RU (495) 989 48 46
Пленка на бампер

АНТИГРАВИЙНАЯ ЗАЩИТА БАМПЕРА

 

Электролит вытекает из аккумулятора


Почему течет аккумулятор и как устранить проблему?

Почему течет аккумулятор и как устранить проблему?

С тем, что течет аккумулятор в машине, автовладельцы сталкиваются достаточно часто. Однако почему это происходит и что делать в такой ситуации, знает далеко не каждый. А ведь утечка электролита, который, по сути, является серной кислотой, способна нанести серьезный вред здоровью.

Почему же течет аккумулятор? Чаще всего причиной течи становится расшатывание клемм, а также повреждение корпуса батареи или коррозия вследствие постоянной вибрации. Также причиной неисправности может стать поломка генератора, сырость АКБ или сульфатирование пластин электродов. В этих случаях происходят превышение напряжения при зарядке батареи и его снижение ниже нормы при разрядке, в результате чего электролит закипает и повышается его плотность. Современные автомобильные аккумуляторы быстро разряжаются при возникновении короткого замыкания. При этом при повторной зарядке у электролита закороченного агрегата повышение плотности снижается из-за роста температуры и отсутствия напряжения на клеммах.

Если аккумулятор течет по причине сульфатации, то достаточно использовать для решения этой проблемы зарядку с режимом десульфатации. Это поможет восстановить работоспособность батареи.

Течет электролит из аккумулятора. Другие причины

Еще одной причиной, почему течет аккумулятор в машине, может стать поломка выводов полюсов. Временным выходом из этой ситуации может стать их прикручивание шурупами.

В случае же если повреждена крышка АКБ или моноблок, лучше сразу сдать батарею в ремонт, иначе постоянно подтекающий электролит будет все время приводить к разряжению.

Если причиной того, что в машине течет аккумулятор, стали повреждения корпуса агрегата, нужно расширить трещины ножом или напильником, а затем обеззаразить ацетоном и обработать эпоксидным клеем с отвердителем. При этом опилки, полученные при расширении, необходимо смешать с клеем. Если корпус пластмассовый трещину закрывают куском обыкновенного полиэтилена и запаивают с помощью паяльника. Речь в данном случае идет о незначительных трещинах.

Еще одной причиной, почему течет аккумулятор в машине, может быть отслаивание мастики. Это легко исправляется паяльником с насадкой-лопаткой. Отслоившуюся мастику собирают лопаткой, расплавляют (без открытого пламени) и снова заливают на предварительно очищенную и просушенную поверхность АКБ. Во избежание повторного отслаивания сделайте пластилиновый бортик и залейте повреждение эпоксидным клеем слоем в 3 мм. После затвердевания клея, снимите кантик шабером или обычным ножом.

Теперь вы знаете, почему течет аккумулятор, и что с этим делать. Удачи на дорогах!

Почему течет аккумулятор: причины и способы устранения проблемы

Почему течет аккумулятор: причины и способы устранения проблемы

С протечками АКБ владельцы автомобилей сталкиваются часто. Но не каждый знает причины этого явления и лишь немногие умеют исправить ситуацию. А ведь подтекающий электролит способен нанести вред здоровью человека.

Так по каким же причинам течет аккумулятор? Самой популярной из них является расшатывание клемм. Следом за ним идут повреждение корпуса агрегата и коррозия металла из-за постоянной вибрации. Кроме того, причиной утечки электролита могут быть выход генератора из строя, повышенная влажность или сульфатирование электродных пластин. Во время зарядки батареи напряжение в таких случаях чрезмерно возрастает, а при разрядке падает ниже нормы. Это приводит к закипанию электролита и увеличению его плотности. Современные АКБ подвержены быстрому разряду в условиях короткого замыкания. И если такой агрегат зарядить повторно, то вследствие температурного роста и нулевого напряжения на клеммах произойдет снижение плотности электролита.

Когда батарея течет из-за сульфатации, используйте зарядное устройство с режимом десульфатации. Это восстановит работоспособность аккумулятора.

Другие причины утечки электролита

Задаваясь вопросом, почему течет аккумулятор в машине, и исключив вышеприведенные причины, проверьте выводы полюсов. Их неисправность также ведет к утечке. Временным решением данной проблемы является прикручивание выводов шурупами.

Если же поврежден моноблок или крышка батареи, обратитесь сразу в ремонтную мастерскую. В противном случае регулярно подтекающий электролит будет способствовать постоянному разряжению батареи.

Другой причиной протечки аккумулятора в машине является повреждение его корпуса. В этой ситуации необходимо с помощью ножа расширить трещины, обработать их ацетоном, а затем нанести эпоксидный клей с отвердителем. Опилки, осыпавшиеся при расширении, смешайте с клеем. Обратите внимание, что в пластмассовом корпусе трещина закрывается куском обычного полиэтилена и запаивается паяльником. Надо отметить, что таким образом можно «запечатать» только мелкие трещины.

Наконец, автомобильный аккумулятор может течь по причине отслаивания мастики. Проблема устраняется паяльником с лопаткой. С его помощью отслоившуюся мастику нужно собрать, расплавить и опять залить на поверхность агрегата, которую предварительно необходимо очистить и просушить. Предотвратить повторное отслаивание помогает бортик из пластилина и заполнение повреждения 3-миллиметровым слоем эпоксидного клея. Когда клей затвердеет, удалите кантик ножом или шабером.

Это были причины протечки аккумулятора и способы их устранения.

Почему течет аккумулятор и как это устранить самостоятельно

Аккумулятор — важнейший компонент в электрической цепи автомобиля. Без его нормального функционирования невозможна эксплуатация транспортного средства. Многие автолюбители сталкивались с проблемой, что течет аккумулятор в машине. Но причины этого им неизвестны, как и то, что электролит, которые представляет собой чрезвычайно ядовитую серную кислоту, попадая в воздух, может нанести непоправимый вред здоровью человека.

Какие же основные причины, почему течет АКБ? Эксперты выделяют несколько основных, среди которых:

  1. Течь возникает из-за того, что расшатываются клеммы.
  2. Корпус аккумулятора поврежден постоянной вибрацией.
  3. Металлические элементы батареи испорчены коррозией.
  4. Сломался генератор.
  5. Произошло сульфатирование электродов.

При последних двух случаях утечка электролита происходит вследствие его закипания, так как значительно превышается напряжение при зарядке аккумулятора и снижается разряд при эксплуатации. Почти все выпускающиеся сейчас аккумуляторы подвержены быстрой разрядке в случаях замыкания во внутренней цепи и при повторной зарядке снижается плотность электролита из-за роста температуры.

Для профилактики процесса сулафатации, и как следствие этого, течи электролита, следует использовать зарядку с режимом десульфатации: это будет способствовать восстановлению аккумулятора и решит проблему, если он течет.

Эксперты рекомендуют покупать аккумуляторы проверенных и надежных производителей, например марки Bosch, этим вы сведёте вероятность возникновения протечек электролита к минимуму.

Другие причины, почему течет аккумулятор

Если сломаются выводы полюсов, то это тоже может послужить причиной течи АКБ. Зафиксируйте их шурупами — это временно поможет вам. При повреждении крышки аккумулятора или, если он выполнен как единый блок, корпуса АКБ, рекомендуется незамедлительно отдать его в сервис. При постоянно вытекающем электролите аккумулятор будет очень быстро разряжаться.

Для оперативного устранения течи из поврежденного корпуса можно воспользоваться народным способом:

Если корпус аккумулятора сделан из пластмассы, то повреждения можно герметизировать при помощи куска толстого полиэтилена и паяльника — приложите к отверстию и припаяйте. Учтите, что загерметизировать таким способом можно только небольшие трещины.

Когда отслоилась мастика, аккумулятор тоже может дать течь. Решается такая проблема довольно просто — при помощи насадки-лопатки для паяльника. Расплавленная, предварительно собранная мастика, равномерно наносится на очищенную сухую поверхность аккумулятора. Для того, чтобы предотвратить повторное отслаивание, сделайте кантик из пластилина и залейте поверхность эпоксидкой.

