технологию его изготовления, а также уяснить ряд нехитрых правил проведения заряда. Ну и, конечно, надо иметь правильное зарядное устройство.

Необходимо уяснить, что ресурс батареи снижают три основных явления:

– Оплывание (осыпание) активной массы, которое происходит при перезаряде либо в процессе естественного механического износа. Данное явление носит необратимый характер, лечению не подлежит, при критическом уровне данного процесса батарея подлежит замене.

— Сульфатация, т.е. образование кристаллов сульфата свинца на пластинах в процессе разряда АКБ. Сульфат всегда присутствует в любой батарее, его образование и растворение – это естественный рабочий процесс, происходящий при разряде-заряде батареи. Кристаллы сульфата могут быть небольшими и легко растворимыми, при хроническом недозаряде они становятся крупными и тяжело растворимыми. Данное явление носит обратимый характер, но чем старее в батарее сульфат, тем тяжелее его растворить, тем больше усилий придется для этого приложить и больше действий совершить.

— Расслоение электролита (кислотная стратификация). Электролит состоит из воды и серной кислоты, причем кислота физически тяжелее воды. В процессе заряда сульфат растворяется и кислота снова попадает в электролит, причем стремится стечь по пластинам в нижнюю часть корпуса АКБ. Данное явление наиболее усиливается в разряженных батареях и наименее характерно для тех АКБ, в которых разряд незначительный и своевременно восполняется. Устраняется расслоение электролита путем доведения заряженной батареи до состояния, при котором происходит ее интенсивное «кипение», т.е. электролиз, разложение воды на кислород и водород.

Вышеперечисленные явления как правило идут рука об руку, и эксплуатация АКБ с застарелым сульфатом приводит к ускоренному осыпанию рабочей не покрытой сульфатом активной массы (нерабочая осыпающаяся активная масса называется шламом) и повышенному расходу воды из АКБ, все это сопровождается расслоением электролита. Это происходит потому, что крупные кристаллы сульфата уменьшают площадь пластин, на которой происходит химическая реакция, оставшаяся рабочая активная масса подвергается более высокой нагрузке, все больше зарядного тока бесполезно тратится впустую на электролиз – разложение воды на кислород и водород. Соответственно, чем больше в АКБ застарелого сульфата, тем быстрее происходят описанные негативные процессы и все ближе утилизация АКБ.

Правильный и полноценный заряд проводится при температуре АКБ, равной комнатной. Но начинать заряд вполне можно при любой температуре АКБ.

Если нам нужно зарядить исправный аккумулятор, который имеет свежий незначительный разряд, скажем, не более 50 % от емкости, достаточно будет ограничить напряжение окончания заряда 14,8 – 15 Вольт, зарядный ток ограничиваем значением, не превышающем 10 % от номинальной емкости аккумулятора. Свидетельством окончания заряда будет служить падение зарядного тока до значения 0,5 – 1 Ампер. Наличие пробок на аккумуляторе позволит окончательно убедиться в окончании заряда путем измерения контроля уровня электролита и его плотности, которая должна достичь заводской – 1,27 – 1,31 г/см3.

Если требуется зарядить аккумулятор с полностью разряженного состояния, либо есть сомнения относительно его исправности или есть необходимость в сезонном профилактическом заряде, целесообразно применить несколько иной алгоритм заряда, разделив заряд на два этапа.

На первом этапе, не нагружая активную массу на пластинах, проводим заряд током, не превышающем 10 % емкости АКБ, ограничив напряжение безопасным значением, не более 14,4 – 14,8 Вольт. Перед зарядом необходимо убедиться, что уровень электролита достаточен, чтобы были закрыты пластины, при необходимости долить дистиллированную воду. Доводить уровень до исходного на первом этапе не нужно, так как в процессе заряда он может подняться и есть риск получить избыточный уровень электролита. Если батарея была глубоко разряжена или долго эксплуатировалась в состоянии хронического недозаряда, лучше значение тока выставить как можно меньше, вплоть до 1 % от емкости. Чем меньше значение зарядного тока, тем качественнее и полнее происходит заряд. На первом этапе задача состоит в том, чтобы максимально полно восполнить емкость батареи без избыточной нагрузки на активную массу на решетках. Индикатор окончания первого этапа заряда – падение зарядного тока до значения менее 1 Ампер, чем меньше, тем лучше.

На втором, самом важном этапе заряда, нужно решить две основные задачи – растворить застарелый сульфат и устранить расслоение электролита. При наличии неравномерного и/или недостаточного уровня электролита также добавляется задача выровнять уровень и плотность электролита во всех банках. В таком случае второй этап заряда также называется уравновешивающим, или выравнивающим зарядом.

Необходимо тщательно выровнять уровень электролита дистиллированной водой. И довести его до уровня заводского, который в разных АКБ составляет от 1,5 до 3 см. Проще, если в АКБ есть какие-либо физические индикаторы в виде, например, пластиковых лапок-ограничителей. Если нет, нужно найти информацию в руководстве или на сайте завода-производителя.

