Можно ли в аккумулятор заливать электролит


Можно ли доливать электролит в аккумулятор: мнение экспертов

Когда автомобиль отказывается заводиться, первое, что приходит на ум, — всё ли в порядке с аккумулятором? Вероятно, он разрядился. Можно ли доливать электролит в аккумулятор или лучше воду?

Из чего состоит аккумулятор

Аккумуляторная батарея в автомобиле отвечает за запуск двигателя, исправную работу всей электрики автомобиля, а также «сглаживает» скачки напряжения. Внутри корпуса она представляет собой 6 последовательно соединённых элементов, состоящих из положительных и отрицательных токопроводящих пластин. Эти элементы залиты электролитом, взаимодействие с которым и обеспечивает результат работы.

Сама же жидкость состоит из дистиллированной воды и кислоты, смешанной в определённой пропорции. Нормы пропорций изменяются в зависимости от необходимой плотности смеси, а нормы плотности смеси, в свою очередь, зависят от температурных и климатических особенностей местности использования автомобиля.

Немного теории

Норма плотности электролита в АКБ для средней полосы России — 1,25—1,30 г/см. куб. Идеально, если показатель равен 1,28г/куб. см. Если, например, батарея перемёрзла или закипела, то плотность электролита изменится в одну или другую сторону, что приведёт к той самой быстрой разрядке аккумулятора. В таком случае необходимо найти причину проблемы и устранить её.

В поисках главным помощником будет ареометр — специальный прибор, с помощью которого и определяется плотность электролита.

Ареометр, определяющий плотность электролита

Чтобы воспользоваться им, в первую очередь откручивают круглую заглушку с каждого из отсеков аккумулятора, опускают прибор в жидкость и смотрят получившиеся показания.

Важно проверить каждый из отсеков!

Стоит также помнить, что эти манипуляции проводятся на не работающем в момент проверки устройстве.

Ещё один момент — жидкость должна на 1–1,5см закрывать элементы батареи. Если уровень жидкости меньше, то её доливка срочно необходима.

Ближе к практике

Если с определением проблемы всё понятно, то назревает вопрос: что доливается в аккумулятор – вода или электролит? С ответом поможет результат измерений ареометром: если раствор слишком плотный, то долив воды решит проблему. Если же раствор обладает слишком низкой плотностью, то без электролита не обойтись.

Разберёмся с водой. Почему так важно доливать дистиллированную или, на крайний случай, талую воду? Дело в том, что в бутилированной воде или воде из крана содержатся примеси, которые при взаимодействии с электричеством будут давать как минимум осадок, а в худших случаях приведут к полной негодности АКБ. Поэтому необходима максимально очищенная вода.

Для долива воды понадобится обыкновенная воронка, последующая зарядка аккумулятора и повторная проверка плотности получившейся смеси.

Жидкие подробности

Если говорить о доливе электролита, то здесь последовательность действий длиннее.

Стоит начать с изготовления необходимой смеси в домашних условиях:

  1. Берётся неметаллическая тара, в которую выливается 1 литр дистиллированной воды.
  2. Затем в неё, медленно и частями, не забывая перемешивать, вливают 0,36 литра аккумуляторной кислоты.
  3. Не стоит вливать жидкости наоборот, так как это чревато последствиями химической реакции.
  4. Затем стоит дать отстояться пару часов получившейся смеси – и необходимая жидкость готова.

Следующий этап — проверка текущего уровня электролита. Возьмите стеклянную трубочку, опустите её в жидкость и закройте верхний конец пальцем. Вытащите трубочку: количество жидкости в колбе показывает уровень электролита в аккумуляторе.

Если плотность недостаточная, то электролитическую жидкость доливают в каждый отсек АКБ, так, чтобы её уровень в каждом отсеке был одинаковым. В случае, если возникают трудности – излишки удаляются при помощи медицинской «груши».

Однако в ситуациях, когда доливкой не обойтись, — например, в случае, когда плотность электролита близка к 1г/куб. см. или даже меньше, — совершаются действия по восстановлению батареи. Из батареи удаляется старая жидкость, тщательно промывается каждая колба дистиллированной водой, затем заливается новый электролит с необходимой плотностью до нужного уровня (5–7мм выше пластин).

Затем, не закручивая колпачки, стоит дать постоять свежезалитому аккумулятору около 3-х часов, чтобы вышли пузырьки воздуха. Стоит ещё раз проверить плотность электролита, долить воды, если это необходимо. Далее аккумулятор полностью заряжается при помощи низкого тока — около 0,1 А. Процесс будет не слишком быстрым, но позволит продлить срок службы устройства.

Необслуживаемый АКБ — на выброс

Встречаются аккумуляторные батареи в цельной оболочке — ни о каком обслуживании вроде долива жидкостей не может быть и речи. Или может?

Если такая батарея работает уже свыше четырёх лет, то, скорее всего, в негодность пришли уже сами пластины, и даже замена электролита не спасёт положения. Но «свежие» АКБ не так безнадёжны. Для выявления их внутреннего мира высверливаются небольшие отверстия в корпусе, через которые получится как выяснить плотность жидкости, так и произвести её замену.

Технология действий останется такой же, как и в случае с обслуживаемым аккумулятором, с той разницей, что в конце отверстия необходимо будет закрыть эпоксидным клеем или любым другим материалом, который хорошо подойдёт для пластика и не боится высоких температур.

Стоит также отметить, что у необслуживаемых аккумуляторов зачастую есть возможность визуально отслеживать уровень жидкости.

Когда что-то идёт не так

Что обычно доливают в аккумулятор при понижении в нём уровня электролита? Всё зависит от плотности имеющейся жидкости, возможных вариантов всего два. При этом стоит понимать, по какой причине уровень понижается: возможно, происходит постоянное закипание электролита и из него выкипает вода? В таком случае нужно доливать дистиллированную воду и искать причину закипания.

Или же уровень электролита понизился потому, что АКБ перевернулся с неплотно закрученными шайбами и жидкость просто вылилась? Тогда однозначно необходимо долитие электролита.

В любом случае необходимо искать причины «неправильного» поведения жидкости. Если их вовремя не обнаружить и не устранить, то не исключены и возможные последствия — вплоть до произвольного нарушения целостности пластикового короба аккумулятора.

Важно помнить, что после полной смены электролита батарея не сможет служить верой и правдой очень долго — из-за контакта с воздухом повышается риск развития процессов коррозии на пластинах.

О многом может поведать и состояние сливаемого электролита: если в жидкости есть какие-то примеси, она имеет мутный или явно тёмный цвет, то не исключён факт того, что именно металлические элементы уже пришли в негодность и пластины разрушаются от времени эксплуатации. Конечно, замена электролита поможет и тут, но ненадолго. При этом может понадобиться и очистка самих пластин.

Подводя итоги

Изучив подробнее работу штатного АКБ автомобиля, вопрос «Можно ли доливать электролит в аккумулятор?» отпадает сам собой: можно, если нужно! Главное в этом процессе – внимательно следить за показателем плотности электролита, его уровнем, а также цветом и прозрачностью, так как это может быть признаком куда более серьёзных проблем.

Особенно важно всегда помнить, что вода обязательно должна быть именно дистиллированной, то есть очищенной ото всех примесей. В противном случае существует вероятность скорой порчи аккумулятора, а то и некоторых деталей автомобиля.

К слову, бутилированная вода также не может считаться достаточно чистой, так как содержит достаточное количество примесей. Не стоит забывать и о зарядке аккумулятора после любых манипуляций, лучше всего малым током, но дольше.

При встрече с гелевым аккумулятором повышение уровня электролита производится при помощи воды — она добавляется под каждый колпачок примерно по 1–1,2 мл, аккумулятор оставляется на несколько часов, чтобы впиталось недостающее до нормы количество влаги, а затем оставшиеся излишки удаляются.

Помните, что исправный аккумулятор автомобиля предотвращает возможность возникновения неприятностей в дороге.

Замена электролита аккумулятора - стоит ли доливать электролит и как это сделать?

Свинцовые автомобильные аккумуляторы накапливают энергию до тех пор, пока идет химическая реакция между электролитом и токопроводящими пластинами. При изменении плотности электролита, этот процесс нарушается. Неважно, по какой причине испортился электролит, аккумулятор не работает. Требуется замена электролита, корректировка плотности или приобретение новой АКБ. В случае если электролит приобрел черный цвет, в нем взвесь угля и окалины – аккумулятор придется менять.

Полная замена электролита в аккумуляторе

Электролит представляет смесь серной кислоты с водой в определенной пропорции. О концентрации раствора узнают по плотности, измеряемой ареометром. Показатель основной, даже сотые доли влияют на способность электролита работать на накопление энергии.

