состав и свойства — Информация

Пластиковый корпус и два контакта для подключения проводов. Именно так представляется автомобильный аккумулятор большинству из современных владельцев авто. Однако чтобы эксплуатировать его максимально эффективно, безопасно и без неожиданных сюрпризов, о батарее стоит знать немного больше.

 

Сегодня речь пойдет о столь важной составляющей конструкции авто и мото аккумуляторов, как электролит. Он представляет собой раствор серной кислоты, которая считается, пожалуй, одним из ключевых химических соединений в мире. Это обусловлено широким спектром ее применения. Раствор серной кислоты продается под различными наименованиями, которые зависят от степени крепости, а также уровня чистоты. Приведем несколько распространенных примеров:

 

• Камерная кислота – раствор серной кислоты с водой в пропорции от 60:40 до 70:30.
• Башенная кислота – раствор с соотношением от 75:25 до 82:18.
• Купоросное масло с содержанием серной кислоты до 97%.
• 100% серная кислота – моногидрат.

 

Если говорить о максимальной крепости, получаемой способом выпаривания, то этот параметр может достигать 98,5%. Однако для заправки аккумуляторных батарей ключевое значение приобретает чистота растворов купоросного масла с химической точки зрения.

 

Отметим также, что концентрированной серной кислотой называется совершенно прозрачная жидкость, не имеющая ни цвета, ни запаха. Она обладает консистенцию легкого масла. Ее удельный вес составляет 1б84 при температуре 15°С. В ней содержится примерно 95% серной кислоты. Концентрат может смешиваться с водой в любой пропорции. Изготавливая электролит в бытовых условиях, следует помнить, что смешивание воды и кислоты вызывает выделение значительного количества тепла. Температура кипения концентрированной серной кислоты составляет 338 градусов Цельсия.

 

Интересным фактом из курса химии является сокращение объема раствора. Примечательно то, что при смешении двух объемов серной кислоты и воды, соответственно, их итоговый объем будет меньше, чем суммарный.

 

Также обратите внимание на то, что удельный вес или плотность электролита авто или мото аккумулятора имеет непосредственную зависимость от тех температур, при которых работают аккумуляторы. Так, при эксплуатации в условиях низких температур нужен более плотный электролит. А в жарких странах – напротив – плотность электролита сознательно снижается. Это объясняется тем, что при таких температурах существенно повышается химическая активность раствора.

 

В заключение отметим, что плотность электролита также зависит от того, в каких режимах эксплуатируется батарея. Так, данный параметр для тяговых аккумуляторов обычно составляет 1.26 кг\с м³ , пусковые и осветительные источники питания имеют плотность до 1.3 кг\с м³ и т.д. Для автомобильных аккумуляторных батарей эта характеристика читается нормой, когда составляет 1.28 кг\с м³ .

23.08.2013, 69343 просмотра.

Электролит: основа свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов

В качестве стартерных батарей в автотранспорте используются свинцово-кислотные аккумуляторы. Функционирование аккумулятора обеспечивается специальным раствором серной кислоты — электролитом. О том, что такое аккумуляторный электролит, каких типов он бывает, и как его использовать — читайте в статье.

Что такое электролит?

Аккумуляторный электролит — водный раствор серной кислоты, предназначенный для использования в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях (АКБ). Электролит готовится путем растворения концентрированной серной кислоты в дистиллированной воде, молекулы кислоты в данном растворе диссоциируют (распадаются) на ионы — это явление наделяет электролит электропроводящими свойствами.

Аккумуляторный электролит имеет следующее назначение:

• Изготовление аккумуляторных батарей;
• Ввод в эксплуатацию сухозаряженных батарей;
• Восстановление АКБ при загрязнении или утечке электролита, коротких замыканиях между пластинами и других неисправностях.

Но прежде, чем применять электролит для той или иной цели, необходимо разобраться в его характеристиках и особенностях применения.

Зачем в аккумуляторе электролит?

Электролит, свинцовые пластины и пористый диоксид свинца (PbO₂) — три основных компонента свинцово-кислотного аккумулятора. Именно в присутствии кислотного электролита протекают электрохимические реакции, делающие возможным накопление и отдачу аккумулятором электрического заряда.

Во время разряда АКБ металлический свинец и оксид свинца вступают в реакцию с серной кислотой (точнее — с ее отрицательными ионами SO₄ и положительными ионами H), образуя сульфат свинца (PbSO₄) и воду, при этом на анодных пластинах выделяются избыточные электроны. На катодных пластинах, напротив, наблюдается недостаток электронов, благодаря этому при замыкании анода и катода между ними возникает электрический ток. Во время заряда АКБ проходят обратные реакции — под действием тока от стороннего источника из сульфата свинца образуются чистый свинец, диоксид свинца и кислота.

В ходе данных реакций количество серной кислоты и воды в электролите изменяется, что приводит к изменению его плотности и объема. При разряде АКБ концентрация кислоты понижается, а концентрация воды немного увеличивается, что приводит к падению плотности и к некоторому увеличению объема электролита. В процессе заряда плотность повышается, а объем несколько понижается.

Типы и характеристики электролитов

Электролит изготавливается смешиванием концентрированной серной кислоты и дистиллированной воды в строго определенных пропорциях. Для изготовления электролита используется специальная аккумуляторная серная кислота (по ГОСТ 667-73) и дистиллированная вода (по ГОСТ 6709-72). Данный раствор используется во всех типах современных свинцово-кислотных аккумуляторов.

Главная характеристика электролита — плотность. Для нормальной работы АКБ плотность электролита должна лежать в пределах 1,23-1,4 г/куб. см, так как именно при такой плотности раствор имеет максимальную электропроводность. Однако плотность концентрированной серной кислоты составляет 1,83 г/куб. см, поэтому для достижения необходимой плотности кислота смешивается с водой.

Плотность электролита в значительной степени зависит от двух параметров: температуры и степени заряда аккумулятора.

О зависимости плотности электролита в зависимости от заряда АКБ мы сказали выше: при заряде плотность повышается, при разряде — понижается. Зависимость плотности электролита от температуры простая: при снижении температуры плотность падает, при повышении — возрастает. Поэтому нормальная плотность определяет при температуре +25°C, а чтобы верно измерять плотность при любой температуре, используют таблицу поправок к показаниям ареометра:

Температура электролита, °C	Поправка к показаниям ареометра, г/куб. см
-55 … -41	-0,05
-40 … -26	-0,04
-25 … -11	-0,03
-10 … +4	-0,02
+5 … +19	-0,01
+20 … +30	0
+31 … +45	+0,01
+46 … +60	+0,02

Например, если электролит при температуре +25°C имеет плотность 1,28 г/куб. см, то при температуре -15°C он имеет плотность 1,25 г/куб. см, а при нагреве до +50°C (что часто бывает в подкапотном пространстве автомобиля) плотность повышается до 1,3 г/куб. см.

Чтобы компенсировать изменение плотности электролита в АКБ транспортных средств, эксплуатируемых в различных климатических поясах, применяются электролиты большей или меньшей плотности:

• Летние и для жаркого климата — плотностью 1,23-1,24 г/куб.см;
• Для умеренного и холодного климата — 1,27-1,28 г/куб.см;
• Зимние и для холодного климата — 1,3-1,34 г/куб.см.