Резюмируя вышесказанное можно отметить, что это почти все основные причины, почему течет аккумулятор. Теперь вы знаете, в чем может быть проблема и как ее решить.

Удачи в пути!

P.S. посмотрите видео, почему АКБ может дать течь:

По материалам 1АКБ.

что делать, если случился перелив, какими могут быть последствия, как это исправить?

Как определить, что жидкости с избытком?

Уровень жидкости в АКБ проверяют визуально:

Состав должен полностью закрывать свинцовые пластины, не доставая до нижней кромки заливного отверстия. Уровень должен быть одинаков во всех отсеках.

Для точного измерения в банку одним концом опускают полую стеклянную трубку так, чтобы она доставала до дна. Затем зажимают верхний конец пальцем и извлекают наружу.

Высота столба электролита в трубке должна быть около 10 – 15 мм. Если больше, налицо перелив.

Избыток воды определяется и косвенным путем. При переливе раствор через вентиляционные отверстия в крышках выплескивается наружу, батарея перегревается.

Последствия

Если аккумулятор, в который перелили воду, не подзаряжался и не эксплуатировался, то летом ничего критически страшного не произойдет. В теплую погоду избыток воды вызывает ускоренную сульфатацию пластин.

Аккумулятор со временем начнет перегреваться, электролит закипать. Как следствие – быстрая разрядка, уменьшение срока службы батареи.

В сильные холода вода может замерзнуть. Последствия будут фатальны. В крайних случаях трескается корпус, при оттаивании едкая кислота вытекает наружу, повреждает лакокрасочное покрытие подкапотного пространства.

При умеренных морозах осыпаются пластины, теряется емкость батареи, она быстро разряжается, перестает вращать коленчатый вал при попытке запуска двигателя. Увеличивается риск замыкания банок АКБ. Такой аккумулятор долго не протянет.

Что делать, если перелил?

Пошаговая инструкция по избавлению от лишней жидкости представлена ниже:

От чего зависит выбор способа избавления от «лишнего» дистиллята?

Электролит состоит из серной кислоты, смешанной с дистиллированной водой. При правильных пропорциях концентрация кислоты будет соответствовать норме.

Кислота тяжелее воды. Повышенная плотность говорит о недостатке дистиллята, пониженная — об избытке. Измеряется ареометром.

Для разных климатических поясов показатели электролита неодинаковы:

Средняя температура воздуха зимой, °CПлотность электролита при +25°C, г/см3
до зарядкипосле полной зарядки
– 30 и меньше1,271,29
от – 30 до – 151,261,28
от – 15 до – 41,241,26
от – 4 до + 41,221,24
От + 4 до + 61,201,22

Дальнейшие действия при завышенном уровне на исправном аккумуляторе зависят от консистенции жидкости. Радикальный способ восстановления плотности электролита – полная замена.

Процесс достаточно кропотливый и трудоемкий. Казалось бы, чего проще: открутить крышки, перевернуть АКБ, затем залить замену. После таких манипуляций батарею надо будет сразу поменять.

Электролит имеет смысл менять при чрезмерно низкой плотности, менее 1,18 г/см3, вызванной избыточной сульфатацией пластин.

Это сопровождается выпадением осадка, нужное соотношение компонентов традиционными способами не восстанавливается.

Определить такую ситуацию можно по появлению серого налета на пластинах, наличию обильных отложений на дне банок, мутной жидкости, быстрой разрядке. В других случаях можно восстановить состав и уровень жидкости, не меняя ее.

Сливание

Если все в норме, АКБ исправна, достаточно просто откачать резиновой грушей или большим шприцем излишки.

Последовательность действий такова:

Работы необходимо проводить в сменной одежде, резиновых перчатках, защитных очках. Нельзя переворачивать и сильно наклонять батарею.

Выпаривание

Применяют, когда воды больше чем надо, кислота в норме, уровень высок. Состав при этом недостаточно плотен.

При переливе воды так и происходит. Метод позволяет удалить излишки дистиллята при сохранении количества кислоты.

Принцип основан на том, что температура кипения воды при атмосферном давлении 100°C, а серной кислоты больше 300°C. Разогреть ее до такой температуры без применения специальных средств невозможно.

При перезарядке АКБ вода начинает кипеть. Образующийся пар через вентиляционные отверстия в крышках, или при открученных крышках, выходит наружу, почему и называют «выпаривание». Количество кислоты остается прежним.


Суть процесса — это периодические циклы: зарядка – контроль плотности – при необходимости долив:

Процедуру повторяют до достижения необходимого соотношения компонентов. Если при этом выкипело слишком много дистиллята, добавляют аккумуляторную кислоту и воду в пропорции, соответствующей данной плотности. Либо такой же электролит.

При самостоятельном перемешивании нельзя добавлять воду к кислоте, смесь закипит! Только наоборот!

После этого будет необходим еще один цикл зарядки и проверки плотности. Если остался перелив, удаляют излишки. Их необходимо утилизировать, нельзя выливать, закапывать.

Восстановление плотности электролита заменой

Требуется, когда выпаривание не дает результата. Батарея при этом не имеет механических повреждений, замыкания банок нет, концентрация кислоты в растворе не повышается.

Для замены такого состава вдобавок к остальному понадобится мерная емкость:

Процедуру повторяют вплоть до получения состава с нужными характеристиками.

Видео по теме статьи

Что делать, если долил много воды в аккумулятор, подскажет видео:

Заключение

Поддерживать состояние электролита в оптимальных пропорциях критически важно. Это влияет на долговечность аккумулятора, пусковые свойства, устойчивость к морозам.

Мало приятного не завестись в холодный день и мучиться с прикуриваниями, или буксирами, эвакуаторами. Должный уход за АКБ обеспечит ее долгую и безотказную службу.

О дистиллированной воде, ее свойствах, применении, способах получения читайте тут.

Замена электролита аккумулятора - стоит ли доливать электролит и как это сделать?

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:

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:

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.

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.

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.

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.

В период восстановления емкости частично разрушаются кристаллы свинца, происходит разбавление плотного раствора, происходит восстановление активности электролита. Доливают электролит или воду в АКБ в отверстия, прикрытые пробками, малой струей через воронку. Зарядку начинают не сразу, чтобы вышел воздух, смешались составы.

Контроль плотности следует произвести через полчаса после отключения ЗУ. При отклонениях плотности выполнить корректировку.

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 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.

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.

Что делать, если стал мутным электролит в аккумуляторе при зарядке

Большинству автомобилистов прекрасно известно, что электролит является важнейшим компонентом свинцово-кислотного аккумулятора.

Он состоит из дистиллированной воды и серной кислоты, смешанных в определённых пропорциях. Электролит обеспечивает возможность для протекания электрохимических процессов внутри АКБ, когда происходит реакция между положительными и отрицательными пластинами. Тем самым накапливается энергия, используемая в дальнейшем для запуска двигателя и питания потребителей.

В своём нормальном состоянии рабочая жидкость аккумулятора является абсолютно прозрачной, словно вода. И таким электролит должен оставаться в течение всего срока эксплуатации. Как такового срока годности у него нет.

Но случается так, что изначально прозрачная жидкость становится мутной. Автомобилям важно знать, почему это происходит, можно ли такие явления предотвратить, и как действовать в той или иной ситуации.

Понятие о здоровом электролите

Объяснить, почему электролит в своём нормальном состоянии должен быть прозрачным, достаточно просто.

В основе жидкости лежит дистиллированная вода и серная кислота. Как известно, очищенная вода абсолютно прозрачная. То же самое можно сказать и о серной кислоте, которая не имеет какой-либо характерный окрас. При соединении двух компонентов также не происходит никаких изменений.

Смешивание прозрачной кислоты с прозрачной водой на выходе даёт абсолютно прозрачный электролит.

Но порой происходит изменение окраса или степени прозрачности смеси. В этом случае приходится говорить о наличии проблем с аккумулятором. Причём достаточно серьёзных, требующих оперативного вмешательства. Далеко не всегда АКБ удаётся восстановить и вернуть к работе. Порой единственных выходом из ситуации остаётся замена аккумулятора.