Признаки негодного электролита:

  • Измерение плотности на заряженном аккумуляторе ареометром. Значение должно быть 1,25 -1,27 г/см3.
  • Мутный электролит – свидетельство того что внутри идут паразитные процессы сульфатирования.
  • Электролит перемерзал, но герметичность корпуса не нарушена.
  • Раствор черный или темно-коричневый со взвесью угля и окалины.

Замена электролита в аккумуляторной батарее будет эффективна, когда полости банок обследованы, промыты, удален сульфатный осадок. Если разрушены пластины, осыпалось активное вещество – аккумулятор не ремонтопригоден.

В домашних условиях полная замена электролита в аккумуляторе автомобиля происходит в последовательности:

  • Подготовить эмалированную или стеклянную посуду для слива электролита, средства личной защиты, место для работы, лучше, на открытом воздухе.
  • Аккумулятор извлечь, из автомобиля, снять пробки или просверлить отверстия в необслуживаемом АКБ, слить жидкость в подготовленную тару, пользуясь грушей или шприцом.
  • Аккумулятор промывается дистиллированной водой многократно, пока не удалится осадок. Возможно, придется удалять сульфат свинца, если есть осадок на пластинах. Нужно убедиться что активная замазка не осыпалась, угольная решетка цела.
  • Медленно, с перерывами залить электролит нужной плотности в каждую банку выше пластин на 5-7 мм. Подождать 2-3 часа для выхода пузырьков, замерить плотность электролита, довести до нормы
  • Зарядку аккумулятора после замены электролита вести малым током 0,1 А, не допуская закипания. После набора половины емкости, зарядка ведется циклично.
  • Произвести герметизацию банок.

Сколько времени заряжать аккумулятор? Заряжать аккумулятор после замены электролита нужно бережно, как после глубокой разрядки. Операция замены электролита своими руками в автомобильном аккумуляторе считается законченной, если он полностью принимает ток длительное время. Зарядка ведется осторожно, кипение в банках недопустимо.

Предлагаем посмотреть видео по правильной замене электролита в автомобильном аккумуляторе.

Почему нельзя доливать электролит в аккумулятор

Вы замерили уровень в банках аккумулятора, он ниже нормы? Это значит, что часть воды испарилась. Если это обслуживаемый аккумулятор, нужно замерить уровень в каждой банке и долить электролит до нормы водой. В необслуживаемом АКБ сквозь стенки видно зеркало залива.

Упал уровень, значит в растворе мало воды и высокая плотность. Добавленный электролит повысит уровень, но плотность раствора останется высокой. Это пагубно для пластин АКБ, сокращается срок службы батареи. Поэтому следует электролит доводить до уровня, доливая дистиллированную воду.

Посмотрите видео о правилах замены электролита.

В каких случаях доливать электролит в аккумулятор?

Электролит в аккумулятор доливают, когда снижается емкость. При этом замеры ареометром содержимого каждой банки показывают снижение плотности. Возможно, в АКБ произошла сульфатация, связанный кислотный остаток в PbSO4 не участвует в реакции.

Если электролит, извлеченный из банок прозрачный, светлый, его можно использовать вторично, добавив корректирующий раствор, плотностью 1,4 г/см3. После снятия осадка на пластинах, батарея заливается прежним электролитом, но он низкой концентрации. Можно ли довести раствор до нужной плотности, доливая электролит? Какой состав взять, и сколько нужно долить в аккумулятор корректирующего раствора?

По технологии нужно заменить порцию слабого состава крепким. Долить и изъять электролит из банок раствор можно, воспользовавшись грушей и мерным цилиндром. Как поменять растворы, в какой пропорции видно из таблицы.

При этом следует использовать только электролит для корректировки. После операции замены, в течение получаса ведется подзарядка, чтобы жидкости смешались. Через два часа после отключения ЗУ проверяется плотность, если нужно, корректировка повторяется.

Предлагаем ознакомиться на видео, как долить электролит в аккумулятор.

Что доливать в аккумулятор, воду или электролит

При соблюдении условий эксплуатации, необслуживаемые аккумуляторы не требуют контроля плотности и уровня электролита. Обслуживаемые АКБ имеют специальные пробки – доступ к каждой банке. В них регулярно проверяются показатель качества и уровня электролита. Запас энергии батареи определяется по самому слабому элементу. Поэтому необходимо поддерживать плотность электролита во всех банках равной.

Плотность в банке может снизиться, если началась сульфатация. Тогда добавка электролита не поможет. Сильное сопротивление забитых пластин не пропускает заряд, добавленная кислота увеличит отложения. В этом случае заряд восстановит сульфатирование. Вот почему нельзя в  АКБ с налетом сульфата свинца доливать электролит.

Доливать ли воду в аккумулятор? Если уровень электролита в банках низок, это указывает на интенсивное кипение батареи во время работы. Испаряется в основном водород. С оголенных пластин может осыпаться активная замазка, произойдет сульфатирование, коррозия. Поэтому подлить дистиллированную воду необходимо, но после этого аккумулятор нужно ставить на зарядку по полному циклу.

В период восстановления емкости частично разрушаются кристаллы свинца, происходит разбавление плотного раствора, происходит восстановление активности электролита. Доливают электролит или воду в АКБ в отверстия, прикрытые пробками, малой струей через воронку. Зарядку начинают не сразу, чтобы вышел воздух, смешались составы.

Контроль плотности следует произвести через полчаса после отключения ЗУ. При отклонениях плотности выполнить корректировку.

Когда доливать в электролит, а когда воду

Вопрос, чем долить, если мало электролита в банках аккумулятора требует особого освещения. Такие жидкости, как электролит или дистиллированная вода, нужно заливать в аккумулятор правильно. Корпус и воронка должны быть чистыми, заливаемая жидкость прозрачная, без взвеси. Долить электролит водой можно, используя медицинский шприц без иглы, если корректировка требуется незначительная.

В каких случаях можно доливать воду в электролит аккумулятора? Если в одной или нескольких банках уровень электролита в АКБ низкий. Это происходит из-за кипения банок в условиях повышенной температуры или глубокого разряда. Добавлением дистиллированной воды восполняются потери объема, уменьшается плотность электролита, предотвращается скорый износ батареи.

Нужно ли заряжать аккумулятор после добавления воды, или замены электролита? Любое изменение внутреннего баланса требует выравнивания и стабилизации. После изменения концентрации жидкости необходимо провести полный цикл зарядки, убедиться, что аккумулятор не потерял емкость, стабильно напряжение на клеммах, обеспечивает пусковой ток.

Можно ли долить электролит в аккумулятор, если случайно его выплеснули? Как это случилось? Возможно, перевернули прибор. Это один из немногих случаев, когда вытекший электролит заменяют точно таким же и даже температуру подгоняют. Но все равно потребуется подзарядка и проверка плотности.

Посмотрите видео, как правильно долить электролит в аккумулятор. Вода или электролит, что доливать?

Как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор

Все намного сложнее, если потребовалось долить воду в электролит необслуживаемого аккумулятора автомобиля. Сквозь полупрозрачные стенки можно увидеть, сколько электролита в банках. Но как проникнуть в корпус необслуживаемого аккумулятора?

Есть модели, проникнуть внутрь в которых можно отрезав болгаркой верхнюю крышку. Но такие действия нужны, если нужно удалить накипь и промыть осевший внизу шлам. Для того чтобы долить жидкость до нужного уровня сверлят отверстие в корпусе. Позже его заклеивают эпоксидным клеем.

Полностью необслуживаемый аккумулятор требует бережного обращения, боится глубоких разрядов и нестабильной работы бортовой АКБ. Заявленные 5-7 лет он выдерживает только в идеальных условиях.

Как разобрать необслуживаемый аккумулятор чтобы долить электролит

В современных АКБ, таких как VARTA, под декоративной наклейкой можно увидеть 6 пластинок, плотно утопленных в корпус. Если подковырнуть кружок шилом, можно под ним обнаружить пробку резиновую. Тогда появится возможность отобрать пробу электролита, провести замер плотности, откорректировать состав. Если нет пробки – в каждой банке колется отверстие тонким шилом, а вода запускается из шприца, каплями.

Но если обнаружено, что в банках на пластинах белесые полосы – это сульфатация. Чтобы очистить полости, убрать осадок внизу, потребуется вскрыть крышку распиливанием.

Посмотрите видео, как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор.

Долить электролит в гелевый аккумулятор

Необслуживаемый гелевый аккумулятор представляет тот же свинцовый аккумулятор, но электролит загустили, он находится в виде геля. С годами вследствие электрохимических паразитных реакций получается водород, выходящий из резинового вентиляционного клапана. Гель обезвоживается и уже неплотно прилегает к пластинам. Емкость АКБ уменьшается.

Долить воду в банки аккумулятора просто. Нужно снять наклейку на корпусе, снять колпачки-клапаны и закапать в каждую банку по 1,2 мл воды. Вода должна впитаться в желеобразную массу. Нужно время. Через полчаса, если вода выше поверхности пластин батареи – извлеките ее фильтром или шприцом.

