как измерить ее в батарее, почему она бывает высокой

Практически каждый автомобилист знает, насколько важно держать аккумуляторную батарею своего автомобиля в порядке. От ее состояния зависит не только возможность пуска двигателя, но и нормальная работа всего электрооборудования машины. К сожалению, далеко не всем известно, что исправность и «боеготовность» батареи зависит не только от своевременной и качественной ее зарядки, но и от нормальной плотности электролита в аккумуляторе.

Устройство и принцип работы АКБ

Для того чтобы качественно провести обслуживание аккумулятора и обеспечить правильную его работу, необходимо хотя бы приблизительно представлять, что у него внутри и как все это работает. Поэтому, прежде чем перейти к вопросам об электролите, необходимо понять, как устроен автомобильный аккумулятор и по какому принципу он работает.

Конструкция батареи

Практически все свинцово–кислотные батареи имеют одинаковую конструкцию. Состоят они из отдельных секций (банок), каждая из которых имеет набор положительных и отрицательных пластин. Первые называются катодными и выполнены из металлического свинца. Вторые, анодные, сделаны из диоксида свинца. Пластины собраны в пакет и помещены в кислотостойкую емкость, в которую впоследствии заливается рабочая жидкость – водный раствор серной кислоты или так называемый электролит.

Устройство секции свинцово-кислотного аккумулятора:

• 1 – крышка банки;
• 2 – корпус банки;
• 3 – ребристый отстойник;
• 4 – пластины, собранные в пакет;
• 5 – отрицательный (анодный) вывод;
• 6 – отрицательный (анодные) пластины;
• 7 – диэлектрическая прокладка – сепаратор;
• 8 – положительный (катодный) вывод;
• 9 – положительные (катодные) пластины.

Готовые секции, соединенные последовательно, и являются аккумуляторной батареей. В шестивольтовых АКБ таких секций три, в 12-ти вольтовых – шесть.

Как это работает

Итак, конструкция АКБ достаточно проста, но каким образом на ее выводах появляется напряжение? Действительно, если взять батарею прямо из магазина и подключить к ней вольтметр, то прибор покажет «0». Отсутствие тока обусловлено тем, что электролит не заливается в батарею сразу после изготовления, и в стоящем на магазинной полке аккумуляторе пластины сухие. Рабочая жидкость заливается в АКБ уже после покупки.

Самое время выяснить, для чего нужен электролит. Поскольку положительные и отрицательные пластины имеют различный химический состав, между ними, погруженными в кислотный раствор, возникает разность потенциалов (примерно 2 В на секцию, чем и обусловлено количество секций в батарее). При подключении к клеммам АКБ нагрузки между пластинами, благодаря высокой электропроводности электролита, начинает течь ток. Одновременно начинается химический процесс преобразования диоксида свинца в сульфат свинца с участием серной кислоты. Как только количество диоксида и серной кислоты упадет до определенного уровня, процесс прекратится, и батарея перестанет вырабатывать ток – разрядится.

В процессе разрядки серная кислота и диоксид свинца расходуются на образование сульфата свинца

Но аккумуляторы, в отличие от гальванических элементов (батареек), могут восстанавливать свои химические свойства. Если подключить АКБ к источнику постоянного тока, то под его действием сульфат начнет разлагаться на диоксид свинца и серную кислоту. Батарея начнет заряжаться, преобразуя электрическую энергию в химическую. Как только количество диоксида и кислоты достигнет исходных величин, батарею можно считать заряженной.

Химические процессы, возникающие в батарее при ее разрядке и зарядке

Серная кислота, входящая в состав электролита, играет одну из основных ролей в работе АКБ. Именно от ее свойств будет зависеть качественная и долговременная работа батареи в целом.

Понятие плотности электролита

Вполне понятно, что количество серной кислоты и диоксида свинца в батарее должно быть сбалансированным – ведь они расходуются вместе. Поскольку количество диоксида свинца определяется производителем, автомобилисту после покупки аккумулятора остается лишь заправить АКБ необходимым количеством кислоты. Емкость секций батареи тоже фиксирована, поэтому в нее больше нормы не зальешь.

Остается единственный вариант – разбавить кислоту нейтральной к свинцу жидкостью, что и делается. Разбавляется кислота обычной водой, но дистиллированной, чтобы соли, содержащиеся в обычной воде, не нарушили чистоту раствора и не вывели АКБ из строя. Обычно автолюбитель покупает уже готовый электролит нужной плотности в автомагазине, хотя приготовить его можно и самостоятельно.

Процентное отношение воды к кислоте в полностью заряженном аккумуляторе составляет 70/30. Но при составлении электролита и его измерениях намного удобнее пользоваться единицами плотности – г/см. куб. или кг/м. куб. Удельный вес воды и кислоты различен, а значит, по общей плотности раствора можно судить о процентном соотношении его составляющих – концентрации.

Оптимальная концентрация кислоты

Пониженная концентрация, как правило, приводит к ускоренной сульфатации пластин – образованию на них нерастворимого сульфата свинца, который уже не может разложиться на кислоту и диоксид. В результате емкость батареи катастрофически падает, КПД уменьшается, а внутреннее сопротивление увеличивается (сульфат – диэлектрик).

Даже полностью заряженная, но сульфатированная батарея, выдающая, казалось бы, нормальное напряжение, садится после первого пуска, а то и вообще не в состоянии провернуть стартер. Кроме того, электролит с низкой плотностью замерзает при более высоких температурах, а значит, на стоянке даже при легком морозе батарею попросту разорвет льдом.

Чрезмерно высокая плотность электролита в аккумуляторной батарее не менее опасна, поскольку излишняя кислотность сокращает ресурс батареи в разы, буквально съедая пластины. Конечно, аккумулятор, залитый одной кислотой, будет крутить «как зверь», но сколько проживет такая АКБ? Сутки, может неделю. Если повезет – месяц.

А теперь пора вернуться к оптимальной плотности. В сети можно увидеть множество таблиц «рекомендованной» плотности, в зависимости от климатических условий. Если тепло – пониже, если мороз – повыше. Чем грозят эти «повыше» и «пониже», было описано в предыдущих абзацах. Поэтому не стоит изобретать велосипед, поскольку все эксперименты уже провели производители АКБ, а рекомендованная плотность приводится в сопроводительной документации.

С новым, сухим (сухозаряженным) аккумулятором все просто – в него заливается электролит комнатной температуры с плотностью 1.28 г/см. куб. Через час концентрация упадет до 1.26 – 1.27 г/см. куб., и батарея готова к работе. Далее, в процессе заряда/разряда аккумулятора и в зависимости от температуры окружающей среды, плотность раствора будет все время колебаться. Больше разряд – ниже плотность, идет заряд – плотность повышается. В нормально функционирующей АКБ отношение плотности к степени заряда и напряжению на клеммах выражается следующими показателями:

• 1.265 кг/м. куб. — 12.6 … 12.7 В — полностью заряжена;
• 1.225 кг/м. куб. — 12.3 … 12.4 В — 75%;
• 1.190 кг/м. куб. — 12.0 … 12.1 В — 50%;
• 1.115 кг/м. куб. — 11.8 … 11.9 В — 25%;
• 1.120 кг/м. куб. — 11.6 … 11.7 В — разряжена;
• ниже 1.120 кг/м. куб. — ниже 11.6 В — глубокий разряд.

Стоит обратить внимание на то, что все параметры батареи, включая плотность и напряжение, сильно зависят от температуры. Поэтому значения справедливы только при 26.7 градусах Цельсия. Если нужно провести измерения при другой температуре окружающей среды, то дополнительно придется воспользоваться таблицей плотности электролита от температуры, которую несложно найти в сети.

Выяснив зависимость плотности от выходного напряжения батареи, а значит, и от степени ее заряда, контролировать концентрацию электролита несложно. Достаточно замерить напряжение на клеммах отключенного аккумулятора любым вольтметром, затем измерить плотность и проверить их соответствие.

Проверка плотности рабочей жидкости

Для измерения плотности жидкостей существуют специальные приборы – ареометры или плотномеры. Есть такой и для автомобильных аккумуляторов. Выполнен он в виде большого шприца, внутри которого расположен поплавок со специально отградуированной шкалой.

Поплавок автоареометра комплектуется специальным «шприцем» для работы в узкогорлых секциях аккумуляторов.

Для того чтобы измерить плотность в аккумуляторе, со всех его секций сворачиваются пробки. Далее грушу ареометра сжимают, а его иглу погружают в секцию. Отпустив грушу, набирают в шприц электролит. При этом поплавок прибора всплывает. Плотность жидкости считывают со шкалы по тому уровню, до которого всплыл поплавок.

Поплавок всплыл до уровня 1.200. Плотность электролита – 1.2 г/см. куб.

После измерения грушу вновь сжимают, а после слива электролита обратно в батарею ареометр промывают проточной водой и сушат. Не следует забывать, что каждая секция – отдельная, независимая часть АКБ, поэтому плотность нужно измерить в каждой.

Когда и чем доливают аккумулятор

Необходимость доливки рабочей жидкости в батарею возникает нечасто, но она бывает необходимв. Что, сколько и в каких случаях нужно доливать? Всего таких случаев два: низкий уровень электролита и ненормальная кислотность рабочей жидкости.

Низкий уровень в секциях

Эта ситуация возникает часто, поскольку в процессе работы батареи вода испаряется или, как принято говорить, выкипает. При этом уровень раствора в секциях уменьшается, и края пластин оказываются сухими. Определить это можно визуально, просто свинтив пробки с секций и заглянув в заливные горловины. Нормальный уровень жидкости в секции должен быть примерно на 1 см выше уровня среза пластин. В некоторых АКБ даже имеется специальная метка, отштампованная на корпусе. Если уровень низкий, то ситуация хоть и серьезна, но устранить ее легко.

Для этой операции понадобятся:

• медицинский шприц без иглы или автомобильный ареометр;
• дистиллированная вода;
• средства защиты (очки и резиновые перчатки).

Дистиллированная вода набирается в шприц и заливается в соответствующие секции, до нужного уровня. После доливки жидкости в аккумулятор его ставят на зарядку. В этом плане автоареометр намного предпочтительней, поскольку, долив воду, тут же можно проконтролировать плотность раствора.

Следует соблюдать осторожность: нельзя работать с кислотой, если глаза не защищены.

Ненормальная кислотность

Если изначально батарея была заправлена как положено, то чрезмерно большая плотность электролита в аккумуляторе может появиться только в случае, если выкипела вода или измерения проводились при сильном морозе (с понижением температуры плотность повышается, и это нормально). В первом случае достаточно просто долить воду, во втором – произвести перерасчет или, что проще и правильнее, заняться измерениями в отапливаемом помещении.

А вот падение концентрации кислоты – ситуация реальная. Обычно это происходит из-за неправильной эксплуатации АКБ или ввиду ее «преклонного возраста». Причина – появление нерастворимого сульфата, который при своем образовании использовал кислоту, но уже не разлагается при зарядке, а значит, вернуть ее обратно в раствор не может. Ситуация не особо радостная, но восстановить плотность необходимо хотя бы для того, чтобы дотянуть до покупки новой батареи.

Прежде чем принять решение о доливке кислоты, необходимо еще раз убедиться в том, что плотность действительно ниже положенной при текущем состоянии АКБ. Если решение принято, то понадобятся ареометр, перчатки, очки и корректирующий электролит плотностью 1.35 — 1.40 г/см. куб. (в продаже есть и такой).

Корректирующий электролит для доливки в автомобильный аккумулятор

В крайнем случае подойдет и стандартный 1.28 г/см. куб., но, возможно, придется отобрать лишнюю жидкость из секции в отдельную емкость, чтобы освободить место для более «крепкого».

Методика доливки та же, что и воды, но при этом плотность в банке постоянно контролируется тем же ареометром.

Категорически запрещается поднимать концентрацию раствора доливкой чистой серной кислоты. Во-первых, это очень опасно, во-вторых, даже нескольких грамм концентрированной кислоты достаточно, чтобы кардинально изменить плотность раствора в секции, а значит, выставить нужную плотность пол-литровым ареометром исключительно сложно.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой: значения, как поднять?

Автомобилю, постоянно находящемуся в использовании, требуется надежный АКБ, который позволит быстро запустить двигатель вне зависимости от внешних факторов. Плотность электролита в аккумуляторе зимой необходимо держать в определенных рамках, чтобы жидкость не замерзла. Данный параметр является основным и оказывает существенное влияние на длительность службы источника питания.

При правильной и своевременной корректировке значений кислотности жидкости можно значительно увеличить срок службы АКБ. Ведь плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом должна отличаться, чтобы компенсировать влияние температуры, влажности и других климатических условий на химические процессы.

Что такое плотность электролита и от чего она зависит?

Если говорить простым языком, то плотность — это кислотность жидкости в АКБ. В роли электролита сурьмянистые аккумуляторы используют смесь воды и серной кислоты. Количество последней по отношению к общему объему раствора и называют плотностью. Измеряют ее в граммах на сантиметр кубический (г/см³).

На степень закисленности основное влияние оказывают факторы, способные изменить количество воды в растворе: мороз, жара, влажность. Также на нее влияет степень заряда аккумуляторной батареи. Измерение показателей производятся специальным прибором — ареометром. Процедуру необходимо проводить с полностью заряженным аккумулятором. Особенно это важно делать перед зимой, чтобы выявить проблему заранее и уменьшить риск порчи АКБ, вследствие замерзания воды в ней. Если были выявлены низкие значение, то, скорее всего, проблема кроется в одной из следующих причин:

• дефект ячейки;
• обрыв внутренней цепи батарей;
• глубокий разряд АКБ или одной из его секций.

Почему замерзает аккумулятор?

Все дело в плотности: чем она меньше (воды в растворе больше), тем быстрее замерзнет электролит при понижении температуры. Умеренный климат требует, чтобы этот параметр был в пределах 1,25-1,27 г/см³. Зимой и в северных регионах рекомендуемая плотность увеличивается на 0,01 г/см³.

Многих автолюбителей интересует: «При какой температуре замерзает электролит в аккумуляторе?». Получить ответ на этот вопрос поможет следующая таблица:

 

Плотность электролита при 25°C, г/см³	Температура замерзания, °С	Плотность электролита при 25°C, г/см³	Температура замерзания, °С
1,09	-7	1,22	-40
1,1	-8	1,23	-42
1,11	-9	1,24	-50
1,12	-10	1,25	-54
1,13	-12	1,26	-58
1,14	-14	1,27	-68
1,15	-16	1,28	-74
1,16	-18	1,29	-68
1,17	-20	1,3	-66
1,18	-22	1,31	-64
1,19	-25	1,32	-57
1,2	-28	1,33	-54
1,21	-34	1,4	-37

Таблица 1. Плотность электролита в аккумуляторе автомобиля зимой.

Как повысить плотность если она низкая?

Поднимать эту характеристику приходится после неоднократного корректирования уровня жидкости в АКБ дистиллированной водой или в случае нехватки параметра для эксплуатации батареи в зимой. Явным признаком недостаточной концентрации серной кислоты является оледенение ячеек. Что делать если замерз электролит в аккумуляторе? Потребуется отогреть АКБ при комнатной температуре, после чего поставить на зарядку.

Внимание! Замерять плотность нужно только в полностью заряженной аккумуляторной батарее.

Помимо правильно проведенной полной зарядки существует еще такие способы поднятия плотности, как добавление концентрированного (корректирующего) электролита или кислоты.

Для корректировки понадобится:

• ареометр;
• мерная емкость;
• посуда для приготовления смеси;
• спринцовка;
• серная кислота или корректирующий электролит;
• дистиллированная вода.

Процедура проводится следующим образом:

1. Из ячеек батареи отбирается немного кислотного раствора и измеряются показатели кислотности.
2. Если надо увеличить плотность — доливается столько же корректирующего электролита, если уменьшить —добавляется дистиллированная вода.
3. После проведения процедуры со всеми ячейками АКБ ставится на зарядку стационарным устройством для смешивания жидкости.
4. По окончании зарядки надо подождать не меньше часа, чтобы плотность во всех секциях батареи выровнялась.
5. Проводится проверка показателей и в случае необходимости процедура повторяется с уменьшением шага разбавления вдвое.

Плотность между ячейками не должна отличаться сильнее, чем на 0,01 г/см³. Если добиться этого не вышло — необходимо провести выравнивающую зарядку малым током.

Что делать, когда плотность ниже 1,18 г/см

³

Чтобы зимой не замерзла вода в аккумуляторе нужно не допускать снижения плотности электролита. Если это значение преодолело критический минимум в 1,18 г/см³, то требуется добавление кислоты. Сама процедура проводится в том же порядке, что был описан ранее, только количество отбираемой и добавляемой жидкости необходимо сократить, чтобы не превысить значение первым доливом.

Важно! При изготовлении электролита нужно вливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот.

Что делать если электролит в аккумуляторе замерз, а после отогрева приобрел багровый цвет? К сожалению, такая батарея уже не сможет нормально работать зимой при температуре ниже 5°C. Скорее всего у такого АКБ осыпалась активная масса, что уменьшило рабочую поверхность пластин. Восстановить нормальные показатели у такого АКБ невозможно.

Поддержание количества электролита и его плотности на должном уровне существенно продлевает срок службы батареи, а также ее способность сопротивляться морозу и безпроблемно запускать двигатель автомобиля.