Больше нет утечки взрывоопасных электролитов в аккумуляторах

Это изображение упругого поведения цилиндрического монолита гелевого электролита на основе 2 мас. % PVA-CN в 1 M LiPF6 в 1: 2 (об.) EC: EMC в качестве основного жидкого электролита. Кредит: UNIST

(Phys.org) - группа исследователей из Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST), Южная Корея, обнаружила новый физический электролит органогель с двумя уникальными характеристиками: необратимое термическое гелеобразование и высокое значение числа переноса Li +. .

Недавний пожар на Боинге 787 на земле в Бостоне, США, был вызван отказом аккумуляторной батареи, в результате которого произошел выброс легковоспламеняющихся электролитов, тепловое повреждение и дым. Если бы они использовали более безопасный электролит, риск был бы снижен.

Электролиты - важные компоненты суперконденсаторов, батарей и топливных элементов. Наиболее широко используемый электролит представляет собой жидкий тип электролита, поскольку его общая ионная проводимость и значение чисел переноса лучше, чем у твердотельных электролитов.Однако проблемы безопасности, вызванные его утечкой и взрывоопасным характером, вызвали широкую потребность в исследованиях по разработке твердого электролита.

Для замены жидких электролитов срочно необходима разработка твердотельных электролитов, защищенных от взрыва, вызванного высокой температурой и перезарядкой. Твердый электролит делает батареи более безопасными, а также позволяет использовать электродные материалы с более высокой энергией.

Наиболее важным параметром электролитов, используемых в электрохимических ячейках, является ионная проводимость.Использование твердотельных электролитов было ограничено из-за низкой ионной проводимости, вызванной их неподвижной матрицей, независимо от их собственных достоинств, таких как отсутствие утечек, нелетучие, механическая прочность и технологическая гибкость.

Еще один параметр, который следует учитывать, - это перенос количества ионов. Электролиты характеризуются своей ионной проводимостью. Желательно, чтобы общая ионная активность определялась преобладающим вкладом представляющих интерес ионов. Однако высокие значения числа катионного переноса, достигаемые твердыми или гелевыми электролитами, привели к низкой ионной проводимости, что привело к ухудшению рабочих характеристик элемента.

Коллектив проф. Хюн-Кон Сон и Ноеджунг Пак из UNIST представили полимерный органогель-электролит, характеризующийся высокой ионной проводимостью на уровне жидкого электролита с высоким числом катионного переноса для литий-ионных аккумуляторов (LIB).

Исследовательская группа приобрела два требуемых свойства одновременно в полимерно-гелевых электролитах: проводимость на уровне жидкого электролита с высоким числом переноса. Цианоэтилполивиниловый спирт (PVA-CN) играл ключевую роль в высокопроводящем гелевом электролите, в то время как другая циано-смола, Cyanoethlyle pullulan (Pullulan-CN), использовалась в качестве контроля, представляющего жидкий электролит, содержащий цианоцепи.Жидкий электролит, содержащий ПВС-ХН, подвергался термическому гелеобразованию даже без каких-либо химических сшивающих агентов или инициаторов полимеризации.

Хён-Кон Сон и Ноэджунг Пак, профессора Междисциплинарной школы зеленой энергии, UNIST, Южная Корея, возглавили эту работу. Среди соавторов: Ён-Су Ким, Юн-Гё Чо и Дори Одхуу из UNIST.

«Мы считаем, что этот новый тип электролитического геля обеспечивает нам гибкость конструкции устройств, а также повышает безопасность и стабильность электрохимических устройств», - сказал проф.Песня.


Южная Корея сообщает о гибких батареях, повторяющих форму
Дополнительная информация: Научные отчеты 3, Номер статьи: 1917 doi: 10.1038 / srep01917 Предоставлено Ульсанский национальный институт науки и технологий

Ссылка : Больше никаких утечек взрывоопасных электролитов в аккумуляторах (2013, 27 июня) получено 27 декабря 2020 с https: // физ.org / news / 2013-06-утечка-взрывчатые-электролиты-батареи.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Коррозия батареи | Почему они протекают и как это предотвратить

Почему протекают батареи?

Кто из вас сталкивался с корродированным аккумуляторным отсеком в одном из своих потребительских устройств? Без сомнения, большинство из вас видели «белый пух» коррозии батарей. Он переходит в клеммы аккумулятора. Типичная коррозия аккумулятора. Это создает беспорядок и может разрушить все электронное устройство.

- Вот почему происходит коррозия аккумулятора.
- Как предотвратить коррозию аккумулятора.
- Как это почистить.

Я имею в виду типичные потребительские батареи, такие как размер AA или AAA.

(См. Ниже автомобильные аккумуляторы / коррозия)

Гарантия

Energizer | Нет утечки

ОБНОВЛЕНИЕ , Energizer гарантирует, что эти конкретные батареи НЕ будут подвергаться коррозии. Я переключился и могу подтвердить, что ни один из них не просочился:

На момент написания этой статьи лучшая цена, которую я видел на эти батареи:
Energizer max AA
(смотреть на amzn)

Что такое коррозия аккумулятора белым ворсом?

Карбонат калия - это белая пушистая коррозия, которая образуется на концах батареи.Чаще всего это видно на отрицательном (-) конце батареи.

«Щелочной» аккумуляторной батареи является гидроксид калия. Это щелочной эквивалент соляной кислоты кислоты. Он вытечет наружу, образуя белый «ворс» из карбоната калия . Обычно утечка происходит на отрицательном конце аккумуляторной батареи. Почему? Видимо положительный конец вентилируется лучше.

Почему протекают батареи?

Отвод газообразного водорода | плохое уплотнение аккумулятора

По мере разряда батарей химический состав изменяется, и образуется некоторое количество водородного газа.

Этот процесс удаления газа увеличивает давление в батарее.

В конце концов, избыточное давление может привести к разрыву изолирующих уплотнений на конце батареи или внешней металлической емкости, или и того, и другого. Опять же, батарея Energizer Max заявляет об отсутствии утечек (возможно, более качественные уплотнения, чем у других производителей).

Неисправные батареи могут протекать (AA | AAA)

Все батареи постепенно постепенно разряжаются. Это произойдет независимо от того, устанавливаются ли они на полке (гораздо более медленный процесс) или устанавливаются в устройство (что часто происходит намного быстрее).А разряженных батарей могут со временем протечь , что приведет к коррозии «белого ворса».

Высокие температуры

Высокие температуры также могут привести к разрыву и утечке аккумуляторов (жаркая, летняя среда).

Самая популярная батарея AA:
(посмотреть на amzn)

Почему батареи разъедают, если оставить их установленными?

Бытовые щелочные батареи (например, обычные AA или AAA) могут со временем протечь и подвергнуться коррозии, находясь на полке.С учетом сказанного, батареи, которые остаются установленными в устройствах, имеют вероятность утечки с большей вероятностью, чем . Вот почему…

Саморазряжающийся и паразитный слив

Эти батареи постепенно и естественным образом разряжаются. Они будут разряжаться еще быстрее, если небольшой ток утечки будет медленно разряжать аккумулятор («паразитный разряд»). Следовательно, это приводит к разрядке аккумулятора (или аккумуляторов), который выделяет газ и подвергается коррозии.

Медленный паразитный разряд батареи часто встречается во многих устройствах.Он будет медленно разряжать батареи, пока они не станут «мертвыми». В результате батареи могут со временем протечь.

Устройство, которое остается без присмотра в течение длительного времени (с установленными батареями), может медленно разрядиться и разрядить батареи.

Примеры

Экран дисплея часов на портативном радиоприемнике - хороший пример паразитной утечки. Когда девайс выключен, часы продолжают разряжать батарею, хоть и очень мало . Другой пример - тускло горящий светодиод «Найди меня».Многие современные устройства имеют активную схему, которая в той или иной степени всегда включена. Это будет медленно разряжать батареи, в то время как вы можете даже не осознавать этого.

