В аккумуляторе черный электролит что делать


что делать с черным или мутным электролитом

Электролит является основным компонентом в устройстве автомобильного аккумулятора, позволяя батарее накапливать и удерживать электрический заряд. При этом цвет электролита в аккумуляторе является индикатором  состояния этой жидкости, одновременно позволяя произвести диагностику АКБ.

В норме электролит в секциях (так называемых «банках») прозрачный и чистый, что указывает на нормальную работу батареи и отсутствие проблем с зарядкой от генератора или внешнего зарядного устройства. Если же электролит в аккумуляторе черного цвета или при зарядке аккумулятора мутнеет электролит, тогда это указывает  на то, что АКБ будет работать некорректно или вышла из строя.

Однако в ряде случаев удается восстановить работоспособность батареи. Для этого  нужно знать, что делать, если электролит в аккумуляторе потемнел. Далее мы рассмотрим, почему в аккумуляторе мутный электролит или жидкость изменяет свой цвет на черный. Также отдельное внимание будет уделено вопросу, каким образом  можно вернуть такую батарею к жизни.

Содержание статьи

Грязный электролит в аккумуляторе или жидкость почернела: основные причины

Начнем с того, что электролит фактически  является смесью дистиллированной воды и серной кислоты.  В новых АКБ изначально такая смесь должна быть светлой и прозрачной, так как в ней нет никаких красителей, присадок и других сторонних добавок.

Если аккумуляторная батарея находится в исправном состоянии, правильно заряжается и эксплуатируется, тогда никаких изменений цвета или помутнений не возникает. В тех случаях, когда в аккумуляторе мутный электролит в одной банке, тогда неисправности появились только в одной секции. Если же изменения замечены сразу во всех секциях, тогда проблема затронула всю батарею.

Добавим, что обычно почернение электролита можно наблюдать в необслуживаемых аккумуляторах после вскрытия корпуса. Это не удивительно, так как батареи указанного типа рассчитаны на определенный срок службы, после чего производится их замена. Другими словами, владелец не имеет доступа к электролиту, то есть нет возможности менять жидкость в банках, измерять плотность электролита в АКБ, доливать воду или сам электролит и т.п.

Еще отметим, что некоторые водители самостоятельно высверливают отверстия в корпусе необслуживаемых батарей для получения доступа к секциям. Обратите внимание, производить такие манипуляции без крайней необходимости не рекомендуется, так как далее потребуется надежно загерметизировать отверстия.

Что касается обслуживаемых батарей, они конструктивно имеют специальные заливные пробки. Для тех, кто намерен самостоятельно обслуживать АКБ, это является преимуществом, так как правильный подход позволяет существенно продлить срок службы изделия.

Итак, рассмотрим список наиболее частых причин, по которым почернел электролит, цвет стал серым, произошло помутнение:

  • В некоторых случаях, особенно если батарея старая и требует постоянного обслуживания, внутрь секций может попасть грязь. Попадание грязи происходит тогда, когда пробки растрескались, резьба для их завинчивания в корпусе и на самих пробках изношена и т.д.
  • Использование обычной воды вместо дистиллированной или приобретение дистиллированной воды низкого качества приводит к активному образованию различных отложений во время заряда АКБ. Дело в том, что помутнение или изменение цвета электролита происходит благодаря наличию всевозможных примесей.
  • Также внимание стоит уделить и самому электролиту, который может оказаться низкого качества. По этой причине рекомендуется приобретать электролит в проверенных местах, останавливать свой выбор на известных производителях.

Отметим, что во всех вышеперечисленных случаях проблему можно решить путем замены почерневшей или помутневшей жидкости на свежую. Другими словами, будет достаточно заменить электролит в аккумуляторе и зарядить АКБ с учетом всех требований и рекомендаций по замене и зарядке. После этого батарею можно использовать дальше.

Теперь давайте взглянем на более серьезные причины, которые могут быстро вывести батарею из строя, если водитель своевременно не примет меры.

  • Аккумулятор испытывает перезаряд, происходит перегрев батареи. Как правило, избыточный нагрев становится частой причиной того, что электролит начинает менять свой цвет. С учетом того, что батарея на многих авто находится в подкапотном пространстве и заметно нагревается, любые сбои в работе реле-регулятора или другие отклонения в работе генератора, а также возможные неисправности или неправильно выставленные параметры на внешнем ЗУ, могут вызвать почернение жидкости внутри корпуса АКБ.

Более того, перезаряд активно воздействует на пластины внутри батареи, происходит их разрушение. Ситуация осложняется тем, что перезарядка вызывает сильный нагрев пластин, тем самым повышая и температуру электролита.

  • Не менее пагубно на аккумулятор воздействует и сильный разряд АКБ. В случае глубокого критического разряда также происходит разрушение и осыпание пластин, параллельно изменяется цвет электролита.

Еще добавим, что если аккумулятор замерз при снижении температуры, тогда это может указывать на значительное снижение плотности электролита и глубоком разряде батареи. Дело в том, что когда плотность кислоты в банках падает, увеличивается количество воды, которая на морозе попросту замерзает. Образование льда внутри АКБ часто механически повреждает пластины и сам корпус. По этой причине после разморозки аккумулятора можно наблюдать мутный электролит.

Кстати, помутнение в результате осыпания пластин и есть признак их разрушения. Если проще, осыпается свинец, который делает жидкость мутной, производит окрашивание электролита в серый или черный цвет. Не трудно догадаться, что в ситуации, когда одна банка в аккумуляторе имеет черный электролит, причина в пластинах этой секции. Далее нужно разобраться, что к этому привело, начиная от перезаряда или недозаряда и заканчивая повреждениями, которые возникли от ударов, вибраций и т.п.

Отметим, что в подкапотном пространстве или другом месте, которое предназначено для установки АКБ (на некоторых авто  производители конструктивно размещают батарею в багажнике или переносят в салон автомобиля), аккумулятор следует правильно устанавливать на специальную площадку и надежно затягивать крепежные элементы.

Это позволяет предотвратить смещение батареи во время активных разгонов и торможения, избежать ударов корпуса АКБ о стенки площадки и т.п. Другими словами, от того, как закреплен аккумулятор, также зависит сохранность его корпуса и пластин.

Темный электролит в аккумуляторе: что делать в этом случае

Прежде всего, необходимо визуально оценить состояние электролита, то есть какой цвет имеет жидкость (серая, черная или просто мутная). Далее нужно обратить внимание на то, произошло ли изменение цвета в одной банке, в нескольких или сразу во всех.

Теперь давайте рассмторим ситуацию, когда обнаружен черный электролит в аккумуляторе, что делать в случае помутнения или изменения цвета жидкости на серый и т.п. Прежде всего, мутный электролит во всех без исключения секциях может указывать на то, что ранее была использована некачественная вода или кислота. В этом случае поможет замена электролита.

Для этого нужно слить старый электролит из АКБ, после чего залить свежий раствор. Если дальнейшего потемнения или помутнения в процессе эксплуатации не наблюдается, тогда это значит, что указанные действия помогли сохранить батарею в нормальном состоянии.

Серый цвет электролита во всех банках АКБ говорит о том, что такую батарею нужно для начала попробовать зарядить, так как произошла кристаллизация солей серной кислоты. К этому приводит сильный разряд аккумулятора. Если заряд не помог, тогда можно попробовать промыть банки и  заменить электролит, после чего циклично заряжать аккумулятор слабыми токами, чередуя заряд-разряд.

Значительное помутнение и почернение электролита в одной секции является поводом к замене электролита только в ней. В самом начале нужно промерить напряжение в этой банке. Показания на отметке около 2.1 В являются свидетельством того, что еще есть шанс восстановить АКБ.

Если же напряжения нет или показатель на банке минимальный (не превышает 0.5 В), а общее напряжение на клеммах аккумулятора около 10.5 В, тогда высока вероятность полного осыпания банки. Другими словами, свинец с пластин окрасил электролит в черный цвет, выпав в осадок.

Проблема заключается в том, что осадок свинца вызывает замыкание пластин. Получается, секция не рабочая, на ней нет напряжения. В этом случае можно попробовать поменять электролит, но лучше сразу готовиться к замене аккумулятора.

Важно учитывать, что масштабное осыпание пластин не позволит вернуть необходимую работоспособность батареи даже с учетом заправки свежего электролита.  Данное утверждение справедливо как применительно к одной нерабочей секции, так и к общему разрушению пластин во всех банках аккумулятора.

Подведем итоги

Как видно, мутный или серый электролит не всегда является признаком окончательного выхода из строя аккумулятора без возможности его восстановления. В этом случае нужно комплексно подойти к вопросу обслуживания, то есть промыть секции, залить свежий электролит по уровню, откорректировать плотность. Далее нужно правильно зарядить АКБ.

Если же отмечено почернение электролита в одной или нескольких банках, а также напряжение низкое или отсутствует, тогда это говорит об активном осыпании пластин. По ряду причин лучше не тратить время на попытки восстановления такой батареи, так как даже в случае достижения положительных результатов нет никакой уверенности в том, что устройство будет дальше нормально работать продолжительный срок (особенно в условиях низких температур).

Получается, если серый электролит еще не так критичен, черный электролит в банках уже является весомым основанием, чтобы сдать имеющуюся батарею в утиль и приобрести новый аккумулятор. Также отметим, что если имеются проблемы с генератором в самом автомобиле или при постановке на зарядку от ЗУ батарея заряжается неправильно, тогда новая АКБ достаточно быстро выйдет из строя.

Читайте также

Мутный электролит в аккумуляторе: причина, что делать

Диагностика и ремонт15 апреля 2018

Ресурс качественной аккумуляторной батареи от надежного производителя составляет не менее 5 лет. Но нередко случается ситуация, когда проблемы с автомобильным источником питания возникают значительно раньше указанного срока. Становятся заметны признаки ускоренного износа аккумулятора – существенно упала емкость, потемнел электролит, снизилась плотность кислотного раствора. Каковы причины подобных изменений и что нужно сделать для восстановления, рассказывается в данном материале.

Почему темнеет рабочая жидкость батареи?

Аккумуляторный электролит представляет собой смесь дистиллированной воды с концентрированной серной кислотой. Изначальный цвет обеих жидкостей – прозрачный, таковым он остается и после перемешивания. Находясь внутри исправного источника питания, раствор не меняет природный окрас и продолжает оставаться прозрачным.

Справка. Если заглянуть в работоспособный обслуживаемый аккумулятор через одну из открытых пробок, можно увидеть свинцовые пластины – чистый электролит вполне позволяет это сделать.

Когда раствор серной кислоты мутнеет либо становится черным, налицо неисправность аккумулятора, связанная с нарушением структуры пластин. К сожалению, подавляющее большинство автолюбителей обращают внимание на цвет жидкости после проявления более осязаемых признаков – неожиданной разрядки батареи, выкипания и так далее.

Если электролит в аккумуляторе приобрел мутный оттенок или почернел, нужно рассматривать следующие причины:

  • началось осыпание свинцового наполнителя с пластин, на ранней стадии жидкость мутнеет, а затем чернеет;
  • внутрь обслуживаемого источника питания попала грязь, вызвавшая появление мутного осадка;
  • владелец авто случайно долил в банки обычную воду, некачественный дистиллят либо электролит неизвестного происхождения;
  • перегрев батареи;
  • пластины получали чрезмерное напряжение зарядки в течение длительного периода (так называемая перезарядка).

Грязь в аккумуляторной батарее – довольно редкая причина, вызывающая потемнение раствора. Нужно сильно постараться, чтобы занести посторонние частицы в электролитическую жидкость. На необслуживаемых изделиях попадание грязи практически исключено.

Помутнение вследствие доливки неправильного раствора, перегрева либо перезарядки встречается гораздо чаще. В первом случае химическая реакция провоцирует выпадения осадка из посторонних включений, который плавает в электролите и создает помутнение. Перегрев может возникать из-за неисправности автомобильного генератора и регулятора напряжения, а также при зарядке аккумулятора мощным самодельным устройством.

Справка. Максимально допустимая температура электролитической жидкости в процессе работы батареи – 40 °С. При нагреве свыше указанной величины раствор начинает терять химические свойства и мутнеет.

Последствия помутнения

Если сернокислый аккумуляторный раствор изменил цвет, а владелец автомобиля не принял надлежащих мер по устранению неполадки, наступят такие последствия:

  1. Черный электролит – явный признак разрушения пластин, потемнение дает осыпавшийся свинец. В данном случае аккумулятор не подлежит восстановлению – батарею придется менять.
  2. Мутный электролит – результат попадания посторонних примесей либо начальная стадия осыпания свинца. Разрушительный процесс можно остановить, если заменить рабочую жидкость и устранить источник проблемы.

Почернение раствора возникает как в одной секции источника питания, так и во всех банках одновременно. Результат одинаков: химическая реакция на осыпавшихся пластинах существенно ослабевает и емкость аккумулятора снижается. Вдобавок плавающие частицы свинца провоцируют замыкание между пластинами, быстро приводя батарею в непригодное состояние.

