Как подобрать аккумулятор? | Статьи и советы от компании «ЦСК»

19 декабря 2019

Первое и, пожалуй, главное: на аккумуляторе обязательно должны быть указаны страна-изготовитель и выпускающий завод, лучше если с адресом. К каждой батарее должен прилагаться технический паспорт, а вот наличие инструкции необязательно. Это связано с тем, что на Западе аккумуляторы почти не продают в розницу, их устанавливают специалисты на сервисных станциях. Третье — качественный аккумулятор немыслим без качественного корпуса, хороших пробок и гладких выводных клемм, нередко смазанных технической защитной смазкой от окисления и накрытых сверху цветными пластмассовыми колпачками.

Напряжение на клеммах приобретаемой батареи должно быть не менее 12,5 вольт. Плотность во всех 6-ти банках не менее 1,25 г/см3 (см. таблицу зависимости плотности электролита от температуры на стр. 25) и одинаковой во всех банках. Если же замер плотности в магазине связан с определенными трудностями, можно ограничиться измерением напряжения вольтметром.

Оно должно быть не ниже 12,5 вольт. При имитации стартерного разряда нагрузочной вилкой (ток около 160 А) напряжение батареи на протяжении 5-8 с должно оставаться в пределах 10,5-11 вольт.

Маркировка аккумулятора должна иметь ссылку на стандарт (DIN, SAE, EN , ГОСТ или другие). В маркировке по стандарту SAE не указывается значение емкости в ампер-часах (Ач). Указание емкости в Ач в стандарте SAE — косвенный признак подделки. Большинство фирм-изготовителей кодирует дату выпуска АКБ. Современные необслуживаемые батареи допускают достаточно длительное хранение без существенной потери своих потребительских свойств, поэтому дата изготовления менее актуальна. Тем не менее не стоит покупать АКБ более полугода пролежавшую на складе.

Основными параметрами для выбора АКБ являются:

   электрическая (номинальная) емкость, Ач;

   полярность;

   пусковой ток, А;

   размеры корпуса АКБ.

Для пуска автомобильного двигателя от АКБ требуется как необходимый запас энергии — достаточная электрическая емкость, так и высокая мощность при разряде.

Электрическая емкость характеризует количество электричества, которое способна отдать АКБ при длительном режиме разряда.

Номинальная электрическая емкость — это емкость 20-часового разряда АКБ. Именно она указана на этикетке АКБ. Для определения номинальной емкости батарею непрерывно разряжают при температуре 25°С током, равным 0,05С20 (0,05 от величины номинальной емкости) до того момента, как напряжение на клеммах 12-вольтовой батареи не снизится до 10,5 В. Например, для АКБ емкостью 60 Ач ток разряда составляет 3 А.

Не следует брать новую АКБ с меньшей электрической емкостью, чем рекомендуется для данного типа автомобиля. Дело в том, что при некоторых режимах работы двигателя (холостой ход) и малых дневных пробегах автомобиля, АКБ «помогает» генератору питать включенные потребители.

При малой собственной электрической емкости глубина разряда при этом может достигать 40-50%, что приведет к снижению работоспособности АКБ в режиме пуска двигателя. Повторяющиеся глубокие разряды приведут к сокращению ресурса АКБ.

Таким образом, каждому типу автомобиля необходимо подбирать аккумулятор определенной емкости.

Пусковой ток указывается в соответствии с емкостью для каждого типа АКБ и используется для тестирования на соответствие стандарту. Пусковой ток новой батареи должен быть не ниже, чем у старой (заменяемой), при этом для автомобилей с большим энергопотреблением следует применять АКБ с большими значениями пусковых токов.

Выбор АКБ по габаритным размерам и полярности определяется отличительными особенностями автомобиля (площадка под АКБ, длина проводов). Полярность прямая, когда клемма «минус» справа, обратная, когда клемма «плюс» справа.

Итак, выбирая аккумулятор, надо учитывать величину пускового тока, значение электрической емкости, расположение полюсных выводов, габаритные размеры (в основном по длине), и способ крепления АКБ и, естественно, репутацию торговой марки и производителя.