Устанавливаем такие параметры заряда, которые обеспечат интенсивное газовыделение из электролита, т.е «кипение». Напряжение, при котором будет интенсивно кипеть АКБ по технологии Са/Са, составляет примерно 15,5 — 16 Вольт, выставляем 16, гибридная Sb/Ca – 15,3 – 15,6 Вольт, выставляем 15,5 – 15,7 Вольт, для сурьмянистых должно хватить 15 Вольт. Величину зарядного тока лучше ограничить 1 – 5 % от емкости АКБ, причем чем более «запущена» батарея, тем меньше зарядный ток есть смысл выставить, заданное напряжение при этом будет достигаться конечно же дольше.

Положительный результат можно будет считать достигнутым, если зарядный ток после достижения заданного напряжения упал до 1 Ампер и ниже, плотность электролита достигла исходного значения 1,27 – 1,31 г/см3 (необходимо знать заводские параметры плотности), стала равномерной во всех банках, и значение плотности не меняется на протяжении двух – трех часов. Даже если за короткое время зарядный ток упал до низкого значения (0,5 – 1 Ампер), заряд все равно целесообразно продолжить на протяжении нескольких часов для устранения кислотной стратификации. Если положительный результат не достигается на протяжении многих часов, если по плотности «отстают» некоторые банки, можно поднять напряжение заряда на 0,1 – 0,3 Вольт. Иногда можно и даже нужно поднять ток и напряжение заряда и выше, или вообще снять ограничение по напряжению, но, повторяемся, наша статья для неопытных пользователей, данные действия Вы будете осуществлять на свой страх и риск.

Если описанные действия не привели к нужному результату, отдайте АКБ в квалифицированный сервис или замените на новую. Либо выжмите из нее оставшийся ресурс и потом замените.

Если у Вас АКБ с лабиринтной крышкой без пробок, отрегулировать уровень электролита без «колхозинга» не получится, поэтому нужно хотя бы попытаться убедиться, что он есть, путем просвечивания АКБ мощным источником света. Такие батареи, несмотря на то, что маркетологи назвали их «необслуживаемыми», как раз таки очень нуждаются в своевременной правильной дозарядке, потому что полностью заряженная исправная кальциевая АКБ практически не расходует воду, и уровень электролита в ней долгое время остается ровным и стабильным.

Особенности заряда батарей по технологии Са/Са EFB.

Заряд аккумуляторов EFB производится так же, как и обычных кальциевых. Нужно только учесть одну особенность — в правильных EFB пластины толще и скомпонованы плотнее, расстояние между ними меньше, по этой причине электролит в них перемешать тяжелее, плотность в верхних слоях батареи может подниматься дольше. Будьте готовы к тому, что второй этап заряда на повышенном напряжении возможно придется производить дольше, напряжение поднимать выше.

Особенности заряда батарей по технологии AGM, GEL.

А вот AGM и GEL технологии заряжать с применением высоких значений напряжения крайне нежелательно. Ввиду того, что в них отсутствует электролит в жидком виде, кислотная стратификация как таковая отсутствует, перемешивать электролит не нужно, и избыточное напряжение приведет к безвозвратной утрате воды. Поэтому заряжать их следует в один этап с ограничением напряжения 14,3 — 14,4 Вольт. Если результат не достигнут, можно попробовать поднять напряжение заряда до 15 Вольт, но долго скорей всего такая батарея уже не прослужит. Глубокий разряд такие батареи переносят намного хуже классических, и вероятность их восстановления после глубокого разряда намного ниже. Их «конек» — цикличность, т.е. работа в режиме многократного частичного разряда-заряда. Но никак не глубокого разряда. Поэтому задача пользователя при эксплуатации таких батарей — не допускать их разряда и своевременно его восполнять.

Ну и собственно, какое зарядное устройство выбрать?

Полноценное зарядное устройство, которое позволит правильно зарядить аккумулятор, изготовленный по любой технологии, должно иметь регулировку не только зарядного тока, но и, что самое важное, напряжения заряда. Причем крайне желательно, чтобы регулировка была плавной (особенно для зарядного тока) и как можно более широкими диапазонами. Допустима ступенчатая регулировка напряжения заряда, лишь бы этого самого напряжения хватало для правильного заряда. Также важно, чтобы зарядное устройство без «разрешения» пользователя не переходило по окончании заряда в так называемый буферный режим (хранение аккумулятора при пониженном напряжении с компенсацией саморазряда), это препятствует полноценному окончанию заряда и «добивке» емкости до 100%.

Примером полноценного импульсного зарядного устройства, которое способно полностью заменить старый трансформаторник — выпрямитель, является «Вымпел-57» производства ООО «НПП «ОРИОН», либо более продвинутая «интеллектуальная» его версия — «Вымпел-55».

Ну и конечно, старое доброе трансформаторное зарядное устройство — выпрямитель, способное заряжать методом постоянного тока без ограничения напряжения, но, на наш взгляд, это инструмент скорее для опытного и умелого пользователя.

Помните, что своевременный и правильный профилактический заряд как минимум в два – три раза продлит ресурс Вашего аккумулятора!