Кроме того, при повышении плотности электролита повышается его морозоустойчивость — более плотные электролиты устойчивы к замерзанию, поэтому они лучше подходят для эксплуатации в холодное время года и в холодных климатических поясах.

Сегодня можно купить электролит необходимой плотности, освободив себя от непростой процедуры приготовления правильного по характеристикам электролита из кислоты и воды. Электролит продается в тарах емкостью от 1 до 20 литров, поэтому всегда можно приобрести нужный для работы объем.

Использование аккумуляторного электролита

Сразу нужно отметить, что электролит не используется для текущего обслуживания аккумулятора. Наиболее часто в АКБ снижается уровень электролита и падает его уровень, в этом случае обслуживание выполняется добавлением воды. Дело в том, что в процессе работы аккумулятора из электролита испаряется вода, а кислота остается на месте. Также потеря воды может возникать в случае перезаряда аккумулятора — при достижении определенной плотности концентрация серной кислоты в электролите снижается и ее уже не хватает для нормального протекания указанных выше электролитических реакций. В этих условиях начинается процесс электрохимического разложения воды на водород и кислород — это проявляется «кипением» электролита, а образовавшиеся газы улетучиваются. В обоих случаях — при испарении и разложении воды — плотность электролита повышается, для ее восстановления необходимо использовать воду.

Наиболее часто электролит применяется для восстановления работы аккумулятора в случае замерзания электролита с последующей потерей его характеристик. Если электролит в АКБ замерз, то, прежде всего, необходимо занести его в теплое помещение и дождаться оттаивания. После этого аккумулятор следует поставить на зарядку с малым током — рекомендуется ток около 1 ампера и срок зарядки до 2 суток. В ходе зарядки нужно измерять плотность электролита, если она начнет повышаться, то его можно нормально зарядить и эксплуатировать.

Если же ни при каких условиях плотность не повышается, то следует произвести замену электролита. Это выполняется следующим образом:

1. Слить электролит из всех банок батареи;
2. Промыть банки дистиллированной водой;
3. Добавить новый электролит до указанного уровня;
4. Оставить аккумулятор на 2-3 часа для пропитки пластин электролитов;
5. Зарядить АКБ малым током 0,5-1 ампер в течение 2 суток.

Зарядку следует остановить, когда плотность электролита и напряжение на клеммах будут стабильными в течение хотя бы двух часов.

Но если замерзание аккумулятора вызвало деформацию или разрушение пластин, то менять электролит уже бесполезно — нужно покупать новую батарею.

Аналогично устраняются и другие проблемы с аккумулятором — утечка или загрязнение электролита, ремонт АКБ после короткого замыкания и т.д. Но в этих случаях прежде нужно проверить аккумулятор на целостность и ремонтопригодность, при обнаружении трещин и других физических повреждений батарея ремонту не подлежит, ее нужно утилизировать.

Особый случай — ввод в эксплуатацию сухозаряженных аккумуляторов, которые поставляются без электролита. Обычно для подготовки такого аккумулятора его нужно заполнить электролитом и дождаться достижения необходимой плотности — все эти действия обязательно прописаны в инструкции к аккумулятору. Предварительную зарядку сухозаряженного АКБ проводить не нужно!

Во всех случаях необходимо правильно рассчитывать объем электролита, чтобы сделать правильную покупку. Объем электролита в АКБ зависит от его напряжения и электрической емкости. Наиболее распространенные 12-вольтовые аккумуляторные батареи емкостью 55-60 А·ч вмещают 2,5-3 литра, емкостью 75-90 А·ч — от 3,5 до 5 литров. Большие 24-вольтовые АКБ емкостью свыше 100 А·ч могут содержать 10 и более литров электролита. При покупке рекомендуется брать электролит с небольшим запасом, так как в процессе работы возможны непредвиденные потери и утечки.

Кислотный электролит: состав и метод изготовления

Электролит – это токопроводящая жидкость, которая представляет собой смесь дистиллированной воды и кислоты или щелочи. Подробнее о свойствах и видах электролита можно почитать в нашей прошлой статье.

Сейчас мы хотим уделить внимание первому виду этого раствора – кислотному электролиту

Состав и изготовление

Важно понимать, что при нарушении технологии изготовления раствора щелочи или серной кислоты ваш аккумулятор может выйти из строя. Поэтому многие предпочитают покупать кислотную или щелочную смесь в специализированных магазинах.3

Нельзя забывать о том, что серная кислота – это едкое вещество. Поэтому работа с ней предполагает применение защитных средств. Как минимум, перчаток и защитных очков.

Как найти хороший автомобильный аккумулятор?

В Нижнем Новгороде вы можете купить аккумулятор недорого и быстро, просто зайдя в наш интернет магазин «Центр-АКБ». В каталоге магазина представлены различные модели с подробными техническими характеристиками. Поэтому, если вы решились купить аккумулятор Bosch или батареи других брендов, смело заполняйте заявку на сайте или звоните по телефону горячей линии:+7 (831) 416-13-13

Нас можно найти в Нижнем Новгороде по адресам:

• ул. Березовская, д. 96А
• ул. Деловая, д. 7к5
• проспект Кирова, 12
• ул. Русская улица, 5

Что представляет собой электролит и насколько он опасен

Электролит в автомобильных аккумуляторах, представленных в продаже, — та среда, в которой происходят химические реакции, в результате которой происходит накопление и отдача электроэнергии для питания электрооборудования транспортного средства при выключенном двигателе.

Электролит, присутствующий в автомобильных и мотоаккумуляторах, представлен разбавленной серной кислотой. Это – агрессивная химическая среда, требующая осторожного обращения. Попадание брызг электролита на кожу или в глаза вызывает очень болезненные ощущения и ожоги. Вылечить их трудно.

Свинцово-кислотный АКБ — один из самых распространенных типов аккумуляторных батарей, использующийся как источник электроэнергии в автомобилях, мотоциклах, мопедах и прочих ТС. Необходимость купить автомобильные аккумуляторы этого типа возникает у большинства авто-мото-любителей. Вот почему с электролитом приходится иметь дело многим владельцам транспортных средств.

Меры предосторожности при обращении с электролитом:

1. Серная кислота (h3SO4) – ядовитое вещество, поэтому, работая с АКБ, обязательно надевайте специальные очки, резиновые перчатки и фартук. Они защитят от ожогов, порчи кузова машины, мотоцикла и т.д., одежды.
2. На этот случай всегда имейте под рукой нейтрализующие аккумуляторную кислоту средства – раствор нашатырного спирта или соду. При попадании электролита на тело и проч. сразу же нейтрализуйте ее действие, потом смойте струей воды. При попадании в глаза промывайте их не менее четверти часа, после чего сразу же обращайтесь к врачу.
3. Если Вы предпочитаете не покупку готового электролита для АКБ своего автомобиля или мототехники, а готовите самостоятельно, то советуем вливать концентрированную h3SO4 в воду тонкой струей (только в не металлическую емкость), постоянно помешивая раствор. Поступать наоборот — вливать воду в кислоту — недопустимо. В этом случае в результате выделяемого при смешивании тепла образуются капельки кислоты, которые начинают брызгать в разные стороны.
4. При постановке свинцово-кислотных автоаккумуляторов на зарядку, не закручивайте пробки заливочных емкостей. Дайте образующимся в процессе зарядки батареи газам свободный выход иначе корпус АКБ взорвется.
5. При постановке кислотных обслуживаемых аккумуляторов обязательно выкручиваются пробки заливочных отверстий для свободного выхода образующихся в процессе зарядки газов. В противном случае скопившийся в корпусе водород взорвет аккумулятор.