Схема подбора по емкости аккумуляторов 

Вернуться

какая она должна быть в норме (зимой и летом)

Главная-Цифровая техника-Аккумуляторы-Проверка плотности аккумулятора, норма плотности

• На что влияет плотность электролита
• Нормативные показатели электролитической плотности
  • Назначение свинцово-кислотных аккумуляторов
  • Зависимость от температуры работы
• Как проверить плотность электролита в кислотном аккумуляторе
• Условия, при которых следует проводить измерения
  • Степень заряженности АКБ
  • Температура при проведении измерений
  • Похожие статьи

Все, кто имел дело с аккумуляторными батареями, знают, что их основными характеристиками являются номинальное напряжение и емкость заряда. Но для поддержания работоспособности АКБ не менее важным является такой параметр как плотность аккумулятора. Конечно, на самом деле речь идет о плотности электролита, находящегося в аккумуляторной батарее. Но зачастую используется именно это жаргонное выражение. Контролировать концентрированность электролита так же необходимо, как и регулярно заряжать источник тока.

На что влияет плотность электролита

В большинстве аккумуляторных батарей применяются свинцовые пластины, а рабочая среда – серная кислота, разбавленная водой. Насыщенность раствора, измеряемая в грамм/см3, и является той характеристикой, которая влияет на способность аккумулятора накапливать заряд для последующей работы.

Схема устройства свинцово-кислотной АКБ

Концентрация кислоты в растворе электролита и работоспособность аккумуляторной батареи напрямую связаны между собой.

• При малой плотности падает и способность источника тока накапливать ту емкость заряда, которая обеспечивает его рабочие характеристики. При малой плотности батарея быстрее разряжается и не выдает положенный максимальный ток.
• Если величина этого параметра опустится ниже определенного значения, то в мороз вода в электролите может замерзнуть, и аккумулятор полностью выйдет из строя.
• Но при высокой плотности резко ускоряется процесс сульфатации свинцовых пластин. Это означает, что при слабом заряде АКБ на них образуется свинцовый сульфат, который уже не преобразуется при заряде обратно в свинец. Это также приводит к уменьшению способности накапливать необходимый заряд, а с течением времени – к полному выходу батареи из строя.

Поэтому важно поддерживать значение этого параметра в соответствии с установленными и проверенными нормами. Значительное уменьшение или превышение нормативных значений не способствует продуктивной работе аккумуляторной батареи.

Холод, при котором возможно замерзание содержимого батареи, показаны на рисунке.

Точка замерзания водно-кислотного раствора в зависимости от его плотности

Нормативные показатели электролитической плотности

Наверняка многие автолюбители, знакомые с проблемами поддержания работоспособности аккумуляторов, знают цифру 1,27 г/см3. Именно такой считается оптимальная плотность, при которой кислотные аккумуляторы способны максимально реализовывать свои возможности.

Но это значение справедливо не для всех типов аккумуляторов и их рабочих назначений. К тому же оптимальная плотность меняется для разных температур, при которых приходится работать батарее. Поэтому оптимальные значения зимой и летом будут несколько отличаться.

Назначение свинцово-кислотных аккумуляторов

• Стартерные АКБ предназначены для выдачи максимально возможного тока при запуске различных двигателей. Это, в первую очередь, автомобильные АКБ. Нормативное значение плотности для них 1,26 – 1,28 г/см3.
• Тяговые АКБ должны обеспечивать работу электродвигателей постоянным током в течение длительного времени. Одно из их применений – электрокары и другие движущие средства на электрической тяге. Наилучшее значение плотности электролита для этих АКБ тоже находится в пределах 1,26 – 1,28 г/см3.
• Стационарные АКБ применяют для питания любых электрических схем и приборов. Обычно находятся на одном месте в помещении. Для них рекомендована пониженное значение 1,22 – 1,24 г/см3.

