Покраска бампера в домашних условиях без потери качества

Сегодня покраска бампера в домашних условиях является обычным делом, успех которого зависит от помещения, где будет проводиться работы, а также от оборудования, инструмента, навыков и опыта мастера.

Недостатки домашнего (гаражного) ремонта

К минусам окраски бампера в домашних условиях можно отнести следующее:

• гараж без условий для удобной и качественной работы. В большинстве гаражей отсутствует вентиляция, а это сразу сказывается на здоровье, ведь все материалы для покраски автомобиля содержат в себе массу вредных веществ. Кроме того, гараж может быть пыльным, тесным и находиться в месте повышенной влажности;
• близость к дому. Лакокрасочная пыль будет оседать на все, что находится рядом: дом, палисадник, огород. Может достаться и соседним участкам. Безусловно, отходы шпаклевки, пары грунтовки, краски и едких растворителей негативно влияют на окружающую среду;
• оборудование и инструмент. Для покрасочных работ необходим компрессор, пульверизатор, а также могут пригодиться инструменты для рихтовки, шлифовки и полировки.

Однако зачастую желание иметь целый бампер становится более важным, чем экология.

Преимущества

Плюсы окраски бампера на дому следующие:

• экономия. Покраска бампера своими руками способствует экономии средств в 4-5 раз.
• опыт. Периодический опыт способствует приобретению навыков автомаляра, которые впоследствии можно применить для заработка.
• качество. Выполняя самостоятельный ремонт, всегда есть возможность сделать все наилучшим образом.
• Ремонт своими руками избавляет от недельной очереди на СТО и нелицеприятных дискуссий с мастерами-халтурщиками.
• Тюнинг. Автомобильная покраска — это творческая работа, поэтому всегда есть возможность проявить свою фантазию. Например, нарисовать пылающие огни на бампере или выкрасить его в контрастный цвет.

Стоит ли красить бампер в домашних условиях?

Несмотря на то, что плюсов в покраске на дому больше, каждый принимает решение, исходя из собственных возможностей и жизненных обстоятельств. Но для людей, способных делать что-то руками, такой опыт будет весьма интересным.

Бампер — это деталь, которая первой принимает на себя удары и поэтому повреждается чаще всего. Многие люди начинают придумывать самостоятельные способы ремонта, являющиеся одновременно дешевыми, быстрыми, качественными. Однако не всегда это заканчивается желаемым результатом. Чтобы не изобретать велосипед, лучше понять, что из себя представляет хорошо зарекомендовавшая себя технология покраски автомобиля, и просто следовать ей.

Как создать условия для качественной покраски бампера

Если речь идет только о покраске, то главной проблемой в данном случае является вездесущая пыль. Когда работает пульверизатор, то он возмущает воздух вокруг себя, тем самым поднимая легкие пылевые частицы. В профессиональных покрасочных недаром нет никаких столов или полок, а пол сделан из металлических решеток. Таким образом, количество пыли там сведено к минимуму.

Но покраске бампера зачастую предшествуют такие операции, как пайка, шпатлевка, шлифовка, грунтовка, – одним словом – ремонт. Правда, в домашних условиях отремонтировать пластиковый бампер как раз несложно. Для этого достаточно тех инструментов, которые имеются практически у любого домашнего мастера, а все расходники можно купить в ближайшем автомагазине.

На заметку

Когда бампер отремонтирован, зашпаклеван и загрунтован, наступает самый ответственный момент – покраска. Чаще всего бампера красят в гараже. Однако немногие мастера достаточно аккуратны при подготовке рабочего места. Оттого и качество покраски оставляет желать лучшего.

Задача состоит в том, чтобы обеспечить необходимое оперативное пространство без пыли. Мало подшить потолок пленкой. Необходимо сделать еще и так, чтобы пыль при работе пульверизаторов не поднималась с многочисленных полок и стеллажей, которые в гаражах всегда присутствуют в большом количестве.

Некоторые автовладельцы, по необходимости занимающиеся покраской деталей своих авто, приобретают палатки на металлическом каркасе, которые часто используются для уличной торговли. Когда нужно что-то покрасить, они устанавливают палатку и делают из нее импровизированную камеру. Но со временем такие палатки становятся пыльными и уже не выполняют изолирующую функцию.

Более подходящим вариантом является сооружение одноразового павильона из новой полиэтиленовой пленки. Можно приобрести самую тонкую пленку, поскольку она дешевле. Из пленки делается шатер, который подвешивается за верхние углы к потолку гаража. Стороны этого шатра скрепляются обычным скотчем.

На заметку

Пленочная покрасочная также должна иметь пол, иначе эффект изоляции будет только частичным. Спереди в ней делается вертикальная прорезь, которая служит дверью. Таким образом, бампер или другая деталь будут полностью изолированы от гаражной пыли.

Перед покраской бампера пол в гараже желательно подмести и спрыснуть водой, чтобы прибить пыль. Внутри покрасочной камеры нужно работать только в респираторе. Сразу после нанесения слоя нужно выйти из камеры и открыть два клапана – один внизу, а другой вверху на противоположной стороне. При этом в гараже должно быть чисто.

После нанесения финишного слоя краски или лака покрасочная проветривается через предусмотренные вентиляционные клапаны (15×15 см) в течение 20 минут. Далее, нижний клапан закрывается на 2/3, и в таком виде будет происходить сушка. Предложенный способ изоляции не является единственным. Если, например, во дворе имеется подходящее чистое помещение или металлический контейнер, то покраску можно произвести там.

Соблюдайте технологию покраски

Бамперы современных автомобилей выполнены из пластика. Любой пластик обладает меньшей адгезией к обычным грунтам и краскам, чем металл. Это связано с химическими особенностями полимеров.

На заметку

Чтобы краска хорошо держалась на пластике, его нужно зашлифовать до появления матовости, обезжирить специальным растворителем и только потом грунтовать. Грунт, кстати, тоже должен быть специальным – для пластика. Существует также специальная шпатлевка по пластику. Но если деталь загрунтована, то можно работать и обычной шпатлевкой.

Интересное видео: покраска нового бампера

Оценка статьи:

Читайте также:

Покраска бампера автомобиля своими руками

Рано или поздно внешнее покрытие бампера теряет свой привлекательный внешний вид. Причиной тому может быть как возраст автомобиля, так и нюансы вождения, особенно это касается новичков. Данную проблему можно решить легко, не обязательно даже обращаться к профессионалам. Так вот в этой статье рассмотрим, что нужно для покраски бампера, как его подготовить к работам и собственно расскажем про саму покраску. Поехали!

Снимите бампер для удобства работы, очистите его от загрязнений. Подготовьтесь к тому, что вам необходимо будет орудовать не только краской и лаком. На первом этапе необходимо устранить повреждения и только потом на втором этапе приступать к созданию нового лакокрасочного покрытия, не забыв о подготовительных работах.

Устранение повреждений

Воспользуйтесь паяльником для спайки возможных трещин на бампере. Далее представлена подробная инструкция по устранению повреждений несколькими способами.

1. Просверлите отверстие на конце трещины, чтобы она не распространялась дальше. Воспользуйтесь струбциной, чтобы зафиксировать бампер по обе стороны от трещины. Начинайте паять с внутренней стороны, так вы сможете протестировать качество пластика без ущерба для внешнего вида бампера. Сначала прихватите края повреждения и далее каждые 10-15 см.
2. Чтобы шов был прочным и аккуратным, лучше воспользоваться скобами для степлера с укороченными ножками или специальной металлической сеткой, из которой изготовляются воздухозаборники. Вырежьте необходимый кусок с запасом в 2-3 см больше трещины и впаяйте его в пластик. Используя степлер, пройдитесь скобами по всему шву.
3. Другой вариант – использование эпоксидной смолы в качестве заливки. Перемешайте смолу с отвердителем и залейте этой смесью приложенную сетку. После полного застывания смеси отшлифуйте шов и очистите бампер с помощью компрессора.
4. На завершающем этапе необходимо использовать строительный фен для удаления отделившихся от бампера волосков. Их необходимо прижигать и вплавлять, но не переусердствуйте, следите за тем, чтобы пластиковый бампер не перегрелся.

Подготовительные работы и покраска

Далее рассмотрим, как осуществляется подготовка бампера к покраске путем шпатлевки, шлифовки и грунтовки.

1. Вам не составит труда покрасить бампер самому, если поверхность будет подготовленной и идеально ровной. В зависимости от масштабов повреждений воспользуйтесь мягкой или твердой шпатлевкой (для мелких и глубоких вмятин соответственно). При приготовлении раствора не переусердствуйте с отвердителем, в противном случае смесь после высыхания будет слишком хрупкой. Схватывание состава происходит через 5 минут, поэтому работать придется быстро. Предварительно обезжирьте поверхность. Наносить раствор следует поперек, а выравнивать – вдоль повреждения. Через полчаса бампер высохнет.
2. Для шлифовки воспользуйтесь шкуркой Р60 — Р180. Если наждак быстро забивается шпатлевкой, стоит подождать, пока она лучше просохнет. Для равномерного распределения нагрузки при обработке вогнутых поверхностей или небольших участков надавливайте на шкурку не только подушечками, а всеми пальцами. Шлифуйте не по кругу, а по прямой линии, в противном случае могут образоваться отдельные крупные царапины.
3. Грунтовка – следующий этап подготовительных работ. Тщательно взболтайте грунт, разведите его в указанных производителем пропорциях с добавками. Нанесите первый слой грунтовки, подождите 15 минут и приступайте к нанесению второго слоя. Далее нанесите проявочную краску, просушите поверхность полчаса с помощью инфракрасной сушки и воспользуйтесь шкуркой Р800 – Р1000 для шлифовки поверхности до грунта. Наличие красных пятен будет свидетельствовать о наиболее проблемных участках, которые необходимо доработать. Для доработки обезжирьте проблемный участок, используйте нитрошпатлевку тонким слоем и зашлифуйте поверхность после высыхания шкуркой Р1000. Обдуйте бампер и начисто протрите липкой салфеткой для удаления ворсинок и пыли.

Покраска бампера

4. Пришло время покраски. Используйте пистолет с размером сопла 1.4 мм. Давление воздуха не должно превышать 3 атмосферы. Можно обойтись и без пистолета, так как покрасить бампер из баллончика тоже не составит проблем, необходимо лишь больше опыта. Обработайте праймером все места с голым пластиком, через 15 минут начинайте красить. Держите сопло пистолета на расстоянии 20 см от поверхности. Только после второго слоя начнет проявляться насыщенный цвет краски. При необходимости нанесите третий слой. Окончательный результат вы сможете оценить только через 35 часов после высыхания краски при температуре 20 градусов. Обнаружив ворсинку во время покраски, подождите 20 минут, пока не высохнет пигмент и воспользуйтесь межслойной салфеткой для удаления дефекта. С определенным цветом краски рекомендуется работать только мастерам – серебристые оттенки ложатся неравномерно, красная краска имеет плохую кроющую способность, черная наиболее требовательна к подготовке поверхности, поскольку каждый дефект будет виден.
5. На завершающем этапе бампер необходимо покрыть лаком, предварительно разведенным с укрепителем и растворителем. Первый слой можно сделать более жидким, далее в зависимости от вашего мастерства лак можно развести более вязким и густым. Как и в случае с краской, слоев лака должно быть 2-3. После каждого слоя поверхность просушивается.

Оцените результат вашей работы и при наличии легкой шагрени после завершения лакировки воспользуйтесь полиролью и шкуркой для устранения шероховатостей. Подтеки убрать намного сложнее, поэтому при нанесении финишного лака будьте максимально аккуратны.

Как самому покрасить бампер?

Из существующих комплектующих бампер автомобиля – самая «травмоопасная» деталь. Он первым прогибается, царапается в аварии со столкновением. При серьезных повреждениях проще заменить комплектующую авто, а при наличии царапин вы можете просто покрасить его из баллончика. Чтобы не обращаться в автосервис, подумайте, как самому покрасить бампер: эта процедура достаточно проста и дешево вам обойдется. Если вы сомневаетесь, просто посмотрите, сколько стоит покраска бампера, и вы сразу же захотите выполнить процедуру собственноручно.

Следующий вопрос: какой краской красить комплектующую? Самая большая сложность при окрашивании – подбор оттенка автоэмали. Для облегчения и ускорения работы воспользуйтесь одним из следующих способов:

• просмотром каталогов красок;
• компьютерными программами. Они определяют тон по фотографии, учитывая год выпуска и модель автомобиля;
• находкой ВИН-кода, который обозначает каждый цвет лакокрасочного покрытия.

Как подкрасить бампер в другой цвет, чем покрасить, чтобы не было видно предыдущей краски – частые вопросы автомобилистов.

Оптимально, если вы, прежде чем начнете окрашивать изделие, снимите шлифовальной машинкой предыдущий лакокрасочный слой. Если вы планируете перекраску бампера баллончиком, не снимая предыдущей краски, просто подберите непрозрачный состав, который будет нанесен в несколько слоев.

Труднее всего понять, как исправить деталь кузова, когда на нее нанесена металлическая или перламутровая краска (состав с мельчайшими металлическими частицами), ведь для этого важно подбирать требуемую интенсивность и расстояние до элемента кузова. Чтобы закрасить небольшие и неглубокие царапины, воспользуйтесь кисточкой. Перед тем, как покрасить бампер своими руками, помните, что участки автомобиля, которые не будут окрашены, закрываются малярным скотчем.

Смотрите также:

Подготовительный этап

Покраска бампера своими руками начинается со следующих подготовительных работ:

• демонтаж комплектующей с машины;
• мытье, очищение детали в теплой мыльной воде. После каждого этапа работ проводится обезжиривание поверхности;
• места с повреждением обрабатываются. Царапины убираются наждачной бумагой разной степени зернистости, после чего моются и сушатся, а затем обрабатываются антисиликоном;
• для выравнивания сколов используется шпатлевка для пластмассы. Если ее у вас нет, используйте стандартную автомобильную шпатлевку, которую требуется развести в пропорции 1:50. Шпатлевка разравнивается и высыхает в течение получаса;

• после высыхания состава обработка бампера своими руками предусматривает затирание неровностей наждачкой. Удобнее, если вы наденете наждачную бумагу на брусок или осуществите работу при помощи шлифмашинки. Особое внимание уделите местам, где нешлифованная поверхность соприкасается со шлифованной – переход между участками должен быть максимально плавным. После этого этапа поверхность обезжиривается сначала влажной тряпкой, после чего протирается сухой;
• прежде чем понять, как правильно покрасить бампер, подготовьте поверхность к нанесению эмали. Для этого возьмите однокомпонентную (не требующую разведения) грунтовку для пластика. Нанесите грунт из краскопульта или баллончика в 2 слоя, давая предыдущему возможность высохнуть.

Смотрите также:

Окрашивание

Ответ на вопрос: «Как перекрасить бампер?» предусматривает наличие у вас аэрозольного баллончика или краскопульта.

Покраска бампера из баллончика, точнее, полученный результат, считается менее качественным, чем окрашивание краскопультом, но при его отсутствии и наличии аэрозоля вопрос: «Чем перекрасить комплектующие?», можно считать закрытым.

Перекрашивать авто требуется в следующей последовательности:

• обработайте комплектующую обезжиривателем;
• окрашивание баллончиком происходит поэтапно – после нанесения каждого слоя краски он высыхает в течение получаса (особенно важно придерживаться этого правила при работе с «металликом»). Желательно, чтобы после окрасочной процедуры состав высыхал естественным способом, а не при помощи обогревающих ламп;
• завершаются работы снятием малярной ленты и установкой детали на место.

[democracy]

[democracy]

Автор: Екатерина

Комментарии запрещены.

Покраска бампера автомобиля своими руками

Как правило, бампер красят после ремонтных работ, но покраска бампера может быть и самостоятельной процедурой, если владелец автомобиля хочет обновить покрытие бампера, скрыть потертости и навести лоск. Рассмотрим покраску своими руками подробно (см. видео, про подготовку бампера к покраске и процесс покраски, ниже).

ПОДГОТОВКА

1. Демонтировать бампер, промыть его и высушить тряпкой.
2. C помощью наждачки (зерно Р220), снять старый слой краски. В помощь – электродрель со спец. насадкой или болгарка.
3. Обезжирить поверхность бампера спец. средством и прогрунтовать поверхность двухкомпонентным акриловым грунтом. Грунтовку нужно наносить в несколько слоев, каждый следующий слой наносится после подсыхания предыдущего слоя.
4. Просушить бампер после грунтования, в течение суток. Если будете сушить под инфракрасным обогревателем, то на полное высыхание грунтовки хватит и 3-х часов.
5. Отшлифовать после грунтовки (зерно Р320 – Р400).
6. Затем опять обезжирить, прогрунтовать и просушить бампер.
7. Отшлифовать в последний раз, используя абразив Р400 – Р500.
8. Обдуть воздухом и обезжирить.

Процесс покраски бампера

Понадобится краскопульт Middle Pressure (4 атмосферы) – это краскопульт со средним давлением. Если использовать прибор с более высоким давлением, то увеличится расход краски, а если использовать прибор с низким давлением, то сцепление краски с поверхностью будет не достаточным.

1. Краска наносится в 2 или 3 слоя. Время высыхания краски – индивидуально для каждой отдельной краски (смотреть на упаковке).

2. Примерно через сутки после окрашивания, можно наносить лак. Если для лакирования будет использован акриловый лак, то его нужно наносить в 2 слоя, с интервалом в 25 минут.

Если, при нанесении лака, появились подтеки, то пусть они сначала полностью высохнут, а потом нужно отшлифовать их наждачной бумагой, с зерном не крупнее Р2000. Отшлифованную поверхность нужно обработать полиролью.

Как покрасить часть бампера

Выше мы рассмотрели процесс покраски всей поверхности бампера, но бывает, что необходимо скрыть лишь небольшой дефект, когда остальная поверхность выглядит вполне прилично. Чтобы покрасить часть бампера, достаточно использовать аэрозольный баллончик. Работать нужно при t около 20°С, чтобы в помещении была хорошая вентиляция и низкая влажность.

1. Дефектный участок на бампере нужно, малярной лентой, оградить от прилежащих поверхностей, чтобы не допустить их случайного повреждения.
2. Сбить глянец с ремонтируемого участка, с помощью скотч-брайта, а можно использовать абразивную губку Super-Fine.
3. Обезжирить место и нанести на него слой шпатлевки. Когда она высохнет, нужно отшлифовать поверхность. Шлифование всухую проводится наждачкой с зерном Р320 – Р400, если шлифовать, смачивая поверхность, то применять нужно абразив Р500 – Р800.
4. Нанести краску из баллончика, предварительно хорошо его взболтав. Слои наносить, выдерживая интервалы в 15 минут. Границы последующего слоя должны перекрывать границы предыдущего – это нужно для того, чтобы переход между окрашенным и не окрашенным участками был незаметен.

Еще статьи про ремонт кузова:
Ремонт порогов автомобиля
Ремонт сколов и царапин на кузове
Удаление вмятин без покраски

Хорошо растушевать переход поможет трафарет, вырезанный по форме окрашиваемого участка. Первый слой краски наносят на поверхность, держа трафарет в 5-ти см от бампера. При каждом последующем нанесении краски трафарет отодвигают от поверхности еще на 5 см.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Защитить поверхность бампера, после его покраски и полирования, можно, наклеив пленку Venture Shield. На передний бампер клеют антигравийную пленку.

Видео: Подготовка и покраска бампера автомобиля переходом

Если видео не показывает, обновите страницу или нажмите здесь

Видео: Покраска бампера с помощью аэрозолей

Если видео не показывает, обновите страницу или нажмите здесь

Видео: Как наклеить антигравийную пленку

Если видео не показывает, обновите страницу или нажмите здесь

Покраска бампера автомобиля — технология и особенности процесса

Бампер автомобиля — деталь, которая нуждается в покраске чаще остальных. Он принимает на себя основной удар во время столкновений, на него же приходится основная нагрузка при плохой дороге: все кочки, пеньки и поребрики бьют именно по бамперу. Если ваш бампер в этом плане заслуженный ветеран, вы можете покрасить его самостоятельно — по крайней мере, попробовать.

Покраска бампера автомобиля своими руками, как говорят — тот необходимый минимум, который должен сделать хотя бы раз в жизни любой настоящий автолюбитель. Технология покраски бампера не такая сложная, как у других частей, хотя и у неё имеются свои хитрости и нюансы.