Выбирая автомобильный аккумулятор в Балашихе или Реутове, можно остановиться на современной необслуживаемой модели. Если же Вы предпочитаете обслуживаемую АКБ, то при работе с ней не пренебрегайте общими мерами предосторожности.

Поблизости от заряжающейся батареи нельзя допускать открытого огня, искр (проводить сварные работы, например), короткого замыкания, курить. Помещение, где происходит зарядка, должно хорошо проветриваться. Если есть необходимость в проверке токопроводящих кабелей автомобиля, то обесточьте электрическую систему и не включайте зажигание. Присоединяя и отсоединяя провода зарядного устройства к АКБ, тоже сначала обесточьте его. И последняя предосторожность, которую нужно строго соблюдать автолюбителю: первым при отключении автоаккумулятора отсоединяйте провод массы, а при подключении он подсоединяется последним.

Что нельзя делать с аккумулятором летом, чтобы он не «умер» зимой

Когда ваш автомобильный аккумулятор подводит и машина не заводится, это крайне неприятно. Между тем нередко виноват сам водитель, не выполнявший ряд простых правил. Разберемся, какие именно ошибки могут сократить жизнь АКБ даже летом.

Как можно убить аккумулятор быстрее всего

Самый простой путь вывести из строя аккумулятор — это долить в электролит обычную воду — электроды в таком случае выйдут из строя.

Жизнь АКБ может радикально сократить также заряд током чрезмерно большой силы, перегрев электролита и его повышенная плотность, повышенное и пониженное напряжение в бортовой сети автомобиля, загрязнение электролита и короткое замыкание (возможно при неосторожном обращении с инструментом вблизи контактов батареи, или при повреждения изоляции силового кабеля). Однако существуют и менее явные огрехи, которые также вредны для АКБ. Читайте о них ниже.

Не поддерживать чистоту

При эксплуатации автомобиля в особенности в условиях повышенной загрязненности (пыль, песок, пыльца деревьев и т.п.) следует уделять особое внимание чистоте корпуса АКБ. Ведь если грязь просочится в электролит, печальная судьба батареи по сути предрешена.

Загрязнения на корпусе следует регулярно устранять мягкой тряпкой, смоченной в растворе нашатырного спирта или кальцинированной соды.

Используйте зубную щетку или мелкую шкурку, чтобы удалить любые следы коррозии, если вы обнаружите их на клеммах аккумулятора. Лишняя грязь и следы окисления на клеммах провоцируют замыкание и разрядку АКБ. Не забывайте также проверять надежность крепления как самого аккумулятора, так и его клемм.

Игнорировать температурный режим

Не секрет, что аккумуляторы постепенно подсаживаются от скачков температуры в межсезонье и долгого отсутствия нагрузки. При падении плотности электролит замерзает — это вызывая деформации и осыпание пластин, равно как прожоги от коротких замыканий. Поэтому не следует оставлять ваш автомобиль на недели и месяцы на улице в мороз.

Регулярно заводите ваш автомобиль зимой, а еще лучше — совершайте хотя бы короткие поездки, чтобы батарея могла подзарядиться. Гаражное хранение — идеальный вариант, но даже в этом случае следует замерять тестером уровень заряда АКБ на заглушенном двигателе хотя бы раз в месяц. При полном заряде показания стремятся к значению 12.7 вольт. При почти полной разрядке будет примерно 12 вольт. При нормальной плотности электролита, которая должно составлять 1,27 г/см куб., образование льда начнется только при температуре ниже -65 град.

Перегружать батарею

Прежде всего, не перегружайте сеть. Различные усилители, доп.оборудование и девайсы типа видеорегистратора, радар-детектора и просто несколько подключенных к «мультимедийке» гаджетов — это, конечно, замечательно. Но такая прорва потребителей неизбежно повысит нагрузку на сеть.

Нередки также случаи запредельных разрядов, например, после пуска двигателя стартером. Или, скажем, если вы регулярно даете «прикурить» друзьям и соседям (особенно если потенциал их АКБ больше, чем у вашего), это также не идет на пользу батарее. Кроме того, помогая такому аккумулятору, который уже «дышит на ладан», донор может еще и спалить бортовую электронику.

Неправильное обслуживание

Если ваш аккумулятор обслуживаемый, то в рамках самостоятельного «ТО» следует долить нужное количество смести дистиллированной воды и электролита (у автомобильных аккумуляторов принято считать нормальным уровень заливки на 10-15 мм выше верхней кромки пластин) и убедиться в том что раствор имеют оптимальную плотность (1.27 г/см3).

Если в АКБ пониженная плотность смеси, то это может привести к быстрому разряду и замерзанию раствора. Если плотность повышенная — тоже плохо: чревато «обезвоживанием», и, как следствие, разъеданием пластин. Плотность состава измеряется специальным прибором — ареометром (денсиметром).

Совет «подснежникам» — отнесите аккумулятор домой зимой

Есть категория водителей, которые по тем или иным причинам не ездят зимой. Для таких людей имеет прямой смысл позаботится об аккумуляторе. АКБ необходимо снять и отнести домой или в теплый гараж. Хранить батарею рекомендуется при комнатной температуре. При этом каждые два — три месяца аккумулятор рекомендуется подзаряжать, предварительно проверяя уровень зарядки с помощью вольтметра.

Технология залитого аккумулятора от VARTA®

VARTA® предлагает обширную линейку залитых свинцово-кислотных аккумуляторов для широкого диапазона автомобилей. Каждый аккумулятор создан, чтобы отвечать специфическим требованиям наших потребителей во всем мире — как производителей оборудования, так и покупателей на рынке компонентов.

Залитые свинцово-кислотные аккумуляторы являются наиболее распространенным типом аккумуляторов. Жидкий электролит, состоящий из серной кислоты и воды, покрывает все внутренние детали. Залитые аккумуляторы VARTA обладают герметичной конструкцией, поэтому они защищены от протеканий.

Залитые аккумуляторы для легковых автомобилей

Наши залитые 12-вольтовые аккумуляторы разработаны, чтобы удовлетворять потребности в электроэнергии современных автомобилей, и обеспечивают надежную пусковую мощность снова и снова в самых сложных климатических условиях. В них используется наша эксклюзивная технология решетки PowerFrame®.

Залитые аккумуляторы для водного транспорта

Мы предлагаем широкий диапазон пусковых аккумуляторов и аккумуляторов глубокого цикла для водного транспорта, которые позволяют нашим покупателям дольше быть на воде. Мы предлагаем аккумуляторы для водного транспорта на любой вкус: от высокомощных стартерных аккумуляторов до стандартных или улучшенных аккумуляторов глубокого разряда с жидким электролитом. В отличие от стандартных залитых аккумуляторов, аккумуляторы VARTA Professional Dual Purpose защищены от разлива и позволяют наклонять себя до 90° на короткое время.