Прежде чем менять темный электролит, отыщите причину помутнения жидкости и устраните ее. Раствор теряет прозрачность из-за следующих неполадок:

  1. На клеммы поступает напряжение, превышающее норму, – 15 вольт. Батарея нагревается, вода из раствора выкипает, верхняя часть банки оголяется. Проблема наверняка кроется в генераторе либо электронном регуляторе напряжения зарядки.
  2. Замораживание источника питания. Если разряженный аккумулятор хранить на морозе, плотность электролита уменьшается, доля воды в растворе замерзает. Лед способен разрушить не только банки, но и корпус изделия.
  3. Жидкость мутнеет после глубокого разряда. Например, вы на несколько дней оставили автомобиль в гараже со включенными фарами головного света. Шанс восстановления есть, но батарею придется долго заряжать малыми токами.

Как правило, неизменно мутная жидкость указывает на добавление обычной воды или поддельного электролита. Сероватый оттенок раствору придают кристаллы серной кислоты – это признак глубокого разряда. В обоих случаях нужно пытаться восстановить работоспособность источника питания.

Замена мутной жидкости

Первым делом попытайтесь избавиться от мути простейшим способом – зарядить аккумулятор автоматическим устройством с функцией десульфатации пластин и периодического отключения. Если напряжение на клеммах не упало ниже 12,7 В, а процесс разрушения еще не начался, подзарядка может помочь и вернуть раствору прозрачность.

Черный электролит в аккумуляторе менять, скорее всего, бесполезно. Ради личного успокоения стоит предпринять такую попытку, но нужно учитывать один момент: наполовину осыпавшиеся пластины никогда не примут заряд в нужном количестве. Емкость батареи останется невысокой.

Что делать с мутным электролитом, если зарядка не дала результата:

  1. Очистите корпус батареи снаружи, дабы исключить попадание грязи внутрь рабочих секций.
  2. Опорожните источник питания, открутив пробки всех банок. В необслуживаемом изделии надо вытащить встроенный ареометр (иначе – глазок, индикатор исправности), поддев за края двумя отвертками.
  3. Тщательно промойте внутренности аккумулятора дистиллированной водой. Постарайтесь максимально выполоскать осадок из банок и слейте промывочную жидкость.
  4. Купите в магазине новый электролит плотностью 1,31–1,34 г/см3 и приготовьте рабочую жидкость, доведя плотность до 1,27–1,29 г/см3 путем добавления небольшого количества дистиллята.
  5. Залейте электролитический раствор в секции батареи и поставьте ее на зарядку током 2 А, периодически замеряя напряжение. На момент измерения автоматическое зарядное устройство необходимо отключать от электросети.

В большинстве случаев описанная процедура помогает избавиться от помутнения при условии, что в дальнейшем аккумулятор будет эксплуатироваться правильно, а электрическое оборудование машины находится в исправном состоянии.

Более качественная промывка с удалением различных примесей выполняется химическим раствором аммиака и вещества под названием «Трилон Б». На 1 литр дистиллята добавляется 50 мл аммиака и 20 мл «Трилона», после чего раствор медленно заливается в аккумулятор. Когда завершится реакция, жидкость сливается, делается повторная промывка дистиллированной водой и заполнение банок свежим электролитом.

По окончании зарядки не забудьте проконтролировать плотность раствора и его уровень. Жидкость должна полностью покрывать пластины каждой секции, а плотность – остаться на уровне 1,27–1,29 г/см3. Если через несколько часов показатель изменится в меньшую сторону (без подключения нагрузки), аккумуляторную батарею придется заменить.

Что делать, если стал мутный электролит в аккумуляторе при зарядке

Исправная работа АКБ оказывает огромное влияние на функционирование всего автомобиля. Аккумулятор принимает непосредственное участие в запуске двигателя. Плюс питает разных потребителей, когда не работает мотор.

Потому автомобилист обязан следить за состоянием батареи. Делать это можно не только по напряжению на клеммах, но и исходя из цвета электролита. Последний может меняться с течением времени, а также способен изменять свой цвет в процессе зарядки.

Необходимо знать, каким электролит является в своём нормальном рабочем состоянии, почему может меняться его цвет и что делать в той или иной ситуации.

Понятие о качественном электролите

Прежде чем делать какие-то выводы о состоянии аккумулятора, нужно разобраться, какой цвет считается нормальным. Исходя уже из этого, станет ясно, действительно ли в АКБ есть проблемы.

В АКБ используется смесь на основе чистой дистиллированной воды и серной, но вовсе не соляной, кислоты, смешанных в определённых пропорциях.

Дистиллированная вода цвета и запаха вполне закономерно не имеет. У концентрированной подготовленной кислоты цвет также отсутствует, плюс имеется едва уловимый запах.

Смешивая эти компоненты, ситуация никак не меняется. Поэтому электролит в своём нормальном состоянии остаётся бесцветным, лишённым яркого запаха, жидкостью.

Если же в процессе обычной эксплуатации или во время зарядки аккумулятора окрас смеси меняется, это говорит о наличии тех или иных проблем. Необходимо понять, чем обусловлено изменение цвета и как устранить такую неисправность.

Причины изменений

Появление мутного электролита в аккумуляторе при зарядке, как и просто в процессе стандартной эксплуатации может быть обусловлено несколькими причинами.

Тут важно понимать, что заряжаться аккумулятор может естественным способом в процессе повседневной эксплуатации, то есть за счёт работающего генератора либо же при подключении зарядного устройства. В обоих представленных случаях актуально говорить о появлении тёмного или чёрного электролита в аккумуляторе при его зарядке.

Если говорить о том, почему в автомобильном аккумуляторе появляется нехарактерный мутный электролит, то тут следует выделить такие возможные причины.

  1. Нарушение герметичности. Это может быть связано с нарушением целостности заливных пробок, с неправильным закручиванием, какими-то повреждениями корпуса. В итоге внутрь проникают загрязнения, смазочные материалы, жидкость охлаждения. Смешивание и приводит к изменению окраса.
  2. Использование некачественной воды. Если электролит потемнел буквально сразу после добавления свежей дистиллированной воды и при зарядке аккумулятора это было установлено, тогда причина может крыться именно в некачественной воде. Некоторые автомобилисты с целью экономии либо по причине отсутствия альтернативы, вместо дистиллята особо экономные водители заливают обычную водопроводную. Хотя и некоторые продавцы реализуют более воду из-под крана под видом дистиллята. Нельзя исключить и вариант с покупкой некачественного электролита.
  3. Покупка АКБ низкого качества. Это может оказаться банальная подделка, батарея, которая пролежала на складе не менее 6-12 месяцев. Даже если дата производства свежая, но правила хранения не соблюдались, после начала эксплуатации такой АКБ жидкость внутри может потемнеть.
  4. Перегрев АКБ в процессе зарядки. Основная причина, почему в аккумуляторе может появиться чёрный электролит именно при зарядке, связана с нарушением правил восстановления заряда. Возник сильный перегрев, что и спровоцировало соответствующие изменения.
  5. Сильный разряд. Его ещё называют глубоким. Может спровоцировать изменение цвета. Обычно возникает из-за невнимательности самого водителя, который оставляет включёнными потребителей, покидая авто.

Очевидно, что тёмный электролит не является нормой в аккумуляторе. Понимая, почему эта ситуация может произойти, разработаны соответствующие рекомендации по предотвращению возникновения проблем.

Далее следует рассмотреть несколько ситуаций, когда во время работы генератора или в процессе зарядки от ЗУ в аккумуляторе вдруг потемнел электролит.

Многое зависит от того, с каким именно состоянием вы столкнулись. Здесь есть несколько возможных вариантов.

Понимая, что значит, когда помутнел электролит внутри аккумулятора, и прекрасно оценивая степень опасности такого явления, следует разработать дальнейший план действий. Отдельно посмотрим, как поступить в случае изменения окраса при зарядке.

Что делать при помутнении электролита

Для начала стоит воспользоваться методами стандартной профилактики. То есть по мере необходимости долить электролит или просто разбавить кислоту с повышенной плотностью специальной дистиллированной водой.

Также следует воспользоваться зарядным устройством либо просто постараться восполнить заряд, если он опустился ниже допустимых значений, за счёт активной работы генератора.

Когда подобные меры не помогают, приходится искать альтернативные выходы из ситуаций.

Характеристики меняющегося электролита могут оказаться различными. Специалисты различают несколько вариантов:

  • серая рабочая жидкость в АКБ;
  • помутневшая смесь кислоты и воды;
  • коричневый электролит;
  • жидкость чёрного цвета.

Каждый вариант теперь следует рассмотреть отдельно, в зависимости от цвета.

Серый

В своём нормальном рабочем состоянии кислотно-водяная смесь не имеет никакого цвета, то есть она остаётся полностью прозрачной.

Но случается так, что автомобилисты замечают изменения. Это происходит в одной банке автомобильной АКБ либо во всех одновременно, когда электролит полностью окрашивается в тёмный серый цвет.

В этом случае самой вероятной причиной будет выступать сильный разряд.

Чтобы вернуть аккумуляторную батарею в строй, рекомендуется слить старую рабочую жидкость, после чего залить новую, свежую и качественную смесь из очищенной, подготовленной кислоты и дистиллята.

После этого обязательно выполняется циклическая зарядка. Ток и напряжение выбираются исходя из рекомендаций, прописанных производителем.

Мутный цвет

Случается и так, что в одной банке АКБ или же сразу в нескольких банках аккумулятора появляется мутный, словно грязный электролит.

Если при проверке обнаруживается мутная смесь, это может быть связано с применением кислотно-водной смеси низкого качества либо использованием водопроводной воды, налитой буквально из крана.

Бывает и так, что мутность появляется во всём аккумуляторе, то есть при проверке всех имеющихся банок. В этой ситуации проблема скорее в низком качестве купленной батареи.

Чтобы вернуть аккумулятору работоспособность, можно заменить смесь воды и кислоты, после чего выполнить процедуру зарядки согласно инструкциям.

Коричневый

А в некоторых случаях кислотно-водная смесь отличается коричневым оттенком. Отличить его от серого или просто мутного электролита достаточно просто.

Основная причина того, что жидкость становится коричневой, заключается в сильном перезаряде АКБ. Либо пластины во время зарядки были сильно оголены из-за дефицита электролита.

Лучше всего, когда проблема наблюдается только со стороны одной банки и коричневый цвет не имеет сильной насыщенности. Тогда решить проблему удастся путём добавления свежего электролита.

Если же оттенок достаточно тёмный, потребуется полностью менять состав используемой кислоты и дистиллята во всём аккумуляторе, после чего проводить последовательный цикл зарядки.

Чёрный

Неоднократно автомобилисты отмечали, что при вскрытии АКБ они замечали чёрный электролит, находящийся в аккумуляторе их транспортного средства. И тут логично спросить, что делать в такой ситуации.

Кислотная рабочая жидкость, которая приобрела чёрный цвет, восстановлению уже вряд ли подлежит. То есть здесь потребуется полная замена.

Почернение смеси кислоты и воды возможно тогда, когда происходит разрушение пластин и на дне банок скапливаются частицы свинца.

Именно свинец и способствует столь интенсивному окрашиванию.

Если почернение наблюдается только в одной из банок, сначала попробуйте заменить там рабочую жидкость. В некоторых случаях действительно удаётся восстановить работу устройства. Но делать это разрешается лишь в той ситуации, когда между пластинами не возникло короткого замыкания.

В противном случае придётся вовсе менять весь электролит либо саму АКБ на новую. Осыпание внутренних пластин на основе свинца является весомым аргументом и поводом для того, чтобы задуматься о покупке новой автомобильной аккумуляторной батареи.

Помутнение в процессе зарядки

Иногда водитель снимает АКБ либо прямо в подкапотном пространстве подключается зарядное устройство. Это требуется для восполнения нужного уровня заряда, поскольку при коротких поездках на небольшое расстояние генератор не успевает в полной мере восполнить АКБ. Но именно при зарядке почему-то мутнеет электролит внутри аккумулятора.

В подавляющем большинстве случаев мутный электролит в процессе зарядки обусловлен неправильно выставленным зарядным током.

Все специалисты и обычные бывалые автомобилисты знают, что заряд всегда осуществляется на 10% тока от номинальной ёмкости батареи.

При этом на такую процедуру обычно требуется около 10 часов.

Если жидкость в процессе заряда темнеет, проверьте правильность настройки зарядного устройства и убедитесь в том, что вы не передерживаете батарея на ЗУ.

Помутнение и изменение цвета рабочей жидкости в аккумуляторной батарее нельзя назвать приятным явлением. Да, не всегда это критично, и порой изменить ситуацию можно путём частичной замены рабочего электролита в одной из доступных банок.

Крайне важно следить за состоянием смеси кислоты и дистиллированной воды, поддерживать оптимальные пропорции между кислотой и водой, а также не забывать о периодической проверке уровня заряда в АКБ. Не всегда восполнять его удаётся за счёт работы генератора. Поэтому наличие зарядного устройства часто помогает выйти из сложившейся непростой ситуации.

Никогда не лишним будет иметь под рукой ёмкость с электролитом и обычной дистиллированной водой высокого качества. Но всё это актуально лишь в том случае, если под капотом вашего автомобиля стоит обслуживаемый тип аккумуляторной батареи.

