1. Осуществить процедуру измерения плотности получится только в случае с так называемым обслуживаемым аккумулятором, который предоставляет доступ к банкам (секциям) с электролитом посредством закрытых крышками заливных отверстий. Как раз через эти отверстия (обычно их число равно шести, как и количество секций) и осуществляется забор состава для замера плотности.
2. В процессе своей работы автомобильная аккумуляторная батарея постоянно заряжается и разряжается. Разряд происходит при прокручивании стартера, а заряд – при уже заведенном двигателе от генератора. В зависимости от степени заряженности меняется и плотность электролита. Значения могут колебаться в пределах 0.15-0.16 г/см³. Важно отметить, что автомобильный генератор не способен полностью зарядить аккумуляторную батарею. При штатной работе на машине потенциал АКБ используется только на 80-90%. Полный заряд может обеспечить только внешнее зарядное устройство, к которому обязательно придется прибегнуть перед осуществлением замера плотности электролита.
3. Плотность электролита зависит от его температуры. Обычно замер производится при температуре +25 °С, в противном случае делаются поправки.

Допустим, все вышеперечисленные условия приняты во внимание, и есть возможность приступить непосредственно к замеру плотности. Для этого понадобится специальный прибор – денсиметр, который состоит из ареометра, резиновой груши и стеклянной трубки с наконечником. Прибор вводится в банку аккумулятора через заливное отверстие, а затем осуществляется засасывание электролита с помощью резиновой груши. Оно происходит до тех пор, пока ареометр не всплывет. Показания считываются после того, как прекратятся колебания ареометра и появится возможность определения точного значения. Отсчет показаний производится по шкале, при этом взгляд должен находиться на уровне поверхности жидкости.

Полученное значение должно входить в диапазон 1.25-1.27 г/см³, если автомобиль эксплуатируется в средней полосе. В холодной климатической зоне (средняя месячная температура января ниже -15 °С) показатель должен находиться в интервале 1.27-1.29 г/см³. Проверять плотность электролита на соответствие этим числам нужно в каждой из шести банок аккумулятора. Показания не должны отличаться более чем на 0.01 г/см³, иначе потребуется их корректировка.

Как мы уже говорили, плотность электролита изменяется в зависимости от температуры. Это значит, что зимой и летом жидкость в одном и том же полностью исправном аккумуляторе будет иметь разную плотность. О том, насколько будут разниться показания, дает представление приведенная ниже таблица.

Зависимость температуры замерзания электролита от его плотности демонстрирует еще одна таблица. На основе этих данных можно установить оптимальную плотность электролита для конкретных климатических условий. Нижняя граница подобранного интервала должна гарантировать, что электролит не замерзнет даже при самых сильных холодах и обеспечит требуемое для прокручивания стартера усилие. В то же время чрезмерно завышать плотность тоже нельзя, так как на положительных электродах аккумулятора начинают ускоряться коррозионные процессы, приводящие к сульфатации пластин.

Причины изменения плотности электролита

Зафиксированные в результате измерения плотности значения не всегда соответствуют требуемым показателям. Расхождения могут касаться как отдельных банок аккумулятора, так и всех вместе. Если плотность завышена, то нужно обратить в первую очередь внимание на уровень электролита. Низкий уровень в большинстве случае является последствием электролиза, приводящего к разложению входящей в состав электролита воды на водород и кислород. Этот процесс выражается в появлении на поверхности жидкости пузырьков, что обычно происходит при зарядке аккумулятора. Частое «кипение» может приводить к снижению концентрации воды, и этот вопрос решается ее простым добавлением. Доливать в аккумулятор стоит только дистиллированную воду, контролируя при этом уровень электролита. Подробнее о корректировке плотности электролита поговорим ниже.

