Замена электролита в аккумуляторе в домашних условиях

Автомобильные аккумуляторы сегодня представлены двумя наиболее распространенными типами: необслуживаемые и обслуживаемые АКБ. В первом случае штатно реализована только возможность дозаряжать батарею при помощи зарядного устройства.

Второй тип аккумуляторов позволяет не только заряжать батарею, но и производить проверку плотности электролита в «банках» (секциях), анализировать его состояние. При необходимости уровень электролита также можно повысить или полностью заменить жидкость.

Что касается необслуживаемых батарей, получение доступа к электролиту также возможно, однако предполагает самостоятельное внесение изменений в устройство корпуса аккумулятора. Если точнее, потребуется высверливать дополнительные отверстия и затем их герметизировать.

Далее мы поговорим о том, для чего нужен электролит в аккумуляторе, можно ли доливать электролит в аккумулятор и как это правильно сделать. Также будут рассмотрены частые вопросы касательно того, что лучше, дистиллированная вода или электролит в аккумулятор, как производится замер уровня, как выполняется полная замена электролита в АКБ и последующая зарядка батареи.

Содержание статьи

Когда нужно доливать электролит в аккумулятор и как это делается

Начнем с того, что общий принцип работы батареи заключается в возможности накопления электрического заряда благодаря протекающим химическим реакциям между электролитом и свинцовыми пластинами внутри аккумулятора. Указанные реакции протекают под воздействием электрического тока.

Ток подается на АКБ во время работы двигателя. Если точнее, подача электричества происходит от автомобильного генератора. Также  отдельно заряжать аккумулятор можно при помощи внешнего зарядного устройства (ЗУ). В процессе эксплуатации наиболее частой неисправностью аккумулятора является потеря плотности электролита. К основным причинам можно отнести старение, сульфатацию пластин, перезаряд или недозаряд АКБ.

Сульфатация пластин, как правило, является результатом недостаточно заряда. Дело в том, что внутри батареи находятся специальные решетки, в которых находится диоксид свинца. При разряде батареи оксид свинца восстанавливается на катоде, при этом также активизируется окислительный процесс на аноде. Если просто, анод и катод можно условно считать более привычным «плюсом» и «минусом».

Указанные процессы приводят к тому, что происходит усиленное образование сульфата свинца. Результатом такого образования становится снижение плотности серной кислоты в составе электролита. В этом случае необходимо измерить плотность специальным прибором (ареометром), после чего необходимо поднять данный показатель до нужного значения.

При этом неправильным подходом является долив электролита сразу после замеров, то есть прямо на авто. Чтобы избежать ошибок, нужно знать, как добавлять электролит в аккумулятор. Дело в том, что плотность следует измерять на АКБ, которая была предварительно полностью заряжена.

Также в «банках» должен быть нормальный уровень электролита. Игнорирование данных правил приводит к тому, что процесс сульфатации не прекращается, батарея выходит из строя. Если же плотность на заряженной батарее находится в рекомендуемых пределах от 1.27 до 1.29, тогда электролит  просто доливается по уровню и аккумулятор эксплуатируется далее.

Когда плотность оказывается меньше рекомендуемой, тогда для начала следует реализовать несколько циклов, предполагающих полный заряд-разряд АКБ. Только затем можно долить свежий электролит, добиваясь нужной плотности. В тех случаях, когда плотность электролита выше нормы, тогда в аккумулятор доливают дистиллированную воду. Использование обычной воды не рекомендуется, так как возможно выпадение осадка и другие нежелательные последствия.

Добавим, что еще важно учитывать, сколько нужно электролита в аккумулятор. Данная информация пригодится в ситуациях с доливом,  так как в случае полной замены электролита желательно  заранее уточнить необходимое количество у продавцов АКБ, на профильных авто форумах или из других источников.

Что касается обслуживаемого аккумулятора, ответом на вопрос, как проверить уровень электролита в аккумуляторе, является необходимость выкрутить пробки на «банках». После их откручивания можно увидеть метки, указывающие на  уровень. Если таких меток нет, дистиллированную воду или электролит доливают так, чтобы перекрыть поверхность пластин на 5 или 7 мм.

Следует отдельно учитывать, что уровень не должен быть слишком высоким. Нужно добиться того, чтобы оставалось 2 см. до среза пробки. С необслуживаемым аккумулятором возникают дополнительные сложности как с получением доступа к «банкам», так и с определением уровня, количества электролита и т.п. По этой причине производить такие манипуляции без соответствующего опыта не рекомендуется.

Как поменять электролит в аккумуляторе автомобиля и когда это нужно

Итак, теперь давайте рассмотрим ситуацию, когда требуется полная замена электролита в АКБ. Чаще всего понять, нужно ли менять электролит в аккумуляторе, помогает его визуальная оценка и некоторые другие  характерные признаки.

Как правило, на необходимость замены указывает:

• мутный электролит в аккумуляторе, изменение цвета;
• не удается добиться нужной плотности после зарядки АКБ;

Также специалисты рекомендуют в полном объеме поменять электролит  в тех случаях, когда относительно новый аккумулятор стал быстро разряжаться после полной зарядки при помощи ЗУ, во время проверки было выявлено, что в аккумуляторе в одной банке нет электролита, ранее происходило замерзание электролита и т.д.

На практике помутнение указывает на то, что в АКБ изначально залит электролит низкого качества, также возможен вариант использования низкосортного продукта на долив. Также к помутнениям приводит заливание проточной, а не дистиллированной воды. Еще возможно, что доливаемая вода содержит посторонние примеси.

Следующей причиной того, что электролит мутный, становится повреждение, а также осыпание пластин. Параллельно не следует исключать вероятность короткого замыкания в одной секции или сразу в нескольких. Как правило, появление мутного осадка серого цвета указывает на осыпание пластин, черный или темный цвет электролита выступает признаком плохого качества основных компонентов электролита (воды и/или кислоты). Коричневый цвет свидетельствует о том, что в аккумуляторе короткое замыкание.

Необходимо учитывать, что в случае осыпания или короткого замыкания решение поменять электролит в ряде случаев может не привести к положительному результату. Дело в том, что для восстановления работоспособности необходимо также отдельно ремонтировать секции АКБ, при этом такая операция требует спецоборудования.

В остальных случаях замена электролита в аккумуляторе в домашних условиях вполне возможна. Более того,  правильно выполненная процедура может существенно продлить срок службы АКБ. Для реализации задачи понадобиться заранее подготовить:

• свежий электролит с нужной плотностью;
• дистиллированную воду;
• ареометр для замеров плотности;
• резиновую грушу или шприц для откачки старого электролита из банок;
• воронку для удобства залива чистой воды и электролита;
• емкость для слива старого электролита, выкачиваемых излишков и т.п.

Обычные стеклянные банки или бутылки хорошо подойдут в качестве емкости, так как на них не воздействует серная кислота. Еще желательно иметь защитные очки и резиновые перчатки, так как работа с кислотными растворами предполагает соблюдение  определенных правил техники безопасности.

Дело в том, что электролит после попадания на открытую кожу может причинить химические ожоги. Также значительную опасность такой раствор представляет для глаз. При попадании на кожу электролит нужно немедленно смыть при помощи содового раствора. В случае попадания в глаза нужно промыть их большим количеством воды, после чего немедленно обратиться за профессиональной медицинской помощью.

Итак, перейдем к замене. Сразу отметим, на начальном этапе нужно знать, как правильно слить электролит с аккумулятора.  Вполне очевидно, что многие стремятся быстрее убрать жидкость из АКБ, при этом не задумываясь о том, можно ли переворачивать аккумулятор при замене электролита.

Казалось бы, достаточно открутить пробки на банках, перевернуть батарею и слить из корпуса старый электролит. Обратите внимание, в половине случаев такой подход приводит к окончательному выходу аккумулятора из строя. Дело в том, что частицы осадка, которые осели в нижней части, после переворачивания застревают между пластинами. В результате в АКБ далее возникнет короткое замыкание. Если вы ранее не обслуживали батарею, тогда рекомендуем ознакомиться с тем, как правильно заправить аккумулятор электролитом.

• Первым делом нужно снять батарею и обтереть корпус, удаляя  различные загрязнения. Для этих целей лучше всего подходить тряпка, которую предварительно смачивают в растворе воды и соды. Чтобы сделать сам раствор, следует пару столовых ложек соды развести в литре воды.
• Затем нужно окрутить заливные пробки на АКБ, после чего производится проверка уровня электролита, его состояние, цвета. Также нужно оценить степень заряда батареи при помощи мультиметра.
• Если жидкость явно нуждается в замене, тогда далее старый электролит откачивается из банок грушей, шприцем или при помощи любого другого подобного решения.
• Далее в опустевшие банки нужно залить дистиллированную воду, после чего аккумулятор слегка покачивают. Это нужно для промывки. Промывают АКБ несколько раз, на каждом этапе сливая воду из банок. Делать это необходимо до тех пор, пока вода не станет полностью прозрачной.
• Затем можно залить в банки свежий электролит, причем не нужно сразу стремиться довести его плотность до нормы.
• Теперь аккумулятор нужно поставить на зарядку от ЗУ. Только после полного окончания процесса зарядки производится проверка плотности ареометром.
• Дополнительно перед замерами рекомендуется выждать время, чтобы батарея успела остыть. Обычно требуется 1.5-2 часа. Затем (на основании полученных при замерах данных) осуществляется корректировка путем подбора нужного соотношения воды или электролита.

На практике процедура замены предполагает откачивание из каждой банки электролита, после чего производится его слив в заготовленную для этих целей емкость. При этом нужно учесть, что удалить жидкость полностью таким способом не выйдет.

1. Для  наиболее эффективного удаления нужно медленно наклонять корпус АКБ, выбирая жидкость. Однако нужно помнить, что переворачивать корпус категорически запрещено, как и было сказано выше. Чтобы не держать батарею, можно подкладывать под корпус бруски или другие предметы для упора.
2. Также на носике груши можно дополнительно установить гибкую трубку (например, от капельницы). Главное, чтобы диаметр трубки, позволял плотно ее надеть и зафиксировать.
3. После слива жидкости из банок наклоненный аккумулятор устанавливается в нормальное положение, затем в каждую банку заливается дистиллированная вода через воронку.
4. Во время промывки не допускается трясти аккумулятор, резко наклонять корпус и т.д. Будет достаточно нескольких плавных наклонов в разные стороны. После этого вода сливается, процедура промывки повторяется.
5. Теперь можно залить электролит, однако не следует сразу доводить его количество до нужного уровня. Дело в том, что электролиты в продаже имеют повышенную плотность. Это значит, что далее раствор нужно разбавлять дистиллированной водой. В самом начале будет достаточно придерживаться приблизительных показателей, так как до нормы плотность доводится уже после заряда АКБ.

Также добавим, что после того, как электролит был залит, нужно плавно наклонить аккумулятор несколько раз (как и при промывке). Это позволит удалить воздух из банок аккумуляторной батареи. Теперь пробки можно прикрыть, но не закручивать полностью. Саму батарею необходимо оставить на пару часов. Это нужно для отстаивания жидкости в банках.