При зарядке аккумулятора помутнел электролит: как решить проблему

Электролит — основной элемент в устройстве аккумулятора. Жидкость выполняет функцию накопления энергии. Без смеси устройство не будет функционировать. Состояние электролита способно рассказать о степени изношенности батареи. Если поломки отсутствуют, то субстанция чистая, прозрачного цвета. Если при зарядке аккумулятора помутнел электролит, то это плохой знак. Это говорит о поломке АКБ (аккумуляторной батареи).

Редко когда удается спасти АКБ, если цвет электролита черный. Однако несколько способов существует.

Каким должен быть «здоровый» электролит

Как написано выше, аккумуляторная батарея в хорошем состоянии имеет чистую, прозрачную рабочую жидкость.

Никакие темные участки, затемнения не допускаются.

Работающий раствор — это смесь из серной кислоты и дистиллированной воды. Оба компонента имеют прозрачный цвет. Соответственно, правильный работающий раствор такой же. В другом случае батарея уже в плохом состоянии или неисправна.

Если при зарядке аккумулятора помутнела рабочая субстанция, то это, как и в случае с почернением, серьезные проблемы. Помутнения иногда появляются в определенных банках. Не обязательно во всех.

Мутный электролит в аккумуляторе при зарядке

Если электролит приобрел мутный цвет, нужно диагностировать причину.

Причина, почему в автомобильном аккумуляторе мутный электролит, чаще всего одна. Проявляется в тех батареях, которые за время эксплуатации не обслуживаются, не проверяется.

Случается, что автовладелец постоянно обслуживает АКБ, но рабочая смесь все равно чернеет. Тогда причин почернения электролита в аккумуляторе больше. Бывают как серьезные, так незначительные причины.

Незначительные причины:

  1. Самое обычное загрязнение раствора. Такие случаи — редкость, но иногда такое происходит. Чтобы избежать попадания грязи в банку, рекомендуется время от времени обслуживать АКБ.
  2. Электролит — это смесь из серной кислоты и дистиллята, то есть дистиллированной воды. Однако некоторые люди, не знающие об этом, заливают туда простую воду из-под крана или любую другую воду. При разряде АКБ в банке появляются примеси. Они являются причиной помутнения. Вывод такой: в банках допускается только дистиллированная жидкость.
  3. Дешевая, некачественная субстанция. Некоторые недобросовестные производители делают вещество из неочищенных материалов. Зачастую их продукция стоит гораздо меньше в отличие от изделий компаний-конкурентов.

Эти проблемы незначительны. Чтобы избежать их, будьте внимательными, выбирайте только качественные батареи.

Серьезные причины:

  1. Перегрев аккумуляторной батареи часто приводит к поломке. Это происходит чаще всего при перезарядке АКБ. Даже незначительный перегрев на несколько градусов бывает причиной того, почему почернел, помутнел электролит в аккумуляторе. Суть в том, что при температуре 38 градусов и выше цвет жидкости значительно изменяется, потому что высокая температура запускает процесс сульфитации пластин. Процесс не мгновенный, но наносит непоправимый вред батарее.
  2. Глубокий разряд аккумулятора, так же как в предыдущем случае, провоцирует разрушение пластин, изменяя цвет рабочей смеси.
  3. Заморозка батареи. Это происходит часто. Главной причиной этого является глубокая разрядка. Суть в том, что плотность серной кислоты значительно снижается, а вода замерзает. Внутри образуется лед, который и разрушает пластины. Иногда повреждается корпус АКБ.

Если подумать, то все серьезные причины объединяет одно явление — повреждение пластин. Это очень серьезно. При их осыпании выделяется смесь изотопов или свинец. Это радиоактивный элемент.

При выделении осадок окрашивает рабочее вещество в черный цвет, провоцируя выпадение осадков, делающих жидкость мутной. Если владелец не заглядывал время от времени в аккумулятор, то АКБ не обслуженная, а если почернели определенные банки, то проблема в пластинах.

Кстати, еще одна причина разрушения пластин — механическое воздействие.

Как решить проблему

Прежде всего осматривается раствор во всех банках. Субстанция бывает черной, мутной или даже серой.

Следующий шаг — определение, в каких банках проблема — во всех или в определенных. После диагностики решается сама проблема.

Раствор помутнел во всех банках

Существуют две причины. Первая — использование некачественного раствора. Чтобы решить проблему, нужно всего лишь заменить жидкость на качественную. Для этого вылейте старую, залейте новую рабочую жидкость.

Если проблема не решилась, то виновата вторая причина — не дистиллированная вода.

Раствор снова заменяется, только с использованием дистиллята.

Раствор серого цвета во всех банках

Самая частая причина — глубокая разрядка. Серый цвет — признак выпадения осадков в виде кристаллов солей. Если после зарядки раствор не стал чистым, прозрачным, то нужно его заменить на новый.

Электролит помутнел, почернел в определенных банках

Если жидкость стала черного цвета в одной банке, а с остальными все хорошо, то проблема решается манипулированием только с поврежденной.

Сначала диагностируется точная проблема. Для этого желательно с помощью тестера узнать, какое напряжение выдает эта баночка. Допустимое напряжение — 2—2,1 В. Часто при таких симптомах напряжение либо слабое, либо полностью отсутствует.

Это означает одно — повреждение и осыпание пластин. Причины, почему это происходит, описаны выше.

Цвет меняется из-за выпадения свинца. Свинец придает веществу черный цвет. В этом случае уже мало что поможет. Придется идти в магазин и покупать новый аккумулятор.

Вредные советы

В интернете полно советчиков, которые дают нелепые решения проблем, и гуляет несколько мифов. Ни в коем случае нельзя их придерживаться, потому что такие советы способны добить АКБ.

Вот некоторые из них:

  1. Использовать снег вместо дистиллята. Снег не является дистиллированной водой. Добавление его в электролит вызывает поломку.
  2. При выпадении осадков свинца вылейте электролит, промойте банку водой и залейте новое вещество. Это практиковалось в прошлом веке. Современные банки АКБ имеют плотно расположенные электроды, на которых натянуты пакеты-отделители. Из таких баночек откачать жидкость с осадком свинца невозможно. Кусочки не пройдут через электроды.
  3. Некоторые сайты продают так называемые модификаторы. По заявлению производителей, средства с легкостью очищают электролит, и продлевают жизнь батареи. Но эти аппараты — то же самое, что и технологии, уменьшающие расход топлива. Они не работают.

Вывод

Мораль такая, что если раствор мутный или серый во всех баночках, то АКБ лечится. Для этого воспользуйтесь советами, описанными выше. Однако если почернела одна баночка, то, скорее всего, придется купить новую АКБ.

При выявлении поломки желательно обратиться к опытному мастеру, который сможет правильно провести диагностику и решить проблему.

Если цвет электролита в аккумуляторе потемнел и стал черным или красным

11.11.2016

"Здравствуйте! поставил аккумулятор на зарядку через 2 часа пошёл мерить плотность, а электролит потемнел... что это?" 
"Поставил АКБ на зарядку, заряжал около двух часов. Потом обнаружил, что электролит стал какого-то серого цвета. Ток 10% от емкости, понять не могу, в чем дело, почему темнее стал?"

Электролит - это смесь серной кислоты с водой. Нормальный цвет электролита прозрачный, как вода.

Если цвет электролита серый (свинцовый) это означает, что аккумулятор сильно разряжен. Зарядив такую батарею, добьемся прозрачности электролита.

Также в случае сульфатации пластин в электролите будут наблюдаться взвесь. Сам электролит цвет не меняет он по прежнему прозрачный, но заметно что в нем находится посторонняя суспензия. Обычно программа по борьбе с сульфатацией растворяет эту взвесь и электролит опять становиться полностью прозрачным.

Если в одной или что гораздо хуже, в нескольких банках электролит потерял свою прозрачность, стал мутным или вообще изменил цвет на черный - это означает катастрофическое осыпание намазки (оксида свинца) с пластин. Такой аккумулятор не ремонтируется, не восстанавливается, а утилизируется.

Почему осыпается намазка? В 50% случаев это старость аккумулятора. Электроды проржавели от возраста, рассыпались и осталась эта труха лежать в пакетах-сепараторах. При подаче тока заряда в такой АКБ кипение электролита взболтало и распространило по всей банке, то что когда то было намазкой.

Эксплуатация разряженного аккумулятора - это вторые 50% случаев осыпания намазки. Химический состав и характеристики у разряженной намазки на пластинах другие чем у заряженной. Для потребителя важно знать, что намазка в разряженной батарее очень слабо держится на пластинах. Если рязряженную батарею трясти - получим мутный электролит и по факту испореченную батарею. Кстати в советской армии во времена Второй мировой, танкистам под угрозой трибунала запрещалось иметь в технике разряженные более чем на 25% аккумуляторы.

Повышенное напряжение заряда (15-16 Вольт), так же вызывают процесс кипения электролита. В такой ситуации намазка отслоиться даже с пластин нового аккумулятора.

Если электролит стал красным - то это означает, что банка переполюсована и из намазки вышли распушители. Что также означает необходимость утилизировать эту батарею.

Электролит может стать мутным из-за доливки недистилированой воды (вода из крана, снег и т.п.).
Электролит потемнеет, если аккумулятором пользовались с открученными пробками и внутрь попала грязь.

Важно! В нормальном аккумуляторе электролит должен быть прозрачным.

Почему мутнеет электролит в аккумуляторе и как это исправить

Автомобильные аккумуляторы имеют установленный производителями эксплуатационный ресурс. При правильном использовании батареи удаётся даже превосходить отмеренный на заводе срок. Также может происходить преждевременный выход из строя автомобильного источника питания.

Выявить проблемы можно по косвенным признакам, одним из которых является помутнение электролита.

Основные причины, по которым почёрнел электролит

Опытные автомобилисты знают, что АКБ заполнена прозрачной жидкостью, являющейся смесью дистиллированной воды и серной кислоты, соединенных в определенной пропорции. В каждой новой батареи раствор абсолютно прозрачный, ведь в его состав не входят какие-либо красители или химические присадки.

Разрушение пластин аккумуляторных батарей

При правильной эксплуатации и в исправном состоянии продолжит быть немутный рабочий электролит в банках аккумулятора, а причинами потери прозрачности могут быть различные факторы. При этом важно обратить внимание, когда проявляются негативные факторы, от которых электролит потемнел. Это может случиться не во всех банках одновременно, а лишь в одной из рабочих ёмкостей.

Важно! Нередко можно наблюдать, что в необслуживаемых АКБ водный раствор кислоты помутнел из-за вскрытия корпуса.

В таком случае нет ничего необычного, ведь электроприбор рассчитан на определённый срок использования, а по истечении ресурса проводится его полная замена, а не восстановление эксплуатационных характеристик. Фактически у владельца отсутствуют возможности влияния на состав раствора.

У пользователей необслуживаемыми устройствами иногда мутнеет жидкий состав, если владельцы высверливают отверстия в каких-либо банках, а затем плохо герметизируют их. Поступать таким образом без крайней необходимости не стоит, так как сторонние вмешательства обычно не приводят к позитивному результату.

В обслуживаемом аккумуляторе можно реже встретить мутный электролит, так как причина кроется в регулярном мониторинге жидкости пользователями. Отвинтив пробку, автовладелец в любой момент может проконтролировать состояние и провести своевременно необходимые мероприятия.

К популярным причинам замутнения жидкости в АКБ относят:

  • Для старых батарей с длительным сроком пользования популярной причиной загрязнения является проникновение внутрь емкости мелкого мусора, грязи. Это происходит из-за износа пробок или недозавинчивания резьбы, а также по причине самораскручивания.
  • При зарядке аккумулятора жидкость может внутри закипать и выпариваться. Тогда владелец доливает воду. Если она не дистиллированная, то имеющиеся в ней соли способны приводить к отложениям во время последующей зарядки. Далее примеси дают помутнение.
  • Не стоит применять готовые электролиты низкого качества в неизвестных местах. Даже при небольшом сроке эксплуатации состав может потерять прозрачность и быстро выйти из строя.

Решить проблему с замутневшей жидкостью можно путем ее полной замены на свежую. При этом необходимо соблюдать пропорции при самостоятельном ее приготовлении. После смены состава батарея пригодна для дальнейшего пользования.

Если не предпринимать профилактических действий, то будет происходить перезаряд АКБ и дальнейший перегрев. Избыточная температура вынудит раствор менять цвет на более темный оттенок. Отклонения в работе бортового источника питания отразятся на работоспособности генератора, реле-регулятора, внешнем зарядном устройстве. Также состав способен негативно влиять на встроенные пластины внутри корпуса, что приведет к дальнейшему их разрушению.

Проверяем электролит для замены

Изменение цвета происходит по причине разрушения и раскалывания пластин. Это случается от значительного разряда АКБ. При этом меняется цвет жидкости.

Снижение плотности сказывается на возможности замерзания состава при пониженных температурах. Увеличение таким образом количества воды в составе способно привести при замерзании к механическому разрушению стенок банок и корпуса в целом.

Важно! Чёрный цвет электролита – частая причина обрушающихся свинцовых пластин внутри корпуса.