Если с повышенной плотностью все ясно, то с пониженной ситуация несколько сложнее. В теории, одной из причин понижения плотности, может быть то, что по какой-то причине в электролите уменьшилась доля серной кислоты. Однако на практике это маловероятно, так как сама по себе она обладает высокой температурой кипения, исключающей испарение даже при интенсивном нагреве, который происходит, например, при зарядке аккумуляторной батареи. Более распространенной причиной снижения плотности электролита является так называемая сульфатация пластин, заключающаяся в образовании на электродах сульфата свинца (PbSO4). На самом деле, это естественный процесс, происходящий при каждом разряде АКБ. Но дело в том, что при нормальном режиме работы после разряда аккумулятора обязательно происходит его заряд (на автомобиле аккумулятор постоянно подзаряжается от генератора). Заряд сопровождается обратным преобразованием сульфата свинца в свинец (на катоде) и двуокись свинца (на аноде) – в те активные вещества, которые составляют основу электродов и непосредственно участвуют в химическом процессе внутри аккумуляторной батареи. Если АКБ находится длительное время в разряженном состоянии, сульфат свинца кристаллизуется, безвозвратно теряя способность участвовать в химических реакциях. Это очень неприятный процесс, в результате которого аккумулятор уже не получится зарядить полностью даже при использовании внешнего зарядного устройства ввиду того, что не вся площадь пластин задействована в работе. Так как аккумулятор не заряжается до конца, то и плотность электролита не восстанавливается до своих исходных значений. По сути, здесь уже идет разговор об устранении нарушений в нормальном функционировании аккумулятора.

Частичную сульфатацию пластин можно устранить с помощью контрольно-тренировочных циклов, заключающихся в заряде и последующем разряде батареи до определенного уровня. Большинство современных зарядных устройств имеют такую функцию, поэтому имеет смысл ей воспользоваться, особенно если аккумулятор по какой-то причине долго находился в разряженном состоянии. Процедура десульфатации весьма длительная и может занять до нескольких дней. Если она не принесла результата, то крайней мерой является увеличение плотности с помощью добавления корректирующего электролита (плотность около 1.40 г/см³). Такой способ можно рассматривать только как временное решение проблемы, потому что причина как таковая не устраняется.

Как поднять плотность электролита

Понизить или повысить плотность электролита в аккумуляторе можно путем откачивания его определенного количества, и долива взамен дистиллированной воды или электролита с повышенной плотностью (корректирующего).

В процессе поднятия (или понижения) плотности электролита не стоит забывать и о контроле его уровня. Он осуществляется стеклянной трубкой с двумя отверстиями по краям. Один край погружается в электролит до тех пор, пока не упрется в предохранительную сетку. Далее верхний конец закрывается пальцем, а сама трубка осторожно поднимается вместе со столбиком жидкости внутри. Высота этого столбика указывает на расстояние от верхней кромки пластин до поверхности залитого электролита. Оно должно составлять 10-15 мм. Если аккумулятор имеет индикатор (тубус) или прозрачный корпус с нанесенными метками минимума и максимума, то контролировать уровень значительно проще.

Не стоит забывать, что все операции с электролитом необходимо выполнять осторожно, используя защитные перчатки и очки.

Почитайте еще:

Новые обзоры

ПО ТИПУ КУЗОВА

ПО КЛАССУ

СПЕЦТРАНСПОРТ

причины, как увеличить показатель с помощью долива воды

Раствор электролита является катализатором электрохимической реакции, благодаря которой аккумуляторная батарея работает. Он на 65% состоит из дистиллированной воды, а оставшиеся 35% составляет кислота. Чтобы реакция протекала с необходимой скоростью, электролит должен обладать определенной концентрацией. Разобравшись с причиной, почему падает плотность электролита в аккумуляторе, можно восстановить работу АКБ.

Содержание

1. Причины падения показателя
2. Подготовка батареи
3. Восстановление плотности

Причины падения показателя

Перед тем как увеличить плотность в аккумуляторе, необходимо разобраться в причинах происходящего. Для любой аккумуляторной батареи изменение этого параметра считается нормальным явлением. Когда АКБ разряжается, то он падает и наоборот.

Если же после зарядки аккумулятор не способен удерживать заряд, то плотность электролита упала ниже минимально допустимого уровня.