Затем потребуется снова проверить уровень электролита и его плотность, доливая кислоту или воду при такой необходимости. Также при необходимости можно добавить в электролит специальную присадку, которая помогает удалить сульфаты с электродов. Далее нужно выждать, пока под действием электролита из корпуса окончательно не выйдут все остатки воздуха, а также растворится присадка. Отметим, что добавка растворяется около 2 суток. После этого АКБ можно ставить на зарядку.

После замены электролита сколько нужно заряжать аккумулятор

В самом начале заряжать батарею после замены электролита рекомендуется малыми токами (0.1 А). Для зарядки нужно открутить пробки и подключить ЗУ. Главное, чтобы аккумулятор после замены электролита заряжался циклично, то есть предполагается схема «заряд-разряд».

Данный процесс  нужно повторять до тех пор, пока плотность электролита не достигнет нужного показателя. Параллельно нужно следить за тем, чтобы электролит в АКБ не выкипал. На полную зарядку укажет напряжение 2.4 В применительно к отдельной секции  или 14-15 В на клеммах батареи.

После того, как будет достигнуто номинальное напряжение, ток заряда следует уменьшить в два раза. Если в течение 2 часов плотность электролита не меняется, тогда можно прекратить процесс зарядки.

Что касается разряда-заряда и цикличности, разряжать батарею нужно, в среднем, до половины емкости, после чего снова производится полная зарядка. Для разряда АКБ к клеммам подключается потребитель (для этих целей можно использовать простые 12 В автолампочки). После подключения производится контроль напряжения батареи, чтобы не допустить глубокого разряда. Когда разрядка достигает отметки 10.5 В, аккумулятор снова ставится на зарядку.

Что в итоге

Как видно, в ряде случаев удается эффективно восстановить работоспособность автомобильного аккумулятора путем промывки банок и заправки нового электролита. При этом  все равно не стоит рассчитывать на то, что замена электролита позволит батарее отработать долгий срок. В одних случаях АКБ нормально работает 6-12 и более месяцев, тогда как в других проблемы могут начаться через несколько дней.

Напоследок добавим, что также не рекомендуется производить какие-либо манипуляции с необслуживаемыми АКБ. Такие батареи лучше сразу менять на новые в том случае, если элементу не удается вернуть работоспособность после одного или нескольких циклов «разряд-заряд».

Что касается утилизации старого электролита, нельзя сливать раствор в водоемы, выливать на землю, в каналаизацию и т.п. Дело в том, что кислоту нужно сначала нейтрализовать. Для решения задачи рекомендуем отдельно изучить этот вопрос на профильных форумах или получить профессиональную консультацию специалистов. Это позволит точно определиться с наиболее подходящим вариантом, кторый будет оптимальным в каждом отдельном случае.

Читайте также

Сухозаряженный аккумулятор — ввод в эксплуатацию :: АвтоМотоГараж

Что такое сухозаряженная аккумуляторная батарея (АКБ)? Это «сухая», не содержащая электролит батарея. Пластины в такой АКБ — заряжены перед сборкой на заводе-изготовителе (в процессе производства они проходят «формовку»: зарядку, промывку и просушку в потоке горячего воздуха). При хранении, и до ввода в эксплуатацию заливные отверстия герметично закрыты пробками (или специальной лентой) это необходимо для предохранения пластин аккумулятора от разрушения. Сухозаряженная АКБ может храниться  до трёх – пяти лет. Хранить залитую и заряженную АКБ в режиме «бездействия» более 6 мес. не рекомендуется.

Ниже пошагово описаны действия, которые необходимо выполнить для приведения в рабочее состояние сухозаряженной АКБ.

Примечание:

• Не пренебрегайте защитными средствами от агрессивного воздействия электролита (очки, резиновые перчатки, кислотостойкая одежда, головной убор и обувь). В случае попадания электролита на кожу промойте пораженные места водой и затем – раствором питьевой соды для нейтрализации. Рекомендуется заранее перед заливкой приготовить раствор питьевой соды (например, в ведре) и ветошь.
• Запрещается подключение в электрическую схему незалитого электролитом аккумулятора!
• При заливке температура аккумулятора и электролита должна быть не ниже 15 градусов.

Рассмотрим ввод в эксплуатацию сухозаряженной аккумуляторной батареи GTX14-BS:

Итак поэтапно:

Аккумулятор и ёмкость с электролитом:

1. Открыть суфлирующее отверстие:

2. Удалить защитную ленту с отверстий банок аккумулятора:

3. Далее необходимо распаковать емкость с электролитом. В моем случае это было похоже на луковицу (мягкая упаковка, картонная коробка герметично обмотанная скотчем, полиэтиленовый пакет замотанный скотчем, полиэтиленовый пакет на струнном замке типа zip-lock и последним был запаянный полиэтиленовый пакет):

4. Снимаем пластиковую планку-пробку батареи с ёмкости с электролитом и аккуратно  удаляем защитную фольгу с выводных отверстий:

5. Берём в одну руку АКБ, переворачиваем (держим АКБ в перевёрнутом виде). В вторую руку берём ёмкость с электролитом. Далее неспеша к заливным отверстиям АКБ подносим ёмкость с электролитом, вставляем в эти отверстия и аккуратно переворачиваем всю конструкцию (см. ниже):

6. Ждём когда весь электролит перельётся из ёмкости в АКБ:

Банки аккумулятора должны быть заполнены электролитом с плотностью 1,28 кг/л до отметки на корпусе (при её наличии) или 3-5 мм над пластинами. Использование электролита большей плотности приводит к быстрому выходу батарей из строя.

7. После извлекаем пластиковую ёмкость, и даём аккумулятору пропитаться в течении  30-60 минут. Затем слегка нужно покачать АКБ, и при необходимости долить электролит. При повышении температуры более 20 °С необходимо дать время для остывания батареи. Не ранее, чем через 20 мин., и не позже, чем через 2 часа после заливки, необходимо проконтролировать плотность электролита. Если она не менее 1,25 г/см.куб., то батарея готова к эксплуатации. В противном случае, а также при напряжении без нагрузки менее 12,5 В, батарею необходимо подвергнуть зарядке от стационарного зарядного устройства.

8. Закрываем отверстия АКБ планко-пробкой, и при необходимости удаляем с поверхности аккумулятора частицы электролита:

9. По завершению всех выше перечисленных операций суфлирующее отверстие необходимо закрыть.

Перед подключением АКБ в цепь питания необходимо очистить от окислов  клеммы шлифовальной бумагой (по ситуации) и обязательно обработать их смазкой типа Литол 24.

Примечание:

В случае необходимости подзарядку АКБ необходимо проводить согласно как инструкции по эксплуатации на зарядное устройство так и на АКБ. И не забудьте извлечь пробки для обеспечения хорошей вентиляции.

Чем заправлять гелевый аккумулятор. Как правильно заряжать гелевый аккумулятор

Многие люди выбирают в качестве средства передвижения по дорогам скутер. Для комфорта обслуживания, надежного запуска и управления, на нем рекомендуется устанавливать ные батареи, эксплуатация которых отличается от эксплуатации привычных кислотных. Основное отличие заключается в том, что они являются необслуживаемыми герметичными.

аккумулятор для скутера

В электролит гелевого добавляются специальные присадки на основе кремния, что превращает жидкий электролит в густой желеобразный гель. Его преимущество перед жидкостным заключается в том, что при наклонах, ввиду желеобразного состояния электролита, не теряется контакт геля с пластинами, и сохраняется работоспособность батареи.
Не боится она также и вибрации. Впрочем, переворачивать ее полностью не следует. Тестирование показало, что при движении скутера и связанных с этим постоянных наклонах , его уровень заряда снижается не больше чем на 25%.

АКБ обладает следующими преимуществами:

Высокий пусковой ток, в том числе и при глубоком разряде;

Длительный срок службы;

Не требует обслуживания;

Отсутствует утечка из корпуса батареи даже при его повреждении;

Высокая безопасность в работе;

Хорошая морозоустойчивость.

Недостатки:

Требует высокой точности поддержания зарядного тока;

Высокая стоимость.

Как зарядить гелевый аккумулятор для скутера правильно?

Основные правила:

Уровень заряда АКБ следует периодически проверять. Сделать это можно мультиметром, позволяющим измерять напряжение постоянного тока. Напряжение АКБ измеряется на пределе мультиметра 20 В, прибор подключается к клеммам батареи при неработающем скутере.

ВАЖНО: При зарядке напряжение не должно превышать порогового напряжения 14,2-14,4 В. При превышении зарядного тока электролит-гель начнет испаряться, а «доливка» электролита в гелевых АКБ, в отличие от жидкостных, не предусмотрена. Также возможно отслоение силиконового геля-наполнителя от пластин, с нарушением контакта и потерей батареей работоспособности.

Зарядка может осуществляться в любом помещении, при этом следует обеспечить бесперебойное питание зарядного устройства. Неполный заряд батареи, ввиду наличия у нее «памяти», приводит к уменьшению ее электрической емкости. Лучше заряжать АКБ чаще, не допуская глубокого разряда.

для гелевого аккумулятора

Существует возможность зарядить АКБ в домашних условиях специально предназначенным для этого зарядным устройством с номинальным напряжением 12 В и возможностью регулировки тока зарядки. Использовать устройства, предназначенные для заряда , не следует, это приводит к гибели батареи.

Как рассчитать уровень зарядного тока?

Для правильной зарядки следует задать на зарядном устройстве значение тока заряда в амперах, численно равное 10% от емкости аккумулятора в ампер-часах. Пример: при емкости в 7 Ач следует выставить ток заряда 0,1 х 7 = 0,7 (А).

Сколько заряжать?

При зарядке АКБ постоянным током, рассчитанным по приведенному выше правилу, время заряда полностью разряженной батареи составляет 12 часов.

Как обслуживать гелевый аккумулятор для скутера?

Обслуживание гелевых АКБ

Не следует допускать полной разрядки батареи. Хотя АКБ продолжает работать при глубоком разряде, такой режим приводит к уменьшению ее электрической емкости. Уровень зарядки следует периодически контролировать мультиметром и необходимо непременно заряжать хотя бы раз в сезон.

Батарея выдерживает длительное хранение в разряженном состоянии, и может храниться при низких температурах. Зарядное устройство целесообразно возить с собой, чтобы в случае глубокого разряда существовала возможность подзарядки в любом месте, где есть электрическая розетка.

Как продлить срок службы гелевых аккумуляторов?

Во время заряда следует контролировать напряжение на клеммах, оно не должно превышать 15 В. При превышении напряжения аккумулятор, ввиду его полной герметичности, может вздуться вследствие внутреннего газообразования, активные пластины внутри при этом корродируют.

ВАЖНО: Для продления срока службы полностью разряженного аккумулятора необходимо уменьшать ток заряда с 10% номинальной емкости вдвое, до 5% емкости, и увеличить время заряда до 24 часов. По примеру выше ток заряда должен составлять 0,35 А. Если уж так вышло, что АКБ скутера разрядилась полностью, восстанавливать ее следует именно в таком режиме, с малым зарядным током и увеличением времени заряда.

При правильной эксплуатации гелевой АКБ срок ее службы продлевается до 10 лет, количество выдерживаемых циклов заряд/разряд доходит до 1000.