Можно ли доливать электролит в аккумулятор и почему

При обслуживании автомобильных аккумуляторных батарей в обязательном порядке контролируется плотность электролита и его уровень. В меньшей степени это касается необслуживавемых батарей, но и для них иногда требуются применять меры по выравниванию уровня электролита.

Во время работы автомобиля аккумулятор подзаряжается от генератора. Необходимый уровень бортового напряжения поддерживается регулятором.

В зимнее время высокая нагрузка на генератор (свет фар, обогрев стекол и сидений) не позволяют сильно повысится напряжению даже при неправильно отрегулированном регуляторе. Иная ситуация летом. Минимум посторонней нагрузки вызывает повышенное напряжение на клеммах батареи, в результате чего наблюдается кипение электролита (электролитическое разложение воды). Чем выше температура окружающего воздуха, тем раньше начинается этот процесс. Часто можно наблюдать, что после длительной летней поездки в аккумуляторе банки полупустые.

Для аккумулятора недопустима даже кратковременная работа с пластинами, не полностью покрытыми электролитом, так как это вызывает разрушение оголенных частей пластин с полным выходом батареи из строя.

Вопрос о том, что доливать в аккумулятор воду или электролит, достаточно распространен. Ниже будет рассказано, как избежать распространенных ошибок и продлить работоспособность аккумуляторной батареи.

Что происходит с электролитом в АКБ

При эксплуатации аккумулятора в нем происходят электрохимические процессы, различные при заряде и разряде. В основе кислотных возобновляемых источников тока лежат химические реакции между свинцом пластин и электролитом, основным компонентом которого является серная кислота.

Во время разряда свинец пластин реагирует с кислотой, образуя сульфат свинца. В результате этого количество кислоты в растворе падает и становится минимальным при полном разряде батареи.

При зарядке происходит обратная реакция – сульфат свинца разлагается на чистый металл и кислоту. Плотность электролита повышается.

Внимание! После достижения полной зарядки плотность перестает расти.

С водой другая ситуация. Ближе к окончанию зарядки аккумулятора начинается процесс электролиза воды. При электролизе вода разлагается на составляющие элементы, водород и кислород, которые выделяются в виде пузырьков газа. При высокой температуре окружающего воздуха происходит естественное испарение воды. Пар и электролизные газы отводятся из активной зоны аккумулятора через дренажные отверстия, предохраняющие корпус от избыточного давления.

Какой вывод следует из сказанного? При работе аккумулятора кислота не расходуется. Она находится или в свободном состоянии в электролите или в виде сульфата свинца на электродах. Уменьшается лишь количество воды в составе электролита. Казалось бы, должна расти плотность, но это происходит не всегда. В результате некачественного изготовления аккумулятора или неправильном его обслуживании на пластинах образуются крупные нерастворимые кристаллы сульфата свинца, которые не восстанавливаются при заряде.

Можно ли доливать электролит в такой аккумулятор? Уменьшение количества активного вещества электродов требует меньшего количества электролита, поэтому нельзя доливать кислоту или электролит, поскольку это приведет к ускоренному росту кристаллов сульфата и батарея выйдет из строя в результате падения емкости и осыпания пластин. Заливается только дистиллированная вода.

Что заливают в аккумулятор автомобиля при его обслуживании

Часто у длительно работающих аккумуляторов наблюдается различный уровень электролита в раздельных банках. Что делать, если в некоторых банках мало жидкости? Доливается электролит или дистиллированная вода? Каждая банка в автомобильном аккумуляторе является отдельным аккумулятором, поэтому все вышесказанное относится к любому типу кислотных автомобильных аккумуляторных батарей и коррекция уровня электролита производится путем доливки дистиллированной воды. Впоследствии необходимо выполнить дополнительный цикл заряда и разряда. Повторяя процесс несколько раз, можно полностью восстановить емкость батареи.

Повышение плотности допускается только при смене сезона. Зимой плотность электролита должна быть больше для предупреждения перемерзания при низких температурах. Перед тем, как доливать электролит, измеряют его плотность. О том, как это сделать, читайте в этой статье. После окончания сезона холодов, плотность опять уменьшают до меньшего значения, так как эксплуатация аккумулятора с высокой плотностью может привести к сульфатации пластин, потере емкости и осыпанию активной массы. Последнее служит причиной междуэлектродного замыкания. Аккумуляторы с таким дефектом не подлежат восстановлению.

Как доливается вода в аккумулятор

Чтобы правильно залить воду при понижении уровня в банках, нужно выкрутить заливные пробки и замерять текущий уровень. Количество жидкости над поверхностью пластин должно быть в пределах 10-15 мм. Добавить воду можно при помощи лейки или струбцины, а попавшую на поверхность батареи вытереть сухой тряпкой, чтобы не образовывался проводящий слой, ведущий к повышенному саморазряду аккумулятора. Превышать уровень также нежелательно, поскольку снизится плотность, а это опасно зимой. При кипении во время заряда электролит будет выплескиваться через дренажные отверстия, вызывая коррозию электродов и металлических частей автомобиля. Кислота на поверхности аккумулятора повышает саморазряд батареи.

Почему нельзя доливать в аккумулятор электролит?

Доливать электролит можно, только если точно известно, что часть электролита была разлита. В других случаях делать этого нельзя.
При разряде батареи происходит взаимодействие активной массы положительных и отрицательных пластин с электролитом (серной кислотой), в результате чего образуется сульфат свинца. и вода. В итоге плотность электролита падает.
При заряде батареи  происходят обратные электрохимические процессы, что приводит к восстановлению на отрицательных электродах чистого свинца и на положительных - диоксида свинца. В результате этих реакций  повышается плотность электролита. Это нормальный физический процесс.
Серная кислота не  летучая, поэтому в процессе "кипения" без разбрызгивания она вся остается внутри аккумулятора, выходит только водород и кислород.  При заряде вода испаряется, взамен испарившейся воды мы добавляем  дистиллированную воду, в количестве испарившейся.
Если у полностью заряженного аккумулятора во всех банках  плотность не поднимается до нужного уровня (у стартерных и тяговых АКБ 1,27-1,28 г/см3, у стационарных 1,23-1,24 г/см3),то возможно  это частичная   сульфатация аккумулятора. При этом  происходит  кристаллизация серы на пластинах, а концентрация электролита  уменьшается.
Такому аккумулятору требуется не доливка электролита, а срочное лечение.Для начала необходимо полностью зарядить батарею, желательно маленьким током (максимум 5% от емкости) и долго (от 1 до 3-х суток). Чтобы батарея полностью набрала свою емкость. Потом сразу же отдать АКБ в работу.
Стартерные батареи, по возможности, заряжать таким  образом( маленьким током)  как  можно чаще, особенно зимой.
Тяговые аккумуляторы с признаками сульфатации, ставить на зарядку кроме ночного заряда, во время перерывов в работе.  Если в вашем зарядном устройстве  есть функции выравнивающего заряда аккумуляторной батареи, необходимо проводить эти циклы.
Не оставлять батарею не заряженной даже на 12 часов.
Если  такая зарядка не помогает, нужны более серьезные способы лечения на специальном оборудовании.
Доливая электролит  в аккумулятор(элементы),  при полном или уравнительном заряде  плотность электролита  может увеличиться до 1,3 и более г/см3. Наличие излишнего количества  серы может привести к разрушению пластин  в аккумуляторных батареях
Плотность электролита  нужно измерять при нормальном уровне электролита,  и не менее чем через час после заряда.

сколько доливать, если его стало мало

Аккумуляторная батарея (АКБ) в автомобиле используется в качестве дополнительного источника электроэнергии. С помощью неё производится запуск двигателя, и при включённом зажигании осуществляется работа всех бортовых приборов. Зачастую многие водители совершают большую ошибку, когда думают, что можно долить электролит в аккумулятор при его понижении, ведь, возможно, причина кроется в обычном испарении воды.

Дистиллированная вода или электролит

Если самостоятельно изучить техническую литературу, то можно без особого труда понять, что во время работы аккумулятора из него испаряется некая часть жидкости, благодаря чему снижается уровень электролита над пластинами, а плотность кислоты в несколько раз увеличивается.

Поэтому можно сделать вывод, что недостаточный уровень электролита в батарее при её ежедневной эксплуатации оказывает значительное влияние на состояние пластин и скоропостижно снижает срок годности. Только при постоянной поддержке необходимого уровня кислоты уменьшается негативное действие повышенной плотности на аккумуляторную батарею.

Многие опытные механики знают о том, когда можно добавить электролит в аккумулятор, но чаще всего они заливают туда дистиллированную воду, ведь кислота не имеет свойства испаряться при кипении, поэтому из аккумулятора выходит наружу лишь кислород с водородом.