Покраска бампера автомобиля требует соблюдения трёх обязательных условий. Если не выполнено хотя бы одно из них, за окрашивание лучше не браться.

• У вас должна быть мастерская или гараж. На свежем воздухе или дома красить бампер категорически не рекомендуется. На улице слишком грязно, а дома… Едва ли жена будет рада, если распылённая краска будет летать по всей квартире.
• У вас должны быть практические навыки или хорошая теоретическая подготовка в технологии окраски автомобиля. Если вы никогда не видели, как красят автомобильные детали и ничего об этом не знаете, лучше не красьте самостоятельно — почти наверняка испортите.
• У вас должны быть материалы и инструменты для проведения работ. Их немало, и обо всех них мы поговорим.

Подготовительные работы

Прежде чем вы начнёте покраску бампера автомобиля, его нужно к этой процедуре подготовить. Для начала деталь следует снять и установить на какой-нибудь ровной и твёрдой поверхности. Бампер должен располагаться устойчиво, и при этом вам должно быть удобно его красить.

Теперь наступает время предварительной очистки. В тёплой воде растворите какое-нибудь моющее средство (к примеру, недорогой стиральный порошок или мыльные хлопья) и просто хорошо обмойте бампер тряпочкой. Затем необходимо насухо вытереть.

Далее — шлифовка. Наждачной бумагой с крупным зерном (Р400 – Р220) хорошенько пройдитесь по бамперу, снимая верхний слой лака. Можно делать это как вручную, так и при помощи дрели с насадками. Когда поверхность станет матовой, этот этап считается завершённым.

Теперь убедитесь, что отсутствуют повреждения. Если имеются трещины или другие повреждения, вначале важно отремонтировать бампер, а затем красить.

Если бампер цел, следующее, что делаем, — обезжириваем его. Для этого используются разные средства: растворители, антисиликоновые составы или специальные салфетки. Обезжиривание — это очень важный этап, отнеситесь к нему с должным вниманием.

После обезжиривания проведите первичную грунтовку. Если у вашей машины (как у большинства современных «коней») пластиковый бампер, то и грунтовка вам нужна особая — для пластиковых поверхностей.

Следом за грунтовкой идёт шпатлёвка. Специальным составом нужно сгладить неровности, чтобы поверхность была идеально гладкой.

Теперь следует деталь ещё разок отшлифовать. Но в этот раз используйте более мелкую наждачную бумагу. Особенное внимание уделите тем местам, где сходятся участки: тот, который будем красить, и уже окрашенный. Переход не должен ощущаться, если провести по месту стыка пальцами.

Теперь поверхность ещё раз тщательно обезжирьте. Лучше всего для этого использовать салфетки для обезжиривания пластиков. И ещё раз прогрунтуйте поверхность.

На этом подготовительные работы считаются завершёнными. Вы можете приступать к покраске бампера автомобиля.

Покраска бампера

Для начала убедитесь, что имеющаяся у вас краска подходит для работы. Перед покупкой внимательно изучите инструкцию и сферу применения. Если всё в порядке, приготовьте всё, что вам понадобится для покраски, не забывая также о средствах индивидуальной защиты.

Покраска бампера автомобиля производится в несколько этапов. Для начала с помощью краскопульта или баллончика нанесите первый слой. С интервалом в 15 минут нанесите второй и третий слои краски. Перерывы обязательны, иначе краска может потечь. Когда все три слоя краски нанесены, дайте детали высохнуть. Обычно на это уходит около суток. Более точное время написано на упаковке краски.

Теперь нужно нанести акриловый лак. Лак обычно кладут в два слоя. Лак сохнет чуть дольше. Интервал между первым и вторым слоем — 25-30 минут.

После того, как лак нанесён, дайте бамперу полностью высохнуть. Опять же, в соответствии с инструкцией — около суток.

Когда деталь полностью высохнет, полюбуйтесь своей работой и установите бампер на место.

Надо сказать, хорошо получается покрасить бампер с первого раза далеко не у всех. Обычно всё равно остаются какие-либо огрехи. Навыки приходят с опытом. А если вам обязательно хочется, чтобы бампер был покрашен идеально, лучше обратитесь к профессионалу (подробнее здесь).

Как покрасить бампер и убрать царапины своими руками?

На чтение 5 мин. Просмотров 274

Используем двухкомпонентный акриловый грунт. Наносим равномерно по всей поверхности бампера, не забывая про проблемные места. Также надо помнить, что грунтовка может течь, если ее положить слишком много. Наносить в несколько словоев. Следующий слой наносить, когда предыдущий достиг матовости. Обычно грунт сохнет около суток. Если у вас есть инфракрасный обогреватель — то три часа. Затем наносим проявочный порошок. Устраняем выявленые дефекты шкуркой средней жесткости. Потом еще два слоя грунтовки, еще раз выявить дефекты и обработать мягкой шкуркой.

Часто случается так, что бампер после аварии или иного неприятного события, нуждается в покраске. Не всегда это вызвано обстоятельствами. Иногда хозяину захотелось сделать вид своей машины более респектабельным и интересным. Иногда, правда, совсем редко, нам хочется попробовать сделать эту процедуру (покраска бампера своими руками), чтобы проверить на крепость свои нервы.

Каковой бы не была причина, по которой вы приняли решение самому убрать царапины или сделать процедуру ремонт и покраска бампера, вам понадобятся некоторые знания и навыки. Ниже вы их найдете!

Материалы и оборудование

Сколько стоит покрасить бампер в сервисе — сказать точно сложно, однако недешево — это факт! Локальная покраска бампера стоит несколько дешевле, однако ненамного меньше времени займет у мастеров, к которым вы обратитесь. Если краска для бамперов будет недорогая — то цена несколько уменьшится.

Но деньги все равно уйдут на ремонт и покраску бампера немалые, а значит, стоит попробовать самому убрать царапины или полностью перекрасить бампер.

Покрасить бампер самому дома не особо сложно. Ничем практически не будет отличаться от сервисной покраски, если вы приложите некоторые усилия.

Покраска бампера может быть:

• Локальной;
• Полной.

Зависит от того, есть ли на вашем бампере царапины или он очень сильно обезображен. Во втором случае попотеть придеться больше. Сколько стоит покраска бампера — столько стоят и ваши нервы, помните! Поэтому удостоверьтесь, что выдержите.

Подготовка к покраске

Вам придеться снять бампер, если вы решили выполнить полную покраску. Демонтаж обычно не занимает много времени, однако может иногда усложняться какими-то непредвиденными факторами. При локальной покраске демонтаж не обязателен. Зависит от того, в каком месте покраска должна производиться. Если все же пришлось выполнить полный демонтаж — ориентируйтесь на то, что видите в автомобиле. В случае, когда демонтаж выполнять не следует и неудобно — закройте другие части машины возле красящейся поверхности специальным волокном.

Инструменты

Перов наперво вам понадобится орбитально-шлифовочная машинка, для очистки от старых слоев и качественной шлифовки поверхности. Также роль этого механизма может выполнять дрель с высоким коэффициентом оборотов и специальной насадкой.

Также желательно иметь бутерброд — специальные переходные подушки между подошвой машинки и абразивным кругом.

Приветствуется наждачная бумага и сильный паяльник. Он пригодится, если на бампере есть серьезные трещины, нуждающиеся в полном спаивании.

Также вам нужно будет приобрести химический растворитель или, как его заменитель, уайт-спирт. Пригодится для удаления старых слоев краски или ненужных пятен.

Ну, и самое очевидное — краска для бамперов, лаки,грунтовки и многие детали. Они сами собой разумеются при этой процедуре.

Работы поэтапно

Теперь изложим точную последовательность работ. Когда будете красить — выполняйте в точности с нижеуказанным списком! Локальная покраска бампера придерживает ту же последовательность. Убрать царапины следует по тому же принципу.

Шлифовка

Добейтесь с помощью шлифовачной машинки полностью ровной поверхности, которую будете красить. Это очень важно для равномерности распределения краски и лака по ней. Если этого не произойдет — материалы будут зря потрачены. Царапины останутся на месте. После шлифовки обработайте бампер грубой шкуркой и после пройдитесь руками. Внимательно прощупайте всю деталь. При обнаружении трещин — паяйте с оебеих сторон. Полировка бампера должна быть тщательной! Особо внимательно надо искать царапины.

Шпаклевка

Неровности на бампере затягиваем шпаклевкой, которую следует развести со стекловатой. После зачищаете все это крупной шкуркой. Потом покрываете финишной шпаклевкой (тонким слоем) и снова зачищаете, только более мягкой шкуркой. Таким образом вы получите абсолютно ровную поверхность. Аккуратно ищите царапины и внимательно заполняйте их шпаклевкой.

Обработка

Проводится с помощью абразива р220, которым проходят по площади бампера, убирая погрешности крупного. После следует пройтись по бамперу струей воздуха под давлением, обезжирить, наложить слой антисиликона. Не оставьте после себя царапины!

Грунтовка

Используем двухкомпонентный акриловый грунт. Наносим равномерно по всей поверхности бампера, не забывая про проблемные места. Также надо помнить, что грунтовка может течь, если ее положить слишком много.

Наносить в несколько слоев. Следующий слой наносить, когда предыдущий достиг матовости. Обычно грунт сохнет около суток. Если у вас есть инфракрасный обогреватель — то три часа.

Затем наносим проявочный порошок. Устраняем выявленные дефекты шкуркой средней жесткости. Потом еще два слоя грунтовки, еще раз выявить дефекты и обработать мягкой шкуркой.

Покраска

Обдуваем еще раз воздухом и обезжириваем. Наносим пигмент равномерно, стараясь не нарушать общую гамму. Наносим три слоя с перерывом в 15 минут, для сушки. Потом два слоя лака с такими же перерывами для сушки. Краска для бамперов должна быть не особо токсичной!

Все, покраска окончена! Надеюсь, царапины ушли и вы довольны? Не забываем, что во время нее обязательно нужно использовать маску.

Удачи!

Как самому покрасить бампер, покраска бампера своими руками

Процесс покраски бампера — достаточно непростое занятие, которое самостоятельно человек без опыта не всегда может выполнить. Но, подобрав оптимальное помещение, нужные инструменты, тон краски, а также определив план действий, можно добиться достаточно хорошего результата за небольшой период.

Материалы и инструменты для работы

После каждого этапа шлифовки бампера надо будет применять обезжириватель. Этот материал лучше всего приобрести, а не приготавливать самому. Данная жидкость специально изготавливается для пластика. Дополнительно для работы нужно приготовить небольшое количество салфеток.

Также для этапа подготовки понадобится грунтовка для пластика. Ее другое название — праймер. Для одного бампера понадобится всего 200 грамм этого материала.

Одним из основных инструментов, которые позволяют достигнуть идеального состояния бампера, является наждачная бумага. Ее нужно использовать, как до грунтования, так и перед покраской. Лучше всего использовать бумагу следующих типов: P180, P220, P500, P800.

Инструментов, с помощью которого будет непосредственно произведена покраска, является красочный пистолет. Очень важно его правильно настроить, чтобы он не выдавал слишком большое количество краски. Самой же краски нужно приблизительно 300 грамм.

На завершающем этапе работы с бампером для его защиты понадобится лак.

Если пистолета в наличии нет, можно произвести покраску при помощи баллончика. Но специалисты настоятельно не рекомендуют это делать, когда объем работы достаточно велик.

Инструкция покраски

В первую очередь для осуществления покраски бампера, нужно определиться с объемом и типами работ. Перед началом нужно полностью помыть поврежденный элемент автомобиля и протереть его обезжиривателем. Последующие этапы необходимо выполнять следующим образом:

— Произведение затирки при помощи крупной наждачной бумаги для устранения всех изъянов поверхности. Повторное обезжиривание детали.

— Грунтовка поверхности бампера двухкомпонентным акриловым веществом. Производить этот процесс нужно в два этапа. Между ними должен пройти определенный интервал времени, чтобы первый слой успел полностью высохнуть.

— Затирание или замывание грунта более мелкой наждачной бумагой с совершением не очень сильного давления. В некоторых случаях замывание не осуществляют.

— Обдувание бампера сжатым воздухом.

— Третье обезжиривание всей поверхности бампера.

— Нанесение базового слоя краски, после 15-минутного высыхания которого нанесение еще пары слоев.

— При отсутствии каких-либо изъянов нанесение на бампер лака. Нужно проверить не попали какие-либо посторонние частицы на поверхность и нету ли на ней повреждений.

Производить процесс покраски следует в помещении, в котором нет сквозняков. Оно должно быть достаточно теплым и чистым, чтобы на высыхающую поверхность не попадали различные посторонние элементы (в том числе песчинки и пылинки). В случае, когда это случится, обойтись без полировки попросту будет невозможно.

Если бампер старый или поврежденный, работа с ним будет немного другой. К вышеперечисленным этапам необходимо будет добавить работу по устранению механических повреждений. Это может быть паяние бампера, его шпаклевание и устранение некоторых дефектов.

— Советы по кузовному ремонту — перейдите по ссылке

Я даже не должен публиковать это из опасения, что кто-то действительно выйдет и попытается это сделать. Этот метод быстрого исправления утверждает, что вы можете использовать WD-40, чтобы скрыть и удалить царапины с краски вашего автомобиля, распылив продукт на пораженный участок, а затем распылив небольшое пламя, чтобы создать паяльную лампу, которая «повторно запечатывает» Чисто.

Этот метод — абсолютный обман. Ключевое слово в описании — «скрыть». Вместо того, чтобы исправлять царапины, они просто скрывают их маслом в продукте.Масло блестящее и разбрызгивается на поверхность, как прозрачное покрытие. Но после того, как он высохнет или смывается, у вас остаются те же старые царапины, с которых вы начали.

Выдувать огонь в машину для ремонта краски не только опасно. Применение такого сильного нагрева на самом деле повреждает ваше лакокрасочное покрытие, и эта часть метода на самом деле не имеет никакой пользы или положительного эффекта. Если вы пироманьяк, вам понравится этот метод. Плюс ваши оригинальные царапины. В противном случае моя очевидная рекомендация — избегать этого любой ценой!

Стоимость профессионального ремонта от царапин

Теперь, когда мы раскрыли все методы устранения царапин, которые не принесут вам особой пользы, мы можем перейти к реальным затратам на то, чтобы кто-то починил ваши уродливые царапины и неровности. кто умеет придавать вашей машине новый вид, как это делает профессионал в автомастерской, у которого есть инструменты и оборудование для правильного выполнения работы!

Требуется значительное время на подготовку, чтобы замаскировать автомобиль, чтобы защитить его от попадания брызг на незатронутые панели. Это необходимо, чтобы конечный результат выглядел максимально профессионально. Вот почему ремонт в автомастерской обходится немного дороже, но конечный результат стоит времени, потраченного на защиту других лакокрасочных поверхностей, окон, лобового стекла и шин.

Следующие ниже примеры являются приблизительными, и каждый из них может варьироваться в зависимости от размера вашего автомобиля, стоимости оригинальной краски и серьезности повреждений. Имейте в виду, что в этом руководстве основное внимание уделяется ремонту легких повреждений, а не тяжелых повреждений в результате столкновения.Но это даст вам лучшее представление о том, что вам нужно инвестировать, чтобы должным образом восстановить краску и блеск вашего автомобиля.

Легкие царапины — от 75 до 100 долларов

Сколько стоит краска? (Оценка на 2021 год)

Итак, если вы хотите узнать, сколько вы должны запланировать потратить, чтобы покрасить свой бампер, продолжайте читать все наши советы и идеи ниже!

Сколько стоит покраска бампера?

Скажем честно, не всегда легко содержать свой автомобиль в отличном состоянии.

При езде по городу и даже по бездорожью в сельской местности краска на вашем бампере облупляется, и кто знает, возможно, вам даже придется заменить бампер в какой-то момент жизни вашего автомобиля — это нормально.

И когда ваш бампер все-таки нужно заменить, есть вероятность, что он будет правильного цвета или довольно тонким, потому что новые бамперы обычно поставляются без краски.

Средняя стоимость покраски бампера, если вы делаете это самостоятельно?

Если он не сломан, то средняя стоимость самостоятельной покраски бампера не должна превышать ста долларов.

Как правило, вам придется снять бампер для успешной покраски, а на более новых автомобилях это может включать отключение противотуманных фар, радарных датчиков, датчиков подушек безопасности и других электрических соединений, чтобы полностью снять бампер с рамы.

Средняя стоимость покраски бампера, если вы нанимаете профессиональную компанию?

Наем профессиональной компании будет стоить дороже, чем сделать это самостоятельно, но если у вас хорошая машина, стоит отдать ее подходящему специалисту для работы.

Почему? Потому что вы можете повредить электрические разъемы или даже сам бампер, снимая его, если у вас нет опыта.

Кроме того, автомобильная покраска не похожа на покраску стен. Требуется немного больше подготовительных работ, закрытая среда, а также 3 разных слоя, если бампер никогда ранее не красили, в том числе:

Если бампер новый, его, возможно, потребуется загрунтовать. автомобильная грунтовка. Типичная стоимость грунтовки составляет ~ 30 / кварту, но для покрытия бампера вам понадобится примерно половина этой стоимости.

Как правильно проверить плотность электролита в аккумуляторе?

При эксплуатации автомобиля его владелец неизменно сталкивается с необходимостью обслуживания и замены аккумулятора. На такую батарею приходится повышенная нагрузка, поэтому со временем аккумулятор начинает хуже держать заряд, требуя соответствующей замены. На эффективность работы такого автомобильного аккумулятора напрямую оказывает влияние показатель плотности электролита. Необходимо на регулярной основе проверять показатели плотности у электролита, что и позволит гарантировать беспроблемный пуск двигателя, а сам аккумулятор прослужит максимально долго, не доставляя каких-либо хлопот. В этой статье мы расскажем вам как проверить плотность аккумулятора.

Устройство аккумулятора

Перед тем как рассказывать непосредственно о том, как проверить плотность электролита в аккумуляторе, поговорим об устройстве стандартных автомобильных батарей. Такая АКБ состоит из:

• Корпуса, состоящего из шести банок.

• Плюсовых и минусовых свинцовых пластин, расположенных внутри каждой банки.

• Плюсовой и минусовой шины, которые соединяют каждый герметичный отсек.

• Последовательного соединения, что позволяет получать на выходе необходимую мощность заряда.

Своей способностью отдавать и накапливать электрический заряд аккумулятор обязан именно электрохимическим показателям электролита. Такой электролит залит в каждую из герметичных банок и имеет определенные показатели плотности. В процессе эксплуатации машины показатель плотности может изменяться, поэтому автовладельцу необходимо знать, как проверить плотность аккумулятора в домашних условиях и при необходимости увеличить или уменьшить этот показатель.

Как правильно обслуживать аккумулятор

Беспроблемность эксплуатации такой АКБ автомобиля зависит от своевременности и правильности обслуживания батареи. Такие работы включают:

• Визуальный осмотр.

• Анализ уровня электролита.

• Проверка плотности батареи.

• Измерение уровня напряжения.

• Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой.

Такую проверку аккумулятора необходимо выполнять дважды в год — весной и осенью. Это и позволит обеспечить качественную работу батареи как летом, так и в мороз зимой. Обслуживание и правильный уход за аккумулятором не представляет особой сложности. Если плотность электролита выше нормы, необходимо доливать дистиллированную воду. Если же отмечается низкая плотность, то следует просто зарядить аккумулятор.

Принцип работы аккумулятора

Батарея в автомобиле работает циклично, то есть сначала аккумулятор накапливает заряд, после чего отдаёт его, когда требуется завести двигатель. Во время таких циклов внутри АКБ происходит химическая реакция, когда из серной кислоты выпадают различные соли, которые оседают на пластинах из свинца, а в банках из электролита выделяется вода. Со временем концентрация и плотность электролита изменяется, что приводит к неправильной работе АКБ. Периодический замер плотности, позволит избежать разряжения батареи, которая будет служить максимально надолго. Поговорим поподробнее о том, как проверить плотность аккумулятора ареометром.

Внимание. Если показатель плотности оказался ниже нормы, то доливать в аккумулятор электролит не следует. Необходимо провести подзарядку батареи, что и позволит обеспечить необходимый показатель плотности.