Как‌ ‌проверить‌ ‌плотность‌ ‌электролита‌ ‌аккумулятора‌

 

Если у автомобиля неисправный аккумулятор, то ездить на нем не рекомендуется. Профессиональные водители прекрасно понимают, какие проблемы за собой несет севшая акб. Чтобы избежать во время езды нештатных ситуаций, необходимо своевременно обслуживать аккумулятор. Для этого требуется знать, как измерить плотность электролита в аккумуляторе. Повышенные и пониженные показатели существенно уменьшают эффективность работы батареи.

Что такое плотность?

Свинцовые батареи включают в себя несколько элементов, одним из которых является электролит. Он представлен в виде серной кислоты, в составе которой присутствует дистиллированная вода. Воду добавляют в электролит из-за того, что концентрированная кислота имеет свойство растворять металлы. Разбавляют ее до такого состояния, чтобы состав не смог разрушить свинец. Плотность кислоты и воды разная — 1,84 г\\Мл и 1 г/мл соответственно.

Электролиз проходит сильнее, если плотность высокая, при этом разрушение свинца проходит еще быстрее. Для аккумуляторов, эксплуатируемых в разных условиях, должна быть своя плотность в диапазоне от 1,25 г/мл и выше. Также электролит можно купить и довести до требуемых значений.

В процессе эксплуатации акб и при постоянном недоразряде на пластинах формируется налет кислоты со свинцом. Иными словами происходит сульфация, которая негативно влияет на работоспособность батареи. Интенсивность электролиза становится низкой. При попытке подзарядить аккумулятор происходит кипение вещества.

Какой должна быть?

С точностью сказать, какой должна быть плотность акб нельзя, поскольку это значение зависит от климата. Если эксплуатация проходит в умеренном климате, то плотность электролита должна соответствовать 1,25-1,27. При работе в холодных регионах это значение должно быть выше на 0,01, а в жаркой местности — ниже на 0,01. Самой высокой должна быть плотность в аккумуляторе в регионах с экстремально низкими температурами (до – 50°С). Каждому автовладельцу стоит знать, что чем ниже плотность в заряженном акб, тем больше он проработает.

Как уже было выяснено, плотность электролита влияет на состояние батареи и на срок ее службы. Если автолюбитель имеет обслуживаемую акб, то он может замерить значение с помощью специального прибора. Но поднимать параметры своими руками не стоит, иначе есть риск испортить пластины.

К примеру, многие автолюбители доливают кислоту, не зная, что ее молекулы находятся и в растворе, и на пластинах. После процедуры зарядки молекулы открепляются и восполняют недостаток кислоты в веществе. Если произвести долив, то кислоты станет чрезмерно много, что приведет к разрушению пластин.

Подготовительная работа

Прежде чем произвести измерение плотности электролита в аккумуляторе самостоятельно, необходимо подготовиться.

Водителю нужно знать следующие нюансы работы:

 Для работы стоит использовать средства защиты.

 Перед измерением следует убедиться, что раствор присутствует. Если его мало, то доливают воду.

 Уровень плотности измеряют только после осмотра устройства со всех сторон.

 Клеммы стоит очистить от грязевого налета с помощью наждачки, щетки.

Иногда требуется произвести демонтаж акб, отключить клеммы и фиксирующие пластины. Перед выключением акб нужно также деактивировать электроприборы и систему зажигания. Чтобы в банки не попала грязь, аккумулятор очищают тряпкой.

Техника безопасности при проверке

Во время проверки плотности идет работа с кислотой. При несоблюдении техники безопасности водитель может получить кожные ожоги. Чтобы провести процедуру правильно, необходимо следовать рекомендациям:

 Работать в специальной одежде, которую не жалко выбросить.

 Замеры производятся только в резиновых перчатках.

 При приготовлении электролита возможно потребуются защитные очки.

 Помещение желательно чтобы было вентилируемое.

Делая замеры, водителю не стоит курить, поскольку кислота взрывоопасна из-за содержания водорода.

Ареометр — это?

Ареометр — прибор, работа которого основывается на законе Архимеда. Иными словами, это устройство помогает исследовать плотность электролита после погружения его в жидкость. Что касается плотности, то она представляет собой удельный вес кислоты и воды по отношению к общему объему.

Ареометр различается по видам, водителю потребуется автомобильный вариант. Его конструкция включает в себя трубку, резиновую грушу, пипетку и сам прибор. Пипетка прикреплена к трубке так, чтобы она доставала до пластин. Внутри трубки — ареометр, который также состоит из трубки, на конце которой находится груз. Другой конец трубки превращается в узкую палочку с измерительной шкалой на поверхности. Резиновая груша прикреплена с другого конца корпуса.

Как использовать для проверки ареометр?

Водители, которых интересует, как замерить плотность электролита в аккумуляторе, должны знать некоторые условия для создания правильных измерений. Перед процедурой нужно убедиться, что аккумулятор заряжен полностью, но после подзарядки замерять плотность запрещено. Значения прибора придется корректировать, отталкиваясь от t электролитической жидкости. Самыми правильными параметрами будут те, что были выполнены при t раствора в +27°С.

Инструкция по измерению плотности прибором:

 Для начала нужно собрать ареометр, то есть соединить корпус с пипеткой, туда же помещают денсимер и закрывают с обратного конца грушей.

 Плотность замеряют в каждой банке. Пипетку устанавливают внутрь и в ареометр набирают кислоту. Для получения информации не потребуется много жидкости.

 Показания прочитать можно, если взглянуть на шкалу прибора и место, где она пересекается с поверхностью жидкости.

Главное, разобраться, в каких измерениях на шкале отмечены значения. Бывают приборы с показаниями г/см3 и кг/см3.

Можно ли обойтись без прибора?

Если в наличии ареометра не оказалось, то проверку плотности осуществляют мультиметром. Сначала нужно собрать инструмент, подключив к корпусу провода с крокодилами. Тестер переключают на режим вольтметра, переводя переключатель на 20В. После этого прибор начнет демонстрировать значения ниже этого.

После этого кабеля присоединяют к выходам акб, то есть черный соединяют с отрицательной клеммой, а красный — с положительной. Далее нужно промониторить значения напряжения и сравнить информацию с «нормой». Заряженный аккумулятор покажет 12,7 вольт. Если значения ниже, то это говорит о том, что плотность ненормированная. В этой ситуации нужно дальнейшая диагностика акб или его замена.

Измерение самодельным устройством

Если у водителя нет ни ареометра, ни мультиметра, ему стоит соорудить прибор самостоятельно. Главной деталью устройства в обоих случаях является поплавок. Вместо емкости часто используют пробирку. Ее наполняют крупой или сыпучей смесью, а в качестве груза берут свинцовый кусок металла.

Емкость помещают в воду и отмечают «1» место, где возникнет уровень. Цифра означает, что жидкость обладает плотностью 1. Для дальнейшей «разметки» потребуется провести замеры с жидкостью более высокой плотности.

В результате, для проверки плотности электролита в аккумуляторе потребуется провести те же самые действия, что и со специальными приборами.

Проверка плотности в необслуживаемом акб

Необслуживаемый аккумулятор представляет собой батарею, у которой нет пробок для залива растворов. Получается, что автовладелец не имеет возможности заполучить доступ к банкам. Однако существует один способ, как проверить плотность электролита в аккумуляторе, не открывая банки.

Для начала водителю нужно открутить глазок индикатора жидкости, находящийся на крышке. Замер осуществляют через отверстие. Но полученные результаты будут соответствовать только одной банке. Из-за конструкции акб повысить плотность не получится никакими способами. Замеры в необслуживаемом аккумуляторе проводятся теми же самыми приборами.

Чаще всего повышение плотности осуществляют через ЗУ (зарядное устройство). Суть процедуры заключается в том, чтобы с помощью подачи минимального тока восстановить плотность электролитической жидкости. АКБ устанавливают на зарядку и ожидают до 3 суток. За это время излишки влаги выпарятся, увеличивая плотность.

Типичные неисправности

Прежде чем проверять значения плотности и повышать (понижать) ее, необходимо изучить типичные неисправности акб.

К ним относят:

 Осыпание. Иногда пластины осыпаются. Об этом свидетельствует присутствие на дне хлопьев или кусков свинца. Восстановить устройство не получится. Требуется замена.

 Низкая плотность жидкости. При обнаружении низких показателей, необходимо повысить их всеми доступными способами, а затем оценить состояние акб.

 Короткое замыкание. Если пластина внутри акб коснется дна, то батарея работать не будет. Обычно это происходит из-за большого количества осадка. Аккумулятор требует замены, поскольку выдать больше 10 вольт без нагрузки не сможет.

Всех этих проблем можно избежать, если правильно эксплуатировать батарею.

Какой ареометр купить в РФ?

Автомобильные ареометры также подразделяются на несколько видов по назначению. К примеру, с их помощью измеряют показатели антифриза. Рассмотрим, какие ареометры предназначены для определения плотности электролита.

 Jonnesway AR030001 — тайваньское изобретение с трехцветной шкалой. Прибор устойчив к агрессивной среде, герметичен и имеет небольшой вес. Отличается высокой стоимостью.

Heyner PREMIUM 925 010 — качественный прибор с пластиковым корпусом, определяющий плотность при минимальном количестве электролита.

 AUTOPROFI АКБ BAT/TST-118 — российская разработка с небольшим весом и простым управлением. На корпусе имеется цветная шкала. Разобраться в использовании сможет даже новичок. Долговечный прибор по мнению большинства пользователей.

 JTC 1041 — тайваньское бюджетное устройство, определяющее степень зарядки и плотность электролита.

 Вымпел АР-02 5002 — бюджетное российское изобретение. Его главным преимуществом является наличие стеклянной колбы. Способен проработать ни один десяток лет благодаря стеклу, которое не мутнеет.

Эксперты советуют покупать ареометры со стеклянной колбой, которая будет устойчива к органическим соединениям. Пластик также способен выдерживать агрессивную среду, но со временем он тускнеет. Для начинающих водителей понадобится прибор с цветной шкалой, для профессионалов — цифровая.

Заключение

Измерить плотность электролитической жидкости не так сложно, если использовать специальные инструменты. Во избежание получения ожогов, эксперты советуют надевать средства защиты, в том числе очки и перчатки. Если под рукой нет ареометра или мультиметра, то можно смастерить прибор самостоятельно. Однако для частых замеров лучше приобрести прибор отечественного или тайваньского производства. На рынке представлен широкий выбор моделей из разных ценовых категорий.

Как проверить аккумулятор автомобиля | Прием аккумуляторов в Санкт-Петербурге по лучшим ценам

Процесс проверки аккумулятора:

1. Внешний осмотр аккумулятора

2. Проверка уровня электролита в аккумуляторе

3. Проверка плотности электролита в аккумуляторе

4. Измерение напряжения на аккумуляторе вольтметром или мультиметром

5. Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой.

 

1. Внешний осмотр аккумулятора

В процессе эксплуатации на поверхности аккумулятора накапливается грязь, влага, потеки электролита (испарение при кипении). Все это приводит к возникновению токов саморазряда аккумулятора. И если вовремя не подзарядить батарею, в результате получается глубокий разряд аккумулятора.

Частые глубокие разряды аккумулятора прямая дорога к сульфатации пластин и уменьшению срока службы аккумулятора.

Чтобы убедиться в наличии саморазряда:

Подключить один щуп вольтметра на клемму аккумулятора, а другим провести по поверхности аккумулятора, при этом вольтметр покажет какое-то напряжение, соответствующее определенному току саморазряда батареи.

Чтобы устранить саморазряд аккумулятора:

Нужно почистить аккумулятор. Потеки электролита убираются раствором соды в воде (чайная ложка на стакан воды). Электролит-кислота, раствор соды – щелочь, в результате химической реакции возникает соль и вода. Затем промыть аккумулятор водой.

Клеммы зачистите мелкой наждачной бумагой и проверьте надежность их соединения с проводами.

Обратите внимания на корпус в целом. В случае плохого крепления аккумулятора, особенно в морозы, когда пластиковый корпус довольно хрупок, могут возникнуть трещины в корпусе.

 

2. Проверка уровня электролита в аккумуляторе.

Проверить уровень электролита возможно только в обслуживаемых аккумуляторных батареях.

Операция производится специальной стеклянной трубкой, при этом уровень электролита должен быть в пределах 10-12 мм над свинцовыми пластинами аккумуляторной батареи

Для того, что бы замерить уровень электролита необходимо трубку поместить в заливное отверстие аккумулятора до соприкосновения с сеткой сепаратора, верхний конец трубки зажать пальцем и вытащить трубку. Верхний уровень электролита в уровнемерной трубке будет соответствовать уровню электролита в аккумуляторе.

Заниженный уровень является следствием «выкипания» электролита, в этом случае уровень электролита доводится доливкой дистиллированной воды.

Доливка в аккумулятор электролита производится только в том случае, когда вы уверены, что понижение уровня произошло вследствие разливания электролита из батареи.

Перед тем как приступить к дальнейшей проверки аккумулятора необходимо оценить степень его заряженности и дальнейшую проверку аккумулятора производить после полной зарядки.

Определить степень заряженности можно двумя способами: либо измерить плотность электролита в аккумуляторе, либо измерить напряжение на аккумуляторе.

3.Проверка плотности электролита в аккумуляторе (для обслуживаемых аккумуляторов)

Прибор для проверки плотности электролита в аккумуляторе называется – ареометр.

Для замера плотности электролита в аккумуляторе необходимо ареометр поместить в заливное отверстие аккумулятора, с помощью груши произвести забор электролита в колбу, так, что бы поплавок свободно плавал и снять показание плотности по шкале ареометра в соответствие с верхним уровнем электролита.

Значение плотности при 100 % заряженном аккумуляторе будет зависеть от температурных условий эксплуатации АКБ.

Таблица 1. Плотности электролита при различных температурах.

*SOC = State of charge — уровень заряда аккумуляторной батареи

Уменьшение плотности на 0,01 г/см3 от номинального значения соответствует разряду аккумулятора на 5-6%.

Значения, приведенные в таблице, будут верными, если вы производили проверку плотности при температуре электролита 20-30 °С. Если температура отличается от этого диапазона, то следует к измеренному значению плотности прибавить (вычесть) поправку согласно таблице.

Температура электролита,С	Поправка, г/см3
от –40 до –26 от –25 до –11 от –10 до +4 от +5 до +19 от +20 до +30 от +31 до +45	–0,04 –0,03 –0,02 –0,01 0,00 +0,01

Оптимальная плотность электролита в аккумуляторе в зависимости от времени года и района эксплуатации

Обычно в автомобильных аккумуляторах, которые вы можете купить в магазине, плотность электролита соответствует 1,27 г/см3 . Допустим, при проверке плотности электролита в аккумуляторе ареометр показал значение 1,22 г/см3 (то есть плотность упала на 0,05 г/см3), то это значит, что АКБ разрядилась на 30 % от номинального значения.

В этом случае батарею необходимо зарядить. После этого, если АКБ исправна, то значение плотности электролита восстановится до номинального значения. Самое главное не допускайте разряда батареи больше чем на 50%.

Температура замерзания электролита в зависимости от плотности

Низкая плотность электролита в зимнее время ведет к его замерзанию, стремительной потери емкости аккумулятора, а иногда даже к физическим деформациям и появлению трещин.

4. Измерение напряжения на аккумуляторе вольтметром или мультиметром

Для измерения напряжение с помощью мультиметра, включите его в режим измерения постоянного напряжения, при этом диапазон установите выше максимального значения напряжения на заряженном аккумуляторе. Например, для популярного недорогого мультиметра серии DT-830 (M-830)

это 20 вольт. Далее подключите черный (COM) щуп мультиметра на минус аккумулятора, красный (плюсовой) на плюс и снимите показания с дисплея мультиметра.

 

Напряжение полностью заряженного аккумулятора должно быть не менее 12,6 вольта.

Если напряжение батареи менее 12 вольт — степень ее заряда упала больше чем на 50 %, аккумулятор необходимо срочно зарядить!

Нельзя допускать глубоких разрядов аккумулятора, это ведет, к сульфатации пластин аккумулятора.

Напряжение на аккумуляторной батареи величиной меньше 11,6 в означает, что батарея разряжена на 100 %.

Но нельзя жестко привязываться к конкретному значению напряжения, так как оно связано с плотностью электролита в аккумуляторе.

Автомобильный аккумулятор состоит из шести банок, соединенных последовательно. Напряжение одной банки можно вычислить по формуле:

Uб= 0,84 +ρ

где, ρ – плотность электролита;

Тогда напряжение на аккумуляторе будет равно:

Uакб = 6*(0.84 +ρ)

При плотности АКБ равной 1,27 г/см3 напряжение на аккумуляторе будет:

Uакб = 6*(0,84 +1,27) = 12,66 вольт

Соответственно при разной начальной плотности электролита в аккумуляторе будет и разной напряжение на нем.

5.Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой.

Когда при измерении напряжения определяется, что аккумуляторная батарея полностью заряжена, а «крутит двигатель» плохо или вообще не «крутит» — можно предположить, что у такого аккумулятора упала емкость в результате долгой, или неправильной эксплуатации и разряжается он настолько быстро, что «умирает» за одну секунду.