Как предотвратить коррозию батарей в электронике

Приобретите батареи марки Energizer MAX (показаны выше). Они гарантированно не протекают.

Статья по теме: Батареи, которые не протекают и не подвержены коррозии

И / или Извлеките батареи из электронных устройств, которые не будут использоваться в течение длительного периода времени.

Это предотвратит медленную разрядку батарей и, следовательно, предотвратит утечку, когда батареи разрядятся или разрядятся. Разряженные или разряженные батареи более подвержены утечке

Пример

У вас может быть портативная рация на случай чрезвычайной ситуации. Или, может быть, вы не использовали его несколько месяцев. Вы должны извлечь батареи из батарейного отсека, чтобы предотвратить возможную медленную разрядку и, как следствие, утечку и коррозию.

Как очистить аккумулятор от коррозии

Щелочные батареи:

Для удаления «ворса» коррозии, вызванного протеканием ЩЕЛОЧНЫХ батарей:

- Уксус или лимонный сок.
- Замочите ватную палочку и протрите клеммы.

Автомобильные аккумуляторы:

Аккумуляторы с КИСЛОТНЫМ составом (например, автомобильные аккумуляторы), как избавиться от коррозии аккумуляторов:

- Смешайте раствор пищевой соды и воды, чтобы получилась паста.
- Это нейтрализует кислотную коррозию клемм аккумулятора.

Перемычки с лучшими отзывами:
(посмотреть на amzn)

Читать далее: Лучшие кабели-перемычки (размер и калибр)

Лучшие аккумуляторы AA, AAA

(Эта статья была обновлена ​​с учетом последней информации.После перехода на Energizer MAX у меня исчезли проблемы с коррозией аккумулятора.)

.

Что такое аккумулятор? - learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 20

Введение

Батареи - это совокупность одной или нескольких ячеек, химические реакции которых создают поток электронов в цепи. Все батареи состоят из трех основных компонентов: анода (сторона «-»), катода (сторона «+») и какого-то электролита (вещество, которое химически реагирует с анодом и катодом).

Когда анод и катод батареи подключены к цепи, между анодом и электролитом происходит химическая реакция. Эта реакция заставляет электроны проходить через цепь и обратно к катоду, где происходит другая химическая реакция. Когда материал в катоде или аноде расходуется или больше не может быть использован в реакции, батарея не может производить электричество. В этот момент ваша батарея «разряжена».

Батареи, которые необходимо выбрасывать после использования, известны как первичные батареи .Батареи, которые можно перезаряжать, называются вторичными батареями и .

Литий-полимерные батареи, например, можно заряжать

Без батарей ваш квадрокоптер пришлось бы привязать к стене, вам пришлось бы вручную провернуть машину, а ваш контроллер Xbox должен был бы быть постоянно подключен к розетке (как в старые добрые времена). Батареи позволяют хранить потенциальную электрическую энергию в переносном контейнере.

Батареи бывают разных форм, размеров и химического состава.

Изобретение современной батареи часто приписывают Алессандро Вольта. На самом деле все началось с удивительной аварии, связанной с рассечением лягушки.

Что вы узнаете

В этом руководстве будут подробно рассмотрены следующие темы:

Рекомендуемая литература

Есть несколько концепций, с которыми вы, возможно, захотите ознакомиться перед тем, как начать читать это руководство:


Хотите изучить различные батареи?

Мы вас прикрыли!

Щелочная батарея 9 В

В наличии PRT-10218

Это ваши стандартные щелочные батареи на 9 вольт от Rayovac.Даже не думайте пытаться перезарядить их. Используйте их с…

1

История

Термин Батарея

Исторически слово «батарея» использовалось для описания «серии подобных объектов, сгруппированных вместе для выполнения определенной функции», как в случае артиллерийской батареи. В 1749 году Бенджамин Франклин впервые использовал этот термин для описания серии конденсаторов, которые он соединил вместе для своих экспериментов с электричеством.Позже этот термин будет использоваться для любых электрохимических ячеек, соединенных вместе с целью обеспечения электроэнергии.

Батарея «конденсаторов» Лейденской банки, соединенных вместе
(Изображение любезно предоставлено Альвинруном из Wikimedia Commons)

Изобретение батареи

В один роковой день 1780 года итальянский физик, врач, биолог и философ Луиджи Гальвани рассекал лягушку, прикрепленную к медному крючку. Когда он коснулся лягушачьей лапы железным ножом, нога дернулась.Гальвани предположил, что энергия исходит от самой ноги, но его коллега-ученый Алессандро Вольта считал иначе.

Вольта выдвинул гипотезу о том, что импульсы лягушачьей лапки на самом деле были вызваны различными металлами, пропитанными жидкостью. Он повторил эксперимент, используя ткань, пропитанную рассолом, вместо трупа лягушки, что привело к аналогичному напряжению. Вольта опубликовал свои открытия в 1791 году, а позже создал первую батарею, гальваническую батарею, в 1800 году.

Гальваническая свая состояла из пакета цинковых и медных пластин, разделенных тканью, пропитанной рассолом

Стопка

Volta страдала от двух основных проблем: из-за ее веса электролит вытек из ткани, а особые химические свойства компонентов привели к очень короткому сроку службы (около часа).Следующие двести лет уйдут на совершенствование конструкции Вольты и решение этих проблем.

Исправления в гальванической куче

Уильям Круикшанк из Шотландии решил проблему утечки, положив гальваническую батарею на бок, чтобы сформировать «желобную батарею».

Лотковая батарея решила проблему утечки гальванической сваи

Вторая проблема, короткий срок службы, была вызвана разложением цинка из-за примесей и скоплением пузырьков водорода на меди.В 1835 году Уильям Стерджен обнаружил, что обработка цинка ртутью предотвратит разложение.

Британский химик Джон Фредерик Дэниелл использовал второй электролит, который вступал в реакцию с водородом, предотвращая накопление на медном катоде. Батарея Даниэля с двумя электролитами, известная как «ячейка Даниэля», станет очень популярным решением для обеспечения энергией зарождающихся телеграфных сетей.

Коллекция клеток Даниэля из 1836 г.

Первая аккумуляторная батарея

В 1859 году французский физик Гастон Планте создал батарею из двух прокатанных листов свинца, погруженных в серную кислоту.Путем изменения направления электрического тока через батарею химический состав вернется в исходное состояние, создав первую перезаряжаемую батарею.

Позже, в 1881 году, Камилла Альфонс Фор улучшила конструкцию Планте, превратив листы свинца в пластины. Эта новая конструкция упростила производство аккумуляторов, и свинцово-кислотные аккумуляторы получили широкое распространение в автомобилях.

-> Дизайн обычного «автомобильного аккумулятора» существует уже более 100 лет
(Изображение любезно предоставлено Эмилианом Робертом Виколом из Wikimedia Commons) <-

Сухая камера

Вплоть до конца 1800-х годов электролит в батареях был в жидком состоянии.Это сделало транспортировку аккумуляторов очень осторожным делом, и большинство аккумуляторов никогда не предназначались для перемещения после подключения к цепи.

В 1866 году Жорж Лекланше создал батарею, используя цинковый анод, катод из диоксида марганца и раствор хлорида аммония в качестве электролита. Хотя электролит в элементе Лекланше был все еще жидким, химический состав батареи оказался важным шагом для изобретения сухого элемента.

Карл Гасснер придумал, как создать электролитную пасту из хлорида аммония и гипса.Он запатентовал новую батарею «сухих элементов» в 1886 году в Германии.

Эти новые сухие элементы, обычно называемые «угольно-цинковыми батареями», производились массово и пользовались огромной популярностью до конца 1950-х годов. Хотя углерод не используется в химической реакции, он играет важную роль в качестве электрического проводника в углеродно-цинковой батарее.

-> Цинк-угольная батарея 3 В 1960-х годов
(Изображение любезно предоставлено PhFabre из Wikimedia Commons) <-

В 1950-х годах Льюис Урри, Пол Марсал и Карл Кордеш из компании Union Carbide (позже известной как «Eveready», а затем «Energizer») заменили электролит хлористого аммония щелочным веществом на основе химического состава батареи, сформулированного Вальдемаром. Юнгнер в 1899 году.Щелочные батареи с сухими элементами могут содержать больше энергии, чем угольно-цинковые батареи того же размера, и имеют более длительный срок хранения.