Причин, почему падает плотность в аккумуляторе, может быть несколько:

• Батарея просто разряжена.
• Из-за перезаряда АКБ часть раствора выкипела.
• Вода была долита, но концентрация раствора не контролировалась.

С первым пунктом все предельно ясно, и дополнительных комментариев здесь не требуется. А вот причины кипения раствора известны далеко не каждому автовладельцу. Следует заметить, что этот процесс в сравнении с кипением воды имеет иную природу. Во втором случае он активируется благодаря нагреванию емкости. Вполне очевидно, что аккумулятор никто не подогревает, но при этом электролит кипит.

Причина этого в физически-химических процессах, протекающих в АКБ. Если она отключена от бортовой электросети или зарядного устройства, то электролит не будет кипеть. Под воздействием электрического тока в растворе активируется процесс электролиза, а молекулы воды распадаются на водород и кислород. Именно эти газы и поднимаются в виде пузырьков.

Многим автолюбителям, особенно начинающим, известна ситуация: долил воды в аккумулятор — пропала плотность. Во время технического обслуживания батареи необходимо в обязательном порядке контролировать этот показатель. В противном случае концентрация раствора будет постепенно снижаться.

Подготовка батареи

Когда автолюбителю известно, почему упала плотность электролита в аккумуляторе, то сразу поднимать ее не стоит. Необходимо провести некоторые подготовительные мероприятия. Для этого

• Батарея заряжена.
• Температура раствора в элементах питания составляет от 20 до 25 градусов.
• Уровень электролита в каждой банке соответствует норме.
• Аккумулятор не имеет механических повреждений.

Если АКБ оказалась разряжена, сначала следует восстановить ее емкость. Затем в обязательном порядке проводится измерение плотности раствора, так как концентрация кислоты может быть ниже нормы. Возможна ситуация, в которой этот параметр раствора после перезарядки в элементах питания отличается. Следует помнить, что допустимая разница этого показателя составляет максимум 0,01 кг/см³. Для выравнивания значений плотности в банках необходимо провести корректирующую подзарядку. Делается это следующим образом:

• Сила тока уменьшается в 2−3 раза в сравнении с номинальным показателем.
• Батарея заряжается в течение 1−2 часов.

Если этот метод не помог решить проблему, придется предпринимать более серьезную меру, долив корректирующего электролитного раствора. Здесь необходимо заметить, что использовать его можно только в крайнем случае.

Корректирующим называется электролит, плотность которого составляет 1,4 кг/см³.

Сначала автолюбитель должен проверить АКБ и узнать, почему пропадает концентрация раствора. Если это произошло из-за кипения воды, то корректирующий электролит доливать нельзя. Используется он лишь в двух случаях:

• Обнаружена утечка жидкости из элементов питания.
• В банки было залито много дистиллированной воды, что и стало причиной снижения плотности раствора.

Восстановление плотности

Это кропотливый процесс и автолюбителю потребуется затратить довольно много времени. Причем решить поставленную задачу можно двумя способами и каждый из них необходимо рассмотреть. Начать стоит с доливания корректирующего электролита. Нормальной считается плотность раствора в диапазоне от 1,25 до 1,27 г/см³. Также следует помнить, что это значение должно быть одинаковым в каждом элементе питания батареи. Чтобы приготовить корректирующий электролит, в емкость следует первой залить дистиллированную воду и лишь затем добавить к ней кислоту. В противном случае будет наблюдаться сильное кипение жидкости.

Сначала необходимо из банки откачать раствор с помощью простой спринцовки либо аэрометра. Затем в элемент питания заливается аналогичное количество корректирующего электролита. После этого батарею необходимо поставить на зарядку. После завершения процесса проводится замер параметра и при необходимости процедура повторяется.

Для реализации второго способа потребуется зарядное устройство. Однако оно должно предоставлять возможность тонко регулировать выходное напряжение. Автоматические зарядные устройства здесь использовать нельзя. Чтобы восстановить плотность, необходимо выполнить следующие действия:

• Полностью зарядить АКБ.
• Когда электролит закипит, силу тока необходимо снизить на 1−2 А.
• Время кипения жидкости зависит от конкретной ситуации и может достигать 24 часов.