Чтобы проверить работу аккумулятора под нагрузкой используется нагрузочная вилка. Схема нагрузочной вилки приведена на рисунке.

То есть нагрузочная вилка представляет собой вольтметр с возможностью подключения параллельно с его выводами нагрузки. Для стартерных батарей сопротивление нагрузки выбирается в диапазоне 1-1,4 от емкости аккумулятора. Это считается максимальным разрядным током для аккумулятора. Не путать со стартерным током.

 

Сначала проводится измерение напряжения аккумулятора без нагрузки и определение степени его заряженности с помощью таблицы.

Таблица. Зависимость степени заряженности АКБ от напряжения на холостом ходу. (АКБ находится в покое не менее 24 часов).

Показания вольтметра.	>12,7	12,5	12,3	12,1	< 11.9
Процент заряженности %	100	75	50	25	0

Вторым этапом является измерение напряжение на аккумуляторе при подключенной нагрузки и определение степени заряженности согласно таблице. Снятие показание под нагрузкой производится в конце пятой секунды с момента подключения нагрузки.

Таблица. Зависимость степени заряженности АКБ от напряжения в конце 5 секунды тестирования нагрузочной вилкой.

Показания вольтметра.	>10,2	9,6	9	8,4	< 7.8
Процент заряженности %	100	75	50	25	0

При 100% заряженном аккумуляторе напряжение, измеряемое под нагрузкой не должно быть меньше 10,2 вольта. В противном случае считается что аккумулятор не полностью заряжен и его необходимо зарядить.

Если же случилась такая ситуация, что без нагрузки аккумулятор показывает напряжение 100% заряженного аккумулятора, а при включении нагрузки напряжение сильно «просаживается» и сильно отличается от значений указанных в таблице, значит —  в таком аккумуляторе неисправность (сульфатация, короткозамкнутые пластины и т. д.).

Необходимо, если это возможно устранять неисправность или приобретать новый аккумулятор.

Как Проверить Плотность Необслуживаемого Аккумулятора

Информационный сайт о накопителях энергии

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

Полная замена электролита в аккумуляторе

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

Признаки негодного электролита:

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

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

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

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

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

Предлагаем посмотреть видео по правильной замене электролита в автомобильном аккумуляторе.

Чем долить аккумулятор – принимаем решение

Если вы купили б/у АКБ с пустыми банками или обнаружили, что вся жидкость куда-то делась – заливайте электролит. Правда, в последнем случае, лучше поменять батарею. Как показывает практика, в такой ситуации в аккумуляторе происходят необратимые явления, приводящие к выходу из строя, и подобная мера носит временный характер.

Если же вы заметили снижение уровня жидкости в банках – действуйте по инструкции.

1. Поставьте АКБ на горизонтальную ровную поверхность.
2. Уберите мусор с верхней части.
3. Аккуратно открутите все пробки.
4. С помощью спринцовки или шприца возьмете оставшийся раствор с каждой банки и обратите внимание на его цвет (в норме – прозрачный).
5. Долейте дистиллированную воду, поставьте на зарядку малым током.
6. Спустя 2-3 часа проверьте плотность ареометром.
7. Если вы получили значение 1,27-1,29 г/см – значит проблема была в потере дистиллированной воды.

Иногда автомобилисты получают низкое значение и начинают паниковать. Обычно это случается, если сделать замер сразу после заливки воды, при горячем аккумуляторе или недостаточной зарядке батареи.

После доливки воды нужно проверить плотность электролита в банке. Серная кислота должна перемешаться с водой, а происходит это спустя 2-3 часа после зарядки, при температуре в пределах 15-27 0С. В других условиях показатели не будут достоверными.

Запомните: нельзя заливать новый электролит в аккумулятор при снижении уровня жидкости в банках. В этом случае единственное верное решение – доливка дистиллята.

Почему нельзя доливать электролит в аккумулятор

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

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

Посмотрите видео о правилах замены электролита.

Сколько доливать воды в банки?

Еще одно важное условие. На некоторых аккумуляторах есть специальный уровень (обычно на корпусе сбоку) именно до него стоит добавить воды (переливать нельзя).

Однако большое количество АКБ такого уровня не имеют, так сколько же лить?

ОДНО очень простое правило. Пластины должны быть закрыты электролитом на 1 – 1,5 см (замеряется специальными мерными трубочками). При таком уровне как раз и получается плотность в 1,27 г/см3

Больше лить не стоит, иначе плотность упадет до 1,20 – 1,24 г/см3 и есть большая вероятность, что батарея может зимой замерзнуть.

Сейчас небольшое, но полезное видео, смотрим.

НА этом заканчиваю, думаю, моя статья была вам полезна. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР

(7 голосов, средний: 5,00 из 5)

В каких случаях доливать электролит в аккумулятор?

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

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

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

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

Предлагаем ознакомиться на видео, как долить электролит в аккумулятор.

Электролит

Как мы с вами знаем, электролит (внутри АКБ) состоит из двух основных компонентов:

• Это серная кислота. Ее примерно 35% от всего объема
• Дистиллированная вода. Ее примерно 65%

При смешивании этих двух субстанций и поучается нужный для работы электролит, плотностью – 1,27 г/см3. Больше 35% кислоты добавлять не рекомендуется, если задрать плотность до 1,3 – 1,4 г/см3, то при такой концентрации свинцовые пластины будут страдать и могут раньше времени разрушится.

Что доливать в аккумулятор, воду или электролит

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

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

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

Как добавить воду в аккумулятор?

Для начала разберем обслуживаемый вариант – когда сверху батареи есть пробки. Здесь все элементарно:

Первое – нужно купить дистиллированную воду в магазине или же нагнать ее самому дома.

Второе — просто откручиваем пробки сверху и смотрим на пластины. Если они оголены, уровень электролита ниже, нужно добавить так чтобы вода их закрыла. Сколько лить расскажу чуть ниже

Третье – после добавления ставим на зарядку, можно использовать автоматические зарядные устройства

Как видите, все элементарно — никаких проблем нет.

Когда доливать в электролит, а когда воду

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

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

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

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

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

Как вскрыть крышку батари

Обслуживаемые батареи имеют пробки для ревизии банок. Добраться к содержимому необслуживаемого аккумулятора сложнее. Пробок не предусмотрено, и монолитная крышка представляет собой лабиринт для улавливания и конденсирования паров. Нарушение ходов лабиринта снизит эффективность системы. Поэтому перед тем как открыть крышку батареи, требуется взвесить все за и против.

Внимание! Перед вскрытием и проверкой аккумулятора, его обязательно нужно зарядить! Плотность электролита на разряженной батарее значительно ниже!

Вот несколько вариантов, как добраться до электролита:

1. В АКБ есть глазок с поплавком. Поддев стеклышко, мы получаем доступ к одной банке батареи. Измерение плотности электролита в одной банке не дают полной картины.

2. Снять крышку батареи. Верхняя часть срезается или силой срывается, так как она припаяна. После обслуживания батареи главная сложность — приклеить крышку на место. По возможности, следует избегать этого способа.
3. Сверление отверстий — самый доступный способ того, как вскрыть АКБ.

Читать также: Фартук токарного станка предназначен

Самый оптимальный метод — сверление отверстий. Для большей части процедур этого достаточно, через них можно залить электролит, проверить его уровень и плотность.

• Центры должны совпадать с отливками под заводские заливные пробки. Сняв наклейки, контуры легко просматриваются.
• Сверлить лучше в несколько этапов, чтобы стружка не попала внутрь. Первое сверло – 3-4 мм. Просверлив все отверстия, можно тонким щупом проверить уровень электролита. Если на этом проверка закончится, мелкие отверстия можно залить горячим клеем или силиконом.
• Второе сверло — 12 мм. Через такое отверстие можно воспользоваться ареометром.

Чтобы заглушить отверстия, можно воспользоваться пластиковыми пробками от лекарственных средств — пустырник, мята перечная, валерьянка. Пробки должны стать плотно, заготовить их нужно еще до сверления. При установке пробки можно посадить на клей, тогда с высокой долей вероятности свойства крышки-лабиринта сохранятся. Просто вставив пробки, мы получаем простой необслуживаемый аккумулятор. К банкам добраться значительно проще, но делать это придется довольно часто — электролит будет требовать постоянной доливки.

Как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор

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

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

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

Проверяем уровень электролита

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

Как разобрать необслуживаемый аккумулятор чтобы долить электролит

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

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

Посмотрите видео, как долить электролит в необслуживаемый аккумулятор.

Долить электролит в гелевый аккумулятор

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

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

Без сомнений, одним из важных узлов каждого транспортного средства является аккумулятор. Если говорить об автомобильных АКБ, они представляют собой расходную деталь с ограниченным сроком эксплуатации и рабочим ресурсом. Если не знать о том, как поменять электролит в аккумуляторе, в скором времени машина попросту перестанет нормально функционировать.

Устройство необслуживаемого аккумулятора автомобиля

Принципиальных отличий в конструкциях свинцово-кислотных аккумуляторов нет. Различается только технология производства. Необслуживаемые аккумуляторы изготавливаются из материалов повышенной чистоты с изменением состава сплава пластин электродов.

Благодаря тому, что удалось снизить газовыделение (электролитическое разложение воды электролита), стало возможным загерметизировать корпус батареи. В результате:

• отсутствуют потери на испарение воды;
• снижен до минимума поверхностный саморазряд
• дополнительные полости под электродами не дают осыпающемуся шламу закоротить пластины.

Предназначение АКБ

Как известно, аккумулятор является недешевым элементом транспортных средств, поэтому покупка нового при повреждении или снижении эффективности работы старого — не совсем обдуманное решение. К счастью, выходом из такой неприятной ситуации может стать замена электролита в аккумуляторе. Если правильно выполнить эту процедуру, то за короткое время можно будет возвратить аккумулятору былые рабочие показатели.

Каждый автомобилист знает, что конструкция аккумулятора выглядит предельно просто и включает в себя ряд простых узлов. Среди них:

1. Свинцовые пластины, которые покрывают весь корпус.
2. Электролит — специальная жидкость, которая считается связующим элементом между этими пластинами.

В результате химической реакции два элемента накапливают в себе и проводят электрический ток.

Учитывая важность роли электролита, его объем и качество могут определять конечные рабочие свойства АКБ. Речь идет не только о показателях вырабатываемой энергии, но и напряжения. Если уровень вещества начинает снижаться, а качество падать, это может существенно ухудшить рабочие показатели АКБ.

Деформация пластин из свинца считается довольно распространенным явлением, и именно снижение качества электролита вызывает ослабевание химической реакции. В конечном итоге в аккумуляторе возникают осадки, помутнение и всевозможные испарения, что приводит к таким неприятностям, как отсутствие взаимодействия элементов для выработки энергии. Чтобы возвратить былую эффективность работы детали, важно как можно быстрее осуществить замену жидкости.

Причины изменения объема жидкости

На протяжении эксплуатации объем электролита АКБ снижается. Интенсивность испарения воды зависит от условий, при которых используется агрегат. При уменьшении количества аккумуляторной жидкости повышается концентрация кислоты непосредственно на пластинах. Это агрессивное вещество разъедает свинец, а его соли образуют осадок на решетках и дне. Происходит сульфатация, короткое замыкание, обрыв электрической цепи.

Уменьшение уровня жидкости аккумулятора происходит по следующим причинам:

• эксплуатация летом при высоких температурах окружающего воздуха приводит к интенсивному испарению воды на фоне повышения плотности электролита;
• механическое повреждение корпуса батареи приводит к вытеканию аккумуляторной жидкости;
• при агрессивной езде по бездорожью, переворачивании аккумулятора происходят потери электролита. Только при таких случаях допускается подливать его, а не воду;
• выход из строя автомобильного генератора, реле зарядки нередко приводит к перезаряду, гидролизу, который сопровождается кипением. При этом испаряется вода, повышается плотность аккумуляторной жидкости.

Таким образом, чтобы продлить срок службы стартерного аккумулятора, необходимо контролировать плотность, количество электролита, а также работу автомобильной системы зарядки.

Разряженный агрегат категорически нельзя эксплуатировать на автомобиле, поскольку в таком случае сила проходящего через пластины тока значительно увеличивается. Это приводит к опаданию активной массы с аккумуляторных решеток, короблению пластин, испарению воды, выходу из строя рабочего агрегата.

Возможные неисправности

В большинстве случаев, автомобильные аккумуляторы страдают от такой проблемы, как потеря плотности. Неприятность объясняется самыми различными причинами, а именно:

1. Старением.
2. Сульфатацией пластин.
3. Неправильным обслуживанием.

Самым распространенным фактором считается сульфатация пластин, которую вызывает постоянное отсутствие правильной зарядки. Чтобы понять принцип разрушения, достаточно вспомнить школьную химию и оценить те процессы, которые происходят в устройстве.

Как известно, внутри АКБ расположены свинцовые решетки, которые, в свою очередь, наполнены диоксидом свинца. При разряде начинается восстановление оксида свинца на катоде и окисление (обратный процесс) на аноде. Простыми словами — на плюсе и минусе. И в первом, и во втором случае, начинается образование сульфата свинца, а плотность серной кислоты стремительно падает.

Многие владельцы автомобилей часто допускают большую ошибку — замерив показатели плотности, они начинают доливать электролит, повышая плотность до требуемого уровня. В результате происходит дальнейшая сульфатация и полное повреждение аккумулятора.

Специалисты советуют приступать к замеру плотности исключительно на полностью заряженном устройстве с нормальным качеством кислоты. Даже если встроенный аккумулятор указывает на 100% заряд, это может быть неточно.

Особенности замены

К сожалению, не все автомобилисты знают, можно ли менять электролит в аккумуляторе своего транспортного средства. К тому же, в кругу более опытных специалистов бродят разногласия по поводу необходимости этой процедуры. Существуют два мнения:

1. Заменять электролит полностью бесполезно и даже опасно. Лучше покупать новый элемент.
2. Замена электролита — залог успешной работы аккумулятора и очень важное действие, которое нужно проводить как можно чаще.

В принципе, оба высказывания имеют право на жизнь.

При наличии финансовых возможностей, покупка нового аккумулятора — отличное решение, так как новая модель будет работать гораздо эффективнее чем старая, даже отремонтированная. Но далеко не каждый владелец авто может позволить себе такое недешевое удовольствие, поэтому остается лишь вовремя заменять электролит и стараться следить за состоянием батареи.

К замене жидкости внутри АКБ нужно приступать только при таких обстоятельствах:

1. Если она помутнела и потеряла свой базовый оттенок.
2. Если на дне появился характерный осадок.
3. Если ее уровень сильно снизился. Кстати, в таком случае можно просто долить электролит, но осадок или помутнения должны полностью отсутствовать.

При отсутствии таких проблем осуществлять замену электролита самостоятельными усилиями, не имея надлежащего опыта, категорически запрещено.

Любая ошибка может стать причиной серьезной поломки важных узлов автомобиля, а также снижения эффективности работы аккумуляторной батареи. Но если продуктивность работы узла находится на низком уровне, правильная замена может стать лучшей «реанимацией».

Что лучше, обычный аккумулятор или необслуживаемый?

Если автомобиль отвечает перечисленным требованиям, то ответ однозначный, новый кальциевый аккумулятор гораздо лучше. Такие АКБ снимают с автолюбителя часть обязанностей, улучшается надежность запуска автомобиля.

Другое дело – автомобиль с устаревшей системой бортового питания. В старых отечественных и зарубежных моделях с релейной системой регулировки напряжения не обеспечивается необходимая стабилизация тока заряда на клеммах АКБ. В результате возникает или недозаряд или перезаряд со всеми вытекающими последствиями. Обслуживание новых аккумуляторов затруднено или невозможно. При этом батареи часто не отрабатывают даже гарантийный срок эксплуатации.

Очистка аккумулятора

Если же автомобилист решился на работу и теперь пытается понять, как поменять кислоту в аккумуляторе, ему важно правильно следовать за пошаговыми инструкциями и поэтапно переходить от одного действия к следующему.

Для начала нужно провести несколько подготовительных мероприятий, а именно — извлечение электролита из банок. Учитывая агрессивность среды, в которой будет осуществляться процедура, начинать ее без применения защитных средств категорически запрещено.

Итак, для повышения собственной безопасности нужно взять:

1. Защитные резиновые перчатки.
2. Резиновую грушу.
3. Тару для слива.
4. Ветошь.

Дальше необходимо учитывать руководство и не упускать важных моментов. Чтобы освободить батарею и обеспечить себе доступ к банкам, нужно изъять клеммы и переместить конструкцию на ровную поверхность. Затем следует снять защитную полоску и отвинтить пробки на банках.

Важно отметить, что некоторые модели АКБ не позволяют автомобилистам свободно добираться к банкам, т. к. они являются неразборными. В этом случае придется просверлить в корпусе специальные отверстия, через которые будет подаваться жидкость. Для этой цели применяется дрель.

После выполнения таких действий остается отсосать с помощью резиновой груши старую кислоту, полностью опустошив банки. Ненужную жидкость выливают в любую подходящую тару. На этом этапе важно соблюдать повышенную осторожность: контакт кислоты с кожей может привести к плачевным последствиям. Если же это произошло, важно как можно быстрее обработать пораженный участок кожи мыльным раствором.