Посмотрите видео о том как заряжать гелевый аккумулятор для скутера

Для того чтобы начать разговор о преимуществах гелевого аккумулятора, нужно вначале разобраться что такое сам аккумулятор. По определению это источник тока, который многократно преобразовывает химическую энергию в электрическую и накапливает ее на продолжительный срок.

Разновидности аккумуляторов

Для бесперебойного питания используются четыре разновидности накопителей:

1. Стартерные автомобильные батареи, требующие проверки уровня электролита единожды в год и добавления дистиллированной воды по необходимости.
2. Стартерные автомобильные аккумуляторы необслуживаемые герметичные.
3. Стационарные батареи типа AGM.
4. Стационарные аккумуляторы типа GEL.

Последних две разновидности аккумуляторов можно устанавливать в жилых помещениях, а срок эксплуатации достигает 12 лет.

Absorptive Glass Mat (AGM) – распространенная технология, в которой применяется пористый заполнитель-сепаратор из стекловолокна, пропитанный электролитом, что позволяет добиться его состояния без жидкости.

Gelled Electrolite (GEL) – технология изготовления аккумуляторов, в которых состояние электролита напоминает гель. Данная субстанция получается путем добавления в него кремния. Это и есть т. н. гелевые аккумуляторы. Гелеобразный электролит в них позволяет достичь полной непроницаемости, а выделение газов осуществляется внутри разветвленной пористой системы геля. Такая технология позволяет свести обслуживание гелевого аккумулятора к нулю.

Преимущества и недостатки гелевых аккумуляторов

Плюсы

Во-первых, гелеобразный электролит не вытекает, что делает аккумулятор более безопасным и устойчивым к вибрациям. Данное качество позволяет устанавливать батарею вертикально.

Во-вторых, в отличие от кислотного электролита гелевый не разлагается, не кристаллизуется и коррозия не касается анодных пластин.

В-третьих, гелевый аккумулятор позволяет использовать его в нестандартных погодных условиях, к примеру, при –35 или при +50 градусах, а также во влажной среде.

В-четвертых, отлично держит кратковременный глубокий разряд.

В-пятых, активный материал, который используется в GEL аккумуляторах, увеличивает их емкость и сохраняет ее на стабильном уровне, что увеличивает срок эксплуатации батареи.

В-шестых, гелевый аккумулятор не выделяет газы, что в свою очередь снижает потерю массы электролита, а производительность аккумулятора возрастает.

Минусы

Эффективность рекомбинации газов в аккумуляторах со сгущенным электролитом несколько меньше (около 97%), чем в аккумуляторах типа AGM, в которых она превышает 99%.

Подвижность ионов из-за более плотной среды имеет более низкий показатель, что в свою очередь сказывается характеристике заряда-разряда гелевых аккумуляторов. Более того, при набросе нагрузки может прослеживаться частичный провал в напряжении, что приводит к активизации автоматики, защиты и неадекватному поведению всего оборудования.

Любой гелевый аккумулятор не переносит даже непродолжительного короткого замыкания. К примеру, при секундном замыкании двух полюсов обычным гаечным ключом, автомобильный гелевый аккумулятор моментально выйдет из строя.

При заряде гелевого аккумулятора током более 0,2 С10 возникает угроза «вспучивания» геля, так как эффективность рекомбинации меньше, а теплопроводность ограничена.

Высокое внутреннее сопротивление не позволяет снимать с гелевых аккумуляторов большие токи.

О некоторых особенностях автомобильных гелевых аккумуляторов можно узнать из видеоролика:

Зарядка гелевого аккумулятора

Сфера использования гелевых аккумуляторов простирается от автомобиля, сельхоз и мотто техники и солнечной батареи до многочисленных бытовых приборов. В правила эксплуатации гелевого аккумулятора входит и правильный заряд.

Когда устройство длительное время находится в простое, номинальная емкость медленно теряется и так же постепенно испаряется электролит. А так как гелевые аккумуляторы относятся к разряду необслуживаемых, то чаще всего их отправляют на свалку.

Однако, если гелевые аккумуляторы «умерли» не до конца, есть способ их «оживить». Вначале нужно провести тест, который покажет, есть ли шансы на выживание. Примечательно, что все это можно сделать своими руками.

Тест

Снять аккумулятор с устройства и замерить вольтметром остаточное напряжение. Если показатели не упали ниже 9 В, значит реанимировать батарею возможно. Нормальное напряжение колеблется в диапазоне 12,6-13,4 В.

Ремонт и восстановление

Инструментом с острым концом снять пластину или заглушки на верхней панели (зависит от типа АКБ).

Снять пробки с отверстий для залива.

Двухкубовым одноразовым шприцом набрать дистиллированную воду и при помощи иглы маленькими порциями заливать в отверстия, пока жидкость не покажется на поверхности. Дать отстояться около 3-х часов. Если вода полностью впиталась, добавить еще.

Затем, не закрывая заливные отверстия, подключить гелевую батарею к зарядному устройству, следя чтобы напряжение держалось на уровне 14-14,4 В, а величина тока не превышать 1/10 от емкости батареи. К примеру, при емкости 7 А/ч заряд тока должен быть не более 0,7 А. Превысив величину тока можно испортить гелевый аккумулятор, раздув его окончательно.

После заряда и периода отстоя должно получиться напряжение в пределах 12,6-12,8 В, тогда восстановление можно считать состоявшимся.

Отключить гелевый аккумулятор от зарядки, вытереть насухо «ловушки», закрыть резиновыми пробками и зафиксировать крышку верхней панели при помощи клея или скотча.

Для наглядности можно посмотреть видеоролик как восстановить гелевый аккумулятор:

Нужно обязательно контролировать вытекающий у заливных отверстий электролит: собирать шприцом и не допускать его выливания на борта корпуса аккумулятора.

При отсутствии прибора для зарядки, гелевая батарея присоединяется к клеммам прибора, на котором она был установлена. Остается включить прибор в электросеть.

После процедуры восстановления гелевого аккумулятора не рекомендуется класть его на бок или опрокидывать вверх тормашками.

Средняя оценка:

Автомобильный гелевый аккумулятор появился на рынке относительно недавно, поэтому еще не многие автолюбители знают, что такое гелевый аккумулятор. Большая часть автолюбители не знает даже о процессах, происходящих в обычных свинцово-кислотных АКБ. Они просто привыкли к тому, что аккумулятор во время зарядки каким-то образом запасают электроэнергию, а потом, когда наступает нужный момент, отдают ее. Начнем с того, что в нашей технической литературе анодом принято называть положительно заряженный электрод, а катодом – отрицательно заряженный. В американской литературе все наоборот: анод – заряжен отрицательно, катод – положительно.

Принцип работы кислотного аккумулятора

Как известно, АКБ состоит из корпуса, разделенного перегородками на несколько элементов (банок) внутри каждого из которых помещаются положительные и отрицательные пластины электродов. Они отделяются друг от друга пористыми прямоугольными листами диэлектрика (сепараторами), не вступающими в реакцию с кислотой электролита. Сепараторы необходимы для того чтобы избежать замыкания между электродами. Электроды АКБ выполняются в виде плоских свинцовых решеток, в которые запрессован порошок либо диоксида свинца для анодных пластин или металлического свинца для катодных. В современных свинцово-кислотных аккумуляторах решетки электродов делают из сплава свинца с сурьмой, это увеличивает их прочность и улучшает другие технические характеристики. Все катодные пластины электродов каждого элемента также как и анодные, соединяются между собой параллельно, это делается для увеличения электрической емкости и максимально возможного отдаваемого АКБ тока. Элементы же подключаются друг к другу последовательно, поэтому при ЭДС на выводах одной банки примерно равной 2,11 V напряжение АКБ в 6 раз (по числу банок) больше, то есть немногим более 12 V.

Работа свинцово-кислотных АКБ, к которым относятся и гелевые аккумуляторы основана на электрохимических реакциях свинца и его диоксида с водным раствором серной кислоты.

С подключением нагрузки к клеммам АКБ начинается электрохимическая реакция взаимодействия электродов с серной кислотой. В результате чего материал катода и анода преобразуется в сульфат свинца. Вместе с этим на катоде возникает избыток электронов. На аноде же напротив — их недостаток, то есть избыток положительно заряженных ионов. Поэтому между анодом и катодом возникает разность потенциалов, под действием которой через внешнюю нагрузку идет ток. При этом на катоде образуется вода. Расходование кислоты, а также выделение воды приводит к сильному падению концентрации и плотности электролита. Когда большая часть кислоты электролита прореагировала, АКБ становится полностью разряженной и нуждается в зарядке.

Заряд

При подключении к клеммам разряженной аккумуляторной батареи внешнего источника электрического тока начинается процесс зарядки аккумулятора. Он заключается в том, что под действием электрического тока в аккумуляторе происходят обратные процессы. То есть из сульфата свинца и воды получается серная кислота, при этом материал анода преобразуется обратно в диоксид свинца, а катодный в металлический свинец. Если не отключить батарею от источника тока по окончании зарядки, то есть после израсходования сульфата свинца, начинается распад молекул воды на водород и кислород, называемый электролизом. Этого явления следует избегать, так как, во-первых, образуется взрывоопасная смесь водорода и кислорода, во-вторых, вода необратимо расходуется, а концентрация кислоты поднимается значительно выше расчетной – это значит, что батарея будет работать хуже.

Предельно допустимые характеристики и условия работы

Гелевые аккумуляторы и их виды

Гелевый аккумулятор для авто отличается от обычного свинцово-кислотного аккумулятора тем, что его электролит больше похож на желе. Плотность электролита в нем не представляется возможным не то что корректировать, а даже измерить, следовательно, он совершенно необслуживаемый. Другие же характеристики, вопреки ожиданиям автолюбителей, отличаются не так сильно, как текучесть электролита. Гелевые аккумуляторы для авто, относящиеся к классу WRLA, производят сегодня, используя две различные технологии:

1. GEL. Для сгущения электролита в него добавляю двуокись кремния.
2. AGM. Сгущения электролита добиваются путем добавления в него сильно измельченного стекловолокна, которое одновременно играет роль сепаратора.

Гелевые аккумуляторы AGM для авто делают, используя спиральную или плоскую компоновку. Спиральная чаще используется при их изготовлении в Северной Америки, а плоская в Европе. Та и другая архитектура имеет свои достоинства и недостатки, поэтому однозначно сказать, какая из них имеет лучшие характеристики, не представляется возможным.

Гелевые аккумуляторы – преимущества и недостатки

Гелевые аккумуляторы для авто, выполненные по любой из технологий, бесспорно, обладают, по крайней мере, шестью преимуществами перед обычными свинцово-кислотными батареями для авто:

1. Даже при нарушении целостности корпуса из них не вытекает электролит.
2. Повышенная устойчивость к вибрациям.
3. Отсутствие необходимости в обслуживании.
4. Более надежная герметизация корпуса, не допускающая попадания электролита на кузов авто и клеммы аккумулятора. Поэтому отсутствие негативного воздействия серной кислоты и на то, и на другое.
5. Возможность устанавливать аккумулятор в моторном отсеке авто в любом положении, кроме позиции «вверх дном».
6. Отсутствие выделения газов в процессе работы.