После завершения процедуры проводится замер показателя плотности, и при необходимости процесс повторяется. Однако в некоторых ситуациях ни один из этих методов может не сработать. Чаще всего это наблюдается при падении плотности до уровня 1,18 кг/см³ и ниже. В этом случае следует откачать максимальное количество раствора. Затем батарея переворачивается, и в дне каждого элемента питания просверливаются отверстия.

Вернув АКБ в нормальное положение, остатки электролита выливаются. Банки промываются дистиллированной водой, а затем отверстия надежно запаиваются. После всех этих манипуляций остается лишь залить новый электролит. Проблема падения плотности раствора не является сложной, и она может быть быстро устранена. Однако важно своевременно обнаружить падение показателя, чтобы АКБ не вышла из строя раньше срока.

Удельный вес аккумуляторной кислоты — навыки работы с аккумуляторными батареями

Удельный вес аккумуляторной кислоты определяется как «отношение плотности аккумуляторной кислоты к воде, с которой она могла бы соединиться при равномерном смешивании»

Стандартный раствор определяется как « раствор, содержащий некоторое количество граммов растворенного вещества на литр растворителя». Аккумуляторная кислота состоит из серной кислоты, разбавленной водой. Раствор состоит примерно из 35% серной кислоты и 65% воды.

Концентрированная серная кислота имеет удельный вес 1,84, тогда как удельный вес дистиллированной воды равен 1,00. Когда серная кислота разбавляется водой для получения электролита батареи, удельный вес конечного продукта должен быть между 1,26 и 1,30.

Когда удельный вес слишком сильно отличается от этих цифр, это означает, что электролит не представляет благоприятной среды для протекания химических реакций.

Содержание

Совершенно очевидно, что эти величины не отличаются друг от друга. Несмотря на это, они часто используются взаимозаменяемо, и важно четко различать их.

Плотность — это мера массы на единицу объема. С другой стороны, удельный вес является мерой относительной плотности жидкости по отношению к другой жидкости. Плотность, представляющая собой отношение веса к объему, измеряется в г/см ³ (грамм на кубический сантиметр), кг/м ³ (килограмм на кубический метр), фунт/фут ³ (фунт на кубический фут)

Формула плотности дается как

ρ = m / V

С другой стороны, удельный вес представляет собой отношение двух плотностей, плотность одной из которых измеряется относительно другой жидкости, принимаемой за эталонную или стандартную жидкость.

Формула приведена как

Удельный вес _{Вещество} = ρ _{вещество} / ρ _{Справочный номер}

Некоторые из основных различий между плотностью и удельным весом включают:

• Плотность — это отношение между весом и объемом жидкости, а удельный вес — это отношение между плотностями двух жидкостей.
• Для расчета плотности, объема и веса должны быть известны удельный вес, для расчета должны быть известны обе плотности.
• Плотность является абсолютной мерой, тогда как удельный вес является относительной мерой
• Стандартной единицей измерения является кг/м ³ , тогда как удельный вес не имеет единицы измерения.
• Плотность используется для измерения несущей способности, а удельный вес используется для измерения уровней концентрации.

Эти два термина часто используются взаимозаменяемо, но плотность применяется по-разному. Удельный вес используется для измерения плотности чего-либо по сравнению с другим объектом или веществом, а плотность измеряет массу на единицу объема объекта.

Батарея вырабатывает электроэнергию в результате химических реакций в ней. Уровни концентрации серной кислоты в электролите изменяются по мере того, как батарея подвергается циклам зарядки и разрядки.

При разрядке аккумулятора ионы серы в растворе серной кислоты реагируют со свинцом с образованием сульфидов свинца и воды. По мере увеличения уровня воды в электролите удельный вес кислоты падает.