Что делать, если помутнел электролит в аккумуляторе

Дальнейшие действия автомобилиста зависят от того, в каком состоянии находится электролит. Цвета жидкости говорят о зачастую о причинах. Также необходимо учесть, в одной ли банке произошли изменения или в нескольких емкостях потемнел состав электролита штатного аккумулятора.

Доливаем новый электролит в аккумулятор

Что делать, когда выявили чёрную жидкость? Она возникает из-за некачественного дистиллята. Значит во время долива автомобилист применял дешевый или неправильный состав. Придется полностью его менять.

Сливаем грязный состав из банок АКБ аккуратно, а затем вливаем новый раствор, не забывая пользоваться индивидуальными защитными средствами. Когда при последующей эксплуатации и проверках не выявляется помутнение, то это – признак правильности проведенных профилактических мероприятий.

Если у аккумулятора замечаем синеватый мутный состав электролита, то в таком случае произошла кристаллизация серной кислоты. Для начала проводим дозаряд АКБ, ведь посинение – признак активной разрядки батареи. Мероприятия могут не помочь, поэтому проводим смену электролита, который потемнел в аккумуляторе, а после залива новой жидкости используем методику зарядки слабыми токами, чередуя заряд-разряд.

Выявить чёрную жидкость (загрязненный электролит) автомобилисты могут не во всех банках аккумулятора, а лишь в одной из них. Потребуется в ней замерить напряжение. Оптимальным должно быть значение 2,1 В. Если удаётся достигнуть номинала, то получится спасти всю батарею.

Когда выявлено в проблемной емкости напряжение, не превышающее полвольта, а при этом у всей АКБ оно не превышает 10,5 В, то это – свидетельство посыпавшихся пластин. Свинец выпадает в осадок и окрашивает в темный цвет жидкость.

Основной проблемой раскрошившихся пластин является электрическое замыкание. Секция перестает работать, так как не дает напряжения. В этом случае вряд ли удастся восстановить изделие к работе, придется его заменить полностью.

Заключение

Не всегда мутный электролит является приговором для батареи в автомобиле. Во многих случаях помогает своевременная смена жидкости. Проблему вряд ли удастся решить, если начался процесс разрушения пластин. В этом случае необходимо готовиться к покупке нового АКБ.

Как работают батареи? | Живая наука

Батарейки везде. Современный мир зависит от этих портативных источников энергии, которые можно найти во всем: от мобильных устройств до слуховых аппаратов и автомобилей.

Но, несмотря на то, что они широко используются в повседневной жизни людей, батареям часто не уделяют должного внимания. Подумайте об этом: вы действительно знаете, как работает аккумулятор? Не могли бы вы объяснить это кому-нибудь другому?

Вот краткое изложение научных данных об источниках энергии для смартфонов, электромобилей, кардиостимуляторов и многого другого.[Тест: электрические и газовые автомобили]

Анатомия аккумулятора

Большинство аккумуляторов состоят из трех основных частей: электродов, электролита и сепаратора, по словам Энн Мари Састри, соучредителя и генерального директора Sakti3, базирующейся в Мичигане. запуск аккумуляторных технологий.

В каждой батарее по два электрода. Оба сделаны из токопроводящих материалов, но выполняют разные функции. Один электрод, известный как катод, подключается к положительному концу батареи и является местом, где электрический ток выходит (или электроны входят) в батарею во время разряда, то есть когда батарея используется для питания чего-либо.Другой электрод, известный как анод, подключается к отрицательному полюсу батареи и является местом, где электрический ток входит (или электроны покидают) батарею во время разряда.

Между этими электродами, а также внутри них находится электролит. Это жидкое или гелеобразное вещество, содержащее электрически заряженные частицы или ионы. Ионы соединяются с материалами, из которых состоят электроды, производя химические реакции, которые позволяют батарее генерировать электрический ток.[Взгляд изнутри на работу батарей (инфографика)]

Типичные батареи питаются за счет химической реакции. [См. Полную инфографику] (Изображение предоставлено Карлом Тейтом, художником по инфографике)

Последняя часть батареи, разделитель, довольно проста. Роль сепаратора состоит в том, чтобы держать анод и катод отдельно друг от друга внутри батареи. По словам Састри, без разделителя два электрода соприкоснутся, что приведет к короткому замыканию и нарушит нормальную работу батареи.

Как это работает

Чтобы представить себе, как работает батарейка, представьте, как вы вставляете щелочные батарейки, такие как двойные AA, в фонарик. Когда вы вставляете эти батарейки в фонарик, а затем включаете его, на самом деле вы замыкаете цепь. Накопленная в батарее химическая энергия преобразуется в электрическую, которая выходит из батареи в основание лампы фонарика, заставляя ее загораться. Затем электрический ток снова входит в батарею, но на противоположном конце от того места, где он выходил изначально.

Все части батареи работают вместе, чтобы фонарик загорался. Электроды в батарее содержат атомы определенных проводящих материалов. Например, в щелочной батарее анод обычно изготавливается из цинка, а диоксид марганца действует как катод. Электролит между электродами и внутри них содержит ионы. Когда эти ионы встречаются с атомами электродов, между ионами и атомами электродов происходят определенные электрохимические реакции.

Серия химических реакций, протекающих в электродах, известна как окислительно-восстановительные (окислительно-восстановительные) реакции.В батарее катод известен как окислитель, потому что он принимает электроны от анода. Анод известен как восстановитель, потому что он теряет электроны.

В конечном итоге эти реакции приводят к потоку ионов между анодом и катодом, а также к освобождению электронов от атомов электрода, - сказал Састри.

Эти свободные электроны собираются внутри анода (нижняя плоская часть щелочной батареи). В результате два электрода имеют разные заряды: анод становится отрицательно заряженным, когда высвобождаются электроны, а катод становится положительно заряженным, поскольку электроны (которые заряжены отрицательно) поглощаются.Эта разница в заряде заставляет электроны двигаться к положительно заряженному катоду. Однако у них нет возможности попасть внутрь батареи, потому что разделитель не позволяет им сделать это.

Когда вы щелкаете выключателем на фонарике, все меняется. У электронов теперь есть путь к катоду. Но сначала они должны пройти через основание лампы фонарика. Схема замыкается, когда электрический ток повторно входит в батарею через верхнюю часть батареи у катода.

Перезаряжаемые и неперезаряжаемые

Для первичных батарей, например, в фонарике, реакции, питающие батарею, в конечном итоге прекратятся, а это означает, что электроны, которые обеспечивают батарею ее зарядом, больше не будут создавать электрический ток. Когда это происходит, аккумулятор разряжен или «мертв», - сказал Састри.

Вы должны выбросить такие батареи, потому что электрохимические процессы, которые заставили батарею производить энергию, не могут быть обращены вспять, объяснил Састри.Однако электрохимические процессы, происходящие во вторичных или перезаряжаемых батареях, могут быть обращены вспять путем подачи электроэнергии в батарею. Например, это происходит, когда вы подключаете аккумулятор мобильного телефона к зарядному устройству, подключенному к источнику питания.

Некоторые из наиболее распространенных используемых сегодня вторичных батарей - это литий-ионные (литий-ионные) батареи, от которых питается большинство бытовых электронных устройств. Эти батареи обычно содержат угольный анод, катод из диоксида лития-кобальта и электролит, содержащий соль лития в органическом растворителе.Другие перезаряжаемые батареи включают никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металл-гидридные (NiMH) батареи, которые можно использовать в таких вещах, как электромобили и аккумуляторные электроинструменты. Свинцово-кислотные (Pb-кислотные) батареи обычно используются в автомобилях и других транспортных средствах для запуска, освещения и зажигания.

Все эти аккумуляторные батареи работают по одному и тому же принципу, сказал Састри: когда вы подключаете батарею к источнику питания, поток электронов меняет направление, и анод и катод возвращаются в свое исходное состояние.[10 лучших подрывных технологий]

Battery lingo

Хотя все батареи работают более или менее одинаково, разные типы батарей имеют разные характеристики. Вот несколько терминов, которые часто встречаются при любом обсуждении батарей:

Напряжение : Когда дело доходит до батарей, напряжение - также известное как номинальное напряжение ячейки - описывает величину электрической силы или давления, при которой свободные электроны - переходите от положительного полюса батареи к отрицательному, - объяснил Састри.В батареях с более низким напряжением ток выходит из батареи медленнее (с меньшей электрической силой), чем в батареях с более высоким напряжением (с большей электрической силой). Батареи в фонарике обычно имеют напряжение 1,5 В. Однако, если в фонарике используются две батареи последовательно, эти батареи или элементы имеют общее напряжение 3 вольта.

Свинцово-кислотные батареи, подобные тем, которые используются в большинстве неэлектрических автомобилей, обычно имеют напряжение 2,0 вольт. Но обычно в автомобильном аккумуляторе последовательно соединено шесть таких элементов, поэтому вы, вероятно, слышали, что такие аккумуляторы называются 12-вольтовыми батареями.

Литий-кобальтооксидные батареи - наиболее распространенный тип литий-ионных батарей, используемых в бытовой электронике, - имеют номинальное напряжение около 3,7 вольт, сказал Састри.

Ампер : Ампер или ампер - это мера электрического тока или количества электронов, которые проходят через цепь в течение определенного периода времени.

Емкость : Емкость или емкость элемента измеряется в ампер-часах, то есть количество часов, в течение которых батарея может подавать определенное количество электрического тока, прежде чем ее напряжение упадет ниже определенного порога, согласно сообщению Райса. Кафедра электротехники и вычислительной техники университета.

9-вольтовая щелочная батарея, используемая в портативных радиоприемниках, рассчитана на 1 ампер-час, что означает, что эта батарея может непрерывно подавать один ампер тока в течение 1 часа, прежде чем она достигнет порогового значения напряжения и будет считаться разряженной.

Плотность мощности : Плотность мощности описывает количество энергии, которое батарея может выдать на единицу веса, сказал Састри. По словам Састри, для электромобилей важна плотность мощности, потому что она показывает, насколько быстро автомобиль может разогнаться от 0 до 60 миль в час (97 км / ч).Инженеры постоянно пытаются найти способы уменьшить размеры батарей без снижения их удельной мощности.

Плотность энергии : Плотность энергии описывает, сколько энергии способна отдать батарея, деленное на объем или массу батареи, сказал Састри. Это число соответствует вещам, которые имеют большое влияние на пользователей, например, сколько времени вам нужно пройти, прежде чем зарядить мобильный телефон, или как далеко вы можете проехать на электромобиле, прежде чем остановиться, чтобы подключить его.

Follow Elizabeth Palermo @ techEpalermo .Следуйте за Live Science @livescience , Facebook и Google+ .

Дополнительные ресурсы

.

Аккумулятор для электромобиля, способный заряжаться за 10 минут и рассчитанный на 250 миль боевых действий «беспокойство о дальности»

Американские эксперты разработали новый аккумулятор для электромобиля, который заряжается всего за 10 минут и рассчитан на 250 миль без подзарядки.

Батареи электромобилей изготовлены из фосфата лития-железа, известного своей «непревзойденной безопасностью», и могут быстро нагреваться и охлаждаться - ключ к быстрой зарядке и долгому сроку службы.

Они быстро нагреваются до 140 ° F для зарядки и разрядки, а затем охлаждаются, когда аккумулятор не используется.

Система может решить проблему «беспокойства по поводу дальности» - опасения водителей, что у них недостаточно заряда на электромобиле (EV), чтобы добраться до места назначения.

Исследователи говорят, что их батарея должна прослужить более 2 миллионов миль за весь срок службы и станет «хорошо продуманной трансмиссией для электромобилей массового потребления» в случае ее коммерциализации.

Батарея с термической модуляцией для массовых электромобилей без опасений за запас хода, с непревзойденной безопасностью, низкой стоимостью и без кобальта разрабатывается группой инженеров Пенсильванского университета.

«Больше не нужно беспокоиться о дальности полета, и эта батарея доступна по цене», - сказал Чао-Ян Ван из Университета штата Пенсильвания в США.

«Очень быстрая зарядка позволяет нам уменьшить размер батареи, не опасаясь дальности полета».

По словам Ванга, эти батареи могут производить большое количество энергии при нагревании - 40 киловатт-часов и 300 киловатт мощности.

Электромобиль с этой батареей может разогнаться с нуля до 60 миль в час за три секунды и будет ездить как Porsche, сказал он.

«Мы разработали довольно умную батарею для электромобилей массового потребления, стоимость которой не уступает автомобилям с двигателями внутреннего сгорания», - сказал Ван.

«Таким образом мы собираемся изменить окружающую среду, а не только создавать роскошные автомобили. Пусть каждый может позволить себе электромобили ».

Батареи состоят из трех основных компонентов - анода, катода и электролита.

Электролит обычно представляет собой химическое вещество, которое разделяет анод и катод и перемещает поток электрического заряда между ними.

В батарее используется принцип самонагрева, ранее разработанный в центре Ванга. На фото: автомобильный аккумулятор для электромобиля (стоковое изображение)

Поскольку литий является высокореактивным элементом, он накапливает большое количество энергии.

В литий-ионных батареях используется жидкий электролит - легковоспламеняющаяся жидкость на основе углерода.

Но этот жидкий электролит часто воспламеняется, и его обвиняют, например, в возгорании литий-ионных батарей при перегреве.