Преимущества:

• Стартерные аккумуляторы обеспечивают короткий и мощный импульс для запуска двигателя.
• Аккумуляторы глубокого разряда запускают двигатели и питают приборы, если двигатели не запущены.
• Более прочная конструкция с улучшенными характеристиками работы в циклическом режиме продлевают время эксплуатации для применений с глубоким разрядом.

Залитые аккумуляторы для гольф-мобилей

Нужен ли вам аккумулятор для перемещения по полю для гольфа или надежный источник энергии для промышленного применения, типа ножничных подъемников или поломоечных машин, наши аккумуляторы для гольф-мобилей обеспечивают необходимую производительность в режиме глубокого разряда.

Преимущества:

• Активная масса высокой плотности и сплав решетки со специальной формулой позволяют аккумулятору выдерживать нагрузку множественных циклов разряда.
• Механически соединенные отверстия для удобного долива воды.
• Прочные пластины и плотная установка компонентов для виброустойчивости.

Залитые аккумуляторы для газонокосилок и садовой техники

Наши аккумуляторы для газонокосилок и садовой техники разработаны так, чтобы обеспечивать надежную пусковую мощность раз за разом. Характеристики продукта:

• Удобная конструкция, не требующая обслуживания.
• Конверты-сепараторы защищают пластины, обеспечивают необычайную пусковую мощность и предотвращают от внутреннего замыкания.

Залитые аккумуляторы для тяжелых грузовиков

Наши аккумуляторы высокой мощности для коммерческого применения обеспечивают высочайшую производительность и увеличенный срок службы в циклах для самых сложных условий. Технология решетки PowerFrame® обеспечивает более длительный срок службы, устойчивость к коррозии и до 70 % лучшее прохождение тока.

Кроме того:

• Усиленные полюсные мостики и горячий компаунд на ушках пластин увеличивают устойчивость к вибрации.
• Встроенные складные ручки обеспечивают простую переноску и установку.
• Устойчивый к ударам корпус с усиленными торцевыми стенками для большей прочности.
• Прочные сепараторы предотвращают короткие замыкания.

Как проверить АКБ автомобиля, как проверить автомобильный аккумулятор на работоспособность

Проверка аккумулятора автомобиля – необходимость, с которой часто сталкиваются автовладельцы. Это можно сделать в автосервисах, доверив диагностику специалистам, и самостоятельно специальными приборами или подручными средствами.

Этапы диагностики

Алгоритм как проверить аккумулятор автомобиля на работоспособность :

• визуальная диагностика;
• контроль уровня электролита;
• контроль напряжения;
• исследование с помощью нагрузочной вилки;
• определение плотности электролита в банках;
• проверка объема АКБ.

Визуальный осмотр

Специалисты рекомендуют проводить внешний осмотр аккумулятора при каждом открытии капота. Корпус должен быть целым, а крепление клемм надежным.

В процессе эксплуатации на поверхности прибора скапливаются грязь, влага, подтеки от кипящего электролита. Клеммы должны быть чистыми — их окисление в совокупности с внешними загрязнениями приводит к росту риска глубокого разряда, который сокращает срок службы прибора.

Как проверить аккумулятор на наличие саморазряда: подключите вольтметр к клемме, другим проведите по поверхности аккумулятора. Если был разряд, проведите чистку — уберите остатки электролита раствором пищевой соды. Зачистите клеммы наждачной бумаги.

Проверка уровня электролита

Для диагностики аккумулятора используется стеклянная уровневая трубка с делениями. Нормальный уровень электролита – 10-12 мм выше пластин.

Состояние аккумулятора проверяется так:

• трубку вводят в заливное отверстие;
• аккуратно продвигают до соприкосновения с сеткой сепаратора;
• затыкают отверстие пальцем;
• вытаскивают трубку.

Уровень жидкости в трубке соответствует уровню электролита в аккумуляторе.

Из-за снижения уровня электролита открываются свинцовые пластины и окисляются, что сокращает срок службы прибора. Восстанавливают уровень дистиллированной водой.

Также обращайте внимание на прозрачность жидкости. Если цвет электролита темный, значит он с примесями окислов. Это снижает способность держать зарядку.

Измерение напряжения

Измерение напряжения – важный этап в диагностике АКБ . Проверять его нужно мультиметром. Это недорогой прибор, который в электронной версии стоит приобрести каждому автовладельцу.

Как проверить заряд аккумулятора автомобиля мультиметром:

• перевести прибор в режим измерения постоянного напряжения;
• установить диапазон выше стандартных максимальных значений;
• черный щуп мультиметра подключить на минус АКБ;
• красный щуп подключить на плюс;
• зафиксировать показания.

Стандартный уровень напряжения аккумулятора – 12,6 вольт. Если оно ниже, требуется зарядка аккумулятора.

С помощью мультиметра также моно проверить АКБ на замыкание. Для этого подсоедините щупы к выходам полностью заряженной батареи. Если показания меньше 10,7 вольт, одна из банок вышла из строя.

Проверка нагрузочной вилкой

Проверка с помощью нагрузочной вилки (прибора, создающего нагрузку аналогичную, возникающую при работающем двигателе) позволяет выявить работоспособность аккумулятора и оценить его состояние.

Этапы диагностики:

• подключите клеммы контрольного прибора к выходам АКБ;
• если показания ниже 12,6 -1 2,9 вольт, зарядите аккумулятор;
• подайте нагрузку на 5 секунд;
• зафиксируйте показания.

Нормальное напряжение – свыше 10,2 вольт. Показания около 9 вольт говорят, что батарея изношена. Если напряжение ниже 9 вольт, требуется замена аккумулятора.

Проверка плотности электролита

Проверка плотности проводится ареометром. Для этого трубку помещают в заливное отверстие и откачивают часть жидкости. Электролит нужно проверять в каждой банке. Рекомендуем проводить проверку при температуре 20-30 °C., тогда стандартными показателями будут 1.27 – 1.29. При повышенной плотности долейте дистиллированную воду. Если плотность снижена, добавьте раствор электролита (можно добавить жидкость из банки с нормальной либо повышенной плотностью).

Низкая плотность электролита зимнее время можем привести к замерзанию жидкости и, как следствие, деформации корпуса или трещинам.

Повышенная плотность станет причиной преждевременной коррозии элементов аккумулятора, и выведет батарею из строя.

Проверка емкости АКБ

Емкость автомобильного аккумулятора всегда указывается в сопроводительных документах. В процессе эксплуатации показатель уменьшается, что приводит к потере мощностью и снижению эксплуатационных характеристик.

Проверить реальную емкость автомобильного аккумулятора можно контрольным разрядом: АКБ полностью заряжают, разряжают, замеряют время до окончания заряда и по формуле высчитывают емкость:

Е [А*час]=I[А]*T[час] .

Если реальная емкость отличается от номинальной на 70% и больше, АКБ нужно срочно заменить.