Во время зарядки электрический ток, подаваемый в батарею, вызывает диссоциацию сульфида свинца на ионы серы и свинец.

Вода подвергается электролизу с образованием ионов водорода и кислорода. Кислород соединяется со свинцом, образуя оксид свинца, а водород соединяется с ионами серы, образуя серную кислоту. Повышенный уровень серной кислоты повышает удельный вес батареи.

Измерение удельного веса каждого элемента в батарее помогает установить состояние заряда и может быть очень эффективным при обнаружении сульфатации в элементах.

Если удельный вес кислоты в одном элементе ниже, чем в других элементах, это может свидетельствовать о присутствии и образовании нерастворимых сульфидов, которые не разрушатся во время зарядки. Зная это, могут быть предприняты конкретные меры для дисульфатации батареи.

Измерение удельного веса электролита в аккумуляторе включает следующие этапы.

Серная кислота в электролите батареи обладает высокой коррозионной активностью, поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы защитить себя от кислотных ожогов при контакте с кислотой.

• Носите защитные очки для защиты глаз. Когда кислота попадает в глаза, она вызывает жжение и может привести к временной или постоянной потере зрения.
• Носите кислотостойкие перчатки для защиты рук. Руки будут использоваться, чтобы открыть аккумуляторную батарею, окунуть ареометр в кислоту и вынуть его. Вероятность контакта с кислотой высока, и вы можете получить кислотные ожоги.
• Наденьте комбинезон или пылезащитный костюм, чтобы защитить одежду от контакта с кислотой. Кислота порвет одежду.

Когда автомобильный аккумулятор подключен к двигателю, он продолжает получать заряд от генератора переменного тока при работающем двигателе автомобиля.

Когда вы пытаетесь получить показания удельного веса, когда аккумулятор все еще подключен к двигателю, это может дать ложную и вводящую в заблуждение информацию.

Отсоедините аккумулятор перед измерением плотности электролита.

Прежде чем открывать крышки аккумуляторных батарей, убедитесь, что на аккумуляторной батарее нет посторонних предметов или пыли. Очистите аккумулятор, чтобы после открытия крышек в аккумулятор не попали посторонние предметы.

Присутствие посторонних материалов в элементах аккумуляторной батареи изменит химический состав электролита, препятствуя эффективным реакциям. Мусор может также ускорить скорость коррозии элементов батареи.

Опустите ареометр в каждую ячейку и запишите показания из каждой ячейки. Сравните с идеальной ситуацией или с ранее записанными значениями удельной плотности.

Ареометр состоит из стеклянного цилиндра и шприца с грушей для всасывания пробы электролита, которая плавает в закрытом стеклянном ареометре, откалиброванном для считывания удельного веса.

Максимальная плотность воды при 4 ⁰ C или 39 ⁰ F. Предполагается, что измерение удельного веса серной кислоты и аккумуляторной кислоты проводится при идеальных температурах.

Однако было продемонстрировано, что аккумуляторная кислота, когда батарея полностью заряжена, имеет максимальную плотность при 800°F или 26,67°C. Когда температура падает ниже 800°F, аккумулятор сжимается, увеличивая удельный вес кислоты. Когда температура поднимается выше 80 ⁰ F, аккумуляторная кислота расширяется, снижая удельный вес кислоты.

Чтобы скорректировать колебания температуры, получите показания плотности и добавьте 0,04 на каждые 10 ⁰ F повышение температуры или меньше 0,04 на каждые 10 ⁰ F падение температуры выше или ниже 80 ⁰ F.

Определив удельную плотность электролита, мы можем сказать, сколько серы соединилось с пластинами и приблизительно оценить, сколько заряда еще осталось в аккумуляторе.

При 80 ⁰ F следующие диапазоны удельного веса указывают уровень заряда батареи:

1. 17 – 1.19

Если измеренный удельный вес батареи ниже 1,26, это может означать любое из следующего:

1. Батарея повреждена из-за сульфатации или устарела и подходит к концу жизнь. Сульфатирование – это образование солей сульфата свинца, которые не разрушаются при подаче зарядного тока. Если аккумулятор подвергся сульфатации, которую никак нельзя устранить, пора готовиться к замене аккумулятора.