Литий-железо-фосфатные (LFP) батареи, разновидность литий-ионных батарей, являются альтернативой.

Они используют фосфат лития-железа (LiFePO4) в качестве катодного материала, уже используются в электромобилях и известны своей безопасностью.

Эта новая батарея также изготовлена ​​из фосфата лития и железа, но описывается как «LFP с термической модуляцией».

В нем используется метод самонагрева, ранее разработанный в лаборатории Вана, в Центре электрохимических двигателей в Пенсильвании.

В самонагревающейся батарее используется тонкая никелевая фольга, один конец которой прикреплен к отрицательной клемме, а другой выходит за пределы ячейки, образуя третью клемму.

Когда электроны текут, они быстро нагревают никелевую фольгу за счет нагрева сопротивлением и нагревают внутреннюю часть батареи.

Когда внутренняя температура аккумулятора достигает 140 ° F, переключатель размыкается, и аккумулятор готов к быстрой зарядке или разрядке.

Ключом к длительному сроку службы и быстрой подзарядке является способность батареи быстро нагреваться до 140 градусов по Фаренгейту для зарядки и разрядки, а затем остывать, когда батарея не работает.

Команда Вана также использовала недорогие материалы для катода и анода батареи и безопасный низковольтный электролит.

Катод представляет собой термостойкий фосфат лития-железа, который не содержит каких-либо дорогих и важных материалов, таких как кобальт.

В то время как анод сделан из графита с очень крупными частицами, безопасного, легкого и недорогого материала.

Из-за самонагрева, исследователи сказали, что им не нужно беспокоиться о неравномерном осаждении лития на аноде, которое может вызвать опасные выбросы лития.

«Эта батарея уменьшила вес, объем и стоимость», - сказал Ван, автор статьи о результатах исследования, опубликованной в Nature Energy.

«Я очень рад, что мы наконец нашли аккумулятор, который принесет пользу массовому потребительскому рынку».

Беспокойство о запасе хода считается основным препятствием на пути широкомасштабного внедрения полностью электрических транспортных средств - то, что правительство Великобритании хочет видеть в следующие 10 лет.

Он запрещает продажу бензиновых и дизельных автомобилей с 2030 года, чтобы исключить выбросы парниковых газов и достичь цели правительства по нулевым выбросам к 2050 году. с возможностью одновременной подзарядки батарей 36 подключаемых к электросети автомобилей

Запрет на бензин / дизельное топливо означает, что Великобритании нужны новые и эффективные методы быстрой зарядки, чтобы дополнить больше портов зарядки электромобилей по всей стране.

В декабре в Брейнтри, Эссекс, открылась первая в Великобритании АЗС, предназначенная только для электромобилей, что дает водителям возможность заряжать свои автомобили.

На станции техобслуживания есть 36 зарядных устройств для электромобилей и магазины, включая WHSmith, почтовое отделение, тренажерный зал и оздоровительный центр, где посетители могут заниматься йогой, чтобы водители могли наслаждаться, пока их электромобили заряжаются.

АЗС для электромобилей - первая из 100 электрических АЗС стоимостью 1 миллиард фунтов стерлингов, запланированная на следующие пять лет.

Между тем город Ковентри работает над системой беспроводной зарядки в стиле Scalextric, которая потенциально может подзаряжать электромобили во время движения.

Вскоре в Ковентри могут быть построены дороги в стиле Scalextric, которые заряжают электромобили на ходу, чтобы решить проблему «беспокойства по поводу дальности»

Известная как динамическая беспроводная зарядка (DWC), технология обеспечит бесперебойное питание электромобилей во время движения

Coventry оценивает осуществимость технологии Scalextric, которая будет заряжать электромобили по мере их движения.

Эта технология, известная как динамическая беспроводная зарядка (DWC), обеспечивает бесперебойное питание электромобилей во время движения.

В рамках проекта DynaCov стоимостью 419 000 фунтов стерлингов, финансируемого городским советом Ковентри, Toyota, National Express и другими, электрические катушки будут заделаны под асфальт на некоторых участках городских дорог.

Эти катушки, которые будут подключены к электросети, будут передавать энергию по беспроводной сети на приемник в колесах транспортных средств.

Затем электроэнергия будет передаваться от приемника к батарее электромобиля, обеспечивая ему постоянный источник энергии во время движения.

Обычно электромобили должны быть стационарными для подзарядки, пока они подключены к зарядным станциям на обочинах дорог и в автостоянках, что отнимает драгоценное время у водителей.

DWC можно установить в легковые или даже большие транспортные средства, такие как автобусы или грузовики, что позволяет заряжать их на ходу и сокращает количество остановок, экономя время.

Система также может решить проблему «беспокойства по поводу дальности» - водителей, которые опасаются, что у них недостаточно заряда на электромобиле, чтобы добраться до места назначения.

Британская некоммерческая исследовательская компания Cenex, еще один спонсор проекта, сообщила MailOnline, что можно будет модернизировать существующие электромобили с помощью технологии, необходимой для динамической беспроводной зарядки, хотя это может быть довольно дорого.

Однако многие производители электромобилей, включая BMW и Tesla, уже внедряют технологию беспроводной зарядки в свои автомобили.

Подробнее: Coventry работает над зарядкой электромобилей в стиле Scalextric

.

Информация об аккумуляторах: все, что вам нужно знать об аккумуляторах

Меню Поиск
  • Дом
  • Новости
  • Свяжитесь с нами

Поиск: Поиск

  1. Продукты
    • Автомобильная промышленность
    • Коммерческие автомобили
    • Промышленное применение
      • ИБП
      • Телекоммуникации
      • Возобновляемая энергия
      • Пожарная безопасность и охрана
      • Гольф и мобильность
      • Аварийное освещение
      • Накопитель энергии
      • Уборка полов и доступ с воздуха
    • Мотоцикл и силовой спорт
    • Отдых, море и сад
    • Зарядные устройства, тестеры и аксессуары
    Автомобильная промышленность

    Диапазоны

    • Обзор
    • YBX9000 AGM
    • YBX7000 EFB
    • YBX5000
    • YBX3000
    • YBX1000
    • Вспомогательное оборудование, резервное копирование и специалист
    • классический
    • Посмотреть все батареи

    Информация

    • Все, что вам нужно знать об аккумуляторах
    • Как работает аккумулятор
    • Общие сведения о спецификациях
    • Серебряные кальциевые батареи
    • Характеристики аккумулятора и диагностика неисправностей
    • Тестирование батарей
    • Здоровье и безопасность
    • Видео

    Новые технологии

    • Разъяснение AGM и EFB
    • Микрогибридные и гибридные автомобили
    • Вспомогательные и резервные батареи
    • Инструмент настройки Yu-Fit
    • Предупреждение о замене батареи

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Гарантия для автомобилей и мотоциклов
    • Промышленная гарантия
    • Аккредитация
    • OE Родословная
    • Заявление о BER
    • Политика возврата отработанной батареи
    • Служба утилизации и вывоза аккумуляторных батарей
    Коммерческие автомобили

    Диапазоны

    • Обзор
    • YBX 1000 SHD
    • YBX 3000 SHD
    • YBX 5000 SHD
    • YBX 7000 EFB
    • Pro Spec - глубокий цикл
    • классический
    • Посмотреть все

    Информация

    • Все, что вам нужно знать об аккумуляторах
    • Как работает аккумулятор
    • Общие сведения о спецификациях
    • Серебряные кальциевые батареи
    • Характеристики аккумулятора и диагностика неисправностей
    • Тестирование батарей
    • Здоровье и безопасность
    • Видео

    Новые технологии

    • Разъяснение AGM и EFB
    • Микрогибридные и гибридные автомобили
    • Предупреждение о замене батареи

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Гарантия для автомобилей и мотоциклов
    • Промышленная гарантия
    • Аккредитация
    • OE Родословная
    • Заявление о BER
    • Политика возврата отработанной батареи
    • Служба утилизации и вывоза аккумуляторных батарей
    Промышленное применение

    Диапазоны

    • Обзор
    • НП ВРЛА
    • НПЛ VRLA
    • НПХ ВРЛА
    • НПВ VRLA
    • NPC VRLA
    • РЭ VRLA
    • ОБНОВЛЕНИЕ VRLA
    • REC VRLA
    • SW - VRLA
    • SWL VRLA
    • EN VRLA
    • ЭНЛ ВРЛА
    • ENL VRLA Передний терминал
    • FXH VRLA
    • Pro Spec Deep Cycle
    • SLR VRLA глубокого цикла
    • LIM литий-ионный
    • Ю-Лайт
    • Посмотреть все

    Информация

    • Golf & Mobility Battery Guidance
    • Режим ожидания и циклические определения
    • Руководство по установке, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию
    • Циклический VRLA Производительность и срок службы
    • Видео
    • Калькулятор промышленных размеров

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Гарантия для автомобилей и мотоциклов
    • Промышленная гарантия
    • Аккредитация
    • OE Родословная
    • Заявление о BER
    • Политика возврата отработанной батареи
    • Служба утилизации и вывоза аккумуляторных батарей
    ИБП

    Диапазоны

    • НП VRLA
    • НПЛ VRLA
    • НПХ ВРЛА
    • НПВ VRLA
    • РЭ VRLA
    • ОБНОВЛЕНИЕ VRLA
    • SW - VRLA
    • SWL VRLA
    • EN VRLA
    • ЭНЛ ВРЛА
    • Передний терминал ENL VRLA
    • LIM литий-ионный

    Информация

    • Golf & Mobility Battery Guidance
    • Режим ожидания и циклические определения
    • Руководство по установке, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию
    • Видео

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Гарантия для автомобилей и мотоциклов
    • Промышленная гарантия
    • Аккредитация
    • OE Родословная
    • Заявление о BER
    • Политика возврата отработанной батареи
    • Служба утилизации и вывоза аккумуляторных батарей
    Телекоммуникации

    Диапазоны

    • НП VRLA
    • НПЛ VRLA
    • РЭ VRLA
    • ОБНОВЛЕНИЕ VRLA
    • SW - VRLA
    • SWL VRLA
    • EN VRLA
    • ЭНЛ ВРЛА
    • Передний терминал ENL VRLA
    • FXH VRLA
    • LIM литий-ионный

    Информация

    • Golf & Mobility Battery Guidance
    • Режим ожидания и циклические определения
    • Руководство по установке, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию
    • Видео

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Гарантия для автомобилей и мотоциклов
    • Промышленная гарантия
    • Аккредитация
    • OE Родословная
    • Заявление о BER
    • Политика возврата отработанной батареи
    • Служба утилизации и вывоза аккумуляторных батарей
    Возобновляемые источники энергии

    Диапазоны

    • НПЛ VRLA
    • NPC VRLA
    • REC VRLA
    • ЭНЛ ВРЛА
    • Передний терминал ENL VRLA
    • FXH VRLA
    • SLR VRLA глубокого цикла
    • LIM Литий-ионный

    Информация

    • Golf & Mobility Battery Guidance
    • Режим ожидания и циклические определения
    • Руководство по установке, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию
    • Видео

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Гарантия для автомобилей и мотоциклов
    • Промышленная гарантия
    • Аккредитация
    • OE Родословная
    • Заявление о BER
    • Политика возврата отработанной батареи
    • Служба утилизации и вывоза аккумуляторных батарей
    Противопожарная охрана

    Диапазоны

    • НП VRLA
    • НПЛ VRLA
    • РЭ VRLA

    Информация

    • Golf & Mobility Battery Guidance
    • Режим ожидания и циклические определения
    • Руководство по установке, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию
    • Видео

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Автомобильная промышленность и
.

Power в вашем кармане: как работает аккумулятор | EAGLE

Трудно представить себе мир без батареек. Попрощайтесь со смартфоном, который таскаете в кармане. Или ноутбук, который вы берете с собой куда угодно. О, а та машина, которую ты водишь? Боюсь, вам нужно научиться заводить его вручную, когда батарейки здесь нет. Эти маленькие химические супергерои играют огромную и жизненно важную роль в нашей современной жизни, но многие из нас принимают их как должное. Мы просто предполагаем, что они подключаются и обеспечивают питание для более важных целей, но как именно все это работает? К счастью, вы дизайнер электроники, поэтому вам нужно знать немного больше.Возможно, вы просто размещаете держатель батареи на макете печатной платы, но это помогает узнать, что делает эта батарея и почему.

Что такое аккумулятор?

Это может показаться риторическим вопросом, но что такое батарея? Конечно, мы знаем, что он обеспечивает питание, когда мы подключаем его к цепи, но в этом металлическом контейнере могут быть маленькие инженерные гномы, работающие за кулисами! Вы можете думать о батареях как о небольших капсулах с химическим потенциалом. Если оставить его в покое, химическое вещество внутри батареи ничего не делает, но когда вы подключаете его к цепи, эти химические вещества оживают, превращая химическую энергию в электрическую для питания всех ваших самых любимых электронных устройств.

Этот процесс преобразования химической энергии в электрическую может выделяться в течение нескольких дней, месяцев или лет, в зависимости от того, какой тип батареи вы выберете и сколько химикатов в ней. Например, вы можете заменять батарею в часах только раз в пять лет, но батареи AA в вашем контроллере Xbox, возможно, придется менять каждый месяц. Чтобы понять, как устроена батарея изнутри, полезно начать с общей анатомии и строения этих маленьких химических супергероев.