Общие советы:

1. Поверхность батареи должна быть чистой, своевременно удаляйте следы масла, подтеки электролита, механические загрязнения
2. Регулярно заряжайте батарею
3. Проверяйте уровень электролита, особенно в летнее время
4. Контролируйте и корректируйте плотность электролита в банках аккумулятора

Эти простые меры позволят вам продлить срок эксплуатации прибора и избежать возникновения нештатных ситуаций.

Хотите обновить машины? Посмотрите онлайн каталог новых и б/у авто в салоне «FAVORIT MOTRS». Мы показываем полную информацию о машине с пробегом до осмотра и тест-драйва в личном кабинете. Забронируйте бесплатно до 3 машин и приезжайте на осмотр в наши автосалоны в Москве. Бронь доступна для всех жителей России.

Оцените наш сервис и подберите себе хорошую машину по доступной цене!

---

6 шагов Проверка уровня электролита в батареях

Обслуживание аккумуляторов — это тема, о которой часто забывают, особенно когда речь идет об автомобильных аккумуляторах .

Чаще всего, если вы открываете капот автомобиля, вы видите аккумулятор, который называется мокрой батареей. Это означает, что в нем есть вода или электролит, который используется в качестве соединителя между электродами батареи.

Эта вода реагирует на окружающую среду так же, как и вода в любом другом месте: она испаряется.

Чтобы продлить срок службы влажной аккумуляторной батареи, важно проверять уровень электролита и пополнять его по мере его снижения. К сожалению, это не так просто, как может показаться. К счастью, эти шесть шагов помогут упростить задачу.

Шаг 1. Безопасность прежде всего

Вы слышали это миллион раз, и это не потому, что мы любим это говорить. Это потому, что безопасность — это всегда первое, что вы должны учитывать при работе с аккумулятором.

Каждый раз, когда вы работаете с аккумулятором, вы должны принять некоторые меры предосторожности .Батарея может не только сильно встряхнуть, но и стать опасной при неправильном обращении.

Убедитесь, что у вас есть перчатки и защитные очки. Вы также захотите отсоединить аккумулятор и вынуть его из машины, прежде чем начинать с ним возиться. Этот шаг — гораздо лучший вариант, чем создание потенциально опасной ситуации.

Шаг 2. Очистите

Есть много причин, по которым вы должны постоянно содержать верхнюю часть батареи в чистоте.Помимо нежелания загрязнять внутреннюю часть батареи после ее открытия, вы также уменьшите риск непреднамеренной разрядки.

Аккумулятор лучше всего чистить старой зубной щеткой или металлической щеткой, смоченной смесью пищевой соды и воды. Окуните кисть в смесь и удалите с нее любую грязь или коррозию. Протрите аккумулятор чистой тряпкой без ворса.

Шаг 3. Проверьте уровни электролита

Прежде чем вы просто начнете заливать аккумулятор дистиллированной водой, вам нужно проверить уровень электролита, чтобы увидеть, нужно ли вообще доливать аккумулятор.

Вы можете сделать это по:

• Сначала снимите пластиковые крышки, закрывающие порты ячеек. Это может потребовать некоторого поддевания отверткой.
• После снятия крышек тщательно очистите всю грязь, которая могла скопиться под ними.
• Теперь, когда ячейки открыты, вы захотите проверить уровень электролита. Лучший способ узнать, нужно ли батарее больше электролита, — это обнажить пластины или приблизиться к ним. Другой способ узнать, не одинаковы ли уровни электролита в каждой ячейке.

Шаг 4: Добавление электролита

В данном случае электролит означает просто дистиллированную воду. Вы не хотите добавлять воду в другой форме и уж точно не кислоту. Знание того, сколько добавить , также является важным отличием. Обычное практическое правило — добавлять достаточно воды, чтобы покрыть электроды или пластины.

Для новых полностью заряженных аккумуляторов можно безопасно добавить достаточное количество электролита, чтобы его уровень совпадал с нижней частью заливной трубки.

Шаг 5: Восстановите элементы, замените батарею

Теперь, когда уровни электролита долиты, установите на место крышки портов ячейки. Убедитесь, что на дно крышек нет грязи или пыли, чтобы предотвратить возможное загрязнение.

После того, как крышки будут закреплены, можно безопасно заменить батарею и повторно подсоединить кабели.

Шаг 6: Используйте аккумулятор

Теперь, когда аккумулятор был очищен и электролиты пополнились, попробуйте завести машину и даже немного покататься на ней.

Обратите внимание на общую производительность аккумулятора. Легко ли было начать? Можете ли вы выключить машину и снова запустить ее без проблем? Если улучшения нет или аккумулятор не держит заряд, возможно, вам потребуется полностью заменить аккумулятор.

Правильное обслуживание аккумулятора может помочь сохранить максимальную производительность аккумулятора дольше. Вы даже можете сэкономить деньги, не заменяя батарею так часто. Попробуйте добавить уход за батареей в свой распорядок обслуживания.Это поможет вам отслеживать, как часто вам нужно будет пополнять уровень электролита, и подскажет, когда что-то только начинает идти не так.

Чем можно заменить аккумуляторный электролит?

Аккумуляторный электролит — это жидкое вещество, содержащееся в большинстве автомобильных аккумуляторов. Иногда ее называют аккумуляторной кислотой, потому что она очень кислая. Фактически, электролит аккумулятора сделан из смеси воды и серной кислоты.

Когда уровень электролита в свинцово-кислотном автомобильном аккумуляторе становится низким, вы можете задаться вопросом, можно ли использовать обычную альтернативу электролиту — что-то вроде соленой воды или пищевой соды.Не делайте этого. Никогда не заливайте какой-либо электролит в свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор.

Если уровень электролита в аккумуляторе низкий, единственное, что вам следует добавить, — это чистую воду. Серная кислота может быть добавлена ​​в некоторых особых случаях, например, если батарея опрокинулась и протекла, но больше ничего не добавляйте.

Что означает низкий уровень электролита в аккумуляторе?

Когда ваш механик сообщает вам, что уровень электролита в вашей батарее низкий, это означает, что уровень жидкости в одном или нескольких элементах батареи упал ниже верха свинцовых пластин.Что это обозначает? Автомобильные аккумуляторы состоят из серии свинцовых пластин, погруженных в ванну с водой и серной кислотой. Это создает химическую реакцию, в которой накапливаются электроны, которые в конечном итоге разряжаются в виде электрического тока.

Если электролит в батарее опускается ниже верхней части пластин и подвергается воздействию воздуха, начинается химический процесс, называемый сульфатированием. Сульфатирование может сократить срок службы батареи, поскольку нарушает нормальную работу элементов.В нормальных условиях серная кислота в растворе электролита поглощается свинцовыми пластинами, когда батарея разряжается. Затем он возвращается обратно в раствор электролита по мере зарядки аккумулятора.

Добавление правильного типа электролита в батарею

Единственный электролит, который можно использовать в свинцово-кислотных аккумуляторах, — это серная кислота. Добавление в батарею чего-либо, кроме воды, может мгновенно повредить ее, но одни вещества хуже других.