Как и зачем измеряют плотность электролита?

Многие автовладельцы попросту не знает для чего следует измерять плотность электролита в аккумуляторе. Как известно, электролит состоит на 35% из серной кислоты и на 65% из дистиллята. Такое соотношение позволяет с легкостью накапливать заряд, при этом не причиняется какой-либо вред свинцовым пластинам. В процессе эксплуатации показатели плотности электролита могут изменяться, что объясняется испарением дистиллированной воды и химическими реакциями при работе АКБ. В результате повышается содержание серной кислоты, что в свою очередь ухудшает заряд и может нанести вред свинцовым пластинам, вплоть до полного прихода в негодность аккумулятора.

Что плохого в высокой и низкой плотности?

Низкая плотность приводит к разряду батареи, что не позволяет использовать автомобиль. Высокая плотность, то есть повышенное содержание серной кислоты, разъедает пластины, которые быстро приходят в негодность.

Проверяем уровень электролита

Перед тем как проверить плотность аккумулятора без ареометра необходимо установить его уровень. В том случае, если сам аккумулятор выполнен из полупрозрачного пластика, то проверка уровня электролита не представляет сложности. Если же аккумулятор выполнен из непрозрачного темного пластика, то для проверки уровня электролита потребуется специальная стеклянная трубка, имеющая диаметр около 5 миллиметров. Такая трубка опускается в банку до упора, после чего ее верхнее отверстие закрывают пальцем. Трубку аккуратно достают из аккумулятора. В ней останется электролит, который сливают в колбу и проверяют уровень. Считается, что норма жидкости в колбе составит 10-15 миллиметров. В том случае, если уровень больше или меньше необходимо его выровнять, после чего измерять плотность электролита.

Как выполнять замер плотности электролита

Если вы задаетесь вопросом, как правильно проверить плотность аккумулятора, то можем сказать, что такая работа не представляет особой сложности. Помните лишь о том, что банки внутри батареи не соединяются между собой, поэтому следует проверять плотность в каждой из емкостей. Переворачивать аккумулятор и смешивать между собой электролит для выравнивания плотности запрещается. Крышка и пробки аккумулятора должны быть чистыми и не иметь каких-либо загрязнений. Проверку плотности выполняют исключительно на заряженной батарее, в противном случае показатели такого измерения будут некорректными.

Перед тем как проверить плотность необслуживаемого аккумулятора его необходимо снять с машины и выдержать в течение нескольких часов при комнатной температуре. Оптимальным диапазоном температуры при измерении плотности является показатель 20-30 градусов.

Для измерения плотности потребуется использовать ареометр, который еще называют денсиметром. В продаже можно найти разнообразные ареометры, которые имеют схожую конструкцию, но при этом отличаются своей стоимостью. При выборе такого устройства для измерения его необходимо проверить на калибровочной жидкости, что позволит быть полностью уверенным в точности таких измерений.

Большинство ареометров имеют одинаковую конструкцию и обеспечивают необходимую точность показателей. И всё же приобретать самые дешевые китайские образцы не следует, так как их качество и точность измерений будет соответствовать стоимости.

Измерение плотности электролита при использовании ареометра не представляет сложности. Необходимо выполнить следующие:

• Наконечник ареометра протирается.

• Его опускают в колбу для измерения.

• Грушей набирают электролит и заполняют им колбу.

• Ожидают несколько минут, после чего проверяют показания.

• Сливают электролит обратно.

• Аналогичная работа проводится с каждой из банок в аккумуляторе.

Оптимальные показатели плотности электролита

При эксплуатации аккумулятора и замере плотности электролита следует помнить о том, что показатели могут колебаться в зависимости от климата в регионе.

• Для юга России оптимальный показатель плотности составляет 1,25.

• Для средней полосы — 1,27.

• Для севера — 1,29.

При изготовлении аккумуляторов в батарею заливают стандартный электролит, который замерзает при температурах ниже 60 градусов и имеет плотность порядка 1,26-1,27 грамм на сантиметр кубический.

Если проведённый замер показал повышенную плотность электролита, в аккумулятор необходимо долить дистиллированную воду. Приобрести такой дистиллят можно на автомобильных заправках или в специализированных магазинах. Использовать обычную воду из-под крана запрещается. Доливают дистиллят на глаз, после чего вновь проверяют плотность электролита.

Важно. Свинцовые пластины аккумулятора должны быть погружены в жидкость полностью. Исходя из этого и следует доливать дистиллят или же проводить дополнительную зарядку аккумулятора.

Изменение плотности электролита внутри аккумулятора происходит по естественным причинам. Однако если вы замечаете, что батарея быстро теряет заряд, а показатели плотности изменяются буквально спустя неделю после их выравнивания и доливки дистиллята, это свидетельствует о серьезных проблемах с аккумулятором, который в скором времени потребует замены.

Как измерить плотность в необслуживаемых аккумуляторах?

Если проверка плотности и уровня электролита в обслуживаемых батареях не вызывает сложности, то как проверить плотность электролита в необслуживаемом аккумуляторе. Такие батареи имеют в верхней крышке небольшой глазок, который можно выкрутить и через появившееся отверстие проверить плотность аккумулятора автомобиля. Помните лишь о том, что в необслуживаемых аккумуляторах можно будет провести замер плотности электролита в одной банке, поэтому вы получите усредненный показатель. Выполнить точные замеры по каждой из банок у вас не получится.

Заключение

В этой статье мы рассказали вам как правильно проверить плотность электролита в аккумуляторе. Такое обслуживание батареи автомобиля должно выполняться на регулярной основе. Поддерживая оптимальные показатели плотности и уровень электролита, вы сможете обеспечить качественный запуск двигателя автомобиля при любых температурах, а сам аккумулятор прослужит вам максимально долго. Если у вас появились какие-либо сложности с выполнением данной работы, то в сети интернет вы можете найти многочисленные тематические видео, где наглядно показывается как проверить плотность электролита в аккумуляторе ареометром.

27.07.2017

Как правильно повысить плотность электролита в аккумуляторе

Пониженная или повышенная плотность электролита в аккумуляторе уменьшает эффективность работы батареи и ускоряет ее износ. Поэтому периодически необходимо измерять данный показатель и в случае отклонений от нормы проводить корректировку. Разберем детально, как это правильно сделать.

Содержание

1. Чем и как проверять плотность электролита для аккумуляторов
2. Как повысить плотность электролита в автомобильном аккумуляторе
3. Резюме

Чем и как проверять плотность электролита для аккумуляторов

Нормой считается показатель в 1,27 грамма на кубический сантиметр. Измерения проводятся специальным диагностическим инструментом — ареометром. Важно, чтобы он был качественно изготовлен и показывал точные результаты. Хорошим и недорогим прибором является ареометр RedMark в тубе. Его можно использовать для проверки электролита и тосола.

Вот несколько правил, которые следует соблюдать:

• Измерения нужно проводить при полностью заряженной батарее.
• Проверять необходимо каждую банку.
• Температура воздуха должна быть 20–25 градусов тепла.

С учетом последнего пункта может возникнуть вопрос о том, как повысить плотность электролита в аккумуляторе зимой. Если автомобиль стоит не в теплом гараже, придется снять батарею и занести ее домой. Полностью зарядить и только потом проверить каждую банку.

Как повысить плотность электролита в автомобильном аккумуляторе

Прежде чем приступить к работе, подготавливаем все необходимое. Важно помнить, что данная жидкость представляет собой соединение, опасное для человека. Его попадание на открытые участки кожи может вызвать сильные химические ожоги. Поэтому работать необходимо в защитных резиновых перчатках. Кроме того, потребуются:

• ареометр;
• стеклянная емкость;
• корректирующий электролит;
• дистиллированная вода.

Суть работы заключается в том, чтобы откачать часть жидкости из аккумуляторной батареи и заместить ее корректирующим электролитом. Для откачки можно использовать ареометр. Набираем в него жидкость из батарейных банок и сливаем ее в заранее подготовленную емкость.

При откачивании важно помнить о том, что нельзя оголять аккумуляторные пластины. Необходимо, чтобы они все время были покрыты жидкостью.

Многие автовладельцы задаются вопросом, какой корректирующий электролит для аккумуляторов купить? Хорошим вариантом является «ДРЕКО», имеющий плотность 1,3 г/см3. С его помощью приводим показатели каждой банки в норму.

Вы спросите, а что будет, если переборщить? Параметры 1,28–1,29 г/см3 — это уже повышенная плотность электролита, которую в новом аккумуляторе нужно обязательно снизить. Просто добавляем дистиллированную воду. Использовать обычную, из-под крана, нельзя.

Резюме

Быстрый разряд и слабый пусковой ток далеко не всегда говорят о том, что батарею пора менять. Возможно, что причина неэффективной работы кроется именно в понизившейся плотности. Чтобы решить проблему, достаточно купить электролит для аккумуляторов, имеющий повышенную концентрацию, и с его помощью довести показатели до нормы.

Ареометры для электролита

Измерение плотности жидкости в аккумуляторе — одна из важных стадий тестирования и диагностики батареи. Достаточно провести измерения ареометром, чтобы получить достоверные данные о состоянии электролита. Плотность жидкости важна по многим причинам. Одной из них является возможное прикасание свинцовых пластик друг к другу и их последующее разрешение. Снижается плотность электролита по многим причинам. Первая — это естественное изменение состояния с годами эксплуатации аккумуляторной батареи. Вторая — постоянное доливание дистиллированной воды в банки аккумулятора, что вызывает разжижение электролита, но сохраняет его уровень. Добавлять в банки серную кислоту или готовый электролит с других аккумуляторов не стоит — это только ускорит выход из строя батареи.

Если вы заметили серьезные проблемы с автомобильной батареей, воспользуйтесь диагностическими методами, известными с давних времен. Для диагностики вам потребуется ареометр, который измеряет плотность электролита и расскажет о состоянии аккумуляторной батареи. Ниже в публикации мы рассмотрим, как пользоваться ареометром и как правильно читать данные, которые он предоставляет. Также рассмотрим особенности информации от этого прибора и возможные способы устранения неполадок, которые возникли.

Как пользоваться ареометром для измерения плотности жидкости в аккумуляторе?

Опустить прибор ареометр прямо в банки аккумулятора не представляется возможным, потому придется откачать немного электролита и проверить его плотность. Помните, что каждая банка аккумулятора работает независимо друг от друга, поэтому измерить плотность жидкости придется для всех присутствующих рабочих пространств. Откачать нужное количество жидкости в специальную колбу для последующего измерения можно с помощью любой трубки, один конец которой можно закрыть пальцем. Последовательность действий в данном случае будет следующей:

убедитесь, что трубка не расплавится под влиянием агрессивной среды — кислоты из аккумулятора;

вставьте часть трубки в банку, чтобы жидкость набралась внутрь и осталась на одном уровне во всей банке;

закройте пальцем верхнее отверстие трубки, поднимите набранную жидкость и слейте ее в колбу;

повторите этот процесс необходимое количество раз, чтобы получить нужное количество жидкости;

далее в колбу нужно опустить ареометр, дождаться его выравнивания и посмотреть на цифру, которая находится на линии поверхности жидкости;

эта цифра и будет означать плотность электролита в вашем аккумуляторе, которую вы ищете;

далее следует проделать эту процедуру со всеми банками аккумулятора, чтобы получить достоверную картину состояния батареи.

Будьте осторожны, выполняя эту процедуру, ведь вам придется работать с агрессивной кислотой, которая не должна попадать на участки кожу, в глаза или рот человека. Если даже небольшая частица попадет на вас, неприятные последствия вам гарантированы. Рекомендуем обезопасить себя качественными перчатками, устойчивыми против кислоты, а также хорошей колбой, которая не расплавится от воздействия агрессивных веществ. С помощью ареометра вы только получите определенные данные о состоянии вашего аккумулятора, а вот правильно интерпретировать и использовать их — это непростая задача, которая требует специализированных знаний.

Уровень и плотность электролита — два важных фактора хорошей работы батареи

Автомобильный аккумулятор работает без перебоев и проблем, если плотность электролита при +25 градусах по Цельсию равна 1.28 г/см3. Это значение имеют все новые батареи, которые не работали на автомобилях и обладают заводской сертификацией. Если же плотность в одной из банок ниже, можно предположить, что в этой части аккумулятора произошло короткое замыкание, свинцовые пластины прикоснулись друг к другу, что вызвало поломку аккумуляторной батареи. Если плотность жидкости ниже нормы во всем аккумуляторе, это свидетельствует о таких  возможных проблемах:

батарея глубоко разряжена, она не может дальше выполнять свои функции в полноценном режиме;

аккумулятор прошел через стадию сульфитации, получил определенные проблемы в химической реакции;

батарея прошла через чрезмерный износ при отказе генератора и работе двигателя только на аккумуляторе;

АКБ просто устарела и нуждается в замене по причине слишком высокого возрасте и большого износа;

автомобильный аккумулятор был произведен изготовителем, который не проверяет качество продукции;

перед вами не заводской аккумулятор, а подделка, которая не предоставляет особой надежности.

Любые проблемы можно решить, а самым популярным решением задачи слишком малой плотности электролита является зарядка аккумулятора. Если получится повысить плотность путем зарядки, значит АКБ еще сможет определенное время послужить. После зарядки несколько снижается уровень электролита в банках, потому может понадобится доливка дистиллированной водой после выполнения нескольких этапов заряда. Низкий уровень электролита вызывает прикосновение свинцовых элементов и значительное увеличение риска выхода из строя всей аккумуляторной батареи. Потому следите за уровнем жидкости в банках, если ваш аккумулятор позволяет производить обслуживание.

Когда стоит поменять батарею и не выполнять ее ремонт и попытки зарядки?

Сегодня популярным трендом среди производителей аккумуляторных батарей является изготовление АКБ, которые невозможно обслужить. Речь идет даже о сложности зарядки аккумулятора, не говоря о проблемах с измерением плотности внутренней среды. Такие батареи не обладают отверстиями для изучения внутренней части аккумулятора. Зачастую это не позволяет получить необходимые условия для обнаружения проблем батареи, что вызывает необходимость менять аккумулятор на новый. Конечно, для производителя это наиболее выгодный вариант. Замена автомобильной батареи обязательно в таких случаях:

разрядился гелевый аккумулятор — такие виды батарей никак не обслуживаются и не заряжаются;

произошел полный глубокий разряд из-за отказа генератора, аккумулятор перестал брать заряд при подключении устройства;

жидкость в банках аккумулятора выглядит мутной — посыпались свинцовые пластины, которые невозможно восстановить;

уровень электролита начал активно и постоянно падать, что вызывает отказ батареи в нормальной работе;

обслуживание аккумулятора невозможно по причине отсутствия пробок для отвинчивания верхних частей банок;

аккумулятор разгерметизировался, электролит начал вытекать из него прямо в моторный отсек.

Не допускайте вытекания электролита внутри подкапотного пространства, ведь это может вызвать возгорание проводки или автомобильной резины. Будьте осторожны с любыми проявлениями взаимодействия с кислотой, поскольку во многих АКБ залита невероятно гремучая смесь кислот, которая точно не сделает вашу кожу мягкой и шелковистой. Пользуясь ареометром и другими средствами проверки автомобильной батареи, стоит помнить о возможных проблемах и неполадках, которые нельзя исправить. Потому в любом случае следует готовиться к покупке нового аккумулятора, как только старый начал показывать характер. Смотрите видео с рекомендациями по замеру плотности электролита в аккумуляторе:

Подводим итоги

Качественные аккумуляторы способны предоставить до 8-9 лет службы без проблем и перебоев. Тем не менее, нужно обращать внимание на особенности работы батареи, заряжать ее при необходимости и проводить обслуживание электролита и внутреннего пространства АКБ. Как только вы начнете следить за всеми этими особенностями, вы сможете защитить батарею от непредвиденных проблем с изменением состояния жидкости и прочими проблемами.

Купив качественную аккумуляторную батарею для автомобиля, вы получите отличную работу оборудования и сможете без лишних сложностей пользоваться аккумулятором очень долгое время. Но если вы заметили смертельную неисправность в АКБ вашего автомобиля, следует срочно проехать в специализированный магазин и приобрести новую батарею. Только так можно обезопасить себя от несвоевременного выхода из строя источника питания. А вы когда-нибудь замеряли плотность электролита в аккумуляторе вашего автомобиля?

Каталог аксессуаров Ареометры для электролита »

Как замерить плотность электролита в аккумуляторе

Устройство аккумулятора

В целом описать устройство аккумулятора можно следующим образом:

• Корпус из инертного пластика, устойчивого к агрессивным воздействиям электролита.
• Внутри корпуса располагается некоторое количество герметичных модулей, называемых банками, обычно их шесть, соединенных между собой плюсовой и минусовой шинами. По своей сути, каждая банка — это небольшой аккумулятор, а АКБ их блок, собирающий и выдающий их общее напряжение.
• В каждой банке находятся пакеты, которые состоят из последовательно отделенных диэлектрическими разделителями катода и анода, обычно из свинцово-кальциевого сплава, которые залиты электролитом.
• На крышке находятся газоотводное отверстие, ручки для переноски, клеммы. В случае обслуживаемого аккумулятора заливные отверстия, закрытые пробками. Необслуживаемого — только глазок индикатора уровня электролита.

Зачем измерять плотность электролита в АКБ?

Некоторые автолюбители не понимают важности поддержания оптимальной плотности электролита внутри аккумулятора. Сделать это можно только при проведении её замеров с использованием различных приборов. Все дело в том, что при изменившейся плотности, а она зависит от соотношения серной кислоты и дистиллированной воды (35% и 65%), начинаются процессы, которые могут вызвать разрушение составляющих аккумулятора или нарушения в его работе. Если значения повышены, то это говорит об избытке кислоты, которая активно воздействует на пластины вплоть до полного их разрушения. При низкой плотности, количество кислоты снижено и из-за этого АКБ не сможет набрать свою полную емкость.

!Важно При длительном использовании разряженной АКБ зачастую происходит сульфитация пластин. Решить это проблему восстановлением плотности невозможно и придется отправлять аккумулятор на восстановление.

Таким образом, проводя измерение плотности электролита, выявляют возникшие проблемы и препятствуют выходу аккумулятора из строя.

Какие значения плотности электролита считают нормой?

Прежде чем приступать к замерам плотности электролита необходимо знать ее нормальное значение для полноценного функционирования аккумулятора. При изготовлении АКБ на заводах их заполняют электролитом со средней плотностью 1,26-1,27 г/см3. В целом этого достаточно для начала его эксплуатации. Но следует учитывать, что со временем этот показатель меняется и его приходится возвращать к оптимальным значениям. Основным фактором, определяющим величину плотности электролита, являются температурные условия эксплуатации автомобиля. Если это регионы с холодным макроклиматом, то она должна составлять 1,27–1,29 г/см3, если речь идет о средней полосе, то значение снижается до 1,25 – 1,27 г/см3, в теплых регионах 1,23 – 1,25 г/см3. Четко прослеживается закономерность, что чем ниже температура, при которой работает аккумулятор, тем выше необходимая для его нормальной работы плотность электролита.

!Справка При изготовлении состава для заливки рекомендуют отталкиваться от нижних значений допустимого диапазона. Также учитывают, что есть натриевые и калиевые электролиты и они используются в разных пропорциях.

Проверка плотности электролита – приборы и их действие

Перед тем как проверить концентрацию, необходимо убедится в том, что уровень раствора соответствует необходимому. Делается это так:
Берут специальную стеклянную трубку (пипетку), опускают ее в аккумуляторную банку до упора и закрывают верхнее отверстие трубки пальцем. Трубку вынимают и замеряют высоту находящейся в ней жидкости. Она должна колебаться в пределах 10 — 15 см. Проводят это измерение для каждой банки. В случае если количество жидкости не совпадает с оптимальными значениями, электролит либо убирают, либо добавляют. После чего можно приступать непосредственно к измерению концентрации. Для этого необходимо соблюдать несколько простых правил:

• замеры проводят для каждой банки;
• крышка аккумулятора и пробки должны быть очищены от любых загрязнений;
• для получения максимально корректных результатов АКБ должна быть заряжена.
• непосредственно перед измерением аккумулятор выдерживают в комнатной температуре при 20 — 30 градусах.