Щелочные батареи приобрели популярность в 1960-х годах, обогнали угольно-цинковые батареи и с тех пор стали стандартными первичными элементами для потребительского использования.

-> Щелочные батареи бывают разных форм и размеров
(Изображение любезно предоставлено Aney ~ commonswiki из Wikimedia Commons) <-

Аккумуляторы 20-го века

В 1970-х годах компания COMSAT разработала никель-водородную батарею для использования в спутниках связи.Эти батареи хранят водород в газообразной форме под давлением. Многие искусственные спутники, такие как Международная космическая станция, по-прежнему используют никель-водородные батареи.

Исследования нескольких компаний с конца 1960-х годов привели к созданию никель-металлгидридной (NiMH) батареи. NiMH батареи были выпущены на потребительский рынок в 1989 году и стали более дешевой альтернативой никель-водородным аккумуляторным элементам меньшего размера.

Японская компания Asahi Chemical создала первую литий-ионную батарею в 1985 году, а Sony создала первую коммерческую литий-ионную батарею в 1991 году.В конце 1990-х годов был создан мягкий гибкий корпус для литий-ионных аккумуляторов, в результате чего появилась «литий-полимерная» или «LiPo» батарея.

Химические реакции в литий-полимерной батарее практически такие же, как и в литий-ионной батарее

Очевидно, что было изобретено, произведено и устарело гораздо больше химикатов батарей. Если вы хотите узнать больше о современных и популярных технологиях аккумуляторов, ознакомьтесь с нашим руководством по технологиям аккумуляторов.

Компоненты

Батареи

состоят из трех основных компонентов: анода , катода и электролита . Сепаратор часто используется для предотвращения соприкосновения анода и катода, если электролита недостаточно. Для хранения этих компонентов аккумуляторы обычно имеют какой-то кожух .

Хорошо, большинство батарей на самом деле не разделены на три равные части, но вы поняли.Лучшее поперечное сечение щелочной ячейки можно найти в Википедии.

И анод, и катод относятся к типу электродов . Электроды - это проводники, через которые электричество входит или выходит из компонента в цепи.

Анод

Электроны выходят из анода в устройстве, подключенном к цепи. Это означает, что обычный «ток» течет в анод.

На аккумуляторах анод обозначен как отрицательная (-) клемма

В батарее химическая реакция между анодом и электролитом вызывает накопление электронов на аноде.Эти электроны хотят двигаться к катоду, но не могут пройти через электролит или сепаратор.

Катод

Электроны текут в катод в устройстве, подключенном к цепи. Это означает, что обычный «ток» проходит от катода .

На аккумуляторах катод помечен как положительный (+) вывод

В батареях в химической реакции внутри катода или вокруг него используются электроны, образующиеся на аноде.Электроны могут попасть на катод только через цепь, внешнюю по отношению к батарее.

Электролит

Электролит - это вещество, часто жидкость или гель, которое способно переносить ионы между химическими реакциями, происходящими на аноде и катоде. Электролит также препятствует потоку электронов между анодом и катодом, так что электроны легче проходят через внешнюю цепь, чем через электролит.

-> В щелочных батареях может протекать электролит, гидроксид калия, если они подвергаются воздействию высоких температур или обратного напряжения
(Изображение любезно предоставлено Wiliam Davies из Wikimedia Commons) <-

Электролит имеет решающее значение в работе аккумулятора.Поскольку электроны не могут проходить через него, они вынуждены проходить через электрические проводники в виде цепи, соединяющей анод с катодом.

Сепаратор

Сепараторы представляют собой пористые материалы, которые предотвращают соприкосновение анода и катода, что может вызвать короткое замыкание в батарее. Сепараторы могут быть изготовлены из различных материалов, включая хлопок, нейлон, полиэстер, картон и синтетические полимерные пленки. Сепараторы не вступают в химическую реакцию ни с анодом, ни с катодом, ни с электролитом.

В гальванической куче использовалась ткань или картон (разделитель), пропитанные рассолом (электролитом), чтобы электроды разнесены

Ионы в электролите могут быть положительно заряженными, отрицательно заряженными и могут быть разных размеров. Могут быть изготовлены специальные сепараторы, которые пропускают одни ионы, но не пропускают другие.

Кожух

Большинству батарей требуется способ удерживать химические компоненты. Кожухи, также известные как «кожухи» или «оболочки», представляют собой просто механические конструкции, предназначенные для удержания внутренних компонентов батареи.

Свинцово-кислотный аккумулятор в пластиковом корпусе

Корпуса батарей

могут быть изготовлены практически из чего угодно: из пластика, стали, мягких пластиковых пакетов и так далее. В некоторых батареях используется токопроводящий стальной кожух, который электрически соединен с одним из электродов. В случае обычного щелочного элемента AA стальной кожух соединен с катодом.

Операция

Батареи обычно требуют нескольких химических реакций для работы.По крайней мере, одна реакция происходит внутри анода или вокруг него, и одна или несколько реакций происходят внутри или вокруг катода. Во всех случаях реакция на аноде дает дополнительные электроны в процессе, называемом окислением , а реакция на катоде использует дополнительные электроны во время процесса, известного как восстановление .

Когда переключатель замкнут, цепь замыкается, и электроны могут течь от анода к катоду. Эти электроны активируют химические реакции на аноде и катоде.

По сути, мы разделяем определенный вид химической реакции, реакцию восстановления-окисления или окислительно-восстановительную реакцию, на две отдельные части. Окислительно-восстановительные реакции происходят при переносе электронов между химическими веществами. Мы можем использовать движение электронов в этой реакции, чтобы они выходили за пределы батареи и питали нашу цепь.

Анодное окисление

Эта первая часть окислительно-восстановительной реакции, окисление, происходит между анодом и электролитом и производит электроны (обозначены как e - ).

Некоторые реакции окисления образуют ионы, например, в литий-ионной батарее. В других химических реакциях расходуются ионы, как в обычных щелочных батареях. В любом случае ионы могут свободно проходить через электролит, а электроны - нет.

Катодное восстановление

Другая половина окислительно-восстановительной реакции, восстановление, происходит в катоде или рядом с ним. Электроны, образующиеся в результате реакции окисления, расходуются во время восстановления.

В некоторых случаях, например, в литий-ионных батареях, положительно заряженные ионы лития, образующиеся во время реакции окисления, расходуются во время восстановления.В других случаях, например, в щелочных батареях, во время восстановления образуются отрицательно заряженные ионы.

Электронный поток

В большинстве батарей некоторые или все химические реакции могут происходить, даже когда батарея не подключена к цепи. Эти реакции могут повлиять на срок годности батареи.

По большей части, реакции будут происходить с полной силой только тогда, когда между анодом и катодом замыкается электрически проводящая цепь. Чем меньше сопротивление между анодом и катодом, тем больше электронов может течь и тем быстрее протекают химические реакции.

Короткое замыкание в аккумуляторе (в данном случае даже случайное) может быть опасным. Известно, что литий-ионные батареи перегреваются и даже задыхаются или загораются при коротком замыкании.

Мы можем пропускать эти движущиеся электроны через различные электрические компоненты, известные как «нагрузка», для выполнения чего-то полезного. В анимационном ролике в начале этого раздела мы зажигаем виртуальную лампочку движущимися электронами.

Разряженная батарея

Химические вещества в аккумуляторе в конечном итоге достигают состояния равновесия. В этом состоянии химические вещества больше не будут реагировать, и в результате аккумулятор больше не будет генерировать электрический ток. На данный момент аккумулятор считается «мертвым».

Первичные элементы необходимо утилизировать, когда батарея разряжена. Вторичные элементы можно перезаряжать, и это достигается путем подачи через батарею обратного электрического тока.Перезарядка происходит, когда химические вещества выполняют еще одну серию реакций, чтобы вернуть их в исходное состояние.