Гелевый аккумулятор AGM хорош еще и тем, что его стекловолокно пропитано электролитом и лучше удерживает в себе газы, образующиеся при его работе. Они используются для восстановления электролита и электродов в процессе зарядки.

Гелевый аккумулятор со спиральными элементами имеет большую площадь контакта электродов с электролитом. Это позволяет им давать в режиме разряда больший кратковременный ток для мощных потребителей, к примеру, стартера авто и быстрее набирать энергию при зарядке. Недостатком батарей с такой конструкцией элементов является более низкая, чем у аккумуляторов с плоскими элементами, удельная емкость.

Недостатками АКБ для авто класса WRLA являются:

• Большая масса (как и у всех свинцово-кислотных).
• Высокая чувствительность к превышению напряжения заряда (как и у остальных свинцово-кислотных).
• Плохая переносимость полного разряда, когда напряжение одного элемента опускается ниже 1,75 V.
• Значительное падение напряжения на морозе (как и у всех свинцово-кислотных) несмотря на распространенное заблуждение о том, что мороз не оказывает на них негативного влияния.
• Более высокая, чем у батарей с жидким электролитом цена.

Двигатель любого автомобиля требует электроэнергии для своей работы. Если в процессе работы генератор, подключенный к двигателю, способен вырабатывать необходимую энергию, то для её накопления (и для запуска двигателя) используется аккумуляторная батарея.

Аккумулятор, каким его привыкли видеть многие автолюбители, представляет собой герметичный пластиковый короб, внутри которого содержится электролит и электроды, изготовленные, обычно, из свинцовых пластин . В процессе химической реакции, между электролитом и электродами образуется электрический ток. В аккумуляторе имеется несколько ячеек, соединенных последовательно, что позволяет поднять напряжение до требуемого уровня. Не так давно на рынке появились автомобильные аккумуляторы нового типа, это, так называемые, гелевые аккумуляторы . Данный тип широко набирает популярность, поэтому его достоинства и недостатки будут рассмотрены ниже.

Принцип работы гелевого аккумулятора

Гелевый аккумулятор по принципу работы ничем не отличается от простого свинцово-кислотного. В нем так же присутствует электролит, электроды, несколько ячеек. Основное различие между ними состоит в том, что электролит находится не в жидком, а желеобразном состоянии, откуда и произошло название «гелевый» (от слова «гель»).

Данный тип аккумуляторов делится на две группы:

1. GEL – в кислоту добавляются компоненты, которые приводят к её загустению. Чаще всего это двуокись кремния.
2. AGM – между электродами находится специальный материал из стекловолокна, который, подобно губке, содержит в себе кислоту.

Гелевые аккумуляторы, в силу своих особенностей, являются герметизированными (не путать с герметичными, так как в процессе работы присутствует небольшое выделение газов, которые стравливаются через спец клапан).

Из-за того, что кислота находится в связанном состоянии (в виде геля или внутри сепаратора), такие аккумуляторы являются необслуживаемыми.

Для сохранения плотности электролита не требуется долив кислоты или дистиллированной воды.

Преимущества и недостатки

Из-за конструктивных особенностей, у гелевых аккумуляторов имеется ряд преимуществ перед простыми кислотно-свинцовыми:

• Корпус гелевых аккумуляторов герметизирован, и они не требуют обслуживания.
• Отсутствие ядовитых выделений во время зарядки. Пары водорода и кислорода, задерживаясь в геле (или в сепараторе) вступают в химическую реакцию с образованием воды. Данный процесс называется рекомбинацией газов.
• Из-за того, что кислота находится в связанном состоянии, такие аккумуляторы могут работать в любом положении. В случае повреждения корпуса электролит не вытекает.

Но кроме неоспоримых плюсов, имеются так же и значительные недостатки:

• Основным важным недостатком является их высокая чувствительность к напряжению в процессе зарядки. Напряжение не должно превышать 14.4 вольта, если напряжение заряда будет выше – электролит необратимо разрушается.
• Аккумуляторы очень боятся короткого замыкания, даже кратковременное короткое замыкание может полностью вывести аккумулятор из работоспособного состояния.
• Низкие температуры противопоказаны таким аккумуляторам. Электролит, будучи в желеобразном состоянии, ещё больше застывает и аккумулятор не может выдать нужный ток.

Особенности гелевых батарей

Гелевые аккумуляторы очень чувствительны к зарядному току. Большинство реле-регуляторов в автомобиле ограничивает напряжение от 13 до 16 вольт. Гель же начинает необратимо разрушаться при напряжении выше 14,4 вольт, что пагубно влияет на емкость аккумулятора и срок его службы.

Особенности зарядки

Исходя из этих особенностей, при зарядке гелевых батарей необходимо придерживаться следующих правил.

1. Для зарядки гелевых батарей нужно специальное зарядное устройство, разработанное специально для такого типа аккумуляторов.
2. Необходимо следить за напряжением зарядки, нельзя превышать пороговое значение 14,5 вольт.

Выбираем зарядное устройство

Большинство зарядных устройств, представленных на рынке, ориентированы на зарядку обычных кислотных аккумуляторов. Допускается использование таких зарядных устройств для зарядки гелевых батарей, если зарядное устройство будет выполнять некоторые требования:

• Регулировка зарядного тока. Обычные свинцово-кислотные батареи требуют ток заряда 10-15% от емкости. Так, например, для аккумулятора емкостью 100 А*час, требуемый ток для зарядки составляет 10 Ампер. Эти же требования относятся к гелевым аккумуляторам. Многие автоматические зарядки могут неправильно опознать емкость батареи и задать не верный ток, что поведёт к уменьшению емкости батареи.
• Постоянное напряжение. Как говорилось выше, аккумуляторы очень чувствительны к зарядному напряжению, поэтому необходимо, чтобы оно соответствовало рекомендуемому для зарядки. Необходимо обратить внимание и на буферное напряжение (режим поддержания заряда). При длительной эксплуатации с напряжением, например, 13,6 вольт для аккумуляторов типа AGM, срок службы батарей уменьшается примерно в 1,5 раза.

В общих чертах, для зарядки гелевого аккумулятора лучше всего выбирать специальное зарядное устройство, однако за неимением такого, допустимо заряжать и обычной зарядкой. Параметры для заряда можно найти в инструкции по эксплуатации и вручную задать на зарядном устройстве.

Как долго заряжать гелевый аккумулятор?

Периодичность подзарядки гелевых батарей составляет примерно 1-2 раза в год. Обязательно при этом полностью пройти цикл заряда, во избежание уменьшения емкости. При недостаточном заряде возникает так называемый «эффект памяти». Рассчитать время, которое потребуется для зарядки довольно просто. Допустим, имеется аккумулятор, емкостью 100А*часов, ток зарядки составляет 10 Ампер. Время, необходимое для полного заряда аккумулятора, при этом будет равняться 10 часам (100 А*час делим на ток в 10 Ампер).

Восстановление гелевого аккумулятора

При несоблюдении правил по эксплуатации и зарядке, гелевый аккумулятор выходит из строя. Иногда его можно восстановить. Чаще всего имеются две неисправности, это выход из строя аккумулятора в следствии долгого хранения полностью разряженным и порча в результате зарядки большим напряжением.

В результате длительного хранения полностью севшего аккумулятора, впоследствии, в процессе зарядки, он просто не будет брать нужный ток. Так, как внутреннее сопротивление таких батарей очень мало, то она способна принять большой ток заряда. Для «раскачки» необходима кратковременная подача большого тока (но не забывать, что напряжение должно быть в пределах нормы 14,5 вольт). После того, как на клеммах появится хоть какое то напряжение, зарядку следует продолжать уже обычным зарядным устройством. При зарядке большими токами следует следить за температурой аккумулятора, она не должна превышать 45 градусов. Если температура превышает этот порог – зарядку следует прекратить.

Если же батарея заряжалась большим напряжением, то электролит начинает пузыриться и гель будет отходить от пластин. В таком случае потребуется получить доступ к ячейкам батареи и добавить в ячейки по несколько миллилитров обычного электролита нормальной плотности. Делать это нужно в вакуумной камере. Электролит заполнит пустоту между гелем и электродами и можно будет попробовать поставить аккумулятор на зарядку.

Несколько лет назад в отечественных автомобильных магазинах начали появляться так называемые AGM, а также гелевые автомобильные аккумуляторы , отличающиеся целым рядом преимуществ перед распространенными электролитными вариантами.

К примеру, они способны независимо от степени разряда отдавать ток высокой величины , что считается необходимым для быстрого пуска авто в зимнее время. При этом гелевые аккумуляторы могут отдавать энергию, пока ее запас не снизится до 25-30% от номинального значения.

Отметим, что емкость аккумулятора после зарядки восстанавливается почти до первоначального значения, причем количество циклов разряда-заряда, которое может выдержать гелевый аккумулятор без потери емкости , достигает 600-650, а для новых моделей — 1000 .

Особенности гелевых аккумуляторов

Гелевый аккумулятор принято относить к категории необслуживаемых , так как в нем вместо традиционного электролита используется особый гель, не вытекающий, даже если АКБ использовать «вверх ногами».

Несравненно выше у таких аккумуляторов срок службы . Производители отмечают, что он составляет до 14 лет. Тем не менее, этот показатель базируется на работе устройства в идеальных условиях, которые практически не встречаются в реальной жизни .

Долговечность и состояние аккумулятора зависит от ряда факторов : температуры, качества тока, которым осуществляется подзарядка, влажности воздуха. Именно поэтому действительный срок службы стоит уменьшить года на 3, хотя, признаем, срок эксплуатации в 11 лет весьма существенен (вспомните, что традиционные аккумуляторы, как правило, служат значительно меньше).

Другой особенностью, которая отличает гелевый аккумулятор, считается небольшой ток саморазряда . На 100% заряженная батарея способна храниться месяцами без подключения (спустя год подобного простоя заряд снижается лишь на 15-20%).

Подобные возможности стали реальны благодаря использованию современных технологий . Так, к примеру, в производстве используются сверхтолстые электроды из свинца повышенного качества, очищенная серная кислота и прочие дорогостоящие материалы.

Безусловно, это делает стоимость гелевых аккумуляторов выше стоимости свинцово-кислотных, но все равно в результате получается отличная экономия денег и времени, делающая покупку гелевой АКБ выгодным вложением .

На российском рынке автомобильных пусковых аккумуляторов заслуженно пользуются повышенной популярностью аккумуляторы BOSCH AGM и устройства американской компании EXIDE .

Особенности зарядки гелевых аккумуляторов

Обслуживание гелевого аккумулятора несколько отличается от такового для обычных аккумуляторов. Данному аккумулятору необходимо специальное зарядное устройство, которое разработано непосредственно для гелевых батарей .

На данный момент гелевые аккумуляторы, даже не смотря на неоспоримые достоинства, остаются еще сравнительно редкой вещью. Не все сервисные центры занимаются их обслуживанием, а некоторые даже не знают, как их правильно заряжать .

Главным правилом при зарядке выступает соблюдение величины подаваемого напряжения – оно не должно превышать пороговое.

Как правило, в инструкциях к таким батареям указано пороговое напряжение (находится в диапазоне 14,3-14,5 вольт). Превышать его нельзя, иначе батарея просто выйдет из строя.