На пути к недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии (Журнальная статья)

Ли, Цзяньлинь, Ду, Чжицзя, Рутер, Роуз Э., Ан, Сон Джин, Дэвид, Ламуэль Абрахам, Хейс, Кевин, Вуд, Марисса, Филипп, Натан Д., Шэн, Янпин, Мао, Чэнью, Калнаус, Сергей, Дэниел, Клаус и Вуд, III, Дэвид Л. К недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии. США: Н.стр., 2017. Интернет. DOI: 10.1007 / s11837-017-2404-9.

Ли, Цзяньлинь, Ду, Чжицзя, Рутер, Роуз Э., Ан, Сон Джин, Дэвид, Ламюэль Абрахам, Хейс, Кевин, Вуд, Марисса, Филипп, Натан Д., Шэн, Янпин, Мао, Чэнью, Калнаус, Сергей, Дэниел, Клаус и Вуд, III, Дэвид Л. К недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии. Соединенные Штаты.DOI: https: //doi.org/10.1007/s11837-017-2404-9

Ли, Цзяньлинь, Ду, Чжицзя, Рутер, Роуз Э., Ан, Сон Джин, Дэвид, Ламюэль Абрахам, Хейс, Кевин, Вуд, Марисса, Филипп, Натан Д., Шэн, Янпин, Мао, Чэнью, Калнаус, Сергей, Дэниел, Клаус и Вуд, III, Дэвид Л. Мон. «К недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии». Соединенные Штаты.DOI: https: //doi.org/10.1007/s11837-017-2404-9. https://www.osti.gov/servlets/purl/1400215.

@article {osti_1400215,
title = {К недорогим, высокоэнергетическим и мощным литий-ионным батареям},
автор = {Ли, Цзяньлинь и Ду, Чжицзя и Рутер, Роуз Э. и Ан, Сон Джин и Дэвид, Ламуэль Абрахам и Хейс, Кевин и Вуд, Марисса и Филип, Натан Д.and Sheng, Yangping and Mao, Chengyu and Kalnaus, Sergiy and Daniel, Claus and Wood, III, David L.},
abstractNote = {Снижение стоимости и увеличение плотности энергии - два препятствия для широкого применения литий-ионных батарей в электромобилях. Хотя стоимость аккумуляторов для электромобилей с 2008 по 2015 год снизилась примерно на 70%, текущая стоимость аккумуляторных батарей (268 / кВтч в 2015 году) все еще в 2 раза больше, чем запланировано USABC (125 / кВтч). Несмотря на то, что многие достижения в химии элементов были реализованы с тех пор, как литий-ионная батарея была впервые коммерциализирована в 1991 году, за последнее десятилетие произошло несколько крупных прорывов.Таким образом, будущее снижение затрат будет зависеть от производства ячеек и более широкого признания рынка. В этой статье обсуждаются три основных аспекта снижения затрат: (1) контроль качества для минимизации брака при производстве элементов; (2) новая обработка электродов и инженерия для снижения затрат на обработку и увеличения плотности энергии и производительности; и (3) разработка и оптимизация материалов для литий-ионных батарей с высокой плотностью энергии. Также рассматриваются идеи по увеличению энергии и удельной мощности литий-ионных батарей.},
doi = {10.1007 / s11837-017-2404-9},
журнал = {JOM. Журнал Общества минералов, металлов и материалов},
число = 9,
объем = 69,
place = {United States},
год = {2017},
месяц = ​​{6}
}

Повышение производительности литий-ионных аккумуляторов, увеличение срока службы элементов с катодами из никелевых, кобальтовых и алюминиевых наночастиц с графеновым покрытием — ScienceDaily

Литий-ионные аккумуляторы (LIB), которые функционируют как высокоэффективные источники энергии для возобновляемых источников энергии, таких как электромобили и т. Д. Для бытовой электроники требуются электроды, обеспечивающие высокую плотность энергии без ущерба для срока службы элементов.

В журнале Vacuum Science and Technology A, изданном AIP Publishing, исследователи исследуют причины деградации катодных материалов LIB с высокой плотностью энергии и разрабатывают стратегии для смягчения этих механизмов деградации и улучшения характеристик LIB.

Их исследования могут быть ценными для многих новых приложений, особенно для электромобилей и хранения энергии на уровне сети для возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.

«Большинство механизмов разложения LIB происходит на поверхностях электродов, которые находятся в контакте с электролитом», — сказал автор Марк Херсам.«Мы стремились понять химический состав этих поверхностей, а затем разработать стратегии минимизации деградации».

Исследователи использовали химическую характеристику поверхности как стратегию для выявления и минимизации остаточных примесей гидроксидов и карбонатов в результате синтеза наночастиц NCA (никель, кобальт, алюминий). Они поняли, что поверхности катода LIB сначала необходимо подготовить с помощью подходящего отжига, процесса, при котором наночастицы катода нагреваются для удаления поверхностных примесей, а затем закрепляются в желаемых структурах с атомарно тонким графеновым покрытием.