В случае если внутри резервуаров аккумулятора присутствует значительный осадок, нельзя переворачивать его для слития кислоты. Если частицы окажутся на контактах, это может привести к «пробою», после чего восстановление устройства станет практически невозможным.

Если резервуары будут полностью опустошены от старой кислоты, необходимо избавиться от налета и осадка с помощью дистиллированной воды. Как известно, подобная жидкость представляет собой мощный диэлектрик, который снижает риск появления пробоя.

Можно даже осторожно потрясти аккумулятор после заполнения банок, чтобы поднять осадок и остатки старой жидкости. Затем образованную консистенцию выливают.

Подготовка кислоты

Важно понимать, что взять любой электролит и залить его в резервуар нельзя. Для этой цели нужно подобрать специальную кислоту, которая соответствует строгим характеристикам. И одна из них заключается в плотности.

Желательно, чтобы показатель плотности составлял 1,28 г на кубический сантиметр. Для определения точных данных нужно использовать ареометр. Не секрет, что многие магазинные модели обладают плотностью 1,40 г, поэтому на этапе покупки важно уточнить этот момент.

Опытные автомобилисты создают электролит своими руками, но его качество далеко от желаемого и находится на низком уровне. В результате эффективность работы аккумулятора оказывается под угрозой.

Чтобы избежать рисков, лучше приобрести готовую продукцию.

После завершения очистки банок и подготовительных этапов, можно переходить к заливке электролита. В процессе выполнения этого действия применяются:

Как из необслуживаемого аккумулятора сделать обслуживаемый

Приходит время и автовладельца перестают устраивать характеристики аккумуляторной батареи. Если у вас есть АКБ закрытого типа не стоит её выбрасывать и приобретать новую. Вы можете сделать её обслуживаемой, если осуществите вскрытие крышки тем способом, который мы описали выше. Это позволит осуществлять ряд процедур, необходимых для поддержания работоспособности источника питания.

Возможность проверки и изменения уровня электролита — один из признаков обслуживаемости аккумулятора. АКБ закрытого типа оснащены индикатором, который позволяет увидеть уровень электролита. Некоторые корпуса сделаны из полупрозрачных материалов или характеризуются наличием меток, что помогает следить за количеством раствора во всех банках. Уровень электролита можно проверить с помощью специальной трубки или шприца, введя их в отверстия, сделанные в крышке. Нормальное количество раствора соотносится со значениями 10–12 миллиметров жидкости над пластинами.

Не стоит забывать, что не только уровень кислоты, но и её плотность являются важной характеристикой работоспособности батареи. Получить данные о плотности раствора можно с помощью ареометра. Возьмите шприц, введите его в отверстие на крышке и осуществите забор электролита из банки. Влейте в ареометр и посмотрите показания. Слишком низкая плотность (менее 1,22 г/см3 при температуре до +6) не даёт возможности аккумулятору полноценно работать и говорит о малом количестве электролита и необходимости его восполнения. Повышенная плотность или недостаточный уровень раствора требует доливки дистиллированной воды.

Проверка устройства

Если прошло двое суток, можно приступать к мероприятиям по зарядке. Для первой зарядки берется специальный прибор, выдающий напряжение в 12 В. На этом этапе необходимо изъять защитные пробки и присоединить зарядное устройство к батарее. Затем начинается циклическая зарядка, которая состоит из повторов схемы «заряд-разряд».

Оптимальный показатель тока не должен превышать 0.1 ампера. Для первой процедуры таких показателей вполне хватает. Аккумулятор заряжают до тех пор, пока уровень заряда не достигнет 100%. Для проверки берется вольтметр, с помощью которого осуществляется определение напряжения каждой секции или клеммы. Важно убедиться, что на каждой секции напряжение не ниже 2.3 В, а на клеммах — не ниже 13 В.

Соблюдая эти рекомендации, можно без особых трудностей повысить технические показатели старого устройства. Своевременная замена электролита позволит вернуть аккумулятору прежнюю работоспособность и сделать его более продуктивным. Если же процедура не решает проблемы, а причина плохой функциональности объясняется не жидкостью, а самими пластинами, то реанимационные работы не принесут никакого успеха.

Единственный выход из ситуации — приобретение нового аппарата, т. к. старый не подлежит восстановления.

Как зарядить необслуживаемый автомобильный аккумулятор

Итак, если классический аккумулятор можно при соблюдении мер предосторожности заряжать практически любым источником постоянного тока (простейший «дедовский» способ – лампочка с последовательно подключенным диодом, включаемая прямо в электросеть), то необслуживаемому аккумулятору необходим источник стабилизированного напряжения, имеющий возможность ограничения и контроля зарядного тока.

При зарядке необслуживаемой батареи напряжение не должно превышать 14,5-14,8 В. Исправный аккумулятор в этом случае принимает ток, определяемый его внутренним сопротивлением – будучи максимальным в начале цикла, он постепенно снижается. На этом основан принцип действия автоматических зарядных устройств – при снижении тока до уровня 200 миллиампер цикл зарядки прерывается.

Если же зарядное устройство превысит заданное напряжение, то параллельно с зарядкой аккумулятора начнется разложение воды, входящей в состав электролита. В случае с необслуживаемыми аккумуляторами это особенно опасно тем, что увидеть «кипение» невозможно: в классическом аккумуляторе процесс газообразования виден через вывернутые пробки, здесь же они либо не могут выворачиваться, либо закрыты крышкой батареи.

Видео: Как заряжать кальциевый аккумулятор автомобиля — ПРАВИЛЬНО! Просто о сложном

Когда необслуживаемый аккумулятор значительно разряжен, то практически вся серная кислота из электролита израсходована на реакцию с пластинами банок, и фактически между ними находится вода с малой примесью солей свинца и кислоты. Попытка подключения зарядного устройства без ограничения тока приведет к тому, что начнется бурный электролиз воды, и к моменту начала заряда ее уровень снизится. Несколько таких циклов приведут к преждевременному выходу необслуживаемой батареи из строя.

Читать также: Рычажный трубогиб для медных труб

Поэтому зарядное устройство должно иметь возможность ограничения зарядного тока – для стандартного цикла зарядки безопасным считается ток, не превышающий 1/10 от численного значения емкости аккумулятора в ампер-часах. Для распространенных 55-амперных батарей ток не должен превышать 5,5 А, для 75-амперных – 7,5, и так далее. Если же зарядное устройство не имеет плавной регулировки максимального тока, то устанавливается ближайшее меньшее значение. При подключении зарядного устройства к сильно разряженному аккумулятору ток нужно ограничивать на значении, вдвое меньшем, чем при нормальном цикле.

Существуют два принципа работы зарядных устройств:

1. зарядка постоянным током;
2. и импульсным.

В первом случае устройство регулирует напряжение на своих клеммах, добиваясь, чтобы через аккумулятор протекал заданный ток. Во втором устройство подает короткие импульсы, прерывая их по достижению предельного тока – так как электрохимические процессы в аккумуляторе имеют определенную инерцию, ток нарастает не моментально.

У каждого из вариантов зарядки есть свои преимущества – импульсная быстрее «оживляет» разряженную батарею, но стандартный цикл зарядки проходит медленнее, чем при зарядке постоянным током. В то же время простые автоматические устройства без импульсного режима зачастую неспособны начать зарядку разряженной батареи. Поэтому наиболее оптимальный выбор для зарядки необслуживаемого аккумулятора – это или устройство с принудительным включением импульсного режима, или автоматически включающее его в начале зарядного цикла.

Примитивные же зарядные устройства, не имеющие возможности ограничения тока и автоматического отключения по его снижению, для зарядки необслуживаемых батарей могут использоваться только в крайнем случае.

Покупать новый или чинить старый — дилемма автовладельцев, у которых вышел из строя аккумулятор. У владельцев современных необслуживаемых батарей, казалось бы, выбор ясен — покупать. Смекалка и знания устройства аккумуляторов помогут продлить срок службы «сдохшего» источника энергии.

Зима — настоящее испытание для автолюбителей. Исправный автомобиль может не завестись поутру, если осечку даст аккумуляторная батарея. Если вы приобрели необслуживаемый, а он вас подвел — не стоит расстраиваться, его можно зарядить, проверить и использовать дальше.

Полезные советы по эксплуатации

Чтобы не задаваться вопросом, можно ли поменять электролит в аккумуляторе, лучше правильно следить за его состоянием и учитывать основные правила эксплуатации. Одним из наиболее важных является обеспечение сбалансированного температурного режима: при опускании температуры до определенных отметок кислота может замерзать.

Минимальная плотность АКБ при температуре до минус 30 градусов Цельсия должна быть равна 1,29 г. Если температура ниже — до 1,32 г. Если оптимальные показатели отсутствуют, то придется восстановить их посредством добавления серной кислоты.

Дело в том, что электролит с меньшей плотностью очень быстро подвергнется замерзанию и станет непригодным для дальнейшей эксплуатации, так как любые химические процессы перестанут в нем осуществляться. При повышении плотности снижается точка замерзания. Если же так сложилось, что внутри аккумулятора появился лед, остается только надеяться, что он не деформировал свинцовые пластины. При появлении повреждений придется провести ремонт или полную замену батареи.

Зная о том, как правильно поменять электролит в аккумуляторе, можно избежать необходимости обращаться в сервисный центр и переплачивать за дорогой ремонт.

Всем привет! Думал, делать б/журнал об этом или нет…ничего нового и сложного нет, но проблема весьма распространнёная, поэтому решил выложить, может кому пригодиться)) В холодное время года, у многих бывает проблема с зарядом аккумулятора, зарядка при замерах тестером находиться в пределах нормы, но после стоянки, за ночь, аккумулятор сильно разряжен и стартер при запуске, уже не так весело крутит. Многие начинают измерять ток утечки и искать виновника разрядки. Но не всегда причиной быстрого разряда являются потребители, а очень часто оказывается проблема в самом аккумуляторе и много времени и нервов будет съэкономлено на ненужные поиски. Поэтому при обнаружении быстрого разряда, первым делом нужно измерить тестером зарядный ток, выдаваемый генератором. Сейчас у многих стоят вольтметры, так что приблизительная картина видна сразу и если зарядка в норме, следующим действием необходимо измерить плотность электролита в аккумуляторе. Подобное случилось этой зимой, после морозов и с моими аккумуляторами, причем сразу с двумя одновременно. Умирать им ещё рановато, одному три года, другому четыре. Так как перезарядки небыло, недозарядки тоже, да и в холодное время я раз в две -три недели, подключаю зарядное устройство, следов сульфатации нет, электролит прозрачный, измерив плотность, ареометр показал плотность 1.1

было решено поднять плотность электролита частичной заменой. Электролит пришлось заказывать в другом городе, местные реализаторы совсем совесть потеряли, цену завысили в три раза — 28-30 грв за литр, тогда как цена ему 8 с копейками, поэтому заказал «про запас» две баклажки по 5л (6кг).

Виды электролита

Автомобили комплектуются такими аккумуляторами:

• WET (свинцово-кислотные акб). Электролит представлен в виде водного раствора, включающего серную кислоту.
• AGM. Отличаются тем, что входящее в состав стекловолокно пропитано электролитическим составом.
• GEL (гелиевый акб). Электролит представлен в виде геля. Для этого в серно-водный раствор введена окись кремния.

Определять, сколько электролита в аккумуляторе, необходимо, если речь идет о свинцово-кислотных источниках питания.

Особенности проверки уровня электролита в автомобильном аккумуляторе

Регулярно проверяя уровень электролита в аккумуляторе, контролируя плотность, можно поддерживать автотранспорт, отдельные узлы в работоспособном состоянии. При необходимости проводят корректировку плотности, увеличивают или уменьшают уровень электролитического состава. Ведь использование источника питания, в котором электролитической жидкости меньше нормы, приводит к пагубным последствиям.

Просмотрите интересное видео про уровень электролита.

Проверка уровня электролита

Информация о том, какой уровень электролита должен быть, присутствует в технической документации, которая прилагается к автотранспортному средству. Для проверки и контроля используется два метода, каждый из которых имеет свои особенности:

• На корпусе АКБ сосредоточены отметки max и min. Если корпус подготовлен из прозрачного материала, то легко определить количество электролитического состава. На основании полученной информации нужно принимать решение об уменьшении, увеличении дистиллированной воды. Такой способ малоэффективен, если корпус окрашен в черный цвет.
• Уровень электролита в акб проверяют с помощью стеклянной, пластиковой трубочки. Диаметр трубки – 3–5 мм. Перед тем как ввести трубку, изымается пробка. Опускается трубка до момента соприкосновения с пластинами. Норма – 12 мм. Такая процедура проводится для каждой банки, входящей в состав аккумуляторной батареи.

Избыток электролитического состава изымается с помощью шприца. Этот же инструмент используется для введения подготовленного электролита или дистиллированной воды.

Для того чтобы определить уровень жидкости в необслуживаемых источниках питания, используются отметки на поверхности акб. Дополнительно применяется индикатор заряда.

Причины снижения уровня электролита

1. Чрезмерное увеличение выдаваемого генератором напряжения.
2. Деформация корпуса аккумуляторной батареи, появление микротрещин или других дефектов.
3. КЗ внутри источника питания.
4. Наличие свинцового осадка и мусора.

В кислотно-свинцовых источниках питания уровень дистиллята постепенно снижается. При этом неопытные автомобилисты пытаются исправить ситуацию, добавив водный раствор с введенной серной кислотой. В результате, увеличивается уровень и плотность. Это приводит к тому, что аккумуляторная батарея быстро выходит из строя, внутренняя часть стремительно разрушается.

Неправильно определенный уровень приводит к таким последствиям:

• Разрушение свинцовых пластин, формирование остатков и шлама.
• Со временем образуются мостики между включенными в состав пластинами. Такие мостики способствуют возникновению КЗ, снижению мощности.
• Появление подтеков, затрудняющих эксплуатацию аккумуляторной батареи.
• Окисление основных контактов.
• Выход из строя аккумуляторной батареи.

Определение плотности электролитического состава

К проверке плотности приступают после тщательной зарядки аккумуляторной батареи. Предварительно подготавливается прибор, при помощи которого устанавливается степень плотности. Чаще всего используется ареометр.

С банок, сосредоточенных в корпусе источника питания, изымаются пробки. В отверстие помещается ареометр, набирается немного электролитического состава. Поплавок, включенный в состав, содержит шкалу с соответствующими отметками, которая используется для определения степени плотности. Оптимальный показатель – 1,29-1,3 г/см3.

Для понижения степени плотности электролитического состава допускается применение дистиллята, который реализуется в специальных магазинах, аптеках. Процедура введения дистиллированной воды осуществляется поэтапно. При этом в каждой банке периодически измеряется этот показатель.

Повысить плотность сложнее, чем увеличить уровень электролита в акб. Ведь изначально изымается часть состава при помощи ареометра, другого инструмента. После этого вводится смесь с соответствующей плотностью. Иногда возникает потребность в полной замене жидкости. Выявить это можно, если знать, как проверить уровень, степень плотности.

Процедура замены электролита

Полную замену проводят при условии, что уровень плотности значительно снизился. Процедура имеет особенности, правила. Перед выполнением нужно подготовить:

• Смесь с соответствующей плотностью (около 1,29 г/см3).
• Тара, подходящая для размещения старого раствора.
• Ареометр или другой инструмент.

Запрещено переворачивать источник питания для последующего удаления водно-серного раствора. Ведь это приводит к разрушению свинцовых пластин, образованию мостиков и подтеков, замыканию.

Перед работой должно быть подготовлено все необходимое для защиты: перчатки из плотной резины, прочная одежда, защитные очки. Ведь попадание смеси на кожу провоцирует образование химических ожогов.

Для откачки старой смеси применяют «грушу» или другой инструмент. Откачиваемую жидкость помещают в специальную тару, отличающуюся стойкостью, прочностью.

Заливку новой смеси выполняют поэтапно, соблюдая правила, нормы.

Меры безопасности

При работе с растворами, в состав которых входит серная кислота, требуется выполнение таких правил:

• Все предметы одежды, элементы должны быть подготовлены из прочности и стойкого материала.
• Для хранения использованной электролитической смеси применяется стеклянная либо полиэтиленовая тара, оснащенная плотными крышками и оплеткой.
• Для заливки используется только качественный состав, реализуемый в специальных магазинах. Самостоятельная подготовка приемлема при условии, что человек обладает требуемым опытом и знаниями, инструментами.
• Замена электролитической смеси проводится только после отключения аккумуляторной батареи, ее демонтажа.
• Перед подключением источника питания проверяется состояние выводов, ликвидируются окислы.

Точно определить уровень, плотность электролитического состава несложно. Достаточно соблюдать правила и рекомендации, подготовленные специалистами. С особой тщательностью нужно выбирать помещение, в котором будут проводиться все работы. В помещении должна быть вентиляционная система. Ведь в смеси присутствует кислота, другие вещества.

Своевременная проверка основных показателей – залог эффективной работы аккумуляторной батареи.