Терминология

Люди часто используют общий набор терминов, говоря о напряжении аккумулятора, емкости, возможности источника тока и так далее.

Ячейка

Элемент относится к одному аноду и катоду, разделенным электролитом, используемым для выработки напряжения и тока. Батарея может состоять из одной или нескольких ячеек.Например, одна батарея AA - это одна ячейка. Автомобильные аккумуляторы содержат шесть ячеек по 2,1 В.

Обычная 9-вольтовая батарея содержит шесть щелочных элементов по 1,5 В, установленных друг на друга

Первичный

Первичные клетки содержат химический состав, который нельзя изменить. В результате аккумулятор необходимо выбрасывать после того, как он разрядился.

Среднее

Вторичные элементы можно перезаряжать, и их химический состав возвращается в исходное состояние.Эти элементы, также известные как «аккумуляторные батареи», можно использовать много раз.

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение аккумулятора - это напряжение, указанное производителем.

Например, щелочные батареи типа AA указаны как имеющие напряжение 1,5 В. В этой статье Mad Scientist Hut показано, что их испытанные щелочные батареи начинаются с напряжения около 1,55 В, а затем медленно теряют напряжение по мере разряда. В этом примере номинальное напряжение «1,5 В» относится к максимальному или пусковому напряжению батареи.

Этот аккумуляторный блок Storm для квадрокоптеров показывает кривую разряда для их LiPo-элементов, начиная с 4,2 В и снижаясь до 2,8 В по мере разряда. Номинальное напряжение, указанное для большинства литий-ионных и LiPo-элементов, составляет 3,7 В. В этом случае номинальное напряжение «3,7 В» относится к среднему напряжению аккумулятора в течение его цикла разряда.

Вместимость

Емкость аккумулятора - это величина электрического заряда, который он может доставить при определенном напряжении. Большинство аккумуляторов рассчитаны на ампер-часы (Ач) или миллиампер-часы (мАч).

Этот LiPo аккумулятор рассчитан на 1000 мАч, что означает, что он может обеспечить 1 ампер в течение 1 часа, прежде чем он будет считаться разряженным.

Большинство графиков разряда батареи показывает напряжение батареи как функцию от емкости, например, эти тесты батареи AA, проведенные PowerStream. Чтобы выяснить, достаточно ли емкости аккумулятора для питания вашей схемы, найдите самое низкое допустимое напряжение и найдите соответствующий номинал мАч или Ач.

C-скорость

Многие батареи, особенно мощные литий-ионные, обозначают ток разряда как «C-Rate», чтобы более четко определить характеристики батареи.C-Rate - это скорость разряда относительно максимальной емкости аккумулятора.

1С - это количество тока, необходимое для разрядки аккумулятора за 1 час. Например, батарея емкостью 400 мАч, обеспечивающая ток 1С, будет обеспечивать 400 мА. 5С для той же батареи будет 2 А.

Большинство батарей теряют емкость при повышенном потреблении тока. Например, этот график информации о продукте от Chargery показывает, что их LiPo-элемент имеет меньше мАч при более высоких показателях C-Rates.

ПРИМЕЧАНИЕ: Общий совет гласит, что вы должны заряжать LiPo батареи при 1С или меньше.


MIT предлагает фантастическое руководство по спецификациям и терминологии батарей, которое идет намного дальше этого обзора.

Использование

Однокамерный

Некоторые схемы могут питаться от одного элемента, но убедитесь, что батарея может обеспечивать достаточное напряжение и ток.

Этот экран для фотонной батареи питается от одного элемента LiPo

Если напряжение слишком высокое или слишком низкое для вашей схемы, вам, вероятно, понадобится преобразователь постоянного тока в постоянный.

серии

Чтобы увеличить напряжение между выводами батареи, вы можете расположить элементы последовательно. Последовательность означает штабелирование ячеек встык, соединение анода одного с катодом следующего.

Последовательно соединяя батареи, вы увеличиваете общее напряжение. Сложите напряжение всех ячеек, чтобы определить рабочее напряжение. Емкость остается прежней.

В этом примере четыре ячейки 1,5 В подключены последовательно.Напряжение на нагрузке составляет 6 В, а общий набор аккумуляторов имеет емкость 2000 мАч.

В большинстве бытовых электронных устройств, в которых используются щелочные батареи, батареи устанавливаются последовательно. Например, этот держатель батареек 2x AA может поднять номинальное напряжение до 3 В для проекта.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы заряжаете литий-ионные или литий-полимерные батареи последовательно, вам необходимо обязательно использовать специальные схемы, известные как «балансир», чтобы гарантировать равномерное напряжение между элементами.Некоторые зарядные устройства, такие как это, имеют балансиры для безопасной зарядки.

Параллельный

Если напряжение отдельного элемента соответствует нагрузке, вы можете добавить батареи параллельно, чтобы увеличить емкость. Обратите внимание, что это также означает увеличение доступного тока (C-Rate).

Будьте осторожны при параллельном подключении аккумуляторов! Все элементы должны иметь одинаковое номинальное напряжение и одинаковый уровень заряда. Если есть какая-либо разница в напряжении, может произойти короткое замыкание, что приведет к перегреву и, возможно, возгоранию.

В этом примере четыре ячейки 1,5 В подключены параллельно. Напряжение на нагрузке остается на уровне 1,5 В, но общая емкость увеличивается до 8000 мАч.

Серия

и параллельный

Если вы хотите увеличить напряжение и емкость, вы можете комбинировать последовательные и параллельные батареи. Еще раз убедитесь, что уровень напряжения одинаков для батарей, включенных параллельно, поскольку может произойти короткое замыкание.

В этом примере полное напряжение на нагрузке составляет 3 В, а общая емкость аккумуляторов составляет 4000 мАч.

В больших аккумуляторных блоках, особенно литий-ионных, вы часто видите конфигурацию, указанную с использованием «S» и «P» для последовательного и параллельного подключения. Конфигурация схемы выше - 2S2P. В качестве практического примера современные электромобили используют массивные массивы батарей, соединенных последовательно и параллельно.

Ресурсы и движение вперед

К настоящему времени вы должны понимать, как были изобретены батарейки и как они работают. Батареи - это один из способов обеспечения вашего проекта электроэнергией, и они могут быть невероятно полезны, если вам нужен портативный источник питания.

Если вы хотите больше узнать о батареях, вот еще несколько уроков:

Хотите увидеть аккумуляторы в действии? Взгляните на эти проекты, в которых используются разные батареи в разных конфигурациях:

Simon Splosion Wireless

Это учебное пособие, демонстрирующее один из многих методов "взлома" Саймона Сэйса. Мы выделим технику, чтобы взять ваш Simon Says Wireless.

.

Как работают батареи? | Живая наука

Батарейки везде. Современный мир зависит от этих портативных источников энергии, которые можно найти во всем: от мобильных устройств до слуховых аппаратов и автомобилей.

Но, несмотря на то, что они широко используются в повседневной жизни людей, батареям часто не уделяют должного внимания. Подумайте об этом: вы действительно знаете, как работает аккумулятор? Не могли бы вы объяснить это кому-нибудь другому?

Вот краткое изложение научных данных об источниках энергии для смартфонов, электромобилей, кардиостимуляторов и многого другого.[Тест: электрические и газовые автомобили]

Анатомия аккумулятора

Большинство аккумуляторов содержат три основные части: электроды, электролит и сепаратор, по словам Энн Мари Састри, соучредителя и генерального директора Sakti3, базирующейся в Мичигане. запуск аккумуляторных технологий.

В каждой батарее по два электрода. Оба сделаны из токопроводящих материалов, но выполняют разные функции. Один электрод, известный как катод, подключается к положительному концу батареи и является местом, где электрический ток выходит (или электроны входят) в батарею во время разряда, то есть когда батарея используется для питания чего-либо.Другой электрод, известный как анод, подключается к отрицательному полюсу батареи и является местом, где электрический ток входит (или электроны покидают) батарею во время разряда.