Наночастицы NCA, покрытые графеном, которые были включены в состав катодов LIB, показали превосходные электрохимические свойства, включая низкий импеданс, высокую производительность, высокую объемную энергию и удельную мощность, а также длительный срок службы циклов. Графеновое покрытие также действует как барьер между поверхностью электрода и электролитом, что еще больше увеличивает срок службы элемента.

Хотя исследователи думали, что одного графенового покрытия будет достаточно для улучшения характеристик, их результаты показали важность предварительного отжига катодных материалов для оптимизации химического состава их поверхности перед нанесением графенового покрытия.

В то время как эта работа была сосредоточена на катодах LIB с высоким содержанием никеля, методология могла быть обобщена на другие электроды аккумулирования энергии, такие как натрий-ионные или магниево-ионные батареи, которые включают наноструктурированные материалы с большой площадью поверхности. Следовательно, эта работа устанавливает четкий путь вперед для реализации высокопроизводительных устройств хранения энергии на основе наночастиц.

«Наш подход также может быть применен для улучшения характеристик анодов в LIB и связанных с ними технологиях хранения энергии», — сказал Херсам.«В конечном итоге вам необходимо оптимизировать как анод, так и катод, чтобы достичь наилучших возможных характеристик батареи».

История Источник:

Материалы предоставлены Американским институтом физики . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Три способа улучшения литий-ионных аккумуляторов

Несмотря на то, что производительность литиевых батарей значительно возросла, все еще есть возможности для улучшения, чтобы снизить стоимость, повысить устойчивость и максимизировать их влияние на декарбонизацию, говорит Маркос Иеридес, консультант и эксперт по материалам в инновационной консалтинговой компании Bax & Company.

Благодаря постоянно растущему населению мира, а также глобальному экономическому росту, наши потребности в энергии стремительно растут, достигнув пика в 113 000 ТВтч в 2017 году по данным Международного энергетического агентства. Воздействие этого роста на окружающую среду и благосостояние общества становится все более очевидным, усиливая необходимость декарбонизации секторов транспорта и производства электроэнергии — двух секторов с наибольшим уровнем загрязнения в Европейском союзе (ЕС).

Электромобильность стала распространенным решением для декарбонизации транспортного сектора, при этом за последние два года продажи электромобилей выросли на 60%.В то же время в секторе производства электроэнергии ускоряется использование энергии ветра и солнца, при этом четверть мировой электроэнергии поступает из возобновляемых источников энергии.

Чтобы эти решения полностью раскрыли свой потенциал, они должны сочетаться с эффективными технологиями хранения энергии. Производительность литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов значительно возросла в результате значительных инвестиций в НИОКР; удельная энергия утроилась с 2008 года, а стоимость снизилась почти на 85%.Тем не менее, необходимы дальнейшие исследования для снижения нормированной стоимости энергии (LCOE) и обеспечения того, чтобы производство и использование батарей не оказывало негативного воздействия на окружающую среду.

1. Найдите альтернативы дефицитным электродным материалам для повышения плотности энергии и уменьшения воздействия на окружающую среду и общество

Сегодняшние батареи включают РЗЭ (редкоземельные элементы), CRM (критическое сырье) и другие «чувствительные» материалы. Наиболее важными элементами, возможно, являются кобальт (Co), никель (Ni), марганец (Mn) и литий (Li) из-за их важности для окончательных электрохимических характеристик батареи.

По оценкам Объединенного исследовательского центра ЕС, спрос на эти материалы вырастет на 2500% с 2015 по 2030 год, что создаст проблему дефицита. Тот факт, что большинство таких элементов неравномерно распределены по миру, также не облегчает задачу; По данным Европейской комиссии, одна треть никеля и лития, используемых в батареях во всем мире, добывается в Китае и Чили соответственно, а две трети поставок кобальта поступает из Демократической Республики Конго.Это создает значительные риски для цепочки поставок и способствует огромной краткосрочной и долгосрочной волатильности цен. К этому добавляется сомнительное воздействие на окружающую среду и общество таких материалов, в частности, добыча кобальта в Демократической Республике Конго с использованием кустарных рудников и детского труда.

Текущие исследования и инновации (НИОКР) во всем мире направлены на решение этих проблем. Содержание кобальта в никель-марганцево-кобальтовых (NMC) катодах, одном из наиболее известных химических свойств катодов, снижено с ~ 0.По данным IEA, от 4 кг / кВтч для NMC111 до 0,03 кг / кВтч для NMC811.

Эти улучшения также направлены на повышение производительности, помимо решения проблем с сырьем; Удельная энергия катодов NMC811 на 25% выше, чем у NMC111, при 200 мАч / г согласно работе Research Interfaces. Другие подходы полностью исключают использование Со. В рамках совместного финансируемого ЕС проекта НИОКР COBRA (Батареи без COBALT для FutuRe Automotive Applications) разрабатывается химический состав катода из литий-ионного оксида марганца (LMO) без содержания кобальта.Чтобы улучшить характеристики, партнеры работают над легированием катодного материала оксидами с высоким содержанием лития, чтобы достичь емкости 250 мАч / г.