Для измерения концентрации используют ареометр или, как его еще называют, денсиметр. Состоящий из:

• наконечника, который опускают в банки для забора жидкости;
• колбы, в которой будет находится ареометр;
• резиновой груши;
• ареометра.

Итак, сам процесс измерения. Наконечник ареометра протирают и погружают в открытое заливное отверстие. Используя грушу, набирают в колбу некоторое количество раствора кислоты. Для определения значения плотности денсиметр держат на уровне глаз, при этом сам ареометр должен быть в состоянии покоя и свободно плавать в растворе, не соприкасаясь ни с одной из стенок колбы. Как только эти условия будут достигнуты, отмечают число со шкалы ареометра, определяемое по уровню жидкости.

В том случае, если нет возможности использовать ареометр, проверку проводят используя вольтметр автотестера. Его подключают к клеммам батареи и измеряют напряжение. В норме оно должно колебаться в пределах 11,9 — 12,5 вольт. После этого заводят двигатель и набирают 2500 оборотов. По достижении этой отметки напряжение должно быть в пределах 13,9 — 14,4 вольта. Если значения соответствуют рекомендуемым, то и значение плотности должно быть в норме.

Как повысить плотность рабочего электролита 

В том случае, если в результате измерений было выяснено, что концентрация кислоты ниже требуемой, возникает необходимость в её повышении. Для это есть несколько способов:

• перезарядка аккумулятора;
• полная замена раствора электролита на новый;
• добавление более концентрированного раствора;
• добавление кислоты.

Для работы могут понадобится: мерная емкость, груша, паяльник, дрель. Весь инструментарий должен быть вымыт и высушен. Также нужно держать под рукой дистиллированную воду и электролит.

Если после набора оборотов вольтаж не изменился как описано выше, то начинать стоит с попытки перезарядить аккумулятор. 10 часов батарею заряжают с силой тока в 10 раз меньше чем его емкость. После этого её понижают вдвое и продолжают заряжать еще 2 часа.

В случае если изначальное напряжение после набора оборотов будет выше 14,4 вольта, то в АКБ заливается вода и её ставят на зарядку.

В случае если аккумулятор все равно быстро разряжается, то приходит время полной замены раствора. Чтобы это сделать, нужно выкачать из каждой банки максимально возможное количество жидкости, а её остаток аккуратно слить. Для этого все отверстия устройства в корпусе полностью герметично закрывают. Затем его кладут на бок и сверлят отверстия для слива для каждой банки. После чего жидкость из них сливают. 

!Важно Категорически запрещено устанавливать АКБ на крышку. В противном случае может произойти короткое замыкание. И это приведет к осыпанию поверхностей пластин. После того как старый электролит будет удален, внутренности батареи тщательно промывают дистиллятом. Затем паяльником запаивают просверленные отверстия, до полной герметичности и заливают новый раствор через предназначенные для этого отверстия.

В целом, повысить или понизить плотность для каждой отдельно взятой банки можно доливая раствор электролита высокой концентрации или дистиллированной воды.

Если плотность выше чем 1,18 г/см3, то добавляют концентрированный раствор. Из банки выбирают столько жидкости, сколько возможно и заменяют половину на концентрат. Его плотность должна быть выше, чем та, которая нужна для нормальной работы. Получившийся раствор заливают обратно и аккуратно перебалтывают для перемешивания. Через небольшой промежуток времени проводят проверку. Зачастую с первого раза не получается достичь необходимых значений. Поэтому процедуру повторяют, но подменяют только четвертую часть исходной жидкости. До тех пор, пока результат не будет достигнут действия повторяют с каждым разом уменьшая объем подмены в 2 раза. Если получится концентрация выше оптимальной, то просто разбавляют очищенной водой.

Если же измерения показали значения ниже 1,18 г/см3, то используют кислоту. Проводят те же действия, что и при разбавлении концентратом, но подменяют меньшую часть, чтобы не превысить норму уже в первом цикле.

При приготовлении растворов кислота вливается в воду, в противном случае высок риск разбрызгивания концентрата. Все работы проводятся в рабочей робе с защищенными руками и глазами.

Что делать если аккумулятор необслуживаемый

На таком типе аккумуляторов отсутствуют пробки для залива жидкости и, соответственно, доступ к банкам, поэтому проверить плотность электролита можно только одним способом. Для это выкручивают находящийся на крышке глазок индикатора электролита и через отверстие для его крепления проводят замеры. Нужно помнить, что полученные показатели будут точными только для одной банки, так сказать эмпирически усредненными для всего устройства. Самостоятельно их повысить не представляется возможным из-за конструктивных особенностей аккумулятора.

Можно подытожить, что проверка плотности аккумулятора — это необходимые сервисные действия для его нормальной работы и длительности сохранения заряда. Если отказываться это делать, то вполне возможно, что вместо несложных придется приобретать новый аккумулятор взамен ставшего непригодным к эксплуатации.

Плотность электролита в аккумуляторе — как измерить и увеличить + Видео

Аккумулятор является самой важной частью автомобиля. Именно благодаря нему отпала необходимость в раскручивании коленчатого вала двигателя вручную, как это делали раньше. Аккумулятор позволяет осуществить запуск стартера, который раскрутит двигатель сам, прилагая, при этом, минимум усилий – поворачивая ключ в замке зажигания. Кроме того, аккумулятор позволяет использовать свою энергию, чтобы добраться до станции технического обслуживания, когда генератор внезапно вышел из строя.

Одна из самых главных и распространенных проблем любого аккумулятор – это падение плотности электролита, который находится в специальных банках аккумулятора. Эта величина имеет большое влияние на емкость аккумулятора и если она упадет до крайней отметки, то аккумулятор будет очень быстро разряжаться. Кроме того, его дальнейшая подзарядка не будет иметь никакого смысла, после чего, батарею можно смело сдать в утиль.

Падение плотности электролита, в основном, связано с обильным испарением газов из его химического состава. Такое часто происходит, если оставить аккумулятор заряжаться на слишком длительное время. После чего, можно заметить, что аккумулятор стал разряжаться раньше положенного срока.

Чтобы продлить жизнь батареи, многие водители доливают в банки аккумулятора специальную дистиллированную воду, таким образом, повышая уровень электролита. Однако, при испарении воды, выделяется и сам электролит, который, постепенно, теряет свою плотность и оставляет на свое месте только воду. В этом случае, необходимо провести контроль плотности и, если есть такая нужда, восстановить ее.

Прежде чем восстанавливать работоспособность аккумулятора, рекомендуем вам ознакомиться с некоторыми советами.

1. Допустимая температура окружающей среды при определении плотности электролита составляет 20 градусов Цельсия. Однако, допускаются отклонения +2 градуса.

2. При работе с кислотой примите ряд мер безопасности. Среди средств вашей защиты должны быть, как минимум: перчатки и специальные очки.

3.Емкости для разведения и замены электролита должны быть подобраны заранее.

4. Так как вода и кислота имеют абсолютно разную плотность, придерживайтесь распространенного правила среди химиков: лейте кислоту в воду, а не воду в кислоту. Старайтесь никогда не нарушать этого правила, иначе рискуете получить химические ожоги.

5. Запомните еще одно очень важное правило: никогда не переворачивайте батарею. Электролит может стечь вниз, а его остатки попадут на вашу кожу. Кроме того, проведение дальнейших замеров и доливки может стать еще сложнее.

Все эти советы и следующие за ними действия распространяются только на кислотные аккумуляторы. Применение всех этих инструкций на других типах аккумуляторов не гарантирует вам правильной работоспособности батареи в дальнейшем.

Видео — Как проверить плотность электролита в аккумуляторе

Чтобы проводить замеры плотности и доливку недостающего количества электролита, необходимо приобрести следующие инструменты: ареометр, паяльник, дрель, емкость для замеров, груша резиновая, пищевая сода, электролит, дистиллированная вода и специальная кислота для АКБ.

Быстрее всего, вода испаряется летом. В этот период рекомендуется проверять уровень электролита в банках не реже одного раза в месяц. Многие аккумуляторы снабжаются прозрачными корпусами, которые позволяют сделать это визуально. Другие виды аккумуляторов обладают даже специальными индикаторами. После осмотра и выявления недостаточного уровня воды, происходит ее доливка.

Если ваша батарея не оборудована подобными элементами, то на этот случай есть специальная измерительная трубка. Ее вставляют в банку до того момента, когда коснется тонкой сетки. Как только это произойдет, закройте пальцем верхнее отверстие и вытащите трубку.  Самым допустимым уровнем электролита будет считаться диапазон от 10 до 15 миллиметров.

Как увеличить плотность электролита

1. С помощью ареометра замерьте плотность электролита в банках. Нормой значений принято считать 1,27, однако, это число может меняться, в зависимости от региона страны. Разница плотности между банками не должна превышать 0,01. Если результатом измерений стало значение 1,18, то просто долейте в банку электролит с плотностью 1,27.

2. Откачайте из банки как можно больше электролита с помощью резиновой груши. После выкачки, обязательно измерьте объем.

3. Добавьте новый раствор, но с количеством в 2 раза меньшим, чем прежний.

4. Покачайте аккумулятор в разные стороны, чтобы жидкости хорошо перемешались.

5. Замерьте плотность и, в случае необходимости, добавьте еще электролита. Снова потрясите аккумулятор. Данная процедура выполняется до тех пор, пока плотность не поднимется до номинальных значений.

6. После получения плотности 1,27, выполните доливку дистиллированной воды.

Если плотность превысит электролита, вдруг, превысит нормируемые значения на 0,05, то выполнять эту процедуру придется сначала.

Это все, что нужно знать о плотности электролита в аккумуляторе. Стоит еще раз напомнить, что при работе с кислотами следует соблюдать особую осторожность, так как они могут стать причиной химических ожогов, лечить которые достаточно трудно. Удачи  на дорогах!

Как ПРОВЕРИТЬ ПЛОТНОСТЬ аккумулятора ? и уровень электролита в домашних условиях

Проверить плотность аккумулятора можно с помощью ареометра или мультиметра, проанализировав рабочее значение напряжения. Перед диагностикой пользователь должен удостовериться в отсутствии дефектов корпуса батареи, которые могли бы привести к утечке жидкости.

Подготовительные работы перед проверкой уровня и плотности

Перед тем как в домашних условиях определять плотность с помощью специального прибора, нужно иметь в виду, что:

1. Аккумулятор (АКБ) авто проверяется с использованием очков для защиты глаз и резиновых перчаток. Раствор электролита — агрессивная кислота, которая вызывает ожоги при попадании на тело.
2. Уровень плотности аккумуляторной батареи машины должен измеряться после визуальной проверки устройства.
3. Производится очистка клемм аккумулятора от окислений и загрязнений. Необходимо воспользоваться специальной железной щеткой или мелкозернистой наждачной бумагой.
4. Прежде чем померить значение плотности жидкости в автомобильной батарее, надо убедиться в наличии электролита в банках. Если объем вещества снижен, потребуется добавить в устройство дистиллированную воду.
5. При необходимости осуществляется демонтаж аккумулятора. От устройства отключаются клеммы и производится демонтаж фиксирующей пластины.
6. Перед отключением аккумулятора в автомобиле деактивируется система зажигания, предварительно отключается работа электрооборудования и приборов.
7. Батарею протирают влажной и чистой тряпкой, чтобы не допустить попадания пыли в банки с электролитом.

Видео: как снять аккумулятор с автомобиля

Канал «Аккумуляторщик» в своем видеоролике подробно рассказал о нюансах демонтажа аккумуляторной батареи с автомобиля и отключения этого устройства.

Чем и как проверяют плотность электролита в аккумуляторе

Проверять уровень электролита в рабочем растворе, помимо ареометра и мультиметра, можно и самодельным прибором.

Специальное устройство для измерения плотности (ареометр) представляет собой обычную стеклянную трубку, верхняя часть которой заужена и имеет шкалу с делениями. Нижняя часть трубки широкая в ней находится дробь или ртуть, которую засыпают строго определенное количество во время калибровки ареометра. В автомагазинах такой прибор продается в наборе с резиновой «грушей» для забора электролита и мерной колбой, в которой размещен сам ареометр.

Важно знать

Принцип действия прибора основан на законе Архимеда, а плотность электролита определяют по глубине погружения ареометра (объему жидкости, вытесненной им), и весу устройства.

Ареометр для измерения электролита

Прежде чем проверять уровень электролита в автомобильном аккумуляторе, надо учитывать следующие правила:

• батарея должна быть выставлена на ровной поверхности;
• температура аккумулятора должна составить около 20-25 градусов тепла;
• замер уровня плотности производится не в одной, а во всех банках;
• проверка рабочей величины осуществляется не раньше, чем через десять часов с последней поездки либо через три часа после подзарядки;
• аккумуляторную батарею необходимо предварительно зарядить.

Измерение ареометром

Подробнее о том, как для измерения уровня плотности пользоваться ареометром:

1. На отключенном аккумуляторе откручиваются все банки.
2. В одну из банок концом вставляется ареометр, на другом его конце располагается груша, с ее помощью делается забор жидкости. Её в устройстве должно быть столько, чтобы его поплавок свободно болтался в емкости.
3. Производится определение уровня плотности в соответствии с показаниями на шкале тестера. Полученные параметры записываются.
4. Диагностика параметра плотности повторяется для каждой банки. Все полученные параметры сопоставляются с нормированными значениями, указанными в таблице.

Важно знать

Плотность аккумулятора рекомендуется проверять не реже, чем каждые 15-20 тысяч километров пробега.

Фотогалерея: диагностика уровня и плотности электролита в банках

Забор жидкости из банок в ареометр

Проверка уровня и плотности вещества

Таблица: поправка к показаниям ареометра

Как проверить аккумулятор автомобиля мультиметром

Пошаговая инструкция, которая позволит правильно замерить и узнать плотность батареи, выглядит так:

1. Производится сборка измерителя. Для этого к корпусу мультиметра подключаются провода с крокодилами. Сам тестер перед замером переводится в режим «вольтметра».
2. Поворотный переключатель на устройстве переводится в положение 20 В. В результате тестер будет показывать любые параметры ниже этого порога.
3. Затем кабеля соединяются с клеммными выходами аккумулятора — черный контакт идет на отрицательную клемму, красная — на положительную. Если цвет проводов одинаковый, то следует проверить маркировку непосредственно на корпусе мультиметра. На контактах, где кабеля выходят из тестера, должны быть знаки «-» и «+».
4. Производится мониторинг параметра напряжения и полученные данные сравниваются с нормированными. Если батарея заряжена полностью, то рабочий параметр составит 12,7 вольт, соответственно, зарядка устройства не потребуется. В случае, если полученный параметр составил в диапазоне от 12,1 до 12,4 В, то устройство разряжено наполовину, значит, его плотность не соответствует норме. В остальных случаях требуется детальная диагностика аккумулятора и его подзарядка или замена.

Таблица: плотность электролита при проверке мультиметром

Измерение плотности электролита самодельным прибором

Принцип замера зимой или летом с помощью самодельного прибора аналогичный, и такой тестер можно соорудить самостоятельно с учетом следующих нюансов:

1. Основным элементом ареометра является поплавок, с помощью которого производится замер.
2. В качестве резервуара можно использовать стеклянную пробирку или другую похожую емкость.
3. В пробирку насыпается пшено или другое сыпучее вещество, также можно использовать кусок свинца или другой грузик.
4. Затем емкость опускается в воду. В месте, где вода будет по уровень, нужно отметить цифру 1, это связано с тем, что данная жидкость имеет плотность 1 г/см3. Затем производится градуировка величин для других растворов с более высокой плотностью.

Как измерить уровень электролита в аккумуляторе

Замер уровня рабочей жидкости осуществляется так:

1. Первый способ — по максимальной и минимальной отметке — уровень электролита должен быть между ними.
2. Для второго варианта проверки пользователю необходимо открыть отверстия, в которых установлены банки и осмотреть все по отдельности. При этом следует учитывать, что объем электролита одинаковый в каждом отверстии (10-15 мм над пластинами).
3. Чтобы замерить этим способом нужно подготовить стеклянную трубочку, внутренний диаметр которой не превышает 5 мм. Затем открутить крышку на аккумуляторе и опустить трубку внутрь, пока она не упрется в предохранительный щиток. После этого закрыть наружное отверстие пальцем и достать трубочку. Уровень электролита в ней и является замеряемым параметром.

Можно ли проверить уровень и плотность электролита в необслуживаемом аккумуляторе

Проверить уровень и плотность электролита в необслуживаемом аккумуляторе — по специальным индикаторам, которыми оснащены батареи. Такие метки изменяют свой цвет в зависимости от плотности и степени заряда электролита. Чтобы осуществить такую проверку, необходимо найти на корпусе индикатор, очистить от пыли и грязи и оценить его цвет.

Затем следует сравнить показания индикатора со шкалой соответствия, при этом, как правило:

• зеленый цвет указывает на то, что с аккумулятором все в порядке, уровень электролита и заряд в норме;
• белый — сообщает о слабом заряде и необходимости подключить зарядное устройство;
• если же индикатор красного цвета, то это значит, что кислотность электролита повысилась, а уровень воды понизился.

Шкала индикаторов на аккумуляторе

Проверить уровень и плотности рабочего раствора на аккумуляторах без индикатора можно, следуя такому алгоритму:

1. С краю, на крышке с помощью дрели и отверстия небольшого диаметра просверливается шесть небольших отверстий. Через них пользователь сможет получить доступ к каждой банке, поэтому расстояние между ними должно быть соответствующее. Перед сверлением автовладелец должен протереть аккумулятор.
2. Визуально производится проверка уровня жидкости и ее добавление при необходимости. Для восполнения объема применяется дистиллированная вода. Используя ареометр, выполняется диагностика плотности рабочего раствора.
3. После проведения проверок пользователю потребуется восстановить герметичность. Для этого можно использовать силиконовый герметик или холодную сварку. Для того, чтобы при выполнении задачи материал не попал внутрь батареи, следует выпрямить часть пластика, продавленного при изготовлении отверстия. Это можно сделать с помощью самодельного металлического крюка.

Важно знать

Если корпус аккумуляторной батареи поврежден, на устройство больше не будет распространяться гарантия. Если в ходе выполнения пользователь допустит ошибку, то ресурс эксплуатации будет снижен. К примеру, грязь, попавшая в банки, снизит срок службы и разрушит пластины, установленные внутри.

Видео: как поднять плотность электролита в банках АКБ

Канал «Denis МЕХАНИК» в своем видеоролике подробно рассказал о том, как проверить и увеличить плотность электролита в аккумуляторе.

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе?

Диагностика и ремонт4 марта 2018

Если на машине установлен источник питания обслуживаемого типа, снабженный откручивающимися пробками, автолюбитель может в любой момент проверить плотность электролита в аккумуляторе. Периодические замеры позволяют контролировать работоспособность батареи и поддерживать ее в нормальном техническом состоянии. Отсюда задача данной публикации – рассказать о процедуре измерения и способах корректировки плотности.

Условия проведения замеров

Показателем «здоровья» кислотно-свинцовых аккумуляторов является плотность электролита, измеряемая в граммах на кубический сантиметр (г/см³). Последний представляет собой раствор обессоленной (дистиллированной) воды с концентрированной серной кислотой. Когда источник питания отдает энергию бортовой сети автомобиля, данный параметр снижается, в процессе зарядки и восстановления – повышается.

Благодаря описанному свойству электролитической жидкости техническое состояние обслуживаемого аккумулятора можно контролировать. Когда в одной из секций (в просторечии – банок) плотность раствора остается низкой, невзирая на длительную подзарядку, встает вопрос о работоспособности батареи и необходимости ее замены. Превышение нормы указывает на испарение воды из электролита вследствие постоянного кипения – жидкость становится плотнее.

Справка. В процессе кипения электролита испаряется только вода, серная кислота остается в растворе, но ее концентрация возрастает. Водяной пар выходит наружу через специальный клапан.

Замер плотности производится в определенных условиях:

• температура электролитической жидкости находится в пределах 20–22 °С;
• источник питания должен быть полностью заряжен;
• температура окружающей среды – 20–25 °С.

При соблюдении перечисленных условий нормальный показатель для всех банок исправного аккумулятора составит 1,27–1,29 г/см³, минимально допустимый – 1,25 г/см³. Если не выдержать указанные требования и измерить плотность электролита при более низкой температуре либо на разряженной батарее, то результаты не отразят реальной картины. Полученные значения будут заметно ниже нормы.