Между этими электродами, а также внутри них находится электролит. Это жидкое или гелеобразное вещество, содержащее электрически заряженные частицы или ионы. Ионы соединяются с материалами, из которых состоят электроды, производя химические реакции, которые позволяют батарее генерировать электрический ток.[Взгляд изнутри на работу батарей (инфографика)]

Типичные батареи питаются за счет химической реакции. [См. Полную инфографику] (Изображение предоставлено Карлом Тейтом, художником по инфографике)

Последняя часть батареи, разделитель, довольно проста. Роль сепаратора состоит в том, чтобы удерживать анод и катод отдельно друг от друга внутри батареи. По словам Састри, без разделителя два электрода соприкоснутся, что приведет к короткому замыканию и нарушит нормальную работу батареи.

Как это работает

Чтобы представить себе, как работает батарейка, представьте, как вы вставляете щелочные батарейки, такие как двойные AA, в фонарик. Когда вы вставляете эти батарейки в фонарик, а затем включаете его, на самом деле вы замыкаете цепь. Сохраненная в батарее химическая энергия преобразуется в электрическую, которая выходит из батареи в основание лампы фонарика, заставляя ее загораться. Затем электрический ток снова входит в батарею, но на противоположном конце от того места, где он выходил изначально.

Все части батареи работают вместе, чтобы фонарик загорался. Электроды в батарее содержат атомы определенных проводящих материалов. Например, в щелочной батарее анод обычно сделан из цинка, а диоксид марганца действует как катод. Электролит между электродами и внутри них содержит ионы. Когда эти ионы встречаются с атомами электродов, между ионами и атомами электродов происходят определенные электрохимические реакции.

Серия химических реакций, протекающих в электродах, известна как окислительно-восстановительные (окислительно-восстановительные) реакции.В батарее катод известен как окислитель, потому что он принимает электроны от анода. Анод известен как восстановитель, потому что он теряет электроны.

В конечном итоге эти реакции приводят к потоку ионов между анодом и катодом, а также к освобождению электронов от атомов электрода, - сказал Састри.

Эти свободные электроны собираются внутри анода (нижняя плоская часть щелочной батареи). В результате оба электрода имеют разные заряды: анод становится отрицательно заряженным, когда высвобождаются электроны, а катод становится положительно заряженным, поскольку электроны (которые заряжены отрицательно) поглощаются.Эта разница в заряде заставляет электроны двигаться к положительно заряженному катоду. Однако у них нет возможности попасть внутрь батареи, потому что разделитель не позволяет им сделать это.

Когда вы щелкаете выключателем на фонарике, все меняется. У электронов теперь есть путь к катоду. Но сначала они должны пройти через основание лампы фонарика. Схема замыкается, когда электрический ток повторно входит в батарею через верхнюю часть батареи у катода.

Перезаряжаемые и неперезаряжаемые

Для первичных батарей, таких как батареи фонарика, реакции, питающие батарею, в конечном итоге прекратятся, а это означает, что электроны, которые обеспечивают батарею ее зарядом, больше не будут создавать электрический ток. Когда это происходит, аккумулятор разряжен или «мертв», - сказал Састри.

Вы должны выбросить такие батареи, потому что электрохимические процессы, которые заставили батарею производить энергию, не могут быть обращены вспять, объяснил Састри.Однако электрохимические процессы, происходящие во вторичных или перезаряжаемых батареях, можно обратить вспять, подав в батарею электрическую энергию. Например, это происходит, когда вы подключаете аккумулятор мобильного телефона к зарядному устройству, подключенному к источнику питания.

Некоторые из наиболее распространенных используемых сегодня вторичных батарей - это литий-ионные (Li-ion) батареи, от которых питается большинство бытовых электронных устройств. Эти батареи обычно содержат угольный анод, катод из диоксида лития-кобальта и электролит, содержащий соль лития в органическом растворителе.Другие перезаряжаемые батареи включают никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металлогидридные (NiMH) батареи, которые можно использовать в таких вещах, как электромобили и аккумуляторные электроинструменты. Свинцово-кислотные (Pb-кислотные) батареи обычно используются в автомобилях и других транспортных средствах для запуска, освещения и зажигания.

По словам Састри, все эти аккумуляторные батареи работают по одному и тому же принципу: когда вы подключаете батарею к источнику питания, поток электронов меняет направление, и анод и катод возвращаются в исходное состояние.[10 лучших подрывных технологий]

Battery lingo

Хотя все батареи работают более или менее одинаково, разные типы батарей имеют разные характеристики. Вот несколько терминов, которые часто встречаются при любом обсуждении батарей:

Напряжение : Когда дело доходит до батарей, напряжение - также известное как номинальное напряжение ячейки - описывает величину электрической силы или давления, при которой свободные электроны - переходите от положительного полюса батареи к отрицательному, - пояснил Састри.В батареях с более низким напряжением ток выходит из батареи медленнее (с меньшей электрической силой), чем в батареях с более высоким напряжением (с большей электрической силой). Батареи в фонарике обычно имеют напряжение 1,5 В. Однако, если в фонарике используются две батареи последовательно, эти батареи или элементы имеют общее напряжение 3 вольта.

Свинцово-кислотные батареи, подобные тем, которые используются в большинстве неэлектрических автомобилей, обычно имеют напряжение 2,0 вольт. Но обычно в автомобильном аккумуляторе последовательно соединено шесть таких элементов, поэтому вы, вероятно, слышали, что такие аккумуляторы называются 12-вольтовыми батареями.

Литий-кобальтооксидные батареи - наиболее распространенный тип литий-ионных батарей, используемых в бытовой электронике, - имеют номинальное напряжение около 3,7 вольт, сказал Састри.

Ампер : Ампер или ампер - это мера электрического тока или количества электронов, которые проходят через цепь в течение определенного периода времени.

Емкость : Емкость, или емкость элемента, измеряется в ампер-часах, то есть количество часов, в течение которых батарея может подавать определенное количество электрического тока до того, как ее напряжение упадет ниже определенного порога, согласно сообщению Райса. Кафедра электротехники и вычислительной техники университета.

9-вольтовая щелочная батарея, которая используется в портативных радиоприемниках, рассчитана на 1 ампер-час, что означает, что эта батарея может непрерывно обеспечивать один ампер тока в течение 1 часа, прежде чем она достигнет порогового значения напряжения и будет считаться разряженной.

Плотность мощности : Плотность мощности описывает количество энергии, которое батарея может выдать на единицу веса, сказал Састри. По словам Састри, для электромобилей важна плотность мощности, потому что она показывает, насколько быстро автомобиль может разогнаться от 0 до 60 миль в час (97 км / ч).Инженеры постоянно пытаются найти способы сделать батареи меньше, не уменьшая при этом их удельной мощности.

Плотность энергии : Плотность энергии описывает, сколько энергии способна отдать батарея, деленное на объем или массу батареи, сказал Састри. Это число соответствует вещам, которые имеют большое влияние на пользователей, например, сколько времени вам нужно пройти, прежде чем зарядить мобильный телефон, или как далеко вы можете проехать на электромобиле, прежде чем остановиться, чтобы подключить его.

Follow Elizabeth Palermo @ techEpalermo .Следуйте за Live Science @livescience , Facebook и Google+ .

Дополнительные ресурсы

.

Утечка батареи | Energizer

Даже по мере развития аккумуляторных технологий утечки аккумуляторов остаются проблемой сегодня. Батареи многих марок все еще могут подвергаться коррозии и повреждению. устройства после полного использования. Energizer батарейки разные. Наши аккумуляторы предназначены для предотвращения утечек, иначе мы заменим ваше устройство.

Поэтому, когда дело доходит до игрушек, цифровых фотоаппаратов и других ценных устройств, вы можете чувствовать себя уверенно, зная, что у вас есть длительная мощность и защита, которых вы ожидаете от Energizer .

Energizer ® Нет утечек. Гарантированно.