Внешняя структура

Начиная с внешней стороны, любая батарея, независимо от формы и размера, всегда будет иметь две клеммы, одну положительную (+) и одну отрицательную (-). В обычных сухих батареях типа AA или AAA эти две клеммы находятся на каждом конце устройства. Но на чем-то более крупном, например, автомобильном аккумуляторе, положительная и отрицательная клеммы находятся на верхней части устройства.

Обычная батарея на 9 В с положительной и отрицательной клеммами на одной стороне.(Источник изображения)

Независимо от того, где расположены клеммы аккумулятора, результат всегда один и тот же. Вы соединяете две клеммы вместе в цепь для выполнения определенной задачи, называемой нагрузка . Нагрузкой может быть что угодно, от питания смартфона до вращения мотора.

Внутренняя работа

Внутри батареи происходит передача энергии. Здесь вы всегда найдете три основных компонента, независимо от того, на какую батарею вы смотрите:

  • Электроды .Сначала вы найдете пару электродов. Одним из них является анод , , положительно заряженный электрод, который подключается к отрицательному выводу батареи. Другой - это катод , , отрицательно заряженный электрод, который подключается к положительному выводу.
  • Разделитель . Эти два электрода всегда следует держать отдельно друг от друга, иначе при включении в цепь произойдет короткое замыкание батареи. Вот где пригодится сепаратор ; он не позволяет электронам течь прямо от анода к катоду.
  • Электролит . Наконец, все батареи имеют своего рода химическую пасту или жидкую начинку с ионизированным элементом. У этих ионов много дополнительных электронов. Электролит - это, в конечном счете, то, что позволяет электрическому заряду течь между катодом и анодом. Без электролита в батарее не произошло бы никакого волшебства.

Здесь вы можете увидеть внутреннюю структуру типичной сухой аккумуляторной батареи. (Источник изображения)

Как работает аккумулятор?

Мы уже знаем, что батарея преобразует химическую энергию в электрическую для питания наших электронных устройств.Но как именно работает этот преобразующий процесс? Опять же, независимо от того, с какой батареей вы работаете, первичная электрохимическая реакция , , всегда одинакова.

Во-первых, вы должны подключить аккумулятор к цепи, имеющей нагрузку, или к той работе, которую должна выполнять батарея. После соединения двух клемм батареи между анодом, катодом и электролитом начинает происходить множество электрохимических реакций.

Первое, что происходит, это то, что анод подвергается процессу, называемому реакцией окисления .Это причудливый способ сказать, что на аноде накапливается куча избыточных электронов из-за смеси ионов в электролитной пасте. Если что-то и нужно знать об электронах, так это то, что они ненавидят находиться рядом друг с другом, когда их слишком много, и поэтому они будут искать новое место, чтобы называть их своим домом. Они могут просто пройти прямо к катоду, но их путь преграждает разделитель, поэтому им придется пройти долгий путь по цепи.

Пока на аноде происходит реакция окисления, на другой стороне батареи происходит реакция восстановления на катоде посредством обмена ионами и свободными электронами.Здесь катод сокращает количество электронов, создавая свободное пространство для электронов на аноде.

В реакциях окисления и восстановления электроны перемещаются от анода к катоду, чтобы найти баланс. (Источник изображения)

Итак, теперь у вас есть две противоположные переменные. У вас слишком много электронов на аноде и недостаточно электронов на катоде. Что просходит? Когда вы подключаете эту батарею к цепи, избыточные электроны на аноде будут проходить через цепь, питая все ваши компоненты, пока они, наконец, не достигнут катода.Этот процесс происходит снова и снова, все благодаря электрохимическому процессу, который приводит в движение электролит. Однако в конце концов электролитная паста закончится, и когда это произойдет, химическая реакция прекратится, и ваша батарея разрядится.

Чтобы любая батарея преобразовывала химическую энергию в электрическую, анод и катод должны быть сделаны из двух проводящих металлов. Почему это? Один металл в батарее должен быть готов накапливать избыточные электроны, а другой - для их уменьшения.Если бы вы использовали два металла одного и того же типа, они оба выполняли бы одно и то же действие, и электрохимический процесс никогда не сработал бы.

Используя два разных металла, например цинк в аноде и диоксид марганца в катоде, вы можете гарантировать, что существует сила, толкающая и тянущая электроны от одного вывода к другому. Весь этот процесс называется электроотрицательность .

Вы можете увидеть, как все это сочетается, на практическом примере, таком как фонарик:

  • Когда вы вставляете батарею в фонарик, вы замыкаете цепь, и химическая энергия внутри батареи начинает преобразовываться в электрическую.
  • Внутри батареи избыточные электроны накапливаются на аноде в результате окисления, а электроны на катоде восстанавливаются.
  • Электронам теперь нужно куда-то идти, поэтому они выбирают путь наименьшего сопротивления через вашу цепь, чтобы запитать фонарик, от анода до катода.

Батареи будут вести себя одинаково в любом устройстве. Всегда будет разница в электрическом заряде между положительным и отрицательным выводами, что заставляет электроны течь и генерировать электричество.Без этой разницы в заряде электроны уже были бы в покое и балансе, так зачем им заставлять цепь работать?

Когда используется более одной батареи

Ваш простой фонарик может работать от одной батареи, но большинству устройств требуется более одного химического супергероя, чтобы получить электрическую энергию. От смартфонов до электромобилей вы обычно найдете батареи, расположенные одним из двух способов: Parallel или Serial . Вот разница между ними:

Параллельно

При параллельном подключении нескольких батарей вы получаете одинаковое общее напряжение, но увеличиваете ток.Этот повышенный уровень тока измеряется в ампер-часах или миллиампер-часах. Например, аккумуляторная ячейка, измеренная на 500 миллиампер-часов, может производить 500 миллиампер тока на нагрузку в течение часа.

Батареи, включенные параллельно, увеличивают ток. (Источник изображения)

Серийный

При последовательном подключении нескольких батарей вы получаете тот же общий ток, но теперь ваше напряжение будет выше. Например, автомобильный аккумулятор состоит из шести отдельных аккумуляторных ячеек, каждая из которых на 2 вольта.В сумме этот автомобильный аккумулятор работает от 12 вольт.

Батареи, включенные последовательно, увеличивают свое напряжение. (Источник изображения)

Типы аккумуляторов

В мире аккумуляторов существует множество разновидностей на выбор в зависимости от ваших конкретных потребностей. Вместо того, чтобы просто кидать вам огромный список, имеет смысл разделить батареи на две основные категории: Primary и Secondary .

Первичные батареи

Первичные батареи или первичные элементы - это типичные одноразовые батареи, которые работают один раз, пока не разрядятся, а затем выбрасываются.Эти батареи предлагают мгновенный источник энергии в вашем кармане и включают:

Цинк-углерод

Этот первичный элемент представляет собой одноразовую батарею для повседневного использования, которая, вероятно, лежит у вас дома. Этот недорогой аккумулятор питает повседневные электронные устройства, от фонарика до пульта дистанционного управления. В угольно-цинковой батарее положительный электрод сделан из углерода, окруженного порошкообразным углеродом и оксидом марганца. Отрицательный электрод изготовлен из сплава цинка, а электролит состоит из пасты хлорида аммония.

Типичная угольно-цинковая батарея различных размеров. (Источник изображения)

Щелочной

Трудно отличить щелочную батарею от угольно-цинковой, но щелочные батареи могут накапливать и производить больше энергии и часто могут оставаться заряженными годами. В щелочной батарее вы найдете положительный электрод из оксида марганца, отрицательный электрод из цинка и электролит, состоящий из щелочного раствора гидроксида калия.

Щелочные батарейки выглядят как цинковые, но обладают большей мощностью. (Источник изображения)

Литий

Обычно эти литиевые батарейки размером с кнопку используются в часах и слуховых аппаратах, но они содержат тот же набор химических веществ, что и щелочные батарейки. Верхняя сторона литиевого элемента, отрицательный электрод, сделана из цинка или лития. Нижняя сторона, или положительный электрод, сделана из оксида марганца, оксида серебра или оксида меди.

Эти литиевые батареи могут питать часы годами. (Источник изображения)

Вторичные батареи

В отличие от первичных батарей, которые могут вырабатывать электроэнергию только до тех пор, пока не иссякнет ее химическая энергия, аккумуляторные вторичные батареи могут обратить вспять процесс их старения. Эти батареи направляют всю реакцию электрохимического процесса в обратном направлении, запуская электроны от катода к аноду, пока элемент батареи не будет полностью восстановлен. Типы вторичных батарей:

Свинцово-кислотный

Это аккумулятор, который вы найдете в своем автомобиле, и он состоит из шести отдельных аккумуляторных ячеек, каждая из которых вырабатывает 2 вольта, что дает вам 12-вольтовый аккумулятор, подключенный параллельно.Каждая ячейка свинцово-кислотной батареи имеет положительный электрод из диоксида свинца, отрицательный электрод из металлического свинца и электролит из серной кислоты.

Свинцово-кислотные батареи делают всю тяжелую работу по питанию вашего автомобиля. (Источник изображения)

Никель-кадмиевый

Nicad, или Ni-Cd, был традиционной технологией перезаряжаемых батарей, которая использовалась до 1990-х годов и часто использовалась как альтернатива утилизации 1,5-вольтовых батарей. Хотя эти аккумуляторные батареи дешевы и их можно перезаряжать сотни раз, они также имеют небольшую проблему с памятью.Как же так? Если вы не разрядите аккумулятор Nicad полностью перед его повторной зарядкой, со временем у вас будет меньше заряда.

Аккумуляторы Nicad склонны к потере памяти. (Источник изображения)

Никель-металлогидрид
Батареи

NiMH работают так же, как и батареи Nicad, но менее подвержены проблемам с памятью. Эта батарея в значительной степени заняла место Nicad после 1990-х годов, в основном потому, что она менее токсична, чем батарея Nicad, и ее не нужно полностью разряжать перед зарядкой.

Вся мощность аккумулятора Nicad без забот о потере памяти. (Источник изображения)

Литий-ионный

Большинство основных электронных устройств в наши дни используют литий-ионные батареи, в том числе ваши смартфоны, ноутбуки, планшеты и т. Д. Литий имеет массу преимуществ по сравнению с батареями Nicad и NiMH, включая то, что он более экологичен, работает при более высоких напряжениях и дважды хранится. столько же энергии. Кроме того, вы можете заряжать и разряжать литий-ионный аккумулятор без каких-либо проблем с памятью.

Вы когда-нибудь разбирали свой сотовый телефон? Это литиевая батарея, которую вы найдете внутри. (Источник изображения)

Кто изобрел батарею?

Большинство приписывают изобретение Алессандро Вольта в 1791 году, но слышали ли вы когда-нибудь о Багдадской батарее?

Еще в 1938 году археолог Вильгельм Кениг обнаружил несколько странно выглядящих глиняных горшков во время раскопок в Багдаде, Ирак. Горшки датируются примерно 200 г. до н. Э. и содержал железный стержень, окруженный медью.При тестировании внутри были обнаружены следы кислой жидкости, и если что-то нужно знать об аккумуляторах, у нас есть два разных металла, смешанных с химическим электролитом. Была ли это первая древняя батарея? Были произведены современные копии, и эти багдадские батареи действительно производят электрический заряд.

Была ли Багдадская батарея первой древней батареей? (Источник изображения)

Но что касается 1792 года, багдадских батарей просто не существовало, и поэтому наша история начинается с итальянского врача Луиджи Гальвани, экспериментирующего с ногой мертвой лягушки.Вставив два разных металла в лапу лягушки, он смог произвести то, что он назвал «животным электричеством», когда лапа лягушки подпрыгнула. Однако в то время Гальвани не знал, что лягушка не испускает какое-то первичное электричество. Скорее, ему нужно было благодарить строительные блоки современной батареи.

Чтобы доказать это, итальянский физик Алессандро Вольта поставил эксперимент, в котором он наложил друг на друга слои цинка и серебра, которые были разделены картоном, пропитанным рассолом.Эта гальваническая батарея, которая сейчас считается первой современной батареей, способна производить постоянный ток.

Гальваническая батарея по замыслу Алессандро Вольта.

Что здесь общего между экспериментами Гальвани и Вольта? Оба использовали основные принципы батарей с использованием двух разных металлов и электролита. Гальвани использовал два разных металлических скальпеля, а лапа лягушки действовала как своего рода химический электролит. В гальванической батарее Вольта рассол действовал как электролит между двумя разными проводящими металлами, цинком и серебром.

После его новаторского эксперимента Алессандро Вольта приписали изобретение первой батареи, а остальное хорошо… история. Сегодня мы усовершенствовали этот базовый набор принципов для питания всех наших электронных устройств.

Конструкция батарей и печатной платы

Начинающим конструкторам электроники батареи часто кажутся второстепенными. В конце концов, может быть, вам просто нужно 5 В для стабильного питания постоянного тока. Но что произойдет, если вы работаете с источником батареи 9 В, а одна из ваших микросхем может справиться только с 1.8В? Вот тогда соображения относительно батарей и конструкции питания немного усложняют задачу.