2. Аккумулятор слишком долго находился в разряженном состоянии. Когда аккумулятор слишком долго остается с низким зарядом, он со временем выходит из строя. Всегда рекомендуется хранить аккумулятор полностью заряженным, когда он не используется.

Через каждые 6 месяцев перезаряжайте аккумулятор до полного заряда или подключайте зарядное устройство или подзарядное устройство, чтобы поддерживать аккумулятор полностью заряженным.

3. Потеря электролита из-за утечки или перелива. Когда электролит теряется, объем уменьшается, и уровни концентрации также снижаются. Следовательно, снижается и удельный вес.

4. Слабая или поврежденная ячейка в аккумуляторе. При повреждении одной из клеток удельный вес может быть ниже нормы. В целом удельный вес батареи также будет низким.

Повреждение ячейки может быть вызвано попаданием в ячейку инородного мусора, т.е. полоса металла, которая будет реагировать с серной кислотой с образованием там сульфатов за счет снижения концентрации серной кислоты и, как следствие, снижения удельного веса раствора.

5. Перед тестированием в батарею было добавлено лишнее количество воды. Когда уровень электролита падает до уровня, при котором пластины остаются открытыми, рекомендуется восполнить уровень электролита, добавив дистиллированную воду.

Если добавить избыток воды непосредственно перед измерением удельного веса, указанные уровни будут низкими.

Когда удельный вес аккумуляторной кислоты был низким из-за утечки или избыточного увлажнения, можно решить поднять плотность до желаемого уровня. Вы можете добиться этого, добавив серную кислоту в дистиллированную воду для достижения желаемого уровня.

Примечание. Никогда не добавляйте воду в кислоту, так как это может вызвать взрывоопасную реакцию. Всегда добавляйте кислоту в воду.

Когда вы добавляете кислоту в воду в чистой емкости, смесь будет пузыриться и будет кипеть. Дайте ему отреагировать и остыть. Измерьте относительную плотность смеси и, если желаемые уровни были достигнуты, осторожно добавьте смесь в элементы батареи.

Помните, что серная кислота очень агрессивна и вызывает кислотные ожоги. Всегда надевайте защитные очки для защиты глаз и перчатки для защиты рук. Всегда имейте при себе раствор пищевой соды, чтобы нейтрализовать и очистить любые разливы.

Измерение удельного веса электролита в аккумуляторе важно для того, чтобы убедиться, что аккумулятор находится в надлежащем состоянии для повышения эффективности работы. В рамках процедуры обслуживания батареи всегда измеряйте удельный вес не реже одного раза в месяц. Он быстро укажет на постепенное повреждение батареи, и ситуация может быть исправлена ​​до того, как станет слишком поздно, чтобы спасти батарею.

Плотность энергии батареи

Плотность энергии — это мера того, сколько энергии содержит батарея по отношению к ее весу. Это измерение обычно представлено в ватт-часах на килограмм (Втч/кг). Ватт-час — это мера электрической энергии, эквивалентная потреблению одного ватта в течение одного часа. Плотность мощности является мерой того, как быстро может быть доставлена ​​энергия, а не того, сколько накопленной энергии доступно. Плотность энергии часто путают с плотностью мощности, поэтому важно понимать различие между ними.

Чтобы лучше понять литиевые батареи, вы должны понять, почему высокая плотность энергии является желательной чертой батареи. Аккумулятор с высокой плотностью энергии имеет более длительное время работы от аккумулятора по сравнению с размером аккумулятора. С другой стороны, батарея с высокой плотностью энергии может отдавать такое же количество энергии, но занимать меньшую площадь по сравнению с батареей с более низкой плотностью энергии. Это значительно расширяет возможности применения аккумуляторов. В заводских или складских условиях аккумуляторы для вилочных погрузчиков могут весить тысячи фунтов. Легкая батарея для вилочных погрузчиков предлагает некоторые преимущества в плане безопасности и удобства использования. Если плотность энергии батареи слишком высока, это может представлять проблему безопасности. Когда в ячейку упаковано больше активного материала, это увеличивает риск теплового события.