Важно помнить о том, что если в аккумуляторе мало электролита из-за его потери, например, разлился при открытых крышках, то именно в этом случае можно смело заливать его в горловины.

А также бывает, что проводя проверку плотности во всех отсеках аккумулятора, замечается её пониженное значение. Из этого можно с полной уверенностью сделать вывод о том, что произошла частичная сульфатация батареи. Когда количество электролита становится меньше за счёт кристаллизации серы на пластинах, то в этой ситуации аккумулятору просто необходимо срочное восстановление.

Подготовительные работы

Перед обслуживанием батареи следует изучить инструкцию, в которой полностью описано, как правильно доливать электролит в аккумулятор, а также важно прочитать инструкцию о зарядке.

Для того чтобы правильно долить электролит в аккумулятор, важно приготовить рабочее место, где будет проходить эта операция.

Также не стоит пренебрегать техникой безопасности:

  • Первое, что нужно сделать — это надеть на себя спецодежду, которая включает в себя комплект штанов, куртки, прорезиненых перчаток и защитные очки.
  • Поставить на верстак батарею и очистить её от различной грязи с помощью ветоши. Основное внимание нужно уделить плюсовому и минусовому контакту.
  • Проверить батарею мультиметром.
  • Аккуратно открыть крышки с помощью крестовой отвёртки.

Техническое обслуживание аккумулятора

После ряда этих манипуляций, обеспечивающих удобное обслуживание, специалисты проводят полную диагностику технического состояния аккумулятора. В основном они заключаются в шести пунктах:

  1. Перед тем как решить, что доливать в АКБ: электролит или воду, нужно обязательно полностью зарядить его специальным устройством.
  2. Далее произвести замер плотности во всех банках с помощью ареометра и зафиксировать все результаты в блокноте. При фиксировании показаний было бы удобнее проставить каждой банке свою цифру и напротив неё указать значение со шкалы.
  3. Если показания плотности у заряженного аккумулятора в некоторых банках различаются и не входят в рекомендуемую норму (1.25−1.29 г/куб. см), то это означает, что водителю нужно провести корректировку. Она заключается в следующем: при пониженном показании плотности нужно рассчитать, сколько доливать электролита в аккумулятор и залить его, а при повышенном залить дистиллированную воду.
  4. Плотность каждой банки в предельных значениях, а уровень электролита по какой-то причине опускается всё ниже. Лучшим решением для этой проблемы будет банальная доливка воды.
  5. Иногда бывает так, что плотность в секциях ниже номинального значения (меньше 1.21 г/куб. см). Чтобы найти решение, нужно забрать с помощью специальной клизмы небольшой раствор кислоты и слить его в мерный стакан. Дальше записать показания объёма и перелить электролит в стеклянную кружку. Пользуясь технической таблицей, залить в мерный стакан нужное количество раствора серной кислоты с повышенной плотностью и с помощью клизмы влить в ту банку, из которой забирался электролит. В тех ситуациях, когда есть значительная разница в сторону уменьшения плотности, лучше всего доливать кислоту с плотностью 1.40 г/куб. см. Необходимый уровень важно достичь дистиллированной водой.
  6. После того как во всех банках плотность стала одинаковой, необходимо подключить аккумулятор на небольшую подзарядку. Это делается для того, чтобы недавно залитый раствор тщательно перемешался внутри. После этого снова измерить плотность, и если её уровень изменился, то провести повторную операцию.

Каждому автолюбителю нужно знать, что перед тем как перейти на зимнюю эксплуатацию автомобиля, важно повышать значения плотности в АКБ, а при переходе на летнее время — понижать.

А также ежедневно перед каждым выездом нужно проверять не только уровень масла в двигателе, но и чистоту клем батареи и надёжность крепления пробок на её корпусе.

Дистиллированная вода или электролит — что лучше доливать в аккумулятор?

Можно ли доливать электролит вместо дистиллята и наоборот?

Электролит и дистиллированная вода не являются взаимозаменяемыми субстанциями.

Если потребовалось залить дистиллят, пополнять АКБ нужно только им. Заменять его нельзя. Это неизбежно сократит срок службы батареи.

Если потребовалось залить электролита, пополнять АКБ нужно исключительно электролитом.

Электролит в АКБ – это смесь дистиллята и серной кислоты (в соотношении 65-35 %). Основное назначение раствора – подвести ток в момент включения двигателя и поддерживать работу автомобиля с отключенным двигателем (музыка, свет, и др.).


Смесь способна накапливать энергию и передавать электрический ток все время эксплуатации. Изготавливают  ее в заводских условиях, но возможно самостоятельное приготовление.

В процессе изготовления серную кислоту (с плотностью 1,4 г/см3) перемешивают с дистиллированной водой (с плотностью 1,0 г/см3).

Итоговая плотность продукта, которая даст возможность полноценно работать батарее по своему назначению 1,27 г/см3. То есть электролит и дистиллят – это два совершенно разных вида. Объединяет их только то, что вода — неотъемлемая часть электролита.

Если при необходимости пополнить батарею дистиллятом долить в нее электролит, в результате значительно снизится плотность итоговой смеси.

Это приведет к проблемам в эксплуатации АКБ следующего типа:

  • Замерзание электролитической смеси при понижении температуры наружного воздуха.
  • Снижение функции накопления электрической энергии и ее передачи в необходимом объеме.
  • Быстрая разрядка АКБ вследствие неполноценного выполнения работы по назначению.

Если нужно добавить в аккумуляторную батарею электролита, а при доливке использовали дистиллированную воду, плотность итоговой смеси увеличится.

Это неизбежно приведет к следующим проблемам:

  • Повышенное содержание серных кислот приведет к образованию кристаллического осадка на металлические пластины сепаратора. Это поспособствует коррозии металла.
  • Снизится качество работы АКБ в выполнении функций по передаче электрической энергии.
  • Срок службы сократится.

Важно! Нужно помнить, что дистиллят и электролит заменять между собой нельзя! Правильный выбор продлит жизнь аккумуляторной батарее. Ошибка приведет к изъятию восстанавливаемой АКБ из пользования и покупке новой, что потребует значительных финансовых затрат.

Как определить, что необходимо?

Для точного определения, какую жидкость залить в батарею, необходимо провести диагностику. Заключаться обследование будет в выявлении причин, по которым уровень жидкости может быть снижен.

Причин может быть несколько.

Выплескивание электролита или его утечка

В этом случае нужно доливать исключительно электролит. При замене его на дистиллят плотность готовой смеси ощутимо снизится.

АКБ будет быстро разряжаться и не сможет полноценно выполнять свои функции по накоплению и передаче электрической энергии. Срок его службы значительно сократится.

Перебор воды в аккумуляторной батарее при эксплуатации в зимний период приведет к замерзанию воды и образованию наледи в верхних слоях. Это негативно скажется на работе батареи и выведет ее из эксплуатации.

Отметим, если зафиксирована именно утечка жидкости разгерметизации батареи, то лучше такую батарею не использовать.

Выкипание дистиллята

В этом случае нужен исключительно дистиллят. При постоянной эксплуатации автомобиля в условиях высокой температуры вода, находящаяся в составе электролита, неизбежно выкипает. В аккумуляторе снижается уровень. Доливая электролит, автоматически повышается плотность итоговой смеси.

В такой ситуации пластины сепаратора будет подвержены сульфатизации (появлению кристаллизационного осадка на металлической поверхности пластин) и их срок эксплуатации сократится ввиду быстрого износа.


Определение причины уменьшения уровня электролита заключается в измерениях его плотности. Выполнять измерение рекомендуется при температуре 15С. Замеры производить нужно во всех банках аккумулятора по отдельности. Измеряют ареометром.

Его можно относительно недорого приобрести в магазине, или взять в пользование в автосервисе:

  1. Если при замерах ареометром выявляют, что показатели плотности выше, чем 1,27-1,28 г/см3, можно сделать вывод о том, что часть воды в процессе эксплуатации испарилась. Именно снижение водной составляющей по отношению к серной кислоте может способствовать увеличению плотности. Чтобы довести параметры электролита до нормативных, нужно залить дистиллят.
  2. Если при замерах выявляют, что показатели плотности находятся в рабочем диапазоне, значит, испарения воды не происходило. Ее количество находится в норме, необходимой для выполнения всех функций АКБ. Следует пополнить банки электролитом.

Как определить необходимое количество для АКБ?

Понять, какое количество нужно для пополнения смеси электролитом (при условии, что нужен именно он) или дистиллированной водой (в аналогичном случае) можно следующими способами.

Визуально

На корпус батареи производитель наносит специальные «риски» min – max. Именно по отметкам на АКБ можно ориентироваться сколько требуется (и чего именно) добавить в смесь. Производя заливку, надо следить, чтобы требуемое количество была добавлена выше минимальной отметки, но ниже максимальной.

Если отметок на корпусе нет, то нужно доливать так, чтобы металлические пластины были покрыты на 1-1,5 см.