Видео про проверку электролита в аккумуляторе

Как проверить плотность аккумулятора

Инструкция по проверке плотности и уровня электролита в аккумуляторах

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

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

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

Видео: как снять аккумулятор с автомобиля

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

Чем и как проверяют плотность электролита в аккумуляторе

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

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

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

Ареометр для измерения электролита

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

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

Измерение ареометром

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

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

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

Фотогалерея: диагностика уровня и плотности электролита в банках

Забор жидкости из банок в ареометр Проверка уровня и плотности вещества

Таблица: поправка к показаниям ареометра

Температура рабочей жидкости при измерении ее плотности, ºС	Поправка к показаниям, полученным в ходе тестирования ареометром, г/см3
От -55 до -41	-0,05
От -40 до -26	-0,04
От -25 до -11	-0,03
От -10 до +4	-0,02
От +5 до +19	-0,01
От +20 до +30	0,00
От +31 до +45	+0,01
От +46 до +60	+0,02

Как проверить аккумулятор автомобиля мультиметром

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

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

Таблица: плотность электролита при проверке мультиметром

Процент заряженности	Плотность электролита, г/см3	Напряжение аккумулятора, В
100%	1,28	12,7
80%	1,245	12,5
60%	1,21	12,3
40%	1,175	12,1
20%	1,14	11,9
0%	1,10	11,7

Измерение плотности электролита самодельным прибором

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

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

Как измерить уровень электролита в аккумуляторе

Замер уровня рабочей жидкости осуществляется так:

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

Можно ли проверить уровень и плотность электролита в необслуживаемом аккумуляторе

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

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

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

Шкала индикаторов на аккумуляторе

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

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

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

Видео: как поднять плотность электролита в банках АКБ

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

Была ли эта статья полезна?Статья была полезнаПожалуйста, поделитесь информацией с друзьямиОценить пользу статьи:Оцени автора (5 голос(ов), среднее: 5,00 из 5) Загрузка…

введите свой кодваш код не найден, проверьте правильность кода

Плотность электролита в аккумуляторе: 2 простых способа проверки

Большинству водителей знаком надрывный вой стартера или щёлканье, а то и вовсе тишина под капотом машины во время запуска двигателя. Этот неприятный момент связан со следующими неисправностями.

1. Неисправность электропроводки автомобиля. Возможно, где-то пропал контакт, чаще всего это объясняется частичным отсутствием «массы».
2. Неисправность втягивающего реле стартера.
3. Предельный износ втулок стартера.
4. Неисправность обмоток стартера.
5. Низкое напряжение в цепи из-за разряженного аккумулятора.

Последняя причина, как правило, наиболее вероятная. Самым логичным ходом станет проверка плотности электролита в аккумуляторе. От чего она зависит?

1. От климатической зоны.
2. От времени года.

Для того чтобы правильно проверить плотность электролита в аккумуляторе, нужно знать её значение и иметь прибор, который называется ареометр.

Узнать правильную плотность просто — существуют специальные нормы. Средний их показатель составляет 1,24 — 1,29 кг/дм 3. Более точно:

• холодные регионы — 1,27 — 1, 29 г/дм 3, летом и зимой;
• средняя полоса — 1,25 — 1, 27 г/ дм 3;
• тёплые районы — 1,23 — 1, 25 г/ дм 3.

Следует не реже одного раза в три месяца производить проверку плотности аккумулятора. Даже небольшое отклонение от нормы требует немедленного дозаряда батареи.

За показателями нужно внимательно следить — для того, чтобы АКБ проработала как можно дольше и не подводила владельца в самый ответственный момент. Особенно она «не прощает» халатного к себе отношения в зимний период. Дело в том, что на морозе теряется её ёмкость, и порой даже один неудачный пуск двигателя ведёт к разрядке АКБ.

Имея простейший прибор, проверить плотность аккумулятора в домашних условиях не представляет особого труда.

Плотность — плотностью, но и за уровнем электролита надо следить не с меньшим вниманием, особенно летом, когда аккумулятор выкипает более интенсивно.

Очень много мнений относительно уровня электролита в батарее:

1. Одни считают, что достаточно покрыть сетки сепараторов этой жидкостью.
2. Другие полагают, что чем больше уровень электролита, тем лучше.
3. Третьи вообще не заглядывают под пробки аккумулятора — до того самого момента, когда перестаёт крутить стартер, что частенько вызывает у таких горе-владельцев неподдельное удивление.

Есть аккумуляторы, у которых имеется метка на корпусе, указывающая уровень электролита. Пользоваться ею не очень удобно, да и на точные показатели надеяться не приходится. Здесь поможет проверенный «дедовский» метод: стеклянная трубка с наружным диаметром 5 − 6 мм. На её корпус в нижней части следует нанести риски, указывающие правильный уровень электролита (согласно паспортным данным батареи). Трубка опускается в каждую банку поочерёдно, до упора в сетку сепаратора. Далее пальцем затыкается верхняя сторона трубки, и приспособление вынимается из банки, не отпуская пальца. Жидкость останется в трубке, и будет виден точный её уровень.

Если уровень низкий, следует понемногу наливать дистиллированную воду в банку, производя после каждой доливки контрольный замер. Если уровень слишком высок, что тоже не является правильным показателем, то с помощью ареометра лишняя жидкость откачивается. Этот способ является самым надёжным.

Необходимость зарядного устройства

Этот очень нужный прибор для содержания батареи в исправности, его необходимо иметь каждому автовладельцу. С помощью этого прибора можно всегда дозарядить АКБ, не прибегая к услугам СТО или местных «умельцев».

Имея правильный прибор с амперметром, водитель прекрасно сделает это сам. Порядок действий зарядки батареи таков.

1. Нужно подключить зарядное устройство к батарее.
2. Включить устройство.
3. Установить зарядный ток. Его величина должна соответствовать десяти процентам от ёмкости АКБ. Например: если ёмкость батареи составляет 60 а/ч, то ток должен быть 6 ампер, 63 — то 6, 3 а/ч.

Время зарядки напрямую зависит от степени разряда, который определяется проверкой плотности аккумулятора ареометром. На шкале обозначен процент разрядки. К примеру, батарея разряжена на 50% и имеет паспортную ёмкость 50 а/ч. Из этого следует, что надо дозарядить недостающие 25 а/ч. Если заряжать батарею током в два ампера, то на это понадобится двенадцать с половиной часов, а если показатель тока четыре ампера — шесть часов 15 мин. и т. д.

Принцип прост и понятен, если бы не одно «но»: каждая АКБ имеет свой неповторимый «норов», особенно когда она уже далеко не новая. Она берёт зарядку по-разному: быстрее или медленнее.

Доливка жидкости

Многие «светлые головы» горячо советуют в случае сильной разрядки батареи доливать в неё серную кислоту, что является недопустимым. Кислота не сразу смешается с оставшейся жидкостью, и для этого надо заряжать АКБ. Тем временем агрессивная жидкость будет интенсивно разъедать пластины, «съедая» заодно и активную массу — порошок, нанесённый на них.

Если же долить электролит, то последствия не будут такими плачевными, но такая жидкость также плохо повлияет на состояние аккумулятора.

Доливать рекомендуется только воду. Исключения представляют те случаи, когда нужно менять весь электролит, поскольку имеющийся в батарее уже не подлежит зарядке из-за крайне низкой плотности.

Если плотность чересчур велика, нужно откачать ареометром жидкость, а потом долить дистиллированную воду. Далее производить зарядку малым током, не забывая о периодическом контроле плотности электролита.

Если электролит подлежит замене, нужно приготовить новый. Для правильного приготовления в стеклянную или кислотостойкую пластиковую ёмкость вначале наливается дистиллированная вода, а потом, тонкой струёй, кислота.

Добавляя кислоту малыми порциями, нужно часто проверять плотность электролита, доведя её до нужной величины, в зависимости от региона проживания и сезона.

Техника безопасности

Во время работы с кислотой или проверки плотности аккумулятора нужно соблюдать осторожность.

1. Работать только в спецодежде, которую не жалко выбросить. Даже электролит, не говоря уже о концентрированной кислоте, легко приводит любую одежду и обувь в плачевное состояние.
2. Работать нужно в резиновых перчатках, чтобы предотвратить возможные химические ожоги. Даже измерять плотность аккумулятора не стоит без них.
3. Защитные очки тоже не помешают, особенно при приготовлении электролита, когда опасность попадания этой агрессивной жидкости в глаза особенно велика. Некоторые люди по неопытности льют воду в кислоту, а не наоборот, как это положено, и в результате может произойти её всплеск.
4. Перед зарядкой АКБ следует правильно подключить её к устройству, не путая полярность.
5. Не стоит забывать и об эффективной вентиляции. Если нет принудительной вытяжки, то вполне подойдёт хорошо проветриваемое помещение.

Во время подобных работ курить запрещается. Важно помнить о том, что кислота состоит из водорода, который взрывоопасен, и это особенно вероятно тогда, когда проводится обслуживание большого числа АКБ.

Заряжая батарею, нужно обязательно проверить чистоту вентиляционных отверстий в пробках всех банок, а ещё лучше — вывернуть их полностью.

Батарею нужно беречь от ударов.

Нельзя переворачивать АКБ вверх дном, особенно если батарея уже «в возрасте». Осыпавшаяся активная масса, доселе мирно покоившаяся на дне корпуса, замкнёт пластины. Прикрепляя аккумулятор к его штатному месту, следует помнить о том, что он не любит коротких замыканий, которые возникают вследствие неосторожной работы с ним.

Вывод

Проверка плотности электролита в аккумуляторе — залог долгой и надёжной эксплуатации батареи. Проводя регулярные измерения, водитель заботится не только о надёжности своего автомобиля, но и состоянии своего кошелька.

Пожалуйста, оцените этот материал!

(8 оценок, среднее: 4,50 из 5) Загрузка…

Если Вам понравилась статья, поделитесь ею с друзьями!

Как проверить плотность аккумулятора и уровень электролита

Иногда владельцы автомобилей спрашивают о том, как проверить плотность аккумулятора. Если выражаться корректнее и точнее, речь идет о том, как проверить плотность электролита в аккумуляторе. Как известно, уровень электролита в батарее измеряется в том случае, если АКБ относится к категории обслуживаемых. Для того чтобы научиться делать это самостоятельно, как в гараже, так и в домашних условиях, нужно знать о том, что представляет из себя жидкий электролит и как устроена внутри обслуживаемая автомобильная батарея.

Что находится внутри АКБ

Внутри аккумуляторной батареи автомобиля в определенной последовательности расположены шесть отсеков, или «банок». Каждый отсек имеет свинцовые пластины с положительными и отрицательными зарядами. «Банка» устроена герметично, и ее контакт с другими элементами происходит через общее полярное соединение.

Уровень напряжения в каждом отсеке АКБ составляет 2, максимум — 2,1 вольт. Все элементы соединяются друг с другом в последовательную электрохимическую цепь, имея на выходе общее напряжение 12 вольт.

Благодаря тому, что каждая «банка» заполнена особым химическим соединением, имеющим жидкую консистенцию, автомобильный аккумулятор обладает способностью накопления и отдачи электрического заряда. Эта жидкость получила название «электролит», а такие простые теоретические знания из области физики и химии помогут разобраться в том, как проверить плотность аккумулятора (точнее, электролита) правильно.

Для чего необходимо проверять плотность электролитической жидкости

Любой электролит представляет собой не что иное, как химическую смесь, состоящую из дистиллированной воды и серной кислоты в определенной пропорции: вода 65%, 35% — кислота. Именно такое процентное соотношение и позволяет электролиту осуществлять накопление электрического заряда без нанесения урона чувствительным свинцовым пластинам АКБ.

В процессе постоянной эксплуатации батареи происходят постоянные изменения плотности электролита, что определенным образом может сказаться на ее рабочих функциях. Само понятие плотности, кстати, означает не что иное, как процентное соотношение серной кислоты к дистилляту.

Если уровень серной кислоты внутри аккумулятора становится слишком высоким, это может печально закончиться для его пластин. Бывают ситуации, когда кислота попросту разъедает свинец, и пластины разрушаются.

Если же кислоты слишком мало, это означает, что АКБ разряжена или близка к тому, чтобы разрядиться полностью. Аккумулятор не может работать в режиме той емкости, которая указана в его технических характеристиках. Например, энергии может просто не хватить в условиях холодного запуска двигателя внутреннего сгорания.

Также, если водитель долго пытается ездить на разряженном аккумуляторе, процесс оседания сульфатов на пластинах неизбежен. На них образуется плотный белый налет, убрать который порой бывает весьма проблематично. При критичном уровне сульфатов произойдет либо разрушение пластин, либо короткое замыкание. Потребуется десульфатация аккумулятора.

Принцип работы аккумуляторной батареи

Чтобы знать, как правильно измерять уровень электролита, важно помнить — любая АКБ работает по цикличному принципу. Вначале она осуществляет накопление заряда внутри, а затем, при запуске двигателя, начинает его постепенно отдавать автомобилю, приводя его в движение. При отдаче заряда аккумулятором кислота выделяет те самые сульфаты (соли), оседающие на пластины «банок». А в «банках» происходит образование воды. Это приводит к тому, что уровень электролита значительно снижается.

Что потребуется сделать в данном случае:

• когда уровень плотности выше требуемого, нужно разбавить электролит дистиллированной водой;
• когда плотность снижается, батарея срочно нуждается в полноценной зарядке в течение, как минимум, 10-12 часов.

Как проверить электролит и измерить его плотность

Перед тем как проверить электролит в аккумуляторе, очистите его поверхность от грязи и пыли, чтобы при снятии крышек с батарейных отсеков они не попали внутрь. Возьмите тонкую трубку из стекла, ее диаметр может составлять от 4 до 5 миллиметров. Теперь нужно опустить трубку в отсек до конца, так, чтобы она коснулась его дна. Отверстие можно закрыть с помощью пальца (предварительно не забудьте обезопасить себя, надев технические перчатки!).

Достаньте из банки трубку: в нее должно попасть небольшое количество электролитической жидкости. Ориентируйтесь на ее высоту — сколько места она занимает в трубке. Если высота жидкости 10-15 миллиметров — плотность в пределах нормы, а когда уровень больше, либо меньше — плотность необходимо откорректировать.

Перед тем как приступить к корректировке плотности, нужно произвести ее точные замеры — в каждом аккумуляторном отсеке по отдельности, так как они между собой не сообщаются. Обязательно зарядите АКБ перед измерением, иначе результаты могут оказаться неверными. Кроме этого, незадолго до процесса батарею нужно на 3-4 часа оставить в помещении с комнатной температурой (от 20°С, можно чуть выше). Ведь химическая жидкость имеет прямую зависимость от температурного фактора.

Для измерения уровня плотности электролита применяется такой простой инструмент, как ареометр. Его еще иногда называют более сложным словом — денсиметр. Но по сути это одно и то же. Ареометр состоит из наконечника, поочередно опускаемого в аккумуляторные отсеки, колбы, резиновой груши для отсасывания жидкости и шкалы измерений, которая расположена внутри колбы.

Алгоритм действий проверки будет таким:

• вытрите наконечник насухо чистой тряпочкой;
• опустите его в аккумуляторный отсек;
• резиновой грушей наберите небольшое количество жидкости;
• следите за «поведением» электролита: когда он перестанет двигаться — замерьте плотность по шкале;
• слейте жидкость обратно в «банку».

Как видите, техника снятия показаний очень проста. Главное — не забывать защитить руки с помощью перчаток.

Цифровые показатели, на которые нужно ориентироваться

Поскольку химическая составляющее АКБ напрямую зависит от температурных факторов, существуют общепринятые цифровые показатели, обозначающие уровень оптимальной концентрации электролита. На юге РФ это 1,25, в районах средней полосы — 1,27, а в северных регионах — 1,29 гр/см3.

Итак, как проверить уровень электролита в аккумуляторе и его плотность? Отнесите батарею в помещение с комнатной температурой, удалите с нее загрязнения, откройте банки и воспользуйтесь стеклянной трубочкой и ареометром. Не забудьте надеть перчатки. Проверку аккумулятора нужно осуществлять регулярно для обеспечения наилучшего уровня его работы.

Как проверить плотность аккумулятора: какая она должна быть в норме (зимой и летом)

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.

что это такое и ее значения

Большинство автомобилей комплектуются свинцово-кислотными аккумуляторными батареями. Принцип действия свинцовых аккумуляторов заключается в обратимой химической реакции свинца и его окиси, расположенный в пластинах и раствора электролита. В качестве электролита используется водный раствор серной кислоты Плотность электролита показывает концентрацию (степень разбавленности) кислоты.

Что такое плотность электролита

Серная кислота и вода могут смешиваться в любых пропорциях. Понятие плотность электролита введено для того, чтобы показать, какое количество чистой кислоты содержится в единице объем электролита.

Смешивая кислоту с водой, получают промежуточные значения. Чем больше воды содержит раствор, тем меньшее значение плотности он имеет, поскольку концентрированная кислота гораздо тяжелее:

• дистиллированная вода – 1.00 г/см3;
• концентрированная серная кислота – 1.84 г/см3.

Какую плотность имеет электролит в аккумуляторах

Плотность электролита в аккумуляторе имеет определенные значения, которые существенны для нормального протекания химических реакций в процессе работы. В зимний период и летом концентрация кислоты должна иметь разные значения. Особенно это касается регионов с большими колебаниями температуры. Несоответствие плотности оптимальным значениям может привести к отрицательным последствиям:

1. Низкая плотность:

• снижение КПД батареи из-за повышения внутреннего сопротивления;
• снижение емкости, так как свинец пластин не полностью вступает в реакцию из-за недостатка кислоты;
• вероятность замерзания при низких отрицательных температурах;

2. Высокая плотность:

• Сульфатация пластин из-за образования крупных труднорастворимых кристаллов сульфида свинца;
• Осыпание пластин.

