Как мерить плотность аккумулятора: какая должна быть, как проверить, как поднять?

Содержание

Все способы как проверить плотность электролита в аккумуляторе

Автор Акум Эксперт На чтение 7 мин Просмотров 5.3к. Опубликовано


Аккумуляторная батарея постоянно работает в режиме разряда-заряда. Чтобы продлить время её эксплуатации, следует поддерживать её заряд на максимальном уровне. А для этого время от времени необходимо проверять уровень заряда АКБ. Сделать это можно разными способами, но самый надёжный — измерить плотность электролита. Поэтому многие водители задаются вопросом, как проверить плотность аккумулятора.

Ареометр в работе

Что такое плотность и на что она влияет

Обязательным элементом свинцово-кислотной батареи является электролит. Это серная кислота, разбавленная дистиллированной водой. Плотность воды составляет 1 грамм на миллилитр (г/мл). У серной кислоты она выше, чем у воды, и составляет 1,84 г/мл. Концентрированная кислота способна растворить многие металлы, в том числе и свинец, поэтому её следует разбавлять водой. Разбавленная водой кислота называется электролитом. Разбавляют её до пропорции, при которой она неспособна растворить свинец, но позволяет протекать химическому процессу, называемому электролитической диссоциацией (разновидность электролиза).

Чем выше плотность, тем сильнее электролиз, но тем быстрее идёт разрушение свинца. Наиболее оптимальная плотность для аккумуляторов 1,27 г/мл для районов умеренного климата со средней температурой от -20 до +30°С.  Такую плотность имеет полностью (100 %) заряженный новый аккумулятор. Для северных регионов это значение составляет 1,29 г/мл, для южного жаркого климата — 1,25 г/мл.

Таблица с рекомендуемыми значениями плотности электролита для полностью заряженной батареи

В продажу поступает серная кислота уже в виде электролита плотностью 1,3 г/мл. С учётом условий эксплуатации аккумулятора её доводят до нужных параметров.

Как уже отмечалось выше, чем больше плотность электролита, тем сильнее электролиз и тем выше потенциал на выводах батареи. Новая АКБ имеет плотность 1,27 г/мл и напряжение на клеммах 12,8 В. За время эксплуатации батареи при регулярном недозаряде на её свинцовых пластинах образуется нерастворимый сульфат свинца, соединение серной кислоты со свинцом. Называется это сульфатацией пластин. При заряде батареи уже не вся кислота высвобождается, и плотность электролита снижается. А следовательно, снижается и интенсивность электролиза. Напряжение на клеммах будет уже меньше 12,8 В. А попытка зарядить батарею до начального значения напряжения лишь приводит к кипению электролита — активному выделению пузырьков водорода и кислорода. Это процесс разложения воды. Потеря воды приводит к повышению плотности.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Слишком высокая или низкая плотность одинаково недопустимы и значительно снижают срок эксплуатации АКБ.

В условиях эксплуатации автомобиля с частыми пусками двигателя и коротким пробегом происходит ускоренная сульфатация пластин и снижение плотности электролита. При эксплуатации машин в дальних рейсах с длительной работой двигателя происходит перезаряд батареи и разложение воды на газы, а плотность электролита повышается. Напряжение на клеммах уже не отражает степень заряженности батареи. И чтобы точно узнать состояние аккумулятора, нужно произвести измерение плотности электролита. Для этого используют ареометр.

Наиболее популярный тип ареометра

Ареометр — прибор для измерения плотности жидкостей и твёрдых тел, принцип работы которого основан на Законе Архимеда.

Как пользоваться ареометром — подробная инструкция

Ареометр представляет собой стеклянную колбу (пипетку) с помещённым внутрь измерительным грузом-поплавком (ареометром), на котором нанесены деления с указанием величин от 1,1 в верхней точке поплавка до 1,3 и даже 1,32 г/мл внизу шкалы. Нижняя часть колбы имеет тонкую трубку, которую легко можно опустить через отверстие аккумулятора в его банку для забора электролита. На верхнюю часть колбы надевается резиновая груша, которая применяется для всасывания раствора в колбу.

Устройство ареометра

У некоторых ареометров несколько поплавков разного веса, которые всплывают при заполнении колбы. Плотность будет соответствовать поплавку, всплывшему частично или не всплывшему первому после всплывших. Встречаются дешёвые пластиковые изделия иной формы, но принцип их действия такой же.

Другие разновидности ареометра

Измерение ареометром производят при температуре электролита +20 … +30°C. Если температура иная, то необходимо применять корректировочные поправки к показанию ареометра.