Инструментально

Существуют специальные мерные трубочки, с помощью которых можно замерять уровень электролитической смеси.

При отсутствии прибора можно использовать любую стеклянную или пластиковую палочку. Подойдет палочка длиной 20-25 см, толщиной 5-7 мм.

Открыв все банки, в каждой по отдельности нужно замерить уровень. Для этого опустить трубочку до упора и поднять ее. На ней четко будет видно, сколько смеси в банке АКБ.

Доливать нужно до того момента, как уровень будет определяться в высоту 1,5-2,0 см. Если дистиллированная вода долита до нужного уровня, плотность электролитической смеси восстановится в первоначальные параметры 1,27 г/см.куб. Это необходимо для обеспечения полноценной работы АКБ.

Внимание! Долив в необслуживаемых аккумуляторах не предусмотрен производителем! Доступ к банкам строго ограничен полной герметизацией корпуса.

В видео подробная информация о том, как измерить уровень электролита в аккумуляторе:

Заключение

Если уровень ощутимо понижен и не достигает отметки min, здесь нужно решать, чем пополнить оставшуюся смесь. В 95% случаев АКБ пополняют именно дистиллятом, хотя допускаются варианты. Правильное решение сможет продлить жизнь батареи, доведя ее параметры до заводских. Ошибка приведет к выводу ее из пользования.

Потери воды, расслоение кислот и поверхностный заряд

Ознакомьтесь с простыми рекомендациями по продлению срока службы свинцово-кислотных аккумуляторов при правильном использовании.

Кислотная стратификация

Электролит многослойной батареи концентрируется внизу, истощая верхнюю половину элемента. Кислотное расслоение происходит, если аккумулятор остается на низком уровне заряда (ниже 80 процентов), никогда не получает полного заряда и имеет неглубокие разряды. Поездка на автомобиле на короткие расстояния с включенными аксессуарами, ограничивающими мощность, способствует расслоению кислоты, поскольку генератор не всегда может подавать насыщенный заряд.Особенно подвержены кислотному расслоению большие роскошные автомобили. Это не дефект батареи как таковой, а связано с применением. На рисунке 1 показан обычный аккумулятор, в котором кислота равномерно распределена сверху вниз.

Рисунок 1: Нормальный аккумулятор.

Кислота равномерно распределяется сверху вниз по батарее, обеспечивая хорошие общие характеристики.

Предоставлено Cadex

На рисунке 2 показана многослойная батарея, в которой концентрация кислоты мала сверху и повышена снизу. Легкая кислота наверху ограничивает активацию пластины, способствует коррозии и снижает производительность, в то время как высокая концентрация кислоты внизу заставляет батарею казаться более заряженной, чем она есть, и искусственно повышает напряжение холостого хода. Неравномерный заряд пластин снижает CCA (ток холодного пуска), и запуск двигателя происходит медленно.

Рисунок 2: Многослойная батарея.

Концентрация кислоты небольшая вверху и высокая внизу. Это повышает напряжение холостого хода, и аккумулятор кажется полностью заряженным. Избыточная концентрация кислоты вызывает сульфатирование нижней половины пластин.

Предоставлено Cadex

Дать батарее отдохнуть в течение нескольких дней, встряхнуть или наклонить батарею набок, чтобы решить проблему.Применение выравнивающего заряда путем повышения напряжения 12-вольтовой батареи до 16 вольт в течение 1-2 часов также помогает путем смешивания электролита посредством электролиза. Не увеличивайте дозировку сверх рекомендованного времени. Подзарядка применяется для поддержания полного заряда и предотвращения сульфатирования свинцово-кислотных аккумуляторов.

Не всегда можно избежать расслоения кислоты. В холодные зимние месяцы стартерные батареи большинства легковых автомобилей имеют уровень заряда 75 процентов. Зная, что работа двигателя на холостом ходу и движение в пробке недостаточно заряжает аккумулятор; периодически заряжайте аккумулятор с помощью внешнего зарядного устройства.Если это нецелесообразно, переключитесь на батарею AGM. AGM не страдает от расслоения кислоты и менее чувствителен к сульфатированию при недозагрузке, чем затопленная версия. AGM немного дороже залитой версии, но батарея должна работать дольше.

Поверхностный заряд

Свинцово-кислотные батареи медлительны и не могут быстро преобразовать сульфат свинца в свинец и диоксид свинца во время зарядки. Это замедленное действие приводит к тому, что большая часть зарядов происходит на поверхностях пластин, что приводит к повышенному состоянию заряда (SoC) снаружи.

Аккумулятор с поверхностным зарядом имеет немного повышенное напряжение и дает ложные показания SoC на основе напряжения. Чтобы нормализовать состояние, включите электрические нагрузки, чтобы снять около 1 процента емкости батареи, или дайте батарее отдохнуть в течение нескольких часов. Включите фары на несколько минут. Поверхностный заряд - это не дефект аккумулятора, а обратимое состояние.

Простые рекомендации по продлению срока службы батареи

  • Дайте полностью зарядиться 14–16 часов.Заряжайте в хорошо вентилируемом месте.
  • Всегда держите свинцовую кислоту заряженной. Избегайте хранения при напряжении ниже 2,07 В на элемент или при уровне удельного веса ниже 1,190.
  • Избегайте глубоких разрядов. Чем глубже разряд, тем короче будет срок службы батареи. Кратковременная подзарядка при перерыве в 1-2 часа при интенсивном использовании продлевает срок службы батареи.
  • Никогда не позволяйте электролиту опускаться ниже вершин пластин. Открытые пластины сульфатируются и становятся неактивными. Когда уровень низкий, добавьте воды только для покрытия открытых пластин перед зарядкой.Всегда доливайте до правильного уровня после зарядки.
  • Никогда не добавляйте кислоту. Это приведет к слишком высокому удельному весу и вызовет чрезмерную коррозию.
  • Используйте дистиллированную или деионизированную воду. В некоторых регионах можно использовать водопроводную воду.
  • Емкость новой батареи глубокого разряда может составлять 70 процентов или меньше. Форматирование как часть использования в полевых условиях будет постепенно повышать производительность. Слегка нагружайте первые пять циклов, чтобы новая батарея могла отформатироваться.
  • Многие новые батареи малой емкости работают хуже, чем те, которые начинают жизнь с большой емкости. Известно, что у малоэффективных исполнителей короткая жизнь. Рекомендуется проверка мощности в рамках приемки
.

Новые перезаряжаемые батареи могут вызвать революцию в электромобилях

Электромобили менее вредны для окружающей среды, чем их бензиновые аналоги, но их длительное время зарядки и нехватка зарядных станций могут усложнить жизнь экологичным автомобилистам, которые водят их .

Теперь помощь может быть на горизонте. Ученые работают над разработкой многоразовых или так называемых проточных батарей, которые можно заправить за считанные минуты на обширной сети переделанных заправочных станций.Это изменение может сделать электромобили (EV) более привлекательными для водителей, которые опасаются длительного времени зарядки.

«Вы проезжаете 300 миль, сливаете свой бак и заправляете новую [жидкость] - столько, сколько нужно, чтобы заправить вашу машину бензином - и уезжаете», - говорит Джон Кушман, профессор наук о Земле, атмосфере и математике. в Purdue и ведущим исследователем технологии жидких батарей.

Ли Кронин, химик из Университета Глазго в Шотландии и еще один ведущий исследователь этой технологии, согласен.По его словам, проточные батареи «превратят электромобили в культурный эквивалент топливного автомобиля. Ваше беспокойство по поводу диапазона исчезнет. И у вас есть существующая трубопроводная инфраструктура для перемещения жидкостей »- ссылка на существующие в настоящее время заправочные станции, которые можно было бы модернизировать для перекачивания жидкости из аккумуляторной батареи вместо бензина.

Поворот в перезарядке

Подобно литий-ионным батареям, которыми сегодня питается большинство электромобилей, проточные батареи выделяют энергию в результате химических реакций между концами батареи и веществом, известным как электролит.В литий-ионной батарее электролит находится между концами батареи; когда он истощается, его нужно подзарядить. В проточной батарее электролит перекачивается из бака через батарею; когда он закончится, его можно просто заменить на новую партию.

Связанные

Современные проточные батареи существуют с 1980-х годов. Их долгий срок службы и легкая подзарядка означают, что они хорошо подходят для крупномасштабного хранения энергии. Но они всегда были слишком большими и слишком тяжелыми для использования в транспортных средствах, - говорит Уильям Чуэ, ученый из Стэнфорда, имеющий опыт в области аккумуляторных технологий.

Кушман и Кронин работают над решением этой проблемы, хотя их команды используют совершенно разные подходы.

Команда Кронина работает над увеличением плотности энергии проточных батарей путем создания электролита с высокой концентрацией оксида металла. Команда Кушмана объявила 7 февраля, что они создали жидкую батарею с плотностью энергии в три-пять раз выше обычной путем прокачки электролита через несколько аккумуляторных ячеек на высокой скорости.