Важно! Плотность электролита в АКБ не является постоянной величиной. Это связано с тем, что во время разряда кислота из раствора реагирует с материалом пластин и ее концентрация падает. Во время зарядки происходит обратная реакция. Разность плотностей заряженного и разряженного аккумулятора составляет примерно 0.15 – 0.16 г/см3.

Таким образом, зная параметры электролита в полностью заряженном аккумуляторе, можно определить степень разрядки, не пользуясь измерительными приборами, а определив состояние электролита при помощи ареометра.

Измерения производят с учетом температуры, так как наблюдается сильная зависимость. Рекомендуемые значения относятся к измерениям при температуре от +20 до +30°С В других случаях поправки к измерениям должны иметь такие значения:

• от +31 до +45°С + 0.01 гр/см3;
• от +20 до +30°С + 0.00 гр/см3;
• от +5 до +19°С — 0.01 гр/см3;
• от +4 до -10°С — 0.02 гр/см3;
• от -11 до -25° -03 гр/см3;
• от -26 до -40° -04 гр/см3.

Зависимость плотности от степени заряженности

Для электролита автомобильного аккумулятора с нормальной плотностью 1.27 гр/см3 можно привести следующую зависимости от степени разряда батареи:

Плотность гр/см3	Уровень заряда	Температура замерзания
1.27	100%,	– 60°С;
1.26	95%,	– 55°С;
1.25	87%,	– 50°С;
1.24	80%,	– 46°С;
1.23	75%,	– 42°С;
1.22	70%,	– 37°С;
1.21	63%,	– 32°С;
1.20	56%,	– 27°С;
1.19	50%,	– 24°С;
1.18	44%,	– 18°С;
1.17	37%,	– 16°С;
1.16	31%,	– 14°С;
1.15	25%,	– 13°С;
1.14	19%,	– 11°С;
1.13	13%,	– 9°С;
1.12	6%,	– 8°С;

В таблице плотности электролита приведена зависимость плотности и температуры замерзания. Приведенные данные показывают, что глубокий разряд батареи чреват ее замерзанием уже при температуре 8 — 16°С

Рекомендуемые значения плотности

Часто задаваемый вопрос – какая должна быть плотность электролита для лета и для зимы? Большинство производителей аккумуляторов рекомендуют придерживаться следующих значений плотности, в зависимости от минимальной зимней температуры. Важность контроля плотности электролита зимой связана не только с недопущением перемерзания электролита, но и повышением КПД батареи для успешного запуска непрогретого двигателя:

• от +6 до +4° 22 гр/см3;
• от +4 до -15° 24 гр/см3;
• от -4 до -15° 26 гр/см3;
• от -15 до -30° 28 гр/см3;
• от -30 до -50° 29 гр/см3;

Перечисленные значения справедливы для полностью заряженных батарей. Заливка электролита в новую батарею производится раствором меньшей концентрации – на 0.02 гр/см3. В процессе зарядки значение поднимется до необходимой величины.

Нормой плотности электролита в средней полосе принято считать 1.26 – 1.27 гр/см3.

Коррекция плотности при смене сезона

При большой разнице среднесуточных температур в летний и зимний период рекомендуется корректировать значение плотности. Процесс не представляет сложности, но опасен из-за агрессивности электролита.

Если машина храниться в гараже и эксплуатируется регулярно, то необходимость в коррекции не возникает, поскольку в результате длительных поездок батарея успевает зарядиться до нормального состояния и содержание кислоты не палает до критических значений.

Кратковременные поездки не способствуют нормальному заряду. Старые аккумуляторы имеют повышенные значения саморазряда, поэтому после длительного простоя плотность может упасть до недопустимых значений.

Электролит корректируется на полностью заряженном аккумуляторе. Важно знать, что в большинстве автомобилей с правильно отрегулированной системой регулировки напряжения, уровень заряда аккумулятора не превышает 80 – 90%. В зимнее время при наличии большого числа мощных потребителей (вентилятор печки, обогрев стекол и сидений, свет фар), это значение еще меньше. Для правильной подготовки батареи к зимнему сезону необходима полная зарядка специализированным зарядным устройством.

Заряд производят при слабом кипении электролита до тех пор, пока в течении текущих двух часов плотность расти уже не будет. Рост плотности говорит о том, что заряд еще не окончен.

Плотность электролита в заряженном аккумуляторе измеряют через два часа после зарядки, чтобы пластины полностью освободились от пузырьков газа и снизилась температура. Не забывайте про учет температуры электролита!

Содержание кислоты повышают при помощи корректирующего электролита, который добавляют в банки взамен части основного электролита.

Важно! Отбор раствора из каждой банки батареи должен быть одинаковым! Количество добавляемого корректора также одинаково. Сколько убрано жидкости, столько корректирующего раствора нужно добавлять

Плотность электролита в аккумуляторе и зимой и летом проверяется после получаса дополнительного заряда с последующей двухчасовой выдержкой. Это делается с целью равномерного перемешивания электролита. Обязателен учет температуры.

Переход на летнюю эксплуатацию делается аналогично, только вместо более крепкой кислоты добавляется дистиллированная вода. Дополнительный заряд должен продолжаться более длительное время, поскольку добавляемая вода из-за низкого удельного веса будет находится в верхнем слое.

Важно! Нельзя ускорять перемешивание покачиванием и переворачиванием батареи, поскольку осадок с дна емкости попадет между пластинами и батарея выйдет из строя.

Выравнивание плотности

В процессе эксплуатации аккумулятора можно увидеть, что разные банки имеют расхождения при измерении плотности. Если эта величина не превосходит 0.01 – 0.02 гр/см3, то ничего страшного нет. Большая разница свидетельствует, что банка с меньшим значением начинает выходить из строя.

Встречаются рекомендации исправлять состояние неисправной банки путем долива корректирующего раствора. Этого делать нельзя ни в коем случае. Простое увеличение концентрации кислоты даст только отрицательный эффект и ускорит выход банки из строя.

В данной ситуации необходимо произвести тренировочный цикл заряда. Полностью заряженный аккумулятор разряжают до 50% номинальной емкости, а затем заряжают малым током до полного заряда. Повторяя процесс несколько раз, можно полностью восстановить неисправные банки батареи.

 

Такие же требования предъявляются к выравниванию уровня электролита. В процессе зарядки током бортовой сети происходит частичное испарение воды из банок. Особенно активно этот процесс происходит летом. Кислота при этом не испаряется, вопреки некоторым источникам из интернета. Поэтому уровень электролита выравнивается исключительно дистиллированной водой.

Удельный вес электролита батареи Обзор

Удельный вес электролита батареи Обзор

Применение и технология аккумуляторов

Обзор удельного веса электролита батареи

Одним из ключевых параметров работы аккумулятора является удельный вес электролита.Удельный вес — это отношение веса раствора к весу равного объема воды при заданной температуре. Удельный вес используется как индикатор степени заряда элемента или батареи. Однако измерения удельного веса не могут определить емкость батареи. Во время разряда удельный вес уменьшается линейно с разряженными ампер-часами, как показано на рисунке ниже.

Изменения напряжения и удельного веса во время зарядки и разрядки

Следовательно, во время полностью заряженного установившегося режима при работе и при разряде, измерение удельного плотность электролита дает приблизительное индикация состояния заряда ячейки.Нисходящий наклонная линия для удельного веса во время разгрузки аппроксимируется уравнением ниже:

Удельный вес = напряжение холостого хода ячейки — 0,845

или

Напряжение холостого хода элемента = удельный вес + 0,845.

Приведенные выше уравнения допускают электрические время от времени мониторинг приблизительного удельного веса основание.Как упоминалось ранее, измерения удельного веса нельзя брать с герметичными свинцово-кислотными аккумуляторами. Измерение напряжения холостого хода ячейки использовалось как индикатор уровня заряда герметичного аккумулятора. Более надежные методы определения степени заряженности герметичные батареи находятся в стадии разработки.

Удельный вес уменьшается во время разряд батареи до значения, близкого к чистой воде и увеличивается при перезарядке.Батарея есть считается полностью заряженным, когда удельный вес достигает его максимально возможное значение.

Удельный вес, конечно, зависит от температура и количество электролита в ячейке. Когда электролит около отметки низкого уровня, удельный гравитация выше номинальной и падает по мере добавления воды в ячейку, чтобы довести электролит до полного уровня.В объем электролита увеличивается при повышении температуры и сжимается при понижении температуры, тем самым влияя на чтение плотности или удельного веса. Поскольку объем электролит расширяется, показания снижаются и, и наоборот, удельный вес увеличивается с более холодным температуры.

Удельный вес данной батареи равен определяется приложением, в котором он будет использоваться, принимая учитывать рабочую температуру и время автономной работы.Типичный удельный вес для определенных приложений показан в Таблица 1.

Таблица 1

В подборе АКБ по заданной приложение, некоторые эффекты высокой или низкой специфичности учитываемая сила тяжести:

Высшая гравитация	Нижняя гравитация
Больше вместимости	Меньше вместимость
Меньше жизни	Более длительный срок службы
Требуется меньше места	Требуется больше места
Более высокая мгновенная скорость разряда	Мгновенная скорость разряда ниже
Менее приспособлен к «плавающему»: операция	Больше возможностей для «плавающего» режима
Больше постоянного убытка	За вычетом постоянного убытка

Раствор с более высоким удельным весом более тяжелый на единицу объема, чем один с более низким удельным весом.Следовательно, более концентрированный электролит, образующийся во время зарядка опускается на дно аккумуляторной емкости, создавая градиент удельного веса. Газообразование, происходящее на перезарядка служит «мешалкой» и заставляет удельный вес однороден по всей ячейке. Избегать ошибочные показания, измерения удельного веса должны только после уравнивающего заряда и последующих плавающий заряд не менее 72 часов.

Полностью заряженная батарея — обзор

Состояние заряда

Состояние заряда обычно определяется как фактически доступное количество заряда в данной батарее ( Q ), связанное с максимально доступным количеством заряда, которое может быть получен от этой батареи после 100% полной зарядки ( C ) и обычно выражается в процентах:

[1] SoC = фактически доступное количество заряда (Q) максимально доступное количество заряда (C) × 100 %

Это определение LAB не является ясным и однозначным.Причина этого в том, что оба используемых значения, эталонное значение «максимально доступное количество заряда», так называемая «емкость аккумулятора» и «фактически доступный объем заряда» могут быть определены и соответственно измерены различными способами.

Контрольный тест для Q — это разряд с определенным заданным током до предварительно заданного напряжения отсечки при определенной заданной температуре батареи. Эталонным тестом емкости аккумулятора C является полная зарядка с последующей разрядкой в ​​условиях, аналогичных описанным ранее.В зависимости от скорости разрядного тока, температуры батареи, напряжения отключения и определения «полного заряда» могут быть получены разные значения для Q , C и, следовательно, для SoC.

Для понимания определения SoC «полная зарядка» должна быть определена в первую очередь. Как правило, это определяется процедурой зарядки, приводящей к полностью заряженной батарее. Однако «полный» не является «полным» и сильно зависит от установленной процедуры начисления. Вот некоторые часто используемые определения «полностью заряженной батареи»:

•

Физическая полная означает, что все доступные активные массы находятся в заряженном состоянии.В новых аккумуляторах для зарядки доступны все активные массы. В старых батареях части активных масс могут ослабнуть из-за эрозии, могут быть недоступны для тока заряда из-за коррозионных слоев на электродах или могут быть преобразованы в необратимые сульфаты и, следовательно, больше не доступны для зарядки. Физическое наполнение достигается в тот момент, когда дополнительный зарядный ток используется на 100% для побочных реакций, таких как выделение газов или коррозия.

•

Номинальная полная мощность достигается, когда применяется процедура зарядки, предписанная производителем аккумулятора или данным стандартом.Для новых аккумуляторов это обычно почти такое же состояние, как и у полностью заряженных. Например, в старых батареях крупнозернистые кристаллы сульфата свинца образуются во время работы или из-за процессов перекристаллизации. Эти кристаллы часто не могут быть растворены стандартными процедурами зарядки. Следовательно, части активных масс остаются в разряженном состоянии после номинальной полной зарядки. Для достижения физического полного состояния необходимо применять модифицированные стратегии зарядки, такие как зарядка при повышенных температурах или в течение более длительных периодов времени.Например, международный стандарт (EN 50342–1: 2006) для шестиэлементных залитых батарей стартер-свет-зажигание (SLI) определяет номинальный заряд CCCV-заряда на 25-35 ° C и (16,00 ± 0,01) В с ограничение тока 5 I _{номинал} на 24 ч. В старых батареях после этой процедуры зарядки может оставаться некоторое количество сульфата свинца. Они могут широко раствориться, если применяется дополнительная зарядка минимум на 40 ° C.

•

Рабочий полный определяется как максимально возможный SoC батареи, который может быть достигнут в полевых условиях в данном приложении.Номинальные условия заряда часто не могут быть применены к батареям, которые используются в реальных приложениях, из-за конструкции системы, ограничений, касающихся максимального напряжения заряда, температуры батареи и доступного времени зарядки. В результате аккумулятор, новый или старый, не может даже достичь номинального состояния полной зарядки. Например, в обычных транспортных средствах напряжение в системе обычно не может превышать примерно 15 В (что ниже 16 В, определенного для номинального заряда), а периоды заряда ограничиваются временем вождения (обычно намного меньше, чем 24 часа за один раз), так что даже свежий SLI аккумулятор не может быть полностью заряжен по номиналу.

Как следует из эталонных испытаний для C и Q , батарея определяется как разряженная, когда при ее разрядке с заданным номинальным током при определенной температуре достигается заранее заданное напряжение отсечки. Процедура разряда с указанными параметрами называется стандартным испытанием емкости. Это определение более практично, чем физически полностью разряженная батарея, где все активные массы находятся в разряженном состоянии, по нескольким причинам.Во-первых, ЛАБ нельзя полностью разгрузить физически, не нанеся ей необратимого повреждения. Во-вторых, в большинстве приложений батарея должна обеспечивать определенный уровень напряжения, даже если она «разряжена». В-третьих, полная физическая разрядка будет длиться почти бесконечно долго. Изготовитель или пользователь батареи может определить номинальную скорость разряда, напряжение в конце разряда и температуру. Поэтому необходимо упомянуть параметры для определения емкости с помощью теста емкости.В противном случае результаты несопоставимы.

После четкого определения значений «полная» и «разряженная» батарея, можно ввести различные однозначные определения емкости батареи:

•

Номинальная емкость или номинальная емкость C _N . Номинальная или номинальная емкость — это значение емкости, указанное производителем при номинальных условиях эксплуатации (определяемых температурой, разрядным током и напряжением в конце разрядки, как при стандартном испытании емкости).

•

Начальная производительность C ₀ . Первоначальная емкость — это измеренная емкость новой батареи. Эталонное измерение состоит из номинальной полной зарядки с последующим стандартным испытанием емкости, как определено выше. Для данной лаборатории это значение может быть немного выше или ниже номинальной емкости C _N из-за производственных допусков, систематического завышения размеров производителем или отсутствия циклов инициализации, которые могут увеличить емкость в начале срока службы.

•

Фактическая производительность C _a . Фактическая емкость — это измеренная емкость батареи в ее текущем состоянии. Эталонное измерение такое же, как и для начальной емкости. Следовательно, для новой батареи C _a = C ₀ . В случае старых батарей C _{a 0} из-за процессов старения, которые приводят к потере емкости. Однако это не всегда верно во всех случаях.Некоторые LAB показывают увеличение фактической мощности C _a в течение нескольких месяцев или даже лет. Это особенно заметно для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей с регулируемым клапаном (VRLA).

•

Доступная емкость C _ср. . Доступная емкость — это емкость данной новой или устаревшей батареи, доступная для данного приложения. Эталонное измерение часто представляет собой рабочий полный заряд с последующим разрядом с номинальным током до тех пор, пока не будет достигнуто определяемое приложением напряжение конца разряда при фактической температуре батареи.

Теперь можно определить SoC, но перед этим следует отметить важный момент.

Общее определение SoC согласно формуле [1] полезно, когда SoC необходимо измерить с помощью эталонных тестов, потому что для обоих значений, Q и C , количество заряда может быть рассчитано во время разряда как ток разряда. умножается на время разряда. Если необходимо настроить определенную SoC (так, чтобы батарея имела определенное количество заряда Q ), невозможно разрядить LAB, пока она не станет пустой, а затем зарядить ее снова и вычислить сохраненный объем заряда путем интегрирования заряда Текущий.Причина в том, что из-за более высокого напряжения батареи во время зарядки значительная часть зарядного тока переходит в реакцию выделения газа, и, таким образом, фактически накопленный заряд ниже, чем рассчитанный путем интегрирования зарядного тока. Следовательно, чтобы установить определенную SoC батареи, она должна быть полностью заряжена (до 100% SoC), а затем определенное количество заряда Q _d должно быть снято с батареи путем разрядки, так что

[2] SoC = максимально доступное количество заряда (C) — снятое количество заряда (Qd) максимальное доступное количество заряда (C) × 100%

На самом деле это немного другое определение SoC, но если C , Q и Q _d измеряются при одинаковых условиях разряда (температура, ток разряда, напряжение в конце разряда и тот же срок службы батареи), тогда

[3] C = Q + Qd

, и это определение SoC эквивалентно определению, данному в уравнении [1].