Хотя мы не будем вдаваться в подробности проектирования источников питания в этом блоге, он поможет понять основы того, на что обращать внимание как в схеме, так и в топологии печатной платы при работе с батареями. На схеме, планируете ли вы использовать стандартные щелочные батареи или литий-ионные, вы увидите следующие символы:

Типичный символ одноклеточной и двухклеточной батареи, который вы найдете на схеме.

На этом условном обозначении более длинная линия представляет положительный вывод, а более короткая линия - отрицательный вывод. Вы также можете увидеть батареи с более чем двумя линиями, что означает, что в батарее более одной ячейки.

Вам также необходимо знать, как физический держатель батареи будет выглядеть на вашей печатной плате. Многие начинающие разработчики электроники совершают ошибку, думая, что они кладут настоящую батарею на свою плату, в то время как вы просто устанавливаете держатель для батареек.Если вы когда-нибудь вскрывали электронное устройство, чтобы проверить его внутреннее устройство, возможно, вы видели одно из них:

Типичные держатели батарей, которые можно найти на печатной плате или корпусе. (Источник изображения)

Существует также держатель литиевой батареи таблеточного типа, как показано на изображении ниже, который имеет уникальный физический размер.

Вот держатель литиевой батареи гораздо меньшего размера с его размерами. (Источник изображения)

Хорошо и легко разместить держатель для одноразовой батареи и забыть о нем, но что произойдет, если вы захотите добавить в свою конструкцию автоматическое зарядное устройство? Здесь все немного сложнее.Взгляните на схему ниже, это принципиальная схема автоматического зарядного устройства, и в ней много чего происходит, в том числе:

Схема автоматизированного зарядного устройства может включать в себя множество соединенных деталей. (Источник изображения)

  • У нас есть основной источник переменного тока 230 В, который попадает в трансформатор, понижающий напряжение до 15 В.
  • Отсюда следует использовать два диода, D1 и D2, для преобразования переменного напряжения в постоянное.
  • Эта мощность постоянного тока затем проходит через регулятор напряжения LM3177, который обеспечивает стабильное и стабильное выходное напряжение постоянного тока независимо от того, как изменяется входное напряжение переменного тока.
  • Когда аккумулятор полностью заряжен, загорится КРАСНЫЙ светодиод, а стабилитрон D6 начнет проводить. Это направит ток через транзистор BD139 на землю, поэтому полностью заряженный аккумулятор не повредится.

Питание в кармане

Кто бы мог подумать, что эти маленькие химические супергерои могут иметь так много применений, разделяя так много принципов! В наши дни действительно невозможно представить мир без батареек.Эти электростанции отвязали нашу жизнь от шнуров, позволяя нам быть мобильными с нашими электронными устройствами, куда бы мы ни пошли. Независимо от того, какую батарею вы используете, основа всегда одна и та же. У вас есть набор электродов в виде анода и катода, а также электролит, обеспечивающий химическую реакцию. Находясь в движении, химическая энергия превращается в электрическую энергию в виде избыточных электронов, которые перемещаются от анода к катоду, питая вашу цепь.Наши батареи могут становиться более совершенными и дольше держать заряд, но в конце концов все они работают одинаково. Помни это.

Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE поставляется с множеством бесплатных библиотек батарей, так что вам не нужно тратить время на их создание с нуля? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня, чтобы попробовать их!

.

Как работает аккумулятор - Любопытно

Представьте себе мир без батарей. Все те портативные устройства, от которых мы так зависим, были бы настолько ограничены! Мы сможем доставить наши ноутбуки и телефоны так, чтобы их кабели были доступны только для того, чтобы сделать это новое работающее приложение, которое вы только что загрузили на свой телефон, практически бесполезным.

К счастью, батарейки у нас есть. Еще в 150 г. до н.э. в Месопотамии парфянская культура использовала устройство, известное как багдадская батарея, сделанное из медных и железных электродов с уксусом или лимонной кислотой.Археологи считают, что на самом деле это не были батареи, а использовались в основном для религиозных церемоний.

Изобретение батареи в том виде, в котором мы ее знаем, приписывают итальянскому ученому Алессандро Вольта, который собрал первую батарею, чтобы доказать свою точку зрения другому итальянскому ученому Луиджи Гальвани. В 1780 году Гальвани показал, что лапки лягушек, подвешенных на железных или латунных крючках, подергиваются при прикосновении к зонду из другого металла. Он полагал, что это было вызвано электричеством из тканей лягушек, и назвал это «животным электричеством».

Луиджи Гальвани обнаружил, что лапы лягушек, подвешенных на латунных крючках, дергались, когда их толкали зондом из другого металла. Он думал, что эта реакция была вызвана «животным электричеством» внутри лягушки. Источник изображения: Луиджи Гальвани / Wikimedia Commons.

Вольта, первоначально впечатленный открытиями Гальвани, пришел к выводу, что электрический ток исходит от двух разных типов металла (крючки, на которых висели лягушки, и другой металл зонда) и просто передается через них, а не через них. из тканей лягушек.Он экспериментировал со стопками слоев серебра и цинка, перемежаемых слоями ткани или бумаги, пропитанной соленой водой, и обнаружил, что электрический ток действительно течет через провод, приложенный к обоим концам стопки.

Батарея Алессандро Вольта: куча листов цинка и серебра, перемежаемых тканью или бумагой, пропитанной соленой водой. Представьте, что вы используете это для питания вашего телефона. Источник изображения: Луиджи Кьеза / Wikimedia Commons.

Volta также обнаружил, что, используя различные металлы в свае, можно увеличить количество напряжения.Он описал свои открытия в письме Джозефу Бэнксу, тогдашнему президенту Лондонского королевского общества, в 1800 году. Это было большое дело (Наполеон был весьма впечатлен!), И его изобретение принесло ему устойчивое признание в честь «вольта». '(мера электрического потенциала) названа в его честь

Я сам, шутя в сторону, поражен тем, как мои старые и новые открытия ... чистого и простого электричества, вызванного контактом металлов, могли вызвать такое волнение. Алессандро Вольта

Так что же именно происходило с этими слоями цинка и серебра и действительно с подергивающимися лягушачьими лапами?

Химия батареи

Аккумулятор - это устройство, которое накапливает химическую энергию и преобразует ее в электричество.Это известно как электрохимия, а система, лежащая в основе батареи, называется электрохимическим элементом. Батарея может состоять из одного или нескольких (как в оригинальной куче Вольты) электрохимических ячеек. Каждая электрохимическая ячейка состоит из двух электродов, разделенных электролитом.

Итак, откуда электрохимический элемент получает электричество? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно знать, что такое электричество. Проще говоря, электричество - это тип энергии, производимый потоком электронов.В электрохимической ячейке электроны образуются в результате химической реакции, которая происходит на одном электроде (подробнее об электродах ниже!), А затем они перетекают на другой электрод, где расходуются. Чтобы понять это правильно, нам нужно поближе взглянуть на компоненты клетки и то, как они собраны вместе.

Электроды

Чтобы создать поток электронов, вам нужно где-то, чтобы электроны текли с из , а где-то электроны текли с по .Это электроды ячейки. Электроны текут от одного электрода, называемого анодом (или отрицательным электродом), к другому электроду, называемому катодом (положительный электрод). Обычно это разные типы металлов или другие химические соединения.

В котле Вольта анодом служил цинк, от которого электроны текли по проволоке (при соединении) с серебром, которое было катодом батареи. Он сложил много этих ячеек вместе, чтобы получилась общая куча, и поднял напряжение.

Но откуда анод вообще берет все эти электроны? И почему они так счастливы, что их отправили в веселый путь к катоду? Все сводится к химии, происходящей внутри клетки.

Нам необходимо понять несколько химических реакций. На аноде электрод реагирует с электролитом в реакции, в которой образуются электроны. Эти электроны накапливаются на аноде. Между тем, на катоде одновременно происходит другая химическая реакция, которая позволяет этому электроду принимать электроны.

Технический химический термин, обозначающий реакцию, которая включает обмен электронами, - это реакция окисления-восстановления, обычно называемая окислительно-восстановительной реакцией. Вся реакция может быть разделена на две половинные реакции, и в случае электрохимической ячейки одна полуреакция происходит на аноде, а другая - на катоде. Уменьшение - это усиление электронов, и это то, что происходит на катоде; мы говорим, что катод восстанавливается во время реакции. Окисление - это потеря электронов, поэтому мы говорим, что анод окисляется.

Каждая из этих реакций имеет определенный стандартный потенциал. Думайте об этой характеристике как о способности / эффективности реакции либо производить, либо поглощать электроны - ее силе в электронном перетягивании каната.

  • Стандартные потенциалы для полуреакций

    Ниже приведен список половинных реакций, в которых происходит высвобождение электронов из чистого элемента или химического соединения. Рядом с реакцией указано число (E 0 ), которое сравнивает силу электрохимического потенциала реакции с силой готовности водорода расстаться со своим электроном (если вы посмотрите вниз по списку, вы увидите, что водородная полуреакция имеет нулевое значение E 0 ).E 0 измеряется в вольтах.

    Причина, по которой этот список настолько интересен, заключается в том, что если вы выберете две реакции из списка и объедините их в электрохимическую ячейку, значения E 0 скажут вам, в каком направлении будет протекать общая реакция: реакция с более отрицательной реакцией. Значение E 0 отдает свои электроны другой реакции, и это определяет анод и катод вашей ячейки. Разница между двумя значениями E 0 говорит вам об электрохимическом потенциале вашей ячейки, который в основном представляет собой напряжение ячейки.

    Итак, если вы возьмете литий и фторид и сумеете объединить их, чтобы сделать элемент батареи, у вас будет наивысшее теоретически достижимое напряжение для электрохимического элемента. Этот список также объясняет, почему в котле Вольта цинк был анодом, а серебро - катодом: полуреакция цинка имеет более низкое (более отрицательное) значение E 0 (-0,7618), чем полуреакция серебра (0,7996). .

    Источник: UC Davis ChemWiki

Любые два проводящих материала, которые вступают в реакцию с разными стандартными потенциалами, могут образовывать электрохимическую ячейку, потому что более сильный из них сможет забирать электроны у более слабого.Но идеальным выбором для анода был бы материал, который вызывает реакцию со значительно более низким (более отрицательным) стандартным потенциалом

.

Заряд в секундах, в последние месяцы

(Pocket-lint). Хотя смартфоны, умные дома и даже умные носимые устройства становятся все более совершенными, их мощность все еще ограничена. Аккумулятор не совершенствовался десятилетиями. Но мы находимся на пороге революции власти.

Крупные технологические и автомобильные компании слишком хорошо осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов.Несмотря на то, что чипы и операционные системы становятся более эффективными для экономии энергии, мы все еще рассматриваем только один или два дня использования смартфона перед подзарядкой.

Хотя может пройти некоторое время, прежде чем мы сможем прожить неделю жизни наших телефонов, разработка идет хорошо. Мы собрали все лучшие открытия в области аккумуляторов, которые могут быть с нами в ближайшее время, от беспроводной зарядки до сверхбыстрой 30-секундной подзарядки. Надеюсь, скоро вы увидите эту технологию в своих гаджетах.

NAWA Technologies

Электрод из углеродных нанотрубок с вертикальной ориентацией

Компания NAWA Technologies разработала и запатентовала сверхбыстрый углеродный электрод, который, как утверждается, изменил правила игры на рынке аккумуляторных батарей.В нем используется конструкция с вертикально расположенными углеродными нанотрубками (VACNT), и NAWA заявляет, что он может повысить мощность батареи в десять раз, увеличить запас энергии в три раза и увеличить срок службы батареи в пять раз. Компания считает, что электромобили являются основным бенефициаром, сокращая углеродный след и стоимость производства аккумуляторов, одновременно повышая производительность. NAWA заявляет, что дальность действия 1000 км может стать нормой, а время зарядки сокращено до 5 минут, чтобы достичь 80 процентов. Технология может быть запущена в производство уже в 2023 году.

Литий-ионная батарея без кобальта

Исследователи из Техасского университета разработали литий-ионную батарею, в которой в качестве катода не используется кобальт. Вместо этого он переключился на высокий процент никеля (89 процентов), используя марганец и алюминий в качестве других ингредиентов. «Кобальт - наименее распространенный и самый дорогой компонент в катодах аккумуляторных батарей», - сказал профессор Арумугам Мантирам, профессор кафедры машиностроения Уолкера и директор Техасского института материалов.«И мы полностью устраняем это». Команда говорит, что с помощью этого решения они преодолели общие проблемы, обеспечив длительный срок службы батареи и равномерное распределение ионов.

SVOLT представляет батареи для электромобилей, не содержащие кобальт

Несмотря на то, что свойства электромобилей по снижению выбросов широко распространены, все еще существуют разногласия по поводу аккумуляторов, особенно по поводу использования таких металлов, как кобальт. Компания SVOLT, штаб-квартира которой расположена в Чанчжоу, Китай, объявила о производстве безкобальтовых батарей, предназначенных для рынка электромобилей.Помимо сокращения содержания редкоземельных металлов, компания заявляет, что они обладают более высокой плотностью энергии, что может привести к дальности действия до 800 км (500 миль) для электромобилей, а также продлить срок службы батареи и повысить безопасность. Мы не знаем, где именно мы увидим эти батареи, но компания подтвердила, что работает с крупным европейским производителем.