2. Реализовать механизмы самовосстановления для увеличения срока службы батареи

Электрохимические явления, которые позволяют аккумулятору накапливать и обеспечивать энергию по требованию, также ответственны за механизмы деградации, которые со временем снижают производительность аккумулятора в элементах аккумулятора. Одним из примеров является формирование слоя SEI, который, хотя и жизненно важен для производительности элемента, в конечном итоге способствует снижению емкости и плотности мощности.

Подход к решению таких проблем вдохновлен живыми организмами, которые могут лечить травмы и восстанавливать функциональность поврежденных частей тела, чтобы выжить. В широком смысле его можно разделить на профилактические, то есть предотвращающие или замедляющие механизмы деградации, или активные, то есть на устранение повреждения после того, как оно произошло. В этом подходе используются самовосстанавливающиеся полимеры, которые восстанавливают повреждения путем восстановления разорванной границы раздела с помощью обратимых химических связей или специфических супрамолекулярных взаимодействий, таких как водородные связи, среди прочего.Эти материалы могут быть либо непосредственно включены в компоненты батарей во время их производства, либо встроены в микрокапсулы, которые затем вводятся в компоненты — например, электролит — и высвобождаются автономно при выполнении условия или по требованию внешнего стимула.

Текущие исследования в этой области все еще находятся в зачаточном состоянии, хотя область постепенно привлекает внимание. Европейская арена аккумуляторов выдвигает на первый план самовосстановление как одну из ключевых областей для будущих исследований, в том числе в рамках совместной инициативы «Аккумулятор 2030+» (цель которой «поставить Европу на передний план в гонке по разработке аккумуляторных технологий будущего»). ).

3. Разработка более эффективных производственных линий для снижения затрат

Хотя стоимость аккумуляторов быстро снижается, LCOE все еще в два-четыре раза выше, чем для энергии ветра и солнца, недавно сообщило BloombergNEF. Отчасти это связано с энергоемкими процессами производства компонентов и элементов. Особенно энергоемкими являются процессы обжига и соосаждения для производства электродов, так как они требуют нагрева обжиговых печей до температур выше 1000 ° C.Для NMC111 доля потребления энергии на кальцинирование и осаждение составляет около 35% от общих 1127 МДж / кВтч батареи [согласно анализу жизненного цикла Q. Dai]. Помимо того, что для достижения таких температур требуется значительное количество энергии, печи, как правило, работают круглосуточно (для достижения таких температур при «холодном запуске» потребуется много времени), что еще больше увеличивает энергопотребление производственных предприятий.

«Простым» решением для этого было бы использование энергии из возобновляемых источников энергии, которая постепенно дешевеет.Помимо затрат, это также снизит выбросы парниковых газов (ПГ).

Другие подходы направлены на поиск более инновационных решений, таких как разработка процесса производства электродов на водной основе. Это идет рука об руку с разработкой составов на водной основе с растворимыми связующими, которые позволили бы отказаться от использования нынешних связующих н-метил-2-пирролидона (NMP), которые требуют длительного времени сушки при высоких температурах.

Заключение

Это лишь некоторые из способов, с помощью которых мы можем обеспечить устойчивость и коммерческую жизнеспособность аккумуляторных систем.

Потребуются дополнительные технологические, социальные и политические инновации, чтобы ускорить развертывание батарей, которые удовлетворяют наши потребности, не оказывая отрицательного воздействия на общество или окружающую среду.

Изображение на обложке: Аккумуляторная система хранения энергии Ampere Energy для бытового использования. Изображение: Энди Колторп / Solar Media.

Будьте в курсе последних новостей, аналитики и мнений. Зарегистрируйтесь здесь, в Energy-Storage.новости Информационный бюллетень.

Exclusive: Panasonic стремится повысить плотность энергии в батареях Tesla на 20% — исполнительный директор

TOKYO (Reuters) — Panasonic Corp 6752.T планирует повысить удельную мощность «2170» аккумуляторных элементов, которые поставляет Tesla Inc TSLA.O, за счет 20% за пять лет и коммерциализацию безкобальтовой версии «через два-три года», — сказал глава американского подразделения аккумуляторных батарей для электромобилей.

ФОТО ФАЙЛА: Литий-ионный аккумулятор Panasonic Corp изображен с логотипом Tesla Motors во время возможности сфотографироваться в центре Panasonic в Токио, Япония, 19 ноября 2013 года.REUTERS / Yuya Shino

Впервые компания Panasonic, ведущий поставщик сотовой связи для ведущего в мире производителя электромобилей Tesla, обозначила эти цели, поставив маркер в высококонкурентном секторе, чтобы оставаться впереди всех.

Компания Panasonic представила литий-ионные элементы «2170» с никель-кобальт-алюминиевым катодом (NCA) для Tesla Model 3 в 2017 году. Исследователи говорят, что у нее уже самая высокая плотность энергии — более 700 ватт-час на литр. .

Обладая еще более высокой плотностью, эти элементы могут помочь увеличить продолжительность работы электромобиля от одной зарядки, а также проложить путь для меньших аккумуляторов и более просторного салона автомобиля.

Версия без кобальта, с другой стороны, снизит зависимость от дорогостоящего и вызывающего споры компонента, который делает батареи стабильными, но создает этические проблемы с учетом неоднозначных условий труда у ведущего производителя в Демократической Республике Конго.