Если упоминается «SoC», обычно имеется в виду фактическая доступная емкость, связанная с номинальной емкостью C _N . Поскольку C _N часто не является измеренным значением для данной батареи, условие [3] не выполняется. В этом случае с помощью формул [1] или [2] можно получить разные значения для SoC. С этой точки зрения для новой батареи SoC, относящаяся к начальной емкости ( C ₀ ), более предпочтительна, поскольку выполняется условие [3].

Например, свежая батарея SLI номинальной емкостью C _N = 100 Ач. Батарея может иметь начальную емкость C ₀ = 105 Ач. В этом случае, если батарея должна быть настроена на 50% SoC (относящаяся к C _N ), тогда Q _d = 50 Ач должно быть разряжено от батареи в соответствии с уравнением [2]. Однако, разрядив аккумулятор в номинальных условиях, можно извлечь из аккумулятора емкость 55 Ач до полного разряда.Это будет означать, что SoC (относящаяся к C _N ) согласно определению [1] составляет 55%.

Для устаревших батарей SoC, относящаяся к начальной емкости и использующая определения [1] или [2], не будет согласована. В этом случае следует использовать SoC, относящуюся к фактической емкости (SoC _a ). По той же причине в приложении только SoC, связанная с доступной емкостью (SoC _av ) с использованием определений [1] и [2], является правильным.

Связь между различными SoC можно пояснить на примере, показанном на рисунке 1.В этом примере дан старый LAB с начальной емкостью C ₀ = 100 Ач. Из-за крупных кристаллов сульфата свинца физический полный заряд не может быть получен в течение ограниченного времени процедуры номинального заряда. Таким образом, емкость 5Ач остается незаряженной. При заданных критериях напряжения в конце разряда батарея имеет меньшую емкость из-за старения по сравнению с новой батареей. В этом примере это составляет дополнительную потерю емкости в 20 Ач. В результате получается фактическая емкость C _a = 75 Ач.В SoC _окно между 0% и 100% может быть сопоставлено с окном SoC ₀ между 20% и 95%. В некоторых приложениях доступная емкость аккумулятора может составлять только C _av = 65 Ач, поскольку при полной зарядке остается значительное количество активных масс в разряженном состоянии. SoC _av может быть сопоставлен с окном SoC ₀ между 20% и 85%, или, другими словами, в данном приложении аккумулятор может работать только между 20% и 85% от SoC относительно его начальной емкости.

Рисунок 1. Схематическая визуализация отношений между различными определениями состояния заряда (SoC).

Все приведенные выше определения емкости и SoC всегда принимают номинальную температуру или, по крайней мере, аналогичную температуру как должное. Поскольку температура оказывает значительное влияние на емкость батареи, другие значения этих показателей качества могут быть получены при других температурах.

Еще хуже упомянуть, что может возникнуть другая проблема с точным определением SoC.Из-за разной скорости побочных реакций в положительном и отрицательном электродах может случиться так, что SoC двух электродов будет отклоняться. Как правило, SoC определяется для батареи в целом, но для некоторых целей важны индивидуальные характеристики электродов. Схожей с этой проблемой является неоднородный SoC ячеек в последовательном соединении. Как правило, температура клеток не одинакова, поэтому побочные реакции протекают с разной скоростью; следовательно, SoC ячеек отклоняется.

Как увеличить плотность электролита в АКБ? — 130.com.ua

Практически все автовладельцы не обращают внимания на аккумулятор до первых проблем. Именно наша безответственность быстро приводит к моментам поломки, когда машина уже просто отказывается заводиться. Самая частая причина — разрядка аккумулятора.

Кстати, даже новый аккумулятор может помешать вашей поездке. Есть доля вероятности купить не совсем качественный аппарат. Что под этим подразумевается? Чаще всего: не полностью заряженный аккумулятор или недостаток электролита.Такие нюансы не проверяйте во время покупок.

Основные способы

Как только аккумулятор отказывается работать, ставим на зарядку. Но что мы видим: цикл зарядки прошел, а батарея все еще разряжена. Возникла новая проблема-аккумулятор просто не держит заряд. Здесь нужно выяснить причины, по которым это происходит.

Чаще всего это происходит с батареями, которые были посажены на 0. Здесь появляется новая задача — проверить на сколько разряжена батарея.Сначала проверьте плотность электролита с помощью специального прибора — кислотометра.

Делаем так:

• Установите измеритель кислоты в любой аккумуляторный блок.
• Шкала ареометра покажет плотность электролита.
• Сравните полученные значения с табличными параметрами плотности.

Если вы живете в регионе с суровым климатом, то значение будет примерно 1,25 кг / литр. Здесь имейте в виду, что разница в плотности между двумя банками не должна быть больше 0.01.

Как поднять плотность?

Способ решения этой проблемы зависит от того, какие значения вы получите.

Плотность 1,18-1,20 кг / литр

Грушей откачиваем старый электролит: максимально. Наполните новый наполовину откачанным вами объемом. Условно, например: закачивают 1 кг., Наливают 0,5 кг. Здесь нам нужно добиться нормы плотности электролита, а остальное долить дистиллированной водой.

Плотность менее 1.18 кг / литр

В этом случае нужно использовать аккумуляторную кислоту. Делаем все так же, как и в первом случае, но есть вероятность, что процедуру придется повторить. Ваша главная задача остается прежней — получить значение нормы.

Плотность очень низкая

К сожалению, здесь придется полностью менять электролит, чтобы сэкономить аккумулятор. С помощью груши нужно будет максимально откачать старый электролит, а банки закрыть пробками.И дальше этого плана придерживаются:

• После затяжки заглушек положите аккумулятор на бок. Берем сверло 3 мм. или 3,5 мм. и проделайте одно отверстие на дне банки. Итак, мы можем полностью слить электролит.
• Промойте все банки дистиллированной водой. Отверстия закрыты кислотостойким пластиком. Итак, мы сделали все необходимое, чтобы подготовить емкость для нового электролита.
• Приготовьте электролит самостоятельно. Возьмите дистиллированную воду и налейте в нее аккумуляторную кислоту.Обратите внимание, обратный порядок не допускается, то есть в кислоту нельзя наливать воду. Не забудьте надеть резиновые перчатки.

В результате вы должны получить значения электролита, необходимые для вашего региона. Если по каким-то причинам не удалось увеличить плотность электролита, придется выбрать новый аккумулятор. Купить аккумулятор с доставкой по Украине в Харьков, Киев, Одессу можно на 130.com.ua.

Материалы по теме

Проверка аккумулятора в мастерской

Общее состояние вашего автомобиля зависит от хорошего состояния аккумулятора.К сожалению, многие драйверы преуменьшают проблемы, связанные с аккумулятором, до тех пор, пока не произойдет серьезный сбой.

А такой сбой наверняка случится холодным утром, когда вы спешите на работу, или машина просто не заводится. Как этого избежать? Решение простое: проверьте аккумулятор. Мы стараемся ответить на вопрос, почему лучше всего это делать в ремонтной мастерской.

Основы — как ухаживать за аккумулятором?

Регулярная диагностика аккумулятора — один из способов заботиться о его состоянии.Кроме того, стоит соблюдать определенные правила использования, которые позволят сохранить аккумулятор вашего автомобиля в хорошем состоянии даже в течение нескольких лет.

Прежде всего, старайтесь содержать аккумулятор в чистоте. Неухоженные и потускневшие полюса и зажимы могут привести к колебаниям напряжения. Незначительную пыль и грязь можно удалить антистатической тканью. Более устойчивые к очистке элементы можно удалить специальной щеткой или мелкой наждачной бумагой. Не забывайте соблюдать осторожность при чистке.

Если у вас базовая исправная батарея, стоит открутить предохранители и проверить уровень электролита.Недостаток, если он есть, следует восполнить дистиллированной водой. Используйте эту возможность также для проверки электрических соединений, то есть устойчивости зажимов, поскольку они могут ослабнуть или полностью отсоединиться на некоторых более крупных неровных поверхностях. При необходимости подтяните их.

Водителям, которые зимой очень редко используют свои автомобили и паркуют их на открытом воздухе, следует отключить аккумулятор и хранить его в сухом и теплом помещении, чтобы избежать саморазряда. Более того, в теплых условиях пластины аккумулятора сульфатируются, что обеспечивает долговечность аккумулятора.С другой стороны, при низких температурах производительность батареи резко падает, даже на 20-30 процентов! Эффект усиливается при недостаточной зарядке, например. на короткие расстояния до работы, покупок и т. д.

Не всегда генератор может полностью зарядить аккумулятор при непродолжительной работе. Поэтому рекомендуется время от времени преодолевать большие расстояния. Альтернативой является зарядка аккумулятора с помощью выпрямителя. Зимой также желательно разумно использовать все остальные функции, прежде всего отопление и вентиляцию, что является значительной нагрузкой на аккумулятор.

Проверка АКБ в ремонтной мастерской — как она должна выглядеть?

Большинство водителей, оставляя автомобили в ремонтной мастерской, не задумываются о том, что с ними происходит и как выглядят ремонт, проверка и диагностика. Конечно, многие знают, как выглядит замена шины, глушителя или масла, но как проверить аккумулятор? Как проводится тест и что необходимо? Вы можете делать это дома?

Почему лучше проверять состояние аккумулятора в ремонтной мастерской?

Начнем с ответа на последний вопрос.Да, при условии, что у вас есть подходящее оборудование, которое, к сожалению, очень дорогое. Вкладывать в него деньги только для того, чтобы время от времени проверять аккумулятор, бессмысленно и превышает стоимость нескольких новых аккумуляторов. Абсолютно необходимыми для проведения проверки являются цифровой вольтметр, ареометр и испытательное устройство, которое позволит вам заряжать батарею током, по крайней мере, в три раза превышающим ее емкость. Например, для аккумулятора емкостью 70 Ач интенсивность должна быть 210 А.

Пошаговая проверка аккумулятора

Процесс начинается с традиционной проверки.Работнику ремонтной мастерской следует проверить визуальное состояние аккумулятора, т.е. не потускнели ли полюса, нет ли разливов электролита и т. Д. Возможно, уже на этом этапе окажется, что другого выхода, кроме как заменить аккумулятор, нет.

Следующим шагом должно быть измерение плотности электролита в каждой ячейке и контроль напряжения на полюсах. Полученный результат должен в значительной степени выявить потенциальные проблемы и позволить предложить дальнейшие действия.

Если плотность электролита низкая даже в одной или двух ячейках, а показания напряжения показывают прибл.11 В, скорее всего, произошло внутреннее короткое замыкание и аккумулятор непригоден для дальнейшего использования. Если плотность электролита одинакова во всех элементах, напряжение должно быть не менее 12,5 В, а аккумулятор заряжен, рекомендуется провести испытания под нагрузкой, чтобы подтвердить эффективность аккумулятора и, возможно, обратить внимание на другие электрические узлы.

Другой сигнал может быть однородным, но с низкой плотностью электролита во всех ячейках. В такой ситуации следует зарядить аккумулятор и провести нагрузочный тест.Еще одним фактором, препятствующим дальнейшей эксплуатации аккумулятора, является коричневый цвет электролита во всех элементах. В таком случае дальнейшие испытания напряжения бессмысленны, и единственное решение — заменить батарею на новую.

Что такое нагрузочный тест и как он проводится?

Правильно выполненный тест нагрузки батареи состоит в фактической нагрузке батареи током, пропорциональным ее емкости, в течение 10 секунд. Хотя общедоступные электронные тестеры могут до некоторой степени указать способность батареи к запуску, они не могут предоставить полностью надежную информацию в этом отношении.
В зависимости от полученных результатов их интерпретация и выводы могут различаться. С другой стороны, полученные результаты наглядно показывают, будет ли батарея «жить» или ее замена неизбежна.

Таким образом, если напряжение аккумулятора равно 0 В, зарядить его невозможно, что, скорее всего, означает, что произошел внутренний обрыв и потребуется замена. Если напряжение ниже 10 В и продолжает падать, несмотря на «газовый разряд» электролита хотя бы в одной ячейке, скорее всего, произошло внутреннее короткое замыкание.В этом случае аккумулятор необходимо заменить.

Еще одна вряд ли оптимистичная ситуация, когда напряжение низкое и продолжает падать, но во всех ячейках кипит электролит. Это может означать, что аккумулятор не заряжался в течение длительного времени и хранился в ненадлежащих условиях, что, в свою очередь, привело к сульфатации пластин и необратимому повреждению.

Единственная ситуация, при которой не требуется замена батареи, — это напряжение не менее 10 В без перепадов и колебаний.

Как самостоятельно оценить состояние аккумулятора?

Несомненно, лучший способ проверить состояние аккумулятора — это отправиться в профессиональную ремонтную мастерскую, где опытные сотрудники надежно проверит аккумулятор нашего автомобиля с помощью соответствующих инструментов.Однако есть способы хотя бы изначально диагностировать дефекты самостоятельно.

Независимо от того, исправен ли у вас аккумулятор или нет, первым делом необходимо внимательно наблюдать за процессом запуска двигателя. Если обороты стартера явно ниже, вялые и неравномерные, вы можете предположить, что аккумулятор необходимо зарядить. Если, несмотря на зарядку, ситуация не исчезнет, ​​возможно, потребуется замена. Также стоит выключить фары при работающем двигателе.Неравномерная работа или плохая яркость могут указывать на ту же проблему, например, на износ батареи.

Если у вас исправный аккумулятор, вы можете оценить цвет и плотность электролита. Очень темный цвет — первый сигнал о необходимости немедленной замены. Еще одна подсказка — низкая плотность электролита даже в одной ячейке. Вы можете оценить плотность невооруженным глазом, но без опыта и специального оборудования вы не сможете сделать верное суждение. Полезный прибор — ареометр.При испытаниях рабочая плотность обычных электролитов составляет 1,28 кг / л при температуре +25 градусов Цельсия. Аккумулятор, в котором измеренная плотность электролита ниже 1,25 кг / л, следует зарядить или заменить.

Эти и другие «самодельные» методы тестирования должны быть частью профилактики. Но помните, что надежный результат можно получить только в ремонтной мастерской. Разобраться в сомнениях поможет профессиональный осмотр в ремонтной мастерской. Возможно, ваши опасения развеются и вы избежите замены.С другой стороны, кажущийся незначительным дефект может обернуться серьезным отказом.

Замена обычных добавок в электролит для аккумуляторов производными диоксолона для литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии

1.

Гуденаф, Дж. Б. и Ким, Ю. Проблемы перезаряжаемых литиевых аккумуляторов. Chem. Матер. 22 , 587–603 (2010).

CAS Статья Google ученый

2.

Тараскон, Дж.М. и Арман, М. Проблемы и проблемы, с которыми сталкиваются перезаряжаемые литиевые батареи. Nature 414 , 359–367 (2001).

ADS CAS PubMed Статья Google ученый

3.

Арико, А.С., Брюс, П., Скросати, Б., Тараскон, Дж. М. и ван Шалквейк, В. Наноструктурированные материалы для передовых устройств преобразования и хранения энергии. Nat. Матер. 4 , 366–377 (2005).

ADS PubMed Статья CAS Google ученый

4.

Лю К., Ли, Ф., Ма, Л. П. и Ченг, Х. М. Современные материалы для хранения энергии. Adv. Матер. 22 , E28 – E62 (2010).

CAS PubMed Статья Google ученый

5.

Чае, С., Чой, С. Х., Ким, Н., Сунг, Дж. И Чо, Дж. Интеграция графитовых и кремниевых анодов для коммерциализации высокоэнергетических литий-ионных аккумуляторов. Angew. Chem. Int. Эд. 58 , 2–28 (2019).

Артикул CAS Google ученый

6.

Liu, W. et al. Насыщенный никелем слоистый оксид переходного металла лития для высокоэнергетических литий-ионных батарей. Angew. Chem. Int. Эд. 54 , 4440–4457 (2015).

CAS Статья Google ученый

7.

Мантирам А., Найт, Дж. К., Мюнг, С. Т., О, С. М. и Сан, Ю. К. Катоды из слоистого оксида с высоким содержанием никеля и лития: прогресс и перспективы. Adv. Energy Mater. 6 , 1501010 (2016).

Артикул CAS Google ученый

8.

Касаваджула, У., Ван, К. и Эпплби, А. Дж. Вводные аноды на основе нано- и объемного кремния для литий-ионных вторичных элементов. J. Источники энергии 163 , 1003–1039 (2007).

ADS CAS Статья Google ученый

9.

МакДауэлл, М.Т., Ли, С. В., Никс, В. Д. и Цуй, Ю. Статья в честь 25-летия: понимание литиирования кремния и других легирующих анодов для литий-ионных аккумуляторов. Adv. Матер. 25 , 4966–4985 (2013).

CAS PubMed Статья Google ученый

10.

Чен, З., Шеврие, В., Кристенсен, Л. и Дан, Дж. Р. Разработка электродов из аморфного сплава для литий-ионных аккумуляторов. Electrochem. Solid State Lett. 7 , A310 – A314 (2004).