Гелевые аккумуляторы могут долгое время храниться, будучи разряженными в ноль . Также разряженные гелевые АКБ можно хранить даже при минусовых температурах .

Тем не менее, при заряде, когда подается высокое зарядное напряжение, гелевый электролит начинает интенсивно выделять газ в таких объемах, которые не могут быть адсорбированны .

При стандартном режиме эксплуатации гелевая батарея почти не выделяет газа . Благодаря этому ее можно использовать в закрытом помещении, салоне автомобиля и дома, не опасаясь выделения токсичных веществ.

При повреждении корпуса, вас не зальет электролитом. Даже при наличии отверстия или трещины аккумулятор может продолжать функционирование .

Однако если подать напряжение заметно выше порогового, гель начнет отслаиваться от пластин под действием выделяющегося газа. После чего аккумулятор не будет отдавать ток в прежнем объеме . Виной тому будет уменьшение площади контакта пластин и электролита. Восстановление такого гелевого аккумулятора невозможно.

Не стоит также забывать, что обильное выделение газа, происходящее в компактном герметичном сосуде это взрывоопасный процесс.

Выбор зарядного устройства для гелевого аккумулятора

Рассмотрим основные параметры зарядных устройств для автомобильных гелевых аккумуляторных батарей :

— Energy Education

Батарея — это устройство, которое накапливает энергию, а затем разряжает ее, преобразовывая химическую энергию в электричество. Обычные батареи чаще всего производят электричество химическим путем с помощью одного или нескольких электрохимических элементов. ^[2] В аккумуляторах могут использоваться и использовались многие различные материалы, но наиболее распространенными типами аккумуляторов являются щелочные, литий-ионные, литий-полимерные и никель-металлогидридные.Батареи можно соединять друг с другом в последовательную или параллельную цепь.

Существует широкий выбор аккумуляторов, доступных для покупки, и эти разные типы аккумуляторов используются в разных устройствах. Большие батареи используются для запуска автомобилей, а батареи меньшего размера могут питать слуховые аппараты. В целом, батарейки чрезвычайно важны в повседневной жизни.

Ячейки

Ячейка — это единое целое, вырабатывающее электричество каким-либо способом. Вообще говоря, клетки генерируют энергию с помощью термического, химического или оптического процесса.

Типичная ячейка имеет два вывода (обозначаемые как электроды , ), погруженные в химикат (называемый электролитом , ). Два электрода разделены пористой стенкой или перемычкой , которая позволяет электрическому заряду проходить с одной стороны на другую через электролит. Анод — отрицательный вывод — получает электроны, а катод — положительный вывод — теряет электроны. Этот обмен электронами позволяет развивать разность потенциалов или разность напряжений между двумя выводами, позволяя течь электричеству. ^[2]

В батарее может быть огромное количество ячеек, от одной ячейки в батарее AA до более 7100 ячеек в батарее Tesla Model S. ^[3]

Первичные элементы («сухие»)

В этих элементах химическое взаимодействие между электродами и электролитом вызывает постоянное изменение, то есть не перезаряжаемые . ^[2] Эти батареи предназначены для одноразового использования, что приводит к большему количеству отходов от использования этих батарей, поскольку они утилизируются через относительно короткий период времени.

Вторичные элементы («мокрые»)

Этот тип элемента (именуемый мокрый из-за использования жидкого электролита) генерирует ток через вторичный элемент в направлении, противоположном направлению первого / нормального элемента. Это вызывает обратное химическое действие, которое эффективно восстанавливается, что означает, что они перезаряжаемые . ^[2] Эти батареи могут быть более дорогими в приобретении, но производят меньше отходов, поскольку их можно использовать несколько раз.

Емкость аккумулятора

Батареи часто оценивают по выходному напряжению и емкости.Емкость — это время работы конкретной батареи в Ач (ампер-часах) ^[2] :

Батареи можно также оценить по их энергоемкости. Это делается либо в ватт-часах, либо в киловатт-часах.

Phet Simulation

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета.Это моделирование исследует, как батареи работают в электрической цепи:

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Duracell_9_Volt_0849.jpg#/media/File:Duracell_9_Volt_0849.jpg
2. ↑ ^{2,0 2,1 2,2 2,3 2,4} R.T. Пэйнтер, «Основные электрические компоненты и счетчики», в Введение в электричество , 1-е изд.Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2011, гл. 3, сек. 3.4, с. 89-94.
3. ↑ Technology Metals Research. (Проверено 28 июля 2015 г.). Going Natural: The Solution of Tesla Graphite Problem [Online], доступно: http://www.techmetalsresearch.com/2014/03/going-natural-the-solution-to-teslas-graphite-problem/
4. ↑ Гиперфизика. (Проверено 28 июля 2015 г.). Угольно-цинковые батареи [Онлайн], Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/battery.html

— Energy Education

Батарея — это устройство, которое накапливает энергию, а затем разряжает ее, преобразовывая химическую энергию в электричество. Обычные батареи чаще всего производят электричество химическим путем с помощью одного или нескольких электрохимических элементов. ^[2] В аккумуляторах могут использоваться и использовались многие различные материалы, но наиболее распространенными типами аккумуляторов являются щелочные, литий-ионные, литий-полимерные и никель-металлогидридные. Батареи можно соединять друг с другом в последовательную или параллельную цепь.

Существует широкий выбор аккумуляторов, доступных для покупки, и эти разные типы аккумуляторов используются в разных устройствах. Большие батареи используются для запуска автомобилей, а батареи меньшего размера могут питать слуховые аппараты. В целом, батарейки чрезвычайно важны в повседневной жизни.

Ячейки

Ячейка — это единое целое, вырабатывающее электричество каким-либо способом. Вообще говоря, клетки генерируют энергию с помощью термического, химического или оптического процесса.

Типичная ячейка имеет два вывода (обозначаемые как электроды , ), погруженные в химикат (называемый электролитом , ). Два электрода разделены пористой стенкой или перемычкой , которая позволяет электрическому заряду проходить с одной стороны на другую через электролит. Анод — отрицательный вывод — получает электроны, а катод — положительный вывод — теряет электроны. Этот обмен электронами позволяет развивать разность потенциалов или разность напряжений между двумя выводами, позволяя течь электричеству. ^[2]

В батарее может быть огромное количество ячеек, от одной ячейки в батарее AA до более 7100 ячеек в батарее Tesla Model S. ^[3]

Первичные элементы («сухие»)

В этих элементах химическое взаимодействие между электродами и электролитом вызывает постоянное изменение, то есть не перезаряжаемые . ^[2] Эти батареи предназначены для одноразового использования, что приводит к большему количеству отходов от использования этих батарей, поскольку они утилизируются через относительно короткий период времени.

Вторичные элементы («мокрые»)

Этот тип элемента (именуемый мокрый из-за использования жидкого электролита) генерирует ток через вторичный элемент в направлении, противоположном направлению первого / нормального элемента. Это вызывает обратное химическое действие, которое эффективно восстанавливается, что означает, что они перезаряжаемые . ^[2] Эти батареи могут быть более дорогими в приобретении, но производят меньше отходов, поскольку их можно использовать несколько раз.

Емкость аккумулятора

Батареи часто оценивают по выходному напряжению и емкости.Емкость — это время работы конкретной батареи в Ач (ампер-часах) ^[2] :

Батареи можно также оценить по их энергоемкости. Это делается либо в ватт-часах, либо в киловатт-часах.

Phet Simulation

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета.Это моделирование исследует, как батареи работают в электрической цепи:

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Duracell_9_Volt_0849.jpg#/media/File:Duracell_9_Volt_0849.jpg
2. ↑ ^{2,0 2,1 2,2 2,3 2,4} R.T. Пэйнтер, «Основные электрические компоненты и счетчики», в Введение в электричество , 1-е изд.Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2011, гл. 3, сек. 3.4, с. 89-94.
3. ↑ Technology Metals Research. (Проверено 28 июля 2015 г.). Going Natural: The Solution of Tesla Graphite Problem [Online], доступно: http://www.techmetalsresearch.com/2014/03/going-natural-the-solution-to-teslas-graphite-problem/
4. ↑ Гиперфизика. (Проверено 28 июля 2015 г.). Угольно-цинковые батареи [Онлайн], Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/battery.html

— Energy Education

Батарея — это устройство, которое накапливает энергию, а затем разряжает ее, преобразовывая химическую энергию в электричество. Обычные батареи чаще всего производят электричество химическим путем с помощью одного или нескольких электрохимических элементов. ^[2] В аккумуляторах могут использоваться и использовались многие различные материалы, но наиболее распространенными типами аккумуляторов являются щелочные, литий-ионные, литий-полимерные и никель-металлогидридные. Батареи можно соединять друг с другом в последовательную или параллельную цепь.

Существует широкий выбор аккумуляторов, доступных для покупки, и эти разные типы аккумуляторов используются в разных устройствах. Большие батареи используются для запуска автомобилей, а батареи меньшего размера могут питать слуховые аппараты. В целом, батарейки чрезвычайно важны в повседневной жизни.

Ячейки

Ячейка — это единое целое, вырабатывающее электричество каким-либо способом. Вообще говоря, клетки генерируют энергию с помощью термического, химического или оптического процесса.

Типичная ячейка имеет два вывода (обозначаемые как электроды , ), погруженные в химикат (называемый электролитом , ). Два электрода разделены пористой стенкой или перемычкой , которая позволяет электрическому заряду проходить с одной стороны на другую через электролит. Анод — отрицательный вывод — получает электроны, а катод — положительный вывод — теряет электроны. Этот обмен электронами позволяет развивать разность потенциалов или разность напряжений между двумя выводами, позволяя течь электричеству. ^[2]

В батарее может быть огромное количество ячеек, от одной ячейки в батарее AA до более 7100 ячеек в батарее Tesla Model S. ^[3]

Первичные элементы («сухие»)

В этих элементах химическое взаимодействие между электродами и электролитом вызывает постоянное изменение, то есть не перезаряжаемые . ^[2] Эти батареи предназначены для одноразового использования, что приводит к большему количеству отходов от использования этих батарей, поскольку они утилизируются через относительно короткий период времени.

Вторичные элементы («мокрые»)

Этот тип элемента (именуемый мокрый из-за использования жидкого электролита) генерирует ток через вторичный элемент в направлении, противоположном направлению первого / нормального элемента. Это вызывает обратное химическое действие, которое эффективно восстанавливается, что означает, что они перезаряжаемые . ^[2] Эти батареи могут быть более дорогими в приобретении, но производят меньше отходов, поскольку их можно использовать несколько раз.

Емкость аккумулятора

Батареи часто оценивают по выходному напряжению и емкости.Емкость — это время работы конкретной батареи в Ач (ампер-часах) ^[2] :

Батареи можно также оценить по их энергоемкости. Это делается либо в ватт-часах, либо в киловатт-часах.