Например, пищевая сода может нейтрализовать серную кислоту, присутствующую в растворе электролита аккумулятора.Хотя смесь пищевой соды и воды плохо влияет на внутреннюю работу аккумулятора, она является хорошим способом очистки клемм аккумулятора и кабелей от коррозии.

При определенных обстоятельствах вы можете добавить воду в аккумулятор, чтобы поддерживать уровень жидкости выше свинцовых пластин, но воду следует добавлять только тогда, когда аккумулятор полностью заряжен. Если он не полностью заряжен, аккумулятор выльется за край при включении и вызовет повреждение.

Как вода может быть электролитом?

Сама по себе вода не является электролитом.Это может быть только электролит в смеси с серной кислотой, поэтому логично, что вам придется доливать аккумулятор смесью серной кислоты и воды, а не дистиллированной водой.

Причина, по которой в некоторых случаях можно добавить чистую воду в батарею, заключается в том, что, когда свинцово-кислотная батарея теряет воду, она также не теряет серную кислоту. Вода естественным образом теряется в процессе электролиза, а также может теряться из-за испарения, особенно в жаркую погоду.При этом объем серной кислоты принципиально не меняется под этим давлением или она теряется гораздо медленнее.

Самый простой способ понять, как это работает, — это вскипятить кастрюлю с соленой водой. Вода испаряется, а соль остается. Если вы добавите в кастрюлю простую воду, соль снова перемешается, и у вас снова будет соленая вода. То же самое происходит, когда вы добавляете дистиллированную воду в свинцово-кислотный аккумулятор.

Единственное исключение — низкий уровень жидкости из-за опрокидывания аккумулятора.Когда это происходит, весь раствор серной кислоты и воды теряется. В этом случае вам необходимо заполнить пустые ячейки разбавленной смесью воды и серной кислоты.

Увеличение срока службы аккумулятора автомобиля за счет заполнения электролита

Хотя вы можете продлить срок службы свинцово-кислотной батареи, оставив ее заполненной, оставив ее пустой или позволив заряду разрядиться слишком низко, это может нанести непоправимый вред.

Как только батарея достигает определенной критической точки, возврата уже не будет.Так что, если аккумулятор умирает, и он не принимает или не удерживает заряд, когда вы пытаетесь зарядить аккумулятор, вы, вероятно, имеете дело с необратимым сульфатом.

Лучший способ предотвратить возникновение такой ситуации — доливать электролит в рамках регулярного графика обслуживания батареи.

Эти знания не очень полезны, когда из-за разряженной батареи вы уже застряли в менее чем идеальных условиях, но их постоянное наблюдение может помочь вам избежать такой же участи в будущем.

Спасибо, что сообщили нам!

Расскажите, почему!

Другой Недостаточно подробностей Сложно понять

Как работает автомобильный аккумулятор и как он устроен?

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

Свинцово-кислотные батареи: компоненты и конструкция

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

Компоненты и устройство аккумуляторной батареи

Положительный электрод:

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

Отрицательный электрод:

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

Электроды с разным зарядом разделены мешком-сепаратором.

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

Несколько положительных электродов образуют набор положительных пластин, а несколько отрицательных электродов образуют набор отрицательных пластин. Вместе набор отрицательных и положительных пластин образуют блок пластин. Блок пластин — это аккумуляторная батарея.

Обычная стартерная батарея состоит из 6 последовательно соединенных ячеек, каждая с номинальным напряжением 2 В, что дает напряжение ровно 12.72 В, когда аккумулятор полностью заряжен. Емкость и способность батареи к холодному запуску зависят от количества пластин на элемент.

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

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

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

Функция автомобильного аккумулятора: химическая энергия превращается в электрическую

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

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

Подключение внешнего потребителя запускает химическую реакцию в аккумуляторе:

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

Проблемы со свинцово-кислотными аккумуляторами: сульфатирование и наслоение кислоты

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

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

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

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

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

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

Новые аккумуляторные технологии: AGM и литий-ионные

До сих пор обычные свинцово-кислотные батареи занимали большую долю рынка.Однако рынок быстро меняется: в инновационных технологиях аккумуляторных батарей для автомобилей со старт-стопом, таких как AGM, используется кислота, связанная в коврике, чтобы обеспечить большую стабильность цикла и гарантировать надежную работу в транспортных средствах с повышенным энергопотреблением. Еще одно преимущество AGM: кислотное расслоение больше невозможно из-за связанной кислоты.
Новое поколение автомобильных аккумуляторов для микрогибридных транспортных средств работает от напряжения 48 В и использует литий-ионные элементы.

Обслуживание автомобильных аккумуляторов

Понимание функции автомобильного аккумулятора — важная часть обучения водителей-подростков.

Автомобильный аккумулятор выполняет множество функций в любой поездке, какой бы короткой она ни была. Без заряженной и правильно установленной батареи вы никуда не денетесь.

Аккумулятор в вашем автомобиле работает так же, как и любой другой аккумулятор; он питает ваш стартер и всю электронику вашего автомобиля. Батареи могут работать долго, но проверяйте их раз в месяц.

Очистка

Первое и самое простое, что нужно сделать, — это содержать корпус в чистоте.Остатки масла и грязь могут накапливаться и вызывать проблемы в работе, преждевременно разряжая аккумулятор или скрывая трещины или вздутия. Чтобы очистить его, просто протрите бумажным полотенцем, смоченным в мягком моющем средстве.

После того, как аккумулятор станет чистым и сухим, осмотрите корпус в течение нескольких минут. Внимательно посмотрите на любые признаки трещин или вздутия, так как они могут указывать на другие проблемы, такие как замерзание или нехватка жидкости.

Проверка электролитов

Жидкость, которая плавает внутри аккумулятора, представляет собой воду и серную кислоту.Если у вашей батареи есть съемные вентиляционные колпачки, вы можете проверить уровень в каждой ячейке — он должен быть НАД над пластинами батареи. Если он низкий, вы можете добавить ДИСТИЛЛИРОВАННУЮ воду, при условии, что клетки не переполнены.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ВОДУ — ОН СОДЕРЖИТ МИНЕРАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ, КОТОРЫЕ МОГУТ ПОВРЕДИТЬ ВАШУ АККУМУЛЯТОР

Проверка клемм

Проверьте все полюса батареи, клеммы и оборудование. Вы ищете любые признаки коррозии — белые или голубоватые пятна вокруг клемм.Если вы видите их, приготовьте смесь пищевой соды и воды в соотношении 50/50 и потрите жесткой щеткой. После очистки промойте чистой водой.

Любые другие проблемы с аккумулятором, вероятно, лучше всего подходят для механика, а не для нового водителя.

Запуск автомобильного аккумулятора от прыжка

Если ваш автомобиль не перевернется из-за того, что аккумулятор разряжен, его можно поднять с помощью «запуска от внешнего источника». Это относительно простая процедура, но она может быть очень опасной, если вы не соблюдаете меры предосторожности.Внимательно прочтите передовые методы запуска автомобиля от внешнего источника.