Поправки к показаниям ареометра при измерении электролита разной температуры

Пользование ареометром настолько простое, что даже можно проверить плотность электролита в домашних условиях. Чтобы проверить плотность аккумулятора, необходимо выполнить следующие действия:

  1. Подготовить ареометр, собрать прибор, если он находится в разобранном виде в футляре.
  2. Подготовить аккумулятор, выкрутить пробки из отверстий в крышках банок, либо снять общую планку с пробками на ней.
  3. Подготовить стеклянную банку или пластиковый сосуд с дистиллированной водой для промывки и продувки ареометра между замерами.
  4. Опустить носик прибора в банку аккумулятора до касания с пластинами сепаратора.
  5. Сжать грушу для выдавливания воздуха из колбы.
  6. Освободить грушу для принятия начальной формы и забора электролита из банки батареи в колбу.
  7. Наполнить колбу жидкостью так, чтобы поплавок всплыл.
  8. Отметить визуально уровень шкалы поплавка на границе поверхности электролита в колбе. Указанное на шкале значение соответствует плотности электролита.
  9. Выдавить жидкость обратно в банку батареи.
  10. Ареометр опустить в сосуд с дистиллированной водой и пару раз промыть остатки электролита в колбе путём нажатия и отпускания груши.
Визуальная фиксация отметки на шкале ареометра

Следует добавить, что при помощи ареометра можно корректировать плотность электролита, добавляя дистиллированную воду или электролит плотностью 1,3 г/мл. по необходимости в банки и произведя измерения. Только для выравнивания плотности в банке требуется время после каждой добавки, а такую корректировку проводят на полностью заряженном аккумуляторе с температурой электролита около +25 °C.

Можно ли измерить без ареометра

Измерить плотность без ареометра не получится. Но можно изготовить ареометр самому, самым важным элементом которого является измерительный поплавок-грузик. Изготовить можно из полой пластиковой трубки, например соломинки для напитков, в которую помещается груз. Точность измерения будет зависеть от точности нанесения шкалы на грузик и известной плотности измеряемых эталонов жидкости. Сначала поплавок помещается в дистиллированную воду и отмечается линия окружности поверхности воды на поплавке. Эта линия соответствует 1,0 г/мл. Затем поплавок помещается в электролит, купленный в магазине с удельным весом, например, 1,3 г/мл. Линия поверхности электролита на поплавке будет соответствовать плотности 1,3 г/мл. Расстояние между двумя полученными значениями измеряется в мм и делится на разницу значений — 30. Теперь на поплавок можно нанести шкалу с любым шагом, но лучше для значений 1,27; 1,25; 1,23; 1,2; 1,15; 1,1.

Отбор электролита можно произвести обычной резиновой грушей в стеклянный стакан, куда помещается изготовленный поплавок-грузик.

Самодельный ареометр из пластиковой трубки для соков

Можно ли проверить плотность в необслуживаемом аккумуляторе

У необслуживаемых аккумуляторов нет откручиваемых пробок на банках. Однако при изготовлении батареи отверстия присутствуют. После заполнения электролитом эти отверстия закрываются одноразовыми пробками, иногда расположенными на общей планке, и запаиваются или заклеиваются. При необходимости можно аккуратно эти пробки снять, и аккумулятор превратится в обслуживаемую батарею. В некоторых случаях отверстия в месте расположения пробок выполняют при помощи сверла, что также позволяет произвести забор электролита и его корректировку.

Сверлятся отверстия 12 мм под резиновые пробки для аптечных пузырьков

Важно в ходе таких действий заранее понимать, как после окончания обслуживания эти отверстия вновь надёжно закрыть. Это можно сделать с применением того же пластика, из которого изготовлен корпус батареи, или подобного. Пластик легко клеится, плавится и спаивается.

Если вскрыть необслуживаемую батарею удалось, то проверить плотность электролита в аккумуляторе можно так же, как описывалось выше.

Аккумулятор превратился в обслуживаемый

Как проверить плотность аккумулятора и поднять ее?

Каждый автомобильный аккумулятор – это, прежде всего, мощный накопитель электрической энергии. Его роль в автомобиле незаменима, поэтому очень важно контролировать процесс работы всех его составляющих и следить за нормальным функционированием каждой детали. Название одной из характеристик, которая обеспечивает эффективную работу АкБ, звучит как плотность. Данный материал поведет повествование о том, что это такое, как проверить плотность аккумулятора и каким образом ее можно увеличить.

Содержание статьи

Какая должна быть плотность?

Плотность является одним из наиболее важных параметров электролита. Ее уровень в процессе эксплуатации авто терпит постоянные изменения. Автоэксперты выделяют обратимое изменение данной характеристики – это разряд батареи и нормальный интервал заряда. Говоря о новом АкБ, то показатель, характеризирующий изменения в плотности электролита (то есть от полного разряда до полного заряда), равняется 0,15-0,16 г/см

3.

Существует также такое явление, как необратимое изменение ранее упомянутого параметра, что случается, например, в связи с испарением воды в процессе кипения электролита. Как следствие – увеличение плотности.