Результат тот же: и Кушман, соучредивший в 2016 году стартап по производству аккумуляторных батарей под названием IFBattery, и Кронин говорят, что их навороченные проточные батареи могут быть небольшими и достаточно легкими для использования в электромобилях.Оба также говорят, что электролит может быть переработан в процессе, который Кушман сравнивает с переработкой банок.

Преодоление препятствий

Но если двое ученых возлагают большие надежды на свою технологию аккумуляторов, другие эксперты проявляют осторожность.

Хайлианг Ван, профессор химии в Йельском университете и эксперт по хранению энергии, называет новую технологию возможным «переломным моментом», но говорит, что существуют большие препятствия, которые необходимо преодолеть, включая стоимость и надежность. А Гил Тал, директор Исследовательского центра гибридных и электрических транспортных средств при Калифорнийском университете в Дэвисе, говорит, что он видел много заявлений, подобных заявлению Кушмана и Кронина, за десять лет работы с электромобилями - и они редко оправдываются.«Между стоимостью, надежностью и безопасностью, - говорит он, - большинство из этих вещей никогда не дойдет до автомобилей».

Скотт Грин, защитник электромобилей в районе метро Чикаго, говорит, что автомобилистам может быть трудно заменить электролит проточных батарей самостоятельно. Это лишит его, по его словам, одного из самых привлекательных качеств электромобилей: способности легко заряжать их дома.

«Если это означает возврат к типичной парадигме поставщика топлива и технического обслуживания, то это будет сложнее продать, чем традиционные электромобили« подключить дома », - сказал он.

Выход на рынок

Несмотря ни на что, неясно, когда на рынке появятся транспортные средства с аккумуляторным питанием. Кушман говорит, что надеется испытать эту технологию на автомобилях в ближайшие три года. Кронин рассчитывает потратить до 18 месяцев на тестирование электролита, разработанного его командой.

Швейцарская компания NanoFlowcell представила то, что она назвала спортивным автомобилем с питанием от аккумуляторной батареи, в 2014 году, но автомобиль еще не запущен в производство. В июне компания объявила, что на строительство завода, на котором будут производиться автомобили, потребуется около двух лет.

Кронин и Кушман согласны с тем, что все зависит от того, смогут ли исследовательские группы получить деньги и партнерские отношения, необходимые для масштабного производства поточных автомобилей с батарейным питанием. И даже с учетом их преимуществ, неясно, насколько проточные батареи будут конкурировать с литий-ионными батареями, которые доминировали на рынке в течение многих лет.

Кушман признает неопределенность, даже несмотря на то, что его стартап начинает партнерство с, по его словам, «крупным игроком» в автомобильном бизнесе. «Сработает ли это, покажет время», - говорит он.«Но это наша цель».

Хотите больше историй о технологиях?

ПОДПИСАТЬСЯ НА NBC NEWS MACH В TWITTER, FACEBOOK И INSTAGRAM.

.

Твердотельный электролит, который может конкурировать с жидкими электролитами для аккумуляторных батарей

Фото: Швейцарские федеральные лаборатории материаловедения и технологий.

Жидкие литий-ионные аккумуляторные батареи опасны. Они могут протечь или быстро воспламениться при перегреве. Так называемые твердотельные литий-ионные батареи - способ снизить эти риски. Однако эти батареи (пока) не достигли уровня производительности своих жидких аналогов.Однако исследователи Empa теперь разработали твердотельный электролит, который может конкурировать с жидкими электролитами.

К электролиту предъявляются высокие требования: он должен быть проводящим, выдерживать высокое напряжение и оставаться электрохимически и термически стабильным в течение длительного периода времени. Это касается как жидких электролитов, так и твердотельных электролитов. Последние, по общему признанию, уже доступны на рынке, но еще не являются продуктами массового производства, несмотря на то, что считаются более безопасными, чем их жидкие эквиваленты.Проблема в том, что у них есть серьезный недостаток: они еще не достигают такой же высокой проводимости, как жидкие электролиты.

По крайней мере, до недавнего времени. Исследовательской группе Empa из Лаборатории материалов для преобразования энергии, возглавляемой Арндтом Ремхофом, недавно удалось разработать твердотельный электролит с такой же высокой электропроводностью. Группа выбрала в качестве материала амид-борогидрид, который представляет собой комплексный гидрид, используемый в твердотельных электролитах вместе с оксидами и тиофосфатами.«Благодаря такому подходу мы смогли поднять материальный класс сложных гидридов на новый уровень», - с гордостью объясняет Ремхоф. Это означает, что проводимость твердого электролита, разработанного в Empa, сравнима с проводимостью жидкого электролита при комнатной температуре. Инновационный твердотельный электролит также стабилен при температурах до 150 градусов по Цельсию, тогда как жидкие электролиты представляют угрозу безопасности при таких высоких температурах.

Выдерживает высокое напряжение

Тем не менее, проект все еще находится на начальной стадии, и ему предстоит решить ряд проблем.Например, борогидрид до сих пор выдерживал напряжение только в один вольт. Для товарной батареи этого мало. Чтобы решить эту проблему, исследователи сейчас работают над разработкой альтернативных соединений бора и уже достигли напряжения в три вольта. Таким образом, были предприняты первые шаги по замене жидких литий-ионных батарей на твердотельные аккумуляторные батареи в будущем, как утверждают исследователи в последнем выпуске Advanced Energy Materials .

Другой проект, исследовательская группа Empa уже разрабатывает батареи, которые полностью не содержат литий, так как его не существует неограниченного количества; команда недавно представила твердотельный электролит для будущих магниевых и натриевых батарей (см. здесь).


Натрий и магний для замены лития в батареях
Предоставлено Швейцарские федеральные лаборатории материаловедения и технологий

Цитата : Твердотельный электролит, способный конкурировать с жидкими электролитами для аккумуляторных батарей (2017, 14 июня) получено 2 декабря 2020 с https: // физ.org / news / 2017-06-solid-state-electrolyte-liquid-electrolytes-rechargeable.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Зарядка электромобиля - Battery University

Узнайте о различных вариантах зарядки EV

Если у вас есть электромобиль, вы хотите побаловать аккумулятор и зарядить автомобиль дома и в офисе. Требования к мощности для зарядки электромобиля среднего размера аналогичны требованиям к электрической плите, подключенной к цепи 40 А, 240 В переменного тока, развивающей до 9,6 кВт. Большинство электромобилей среднего размера оснащены бортовым зарядным устройством мощностью 6,6 кВт, рассчитанным на 4–5 часов зарядки. (6,6 кВт получается умножением 220 В на 30 А.)

Возможности бортовых зарядных устройств ограничены по стоимости, размеру и температуре. Благодаря наличию трехфазного переменного тока в большинстве европейских жилых домов, бортовые зарядные устройства могут быть меньше, чем с двухфазной системой. Renault предлагает компактные бортовые зарядные устройства мощностью от 3 до 43 кВт.

Подключение для зарядки электромобиля называется сервисным оборудованием для электромобилей (EVSE). За исключением Уровня 1, все должно быть установлено электриком, если это еще не сделано. Есть три категории зарядки.

Уровень 1: Типичный 1,5 кВт

Кабель подключается к обычной домашней розетке 115 В переменного тока, 15 А (230 В переменного тока, ~ 6 А в Европе). Это однофазное соединение производит около 1,5 кВт, а время зарядки составляет от 7 до 30 часов в зависимости от размера батареи. Уровень 1 удовлетворяет потребности в ночной подзарядке электровелосипедов, скутеров, электрических инвалидных колясок и PHEV мощностью не более 12 кВт-ч.

Диапазон движения электромобиля за минуту зарядки: 130 м (426 футов)

Уровень 2: 7кВт стандартно

Настенное крепление; 230 В переменного тока, два полюса 30 А, заряжает электромобиль среднего размера за 4–5 часов.Это самая распространенная домашняя и общественная зарядная станция для электромобилей. Он производит около 7 кВт для питания бортового зарядного устройства электромобиля мощностью 6,6 кВт. Стоимость установки EVSE уровня 2 составляет около 750 долларов США, включая материалы и рабочую силу. Домохозяйства с подключением к сети 100А должны заряжать электромобиль после приготовления пищи и сушки одежды, чтобы не допустить превышения отведенной электроэнергии.

Запас хода электромобиля за минуту зарядки: 670 м (2200 футов)

Уровень 3: 50 кВт стандарт (станции Tesla V2 заряжаются при 120 кВт)

DC Fast Charger; 400–600 В постоянного тока, до 300 А; служит для сверхбыстрой зарядки, минуя бортовое зарядное устройство и подавая питание непосредственно на аккумулятор.Зарядные устройства уровня 3 выдают 50 кВт мощности, которая может увеличиться до 120 кВт, чтобы зарядить литий-ионный аккумулятор до 80 процентов примерно за 30 минут. Спрос на мощность 120 кВт равен пяти домашним хозяйствам.