Генеральный директор Tesla Илон Маск давно сказал, что хочет перейти на аккумуляторные батареи с нулевым содержанием кобальта.

Компания Panasonic уже сократила содержание кобальта в катоде NCA до менее 5% и планирует поэтапно улучшать свои батареи, сообщил Reuters руководитель отдела аккумуляторных батарей для электромобилей в США Ясуаки Такамото.

Но компания отказалась увязать свой план развития аккумуляторов с будущими моделями Tesla.

Компания Panasonic недавно утратила статус эксклюзивного поставщика аккумуляторов для Tesla. Американская фирма установила партнерские отношения с южнокорейской LG Chem 051910.KS и китайской CATL 300750.SZ.

CATL поставляет Tesla недорогие литий-железо-фосфатные (LFP) батареи, не содержащие кобальта.

По словам Такамото, средняя плотность аккумуляторных элементов LFP составляет менее половины уровня последних аккумуляторов NCA Panasonic.Он не назвал никаких компаний.

«2170» ЯЧЕЙКИ

Компания Panasonic уже разработала технологии, позволяющие увеличить плотность энергии «2170» элементов более чем на 5%.

С сентября компания начнет преобразование линий на своем заводе в Неваде, который работает с Tesla, поскольку она готовится к дальнейшему увеличению плотности энергии ячеек, сказал Такамото.

Чтобы контролировать риски безопасности, связанные с более высокой плотностью и меньшим содержанием кобальта, Panasonic корректирует состав и конструкцию для повышения термостойкости, сказал Такамото.

Он также отметил, что по мере диверсификации использования электромобилей в игру вступят различные требования к батареям.

Маск из Tesla пообещал рассказать о значительных достижениях в области аккумуляторов во время презентации «Battery Day», запланированной на 22 сентября. Tesla планирует представить аккумулятор для электромобиля, который прослужит один миллион миль позже в этом году или в начале следующего, который он разработал совместно с CATL.

Отчет Макико Ямазаки, дополнительный отчет Норихико Широузу; Редакция Химани Саркар

батарей Tesla для увеличения плотности энергии на 20% — Panasonic

Panasonic заявляет, что батареи Tesla «2170», производимые на Gigafactory Nevada, получат 20% -ное увеличение плотности энергии в течение следующих пяти лет, что может привести к значительному повышению производительности.

Tesla в партнерстве с Panasonic производит новый аккумуляторный элемент формата 2170 на заводе Gigafactory Nevada.

Panasonic производит аккумуляторные элементы, но Tesla помогает с развитием химии и владеет фабрикой.

Обе компании редко комментируют разработку аккумуляторов в Gigafactory Nevada — особенно после того, как мы узнали о проекте Tesla Roadrunner, который предполагает, что Tesla в настоящее время массово производит собственные аккумуляторные элементы.

Теперь Panasonic отклонился от этой политики, добавив новые комментарии по поводу предстоящих улучшений аккумуляторных элементов Tesla «2170».

Ясуаки Такамото, руководитель Panasonic, отвечающий за производство аккумуляторов Tesla в США, сделал несколько интересных новых комментариев в интервью Reuters:

«Корпорация Panasonic планирует увеличить удельную мощность аккумуляторных элементов« 2170 », которые она поставляет Tesla Inc, на 20% за пять лет и коммерциализировать версию без кобальта« через два-три года », — глава американского подразделения аккумуляторных батарей для электромобилей в США. сказал.»

Такое увеличение плотности энергии может означать многое для автомобилей Tesla.

Это может означать, что Tesla может увеличить запас хода своих транспортных средств без необходимости установки более крупных аккумуляторных блоков или увеличения веса автомобиля.

Например, Tesla может построить Model 3 с аккумулятором на 90 кВтч и дальностью действия почти 400 миль с примерно такими же размерами блока.

Или автопроизводитель мог бы создать аккумуляторные батареи той же емкости и сделать свои автомобили легче для повышения производительности, эффективности и дальности действия. Он даже мог вырезать отверстия в рюкзаке для большего пространства для ног.

Батареи повышенной плотности Tesla

Если не увеличивать размер своего аккумуляторного блока, более высокая плотность энергии может также означать общее увеличение общей выходной емкости, что приведет к увеличению количества аккумуляторов для Tesla, чтобы увеличить мощность своего транспортного средства.

В зависимости от стоимости увеличения плотности энергии Tesla могла бы также добиться некоторого снижения стоимости за счет увеличения плотности энергии.

Такамото сказал, что Panasonic планирует обновить свои линии по производству аккумуляторных элементов на заводе Tesla Gigafactory в Неваде в сентябре, чтобы начать увеличивать плотность энергии:

С сентября компания начнет преобразование линий на своем заводе в Неваде, который она работает с Tesla, поскольку она готовится к дальнейшему увеличению плотности энергии ячеек, сказал Такамото.

Это обновление случайно совпадет с «днем батареи» Tesla, который должен состояться в конце сентября.