В этом деле, как и во многих других, должна быть некая «золотая середина», так как из-за высоких показателей плотности срок службы аккумулятора может снизиться, а низкий уровень этого показателя станет причиной снижения напряжения и затруднительного процесса запуска двигателя.

Что касается идеальной плотности, то она должна равняться 1,30 г/см3. Но этому показателю свойственно трансформироваться в зависимости от климатических особенностей и состояния батареи.

Так, если речь идет о холодных макроклиматических районах, то плотность заливаемого электролита может быть в пределах 1,24-1,28 г/см3, а для заряженной батареи – 1,26, 1,29 и/или 1,30 г/см3. Для умеренного климата соответственно заливаемый электролит – 1,20 и 1,24 г/см3, заряженный аккумулятор – 1,22 и 1,26 г/см3. И для жарких сухих районов рекомендуется следующие показатели плотности соответственно: 1,22 и 1,24 г/см3.

Инструкция проверки

Проверить уровень плотности – задача не трудная. Для ее выполнения нужно лишь обзавестись специальным прибором. Некоторые автоэксперты советуют денсиметр, другие – ареометр.


В данном материале будет подана инструкция того, как проверить плотность при помощи ареометра. 

Прежде чем приступить непосредственно к проверке плотности, нужно запомнить, что делать это желательно при температуре +25°С. А также, помимо ареометра, понадобятся мерный стакан и клизма-груша, собственно сам электролит, но обязательно свежий, также дистиллированная вода и, при отдельной необходимости, о чем будет рассказано немного позже, аккумуляторная кислота, паяльник и дрель.

Итак, пошаговая инструкция правильной проверки параметра плотности в АкБ:

  1. Отдельно для каждой банки измерить параметры электролита.
  2. При помощи клизмы-груши откачать из каждой банки поочередно максимальное количество старого раствор. При этом также нужно замерить его объем.
  3. Долить свежий электролит в количестве половины объема от ранее выкачанного.
  4. Активно потрясти/покачать аккумулятор, чтобы обеспечить смешивание жидкостей.
  5. Проверить анализируемый параметр путем погружения ареометра в электролит благодаря заливному отверстию в корпусе АкБ. При этом электролит перетечет в стеклянную трубку, а поплавок прибора всплывет в корпусе, не прикасаясь к стенкам трубки. После того, как колебания ареометра прекратятся, уровень плотности будет показан не шкале. В случае, если значение не достигло оптимального, ранее перечисленные операции следует производить повторно до тех пор, пока показатели будет нормальные.
  6. Остаток долить дистиллированной водой.

Как поднять плотность

Может случиться и так, что плотность будет иметь слишком низкие показатели. В этом случае одним электролитом уж точно не обойдешься, а на помощь придет аккумуляторная кислота. Процесс с этим веществом нужно проводить при помощи той же схемы, которая была приведена ранее, и повторять процедуру до тех пор, пока показатели не нормализируются.

Если же в результате проверки были получены совершенно низкие цифры, я советуют осуществить его полную замену. Инструкция этого процесса:

  • Откачать как можно больше раствора с использованием клизмы-груши.
  • На банках АкБ герметично закрыть все вентиляционные отверстия пробок.
  • Положить батарею на бок и при помощи сверла для каждой банки поочередно сделать отверстия диаметром около 3-3,5 мм. При этом нужно сливать электролит.
  • Промыть аккумулятор дистиллированной водой.
  • Запаять высверленные отверстия кислостойкой пластмассой. Это, к примеру, могут быть остатки от пробок другой батареи.
  • Залить свежий электролит. Рекомендуется использовать для этого самостоятельно приготовленный раствор, плотность которого чуть выше оптимального для той климатической зоны, в которой планируется эксплуатация авто. При этом следует понимать и то, что в связи с химическими процессами, которые протекают в АкБ, срок его службы может быть уже не таким длительным после абсолютной замены электролита. 

И напоследок немного тонких деталей: во-первых, плотности воды и кислоты существенно отличаются, поэтому в процессе разведения водой кислоты или же электролита, нужно именно кислоту добавлять в воду и никак иначе; во-вторых, обращение с аккумулятором должно быть максимально аккуратным, его нельзя ставить вверх дном, так как это может стать причиной коротких замыканий; в-третьих, без острой на то необходимости не рекомендуется производить полную замену электролита, желательно обойтись частичной. Любите свой автомобиль и ухаживайте за ним, не жалея на него времени и сил.

Видео “Как измерить плотность электролита в аккумуляторе”

На записи показан процесс измерения плотности аккумулятора.