Phet Simulation

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета.Это моделирование исследует, как батареи работают в электрической цепи:

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Duracell_9_Volt_0849.jpg#/media/File:Duracell_9_Volt_0849.jpg
2. ↑ ^{2,0 2,1 2,2 2,3 2,4} R.T. Пэйнтер, «Основные электрические компоненты и счетчики», в Введение в электричество , 1-е изд.Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2011, гл. 3, сек. 3.4, с. 89-94.
3. ↑ Technology Metals Research. (Проверено 28 июля 2015 г.). Going Natural: The Solution of Tesla Graphite Problem [Online], доступно: http://www.techmetalsresearch.com/2014/03/going-natural-the-solution-to-teslas-graphite-problem/
4. ↑ Гиперфизика. (Проверено 28 июля 2015 г.). Угольно-цинковые батареи [Онлайн], Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/battery.html

Батареи как источники электроэнергии

Содержание

Батареи как источники электроэнергии

Это Раздел посвящен батареям — этим маленьким источникам энергии в портативных электрических устройствах.

• Ежегодно производится более 15 миллиардов батареек для домашнего использования и продается по всему миру.
• Многие из них являются щелочными или угольно-цинковыми батареями, которые выбрасываются после одноразовое использование, при значительных затратах как с экономической, так и с экономической точки зрения. среда.
• Постоянное развитие как аккумуляторных батарей, так и зарядных устройств, означает что одноразовые батареи можно в значительной степени заменить экологически чистыми дружелюбный перезаряжаемый никель-металлогидридный (NiMH) или литий-ионный (Li-ion) батареи, которые служат намного дольше в устройствах с высоким разрядом — каждый раз, когда они заряжен — и может использоваться много сотен раз…сэкономить много Деньги.

Типы АКБ

Существует ряд различных типов бытовых батарей, используемых для различных целей.

Три основных типа:

• Мокрые элементы: свинцово-кислотные батареи для транспортных средств; также используется в промышленности.
• Сухие неперезаряжаемые аккумуляторные батареи: это наиболее распространенные типы домашних хозяйств. аккумулятор.
• Сухие аккумуляторные батареи аккумуляторы, используемые в электроинструментах, беспроводных устройствах, мобильных телефонах и т. д.

Одноразовые бытовые батареи общего назначения включают:

• Цинк-уголь, используемый в приборах с низким уровнем дренажа, таких как фонарики, часы, бритвы и радио.
• Хлорид цинка, используемый в аналогичных целях.
• Щелочной марганец, используемый в личных стереосистемах, магнитофонах. Меньше склонны к протеканию, чем два вышеупомянутых типа, и имеют более длительный срок службы.
• Основные кнопочные элементы:
• Оксид ртути, используемый в батареях для слуховых аппаратов, кардиостимуляторов, фотографических оборудование.
• Цинк-воздух — альтернатива кнопочным элементам с оксидом ртути — используется для слуха вспомогательные средства и радиопейджеры.
• Оксид серебра, используемый для изготовления электронных часов и калькуляторов.
• Литий, используемый для изготовления часов и фотоаппаратуры.

Сухие аккумуляторные батареи для домашнего использования включают:

• Никель-кадмиевые (NiCd) батареи — одна из самых ранних технологий, но одна из самых быстрорастущих отраслей на рынке аккумуляторов.
• Никель-металлогидридные (NiMH) батареи — менее вредны для окружающей среды альтернатива NiCd и имеет более длительный срок службы.
• Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы — большая емкость хранения энергии, чем NiCd и NiMH аккумуляторы.

Используется для беспроводных электроинструментов, персональных стереосистем, портативных телефонов, портативных компьютеров. компьютеры, бритвы, моторизованные игрушки и др. со сроком службы 4-5 лет. Использование аккумуляторных батарей сокращает количество батареи, требующие утилизации, но 80% из них содержат никель-кадмий, известный канцероген для человека, поэтому его необходимо безопасно утилизировать.

Проблемы окружающей среды

В среднем домохозяйство использует 21 батарею в год. Великобритания производит от 20 до 30 000 тонн отходов аккумуляторных батарей общего назначения каждый год, но меньше перерабатывается более 1000 тонн.

В 2001 году мы купили 680 миллионов аккумуляторов в Великобритании. Большинство из них (89%) были батареи общего назначения. Это составило почти 19000 тонн отработанные батареи общего назначения, требующие утилизации в Великобритании.

В настоящее время только очень небольшой процент потребительских одноразовых батарей перерабатываются (менее 2%), и большая часть отработанных батарей утилизируется на свалке места. Скорость утилизации бытовых аккумуляторных батарей оценивается в быть 5%.

Хотя точный химический состав варьируется от типа к типу (см. Ниже), большинство аккумуляторы содержат тяжелые металлы, которые являются основной причиной загрязнения окружающей среды. беспокойство. При неправильной утилизации эти тяжелые металлы могут просочиться в заземление при коррозии корпуса аккумулятора.Это может способствовать развитию почвы и загрязнение воды и опасность для дикой природы. Кадмий, например, может быть токсичным для водные беспозвоночные и могут накапливаться в рыбе, что наносит ущерб экосистемам и делает их непригодными для употребления в пищу. Некоторые батареи, например, кнопочные батареи также содержат ртуть, которая имеет аналогичные опасные свойства. Ртуть больше не используется в производстве одноразовых аккумуляторов. батареи, за исключением кнопочных элементов, где они являются функциональным компонентом.В основные европейские поставщики аккумуляторов предлагают одноразовые безртутные аккумуляторы с 1994 года.

Утилизация аккумуляторов

Все большее число домовладельцев признают остаточную стоимость потраченных батарейки и отделите их от бытовых отходов для переработки. Ряд местных властей теперь собирают отходы бытовых аккумуляторов на обочине дороги. коллекции. Перезаряжаемые батареи также можно утилизировать после того, как они достигли конца своего срока полезного использования.

Батареи содержат ряд металлов, которые можно повторно использовать в качестве вторичного сырья. материал. Существуют хорошо зарекомендовавшие себя методы утилизации большинства аккумуляторов. содержащие свинец, никель-кадмий, гидрид никеля и ртуть. Для некоторых, таких как новые никель-гидридные и литиевые системы, рециркуляция все еще находится на ранней стадии этапы.

Первый в Великобритании завод по переработке бытовых аккумуляторов был недавно открылся в Вест Бромвич. Предполагается, что он сможет перерабатывать до 1800 тонн в год; ожидается, что открытие этого завода будет стимулировать значительный рост объемов утилизации бытовых аккумуляторов в Великобритании.

Чем мы можем помочь?

• По возможности используйте сеть, а не батареи.
• Выключайте приборы с батарейным питанием, когда они не используются
• Используйте аккумуляторные батареи и батарею. зарядное устройство. Это экономит энергию, поскольку энергия, необходимая для производства батареи, уменьшается. в среднем в 50 раз больше, чем выделяемая энергия.
• Однако аккумуляторная батарейки не подходят для дымовых извещателей, так как они могут внезапно разрядиться, предотвращение срабатывания аварийного сигнала при низком уровне заряда батареи.
• Выбираю бытовую технику которые могут использовать энергию, полученную от солнца через солнечные панели или от обмотки механизм, например радиоприемники, зарядные устройства для мобильных телефонов

Справка о стоимости энергии от аккумуляторных батарей

Если мы посмотрим на выбор, который у нас есть для домашнего хозяйства аккумуляторов, и попытаться сравнить их стоимость, мы должны посмотреть на стоимость киловатт-часа. питание от сети переменного тока оплачивается в тех же единицах, а стоимость 1 кВтч — количество энергии, необходимое для работы типичного электрического камина с одной перемычкой в ​​течение одного часа) — на данный момент около 10 пенсов.Одноразовые батарейки — гораздо более дорогой способ использования энергии. В зависимости от на тип, емкость и стоимость батареи одноразовые расходные материалы имеют ценник от 300 до более 10 000 за киловатт-час. Напротив, стоимость использование аккумуляторных батарей составляет порядка 1 на киловатт-час!

соток аккумуляторные батареи рентабельны?

На основании приведенного выше аргумента в чистом выражении стоимости энергии да . Но это зависит от приложения.Для портативный CD-плеер, ДА! Однозначно того стоит! Для калькулятора, где время автономной работы может быть значительным, меньше очевидный. Чтобы решить, нужно выяснить, сколько комплектов аккумуляторов (плюс необходимое зарядное устройство) будет стоимость, по сравнению со стоимостью одноразовых батареек. Разделите результаты и вы иметь число, обозначающее, сколько комплектов сухих батарей вы можете приобрести за такие же затраты!

В некоторых случаях производители оборудования не рекомендуют использовать аккумуляторные батареи. Хотя есть несколько обстоятельств, когда использование аккумуляторных батарей может повлиять на нормальная работа, важно знать, что аккумуляторные батареи могут разрядиться. довольно внезапно — то есть их напряжение на клеммах может упасть до точки, в которой оборудование перестает работать без предупреждения; и они разрядятся вполне заметно, даже если ток не подается. Одноразовые батарейки можно получены со сроком годности от года и более; при установке они постепенно снижение производительности, при продолжительном периоде, пока напряжение на клеммах постепенно падает.Они идут плоско, как бегун на длинные дистанции устаете, а аккумуляторные батареи разряжаются, как едет машина закончилось топливо. Аккумуляторы никогда не должны использоваться в аварийном оборудовании — например дымовая сигнализация, аварийное освещение и т. д., так как терминал быстро падает напряжение может остаться незамеченным, и устройство может перестать работать, когда это необходимо.

Как работают аккумуляторы

Батарея состоит из одного или нескольких отдельных элементов .Однако срок Батарея широко используется как для батарей, так и для одиночных элементов. Все батареи преобразуют накопленную химическую энергию в электрическую. Это достигается заставляя электроны течь всякий раз, когда есть внешний проводящий путь между электродами ячейки. Электроны текут в результате электрохимической реакции между двумя электродами ячейки, разделенными электролитом. Ячейка становится разряжается, когда активные материалы внутри ячейки истощаются и химические реакции замедляются.Напряжение, создаваемое ячейкой, зависит от материала электродов, площади их поверхности и материала между электродами (электролита). Ток прекращается при удалении соединения между электродами. Перезаряжаемые элементы работают по тому же принципу, за исключением того, что протекающая химическая реакция разряд может быть обратным , если аккумулятор заряжен . Этот вызывает прохождение тока через батарею в обратном направлении, путем подачи внешнего напряжения между клеммами.При подключении к соответствующему зарядному устройству элементы преобразуют электрическую энергию обратно в потенциальную химическую энергию. Процесс повторяется каждый раз, когда аккумулятор разряжается и перезаряжается.

В разных элементах используются разные электродные материалы и разное выходное напряжение (1,2, 1,5, 2 и 3,6 В для типов, обсуждаемых здесь). Более высокие напряжения возможны при последовательном соединении ячеек.

Емкость ячеек определяется материалами, используемыми в их конструкции и выражается в ампер-часах (Ач) или миллиампер-часах (мАч).Приблизительное время, в течение которого батареи хватит на одну зарядку, можно узнать, разделив емкость батареи. (часто печатается на самой батарее) по среднему потреблению тока устройством.

Таким образом, можно ожидать, что батарея емкостью 600 мАч будет питать приемник, потребляющий 60 мА в течение 10 часов.