Зависимость от температуры работы

Изменяется окружающая температура – изменяются и значения плотности водно-кислотного раствора. При возрастании температуры способность аккумуляторной батареи накапливать заряд увеличивается примерно на 1% с каждым градусом. С понижением температуры, естественно, эта способность уменьшается. Поэтому рекомендуется в холодную погоду держать АКБ при повышенных плотностных значениях, а для жаркой погоды – снижать эти показатели.

Работоспособность АКБ при различных температурах в зависимости от плотности

Конечно, никто не будет заниматься изменением при каждом скачке погоды. Просто перед наступлением холодов полезно немного увеличить аккумуляторную плотность, а перед летним сезоном – понизить ее. Кроме того, существуют нормы оптимальной плотности для районов с различным климатом. Этих нормативных значений полагается придерживаться круглый год, за редкими исключениями. Для разных регионов считается нормальной:

• В холодном климате 1,27 – 1,30 г/см3
• В средней полосе 1,25 – 1,28 г/см3
• В теплых районах 1,22 – 1,25 г/см3

Более подробно эти нормативы указаны в таблице.

Нормативные значения плотности электролита АКБ для различных температурных условий

Как проверить плотность электролита в кислотном аккумуляторе

Для проверки этой характеристики выпускаются простые измерители, называемые автомобильными ареометрами или денсиметрами. Их работа основана применении закона Архимеда, то есть способности груза погружаться на разную глубину в зависимости от плотности жидкости. Конструктивно ареометр содержит:

• Стеклянную или пластиковую колбу.
• Стеклянный поплавок с грузом и нанесенными на нем делениями, соответствующими измеряемым значениям.
• С одной стороны колбы одевается резиновая груша, предназначенная для засасывания электролита внутрь колбы.
• С противоположной стороны – резиновый носик, через который происходит забор жидкости из заливного отверстия АКБ.

Измеряемое значение определяется по той черте на поплавке, до которой доходит жидкость, набранная в ареометр.

Автомобильный ареометр с одним поплавком

Существуют более простые ареометры, в которых в колбе находятся несколько грузиков-палочек с разным весом у каждой. На каждом грузике (или на самой колбе напротив него) нанесено соответствующее значение плотности. Результат измерения определяется по максимальному значению всплывших грузиков. Такой ареометр более дешевый, но не обладает достаточной точностью.

Автомобильный ареометр с несколькими поплавками

Само измерение ареометром проводится так:

• Носик ареометра опускается в аккумулятор через заливное отверстие. Есть приборы не с резиновым, а с пластиковым носиком. В этом случае нужно погружать его в электролит осторожно, чтобы не повредить свинцовые пластины.
• С помощью груши в колбу набирается электролит. Для ареометров с одним поплавком нужно контролировать количество набираемой жидкости. Ее должно быть столько, чтобы поплавок свободно плавал внутри колбы. Но нельзя набирать и много жидкости. Тогда поплавок может упереться в верхний край колбы. Показания ареометра в этом случае будут недостоверны.
• После забора жидкости смотрим – напротив какой риски на поплавке находится ее уровень. Цифры рядом с риской покажут значение плотности.
  Для ареометров с несколькими поплавками значение плотности определяется по всплывшим поплавочкам. Плавающий грузик с максимальным числом на нем как раз и показывает результат измерения.

Получение показаний с помощью ареометра

Для аккумуляторных батарей из нескольких элементов проверка проводится отдельно в каждой банке.

Обычная цена деления в аккумуляторных ареометрах составляет 0,01 г/см3. Но выпускаются ареометры и с более точной шкалой.

После окончания измерений необходимо тщательно промыть ареометр дистиллированной водой.

Условия, при которых следует проводить измерения

Прежде чем начать замеры концентрированности электролита, необходимо придерживаться несложных правил. А в некоторых случаях придется корректировать показания ареометра в зависимости от условий, при которых они были получены.

Самым необходимым условием является поддержание требуемого уровня жидкости в самой АКБ. Плотность будет замерена правильно, но для безопасной работы батареи необходимо будет довести уровень до нормы. А это приведет к изменению плотности.