Тимо Иконен, Университет Восточной Финляндии

На шаг ближе к литий-ионным батареям с кремниевым анодом

Стремясь решить проблему нестабильного кремния в литий-ионных батареях, исследователи из Университета Восточной Финляндии разработали метод производства гибридного анода. , используя микрочастицы мезопористого кремния и углеродные нанотрубки.В конечном итоге цель состоит в том, чтобы заменить графит в качестве анода в батареях и использовать кремний, емкость которого в десять раз больше. Использование этого гибридного материала улучшает характеристики батареи, в то время как силиконовый материал устойчиво производится из золы шелухи ячменя.

Университет Монаша

Литий-серные аккумуляторы могут превзойти литий-ионные, снизить воздействие на окружающую среду

Исследователи из Университета Монаша разработали литий-серные аккумуляторы, способные питать смартфон в течение 5 дней, превосходя литий-ионные.Исследователи изготовили эту батарею, имеют патенты и интерес производителей. У группы есть финансирование для дальнейших исследований в 2020 году, заявив, что дальнейшие исследования автомобилей и использования сетей будут продолжены.

Утверждается, что новая технология аккумуляторов оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем литий-ионные, и снижает производственные затраты, при этом предлагая возможность питания автомобиля на 1000 км (620 миль) или смартфона на 5 дней.

Аккумулятор IBM получен из морской воды и превосходит по своим характеристикам литий-ионный

IBM Research сообщает, что они обнаружили новый химический состав аккумулятора, который не содержит тяжелых металлов, таких как никель и кобальт, и потенциально может превзойти литий-ионные.IBM Research утверждает, что этот химический состав никогда раньше не использовался в комбинации в батареях и что материалы можно извлекать из морской воды.

Производительность аккумулятора многообещающая, при этом IBM Research заявляет, что он может превзойти литий-ионный в ряде различных областей - он дешевле в производстве, он может заряжаться быстрее, чем литий-ионный, и может иметь более высокую мощность и плотности энергии. Все это доступно в аккумуляторах с низкой горючестью электролитов.

IBM Research указывает, что эти преимущества сделают ее новую технологию аккумуляторов подходящей для электромобилей, и вместе с Mercedes-Benz, среди прочих, компания работает над превращением этой технологии в жизнеспособную коммерческую батарею.

Panasonic

Система управления батареями Panasonic

Хотя литий-ионные батареи повсюду и их число растет, управление этими батареями, включая определение того, когда у них закончился срок службы, затруднено.Panasonic, работая с профессором Масахиро Фукуи из Университета Рицумейкан, разработала новую технологию управления батареями, которая значительно упростит отслеживание батарей и определение остаточной стоимости литий-ионных в них.

Panasonic заявляет, что ее новую технологию можно легко применить с изменением системы управления батареями, что упростит мониторинг и оценку батарей с несколькими составными ячейками, которые вы можете найти в электромобиле. Panasonic сообщает, что эта система поможет продвинуться в направлении устойчивого развития, поскольку сможет лучше управлять повторным использованием и переработкой литий-ионных батарей.

Асимметричная модуляция температуры

Исследования продемонстрировали метод зарядки, который приближает нас на шаг ближе к сверхбыстрой зарядке - XFC - который направлен на обеспечение 200 миль пробега электромобиля примерно за 10 минут с зарядкой 400 кВт. Одна из проблем с зарядкой - это литиевая гальваника в батареях, поэтому метод асимметричной температурной модуляции заряжает при более высокой температуре для уменьшения гальванического покрытия, но ограничивает это до 10-минутных циклов, избегая роста межфазной границы твердого электролита, что может сократить срок службы батареи.Сообщается, что этот метод снижает деградацию батареи, позволяя заряжать XFC.

Pocket-lint

Песочная батарея дает в три раза больше времени автономной работы

В этом альтернативном типе литий-ионной батареи используется кремний для достижения в три раза большей производительности, чем у современных графитовых литий-ионных батарей. Батарея по-прежнему литий-ионная, как и в вашем смартфоне, но в анодах используется кремний вместо графита.

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде какое-то время занимались нанокремнием, но он слишком быстро разрушается, и его трудно производить в больших количествах.Используя песок, его можно очистить, измельчить в порошок, затем измельчить с солью и магнием перед нагреванием для удаления кислорода, что приведет к получению чистого кремния. Он пористый и трехмерный, что помогает повысить производительность и, возможно, продлить срок службы батарей. Изначально мы начали это исследование в 2014 году, и теперь оно приносит свои плоды.

Silanano - это стартап в области аккумуляторных технологий, который выводит эту технологию на рынок и получил большие инвестиции от таких компаний, как Daimler и BMW. Компания заявляет, что ее решение можно использовать в существующем производстве литий-ионных аккумуляторов, поэтому оно настроено на масштабируемое развертывание, обещая прирост производительности батареи на 20% сейчас или на 40% в ближайшем будущем.

Захват энергии от Wi-Fi

Хотя беспроводная индуктивная зарядка является обычным явлением, возможность захвата энергии от Wi-Fi или других электромагнитных волн остается проблемой. Однако группа исследователей разработала ректенну (антенну, собирающую радиоволны), которая представляет собой всего лишь несколько атомов, что делает ее невероятно гибкой.

Идея состоит в том, что устройства могут включать в себя эту ректенну на основе дисульфида молибдена, чтобы энергия переменного тока могла быть получена от Wi-Fi в воздухе и преобразована в постоянный ток, либо для подзарядки батареи, либо для непосредственного питания устройства.Это может привести к появлению медицинских таблеток с питанием без необходимости во внутренней батарее (более безопасно для пациента) или мобильных устройств, которые не нужно подключать к источнику питания для подзарядки.

Энергия, полученная от владельца устройства

Вы можете стать источником энергии для своего следующего устройства, если исследования TENG принесут свои плоды. TENG или трибоэлектрический наногенератор - это технология сбора энергии, которая улавливает электрический ток, генерируемый при контакте двух материалов.

Исследовательская группа из Суррейского института передовых технологий и Университета Суррея дала представление о том, как эту технологию можно использовать для работы таких вещей, как носимые устройства. Хотя мы еще далеки от того, чтобы увидеть это в действии, исследование должно дать дизайнерам инструменты, необходимые для эффективного понимания и оптимизации будущей реализации TENG.

Золотые нанопроволочные батареи

Великие умы Калифорнийского университета в Ирвине создали треснувшие нанопроволочные батареи, способные выдержать много перезарядок.В результате в будущем батареи могут не разрядиться.

Нанопроволока, которая в тысячу раз тоньше человеческого волоса, открывает большие возможности для батарей будущего. Но они всегда ломались при подзарядке. Это открытие использует золотые нанопроволоки в гелевом электролите, чтобы избежать этого. Фактически, эти батареи были проверены на перезарядку более 200 000 раз за три месяца и не показали никаких повреждений.

Твердотельные литий-ионные

Твердотельные батареи традиционно обеспечивают стабильность, но за счет передачи электролита.В статье, опубликованной учеными Toyota, рассказывается об их испытаниях твердотельной батареи, в которой используются сульфидные суперионные проводники. Все это означает превосходный аккумулятор.

В результате получился аккумулятор, способный работать на уровне суперконденсаторов, чтобы полностью заряжаться или разряжаться всего за семь минут, что делает его идеальным для автомобилей. Поскольку он твердотельный, это также означает, что он намного стабильнее и безопаснее, чем существующие батареи. Твердотельный блок также должен работать при температуре от минус 30 до 100 градусов Цельсия.

Электролитные материалы по-прежнему создают проблемы, поэтому не ожидайте увидеть их в ближайшее время в автомобилях, но это шаг в правильном направлении к более безопасным и быстро заряжаемым аккумуляторам.

Графеновые батареи Grabat

Графеновые батареи потенциально могут быть одними из самых лучших среди имеющихся. Grabat разработал графеновые батареи, которые могут обеспечить электромобилям запас хода до 500 миль без подзарядки.

Graphenano, компания, стоящая за разработкой, заявляет, что батареи можно полностью зарядить всего за несколько минут, и они могут заряжаться и разряжаться в 33 раза быстрее, чем литий-ионные.Разряд также важен для таких вещей, как автомобили, которым требуется огромное количество энергии для быстрого трогания с места.

Нет информации о том, используются ли аккумуляторы Grabat в настоящее время в каких-либо продуктах, но у компании есть аккумуляторы для автомобилей, дронов, мотоциклов и даже для дома.

Лазерные микроконденсаторы

Rice Univeristy

Ученые из Университета Райса совершили прорыв в создании микроконденсаторов. В настоящее время их производство дорогое, но в них используются лазеры, которые вскоре могут измениться.

При использовании лазеров для выжигания электродов на листах пластика затраты на производство и усилия значительно снижаются. В результате получается аккумулятор, который может заряжаться в 50 раз быстрее, чем нынешние аккумуляторы, и разряжаться даже медленнее, чем современные суперконденсаторы. Они даже прочные, способны работать после более чем 10 000 сгибаний во время испытаний.

Пенные аккумуляторы

Прието считает, что будущее аккумуляторов - за 3D. Компании удалось решить эту проблему с помощью своей батареи, в которой используется вспененная медь.

Это означает, что эти батареи будут не только более безопасными благодаря отсутствию горючего электролита, но также будут обеспечивать более длительный срок службы, более быструю зарядку, в пять раз более высокую плотность, будут дешевле в производстве и будут меньше, чем существующие предложения.

Prieto стремится в первую очередь помещать свои батареи в мелкие предметы, например, в носимые устройства. Но там говорится, что аккумуляторы можно масштабировать, чтобы мы могли видеть их в телефонах и, возможно, даже в автомобилях в будущем.

Carphone Warehouse

Складной аккумулятор похож на бумагу, но прочный

Jenax J.Аккумулятор Flex был разработан, чтобы сделать гибкие гаджеты возможными. Батарея, похожая на бумагу, складывается и является водонепроницаемой, что означает, что ее можно интегрировать в одежду и носимые устройства.

Батарея уже создана и даже прошла испытания на безопасность, в том числе складывалась более 200 000 раз без потери производительности.

Ник Билтон / The New York Times

uBeam по воздуху зарядка

uBeam использует ультразвук для передачи электричества. Энергия преобразуется в звуковые волны, неслышимые для людей и животных, которые передаются, а затем снова преобразуются в энергию при достижении устройства.

С концепцией uBeam наткнулась 25-летняя выпускница астробиологии Мередит Перри. Она основала компанию, которая позволит заряжать гаджеты по воздуху с помощью пластины толщиной 5 мм. Эти передатчики можно прикрепить к стенам или сделать предметами декоративного искусства, чтобы передавать энергию на смартфоны и ноутбуки. Гаджетам просто нужен тонкий приемник, чтобы принимать заряд.

StoreDot

StoreDot заряжает мобильные телефоны за 30 секунд

StoreDot, стартап, созданный на базе кафедры нанотехнологий Тель-Авивского университета, разработал зарядное устройство StoreDot.Он работает с современными смартфонами и использует биологические полупроводники, изготовленные из природных органических соединений, известных как пептиды - короткие цепочки аминокислот, которые являются строительными блоками белков.

В результате получилось зарядное устройство, способное заряжать смартфон за 60 секунд. Батарея состоит из «негорючих органических соединений, заключенных в многослойную защитную структуру, предотвращающую перенапряжение и нагрев», поэтому проблем с ее взрывом возникнуть не должно.

Компания также объявила о планах создать аккумулятор для электромобилей, который заряжается за пять минут и обеспечивает запас хода до 300 миль.

Пока неизвестно, когда аккумуляторы StoreDot будут доступны в глобальном масштабе - мы ожидали, что они появятся в 2017 году, - но когда они появятся, мы ожидаем, что они станут невероятно популярными.

Pocket-lint

Прозрачное солнечное зарядное устройство

Alcatel продемонстрировал мобильный телефон с прозрачной солнечной панелью над экраном, которая позволит пользователям заряжать свой телефон, просто поместив его на солнце.

Хотя вряд ли он появится в продаже в течение некоторого времени, компания надеется, что он каким-то образом решит повседневные проблемы, связанные с постоянным отсутствием заряда батареи.Телефон будет работать как с прямыми солнечными лучами, так и со стандартным освещением, как и обычные солнечные батареи.

Phienergy

Алюминиево-воздушная батарея обеспечивает пробег на 1100 миль без подзарядки

Автомобиль сумел проехать 1100 миль на одной зарядке аккумулятора. Секрет этого супердиапазона заключается в технологии батареи, называемой «алюминий-воздух», которая использует кислород воздуха для заполнения своего катода. Это делает его намного легче, чем заполненные жидкостью литий-ионные аккумуляторы, что дает автомобилю гораздо больший запас хода.

Бристольская робототехническая лаборатория

Батареи с питанием от мочи

Фонд Билла Гейтса финансирует дальнейшие исследования Бристольской робототехнической лаборатории, которая обнаружила батареи, способные работать на

.

Смотрите также