Подготовка к проверке

Чтобы добиться максимально точных результатов замеров, выполните ряд подготовительных действий:

1. Очистите от пыли и грязи поверхность корпуса, где расположены пробки. Задача – избежать попадания мусора внутрь после выкручивания крышек.
2. Зарядите аккумуляторную батарею до максимума.
3. В холодный период года аккумулятор придется снять с автомобиля, занести в теплое место и дать корпусу прогреться до комнатной температуры.
4. Перед подзарядкой выверните пробки и убедитесь, что пластины каждой секции полностью погружены в кислотный раствор. При необходимости долейте дистиллированную воду и произведите зарядку.

Оптимальный уровень электролита над пластинами – 15 мм, минимальный – 1 см. Проверить несложно: опустите в колодец тонкую стеклянную трубку, закройте с другого конца пальцем и вытащите наружу. Высота столба жидкости в трубке покажет реальный уровень над банками.

Из инструментов потребуется специальный прибор для измерения плотности – ареометр. Представляет собой стеклянную колбу с грушей для всасывания жидкости, внутрь помещен прозрачный поплавок с цифровой шкалой. Нехитрый прибор действует по закону Архимеда – чем плотнее раствор, тем сильнее он выталкивает погруженное тело.

Справка. Некоторые необслуживаемые источники питания оснащаются пластиковым глазком, позволяющим наблюдать за состоянием жидкости. Аккуратно демонтировав эту деталь, вы получите доступ хотя бы к одной секции батареи.

Перед измерениями установите источник питания на ровную поверхность либо закрепите в штатном кронштейне автомобиля. Выкрутите все крышки – поскольку секции разделены глухими стенками и не сообщаются между собой, мерить придется в каждом колодце отдельно. Правильно проверить плотность кислотного раствора поможет шкала ареометра – большинство производителей ставят на ней минимальную и максимальную отметку.

Как правильно измерять?

Процесс замера сложности не представляет и выполняется в следующем порядке:

1. Опустите наконечник в первый открытый колодец, сдавите резиновую грушу и втяните электролит внутрь колбы.
2. Удерживая ареометр вертикально и не вынимая из отверстия, добейтесь, чтобы поплавок не касался стенок колбы.
3. Запомните показания и выдавите кислотный раствор обратно в аккумулятор.
4. Операцию повторите на оставшихся банках.

Совет. Держите под рукой ветошь, чтобы обтирать наконечник от электролита после извлечения из очередного колодца. Используйте резиновые перчатки – жидкость агрессивна и способна разъесть кожу при попадании.

Выполняя измерение плотности электролита в аккумуляторе, записывайте показания по каждой секции. Чтобы освободить руки, аккуратно откладывайте ареометр на ветошь. По окончании замеров хорошенько промойте стеклянные детали прибора проточной водой и переходите к анализу результатов.

Показатель выше нормы

Если в одной либо нескольких банках электролит оказался плотнее нормы, есть повод проверить исправность регулятора напряжения и электрогенератора. Что происходит в батарее: концентрация кислоты в растворе повышается из-за недостатка воды, которая испаряется вследствие кипения. Значит, имеет место так называемая перезарядка – напряжение на клеммах аккумулятора слишком велико.

Восстановить требуемую плотность электролита довольно просто – необходимо добавить в нужные секции дистиллированную воду пользуясь инструкцией:

1. Измерьте уровень электролита в банке. Если он оказался недостаточным, долейте нужное количество воды и повторите замер плотности.
2. В случае когда уровень жидкости соответствует норме, доливать дистиллят нельзя. Пользуясь грушей ареометра, отсосите часть раствора и слейте его в стеклянную закрывающуюся емкость.
3. Доливая порции чистой воды и электролита, добейтесь оптимальной концентрации кислоты в растворе – 1,27 г/см³.

После восстановления нормальной плотности во всех банках аккумулятор рекомендуется дополнительно зарядить малым током – до 3 ампер.

Пониженная плотность раствора

Если проверка ареометром выявила низкую концентрацию кислоты в одной секции, за батареей придется наблюдать. Вполне вероятно, что между пластинами произошло замыкание и срок службы источника питания исчерпан. Вариант второй – сульфатация пластин, возникающая из-за глубокого разряда либо недостаточного напряжения зарядки на автомобиле.

Сделать электролитическую жидкость плотнее можно тремя проверенными способами:

• испарение лишней воды путем длительной зарядки и медленного кипячения;
• замещение части кислотного раствора более концентрированным;
• добавление серной кислоты.

Примечание. Существует способ полной замены жидкости, предусматривающий промывку батареи. Не применяйте его без крайней нужды – в процессе опорожнения свинцовые крошки, осевшие на дне аккумулятора, могут попасть между пластин и устроить замыкание, ведущее к разрушению банки и непригодности источника питания к дальнейшей эксплуатации.

Для реализации первого способа понадобится зарядное устройство, чей ток регулируется вручную. Порядок действий выглядит так:

1. Определите ток зарядки, взяв 3% от начальной емкости батареи. Пример: аккумулятор на 60 А*ч нужно заряжать силой тока 60 х 0,03 = 1,8 А.
2. Поставьте автономный источник питания на зарядку и дождитесь появления пузырьков.
3. Отрегулируйте ток заряда и по мере испарения воды измеряйте плотность. Когда она достигнет нормы, отключите «зарядник».

Если в процессе кипения уровень жидкости сильно понизился, придется купить готовый электролит нормативной плотности 1,27 г/см³ и долить нужное количество в банки.

Замещение кислотного раствора производится по аналогии с доливкой дистиллированной воды. Жидкость отсасывается из колодца грушей, на ее место заливается более плотный раствор, купленный в магазине. В продаже имеются электролиты с показателями 1,34–1,41 г/см³. Затем делается проверка плотности, при необходимости – корректировка и полная зарядка батареи.

Трудность третьего варианта заключается в отсутствии раствора серной кислоты высокой концентрации – отыскать и купить его практически невозможно. Если вам удалось достать указанное химическое вещество, добавляйте его в банки маленькими порциями, буквально по 1 см³, с помощью шприца. Действуйте осторожно и пользуйтесь средствами индивидуальной защиты – серная кислота весьма агрессивна.

Как использовать ареометр для измерения удельного веса

Вы можете измерить удельный вес с помощью ареометра, если вы залиты свинцово-кислотные батареи, у которых наверху крышки вы можете удалить, чтобы добраться до жидкости (электролита) внутри. Затем найдите удельный вес в следующей таблице, чтобы найти Глубина разряда (DOD) аккумуляторной батареи, которую вы взяли электролит от. Если у вас запаянные батареи то там нет съемных колпачков, и вы не можете этого сделать.

Электролит содержит смесь серной кислоты и дистиллированной воды.

Предупреждение: эти батареи содержат серную кислота. Всегда надевайте защитные очки и резиновые или ПВХ перчатки при работе с их.

Показания не будут точными, если вы только что добавили воды. Подожди пока перед тестированием, чтобы новая вода успела смешаться с имеющийся электролит.

Каждая батарея состоит из одной или нескольких ячеек. На фото ниже есть три клетки. Чтобы получить доступ к электролиту, просто удалите колпачок, обычно откручивая его. Убедитесь, что вы не уронили что-нибудь в камеру.

Ячейки аккумулятора.

Крышка снята.

Самый лучший, простой в использовании и доступный по цене тип ареометра — это тот, который представляет собой герметичный цилиндр с грушей на одном конце и маленькая гибкая трубка на другом конце (см. схему ниже.) Внутри есть поплавок, что-то похожее на то, что вы видели бы в ртути термометр. Убедитесь, что у вас есть тот, который сообщает вам значения для удельный вес, и на нем не только цвета. Следующие диаграмма показывает, как его использовать.

Использование поплавкового ареометра.

Если на поплавке ареометра есть числовые значения для конкретных гравитации, запишите значение и батарею, которую вы хотите измеряется.Если значений нет, зеленый цвет означает, что аккумулятор заряжен, белый цвет означает, что он нуждается в зарядке, а красный означает, что он сильно разряжен и нуждается в зарядке, но это очень приблизительные показатели. Желательно иметь фактические значения. так как вы можете сравнивать значения для разных ячеек и лучше контролировать здоровье каждой клетки.

Температурные поправочные коэффициенты

Удельный вес будет варьироваться в зависимости от температуры внутри батареи.В инструкции к вашим батареям вы узнаете, какое исправление применять. Например, так написано в мануале Surrette / Rolls. для температур в диапазоне от 0 до 130 ° F или от -17,8 до 54,4 ° C. Используйте приведенные ниже уравнения или для температур ниже 70 ° F (21 ° C) отнимите 0,03 на каждые 10 ° F (5 ° C) температуры ниже 70 ° F, а для температур выше 70 ° F добавьте 0,03 для каждые 10 ° F выше 70 ° F.

• Поправочный коэффициент (по Фаренгейту) = (0,331 x Температура_батареи_в_F — 23) / 100
• Поправочный коэффициент (по Цельсию) = (0.595 x Температура_батареи_в_C — 12,5) / 100

Многие инверторы или контроллеры заряда имеют температуру батареи датчик, который вы прикрепляете к батарейному блоку где-нибудь для наблюдения температура. Обычно у них есть ЖК-дисплей, который можно запросить. выясни это. Направляя инфракрасный термометр сбоку от одна из батарей в середине вашего батарейного блока также будет дать температуру.

Ареометр с круговой шкалой для измерения удельного веса

Ниже представлен ареометр другого типа с циферблатом вместо поплавка.Это немного менее надежно, потому что циферблат может немного заедать, когда превращение.

Циферблатный ареометр.

Крупный план циферблата.

Всасывание электролита в ареометр.

Чтение циферблата.

Батареи (Часть вторая)

Жизненный цикл батареи

Срок службы батареи определяется как количество полных циклов зарядки / разрядки, которое батарея может выполнить до того, как ее нормальная зарядная емкость упадет ниже 80 процентов от ее первоначальной номинальной емкости.Срок службы батареи может варьироваться от 500 до 1300 циклов. Различные факторы могут вызвать износ аккумулятора и сократить срок его службы. Первый — это чрезмерная разрядка, которая вызывает избыточное сульфатирование; во-вторых, слишком быстрая зарядка или разрядка, приводящая к перегреву пластин и отслаиванию активного материала. Накопление наплавленного материала, в свою очередь, вызывает короткое замыкание пластин и приводит к внутреннему разряду. Батарея, которая остается разряженной или разряженной в течение длительного периода времени, может быть необратимо повреждена.Ухудшение может продолжаться до точки, когда емкость элемента может упасть до 80 процентов после 1000 циклов. Во многих случаях элемент может продолжать работать почти до 2000 циклов, но с уменьшенной емкостью на 60 процентов от исходного состояния.

Методы испытаний свинцово-кислотных аккумуляторов

Состояние заряда аккумуляторной батареи зависит от состояния ее активных материалов, в первую очередь пластин. Однако состояние заряда батареи определяется плотностью электролита и проверяется ареометром, прибором, который измеряет удельный вес (вес по сравнению с водой) жидкостей.

Наиболее часто используемый ареометр состоит из небольшой герметичной стеклянной трубки, утяжеляемой на нижнем конце, так что она плавает в вертикальном положении. [Рисунок 12-195] Внутри узкого стержня трубки находятся бумажные весы с диапазоном значений от 1,100 до 1,300.

При использовании ареометра количество электролита, достаточное для плавания ареометра, набирается в шприц. Глубина погружения ареометра в электролит определяется плотностью электролита, а значение шкалы, указанное на уровне электролита, является его удельным весом.Чем плотнее электролит, тем выше плавает ареометр; следовательно, наибольшее число на шкале (1,300) находится в нижней части шкалы ареометра.

В новой, полностью заряженной аккумуляторной батарее самолета электролит состоит примерно на 30 процентов из кислоты и на 70 процентов из воды (по объему) и в 1,300 раз тяжелее чистой воды. Во время разряда раствор (электролит) становится менее плотным, и его удельный вес падает ниже 1,300. Показатель удельного веса от 1,300 до 1.275 указывает на высокий уровень заряда; от 1,275 до 1,240 — средний уровень заряда; а между 1.240 и 1.200 — низкий уровень заряда. Аккумуляторы для самолетов обычно имеют небольшую емкость, но подвержены большим нагрузкам. Значения, указанные для состояния заряда, поэтому довольно высоки. Ареометры периодически проводятся на всех аккумуляторных батареях, установленных в самолетах. Аккумулятор самолета в низком уровне заряда может иметь, возможно, оставшийся заряд на 50 процентов, но, тем не менее, считается низким перед лицом высоких требований, которые вскоре его исчерпают.Считается, что аккумулятор в таком состоянии заряда нуждается в немедленной подзарядке.

При проверке батареи с помощью ареометра необходимо учитывать температуру электролита. Показания удельного веса на ареометре отличаются от фактического удельного веса при изменении температуры. При температуре от 70 ° F до 90 ° F коррекция не требуется, поскольку изменение недостаточно велико, чтобы его можно было учесть. Когда температура выше 90 ° F или ниже 70 ° F, необходимо применить поправочный коэффициент.Некоторые ареометры оснащены шкалой коррекции внутри трубки. Для других ареометров необходимо обращаться к таблице, предоставленной производителем. В обоих случаях поправки следует добавлять или вычитать из показаний ареометра.

Удельный вес элемента является надежным только в том случае, если в электролит ничего не было добавлено, за исключением случайных небольших количеств дистиллированной воды для восполнения потерь, потерянных в результате нормального испарения. Всегда снимайте показания ареометра перед добавлением дистиллированной воды, а не после.Это необходимо для того, чтобы дать воде время для тщательного смешивания с электролитом, и чтобы избежать втягивания в шприц ареометра пробы, которая не отражает истинную концентрацию раствора.

Соблюдайте особую осторожность при проверке свинцово-кислотной ячейки ареометром. Обращайтесь с электролитом осторожно, поскольку серная кислота обжигает одежду и кожу. Если кислота попала на кожу, тщательно промойте это место водой, а затем нанесите бикарбонат соды.

Способы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов

При пропускании постоянного тока через аккумулятор в направлении, противоположном направлению тока разряда, аккумуляторная батарея может быть заряжена.Из-за внутреннего сопротивления (IR) в батарее напряжение внешнего источника зарядки должно быть больше, чем напряжение холостого хода. Например, напряжение холостого хода полностью заряженной 12-элементной свинцово-кислотной батареи составляет примерно 26,4 В (12 × 2,2 В), но для ее зарядки требуется примерно 28 Вольт. Это большее напряжение необходимо для зарядки из-за падения напряжения в батарее, вызванного внутренним сопротивлением. Следовательно, зарядное напряжение свинцово-кислотной батареи должно равняться напряжению холостого хода плюс падение ИК-излучения внутри батареи (произведение зарядного тока и внутреннего сопротивления).

Батареи заряжаются методом постоянного напряжения или постоянного тока. В методе постоянного напряжения [Рис. 12-196A] мотор-генератор с постоянным регулируемым напряжением проталкивает ток через батарею. В этом методе ток в начале процесса высокий, но автоматически снижается, достигая значения примерно 1 ампер, когда аккумулятор полностью заряжен. Метод постоянного напряжения требует меньше времени и контроля, чем метод постоянного тока.

В методе постоянного тока [Рисунок 12-196B] ток остается почти постоянным в течение всего процесса зарядки. Этот метод требует больше времени для полной зарядки аккумулятора и к концу процесса представляет опасность перезарядки, если не соблюдать осторожность.

В самолете аккумуляторная батарея заряжается постоянным током от системы генератора самолета. Этот метод зарядки является методом постоянного напряжения, поскольку напряжение генератора поддерживается постоянным с помощью регулятора напряжения.

Когда аккумуляторная батарея заряжается, она вырабатывает определенное количество водорода и кислорода. Поскольку это взрывоопасная смесь, важно принять меры для предотвращения воспламенения газовой смеси. Ослабьте вентиляционные колпачки и оставьте на месте. Не допускайте появления открытого огня, искр или других источников воспламенения поблизости. Перед отключением или подключением аккумулятора к зарядке всегда отключайте питание дистанционным выключателем. На Рис. 12-197 показано оборудование для зарядки аккумулятора.

Бортовой механик рекомендует

свинцово-кислотных аккумуляторов | PVEducation

5 свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные батареи являются наиболее часто используемым типом батарей в фотоэлектрических системах. Хотя свинцово-кислотные батареи имеют низкую плотность энергии, умеренный КПД и высокие требования к техническому обслуживанию, они также имеют длительный срок службы и низкие затраты по сравнению с батареями других типов. Одним из исключительных преимуществ свинцово-кислотных аккумуляторов является то, что они являются наиболее часто используемой формой аккумуляторов для большинства аккумуляторных батарей (например, для запуска двигателей автомобилей) и, следовательно, имеют хорошо зарекомендовавшую себя зрелую технологическую базу.

Рисунок: Изменение напряжения в зависимости от степени заряда для нескольких различных типов батарей.

Свинцово-кислотная батарея состоит из отрицательного электрода из губчатого или пористого свинца. Свинец пористый, что способствует образованию и растворению свинца. Положительный электрод состоит из оксида свинца. Оба электрода погружены в электролитический раствор серной кислоты и воды. В случае, если электроды входят в контакт друг с другом в результате физического движения батареи или изменения толщины электродов, два электрода разделяет электрически изолирующая, но химически проницаемая мембрана.Эта мембрана также предотвращает короткое замыкание через электролит. Свинцово-кислотные батареи накапливают энергию за счет обратимой химической реакции, показанной ниже.

Общая химическая реакция:

PbO2 + Pb + 2h3SO4⇔заряженный разряд2PbSO4 + 2h3O

На минусовой клемме реакции заряда и разряда:

Pb + SO42-зарядкаPbSO4 + 2e-

На положительном выводе реакции заряда и разряда:

PbO2 + SO42- + 4H ++ 2e-заряженный разрядPbSO4 + 2h3O

Как показывают приведенные выше уравнения, разрядка батареи вызывает образование кристаллов сульфата свинца как на отрицательной, так и на положительной клеммах, а также высвобождение электронов из-за изменения валентного заряда свинца.Для образования этого сульфата свинца используется сульфат сернокислотного электролита, окружающего аккумулятор. В результате электролит становится менее концентрированным. Полный разряд приведет к тому, что оба электрода будут покрыты сульфатом свинца и водой, а не серной кислотой, окружающей электроды. При полном разряде два электрода сделаны из одного материала, и между двумя электродами отсутствует химический потенциал или напряжение. На практике, однако, разряд прекращается при напряжении отсечки, задолго до этого момента.Поэтому аккумулятор не должен разряжаться ниже этого напряжения.

Между полностью разряженным и заряженным состояниями свинцово-кислотная батарея будет испытывать постепенное снижение напряжения. Уровень напряжения обычно используется для обозначения степени заряда аккумулятора. Зависимость аккумулятора от уровня заряда показана на рисунке ниже. Если аккумулятор остается на низком уровне заряда в течение длительного периода времени, могут вырасти крупные кристаллы сульфата свинца, что необратимо снижает емкость аккумулятора.Эти более крупные кристаллы не похожи на типичную пористую структуру свинцового электрода, и их трудно превратить обратно в свинец.

В результате реакции зарядки сульфат свинца на отрицательном электроде превращается в свинец. На положительном конце реакция превращает свинец в оксид свинца. В качестве побочного продукта этой реакции выделяется водород. Во время первой части цикла зарядки преобладающей реакцией является превращение сульфата свинца в свинец и оксид свинца. Однако по мере того, как происходит зарядка и большая часть сульфата свинца превращается либо в свинец, либо в диоксид свинца, зарядный ток электролизует воду из электролита, и выделяются водород и газообразный кислород, процесс, известный как «выделение газа» из батареи.Если ток подается в батарею быстрее, чем может быть преобразован сульфат свинца, то выделение газа начинается до того, как весь сульфат свинца будет преобразован, то есть до того, как батарея будет полностью заряжена. Газообразование создает несколько проблем в свинцово-кислотной батарее. Газовыделение батареи не только вызывает проблемы безопасности из-за взрывоопасной природы производимого водорода, но также снижает количество воды в батарее, которую необходимо заменять вручную, вводя в систему компонент для обслуживания.Кроме того, выделение газа может вызвать отделение активного материала от электролита, что приведет к необратимому снижению емкости аккумулятора. По этим причинам аккумулятор не следует регулярно заряжать выше напряжения, которое вызывает газообразование. Напряжение газовыделения изменяется в зависимости от скорости заряда.