Такамото также сказал, что они планируют производить безкобальтовые батареи для Tesla в течение следующих 2-3 лет, что является целью, раскрытой Tesla в течение некоторого времени. Это устранило бы один из очень серьезных недостатков цепочки поставок при производстве аккумуляторов.

Electrek’s Take

Как я часто заявлял с тех пор, как писал о секретном проекте Tesla Roadrunner, несмотря на то, что говорили многие люди, несмотря на то, что Tesla планирует производить свои собственные аккумуляторные элементы в больших объемах, автопроизводитель по-прежнему планирует закупать аккумуляторы у других поставщиков, включая Panasonic.

Tesla настолько велики, что компания обеспечит любую производственную мощность, которую сможет получить в обозримом будущем.

Интересно то, что некоторые из достижений Tesla в области аккумуляторных элементов, вероятно, дойдут до ее партнеров по аккумуляторным батареям, точно так же, как она работает с Panasonic в течение многих лет.

Таким образом, мы можем увидеть значительное улучшение в отрасли, а не только для Tesla.

На самом деле, я бы даже не удивился, если Tesla в конечном итоге поставит часть своего оборудования для производства аккумуляторных элементов, разработанного собственными силами, другим производителям.Такая компания, как Daimler, которая в прошлом поддерживала дружеские отношения с Tesla, теоретически могла бы даже поставлять некоторые из своих батарей (опять же) у Tesla.

Как вы думаете? Дайте нам знать в разделе комментариев ниже.

FTC: Мы используем автоматические партнерские ссылки для получения дохода. Подробнее.

Подпишитесь на Electrek на YouTube, чтобы смотреть эксклюзивные видео, и подписывайтесь на подкаст.

твердотельных аккумуляторов для электромобилей: ключ к дальнему вождению?

Похоже, все участвуют в гонке по созданию электромобилей.В феврале этого года Джеймс Дайсон принял решение создать нечто большее, чем просто высокоточные пылесосы и вентиляторы, и вместо этого сосредоточиться на электромобилях (электромобилях). Dyson планирует построить три электромобиля к 2020 году, сообщает газета Financial Times , на проект стоимостью 2,8 миллиарда долларов. Как и Илон Маск, Дайсон стремится встряхнуть рынок электромобилей, используя твердотельные батареи вместо литий-ионных версий.

Согласно Financial Times , тройка автомобилей будет не спортивными моделями высокого класса, производство которых будет масштабироваться для массового рынка.Транспортные средства будут изготовлены из легких материалов, как и кузов из углеродного волокна BMW i3 EV. Ключевым моментом является твердотельный аккумулятор, который теоретически может удерживать больше заряда по сравнению с литий-ионными аккумуляторами.

Компания Dyson, известная своими пылесосами и вентиляторами, планирует к 2020 году построить электромобили на твердотельных аккумуляторах. (Изображение предоставлено Autocar UK)

Основное различие между батареями состоит в том, что в литий-ионных батареях для регулирования потока используется жидкий электролитический раствор, тогда как в твердотельных батареях используется твердый электролит.Электролит — это проводящая химическая смесь, которая обеспечивает прохождение тока между анодом и катодом. Использование твердого электролита обеспечивает меньший размер с более высокой плотностью энергии, более длительным сроком службы и повышенной безопасностью. Теоретически твердотельные батареи могут хранить вдвое больше энергии, чем литий-ионные. Например, если бы аккумулятор Tesla Roadster был заменен твердотельным, это могло бы помочь удвоить запас хода в 620 миль по сравнению с его батареей на 200 киловатт-часов.

Dyson — не единственный производитель автомобилей, исследующий батареи этого типа.Однако производственные проблемы препятствуют внедрению твердотельных батарей. Fisker EMotion, еще один электромобиль высокого класса, дебютировавший на выставке CES 2018, также поддерживает эту технологию. Тем не менее, и Дайсон, и Фискер заявили, что их первая партия автомобилей будет использовать литий-ионные батареи до внедрения твердотельных батарей из-за проблем с массовым производством последних.

Твердотельные батареи обладают потенциалом удерживать более высокий заряд в более компактной форме, потенциально удваивая запас хода современных электромобилей.

В настоящее время поиск подходящего материала для твердотельных батарей является ключевым моментом. Согласно Axios, , , Samsung и Dyson совместно инвестировали 65 миллионов долларов в Ionic Materials из Массачусетса. Фирма утверждает, что прогрессирует в технологии. Его новый материал, жидкокристаллический полимер, может решить многие из текущих проблем массового производства.

Ionic Materials утверждает, что ионы лития перемещаются через полимер так же быстро или даже быстрее, чем через обычную систему жидкого электролита.Это помогает продемонстрировать стабильность полимерного материала компании. Во-вторых, полимер работает от пяти вольт и может быть изготовлен просто и дешево. В-третьих, в то время как большинство материалов в твердотельных исследованиях работают при температуре около 60 ° C (140 ° F), материал фирмы работает при комнатной температуре.

Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Министерства энергетики США (PNNL) также проводила эксперименты с литий-металлическими батареями. PNNL совместно с консорциумом Battery500, возглавляемым PNNL, который стремится разработать меньшие, более легкие и менее дорогие батареи, демонстрирует небольшую литий-металлическую батарею, которая может заряжать примерно в семь раз больше, чем батареи с обычными электролитами.

Исследователи из PNNL разработали новый электролит для автомобильных аккумуляторов, который успешно создает защитный слой вокруг электродов, чтобы они не подвергались коррозии, обеспечивая значительно увеличенное количество циклов заряда / разряда. (Изображение предоставлено: PNNL)

PNNL нанесла твердый защитный слой вокруг электродов, что значительно увеличивает количество циклов заряда и разряда. Литий-металлические батареи, которые могут заменить графитовый электрод литиевым электродом, увеличат емкость батареи, поскольку литий-металлическая батарея имеет двойную или тройную емкость.Дополнительная мощность потенциально может позволить электромобилям проехать более чем в два раза дольше без подзарядки.

На новую батарею с электролитом подана заявка на патент, и она была протестирована в Advanced Battery Facility PNNL на экспериментальной батарее, разработанной для имитации заряда батареи часов. Испытания показали, что литий-металлический аккумулятор способен сохранять 80% своего первоначального заряда после 700 циклов разрядки и подзарядки. Для сравнения, батарея со стандартным электролитом сможет поддерживать свой заряд только около 100 циклов.

Следующим шагом PNNL является испытание литий-металлической батареи на «пакетных» батареях, разработанных в лаборатории. Они представляют размер и мощность аккумулятора сотового телефона. В конечном итоге цель состоит в том, чтобы почти утроить удельную энергию аккумуляторов, которыми питаются современные электромобили.

Новый класс катодов без кобальта может повысить удельную энергию литий-ионных аккумуляторов нового поколения

Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж разработали новое семейство катодов, способных заменить дорогостоящие катоды на основе кобальта, которые обычно используются в современные литий-ионные батареи, которые используются в электромобилях и бытовой электронике.

Новый класс под названием NFA, который обозначает катод на основе никеля, железа и алюминия, является производным никелата лития и может использоваться для изготовления положительного электрода литий-ионной батареи. Эти новые катоды предназначены для быстрой зарядки, высокой энергоемкости, экономичности и долговечности.

С ростом производства портативной электроники и электромобилей во всем мире литий-ионные батареи пользуются большим спросом. По словам Илиаса Белхаруака, ученого ORNL, возглавляющего исследования и разработки NFA, к 2030 году ожидается, что на дорогах будет находиться более 100 миллионов электромобилей.Кобальт — это металл, который в настоящее время необходим для катода, который составляет значительную часть стоимости литий-ионной батареи.

Кобальт редко встречается и в основном добывается за границей, что затрудняет приобретение и производство катодов. В результате поиск альтернативного кобальту материала, который можно было бы производить с минимальными затратами, стал приоритетной задачей исследований литий-ионных аккумуляторов.

Ученые ORNL протестировали характеристики катодов класса NFA и определили, что они являются многообещающими заменителями катодов на основе кобальта, как описано в Advanced Materials и Journal of Power Sources . Исследователи использовали нейтронную дифракцию, мессбауэровскую спектроскопию и другие передовые методы определения характеристик для исследования атомной и микроструктуры NFA, а также электрохимических свойств.

«Наши исследования поведения NFA при зарядке и разрядке показали, что эти катоды подвергаются таким же электрохимическим реакциям, что и катоды на основе кобальта, и обеспечивают достаточно высокую удельную емкость для удовлетворения требований к плотности энергии батареи», — сказал Белхаруак.

Хотя исследования класса NFA находятся на начальной стадии, Белхаруак сказал, что предварительные результаты его команды на сегодняшний день показывают, что кобальт может не понадобиться для литий-ионных аккумуляторов следующего поколения.

«Мы разрабатываем катод, который имеет такие же или лучшие электрохимические характеристики, чем катоды на основе кобальта, при этом мы используем более дешевое сырье», — сказал он.

Белхаруак добавил, что не только NFA работает так же хорошо, как катоды на основе кобальта, но и процесс производства катодов NFA может быть интегрирован в существующие глобальные процессы производства катодов.

«Никелат лития давно исследовался как предпочтительный материал для изготовления катодов, но он страдает внутренней структурной и электрохимической нестабильностью», — сказал он.«В наших исследованиях мы заменили часть никеля на железо и алюминий, чтобы повысить стабильность катода. Железо и алюминий — экономичные, экологичные и экологически чистые материалы ».

Будущие исследования и разработки класса NFA будут включать тестирование материалов в элементах большого формата для проверки результатов лабораторных исследований и дальнейшего изучения пригодности этих катодов для использования в электромобилях.

Дополнительными исследователями статей в журналах являются Нитин Муралидхаран, Рашид Эссели, Рафаэль Херманн, Рухул Амин, Чарл Джафта, Джунже Чжан, Джуэ Лю, Чжицзя Ду, Гарри Мейер, Итан Селф, Джагджит Нанда и Яокаи Бай.

Работа спонсировалась Управлением по энергоэффективности и технологиям производства автомобилей с использованием возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США.