Запас хода электромобиля за минуту заряда при 50 кВт: 4,6 км (2,9 мили)

Extra Fast Charge: 150 кВт; до 400 кВт (станции Tesla V3 заряжаются до 250 кВт)

Зарядные станции мощностью 400 кВт будут заряжаться при напряжении до 800 В постоянного тока. Это приводит к высокой стоимости компонентов и высокому спросу на электроэнергию, равную 16 домам.Стресс-фактор сверхбыстрой зарядки аккумулятора также играет роль. Если возможно, заряжайте по более регулярной ставке.

Диапазон электромобилей при подзарядке в минуту при 400 кВт: 37 км (23 мили) (30 км Tesla)


В 1990-х и 2000-х годах производители электромобилей предприняли согласованные усилия по разработке универсального зарядного порта для электромобилей, в результате чего был разработан 5-контактный разъем SAE J1772 для передачи переменного тока и данных. Недостаток - время зарядки согласно Уровню 2, которое занимает несколько часов.

Производители электромобилей согласны с тем, что будущее электромобилей заключается в быстрой зарядке. В то время как уровень 2 набирает всего около 40 км (25 миль) в час, функция быстрой зарядки постоянного тока заряжает аккумулятор до 80 процентов за 30 минут. Это превращает электромобиль из пригородного автомобиля в туристический, и маркетинг электромобилей начал продвигать эту концепцию.

Япония первой представила технологию быстрой зарядки постоянного тока, разработав разъем CHAdeMO для Nissan Leaf и Mitsubishi MiEV. JEVS (Японский стандарт электромобилей) указал разъем, который включает в себя два больших контакта постоянного тока с контактами связи для CAN-BUS.Стандарт CHAdeMO был разработан TEPCO (Токийская электроэнергетическая компания), Nissan, Mitsubishi, Fuji Heavy Industries (производитель автомобилей Subaru) и Toyota в 2008 году. Он заряжает аккумулятор при 500 В постоянного тока и 125 А с зарядной мощностью до 62,5 кВт. CHAdeMO означает «CHArge on the Move»; Рисунок 1 иллюстрирует вилку.

Рисунок 1: Японская вилка для быстрой зарядки постоянного тока CHAdeMO, разработанная в 2008 году. Nissan и Mitsubishi проводят быструю зарядку постоянного тока и разработали CHAdeMO.Он быстро заряжается при 500 В постоянного тока и 125 А, развивая до 62,5 кВт мощности.

Хотя разъем CHAdeMO работает хорошо, Запад лоббировал его, ссылаясь на «технические проблемы». Причиной этого может быть синдром «не изобретено у меня на заднем дворе», а также стандарт, благоприятствующий определенным маркам автомобилей. SAE отклонило CHAdeMO в пользу своей версии.

После долгой задержки комитет SAE International J1772 в 2012 г. выпустил стандарт быстрой зарядки постоянного тока SAE, систему, также известную как комбинированная зарядная система (CCS). Задержка привела к неудаче в построении инфраструктуры CHAdeMO, и некоторые утверждают, что отсрочка была преднамеренной.

Чтобы сохранить совместимость с зарядкой уровня 2, CCS основан на существующем разъеме J1772 с добавлением двух контактов постоянного тока. При зарядке от сети переменного тока круглый разъем обеспечивает питание переменного тока и связь для управления напряжением, скоростью заряда и окончанием заряда. DC Fast Charging использует тот же протокол связи, но добавляет контакты постоянного тока. На рисунке 2 показаны зарядные разъемы для зарядки переменного и постоянного тока с автомобильным входом.

Рисунок 2: Комбинированная система зарядки SAE J1772 (CCS). CCS допускает зарядку уровня 2 только при подключении к верхней круглой розетке, а зарядку уровня 3 - с помощью вилки с клеммами постоянного тока.
SAE J1772 делит зарядку на четыре уровня:
.

Базовый обзор технологии топливных элементов


Основные сведения о топливных элементах

Через этот сайт мы ищем исторические материалы относящиеся к топливным элементам. Мы построили площадку для сбора информация от людей, уже знакомых с технологиями, таких как изобретатели, исследователи, производители, электрики и маркетологи. Этот раздел Основы представляет общий обзор топливных элементов для случайных посетителей.

Что такое топливный элемент?

Топливный элемент - это устройство, генерирующее электричество путем химической реакции. Каждый топливный элемент имеет два электрода, называемых соответственно анодом и катодом. На электродах протекают реакции, производящие электричество.

Каждый топливный элемент также имеет электролит, который несет электрически заряженные частицы. от одного электрода к другому, и катализатор, который ускоряет реакции на электроды.

Основным топливом является водород, но топливным элементам также нужен кислород. Одно большое обращение топливные элементы заключается в том, что они вырабатывают электричество с очень небольшим загрязнением - большая часть водород и кислород, используемые для производства электроэнергии, в конечном итоге объединяются, чтобы сформировать безвредный побочный продукт, а именно вода.

Одна деталь терминологии: один топливный элемент генерирует крошечное количество прямого ток (DC) электричество. На практике многие топливные элементы обычно собираются в стек.Ячейка или стопка, принципы те же.

Верх

Как работают топливные элементы?

Топливный элемент предназначен для выработки электрического тока, который может быть направлен вне клетки для выполнения работы, такой как включение электродвигателя или освещение лампочка или город. Из-за того, как ведет себя электричество, этот ток возвращается к топливный элемент, замыкая электрическую цепь. (Чтобы узнать больше об электричестве и электроэнергии, посетите страницу «Throw The Switch» на сайте Смитсоновского института Powering a Генерация перемен.) Химические реакции, которые производят этот ток, являются ключевыми как работает топливный элемент.

Существует несколько видов топливных элементов, каждый из которых работает по-своему. Но в общие термины, атомы водорода входят в топливный элемент на аноде, где происходит химическая реакция лишает их электронов. Атомы водорода теперь «ионизированы» и несут положительный электрический заряд. Отрицательно заряженные электроны обеспечивают ток через провода делать работу.Если необходим переменный ток (AC), DC выход топливного элемента должен быть направлен через устройство преобразования, называемое инвертор.


Графика Марка Маршалла, Шац Центр энергетических исследований

Кислород попадает в топливный элемент на катод, а в некоторых типах ячеек (например, показанный выше) он объединяет с электронами, возвращающимися из электрическая цепь и ионы водорода, которые прошли через электролит из анод.В других типах клеток кислород захватывает электроны, а затем проходит через них. электролит к аноду, где он соединяется с ионами водорода.

Электролит играет ключевую роль. Он должен пропускать только соответствующие ионы. между анодом и катодом. Если бы свободные электроны или другие вещества могли путешествовать через электролит они нарушили бы химическую реакцию.

Будь то соединяются на аноде или катоде, вместе водород и кислород образуют воду, которая стекает из клетки.Пока топливный элемент снабжен водородом и кислородом, он будет генерировать электричество.

Еще лучше, поскольку топливные элементы создают электричество химическим путем, а не путем сжигания, они не подчиняются термодинамическим законам, которые ограничивают обычную электростанцию (см. «Предел Карно» в глоссарии). Следовательно, топливные элементы более эффективны в извлечение энергии из топлива. Также можно использовать отходящее тепло от некоторых клеток, еще больше повышая эффективность системы.

Верх

Так почему я не могу пойти и купить топливный элемент?

Возможно, несложно проиллюстрировать основные принципы работы топливного элемента. Но строительство недорогие, эффективные и надежные топливные элементы - дело гораздо более сложное.

Ученые и изобретатели разработали множество различных типов и размеров топливных элементов. в поисках большей эффективности, и технические детали каждого типа различаются. Многие из вариантов, с которыми сталкиваются разработчики топливных элементов, ограничиваются выбором электролит.Например, конструкция электродов и материалы, из которых изготовлены они зависят от электролита. Сегодня основными типами электролитов являются щелочные, расплавленные. карбонат, фосфорная кислота, протонообменная мембрана (PEM) и твердый оксид. Первое три - жидкие электролиты; последние два - твердые тела.

Тип топлива также зависит от электролита. Некоторым клеткам нужен чистый водород, и поэтому требуется дополнительное оборудование, такое как «риформер», для очистки топлива.Другие клетки может переносить некоторые примеси, но для эффективной работы может потребоваться более высокая температура. В некоторых ячейках циркулируют жидкие электролиты, для чего требуются насосы. Тип электролит также определяет рабочую температуру ячейки - «расплавленные» карбонатные ячейки работают горячий, как следует из названия.