Сульфат свинца является изолятором, и поэтому способ образования сульфата свинца на электродах определяет, насколько легко можно разрядить аккумулятор.

Для большинства систем возобновляемой энергии наиболее важными характеристиками батареи являются срок службы батареи, глубина разряда и требования к обслуживанию батареи.Этот набор параметров и их взаимосвязь с режимами зарядки, температурой и возрастом описаны ниже.

Глубина разряда в сочетании с емкостью батареи является фундаментальным параметром в конструкции блока батарей для фотоэлектрической системы, поскольку энергия, которая может быть извлечена из батареи, определяется умножением емкости батареи на глубину разряда. Батареи классифицируются как батареи глубокого или мелкого цикла. Глубина разряда батареи глубокого цикла может превышать 50%, а может достигать 80%.Чтобы достичь такой же полезной емкости, аккумуляторная батарея мелкого цикла должна иметь большую емкость, чем аккумуляторная батарея глубокого цикла.

Помимо глубины разряда и номинальной емкости аккумулятора, мгновенная или доступная емкость аккумулятора сильно зависит от скорости разряда аккумулятора и рабочей температуры аккумулятора. Емкость аккумулятора падает примерно на 1% на градус ниже примерно 20 ° C. Однако высокие температуры также не идеальны для аккумуляторов, поскольку они ускоряют старение, саморазряд и расход электролита.На приведенном ниже графике показано влияние температуры и скорости разряда аккумулятора на емкость аккумулятора.

Рисунок: Взаимосвязь между емкостью батареи, температурой и скоростью разряда.

Со временем емкость аккумулятора снижается из-за сульфатации аккумулятора и выделения активного материала. Ухудшение емкости аккумулятора наиболее сильно зависит от взаимосвязи следующих параметров:

• режим зарядки / разрядки аккумулятора
• DOD аккумулятора в течение срока его службы
• его подверженность длительным периодам низкого разряда
• средняя температура батареи за весь срок службы

На следующем графике показано изменение функции аккумулятора в зависимости от количества циклов и глубины разряда для свинцово-кислотных аккумуляторов с поверхностным циклом.Свинцово-кислотная батарея глубокого разряда должна иметь срок службы более 1000 циклов даже при глубине разряда более 50%.

Рисунок: Взаимосвязь между емкостью батареи, глубиной разряда и сроком службы для батареи мелкого цикла.

Помимо DOD, режим зарядки также играет важную роль в определении срока службы батареи. Перезарядка или недостаточная зарядка батареи приводит либо к потере активного материала, либо к сульфатированию батареи, что значительно сокращает срок ее службы.

Рисунок: Влияние режима зарядки на емкость аккумулятора.

Окончательное влияние на зарядку аккумулятора связано с температурой аккумулятора. Хотя емкость свинцово-кислотной батареи снижается при работе при низких температурах, работа при высоких температурах увеличивает скорость старения батареи.

Рисунок: Взаимосвязь между емкостью батареи, температурой и сроком службы батареи глубокого цикла.

Кривые разряда при постоянном токе для свинцово-кислотной батареи емкостью 550 Ач при различных скоростях разряда, с ограничивающим напряжением 1.85 В на ячейку (Mack, 1979). Более длительное время разряда увеличивает емкость аккумулятора.

Производство водорода и кислорода из батареи приводит к потере воды, поэтому в свинцово-кислотных батареях необходимо регулярно заменять воду. Другие компоненты аккумуляторной системы не требуют регулярного обслуживания, поэтому потеря воды может стать серьезной проблемой. Если система находится в удаленном месте, проверка потери воды может увеличить затраты. Аккумуляторы, не требующие обслуживания, ограничивают потребность в регулярном внимании, предотвращая или уменьшая количество газа, выходящего из аккумулятора.Однако из-за коррозионной природы электролита все батареи в некоторой степени вносят дополнительный компонент для технического обслуживания в фотоэлектрическую систему.

Свинцово-кислотные батареи обычно имеют кулоновский КПД 85% и КПД по энергии порядка 70%.

В зависимости от того, какая из вышеперечисленных проблем является наиболее важной для конкретного приложения, соответствующие модификации базовой конфигурации батареи улучшают ее характеристики. В случае использования возобновляемых источников энергии указанные выше проблемы повлияют на глубину разряда, срок службы батареи и требования к техническому обслуживанию.Изменения в батарее обычно включают модификацию в одной из трех основных областей:

• изменения состава и геометрии электродов
• изменения в раствор электролита
• модификации корпуса или клемм аккумуляторной батареи для предотвращения или уменьшения утечки образующегося газообразного водорода.

Залитые свинцово-кислотные батареи характеризуются длительным циклом работы и длительным сроком службы. Однако залитые батареи требуют периодического обслуживания. Необходимо не только регулярно контролировать уровень воды в электролите, измеряя его удельный вес, но эти батареи также требуют «ускоренной зарядки».

Ускоренная зарядка

Ускоренная или выравнивающая зарядка включает в себя периодическую кратковременную перезарядку, при которой выделяется газ и смешивается электролит, предотвращая расслоение электролита в батарее. Кроме того, ускоренная зарядка также помогает поддерживать одинаковую емкость всех аккумуляторов. Например, если одна батарея развивает более высокое внутреннее последовательное сопротивление, чем другие батареи, тогда батарея с более низким SR будет постоянно недозаряжаться во время нормального режима зарядки из-за падения напряжения на последовательном сопротивлении.Однако, если батареи заряжаются более высоким напряжением, это позволяет полностью зарядить все батареи.

Удельный вес (SG)

В затопленной аккумуляторной батарее происходит потеря воды из электролита из-за выделения водорода и кислорода. Удельный вес электролита, который можно измерить ареометром, укажет на необходимость добавления воды в батареи, если батареи полностью заряжены. В качестве альтернативы ареометр точно укажет уровень заряда батареи, если известно, что уровень воды правильный.SG периодически измеряется после ускоренной зарядки, чтобы убедиться, что в батарее достаточно воды в электролите. Удельный вес батареи должен быть предоставлен производителем.

Особые требования для гелевых герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов

в гелеобразном состоянии или AGM (которые обычно герметичны или регулируются с помощью клапана) имеют несколько потенциальных преимуществ:

• они могут быть подвергнуты глубокому циклу с сохранением срока службы батареи
• ускоренная зарядка не нужна
• они требуют меньшего обслуживания.

Однако эти батареи обычно требуют более точного режима зарядки и более низкого напряжения. Режим зарядки с более низким напряжением обусловлен использованием свинцово-кальциевых электродов для минимизации выделения газов, но требуется более точный режим зарядки, чтобы минимизировать выделение газов от батареи. Кроме того, эти батареи могут быть более чувствительными к колебаниям температуры, особенно если режим зарядки не компенсирует температуру или не предназначен для этих типов батарей.

Аккумулятор для фотоэлектрической системы будет рассчитан на определенное количество циклов при определенном DOD, режиме зарядки и температуре.Однако батареи могут преждевременно терять емкость или внезапно выходить из строя по разным причинам. Внезапный отказ может быть вызван внутренним коротким замыканием батареи из-за отказа электрического разделителя внутри батареи. Короткое замыкание в батарее снизит напряжение и емкость всего блока батарей, особенно если секции батареи соединены параллельно, а также приведет к другим потенциальным проблемам, таким как перезаряд оставшихся батарей.Батарея также может выйти из строя из-за разрыва цепи (то есть может происходить постепенное увеличение внутреннего последовательного сопротивления), и любые батареи, подключенные последовательно с этой батареей, также будут затронуты. Замораживание аккумулятора, в зависимости от типа используемого свинцово-кислотного аккумулятора, также может вызвать необратимый выход аккумулятора из строя.

Постепенное снижение емкости может усугубляться неправильной работой, в частности, ухудшением DOD. Однако работа одной части аккумуляторной батареи в условиях, отличных от другой, также приведет к снижению общей емкости и увеличению вероятности отказа батареи.Батареи могут непреднамеренно эксплуатироваться в разных режимах либо из-за колебаний температуры, либо из-за выхода из строя батареи в одной цепочке батарей, что приводит к неравномерной зарядке и разрядке в цепочке.

Установка

Батареи должны устанавливаться в соответствии с действующим стандартом страны, в которой они устанавливаются. В настоящее время существуют австралийские стандарты AS3011 и AS2676 для установки батарей. Существует также проект стандарта для батарей для приложений RAPS, который в конечном итоге станет австралийским стандартом.

Среди других факторов, которые следует учитывать при установке аккумуляторной системы, являются вентиляция, необходимая для конкретного типа аккумуляторной батареи, условия заземления, на которых должна быть размещена аккумуляторная батарея, и меры, принятые для обеспечения безопасности тех, кто может иметь доступ к аккумуляторной батарее. Кроме того, при установке блока батарей необходимо следить за тем, чтобы температура батареи находилась в пределах допустимых условий эксплуатации батареи и чтобы температура батарей в большем блоке батарей была такой же.Батареи в очень холодных условиях могут замерзать при низком уровне заряда, поэтому зимой вероятность того, что батарея будет разряжена, будет более низкой. Чтобы предотвратить это, аккумуляторную батарею можно закопать под землю. Аккумуляторы, регулярно подвергающиеся воздействию высоких рабочих температур, также могут иметь сокращенный срок службы.

Батареи потенциально опасны, и пользователи должны знать о трех основных опасностях: Серная кислота в электролите вызывает коррозию. При работе с батареями важна не только защита ног и глаз, но и защитная одежда.

Батареи обладают способностью генерировать большой ток. Если металлический предмет случайно попадает на клеммы батареи, через этот предмет могут протекать большие токи. При работе с батареями следует свести к минимуму присутствие ненужных металлических предметов (например, украшений), а инструменты должны иметь изолированные ручки.

Опасность взрыва из-за выделения водорода и кислорода. Во время зарядки, особенно при перезарядке, некоторые батареи, включая большинство батарей, используемых в фотоэлектрических системах, могут выделять потенциально взрывоопасную смесь водорода и кислорода.Чтобы снизить риск взрыва, используется вентиляция для предотвращения скопления этих газов, а потенциальные источники воспламенения (т. Е. Цепи, которые могут генерировать искры или дуги) исключаются из корпуса аккумуляторной батареи.

Аккумуляторы вводят компонент периодического обслуживания в фотоэлектрическую систему. Для всех аккумуляторов, включая «необслуживаемые», требуется график технического обслуживания, который должен обеспечивать:

• клеммы аккумулятора не корродированы
• соединения аккумулятора затянуты
• корпус аккумуляторной батареи не должен иметь трещин и коррозии.

Залитые батареи требуют дополнительного и более частого обслуживания. Для залитых аккумуляторов уровень электролита и удельный вес электролита для каждой батареи необходимо регулярно проверять. Проверка удельного веса аккумулятора с помощью ареометра должна выполняться не менее чем через 15 минут после выравнивания или ускоренного заряда. В аккумуляторы следует добавлять только дистиллированную воду. Водопроводная вода содержит минералы, которые могут повредить электроды батареи.

Свинец в свинцово-кислотных аккумуляторах представляет опасность для окружающей среды, если он не утилизируется надлежащим образом.Свинцово-кислотные батареи следует утилизировать, чтобы можно было восстановить свинец без ущерба для окружающей среды.

Материалы, из которых изготовлены электроды, имеют большое влияние на химический состав батареи и, следовательно, влияют на напряжение батареи и ее характеристики зарядки и разрядки. Геометрия электрода определяет внутреннее последовательное сопротивление, а также скорость зарядки и разрядки.

Основными материалами анода и катода в свинцово-кислотной батарее являются свинец и диксодий свинца (PbO2).Свинцовый электрод выполнен в виде губчатого свинца. Губчатый свинец желателен, поскольку он очень пористый, и поэтому площадь поверхности между свинцом и электролитом серной кислоты очень велика. Добавление небольших количеств других элементов в свинцовый электрод для образования сплавов свинца может уменьшить некоторые недостатки, связанные со свинцом. Основными типами используемых электродов являются свинец / сурьма (с использованием нескольких процентов сурьмы), сплавы свинец / кальций и сплавы свинец / сурьма / кальций.

Аккумуляторы из свинцового сплава с сурьмой имеют несколько преимуществ перед электродами из чистого свинца.К этим преимуществам относятся: более низкая стоимость свинца / сурьмы; повышенная прочность свинцово-сурьмянистого электрода; и возможность получить глубокую разрядку в течение короткого периода времени. Однако сплавы свинец / сурьма склонны к сульфатированию, и их не следует оставлять при низком уровне заряда в течение длительных периодов времени. Кроме того, сплавы свинец / сурьма увеличивают выделение газа в батарее во время зарядки, что приводит к значительным потерям воды. Поскольку в эти батареи необходимо добавлять воду, они требуют более серьезного обслуживания.Кроме того, свинцово-сурьмянистые батареи отличаются высокой скоростью разряда и коротким сроком службы. Эти проблемы (xx — проверьте, вызваны ли обе проблемы металлизацией)) вызваны растворением сурьмы с одного электрода и ее осаждением или осаждением на другом электроде. (xx повышенная адгезия PbO2 xx)

Свинцово-кальциевые батареи — это технология со средней стоимостью. Как и сурьма, кальций также добавляет прочности свинцу отрицательного электрода, но, в отличие от сурьмы, добавление кальция снижает выделение газа в батарее, а также снижает скорость саморазряда.Однако свинцово-кальциевые батареи не следует сильно разряжать. Следовательно, эти типы аккумуляторов можно считать «необслуживаемыми», но это только аккумуляторы с малым циклом заряда.

Добавление сурьмы, а также кальция в электроды дает некоторые преимущества как сурьмы, так и свинца, но при более высокой стоимости. Батареи глубокого разряда, подобные этим, также могут иметь длительный срок службы. Кроме того, к электродам могут быть добавлены следовые количества других материалов для повышения производительности батареи.

В дополнение к материалу, из которого изготовлены электродные пластины, физическая конфигурация электродов также влияет на скорость заряда и разряда, а также на срок службы. Тонкие пластины обеспечивают более быструю зарядку и разрядку, но они менее прочные и более склонны к отслаиванию материала с пластин. Поскольку высокие токи зарядки или разрядки обычно не являются обязательной характеристикой аккумуляторов для систем возобновляемой энергии, можно использовать более толстые пластины, которые имеют меньшее время зарядки и разрядки, но также имеют более длительный срок службы.

В открытой залитой батарее любой образующийся газ может улетучиваться в атмосферу, вызывая проблемы как с точки зрения безопасности, так и с обслуживанием. Герметичный свинцово-кислотный (SLA), свинцово-кислотный (VRLA) с регулируемым клапаном или рекомбинированный свинцово-кислотный аккумулятор предотвращает потерю воды из электролита, предотвращая или сводя к минимуму утечку газообразного водорода из аккумулятора. В герметичной свинцово-кислотной батарее (SLA) водород не улетучивается в атмосферу, а скорее перемещается или мигрирует к другому электроду, где он рекомбинирует (возможно, с помощью процесса каталитического преобразования) с образованием воды.Эти батареи не являются полностью герметичными, а имеют вентиляционное отверстие для предотвращения повышения давления в батарее. Герметичные батареи требуют строгого контроля заряда, чтобы предотвратить накопление водорода быстрее, чем он может рекомбинировать, но они требуют меньше обслуживания, чем открытые батареи.

Свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием (VRLA) по своей концепции аналогичны герметичным свинцово-кислотным (SLA) аккумуляторным батареям, за исключением того, что клапаны должны выделять водород почти полностью.Аккумуляторы SLA или VRLA обычно имеют дополнительные конструктивные особенности, такие как использование гелеобразных электролитов и использование свинцово-кальциевых пластин для сведения к минимуму выделения газообразного водорода.

Несмотря на разнообразие типов батарей и областей применения, особенно важными характеристиками фотоэлектрических систем являются требования к обслуживанию батареи и способность глубоко заряжать батарею при сохранении длительного срока службы. Для обеспечения длительного срока службы при глубоком разряде батареи глубокого разряда могут быть либо открытого типа, с избытком электролитического раствора и толстыми пластинами, либо иммобилизованного электролитического типа.Герметичные гелевые батареи могут быть классифицированы как батареи глубокого разряда, но они обычно выдерживают меньшее количество циклов и меньшие разряды, чем специально разработанные батареи с заливной пластиной или батареи AGM. В аккумуляторах с мелким циклом обычно используются более тонкие пластины, изготовленные из свинцово-кальциевых сплавов, и обычно глубина разряда не превышает 25%.

Батареи для фотоэлектрических или удаленных источников питания (RAPS)

Строгие требования к батареям, используемым в фотоэлектрических системах, побудили нескольких производителей изготавливать батареи, специально разработанные для фотоэлектрических или других удаленных систем питания.В автономных фотоэлектрических системах чаще всего используются батареи свинцово-кислотного типа с глубоким циклом или необслуживаемые батареи с меньшим циклом. Батареи глубокого цикла могут быть батареями с открытым заливом (которые не требуют обслуживания) или батареями AGM с невыпадающим электролитом, которые не требуют обслуживания (но которые требуют осторожности при выборе регулятора). Специальные необслуживаемые батареи с малым циклом работы, которые выдерживают нечастую разрядку, также могут использоваться в фотоэлектрических системах, и при условии, что аккумуляторная батарея спроектирована надлежащим образом, никогда не требуется DOD более 25%.Аккумулятор с длительным сроком службы в правильно спроектированной фотоэлектрической системе при правильном обслуживании может прослужить до 15 лет, но использование батарей, которые не рассчитаны на длительный срок службы, или условий в фотоэлектрической системе, или являются частью плохой конструкции системы может привести к выходу из строя аккумуляторного блока всего через несколько лет.

Доступны несколько других типов батарей специального назначения, они описаны ниже.

Пусковые, осветительные батареи зажигания (SLI). Эти аккумуляторы используются в автомобилях и имеют высокую скорость разряда и заряда.Чаще всего используются электродные пластины, упрочненные либо свинцово-сурьмяной в затопленной конфигурации, либо свинцово-кальциевой в герметичной конфигурации. Эти батареи имеют хороший срок службы в условиях малого цикла, но имеют очень низкий срок службы в условиях глубокого цикла. Батареи SLI не следует использовать в фотоэлектрической системе, поскольку их характеристики не оптимизированы для использования в системе возобновляемых источников энергии, поскольку срок службы фотоэлектрической системы очень мал.

Тяговые или тяговые аккумуляторные батареи. Тяговые или двигательные батареи используются для обеспечения электроэнергией небольших транспортных средств, таких как тележки для гольфа.По сравнению с батареями SLI, они обладают большей способностью выдерживать глубокий цикл при сохранении длительного срока службы. Хотя эта особенность делает их более подходящими для фотоэлектрической системы, чем та, которая использует батареи SLI, силовые батареи не должны использоваться в каких-либо фотоэлектрических системах, поскольку их скорость саморазряда очень высока из-за использования свинцово-сурьмяных электродов. Высокая скорость саморазряда фактически приведет к большим потерям мощности в батарее и сделает общую фотоэлектрическую систему неэффективной, если батареи не будут испытывать большой DOD на ежедневной основе.Способность этих аккумуляторов выдерживать глубокую цикличность также намного ниже, чем у настоящих аккумуляторов глубокого цикла. Поэтому эти батареи не подходят для фотоэлектрических систем.

Жилые или морские батареи. Эти батареи обычно представляют собой компромисс между батареями SLI, тяговыми батареями и настоящими батареями глубокого цикла. Хотя они и не рекомендуются, в некоторых небольших фотоэлектрических системах используются двигательные и морские батареи. Срок службы таких батарей будет ограничен в лучшем случае несколькими годами, так что экономия на замене батарей означает, что такие батареи, как правило, не являются долгосрочным рентабельным вариантом.

Стационарные аккумуляторы. Стационарные батареи часто используются для аварийного питания или источников бесперебойного питания. Это аккумуляторы мелкого цикла, предназначенные для того, чтобы оставаться почти полностью заряженными в течение большей части своего срока службы с лишь периодическими глубокими разрядами. Их можно использовать в фотоэлектрических системах, если размер аккумуляторной батареи не должен опускаться ниже DOD от 10% до 25%.