Не рискуйте

Прежде чем что-либо делать, осмотрите аккумулятор:

• Проверьте уровень электролита в аккумуляторной батарее. Если корпус треснул и электролиты вытекли, необходимо заменить батарею.
• Если аккумулятор замерз, корпус может вздуться или на элементах может образоваться лед. В этом случае вам может потребоваться переместить аккумулятор в теплое место и дать ему оттаять, прежде чем продолжить.

Если в аккумуляторе низкий уровень электролита или он замерз, его прыжок может привести к его разрыву или взрыву.

Настройка прыжка

Прежде всего: это общий список шагов, которые необходимо предпринять. Вам всегда нужно обращаться к руководству пользователя, прежде чем продолжить, на случай, если есть какие-либо меры предосторожности или процедуры для конкретного автомобиля.

Вам понадобится:

• Другой автомобиль, желательно с полностью заряженным аккумулятором
• Комплект соединительных кабелей

Расположите заряженный автомобиль так, чтобы аккумулятор находился рядом с аккумулятором на мертвом автомобиле, но не настолько близко, чтобы они соприкасались.

Меры безопасности

• Выньте ключи из каждой машины. Если есть система зажигания без ключа, убедитесь, что брелок находится на расстоянии не менее 10 футов от автомобиля.
• Убедитесь, что стояночный тормоз включен (оба автомобиля)
• Выключить / отключить все электрические системы

Прыгая из машины

• Найдите положительную и отрицательную клеммы на обеих батареях (в большинстве случаев красный = положительный, черный = отрицательный)
• Подключайте кабели в следующем порядке:
  • ПЕРВЫЙ: положительный при разряженной батарее
  • СЕКУНДА: плюс на заряженном аккумуляторе
  • ТРЕТИЙ: отрицательный на заряженной батарее
  • ЧЕТВЕРТОЕ: отрицательный результат на точке заземления, удаленной от батареи.

НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ К РАЗРЕШЕННОЙ БАТАРЕИ

• Включите зажигание в разряженном аккумуляторе авто.
• Если двигатель не запускается, выньте ключ. Заведите машину с заряженным аккумулятором и попробуйте еще раз.
• Как только автомобиль заведется, включите фары и обогреватель, чтобы при любых скачках напряжения пропадал электрический путь.
• Подождите минуту и ​​снимите кабельные перемычки В ОБРАТНОМ ПОРЯДКЕ УСТАНОВКИ

Центр данных по альтернативным видам топлива: электромобили на топливных элементах

Электромобили на топливных элементах (FCEV) работают на водороде.Они более эффективны, чем обычные автомобили с двигателем внутреннего сгорания, и не производят выхлопных газов — они выделяют только водяной пар и теплый воздух. FCEV и водородная инфраструктура для их заправки находятся на ранних стадиях внедрения. Министерство энергетики США возглавляет исследовательские работы, направленные на то, чтобы автомобили с водородным двигателем стали доступным, экологически чистым и безопасным средством передвижения. Водород считается альтернативным топливом в соответствии с Законом об энергетической политике 1992 года и дает право на получение налоговых скидок на альтернативное топливо для транспортных средств.

Что такое электромобиль на топливных элементах?

FCEV используют силовую установку, аналогичную силовой установке электромобилей, в которой энергия, накопленная в виде водорода, преобразуется в электрическую с помощью топливного элемента. В отличие от обычных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, эти автомобили не производят вредных выбросов из выхлопной трубы. Другие преимущества включают повышение энергетической безопасности США и укрепление экономики.

FCEV заправляются чистым газообразным водородом, хранящимся в баке транспортного средства. Подобно обычным автомобилям с двигателем внутреннего сгорания, они могут заправиться менее чем за 4 минуты и имеют запас хода более 300 миль.FCEV оснащены другими передовыми технологиями для повышения эффективности, такими как системы рекуперативного торможения, которые улавливают энергию, потерянную во время торможения, и сохраняют ее в аккумуляторной батарее. Крупные производители автомобилей предлагают ограниченное, но постоянно растущее количество серийных FCEV для населения на определенных рынках в соответствии с тем, что может поддерживать развивающаяся инфраструктура.

Как работают топливные элементы

Самым распространенным типом топливных элементов для транспортных средств является топливный элемент с полимерно-электролитной мембраной (PEM).В топливном элементе PEM электролитная мембрана расположена между положительным электродом (катодом) и отрицательным электродом (анодом). На анод вводится водород, а на катод вводится кислород (из воздуха). Молекулы водорода распадаются на протоны и электроны из-за электрохимической реакции в катализаторе топливного элемента. Затем протоны проходят через мембрану к катоду.

Электроны вынуждены проходить через внешнюю цепь для выполнения работы (обеспечения питания электромобиля), а затем рекомбинируются с протонами на катодной стороне, где протоны, электроны и молекулы кислорода объединяются, образуя воду.Посмотрите анимацию о топливных элементах или инфографику с электромобилем на топливных элементах (FCEV), чтобы узнать больше об этом процессе.

Связанная информация

Доступность Выбросы Законы и стимулы

исследователей разработали долговечные твердотельные литиевые батареи — Harvard Gazette

Долговечные батареи с быстрой зарядкой необходимы для расширения рынка электромобилей, но сегодняшние литий-ионные батареи не отвечают потребностям — они слишком тяжелые, слишком дорогие и требуют слишком много времени для зарядки.

На протяжении десятилетий исследователи пытались использовать потенциал твердотельных литий-металлических батарей, которые содержат значительно больше энергии в том же объеме и заряжаются за меньшее время по сравнению с традиционными литий-ионными батареями.

«Литий-металлический аккумулятор считается святым Граалем для химии аккумуляторов из-за его высокой емкости и плотности энергии», — сказал Синь Ли, доцент кафедры материаловедения Гарвардской школы инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS). .«Но стабильность этих батарей всегда была плохой».

Теперь Ли и его команда разработали стабильную литий-металлическую твердотельную батарею, которую можно заряжать и разряжать не менее 10 000 раз — гораздо больше циклов, чем было продемонстрировано ранее — при высокой плотности тока. Исследователи объединили новую конструкцию с коммерческим катодным материалом с высокой плотностью энергии.

Эта аккумуляторная технология может увеличить срок службы электромобилей до бензиновых — от 10 до 15 лет — без необходимости замены аккумулятора.Благодаря своей высокой плотности тока аккумулятор может проложить путь для электромобилей, которые могут полностью заряжаться в течение 10-20 минут.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Доцент Синь Ли и его команда разработали стабильную литий-металлическую батарею, которую можно заряжать и разряжать не менее 10 000 раз. Элиза Гриннелл / Гарвард SEAS

«Наше исследование показывает, что твердотельная батарея может фундаментально отличаться от коммерческой литий-ионной батареи с жидким электролитом», — сказал Ли.«Изучая их фундаментальную термодинамику, мы можем раскрыть их превосходные характеристики и использовать их многочисленные возможности».

Большой проблемой, связанной с литий-металлическими батареями, всегда была химия. Литиевые батареи перемещают ионы лития от катода к аноду во время зарядки. Когда анод изготовлен из металлического лития, на поверхности образуются игольчатые структуры, называемые дендритами. Эти структуры врастают в электролит и пробивают барьер, разделяющий анод и катод, вызывая короткое замыкание или даже возгорание батареи.