Каждый тип топливных элементов имеет преимущества и недостатки по сравнению с другими, и ни один все же достаточно дешев и эффективен, чтобы широко заменить традиционные способы генерации электростанции, например угольные, гидроэлектростанции или даже атомные электростанции.

В следующем списке описаны пять основных типов топливных элементов. Более подробный информацию можно найти в этих конкретных областях этого сайта.

Верх

Различные типы топливных элементов.


Рисунок щелочной ячейки.
Щелочные топливные элементы работают на сжатый водород и кислород. Обычно они используют раствор гидроксида калия. (химически КОН) в воде в качестве электролита.КПД составляет около 70 процентов, а рабочая температура составляет от 150 до 200 градусов C (от 300 до 400 градусов по Фаренгейту). Ячейка мощность варьируется от 300 Вт (Вт) до 5 киловатт (кВт). Щелочные ячейки использовались в Космический корабль "Аполлон" для обеспечения как электричеством, так и питьевой водой. Они требуют чистого однако водородное топливо и катализаторы с платиновыми электродами для них дороги. А также как и любая емкость, наполненная жидкостью, они могут протечь.

Чертеж электролизера карбоната
Топливные элементы с расплавленным карбонатом (MCFC) используют высокотемпературные соединения соли (например, натрия или магния) карбонаты (химически, CO 3 ) как электролит.Эффективность колеблется от 60 до 80 процентов, а рабочая температура составляет около 650 градусов C (1200 градусов F). Построены блоки мощностью до 2 мегаватт (МВт), и существуют конструкции для блоков до 100 МВт. Высокая температура ограничивает ущерб от углерода монооксидное «отравление» ячейки и отработанное тепло можно переработать для получения дополнительных электричество. Их никелевые электроды-катализаторы недороги по сравнению с платиновыми. используется в других камерах. Но высокая температура также ограничивает материалы и безопасность использования. MCFC - они, вероятно, были бы слишком горячими для домашнего использования.Кроме того, карбонат-ионы из в реакциях расходуется электролит, поэтому необходимо вводить углекислый газ компенсировать.

Топливные элементы с фосфорной кислотой (PAFC) используют фосфорную кислоту в качестве электролита. КПД составляет от 40 до 80 процентов, а рабочая температура - от 150 до 200 градусов по Цельсию (от 300 до 400 градусов по Фаренгейту). Существующие клетки фосфорной кислоты имеют мощностью до 200 кВт, испытаны блоки мощностью 11 МВт. PAFCs терпят углерод концентрация монооксида около 1.5 процентов, что расширяет выбор топлива, которое они можно использовать. Если используется бензин, необходимо удалить серу. Платиновые электроды-катализаторы необходимы, а внутренние части должны выдерживать воздействие коррозионной кислоты.


Рисунок того, как работают топливные элементы на основе фосфорной кислоты и PEM.

Протонообменная мембрана (PEM) топливные элементы работают с полимерным электролитом в виде тонкого проницаемого листа.КПД составляет от 40 до 50 процентов, а рабочая температура составляет около 80 градусов Цельсия. (около 175 градусов по Фаренгейту). Мощность ячеек обычно составляет от 50 до 250 кВт. Твердый, гибкий электролит не протекает и не трескается, и эти элементы работают при достаточно низкой температура, чтобы сделать их пригодными для дома и автомобилей. Но их топливо должно быть очищено, Платиновый катализатор используется с обеих сторон мембраны, что увеличивает затраты.


Чертеж твердооксидной ячейки
Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) твердое керамическое соединение оксидов металлов (например, кальция или циркония) (химически, О 2 ) как электролит.КПД составляет около 60 процентов, а рабочие температуры около 1000 градусов по Цельсию (около 1800 градусов по Фаренгейту). Мощность ячеек до 100 кВт. На таком высоком температурам, установка риформинга не требуется для извлечения водорода из топлива, а отходы тепло можно использовать повторно для получения дополнительной электроэнергии. Однако высокая температура ограничивает области применения блоков ТОТЭ, и они, как правило, довольно большие. Пока твердый электролиты не могут вытекать, они могут треснуть.

Более подробная информация о каждом типе топливных элементов, включая историю и текущие приложения можно найти в соответствующих разделах этого сайта.У нас также есть предоставлен глоссарий технических терминов - ссылка находится вверху каждого страница технологий.

Верх

© 2017 Смитсоновский институт
(Заявление об авторских правах)

.

Как работает батарея Flow? - Батарейный университет

Узнайте, что нового в погружных аккумуляторных батареях

Проточная батарея - это устройство для хранения электроэнергии, которое представляет собой нечто среднее между обычной батареей и топливным элементом. (См. BU-210: Как работает топливный элемент?) Жидкий электролит из солей металлов прокачивается через сердечник, который состоит из положительного и отрицательного электрода, разделенных мембраной. Ионный обмен, происходящий между катодом и анодом, генерирует электричество.

В большинстве коммерческих аккумуляторных батарей в качестве электролита используется кислая сера с солью ванадия; Электроды изготовлены из графитовых биполярных пластин. Ванадий - один из немногих доступных активных материалов, контролирующих коррозию. Были опробованы проточные батареи, содержащие драгоценный металл, такой как платина, которая также используется в топливных элементах. Исследования продолжаются, чтобы найти недорогие и легкодоступные материалы.

Активируемые насосами проточные батареи лучше всего работают при размере более 20 кВт · ч.Говорят, что они обеспечивают более 10 000 полных циклов и служат около 20 лет. Каждая ячейка выдает 1,15–1,55 вольт; они соединены последовательно для достижения желаемых уровней напряжения. Батарея имеет удельную энергию около 40 Втч / кг, что напоминает свинцово-кислотную. Подобно топливному элементу, плотность мощности и скорость нарастания умеренные. Это делает батарею наиболее подходящей для массового хранения энергии; меньше для электрических силовых агрегатов и выравнивания нагрузки, требующей быстрых действий.

Электролит хранится в емкостях.Для увеличения плотности энергии размеры резервуаров могут быть увеличены вдвое с помощью готовых резервуаров для хранения при предполагаемом увеличении затрат всего на 50 процентов по сравнению с новой системой. При замене батареи электролит можно использовать повторно, что еще больше снижает затраты. Проблемными зонами являются мембраны, которые подвержены коррозии и стоят дорого; говорят, что добавки решают эту проблему. Рисунок 1 иллюстрирует концепцию проточной батареи.

Рис. 1: Проточная батарея.
Электролит хранится в резервуарах и прокачивается через активную зону для выработки электроэнергии; зарядка происходит в обратном порядке. Объем электролита определяет емкость аккумулятора.

Ванадий - это элемент 23 -го числа в периодической таблице Менделеева, его добывают в Китае, России и Южной Африке. Центральная Невада, поддерживаемая солнцем, может вскоре стать источником сильно окисленных крошащихся горных пород. В настоящее время 90 процентов низшего сорта ванадия используется в качестве добавки для упрочнения стали.Ученые, занимающиеся аккумуляторными батареями, горнодобывающие компании и политики рады тому, что ванадий станет стратегическим металлом для «зеленой энергии». По данным RWTH, Аахен, Германия (2018), стоимость проточной батареи составляет около 350 долларов за кВтч.

Для более точной оценки стоимости проточная батарея разделена на стоимость электроэнергии и стоимость энергии. Стоимость электроэнергии может превышать 1500 долларов за кВт и состоит из штабелей, насосов, труб и силовой электроники. Стоимость энергии, состоящей из баков и электролита, составляет немногим более 300 долларов за киловатт-час.

Крупногабаритные проточные аккумуляторные батареи мощностью более 100 кВт-ч используются в Японии с 1996 года. Некоторые из самых крупных современных установок могут похвастаться мощностью в несколько мегаватт, а в Японии устанавливается проточная батарея для регулирования частоты, которая будет обеспечивать мощность 60 МВт-ч.

Наблюдается тенденция к снижению стоимости и размеров. Вместо того, чтобы строить гигантскую батарею, напоминающую химический завод, новые системы поставляются в контейнерах размером обычно 250 кВт / ч, которые можно складывать друг в друга. Современные проточные батареи также становятся обычным явлением в Европе.

Первый патент на проточную батарею из хлорида титана был выдан в июле 1954 года. Современная ванадиевая окислительно-восстановительная батарея была запатентована в 1986 году Университетом Нового Южного Уэльса в Австралии. Термин «окислительно-восстановительный потенциал» происходит от «переноса электрона» при восстановлении и окислении .

Последнее обновление 2018-05-31

*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта. Battery University следит за комментариями и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме.Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык, избегая спама и дискриминации.

Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, воспользуйтесь формой «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected] Нам нравится получать от вас известия, но мы не можем ответить на все запросы. Мы рекомендуем размещать ваш вопрос в разделах комментариев, чтобы Battery University Group (BUG) могла поделиться им.

Предыдущий урок Следующий урок

Или перейти к другой артикуле

.

Смотрите также