Батареи глубокого разряда. Батареи глубокого разряда должны обеспечивать срок службы в несколько тысяч циклов при высокой глубине разряда (80% или более).Значительные различия в характеристиках цикла могут наблюдаться с двумя типами батарей глубокого разряда, поэтому следует сравнивать срок службы и степень разряда различных батарей глубокого разряда.

Свинцово-кислотный аккумулятор состоит из электродов из оксида свинца и свинца, погруженных в раствор слабой серной кислоты. Возможные проблемы со свинцово-кислотными аккумуляторами:

Газообразование: выделение водорода и кислорода. Выделение аккумулятора газом приводит к проблемам с безопасностью и потере воды из электролита.Потеря воды увеличивает требования к обслуживанию батареи, поскольку воду необходимо периодически проверять и заменять.

Повреждение электродов. Вывод отрицательного электрода мягкий и легко повреждается, особенно в тех случаях, когда аккумулятор может постоянно или сильно двигаться.

Расслоение электролита. Серная кислота — тяжелая вязкая жидкость. По мере разряда батареи концентрация серной кислоты в электролите снижается, а во время зарядки концентрат серной кислоты увеличивается.Это циклическое изменение концентрации серной кислоты может привести к расслоению электролита, при котором более тяжелая серная кислота остается на дне батареи, а менее концентрированный раствор, вода, остается наверху. Непосредственная близость электродных пластин внутри батареи означает, что при физическом встряхивании серная кислота и вода не смешиваются. Однако контролируемое выделение газа электролита способствует смешиванию воды и серной кислоты, но его необходимо тщательно контролировать, чтобы избежать проблем безопасности и потери воды.В большинстве свинцово-кислотных аккумуляторов требуется периодическая, но нечастая подача газа в аккумулятор для предотвращения или обращения вспять расслоения электролита в процессе, называемом «ускоренной» зарядкой.

Сульфатирование аккумулятора. При низком уровне заряда на свинцовом электроде могут расти крупные кристаллы сульфата свинца, в отличие от мелкозернистого материала, который обычно образуется на электродах. Сульфат свинца — изоляционный материал.

Разлив серной кислоты. Если серная кислота вытечет из батарейного отсека, это представляет серьезную угрозу безопасности.Желирование или иммобилизация жидкой серной кислоты снижает вероятность разливов серной кислоты.

Зависание АКБ при низком уровне разряда. Если аккумулятор находится на низком уровне разряда после превращения всего электролита в воду, точка замерзания электролита также падает.

Потеря активного материала электродов. Потеря активного материала электродов может происходить в результате нескольких процессов. Одним из процессов, который может вызвать необратимую потерю емкости, является отслаивание активного материала из-за изменения объема между xxx и сульфатом свинца.Кроме того, xxx. Неправильные условия зарядки и выделение газа могут вызвать отслоение активного материала с электродов, что приведет к необратимой потере емкости.

В зависимости от того, какая из вышеперечисленных проблем является наиболее важной для конкретного приложения, соответствующие модификации базовой конфигурации батареи улучшают ее характеристики. В случае использования возобновляемых источников энергии указанные выше проблемы повлияют на глубину разряда, срок службы батареи и требования к техническому обслуживанию.Изменения в батарее обычно включают модификацию в одной из трех основных областей:

• изменения состава и геометрии электродов
• изменения в раствор электролита
• модификации корпуса или клемм аккумуляторной батареи для предотвращения или уменьшения утечки образующегося газообразного водорода.

Коррозия состоит из областей набора или восстановления / окисления, в которых обе реакции происходят на одном и том же электроде. Для аккумуляторной системы коррозия приводит к нескольким пагубным последствиям.Один из эффектов заключается в том, что он превращает металлический электрод в оксид металла.

Все химические реакции протекают как в прямом, так и в обратном направлении. Чтобы обратная реакция протекала, реагенты должны набирать достаточно энергии, чтобы преодолеть электрохимическую разницу между реагентами и продуктами, а также перенапряжение. Обычно в аккумуляторных системах вероятность возникновения обратной реакции мала, так как имеется несколько молекул с достаточно большой энергией. Однако некоторые частицы, хотя и маленькие, обладают достаточной энергией.В заряженной батарее существует процесс, с помощью которого батарея может быть разряжена даже при отсутствии нагрузки, подключенной к батарее. Количество разряда аккумулятора при стоянии называется саморазрядом. Саморазряд увеличивается с увеличением температуры, потому что у большей части продуктов будет достаточно энергии для протекания реакции в обратном направлении.

Идеальным набором химических реакций для батареи является тот, в котором существует большой химический потенциал, который высвобождает большое количество электронов, имеет низкое перенапряжение, спонтанно протекает только в одном направлении и является единственной химической реакцией, которая может произойти.Однако на практике существует несколько эффектов, которые ухудшают характеристики батареи из-за нежелательных химических реакций, таких как изменение фазы объема реагентов или продуктов, а также физическое движение реагентов и продуктов внутри батареи.

Во время химических реакций многие материалы претерпевают изменение либо в фазе, либо, если они остаются в одной и той же фазе, объем и плотность материала могут быть изменены в результате химической реакции. Наконец, материалы, используемые в батарее, в первую очередь анод и катод, могут изменить свою кристалличность или структуру поверхности, что, в свою очередь, повлияет на реакции в батарее.Многие компоненты в окислительно-восстановительных реакциях претерпевают изменение фазы во время окисления или восстановления. Например, в свинцово-кислотной батарее сульфат-ионы меняются с твердой формы (в виде сульфата свинца) на раствор (в виде серной кислоты). Если сульфат свинца перекристаллизовывается где-нибудь, кроме анода или катода, то этот материал теряется для аккумуляторной системы. Во время зарядки только материалы, соединенные с анодом и катодом, могут участвовать в электронном обмене, и поэтому, если материал не касается анода или катода, он больше не может заряжаться.Образование газовой фазы в батарее также представляет особые проблемы. Прежде всего, газовая фаза обычно имеет больший объем, чем исходные реагенты, что вызывает изменение давления в батарее. Во-вторых, если предполагаемые продукты находятся в газовом переходе, они должны быть ограничены анодом и катодом, иначе они не смогут заряжаться.

Изменение громкости также обычно отрицательно сказывается на работе от батареи.

В стандартной свинцово-кислотной батарее электроды погружены в жидкую серную кислоту.Несколько модификаций электролита используются для улучшения характеристик батареи в одной из нескольких областей. Ключевыми параметрами электролита, которые контролируют производительность батареи, являются объем и концентрация электролита, а также образование «пленочного» электролита.

Изменения объема электролита можно использовать для повышения надежности батареи. Увеличение объема электролита делает батарею менее чувствительной к потерям воды и, следовательно, делает регулярное техническое обслуживание менее критичным.Увеличение объема батареи также увеличит ее вес и снизит удельную энергию батареи.

В батареях с «пленочным» электролитом серная кислота иммобилизуется либо путем «гелеобразования» серной кислоты, либо с помощью «абсорбирующего стеклянного мата». Оба имеют меньшее выделение газа по сравнению с затопленными свинцово-кислотными аккумуляторами и, следовательно, часто встречаются в герметичных свинцово-кислотных аккумуляторах, не требующих обслуживания.

Желирование. В «гелеобразной» свинцово-кислотной батарее электролит может быть иммобилизован путем гелеобразования серной кислоты с использованием силикагеля.Загустевший электролит имеет преимущество в том, что снижается газообразование, и, следовательно, батареи не требуют особого обслуживания. Кроме того, расслоение электролита не происходит с гелевыми батареями, и поэтому ускоренная зарядка не требуется, а поскольку электролит загустевает, вероятность просыпания серной кислоты также снижается. Однако для того, чтобы еще больше снизить газообразование, в этих «гелевых» аккумуляторах также обычно используются свинцово-кальциевые пластины, что делает их непригодными для применения в условиях глубокого разряда.Еще один недостаток состоит в том, что условия зарядки гелеобразной свинцово-кислотной батареи необходимо более тщательно контролировать, чтобы предотвратить перезаряд и повреждение батареи.

Абсорбирующее матирование стекла. Вторая технология, которая может быть использована для иммобилизации серной кислоты, — это «абсорбирующий стеклянный мат» или аккумуляторы AGM. В аккумуляторе AGM серная кислота поглощается матом из стекловолокна, который помещается между пластинами электродов. Аккумуляторы AGM обладают многочисленными преимуществами, включая возможность глубокой разрядки без ущерба для срока службы, возможность высокой скорости заряда / разряда и расширенного температурного диапазона для работы.Ключевым недостатком этих аккумуляторов является необходимость более тщательно контролируемых режимов зарядки и более высокая начальная стоимость.

| Электронный дизайн

Загрузите эту статью в формате PDF.

От сотовых телефонов до электромобилей — каждый пользователь заботится о времени автономной работы. Разработчики систем усердно работают над максимальным временем работы, используя один из двух подходов: проектировать систему с батарейным питанием так, чтобы она эффективно потребляла электроэнергию, чтобы батареи прослужили дольше, или максимальное количество энергии, доступное для системы с батарейным питанием.Чтобы максимально увеличить доступную мощность батареи, вы можете использовать батарею большего размера или меньшую батарею большой емкости. Поскольку большинство систем с батарейным питанием являются портативными, следует учитывать их вес и размер. Таким образом, использование более крупной батареи несколько противоречит цели меньшей и легкой.

Итак, при изготовлении батареи вам лучше всего будет изготовить батарею большой емкости. Батарея состоит из ячеек, расположенных последовательно для увеличения доступного напряжения и параллельно для увеличения доступного тока.Таким образом, батареи большой емкости состоят из ячеек большой емкости. Сегодня литий-ионный элемент используется в большинстве приложений с батарейным питанием, с отличным балансом размера, веса, доступного тока, емкости и стоимости.

Емкость литий-ионного элемента

или любого другого элемента в этом отношении измеряется в ампер-часах (Ач). Для обзора, один ампер-час означает, что вы можете получить один ампер из ячейки в течение одного часа. Итак, ампер-часы — это произведение ампер на часы.Аналогично, 1 Ач также означает, что вы можете потреблять 2 А в течение 0,5 часа или 0,25 А в течение четырех часов.

Ач фактически является мерой хранимых кулонов. Если посмотреть на единицы измерения в ампер-часах, один ампер равен 1 кулону в секунду. Если вы умножите амперы на время, вы получите кулоны. Учитывая, что один час равен 3600 секундам, тогда 1 Ач равен 3600 ампер-секундам или (3600 кулонов в секунду) × секунды, что равняется 3600 кулонам накопленного заряда в ячейке. Обратите внимание, что для небольших элементов вы можете найти их емкость, измеренную в миллиампер-часах (мАч).Например, типичный литий-ионный аккумулятор 18650 будет хранить около 3 Ач или 3000 мАч.

1. На рисунке показан профиль разряда литий-ионного элемента. Верхняя строка представляет собой зависимость напряжения от времени, начиная с полного заряда и продолжая до достижения конечного напряжения разряда (EODV). Во время этого разряда ток постоянен. Измеренное время — это время, необходимое для разряда. Емкость элемента — это площадь под кривой разряда.

Вы также можете измерить емкость элемента в ватт-часах (Втч).Емкость Wh — это мера запасенной энергии. В единицах измерения один ватт — это один джоуль в секунду. Если вы умножите ватты на время, вы получите джоули. Учитывая, что один час равен 3600 секундам, тогда 1 Втч составляет 3600 ватт-секунд, или (3600 джоулей / секунда) × секунды, что равняется 3600 джоулям запасенной энергии в ячейке.

Однако типичный способ описания емкости литий-ионных элементов — это их зарядная емкость, или Ач. В оставшейся части этой статьи я буду рассматривать емкость исключительно в Ач.

Чтобы измерить емкость Ач, начните с полностью заряженного элемента.Самый простой способ измерить емкость элемента — потреблять постоянный ток в Х ампер до тех пор, пока он не разрядится. Ячейка считается разряженной, когда напряжение ячейки достигает конечного напряжения разряда (EODV).

Для практического измерения просто примените фиксированную нагрузку постоянного тока в X ампер и запустите часы. Чтобы быть уверенным в потребляемом токе, не полагайтесь на точность уставки нагрузки постоянного тока. Вместо этого измерьте ток, потребляемый нагрузкой.Мы назовем этот измеренный ток X амперами. Постоянно измеряйте напряжение на ячейке. Когда напряжение достигнет EODV, остановите часы. Допустим, это T часов (рис. 1) .

Теперь просто умножьте значение постоянного тока X ампер на измеренное время T. Результатом будет измеренная емкость X × T Ah. Емкость — это площадь под кривой зависимости тока от времени. В этой простой измерительной установке кривая зависимости тока от времени представляет собой не кривую, а прямую линию.Следовательно, вычисление площади под кривой просто X × T.

Факторы, влияющие на точность измерения емкости

В приведенном выше примере мы измеряли три параметра: ток, время и напряжение. Время можно измерить с чрезвычайной точностью, поэтому ошибка измерения времени вряд ли окажет серьезное негативное влияние на измерение емкости.

Точность измерения напряжения важна, потому что способность измерять напряжение — это то, что останавливает часы.Если измерение напряжения некачественное, он может остановить часы слишком рано, что приведет к заниженным результатам измерения емкости. Точно так же плохое измерение напряжения может привести к слишком поздней остановке часов, что приведет к завышению емкости. Хорошая новость заключается в том, что напряжение на ячейке со временем меняется медленно. Следовательно, ошибку измерения напряжения можно уменьшить, используя более длительное время интегрирования цифрового мультиметра, чтобы уменьшить шум, который может помешать качественному измерению напряжения. Поскольку напряжение изменяется медленно, можно безопасно использовать более длительное время интегрирования.

Точность измерения тока является доминирующим фактором при определении погрешности измерения емкости Ач. Низкая точность измерения тока будет означать плохое измерение емкости Ач. Чтобы получить четкое представление о качестве измерения емкости Ач, посмотрите характеристики текущего измерения, которое вы проводите.

Определение точности измерения емкости

При измерении емкости будет ошибка измерения емкости в виде коэффициента усиления в% от измерения емкости плюс срок смещения мАч ошибки за час измерения.

2. Система питания Keysight Advanced Power System (APS) — это семейство блоков питания постоянного тока, состоящее из 24 моделей мощностью 1000 Вт (вверху) и 2000 Вт (внизу). Эти источники питания могут как подавать питание, так и действовать как нагрузка с постоянным током, обеспечивая при этом очень высокую точность измерения тока. Для получения дополнительной информации посетите www.keysight.com/find/APS.

Рассмотрим пример измерения мощности с источником питания Keysight APS 1000 Вт, модель N7950A, номинальным напряжением 9 В и ± 100 А (рис.2) . Этот источник питания является двухквадрантным, что означает, что он может как источник (положительный ток до +100 А), так и сток (отрицательный ток до 100 А). Это делает его отличным инструментом для зарядки и разрядки ячеек.

При разрядке элемента или уменьшении тока N7950A действует как электронная нагрузка постоянного тока (электронная нагрузка), и поэтому его можно использовать для измерения емкости элемента с помощью метода, описанного выше. Примечание. В оставшейся части этой статьи я буду называть этот двухквадрантный источник питания электронной нагрузкой, поскольку мы используем его в качестве электронной нагрузки для разряда элемента и измерения емкости элемента.

Теперь, продолжая пример, мы измерим емкость большой ячейки, где мы можем протянуть постоянный ток 5 А. Этот большой элемент представляет собой ячейку мешочного типа, используемую в электромобилях, возможно, с емкостью 10 Ач или высшее (рис.3) .

Спецификация точности измерения тока N7950A составляет 0,05% + 3 мА в диапазоне от 0 до 10 А. Помните, ранее я сказал, что не имеет значения, на какой уровень постоянного тока был установлен ток, потому что мы будем использовать текущее измерение, чтобы точно определить, какой ток выводится из ячейки.N7950A также имеет точность временной развертки 0,01%.

3. Карманные литий-ионные аккумуляторы большого формата были разработаны для использования в электромобилях. Ячейки большого размера могут иметь емкость от 10 Ач до 40 Ач и более. Для сравнения в правом верхнем углу фото показаны типичные цилиндрические элементы 18650.

Чтобы определить коэффициент усиления погрешности измерения емкости, нам нужна сумма текущей точности измерения прироста 0,05% и погрешности временной развертки, равной 0.01%. Следовательно, коэффициент выигрыша при измерении емкости составит 0,06% от измерения емкости. Итак, если мы измеряем емкость 10 Ач, то коэффициент усиления 0,06% приведет к (0,06% × 10 Ач) = 6 мАч погрешности.

Теперь давайте посмотрим на фиксированный срок. Ошибка смещения APS в нижнем диапазоне составляет 3 мА. Это говорит о том, что за период интегрирования будет ошибка 3 мА. В результате на каждый час измерения будет погрешность в 3 мАч. Если перевести это в более простую форму для расчета, это будет 0.833 мкАч за каждую секунду измерения.

Итак, сложив все вместе:

• Электронная нагрузка имеет точность измерения тока 0,05% + 3 мА.
• Электронная нагрузка имеет емкость точность измерения 0,06% + 0,833 мкАч / сек
• Мы измеряем ток 10 А в течение 1 часа, потому что ячейке требуется 1 час, чтобы достичь своего EODV, что «останавливает часы» при измерении емкости.
• Это будет 10 Ач емкости.
• Коэффициент увеличения погрешности емкости составит 0,06% от 10 Ач или 6 мАч.
• Срок смещения емкости будет 0,833 мкАч / сек для 3600 секунд = 3 мАч.
• Общая погрешность емкости составит 6 мАч + 3 мАч = 9 мАч погрешность при измерении емкости 10 Ач в течение 1 часа.

Перспективы — электрохимическая стабильность водно-солевых электролитов

Вода обладает многими превосходными свойствами как растворитель электролита.Он обладает высокой диэлектрической проницаемостью, низкой вязкостью, нетоксичен, негорючий и недорогой. Однако его основным недостатком является ограниченное окно электрохимической стабильности (ESW), термодинамически составляющее всего 1,23 В при 25 ° C. Это обычно ограничивает напряжение водных аккумуляторов до ≤1,5 ​​В, за исключением свинцово-кислотных аккумуляторов, достигающих 2,1 В при полной зарядке. Благодаря сочетанию объемных, межфазных и межфазных эффектов высококонцентрированные водные растворы на основе перфторалкилсульфонилимида лития и родственных солей имеют более широкие ESW, чем традиционные водные электролиты, используемые в e.грамм. никель-металлогидридные или свинцово-кислотные батареи. ^1–4 Моделирование молекулярной динамики показывает, что, в частности, анионы бис (трифторметансульфонил) имида (TFSI) накапливаются на поверхности электрода при положительной поляризации, создавая зону обеднения воды, что приводит к более высокой окислительной стабильности таких электролитов. ² Повышенная восстановительная стабильность была связана с образованием межфазной границы твердого электролита на анодной стороне в результате разложения литиевой соли. ^1,3 По аналогии с подходом растворителя в соли, ⁵ эти электролиты также называются водно-солевыми электролитами, поскольку они содержат больше соли, чем вода, по массе и объему. ¹

Относительно широкий ESW водно-солевых электролитов позволил разработать новые, в основном интеркаляционные, водные батареи с более высокими напряжениями элементов, чем это было возможно ранее, сужая разрыв в напряжении по сравнению с элементами на основе органических электролитов. . ^1,6–9

Сообщается, что ЭСВ водно-солевых электролитов, таких как 21 моль кг ^-1 (21 м) LiTFSI, достигает 3 В. ^1,7,10 Это обеспечило стабильную смену высоковольтных катодных материалов, таких как LiMn ₂ O ₄ и Na ₃ (VOPO ₄ ) ₂ F в течение нескольких сотен циклов даже при низкой температуре. скорость заряда / разряда. ^1,9,11 В сочетании со стратегиями анодной защиты, например углеродных покрытий или гидрофобных полимерных покрытий, стабильная цикличность также была продемонстрирована с TiO ₂ , Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ , NaTi ₂ (PO ₄ ) ₃ и даже графитовыми анодами. ^6,8,9,12

Однако все большее количество исследований предлагает батареи и суперконденсаторы со все более высоким напряжением ячеек. В некоторых случаях очевидно, что напряжение ячейки слишком велико, как в случае суперконденсаторов> 3 В. ^13,14 В других случаях стабильная цикличность была достигнута на высоких скоростях, но о характеристиках низкой скорости не сообщается или наблюдается относительно быстрое замирание емкости. ^7,10

Эти высоковольтные устройства обычно имеют низкую массовую нагрузку активного материала (≤5 мг / см ⁻² ) и большое количество электролита (обычно ~ 100 мкл см ⁻² относительно к области электродов).Вместе с часто используемыми высокими значениями температуры ≥5 ° C трудно оценить стабильность электролита в более практических условиях. Когда элемент работает с высокими скоростями, электролит подвергается сильным восстановительным или окислительным условиям в течение гораздо более короткого времени за цикл, чем при низких скоростях. Следовательно, величина тока оказывает значительное влияние на скорость разложения электролита за цикл. Реалистичные элементы с высокими массовыми нагрузками (≥20 мг / см ^-2 ) потенциально не смогут поддерживать такие высокие скорости из-за транспортных ограничений в электролите.Наконец, возникновение пагубных эффектов гидролиза воды, например осаждение солей или (локальное) изменение pH, ^15,16 может быть отложено на длительное время при использовании больших количеств электролита, так как в этом случае относительное изменение состава электролита невелико.