Степень заряженности АКБ

Плотность электролита меняется при заряде/разряде аккумулятора. При разряде она уменьшается, при заряде – увеличивается. В зависимости от степени разряда аккумуляторной батареи значения меняются следующим образом.

Зависимость показаний ареометра от степени заряда батареи

Вряд ли можно точно определить уровень разряда. Поэтому сначала необходимо полностью зарядить аккумулятор, подождать несколько часов, и только потом проводить измерения.

Если с водно-кислотным раствором проводились какие-либо действия – долив дистиллированной воды или самой кислоты, то не стоит замерять плотность сразу после них. Необходимо подождать, пока долитая жидкость полностью перемешается в аккумуляторе.

Температура при проведении измерений

Калибровка стандартных ареометров ориентируется на температуру +25 °С. Для получения наиболее точных показаний замеры плотности электролита нужно проводить при такой же температуре. Зимой тестируемую АКБ надо занести в теплое место и дать ей прогреться до нужной температуры. Но не стоит проводить измерения буквально в домашних условиях. Раствор кислоты может случайно испортить мебель или одежду. Лучше воспользоваться отапливаемым помещением, приспособленным для таких работ.

Если же нет возможности проводить измерения при рекомендованной температуре в 20 – 25 °С, то можно сделать замеры при любой температуре, а затем воспользоваться корректировочной таблицей:

Корректировочные значения для измерений при разных температурах

Регулярные проверки плотности электролита в аккумуляторе позволят не только поддерживать его в оптимальных условиях для работы, но и своевременно выявить возможные проблемы и неисправности.

Опубликовано 27.08.2018 Обновлено 03.03.2021 Пользователем digrand

Похожие статьи

Нам важна ваша оценка!

Плотность энергии ионно-литиевой батареи

Плотность энергии относится к количеству энергии, хранящейся в единице определенного пространства или массы материи. Плотность энергии литиевых батарей – это среднее значение на единицу объема или качественное выделение электроэнергии. Плотность энергии литиевой батареи обычно делится на два измерения: весовая плотность энергии и объемная плотность.

Масса плотности энергии литиевой батареи = x емкость разрядной батареи/вес платформы, базовая единица измерения Втч/кг (Вт/кг)

Объемная плотность энергии элемента = емкость батареи по разгрузочной платформе/объему, базовая единица измерения Втч/л (Вт/л)

Чем выше плотность энергии литиевой батареи, единица объема или веса, тем больше запас энергии.

Какова плотность энергии литиевой батареи мономера?

Плотность энергии литий-ионных аккумуляторов обычно относится к двум различным понятиям: плотность энергии одиночной литиевой батареи и плотность энергии аккумуляторной системы.

Аккумуляторная батарея — это наименьшая единица аккумуляторной системы. M батарея модуля, аккумулятор N модулей. Это основная структура аккумуляторной батареи автомобиля.

Как следует из названия, плотность энергии отдельной клетки — это плотность энергии уровня отдельной клетки.

Какова плотность энергии системы?

После завершения системы плотность энергии относится к мономерному составу, весу или объему аккумуляторной системы и сравнению веса или объема всей аккумуляторной системы. Поскольку аккумуляторная система содержит систему управления аккумуляторной батареей, систему управления температурным режимом, цепи высокого и низкого напряжения и т. д., занимающие часть веса аккумуляторной системы и внутреннего пространства, плотность энергии аккумуляторной системы ниже, чем плотность энергии. мономера.

Плотность энергии = мощность аккумулятора ➗ вес аккумуляторной системы или объем аккумуляторной системы

Что ограничивает плотность энергии литий-ионного аккумулятора?

Основной причиной батареи является химическая система.

Как правило, четыре части литий-ионных аккумуляторов имеют решающее значение: анод, катод, электролит и диафрагма. Положительный и отрицательный полюса — это места, где происходят химические реакции, что эквивалентно двум венам Жэнь и Ду, и можно увидеть их важный статус.