Батареи можно представить как состоящие из одной или нескольких идеальных ячеек с резистором в серия — внутреннее сопротивление. Вы не найдете настоящего резистора, если вскроете аккумуляторную батарею, но эффект тот же.У некоторых типов батарей значения внутреннего сопротивления выше, чем у других. Высокое внутреннее сопротивление не имеет значения, если используются устройства, потребляющие довольно низкие токи (например, часы или небольшой приемник). Однако, если вы используете что-то вроде мощного фонарика или аудиоусилителя, По закону Ома батарея с высоким внутренним сопротивлением может не передавать требуемый для нее ток.

Никель-кадмиевый (NiCad)

Никель-кадмиевые элементы являются наиболее часто используемыми аккумуляторными батареями в потребительских приложениях. Они используют никель и кадмий в качестве электродов и водный гидроксид калия в качестве электролит. Они имеют такие же размеры, что и неперезаряжаемые элементы, и часто могут напрямую заменить неперезаряжаемые щелочные или цинк-углеродные элементы. NiCad имеют несколько более низкое выходное напряжение, чем неперезаряжаемые элементы (1,2 против 1,5 вольт). В большинстве случаев эта разница не важна. Батарейные блоки NiCad имеют напряжение 2,4, 3,6, 4,8, 6, 7,2, 9, 10,8 В и т. Д. Это соответствует 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 элементам соответственно.Никель-кадмиевые батареи лучше всего работают при температуре от 16 до 26 градусов Цельсия. Их емкость снижается при более высоких температурах. При температуре ниже 0 градусов образуется водород, и при использовании элементов существует опасность взрыва. Никель-кадмиевые батареи имеют низкое внутреннее сопротивление. Это делает их подходящими для оборудования, потребляющего большие токи (например, переносных передающих устройств). Тем не мение, низкое внутреннее сопротивление означает, что при коротком замыкании элементов будут протекать чрезвычайно высокие токи (до 30 ампер для ячейки размера C!). Следует избегать короткого замыкания, так как оно может вызвать перегрев и повреждение элементов.

Нормальная скорость зарядки составляет 10% емкости аккумулятора в течение 14 часов. Например, если аккумулятор имеет емкость 600 мАч, его правильный ток зарядки составляет 60 мА. Поскольку процесс зарядки не является эффективным на 100%, зарядное устройство необходимо оставить работающим примерно на 14 часов вместо 10 часов. Возможны более высокие зарядные токи, но время зарядки должно быть пропорционально сокращено.Никель-кадмиевые аккумуляторы можно оставлять на зарядном устройстве на неопределенный срок, если зарядный ток снижен до 2% от номинальной емкости батареи в ампер-часах. Избегайте нагрева во время зарядки, чтобы продлить срок службы батареи. Никель-кадмиевые батареи требуют зарядного устройства постоянного тока; то есть тот, при котором ток, подаваемый на батарею, является фиксированным в течение всего периода зарядки. Такое зарядное устройство может быть чем-то таким же простым, как нерегулируемый источник питания постоянного тока с последовательным резистором для ограничения зарядного тока в элементах. Если известно напряжение зарядного устройства и требуемый ток зарядки аккумулятора, можно использовать закон Ома для расчета правильного значения последовательного резистора.Поскольку никель-кадмиевые аккумуляторы имеют низкое внутреннее сопротивление, правильная зарядка может происходить при последовательном подключении нескольких ячеек. Для обеспечения наилучшего срока службы никель-кадмиевые батареи не должны разряжаться ниже 1,0 В на элемент. При зарядке никель-кадмиевые батареи должны показывать 1,45 В на элемент. Если во время зарядки напряжение элемента выше (например, 1,6 или 1,7 В), элемент неисправен и его следует выбросить.

Часто обсуждается так называемый «эффект памяти», проявляемый никель-кадмиевыми ячейками. Это относится к заявленной тенденции ячеек не выдавать свое номинальное напряжение при помещении в зарядное устройство до полной разрядки.Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что истинный «эффект памяти» встречается редко, и эти наблюдения фактически из-за непрерывной перезарядки, которая может вызвать перезарядку электролита. кристаллизуются внутри клетки. К счастью, этот эффект можно преодолеть, подвергнув аккумулятор одному или нескольким циклам глубокой зарядки / разрядки. Другой часто встречающийся термин — это обращение ячейки . Это может произойти, когда батарея элементов разряжается ниже безопасного уровня 1,0 вольт на элемент. Во время этого разряда различия между отдельными ячейками могут привести к тому, что одна ячейка истощится раньше остальных.Когда это происходит, ток, генерируемый оставшимися активными ячейками, «заряжает» самую слабую ячейку, но с обратной полярностью. Это может привести к выбросу газа и необратимому повреждению аккумуляторной батареи.

В никель-кадмиевых батареях иногда возникает внутреннее короткое замыкание из-за накопления кристаллов внутри ячейка, и это обычно означает конец ее полезного срока службы. Срок службы от 200 до 800 зарядов и разряды типичны для никель-кадмиевых аккумуляторов.

Металлогидрид никеля (NiMH)

Подобно никель-кадмиевым батареям, никель-металлогидридные элементы обеспечивают 1.25 вольт на ячейку. Кадмий в NiCad заменен на гидриды металлов, которые представляют меньшую опасность для окружающей среды. Аккумулятор производители заявляют, что NiMH-элементы не страдают «эффектом памяти» и их можно заряжать до 1000 раз. NiMH элементы не так подходят, как NiCad, для экстремальных токовых нагрузок, но обладают большей емкостью при том же размере элемента. Типичный никель-кадмиевый аккумулятор AA, (часто используется в велосипедных лампах, магнитофонах или проигрывателях компакт-дисков) может иметь емкость 750 мАч, но никель-металлгидридный аккумулятор может обеспечить 1100 мАч — на 45 процентов больше.Это делает никель-металлгидридные элементы хорошим выбором для приложений, где желателен долгий срок службы, но текущие требования невысоки. Зарядное устройство, необходимое для никель-металлгидридных аккумуляторов, аналогично зарядному устройству для никель-кадмиевых аккумуляторов; Это должен обеспечивать постоянный ток, но обычно время зарядки необходимо увеличивать ввиду большей емкости ячеек.

Главный враг аккумуляторных батарей — тепло. Если элементы нагреваются во время зарядки, зарядный ток должны быть уменьшены, чтобы предотвратить повреждение.

Литий-ионный (Li-Ion)

Литий-ионные элементы — это новейшие из обсуждаемых здесь типов батарей, появившиеся на рынке.Они предлагают более высокое напряжение ячеек (3,6 В) и большую емкость для данного объема. Это делает их особенно подходящими для портативного оборудования, где важно длительное время работы, например для мобильных телефонов. Например, размер типичного литий-ионного аккумулятора составляет 55x45x20 мм, но он обеспечивает напряжение 7,2 В при емкости 1100 мАч. Литий-ионные батареи по-прежнему довольно дороги, но использование в домашних условиях за счет их включения в фотоаппараты, видеокамеры, карманные компьютеры компьютеры и мобильные телефоны.Требуется специальное зарядное устройство; один предназначен для NiCad или NiMH использовать нельзя.

Некоторые ссылки

Добро пожаловать в Battery University

Батареи как компоненты — из: Образовательные энциклопедия

http://www.energizer.com/learning/howbatterieswork.asp

Руководство по применению резервного аккумулятора

http://www.wasteonline.org.uk/resources/InformationSheets/Batteries.htm

http: // www.cycom.co.uk/howto/electricity_consuming_measurement.html

Практический пример некоторых вопросов устойчивости / окружающей среды, связанных с выбором одноразовых или аккумуляторных батарей для питания Walkman можно найти здесь (PDF). Он организован как проблема с предлагаемым решением, и вы может обсудить это с вашим руководителем.

Зарядка аккумулятора

Дэвид Холберн Октябрь 2005 г.

Бытовые аккумуляторы | Агентство по охране окружающей среды США

Найдите информацию о типах батарей, используемых в домашних условиях, и о том, как обращаться с ними, когда они больше не нужны.

Определенные батареи НЕ должны выбрасывать в бытовой мусор или в мусорные баки. На этой странице вы узнаете, как безопасно обращаться с этими батареями. Отработанные аккумуляторы всегда можно утилизировать или сдать в пункты сбора бытовых опасных отходов.

Чтобы предотвратить возгорание литий-ионных аккумуляторов, заклейте клеммы аккумуляторов и / или поместите аккумуляторы в отдельные пластиковые пакеты и никогда не выбрасывайте эти аккумуляторы в бытовой мусор или мусорные корзины.

На этой странице:

Фон

Ежегодно в США миллионы одноразовых и перезаряжаемых батарей покупаются, используются, перерабатываются или выбрасываются вместе с мусором.Батареи бывают разного химического состава, типов и размеров в зависимости от их использования.

• Одноразовые батареи обычно можно вынуть из устройства, когда они перестают питать устройство.
• Перезаряжаемые батареи могут быть съемными или постоянно прикрепленными к устройству.

Повышенный спрос на аккумуляторы в значительной степени связан с быстрым ростом использования небольшой портативной электроники, электроинструментов и других предметов повседневного обихода, а также с увеличением количества «умных» продуктов, таких как мелкая и крупная бытовая техника и автомобили.

производятся с использованием различных смесей химических элементов, предназначенных для удовлетворения потребностей клиентов в мощности и производительности. Батареи могут содержать такие металлы, как ртуть, свинец, кадмий, никель и серебро, которые могут представлять угрозу для здоровья человека или окружающей среды при неправильном обращении по окончании срока службы. Типы батарей идентифицируются по маркировке и этикеткам, а не по форме или цвету этикетки.

Некоторые батареи могут также содержать такие материалы, как кобальт, литий и графит, которые Геологическая служба США считает критически важными минералами.Критические полезные ископаемые — это сырье, которое имеет экономическое и стратегическое значение для Соединенных Штатов, имеет высокий потенциал риска предложения и которому нет легких заменителей. Следовательно, необходимо приложить все усилия для переработки и восстановления этих материалов, чтобы гарантировать, что они будут доступны для будущих поколений.

Когда аккумулятор больше не используется, тип и химический состав аккумулятора определяют, какой из различных вариантов утилизации отходов следует использовать. Важно правильно обращаться с батареями в соответствии с их типом, потому что некоторые батареи могут представлять опасность для безопасности и здоровья при неправильном обращении в конце их срока службы.Батареи могут иметь достаточно энергии, чтобы травмировать или вызвать возгорание, даже когда они используются и кажутся разряженными. В целях безопасности помните, что не все батареи являются съемными или обслуживаемыми пользователем — обратите внимание на маркировку батареи и продукта в отношении безопасности и использования для всех типов батарей.

Одноразовые батареи

Аккумуляторы

Автомобильные аккумуляторы

Сегодня в транспортных средствах используются аккумуляторные батареи нескольких типов и областей применения.Существуют автомобильные пусковые батареи, используемые с двигателями внутреннего сгорания, большие аккумуляторные батареи для электромобилей, питающие автомобиль, и небольшие батареи, которые питают аксессуары, такие как дистанционные дверные замки, или резервные копии памяти компьютера.

Федеральные законы о батареях

Государственные законы об утилизации аккумуляторов

Некоторые штаты приняли законы об утилизации батарей для различных типов потребительских батарей.Чтобы увидеть карту государственных законов о батареях, перейдите на сайт Call2Recycle.