Сколько электролита будет в реальной батарее на основе водно-солевых электролитов? Учитывая, что литий-ионная проводимость типичных водно-солевых электролитов при комнатной температуре составляет порядка 1–7 мСм см ^–1 , ^7,17 i.е. сравнимо с таковым для органических электролитов на основе карбоната, ¹⁸ расстояние между токосъемниками, состоящее из толщины анода, сепаратора и катода, должно быть таким же, как в коммерческих литий-ионных батареях. На рисунке 1а показана эволюция перенапряжения, связанного с сопротивлением электролита, с увеличением расстояния между токосъемниками для трех гипотетических ячеек. Предположения здесь — литий-ионная проводимость 3 мСм см ^-1 при комнатной температуре и 0.1 мСм см ⁻¹ для низкотемпературного сценария. Для высокоэнергетических и мощных аккумуляторов мы рассматриваем плоские емкости и токи 5 и 2 мАч см ^–2 и C / 5 и 10 C соответственно.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 1. (a) Расчетная зависимость перенапряжения, вызванного объемным сопротивлением электролита (омическая капля), от расстояния между электродами для трех гипотетических сценариев ячейки.Предполагается, что проводимость составляет 3 мСм см ^-1 при комнатной температуре (комнатная температура) и 0,1 мСм см ^-1 при низкой температуре (низкая температура). Для высокоэнергетических и высокомощных ячеек учитывались поверхностные емкости и токи 5 и 2 мАч см ^-2 и C / 5 и 10 C, соответственно. (b) Результирующее влияние омического падения на энергоэффективность гипотетического элемента на 2,0 В. (c), (d) Расчетное изменение концентрации электролита в зависимости от номера цикла для (c) реалистичной ячейки и (d) типичной лабораторной ячейки.Расчет проводился для кулоновской эффективности 90%, 99%, 99,9% и 99,99%. Для реалистичной ячейки и лабораторной ячейки были рассмотрены емкости 5 и 0,5 мАч см ^-2 , соответственно. Единственное другое различие между двумя ячейками — это количество электролита: 5,6 мкл см ^-2 для реалистичной ячейки (на основе 2 электродов × толщиной 100 мкм с пористостью 25% и разделителя толщиной 15 мкм с пористость 40%) и 100 мкл см ^-2 для лабораторной ячейки.В качестве (исходного) электролита был выбран LiTFSI 20 мкм. Пунктирная горизонтальная линия на (c) и (d) отмечает начальную концентрацию кристаллизации 22 моль кг ^-1 , рассматриваемую для обсуждения.

Загрузить рисунок:

Для этих трех сценариев омические потери пренебрежимо малы вплоть до рассматриваемого максимального расстояния между токосъемниками (без учета извилистости электродов) 1 мм для высокоэнергетической батареи, работающей при комнатной температуре.Для двух других сценариев омические потери от электролита уже превышают 100 мВ на расстоянии 100 и 150 мкм соответственно. Такое перенапряжение приводит к потере 9,5% энергоэффективности гипотетической ячейки со средним напряжением 2,0 В (см. Рис. 1b). ¹⁹ Следовательно, расстояние между электродами практических элементов на основе водно-солевых электролитов должно быть ограничено для обеспечения высокой энергоэффективности. Это отличается от свинцово-кислотных аккумуляторов, у которых сернокислый электролит имеет проводимость при комнатной температуре, которая на три порядка выше, ²⁰ , что обеспечивает большее расстояние между электродами и большую толщину.Еще одним аргументом в пользу ограничения расстояния между электродами в элементах на основе водно-солевого электролита и, следовательно, количества электролита, является высокая стоимость большинства водно-солевых электролитов, обусловленная высокой ценой и концентрацией используемых солей.

Поскольку водно-солевые электролиты обычно работают вблизи предела растворимости соли или комбинации солей, потеря воды может привести к кристаллизации соли в ячейке. ⁹ Кристаллизация может привести к закупорке пор, потере емкости и увеличению сопротивления ячейки. ^9,15 На рисунках 1c и 1d сравнивается изменение концентрации электролита с номером цикла для реалистичного высокоэнергетического элемента, как установлено выше, и типичного лабораторного элемента в предположении, что необратимая емкость обусловлена ​​исключительно гидролизом воды.

Для реалистичной ячейки мы предполагаем, что ее емкость составляет 5 мАч см ^-2 , а для лабораторной ячейки 0,5 мАч см ^-2 . Единственное другое различие между двумя ячейками — это количество электролита: 5,6 мкл см ^-2 для реалистичной ячейки (получено из 2 электродов × толщиной 100 мкм с пористостью 25% и сепаратора толщиной 15 мкм с пористость 40%) и 100 мкл см ^-2 для лабораторной ячейки.Значение 5,6 мкл см ⁻² для элемента емкостью 5 мАч см ⁻² хорошо соответствует диапазону от 1,3 до 1,5 граммов электролита на ампер-час емкости элемента, описанному в литературе для коммерческих литий-ионных аккумуляторов. батареи, учитывая более высокую плотность водно-солевых электролитов (наше предположение в этом исследовании: 1,75 г / см ^-3 ) по сравнению с коммерческими жидкими органическими электролитами (~ 1,3 г / см ^-3 ): 5,6 мкл / см ⁻² × 1.75 г см ⁻³ /5 мАч см ⁻² = 1,96 г ∙ ч ⁻¹ . ^{21, 22} В этом примере мы рассматриваем 20-миллиметровый раствор LiTFSI в качестве (исходного) электролита. Если кулоновский КПД составляет всего ~ 90%, как это иногда бывает в случае медленно повторяющихся элементов на основе водно-солевого электролита, о которых сообщается в литературе, ^7,10 , концентрация электролита в реалистичном элементе быстро увеличивается и превышает предполагаемое значение. предел растворимости 22 м после менее чем одного цикла. Только клетки, показывающие кулоновскую эффективность ≥99.99% могут работать более 500 циклов. Напротив, лабораторная ячейка может работать более 100 циклов, даже если кулоновская эффективность составляет всего 90%. Следовательно, избыток электролита явно действует как ускоритель жизненного цикла. Этот расчет игнорирует другие вредные эффекты гидролиза воды, такие как локальные изменения pH, которые могут привести к деградации активного материала и коррозии токоприемника. ^16,23

Хотя настоящее исследование сосредоточено на электрохимической стабильности электролита и ее влиянии на срок службы и энергоэффективность, желательна комплексная оценка новых компонентов элемента с точки зрения всех соответствующих показателей производительности для оценки их практической значимости. . ^24,25 Например, гравиметрическая плотность энергии аккумуляторов на основе высококонцентрированных электролитов немного ниже, при прочих равных, из-за более высокой плотности таких электролитов по сравнению с традиционными более разбавленными электролитами (например, 1 M LiPF ₆ в смеси этиленкарбонат: диметилкарбонат 1: 1 (по массе) имеет плотность 1,30 г / см ⁻³ при 24 ° C, тогда как 27,8 м Li (TFSI) _0,7 (LiBETI) _0,3 имеет плотность 1,78 г · см ⁻³ при 25 ° C). ^7,22

Учитывая, что практические элементы на основе водно-солевых электролитов требуют кулоновской эффективности ≥99,9% при низких скоростях, чтобы обеспечить достаточный срок службы, необходимо использовать довольно строгие критерии при определении ESW воды на входе. -солевые электролиты, чтобы избежать несоответствия между заявленными значениями ESW и стабильностью при циклических нагрузках в реальных условиях. С этой целью мы пересмотрели данные по электрохимической стабильности для архетипической системы H ₂ O – LiTFSI. ESW электролитов чаще всего определяется с помощью экспериментов по вольтамперометрии с использованием (инертных) металлических рабочих электродов. ¹⁸ Общим критерием определения ESW по данным вольтамперометрии является плотность тока отсечки. ²⁶ Однако в большинстве исследований водно-солевых электролитов указывается (широкая) ЭСВ без упоминания критерия, используемого для анализа данных вольтамперометрии, на которых основывается заявленная ЭСВ.

Чтобы изучить влияние плотности тока отсечки на кажущуюся ЭСВ, мы записали вольтамперограммы водных растворов LiTFSI со скоростью сканирования 0,1 мВ с ^-1 с использованием рабочих электродов из нержавеющей стали и золота для обеспечения восстановительной и окислительной стабильности. соответственно (рис.2а). Все измерения проводились в трехэлектродных ячейках Swagelok с электрохимической рабочей станцией Bio-Logic VMP3. Гранулы на основе активированного угля использовали в качестве противоэлектрода, миниатюрный электрод Ag / AgCl (eDAQ) использовали в качестве электрода сравнения, а стеклянный фильтр из микроволокна типа Whatman GF / D, пропитанный 150 мкл электролита, использовали в качестве сепаратора. В качестве электрода сравнения использовали диски из нержавеющей стали диаметром 12 мм (сорт 1.4310, Brütsch / Rüegger Werkzeuge AG) или золотой дисковый электрод диаметром 1 мм от eDAQ, соответственно.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 2. Окна электрохимической устойчивости дегазированных водных растворов LiTFSI различной концентрации. (а) Вольтамперограммы с линейной разверткой для нержавеющей стали (для восстановительной стабильности) и золота (для устойчивости к окислению), соответственно. Термодинамические начала реакций выделения водорода и кислорода для pH 5 показаны пунктирными вертикальными линиями.На вставке увеличена слаботочная область катодного сканирования. (b) Пределы стабильности электролитов, определенные путем применения трех различных пороговых плотностей тока к данным вольтамперометрии, показанным на (a). (c) Окно стабильности LiTFSI 21 м как функция плотности тока отсечки. (d) Вольтамперограммы с линейной разверткой для LiTFSI 21 м на платине, золоте, нержавеющей стали (SS), титане, стеклоуглероде (GC) и алюминии. PH всех растворов доводили до значения ~ 5. Все эксперименты проводились при комнатной температуре со скоростью сканирования 0.1 мВ с ⁻¹ .

Загрузить рисунок:

Затем мы определили пределы катодной и анодной устойчивости для различных концентраций LiTFSI, используя различные плотности тока отсечки (см. Рис. 2b). Для плотности тока отсечки 50 мкА см ⁻² , что соответствует почти вертикальным участкам кривых плотности тока – потенциала, мы получаем нереально широкий ESW 2,6 В уже для самой низкой концентрации 1 м.Следовательно, этот критерий явно слишком расплывчатый. Значительно меньшая плотность тока отсечки 2 мкА см ⁻² приводит к более реалистичным ESW 1,4–1,5 В для концентраций LiTFSI 1 м, 7 м и 14 м. Для раствора LiTFSI 21 м мы получаем ЭСВ 2,1 В, а для раствора 27,8 м Li (TFSI) _0,7 (LiBETI) _0,3 (LiBETI = бис (пентафторэтансульфонил) имид лития) ESW 2,4 В составляет полученный. ⁷

На рис. 2с показано изменение кажущейся ЭСВ 21-метрового LiTFSI с увеличением плотности тока отсечки.Используя порог 100 мкА · см ⁻² , наши результаты подтверждают заявленное значение ESW 3 В. При снижении порога отсечки от 100 до 5 мкА · см ⁻² ESW медленно уменьшается с 3,1 до 2,7 В, в то время как оно падает до 2,1 В для предела 2 мкА · см ⁻² . Связывание этой плотности тока с целевым показателем кулоновской эффективности, например 99,9% непросто, поскольку измеренная плотность тока такого эксперимента по вольтамперометрии зависит от скорости сканирования, типа рабочего электрода и в определенной степени от геометрии используемой ячейки.Для ячейки с емкостью 5 мАч см ^-2 , работающей при скорости тока C / 5, кулоновский КПД 99,9% соответствует средней плотности необратимого тока 1 мкА см ^-2 . Поскольку во многих приложениях требуется поддерживать состояние заряда батареи не менее 50%, и поскольку даже кулоновский КПД 99,9% не позволяет проводить сотни циклов, более низкая плотность тока для разложения воды <1 мкА / см ⁻² кажется желательным, если заправка невозможна.Тем не менее, водно-солевой подход явно улучшает электрохимическую стабильность водных электролитов. В частности, окислительная стабильность водно-солевых электролитов с нейтральным pH оказывается (по крайней мере) на одном уровне со стабильностью традиционных электролитов на карбонатной основе, что продемонстрировано вышеупомянутой превосходной стабильностью при циклировании нескольких высоковольтных катодных материалов. . Эти результаты еще более впечатляющие, если учесть, что начало реакции выделения кислорода сдвигается на 59 мВ на единицу pH в сторону более отрицательных потенциалов при увеличении pH от ≤0 (например.грамм. серной кислоты, используемой в свинцово-кислотных аккумуляторах) до обычно близкого к нейтральному pH водно-солевых электролитов. Кроме того, потенциалы внедрения / интеркаляции ионов лития сдвигаются на ≥200 мВ в сторону более положительных потенциалов в водно-солевых электролитах, что дополнительно увеличивает требуемую окислительную стабильность. ^1,7

Что касается катодного сканирования, то несколько исследований показывают, что измеренная плотность тока является суммой нескольких конкурирующих процессов: реакции выделения водорода (HER), восстановления растворенных газов и электрохимического восстановления анионов. ^1,3,7 Появляется все больше свидетельств того, что последний процесс приводит к образованию межфазной границы твердого электролита (SEI), которая, следовательно, ограничивает HER. ^3,7 Недавно был предложен другой механизм, касающийся процесса образования SEI в водно-солевых электролитах: согласно этому исследованию, восстановление анионов является, скорее, результатом нуклеофильной атаки гидроксид-анионами, которые образуются как побочный продукт HER . ⁴ Необходима дополнительная работа, чтобы лучше понять процесс образования и эффективность образования SEI в водно-солевых электролитах.

Измеренные плотности тока также сильно зависят от каталитической активности материала электрода, как показано на рис. 2d. Мы наблюдаем существенно разные плотности тока на платине (дисковый электрод 1 мм, eDAQ), золоте, нержавеющей стали, титане (диск 12 мм,> 99,6%, Goodfellow), стеклоуглероде (дисковый электрод 1 мм, eDAQ) и алюминии (12 мм). мм диск,> 99,3%, MTI). Различия в катодной стабильности по отношению к восстановлению воды соответствуют заявленным тенденциям каталитической активности этих материалов. ²⁷ При анодном сканировании плотность тока уменьшается в следующем порядке: нержавеющая сталь ≈ золото> платина> стеклоуглерод> титан. В литературе также сообщалось о сопоставимых различиях в плотности тока между различными материалами рабочих электродов. ^7,28

Наконец, количественная оценка продуктов окисления и восстановления электролита, возникающих в результате конкуренции различных процессов на аноде (выделение водорода, восстановление растворенных газов, восстановление анионов) и на стороне катода (выделение кислорода, коррозия токоприемника и потенциально анионное окисление) предоставляют ценные дополнительные сведения, особенно если они проводятся с использованием композитных аккумуляторных электродов в качестве рабочих электродов.В частности, необходимы исследования выделения газа, чтобы продемонстрировать реальную практичность батарей на основе водно-солевых электролитов. Первое такое исследование было опубликовано недавно. ³

Водно-солевой подход позволил использовать водные батареи и суперконденсаторы со значительно более высокими напряжениями элементов. Однако, как показано выше, ESW может легко отличаться на 1–1,5 В в зависимости от плотности тока отсечки, выбранной для оценки данных вольтамперометрии. Эта чувствительность к критерию отсечки поспособствовала разъединению между зарегистрированными ESW и заявленной стабильностью цикличности / кулоновской эффективностью батарей и суперконденсаторов, содержащих водно-солевые электролиты.Кроме того, ESW водно-солевых электролитов сильно зависит от материала электрода, поскольку высокая стабильность является результатом кинетической стабилизации, которая зависит от электрокаталитических свойств материала электрода. Чтобы дать более подходящую для применения оценку ESW водно-солевых электролитов, следует использовать более строгие критерии при извлечении ESW из данных вольтамперометрии. В идеале электроды, выбранные для экспериментов ESW, должны иметь такие же электрокаталитические свойства, что и электроды целевого устройства.Кроме того, должны быть предоставлены все соответствующие экспериментальные детали, такие как тип ячейки, материал электрода, массовая нагрузка (если применимо), скорость сканирования и метод анализа плотности тока отсечки / данных, чтобы позволить оценку и сравнение данных ESW от вольтамперометрии.

Наконец, очень желательны более реалистичные испытания элементов с использованием небольшого количества электролита, высоких массовых нагрузок и низких значений тока. Такие элементы также следует подвергать постоянному напряжению при различных состояниях заряда и различных температурах, чтобы изучить их стабильность в различных реальных условиях.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Корреляция объема электролита и электрохимических характеристик в литий-ионных ячейках с графитовыми анодами и катодами NMC532 (журнальная статья)

Ан, Сон Джин, Ли, Цзяньлинь, Моханти, Дебасиш, Дэниел, Клаус, Ползин, Брайант Дж., Крой, Джейсон Р., Э. Траск, Стивен и Вуд, Дэвид Л. Корреляция объема электролита и электрохимических характеристик в литии - Ячейки с ионным мешком с графитовыми анодами и катодами NMC532.США: Н. П., 2017. Интернет. DOI: 10.1149 / 2.1131706jes.

Ан, Сон Джин, Ли, Цзяньлинь, Моханти, Дебасиш, Дэниел, Клаус, Ползин, Брайант Дж., Крой, Джейсон Р., Э. Траск, Стивен и Вуд, Дэвид Л. Корреляция объема электролита и электрохимических характеристик лития - Ячейки с ионным мешком с графитовыми анодами и катодами NMC532. Соединенные Штаты. doi: https: // doi.org / 10.1149 / 2.1131706jes

Ан, Сон Джин, Ли, Цзяньлинь, Моханти, Дебасиш, Дэниел, Клаус, Ползин, Брайант Дж., Крой, Джейсон Р., Э. Траск, Стивен и Вуд, Дэвид Л. Пт. «Корреляция объема электролита и электрохимических характеристик в литий-ионных ячейках с графитовыми анодами и катодами NMC532». Соединенные Штаты. DOI: https: //doi.org/10.1149/2.1131706jes.https://www.osti.gov/servlets/purl/1352759.

@article {osti_1352759,
title = {Корреляция объема электролита и электрохимических характеристик в литий-ионных ячейках с графитовыми анодами и катодами NMC532},
автор = {Ан, Сон Джин и Ли, Цзяньлинь и Моханти, Дебасиш и Дэниел, Клаус и Пользин, Брайант Дж. и Крой, Джейсон Р.и Э. Траск, Стивен и Вуд, Дэвид Л.},
abstractNote = {В данной работе сообщается об исследованиях, направленных на изучение корреляции между объемом электролита и электрохимическими характеристиками полноценных элементов, ячеек-пакетов, состоящих из графита / Li1,02Ni0,50Mn0,29Co0,19O2 (NMC-532) в качестве электродов и 1,2 M LiPF6 в этиленкарбонате: этилметилкарбонат (EC: EMC) в качестве электролита.