Energizer отремонтирует или заменит, по нашему усмотрению, любое устройство, поврежденное утечкой из Energizer MAX ® Щелочные батареи либо в течение срока службы батареи, либо в течение двух лет после полного использования аккумулятора. Если точная замена недоступна, устройства могут быть заменены продуктом сопоставимой рыночной стоимости на момент подачи претензии.Протекающая батарея и поврежденное устройство должны быть предоставлены в Energizer в качестве доказательства претензии. Energizer оставляет за собой право отказать в иске о возмещении ущерба, причиненного неправильное использование или модификация батарей или устройства. Если у вас протекает аккумулятор, свяжитесь с 1-800-383-7323 для получения инструкций по возврату.

Energizer отремонтирует или заменит, по нашему усмотрению, любое устройство, поврежденное утечкой из Energizer ® EcoAdvanced ® AA / AAA Alkaline батареи.Если точная замена недоступна, устройства могут быть заменены продуктом сопоставимой рыночной стоимости на момент предъявления претензии. Протекающая батарея и поврежденное устройство должны быть доставлены в Energizer в качестве доказательства. f претензия. Energizer оставляет за собой право отказать в иске о возмещении ущерба, вызванного неправильным использованием или модификацией батарей или устройства. Если у вас протекает аккумулятор, обратитесь в 1-800-383-7323 для получения инструкций по возврату.

Energizer отремонтирует или заменит, по нашему усмотрению, любой слуховой аппарат, поврежденный в результате утечки из Energizer ® батарейки для слуховых аппаратов .Если точная замена недоступна, устройства могут быть заменены продуктом сопоставимой рыночной стоимости на момент предъявления претензии. Необходимо предоставить протекающий аккумулятор и поврежденное устройство. на номер Energizer в качестве доказательства требования. Energizer оставляет за собой право отказать в иске о возмещении ущерба, причиненного неправильным использованием или изменением батареи или устройство. Если у вас протекает аккумулятор, свяжитесь с 1-800-383-7323 для получения инструкций по возврату.

Energizer отремонтирует или заменит, по нашему усмотрению, любое устройство, поврежденное утечкой из Energizer Перезарядка ® Power Plus и Energizer Перезарядка ® Universal AA / AAA батарейки сроком до одного года после полной разрядки.Если точная замена недоступна, устройства могут быть заменены продуктом сопоставимой рыночной стоимости на момент подачи претензии. Протекающая батарея и поврежденное устройство должны быть предоставлены в Energizer в качестве доказательства претензии. Energizer оставляет за собой право отказать в иске о возмещении ущерба, вызванного неправильным использованием или модификацией батарей или устройства. Если у вас протекает аккумулятор, свяжитесь с 1-800-383-7323 для получения инструкций по возврату.

Energizer ® Ultimate Lithium ™ Батареи ГАРАНТИРУЮТСЯ ОТ УТЕЧКИ.Благодаря продвинутым технологии, батареи Ultimate lithium ™ не будут протекать при нормальном использовании потребителями. Если вы считаете, что у вас протекает Energizer ® Аккумулятор Ultimate Lithium ™, свяжитесь с 1-800-383-7323 для получения инструкций по возврату.

.

Состав электролита контролирует работу аккумулятора

Мы обнаружили, что добавление воды значительно снижает разницу в напряжении (перенапряжения) между зарядкой / разрядкой. Кредит: АВТОРСКОЕ ПРАВО (C) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТОЙОХАШИ.

Исследовательская группа кафедры электротехнической и электронной информации Технологического университета Тоёхаси сообщила, что добавление воды в электролит улучшает функцию оксида ванадия, материала положительного электрода в ионно-кальциевых батареях.Хотя известно, что вода в электролитах вызывает множество отрицательных эффектов, теперь было обнаружено, что она вызывает явление, которое ускоряет обычно медленную реакцию кальциево-ионных батарей. Результаты показывают, что это явление вызвано изменениями в структуре электролита. Исследователи полагают, что это открытие принесет большую пользу при разработке электролитов для реализации кальций-ионных батарей в будущем.

Вторичные батареи являются ценным ресурсом для различных отраслей промышленности.Сегодня вторичные батареи необходимы для многоразовой энергии и электромобилей. Литий-ионные вторичные батареи уже широко используются в качестве мощных вторичных батарей. Однако в последние годы безопасность вторичных батарей подвергается сомнению, и в бесчисленных отчетах упоминается возгорание. Ожидается, что потребность во вторичных батареях будет расти в геометрической прогрессии вместе с ростом количества электромобилей. Это означает более высокий спрос на литий и, в свою очередь, такие проблемы, как более высокие цены и потенциальное истощение ресурсов.

Кальциево-ионные батареи - это тип вторичных батарей нового поколения, в которых не используется литий и которые могут обеспечивать напряжение батареи, которое может соперничать с литий-ионными батареями. По сравнению с литий-ионными батареями, кальций-ионные батареи безопаснее, дешевле в производстве, а их ресурсы намного больше. Однако с кальциево-ионными батареями по-прежнему существует ряд проблем. Одна из таких проблем заключается в том, что они работают со скоростью намного меньшей, чем у литий-ионных батарей.

Добавление воды вызывает уменьшение содержания органического растворителя вокруг иона кальция и увеличение содержания воды.Вода также вызывает важные структурные изменения: отрицательный ион отделяется от иона кальция. Предоставлено: Технологический университет Тоёхаси.

В этом исследовании Университет Тоёхаси сообщил, что медленную скорость работы кальциево-ионных батарей можно улучшить, добавив в электролит воду. Графики результатов испытаний показывают, что перенапряжение, возникающее во время зарядки / разрядки, значительно уменьшается по мере увеличения количества добавленной воды, и эта реакция протекает без каких-либо проблем.Исследователи доказали, что это явление вызвано тем, что структура электролита сильно изменяется при добавлении воды.

Ёсиаки Мурата, доктор философии студент и первый автор исследования говорит: «Электролит состоит из положительных ионов (ионов кальция), отрицательных ионов и молекул растворителя, и состояние вокруг иона кальция сильно меняется при добавлении воды. Это означает, что, чтобы улучшить характеристики кальциево-ионной батареи, предпочтительно, чтобы отрицательный ион не присоединялся к иону кальция в электролите, а молекула растворителя, которая легко отделяется, присоединяется к иону кальция.Хотя нам все еще нужно открыть электролит с такими характеристиками, который не включает воду, чтобы получить кальциево-ионные батареи, открытие этого явления, несомненно, поможет в разработке электролитов в будущем ».

Результат настоящего исследования фактически был вторичным результатом, полученным при изучении новых электролитов.Электролиты должны быть в достаточной степени обезвожены, когда они проявятся, но этот процесс обезвоживания труден. Настоящее исследование проводилось в связи с улучшением характеристик аккумулятора при тестировании недостаточно обезвоженного электролита. Хотя есть сообщения о явлении, при котором характеристики, например, магниево-ионного аккумулятора улучшаются из-за добавления воды, механизм этого не был четко известен. Было удивительно, что то же самое явление можно было наблюдать в ионно-кальциевых батареях, и мы считаем, что выяснение механизма, лежащего в основе этого поведения, может оказаться полезным для будущего развития электролитов.

Наша исследовательская группа стремится разработать и оценить новые электролиты на основе этой недавно обнаруженной структуры электролита, которая улучшает характеристики кальциево-ионных батарей. Более того, мы были не единственными, кто это изучал; В последние годы наблюдается стремительный рост количества исследований кальциево-ионных батарей. В конечном итоге мы хотели бы разработать кальциево-ионную батарею, которая сможет конкурировать или обгонять литий-ионные батареи.


Совершенно ясно: кристалличность снижает сопротивление в твердотельных аккумуляторах
Дополнительная информация: Йошиаки Мурата и др., Влияние воды в электролите на свойства введения / извлечения Ca 2 + V2O5, Electrochimica Acta (2018).DOI: 10.1016 / j.electacta.2018.10.103 Предоставлено Технологический университет Тоёхаси

Ссылка : Структура электролита контролирует работу аккумулятора (5 декабря 2018 г.) получено 27 декабря 2020 с https: // физ.org / news / 2018-12-electrolyte-battery.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Смотрите также