Чтобы преодолеть эту проблему, Ли и его команда разработали многослойную батарею, в которой между анодом и катодом размещены различные материалы разной стабильности. Эта многослойная батарея из разных материалов предотвращает проникновение дендритов лития не за счет их полной остановки, а за счет их контроля и сдерживания.

Думайте о батарее как о бутерброде BLT. Сначала идет хлеб — металлический литий-анод — а затем салат — графитовое покрытие. Затем слой помидоров — первый электролит — и слой бекона — второй электролит.Завершите его еще одним слоем помидоров и последним куском хлеба — катодом.

Аккумулятор BLT. Сначала идет хлеб — металлический литий-анод — а затем салат — графитовое покрытие. Затем слой помидоров — первый электролит — и слой бекона — второй электролит. Завершите его еще одним слоем помидоров и последним куском хлеба — катодом. Предоставлено: Лиза Берроуз / Гарвард SEAS

Первый электролит (химическое название Li _5,5 PS _4,5 Cl _1.5 или LPSCI) более стабилен с литием, но склонен к проникновению дендритов. Второй электролит (Li ₁₀ Ge ₁ P ₂ S ₁₂ или LGPS) менее стабилен с литием, но кажется невосприимчивым к дендритам. В этой конструкции дендритам позволяют прорастать через графит и первый электролит, но они останавливаются, когда достигают второго. Другими словами, дендриты прорастают через салат и помидоры, но останавливаются на беконе. Барьер для бекона не дает дендритам проталкиваться и закорачивать аккумулятор.

«Наша стратегия включения нестабильности для стабилизации батареи кажется нелогичной, но точно так же, как анкер может направлять и контролировать шуруп, врезающийся в стену, точно так же наше руководство по многослойному дизайну и контролирует рост дендритов», — сказал Лухан Йе. соавтор статьи и аспирант SEAS.

«Разница в том, что наш якорь быстро становится слишком тугим, чтобы дендрит не мог просверлить отверстие, поэтому рост дендрита останавливается», — добавил Ли.

Аккумулятор тоже самовосстанавливающийся; его химический состав позволяет ему заполнять дыры, созданные дендритами.

«Эта экспериментальная конструкция показывает, что литий-металлические твердотельные батареи могут быть конкурентоспособными с коммерческими литий-ионными батареями», — сказал Ли. «А гибкость и универсальность нашей многослойной конструкции делает ее потенциально совместимой с процедурами массового производства в аккумуляторной промышленности. Масштабировать его до коммерческой батареи будет непросто, и все еще есть некоторые практические проблемы, но мы верим, что они будут преодолены ».

Отдел развития технологий Гарварда защитил портфель интеллектуальной собственности, относящейся к этому проекту, который расширяется до коммерческих приложений при поддержке Гарвардского ускорителя физических наук и инженерии и Гарвардского фонда решений по изменению климата.

Революционный твердотельный аккумулятор Toyota в пути к дебюту в 2021 году

ТОКИО — поездка протяженностью 500 км без подзарядки. Перезарядка с нуля до полной за 10 минут. И все это с минимальными проблемами безопасности. Твердотельный аккумулятор, представленный Toyota, обещает изменить правила игры не только для электромобилей, но и для всей отрасли.

Эта технология является потенциальным панацеей от недостатков, с которыми сталкиваются электромобили, работающие от обычных литий-ионных аккумуляторов, включая относительно небольшое расстояние, пройденное на одной зарядке, а также время зарядки.Toyota планирует стать первой компанией, которая продаст электромобиль, оснащенный твердотельной батареей, в начале 2020-х годов. Крупнейший в мире автопроизводитель представит прототип в следующем году.

Электромобили, разрабатываемые Toyota, будут иметь запас хода более чем в два раза больше, чем у автомобиля, работающего на обычной литий-ионной батарее при тех же условиях. И все это без ущерба для внутреннего пространства даже в самом компактном автомобиле.

Ожидается, что твердотельные батареи станут жизнеспособной альтернативой литий-ионным батареям, в которых используются водные растворы электролитов.Нововведение снизит риск возгорания и умножит плотность энергии, которая измеряет энергию, которую может выдать аккумулятор, по сравнению с ее весом.

Зарядка электромобиля, оснащенного твердотельной батареей, занимает около 10 минут, что сокращает время зарядки на две трети. Аккумулятор может увеличить дальность поездки компактного электромобиля, сохраняя при этом пространство для ног.

Toyota занимает лидирующие позиции в мире, имея более 1000 патентов на твердотельные батареи.Nissan Motor планирует разработать собственную твердотельную батарею, которая будет использоваться в автомобилях, не являющихся симуляторами, к 2028 году.

Переход к новой технологии аккумуляторов также повлияет на компании, расположенные дальше по цепочке поставок.

Японские производители автомобильных материалов спешат создать необходимую инфраструктуру для снабжения автопроизводителей. Mitsui Mining and Smelting, более известная как Mitsui Kinzoku, запустит пилотную установку по производству твердых электролитов для батарей.

Производственная площадка, расположенная в центре исследований и разработок в префектуре Сайтама, сможет выпускать десятки тонн твердого электролита ежегодно начиная со следующего года, чего достаточно для выполнения заказов на прототипы.

Нефтяная компания Idemitsu Kosan устанавливает оборудование для производства твердого электролита на своем предприятии в префектуре Чиба, чтобы начать работу в следующем году. Производство твердых электролитов требует затвердевания сульфидов, что является особенностью металлургической и химической промышленности. Sumitomo Chemical также занимается разработкой материалов.

Японские производители, такие как Sony и Panasonic, были пионерами в коммерциализации аккумуляторных элементов для автомобилей. Но с конца 2000-х годов китайские конкуренты стали заметнее.Contemporary Amperex Technology Co. Limited, также известная как CATL, в настоящее время является крупнейшим в мире поставщиком литий-ионных батарей. Японская компания Asahi Kasei, когда-то являвшаяся мировым лидером в производстве разделительных материалов для аккумуляторов, в прошлом году уступила корону компании Shanghai Energy.

Ожидается, что электромобили станут обычным явлением в условиях глобального отказа от углерода. Правительство Японии поощряет внутреннюю разработку твердотельных батарей, полагая, что большая часть технологий, связанных с производительностью автомобилей, будет зависеть от Китая, если статус-кво сохранится.

Правительство формирует фонд размером около 2 триллионов иен (19,2 миллиарда долларов), который будет поддерживать технологию декарбонизации. Политики рассмотрят возможность использования этих средств для предоставления субсидий в размере сотен миллиардов иен, которые пойдут на финансирование разработки новых батарей.

Целью является поддержка развития инфраструктуры массового производства в Японии. Поскольку в твердотельных батареях используется литий — элемент с ограниченными мировыми запасами, правительство поможет закупить этот материал.

Остальной мир следует их примеру. Немецкий Volkswagen планирует запустить производство твердотельных батарей уже в 2025 году через совместное предприятие с американским стартапом.

Китайская технологическая группа QingTao (Kunshan) Energy Development потратит более 1 миллиарда юаней (153 миллиона долларов) на исследования и разработки твердотельных батарей, среди прочего.