батарей: почему они так важны?

Автор: Джейсон Зиглар, Университет Дьюка
Редактор: Вей-Чунг Чен
SCICOM MIT

Скачать файл PDF

Батареи являются важными компонентами большинства электрических устройств. Они существуют в наших автомобили, ноутбуки, проигрыватели компакт-дисков и другие электронные устройства.Батарея — это, по сути, банка полный химикатов, которые производят электроны. В базовую комплектацию батареи входят два терминалы. Один вывод отмечен положительным, а другой — отрицательным. В нормальном Батарейки фонарика, концы батарейки — клеммы. В большом автомобильном аккумуляторе есть два тяжелых вывода, которые действуют как выводы.

Электроны собираются на отрицательной клемме батареи. Когда провод подключены между отрицательной и положительной клеммами, электроны будут течь из отрицательный к положительной клемме так быстро, как они могут.Обычно какой-то тип нагрузки подключен к аккумулятору с помощью провода. Нагрузка может быть чем-то вроде лампочки, двигатель или электронная схема, такая как радио.

Внутри самой батареи химическая реакция производит электроны. Скорость производство электронов в результате этой химической реакции (внутреннее сопротивление батареи) контролирует сколько электронов может течь между выводами. Электроны перетекают из батареи в провод и должен проходить от отрицательного к положительному выводу химического вещества. реакция должна иметь место.Поэтому аккумулятор может простоять год на полке и при этом не потерять много мощности. Если электроны не текут от отрицательного полюса к положительному, химическая реакция не происходит. Как только провод соединяет обе клеммы, реакция начинается.

Исторически первая батарея была создана Алессандро Вольта в 1800 году. свою батарею, он сделал стопку, чередуя слои цинка, промокательную бумагу, пропитанную солью вода и серебро.Это устройство было известно как гальваническая свая. Верх и низ слои ворса должны быть из разных металлов. Прикрепив провод к верхней и нижней части В свае можно измерить напряжение и ток от сваи. Стопку можно штабелировать как как можно выше, и каждый слой будет увеличивать напряжение на фиксированную величину. Самая простая батарея, которую можно создать, называется цинково-угольной батареей. В емкость, наполненная серной кислотой, в нее помещается цинковый стержень. Немедленно кислота будет начать разъедать цинк.На цинковом стержне будут образовываться пузырьки газообразного водорода, и стержень и кислота начнут нагреваться. В частности, существует несколько реакций на место. Когда в кислоту вставляют угольный стержень, кислота ничего с ней не делает. Но по соединяя проволоку между цинковым стержнем и угольным стержнем, меняются две вещи. Во-первых, электроны проходят через проволоку и соединяются с водородом на углеродном стержне, поэтому газообразный водород начинает пузыриться из углеродного стержня. Во-вторых, меньше тепла.Вы можете включите электрическую лампочку или аналогичную нагрузку, используя электроны, проходящие через провод, и вы может измерять напряжение и ток в проводе. Часть тепловой энергии превращается в движение электронов. Электроны с трудом перемещаются к углеродному стержню, потому что они там легче соединиться с водородом. В конце концов, цинковый стержень растворяется. полностью, или ионы водорода в кислоте израсходованы, и батарея разрядится. В современных батареях для обеспечения своих реакций используются различные химические вещества.Несколько из К химическим веществам для жидкого теста относятся следующие. Как упоминалось ранее, есть цинк / углерод. батареи. Они также известны как стандартные угольные батареи, химический состав цинка / углерода используется во всех недорогих сухих батареях AA, C и D. Электроды цинковые и уголь, с кислотной пастой между ними, которая служит электролитом. Второй тип Батарея — это щелочная батарея, которая используется в обычных батареях Duracell и Energizer. В у этого типа батареи электроды из цинка и оксида марганца, с щелочным электролит.Другой широко используемый аккумулятор — это свинцово-кислотный аккумулятор, который используется в автомобили. Электроды изготовлены из свинца и оксида свинца с сильной кислотностью. электролит (аккумуляторный).

Практически в любом устройстве, которое работает от батарей, одновременно используется несколько батарей. время. Батареи группируются последовательно для образования более высоких напряжений или параллельно для образования более высокие токи. При последовательном расположении напряжения складываются. В параллельном расположении, токи складываются.При параллельном расположении, когда каждая ячейка выдает 2 вольта, тогда четыре батареи, включенные параллельно, также будут производить 2 вольта. Однако в настоящее время будет поставлено четыре раз больше, чем у одной клетки. При последовательном расположении четыре напряжения складываются в производят 8 вольт.

батарей — меньше значит больше

Нажмите ниже, чтобы посмотреть наше последнее видео:

Утилизируйте аккумуляторы на обочине!

Для тех, кто живет в неинкорпорированной части округа или в городах Буэллтон, Голета, Санта-Барбара и Солванг, теперь у вас есть новый вариант утилизации батарей.Просто выполните следующие действия:

• Поместите батареи в пластиковый пакет на молнии
• Поместите пакет на контейнер для вторсырья (а не внутри него) в обычный запланированный день сбора вторсырья
• Для аккумуляторных батарей , пожалуйста, заклейте концы каждой батареи прозрачной лентой, чтобы полюса батареи не были видны (вы можете пропустить этот шаг с одноразовыми батареями)

Для получения дополнительной информации см. Раздел «Часто задаваемые вопросы» ниже или обратитесь к поставщику мусора / утилизации.

Типы батарей

Существует множество батарей разных размеров и типов, поэтому мы знаем, что ситуация может немного запутать. Мы делим наши батареи на три категории: неперезаряжаемые батареи, аккумуляторные батареи и автомобильные батареи. Вот различия, объясненные на сайте batteryrecycling.com.

Неперезаряжаемые батареи

Также называемые одноразовыми батареями или первичными батареями, в настоящее время это наиболее часто используемые батареи.Они получают свою силу в результате необратимой химической реакции. Они работают лучше, чем аккумуляторные батареи, в ситуациях, когда требуется небольшое количество энергии в течение длительного времени. Большинство из них — щелочные батареи стандартных размеров AA, AAA, D-Cell, C-cell и 9 вольт. Но есть и другие экзотические батареи, которые входят в эту категорию.

• Батареи щелочные и угольно-цинковые

  • Самый распространенный тип одноразовой батареи.
  • AA, AAA, D-Cell, C-Cell, 9-вольтовые и кнопочные элементы.
  • Обычно используется в фотоаппаратах, игрушках, часах и портативной электронике.

• Литиевые батареи — не литий-ионные батареи

  • Ячейки-пуговицы, стандартные и нестандартные размеры.
  • Используется в большой и малой портативной электронике.
  • Не путать с литий-ионными аккумуляторными батареями.

• Ртутные батареи

  • AA, 9 В, малый баллон и нестандартные размеры.
  • Обычно используется в медицинских устройствах и военном оборудовании.

• Батарейки из оксида серебра

  • Маленькие кнопочные элементы, высоковольтные, малые цилиндры, большие нестандартные размеры.
  • Обычно используется в часах, слуховых аппаратах и ​​самолетах.

• Цинковые воздушные батареи

  • Кнопочные элементы, 9 В и нестандартные размеры.
  • Обычно используется в слуховых аппаратах и ​​часах.

Посетите нашу страницу о неперезаряжаемых батареях, чтобы получить подробную информацию о том, как правильно утилизировать эти батареи.

Аккумуляторы

Самыми распространенными типами аккумуляторных батарей, представленных сегодня на рынке, являются литиево-ионные аккумуляторы в вашем телефоне или ноутбуке, а также никель-кадмиевые и никель-металлогидридные аккумуляторы стандартного размера, которые можно перезаряжать дома.

• Свинцово-кислотно-гелевые батареи

  • Прямоугольная, нестандартных размеров в жестком пластиковом ящике.
  • Обычно встречается в инвалидных колясках, скутерах, тележках для гольфа, лодках, жилых автофургонах и некоторых портативных инструментах и ​​инструментах.
  • Эти батареи токсичны и требуют осторожного обращения.

• Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы

  • Нестандартные размеры в жестком пластиковом кейсе, цилиндрических или кнопочных ячейках.
  • Обычно используется в сотовых телефонах, ноутбуках, электроинструментах и ​​видеокамерах.
  • Не путать с одноразовыми литиевыми батареями.

• Никель-кадмиевые (NiCd) батареи

  • AA, AAA, C, D и другие небольшие цилиндрические батареи, упакованные элементы и нестандартные размеры.
  • Обычно встречается в электроинструментах, игрушках, автомобилях с дистанционным управлением, медицинских устройствах и некоторых портативных компьютерах.
  • Эти батареи токсичны, и их нельзя сжигать.

• Никель-металлогидридные (NiMH) батареи

  • AA, AAA, C, D и другие небольшие цилиндрические батареи, упакованные элементы и нестандартные размеры.
  • Обычно встречается в электроинструментах, игрушках, радиоуправляемых автомобилях, мобильных телефонах и некоторых портативных компьютерах.

Посетите нашу страницу о перезаряжаемых батареях, чтобы получить подробную информацию о том, как правильно утилизировать эти батареи.

Автомобильные аккумуляторы и аккумуляторные батареи

Автомобильные аккумуляторы — это совершенно другой тип аккумуляторов. Их называют батареями с мокрыми ячейками, потому что они содержат жидкость. В наиболее распространенном типе аккумуляторных батарей с жидким электролитом, свинцово-кислотных аккумуляторах, жидкость на самом деле является серной кислотой.Вы можете понять, почему возникнут особые потребности в утилизации.

Некоторые предприятия, которые принимают автомобильные аккумуляторы, также принимают и другие типы аккумуляторов с жидким электролитом, но не забудьте позвонить заранее для получения информации.

Для получения дополнительной информации посетите www.batteryrecycling.com/wet+cell+batteries/

Посетите нашу страницу «Автомобильные аккумуляторы», чтобы узнать о местных сайтах, которые принимают автомобильные аккумуляторы и аккумуляторные батареи с жидким топливом для надлежащей утилизации.

Часто задаваемые вопросы

Что такое бытовой аккумулятор?

Бытовые батареи обычно представляют собой батареи меньшего размера с мощностью 9 вольт или меньше.Самый распространенный тип — AA, используемый для бытовых гаджетов, таких как пульты дистанционного управления, маленькие игрушки и беспроводная кухонная техника.

Нужно ли заклеивать концы всех батарей в программе сбора обочины?

Нет, обычные одноразовые щелочные батареи (с напряжением 9 В и ниже) не требуют заклеивания. Однако некоторые батареи, как и большинство аккумуляторных, при хранении и транспортировке создают опасность возгорания, если их концы оголены.

Для программы обочины, зачем мне класть батареи в прозрачный пакет?

Требуются прозрачные пакеты, чтобы водители инкассаторов могли легко идентифицировать бытовые аккумуляторы.Батареи не смешиваются с перерабатываемыми отходами, а помещаются в отдельное ведро, которое обычно свешивается сбоку от грузовика. Водители кладут батареи в ведро перед тем, как опрокинуть мусорную корзину.

Для программы обочины, почему мне нужно класть пакет НА ВЕРХ синей корзины для мусора?

Батареи утилизируются отдельно от материалов, находящихся в мусорном ведре.