Существует несколько различных типов перезаряжаемых батарей с различной плотностью энергии, отражающей их внутренний химический состав.

• Энергетическая плотность свинцово-кислотного аккумулятора в пределах 30-50 Втч/кг

• Энергетическая плотность никель-кадмиевого аккумулятора в диапазоне 45-80 Втч/кг

• Энергоемкость никель-металлического ассортимент гидридных аккумуляторов от 60 до 120 Втч/кг

• Энергетическая плотность литий-ионных аккумуляторов в диапазоне 50-260 Втч/кг

Батарея LTO является одним из старейших типов литий-ионных батарей и имеет плотность энергии ниже, чем у литий-ионных батарей, около 50- 80 Втч/кг. В этих батареях вместо углерода в аноде используется титанат лития, что позволяет электронам входить и выходить из анода быстрее, чем в других типах литий-ионных батарей. Эта структура позволяет батареям LTO заряжаться намного быстрее и безопасно работать с большими токами, но низкая плотность энергии делает их плохо подходящими для погрузочно-разгрузочного оборудования. Они, как правило, дороже и обычно используются для электромобилей, автомобильных аудиосистем и мобильных медицинских устройств.

Литий-кобальт-оксидные батареи имеют высокую плотность энергии 150-200 Втч/кг. Их катод состоит из оксида кобальта с типичным углеродным анодом со слоистой структурой, которая перемещает ионы лития от анода к катоду и обратно. Эти типы батарей популярны из-за их высокой плотности энергии и обычно используются в сотовых телефонах, ноутбуках и, в последнее время, в электромобилях. Кобальт — очень энергоемкий материал, но он может быть дорогим. По мере роста спроса на использование в электромобилях этот ресурс быстро истощается. На самом деле скоро мир может столкнуться с дефицитом кобальта. Кобальт также очень летуч. Литий-кобальтовые аккумуляторы не выдерживают большие токи из-за риска перегрева, что представляет значительный риск для безопасности. Аккумуляторы LCO имеют более низкую термическую стабильность, что означает, что они очень чувствительны к более высоким рабочим температурам и перезарядке.

Литий-никель-марганцево-кобальтовые оксидные батареи также имеют высокую плотность энергии 150–220 Втч/кг. Они используют кобальт в катоде, как и батареи LCO, но они также содержат никель и марганец, чтобы повысить стабильность. Аккумуляторы NMC используются в большинстве электромобилей, производимых сегодня, но также используются в медицинских устройствах и электронных велосипедах. Секрет успеха этой батареи заключается в ее хорошо сбалансированном химическом составе; известно, что никель обладает высокой плотностью энергии, но нестабилен, как и кобальт, в то время как марганец более стабилен, но также имеет меньшую плотность энергии. Конкретное соотношение различных элементов зависит от производителя, но добавление никеля обычно предназначено для уменьшения количества дорогого кобальта. Аккумуляторы NMC могут выдерживать большие зарядные токи и больший диапазон температур, чем аккумуляторы LCO. Однако, поскольку батарея по-прежнему содержит кобальт, стоимость увеличивается из-за дефицита на рынке.

Батареи LFP имеют высокую плотность энергии 90–160 Втч/кг. Хотя это ниже, чем у некоторых кобальтовых батарей, это все же один из самых высоких показателей среди всех типов батарей. В батареях LFP используется фосфат железа для катода и графитовый электрод в сочетании с металлической подложкой для анода. Фосфат лития-железа, или LiFePO4, представляет собой встречающийся в природе минерал, недорогой, нетоксичный, обладающий хорошей термической стабильностью и высокой плотностью энергии. Аккумуляторы LFP идеально подходят для тяжелого оборудования и промышленных сред благодаря их способности выдерживать большие нагрузки и широкий диапазон температур.