CAS Статья Google ученый

11.

Choi, N.-S. и другие. Влияние добавки фторэтиленкарбоната на межфазные свойства кремниевого тонкопленочного электрода. J. Источники энергии 161 , 1254–1259 (2006).

ADS CAS Статья Google ученый

12.

Шобукава, Х., Альварадо, Дж., Янг, Ю. и Мэн, Ю.С. Электрохимические характеристики и межфазные исследования кремниевого композитного анода для литий-ионных аккумуляторов в полном элементе. J. Источники энергии 359 , 173–181 (2017).

ADS CAS Статья Google ученый

13.

Zhao, H. et al. Пленкообразующие добавки к электролитам для литий-ионных аккумуляторов: прогресс и перспективы. J. Mater. Chem. A 7 , 8700–8722 (2019).

CAS Статья Google ученый

14.

Xu, G. et al. Назначение функциональных добавок для устранения плохих характеристик высоковольтных (класс 5 В) литий-ионных аккумуляторов LiNi0,5 Mn1,5 O4 / MCMB. Adv. Energy Mater. 8 , 1701398 (2018).

Артикул CAS Google ученый

15.

Han, J. G. et al. Несимметричный фторированный малонатоборат как амфотерная добавка для литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии. Energy Environ. Sci. 11 , 1552–1562 (2018).

CAS Статья Google ученый

16.

Haregewoin, A. M., Wotango, A. S. и Hwang, B. J. Электролитные добавки для электродов литий-ионных аккумуляторов: прогресс и перспективы. Energy Environ. Sci. 9 , 1955–1988 (2016).

CAS Статья Google ученый

17.

Чой, Н.-С. и другие. Проблемы, с которыми сталкиваются литиевые батареи и электрические двухслойные конденсаторы. Angew. Chem. Int. Эд. 51 , 9994–10024 (2012).

CAS Статья Google ученый

18.

Jo, H. et al. Стабилизация межфазного слоя твердого электролита и циклическая характеристика кремний-графитового анода батареи с помощью бинарной добавки фторированных карбонатов. J. Phys. Chem. C 120 , 22466–22475 (2016).

CAS Статья Google ученый

19.

Nguyen, C.C. и Lucht, B.L. Улучшенные характеристики циклирования анодов из наночастиц Si за счет введения метиленэтиленкарбоната. Electrochem. Commun. 66 , 71–74 (2016).

CAS Статья Google ученый

20.

Чен, Л., Ван, К., Се, X. и Се, Дж. Влияние виниленкарбоната (ВК) в качестве добавки к электролиту на электрохимические характеристики кремниевого пленочного анода для литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 174 , 538–543 (2007).

ADS CAS Статья Google ученый

21.

Далави, С., Гудуру, П. и Лучт, Б. Л. Добавки к электролиту, улучшающие характеристики литий-ионных батарей с кремниевыми анодами. J. Electrochem. Soc. 159 , A642 – A646 (2012).

CAS Статья Google ученый

22.

Etacheri, V. et al. Влияние фторэтиленкарбоната (FEC) на характеристики и химию поверхности анодов литий-ионных аккумуляторов с Si-нанопроволокой. Langmuir 28 , 965–976 (2012).

CAS PubMed Статья Google ученый

23.

Xu, C. et al. Улучшенные характеристики кремниевого анода для литий-ионных аккумуляторов: понимание механизма модификации поверхности фторэтиленкарбоната как эффективной добавки к электролиту. Chem. Матер. 27 , 2591–2599 (2015).

CAS Статья Google ученый

24.

Jaumann, T. et al. Срок службы в зависимости от производительности: понимание роли FEC и VC в литий-ионных батареях высокой энергии с нанокремниевыми анодами. Energy Storage Mater. 6 , 26–35 (2017).

Артикул Google ученый

25.

Ким, К.и другие. Понимание термической нестабильности фторэтиленкарбоната в электролитах на основе LiPF6 для литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 225 , 358–368 (2017).

CAS Статья Google ученый

26.

Schiele, A. et al. Критическая роль фторэтиленкарбоната в газовыделении кремниевых анодов для литий-ионных аккумуляторов. ACS Energy Lett. 2 , 2228–2233 (2017).

CAS Статья Google ученый

27.

Schwenke, K.U., Solchenbach, S., Demeaux, J., Lucht, B.L. и Gasteiger, H.A. Воздействие CO ₂ возникло из VC и FEC во время образования графитовых анодов в литий-ионных батареях. J. Electrochem. Soc. 166 , A2035 – A2047 (2019).

CAS Статья Google ученый

28.

Aurbach, D. et al. Об использовании виниленкарбоната (ВК) в качестве добавки к растворам электролитов для литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 47 , 1423–1439 (2002).

CAS Статья Google ученый

29.

Buqa, H. et al. Формирование пленки SEI на высококристаллических графитовых материалах в литий-ионных батареях. J. Источники энергии 153 , 385–390 (2006).

ADS CAS Статья Google ученый

30.

Michan, A. L. et al. Восстановление фторэтиленкарбоната и виниленкарбоната: понимание добавок к электролиту литий-ионных аккумуляторов и межфазного образования твердого электролита. Chem. Матер. 28 , 8149–8159 (2016).

CAS Статья Google ученый

31.

Ushirogata, K., Sodeyama, K., Okuno, Y. & Tateyama, Y. Аддитивный эффект на восстановительное разложение и связывание карбонатного растворителя с образованием межфазной фазы твердого электролита в литий-ионной батарее. J. Am. Chem. Soc. 135 , 11967–11974 (2013).

CAS PubMed Статья Google ученый

32.

Ota, H., Sakata, Y., Inoue, A. & Yamaguchi, S. Анализ слоев SEI, полученных из виниленкарбоната, на графитовом аноде. J. Electrochem. Soc. 151 , A1659 – A1669 (2004).

CAS Статья Google ученый

33.

Wang, Y., Nakamura, S., Tasaki, K. & Balbuena, P. B. Теоретические исследования для понимания химического состава поверхности угольных анодов для литий-ионных аккумуляторов: как виниленкарбонат играет свою роль в качестве добавки к электролиту? J. Am. Chem. Soc. 124 , 4408–4421 (2002).

CAS PubMed Статья Google ученый

34.

Херстедт, М., Андерссон, А.М., Ренсмо, Х., Зигбан, Х. и Эдстрем, К.Характеристика SEI, образованного на природном графите в электролитах на основе ПК. Электрохим. Acta 49 , 4939–4947 (2004).

CAS Статья Google ученый

35.

Чжан, С.С., Сюй, К. и Джоу, Т.Р. Исследование EIS по образованию границы раздела твердых электролитов в литий-ионных аккумуляторах. Электрохим. Acta 51 , 1636–1640 (2006).

CAS Статья Google ученый

36.

Son, H. B. et al. Влияние восстанавливающих циклических карбонатных добавок и линейных карбонатных сорастворителей на быструю заряжаемость ячеек LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 / графит. J. Источники энергии 400 , 147–156 (2018).

ADS CAS Статья Google ученый

37.

Deng, B. et al. Влияние потенциала отсечки заряда на добавку электролита для полных ячеек с мезоуглеродными микрогранулами LiNi0.6Co 0.2Mn0.2O2. Energy Technol. 7 , 1800981 (2019).

Артикул CAS Google ученый

38.

Zuo, X. et al. Влияние трис (триметилсилил) бората на сохранение высоковольтной емкости ячеек LiNi0,5Co0,2Mn0,3O2 / графит. J. Источники энергии 229 , 308–312 (2013).

CAS Статья Google ученый

39.

Deng, B. et al. Исследование влияния высоких температур на циклическую стабильность LiNi0.Катод 6Co0.2Mn0.2O2 с использованием инновационной добавки к электролиту. Электрохим. Acta 236 , 61–71 (2017).

ADS CAS Статья Google ученый

40.

Han, J.-G., Kim, K., Lee, Y. & Choi, N.-S. Поглощающие материалы для стабилизации LiPF6-содержащих карбонатных электролитов для литий-ионных аккумуляторов. Adv. Матер. 31 , 1804822 (2019).

Артикул CAS Google ученый

41.

Фэн П., Ли, К. Н., Ли, Дж. У., Чжан, К. и Нгаи, М. Ю. Доступ к новому классу синтетических строительных блоков посредством трифторметоксилирования пиридинов и пиримидинов. Chem. Sci. 7 , 424–429 (2016).

CAS PubMed Статья Google ученый

42.

Альпелиани М., Зарини Ф. и Перроне Е. О получении 4-гидроксиметил-5-метил-1,3-диоксол-2-она. Synth. Commun. 22 , 1277–1282 (1992).

CAS Статья Google ученый

43.

Liu, J. B. et al. Серебро-опосредованное окислительное трифторметилирование фенолов: прямой синтез арилтрифторметиловых эфиров. Angew. Chem. Int. Эд. 54 , 11839–11842 (2015).

CAS Статья Google ученый

44.

Фарлоу, М. В., Ман, Э. Х. и Таллок, Д. В. Карбонилфторид.Неорганические синтезы (Rochow, E.G. ed.) Vol. 6, 155–158 (McGraw-Hill Book Company, Inc., 1960). https://doi.org/10.1002/9780470132371.ch58.

45.

Аватанео М., Де Патто У., Галимберти М. и Маркионни Г. Синтез α, ω-диметоксифторполиэфиров: механизм реакции и кинетика. J. Fluor. Chem. 126 , 631–637 (2005).

Артикул Google ученый

46.

Петцольд, Д.и другие. Опосредованное видимым светом высвобождение и превращение фторфосгена in situ. Chem. Евро. J. 25 , 361–366 (2019).

CAS PubMed Статья Google ученый

47.

Xu, W., Vegunta, S. S. & Flake, J. C. Аноды из кремниевых нанопроволок с модифицированной поверхностью для литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 196 , 8583–8589 (2011).

ADS CAS Статья Google ученый

48.

Zhang, J. et al. Прямое наблюдение неоднородной межфазной границы твердого электролита на аноде из MnO с помощью атомно-силовой микроскопии и спектроскопии. Nano Lett. 12 , 2153–2157 (2012).

ADS CAS PubMed Статья Google ученый

49.

Wan, G. et al. Подавление роста дендритного лития путем образования на месте химически стабильной и механически прочной межфазной границы твердого электролита. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 10 , 593–601 (2018).

CAS PubMed Статья Google ученый

50.

Снеддон И. Н. Связь между нагрузкой и проникновением в осесимметричной задаче Буссинеска для штампа произвольного профиля. Внутр. J. Eng. Sci. 3 , 47–57 (1965).

MathSciNet МАТЕМАТИКА Статья Google ученый

51.

Колле, Дж. П., Шуман, Х., Леджер, Р. Э., Ли, С. и Вайзель, Дж. У. Эластичность отдельного фибринового волокна в сгустке. Proc. Natl Acad. Sci. США 102 , 9133–9137 (2005).

ADS CAS PubMed Статья Google ученый

52.

Чжан, К., Ву, Т., Лу, Дж. И Амин, К. Растворение, миграция и осаждение ионов переходных металлов в литий-ионных батареях на примере катодов на основе марганца — критический обзор . Energy Environ. Sci. 11 , 243–257 (2018).

CAS Статья Google ученый

53.

Гилберт, Дж. А., Шкроб, И. А. и Абрахам, Д. П. Растворение переходного металла, миграция ионов, электрокаталитическое восстановление и потеря емкости в полных литий-ионных элементах. J. Electrochem. Soc. 164 , A389 – A399 (2017).

CAS Статья Google ученый

54.

Ravdel, B. et al. Термостойкость электролитов литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 119-121 , 805–810 (2003).

ADS CAS Статья Google ученый

55.

Ko, M. et al. Масштабируемый синтез графита, внедренного в кремний в нанослой, для высокоэнергетических литий-ионных аккумуляторов. Nat. Энергетика 1 , 16113 (2016).

ADS CAS Статья Google ученый

56.

Делли, Б. Полностью электронный численный метод решения функционала локальной плотности для многоатомных молекул. J. Chem. Phys. 92 , 508–517 (1990).

ADS CAS Статья Google ученый

57.

Делли Б. От молекул к твердым телам с подходом DMol ³ . J. Chem. Phys. 113 , 7756–7764 (2000).

ADS CAS Статья Google ученый

58.

Klamt, A. & Schüürmann, G. COSMO: новый подход к диэлектрическому экранированию в растворителях с явными выражениями для экранирующей энергии и ее градиента. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 , 799–805 (1993).

Артикул Google ученый

59.

Холл, Д. С., Селф, Дж. И Дан, Дж. Р. Диэлектрические постоянные для квантовой химии и литий-ионных батарей: смеси растворителей этиленкарбоната и этилметилкарбоната. J. Phys. Chem. С 119 , 22322–22330 (2015).

CAS Статья Google ученый

60.

Лойенга, Х. Диэлектрические проницаемости гетерогенных смесей. Physica 31 , 401–406 (1965).

ADS CAS Статья Google ученый

Полив свинцово-кислотной батареи — это просто: основы

Нет ничего лучше в жаркий день, чем прохладный освежающий глоток воды — и почти нет ничего лучше для вашего тела.
Эта освежающая вода так же важна для вашей свинцово-кислотной батареи. Потому что, как и нам, залитые батареи требуют периодического полива, чтобы оставаться здоровыми — не слишком много или слишком мало.

Чтобы свинцовый аккумулятор работал на пиковом уровне, следуйте этим рекомендациям по поливу:

Первое — нужен ли полив батареи?

Вообще говоря, есть два типа батарей глубокого разряда:

• Залитые свинцово-кислотные батареи — содержат воду и требуют периодической доливки воды
Аккумуляторы
• AGM — герметичны и никогда не требуют полива

Если у вас есть аккумуляторы AGM, поливать их не нужно.Если у вас залиты свинцово-кислотные батареи, полив осуществляется легко и быстро. Вот как:

Начните с безопасности

Для начала обязательно используйте средства индивидуальной защиты, такие как защитные очки и перчатки, при работе с аккумуляторами.

Еще раз проверьте, нуждается ли аккумулятор в регулярном поливе. Обязательно найдите информацию на этикетке батареи, которая указывает, можно ли вскрыть батарею и отремонтировать ее. В зависимости от типа батареи, которую вы используете, предупреждающие надписи на батарее должны направлять вас «НЕ ОТКРЫВАТЬ» батарею или «ЗАДЕРЖИВАЙТЕ ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ КОЛПАЧКИ ​​ПОСЛЕ ПОЛИВА.”Обязательно следуйте инструкциям на этикетке с предупреждением.

Когда добавлять воду

Обычные батареи содержат жидкую «электролитную» смесь серной кислоты и дистиллированной воды. Пластины свинцовой батареи содержат активный материал, который следует постоянно омывать электролитами для правильной работы, безопасности и долгого срока службы.

Аккумулятор следует поливать только после того, как он полностью зарядится. Но вы всегда должны проверять уровень воды перед зарядкой.

Перед зарядкой убедитесь, что воды достаточно, чтобы покрыть открытые пластины (прямоугольные металлические детали, видимые, если заглянуть внутрь аккумулятора). После зарядки добавьте достаточно воды, чтобы довести уровень до дна вентиляционного отверстия, примерно на ¾ ниже верха элемента.

Важное примечание: владельцы аккумуляторов никогда не должны добавлять в аккумуляторы серную кислоту. При нормальной работе батареи потребляют только воду, а не серную кислоту. Когда уровень электролита в вашей батарее низкий, заполнение батареи водой сохранит батарею здоровой и безопасной для использования.

Не допускайте переливания воды

Во время зарядки аккумулятора плотность раствора электролита увеличивается. Если перед зарядкой было добавлено слишком много воды, электролит расширится, что приведет к переполнению аккумулятора и повреждению аккумулятора. Кроме того, чрезмерный полив аккумулятора может привести к дополнительному разбавлению электролита, что приведет к снижению производительности аккумулятора.

«Как часто нужно поливать аккумулятор?»

Как часто вы добавляете воду в аккумулятор, зависит от того, как часто вы им пользуетесь.Аккумулятор для тележки для гольфа, который используется только по выходным, может потребовать полива только один раз в месяц. Вилочный погрузчик, который используется весь день, каждый день, может нуждаться в поливе аккумулятора каждую неделю. Жаркая погода также увеличивает потребность в поливе.

Важно регулярно проверять уровень жидкости в аккумуляторе — лучше всего делать это после того, как аккумулятор закончил зарядку.

Избегайте водопроводной воды

Водопроводная вода содержит минералы, которые вредны для батарей, даже если их добавлять в небольших количествах.Вот почему дистиллированная вода — ваш лучший выбор. Это недорого, доступно всем и намного дешевле, чем замена вышедшей из строя батареи.

Помните, что вода будет находиться поверх раствора кислоты в вашей батарее, пока он не смешается с пузырьками, возникающими при зарядке. Если вы снимаете показания ареометра электролита, снимайте показания, лучше всего снимать их после завершения зарядки.

Не допускайте обезвоживания аккумулятора. Поливайте его круглый год, и он будет работать усерднее и прослужит вам дольше!

Перспективы — электрохимическая стабильность водно-солевых электролитов

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

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

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

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

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

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

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

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

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

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

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

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

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

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

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

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

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

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

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

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

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

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

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

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