Как мы все знаем, тройная литиевая батарея для положительной системы плотности энергии выше, чем у анода для литий-железо-фосфатной батареи плотность энергии системы. Почему это?

В настоящее время большинство анодных материалов литий-ионных аккумуляторов для графита, емкость теории графита g составляет 372 мАч/г. Теория емкости материала положительного электрода из литий-железо-фосфата составляет всего 160 мАч/г, а теория тройного материала никель-кобальт-марганец (скользящая) — около 200 мАч/г.

Согласно теории ведра уровень воды определяется самой короткой частью ведра, а плотность энергии литий-ионного аккумулятора зависит от материала анода.

Платформа для напряжения 3,2 В фосфата лития-железа, тройной индекс 3,7 В. Сравнение двух, высокая плотность энергии, разница 16%.

Подвести итоги

Конечно, помимо химической системы, уровень технологии производства, такой как плотность уплотнения и толщина фольги, также будет влиять на плотность энергии литий-ионных аккумуляторов. Вообще говоря, чем больше плотность уплотнения, тем выше емкость аккумулятора в ограниченном пространстве, поэтому основной материал плотности уплотнения рассматривался как один из эталонных показателей плотности энергии аккумулятора.

Если вы можете настаивать на чтении каждой строки, читайте до сих пор.

Исследователи разработали литиевую батарею с плотностью энергии на 40 % выше

Брайан Вестенхаус, 11 октября 2022 г., 13:30 CDT

Исследовательской группе Пхоханского университета науки и технологий удалось разработать литиевую батарею без анодов. Конструкция максимально увеличила плотность энергии и улучшила плотность энергии на 40%.

Исследовательская группа Университета науки и технологий Пхохана (POSTECH) под руководством профессора Суджин Пак и докторанта Сунгджин Чо (факультет химии) в сотрудничестве с профессором Донг-Хва Сео и доктором Дон Ён Ким (Школа энергетики и химической инженерии) ) в Ульсанском институте науки и технологий (UNIST) разработали безанодные литиевые батареи, обеспечивающие длительный срок службы без подзарядки.

Исследовательская работа группы опубликована в Advanced Functional Materials.

Только в прошлом году количество новых зарегистрированных электромобилей (EV) в Корее превысило 100 000 единиц. Норвегия — единственная страна, которая соответствует таким цифрам. Основными материалами, которые определяют срок службы батареи и скорость зарядки электромобилей, которые сейчас широко распространены, являются анодные материалы. Отечественная аккумуляторная промышленность Кореи стремится найти революционные способы увеличения емкости аккумуляторов за счет внедрения новых технологий или других анодных материалов. Команда спросила: «Что, если мы вообще избавимся от анодных материалов?»

Недавно разработанная безанодная батарея имеет объемную плотность энергии 977 Втч/л, что на 40% выше, чем у обычных батарей (700 Втч/л).

Аккумуляторы обычно изменяют структуру материалов анода по мере того, как ионы лития текут к электроду и от него во время повторяющейся зарядки и разрядки. Вот почему емкость батареи со временем уменьшается. Считалось, что если бы можно было заряжать и разряжать только токосъемник с голым анодом без анодных материалов, плотность энергии, определяющая емкость батареи, увеличилась бы. Однако у этого метода был критический недостаток, который вызывал значительное увеличение объема анода и сокращал срок службы батареи. Он вздулся из-за отсутствия стабильного хранилища лития в аноде.

Чтобы решить эту проблему, исследовательской группе удалось разработать безанодную батарею в широко используемом жидком электролите на основе карбоната, добавив подложку с ионной проводимостью. Подложка не только образует защитный слой анода, но также помогает свести к минимуму объемное расширение анода.

Исследование группы показало, что батарея сохраняет высокую емкость 4,2 мАч см-2 и высокую плотность тока 2,1 мА см-2 в течение длительного времени в жидком электролите на карбонатной основе. Также было доказано как теоретически, так и экспериментально, что субстраты могут хранить литий.