Измерение плотности ареометром

   Любой автолюбитель, который ответственно относится к уходу за своим авто, должен обращать тщательное внимание на электрическую составляющую машины, а в частности на аккумулятор. Мы не устанем повторять о том, что периодически контролируя состояние Вашей батареи, Вы продливаете её срок службы в разы! Одной из важнейших характеристик, по которой можно судить о состоянии АКБ является плотность его электролита. Итак, давайте сегодня разберем измерение плотности ареометром. Вы убедитесь что это совсем не сложно и возможно станете чаще уделять этому внимание в будущем.

Следует так же отметить, что существует два типа стартерных аккумуляторных батарей: обслуживаемые и необслуживаемые АКБ.

Подробно различия между ними мы рассматривали в этой статье. Сейчас же хочу обратить Ваше внимание, что измерение плотности электролита ареометром возможно произвести только в обслуживаемых аккумуляторах.

Рекомендую все процедуры связанные с электролитом проводить в защитной одежде и очках.

Уровень электролита в аккумуляторе

Итак, мы имеем обслуживаемую батарею. Перед тем как измерять плотность, нам нужно проверить уровень жидкости в секциях АКБ. Сначала открутим крышки каждой банки аккумулятора (предварительно нужно протереть верхнюю крышку корпуса батареи, что бы внутрь секций не попала грязь). Далее нам понадобится прозрачная трубка что бы измерить уровень электролита. Как это делается описывалось уже не однократно. Напомню, что уровень должен быть на 10-15 мм выше пластин батареи. Если в каких то секциях он ниже, доливаем до уровня

только дистиллированной водой.

Измерение плотности электролита

Производить измерение плотности следует при температурах 20-25°С. Такое показание считается более точным, в замеры при других температурах необходимо вносить поправки. Также диагностика проводится только когда АКБ полностью заряжена.

Итак, когда уровень электролита доведен до нормы и температура аккумулятора близка к комнатной, можно измерять плотность ареометром.

Для измерения плотности используется специальный прибор – ареометр. Ареометр – это такая стеклянная колба, внутри которой есть поплавок со шкалой, а на конце трубки имеется груша для всасывания электролита.

Вставляем наш измерительный прибор в каждую из секций аккумулятора поочередно и измеряем плотность жидкости. Поплавок внутри ареометра будет всплывать и по шкале вдоль линии жидкости мы должны зафиксировать результат. Нормальной считается плотность 1,27 г/см3. Ну конечно в процессе эксплуатации аккумуляторной батареи плотность может немного снижаться, так как происходит некий износ свинцовых пластин АКБ. Но она не должна быть ниже 1,24 г/см

3 во всех секциях для старого заряженного аккумулятора.

Также, важнейший момент – это равномерность показаний. При измерении плотности ареометром показатели в каждой отдельной секции не должны отличатся более чем на 0,01 г/см3. Это крайне важно! Если в какой-то из банок аккумулятора показание плотности ниже на 0,02, 0,03 и т.д. от остальных это первый знак, что эта банка «отстает».

Если Вы произвели измерение плотности ареометром и показания, полученные Вами, указывают на проблему: низкая плотность, чрезмерно высокая плотность или неравномерная плотность во всех банках, не рекомендуется самостоятельное устранение такого рода неполадок. Для решения подобных проблем следует обратиться к специалистам в области аккумуляторных батарей. Попытки самостоятельно выровнять или поднять плотность электролита, скорее всего, закончатся плачевно для Вашей батареи.

Проводите плановое измерение плотности электролита ареометром и общую диагностику аккумулятора каждые 3 месяца. При необходимости ремонта сразу обратитесь в сервисный центр. Эти нехитрые советы смогут реально продлить срок службы Вашего аккумулятора и сэкономить Вам деньги.

Также на эту тему:

какая должна быть, чем и как проверить

Владельцам автомобилей знакома ситуация, когда нужно срочно спешить на работу. После того, как отключили сигнализацию и удобно расположились в кресле, начинаете поворачивать ключ зажигания. Вместо победного рева, сигнализирующего, что колесница готова отвезти в пункт назначения, слышите неуверенные хрипы. В чем причина?

Возможна это проблема глубже накопителя, а именно в химической среде, в которой при прохождении тока элементы распадаются на составные вещества, как следствие получается энергия! Как проверить уровень электролита в аккумуляторе и зачем это делать, рассказываем.

Какая густота должна быть в энергосберегателе

Чтобы выяснить необходимое, нужно знать два фактора:

  1. Климатическая зона.
  2. Эксплуатационные требования.

Где зимы долгие и суровые, чтобы не дать замёрзнуть батарейке, плотность в аккумуляторе должна соответствовать таким цифрам 1,29 г/см3, при температуре на улице ниже -50 градусов.

В широтах с умеренным климатом норма для раствора в 1,25г/см3. Где зимы холодные, но все же щадящие — температура до -30 градусов, необходимо повысить плотность в аккумуляторе на 0,01г/см3, а в жарких тропических зонах понизить на то же значение. Но следует учитывать факт, чем меньше густота в зарядке 100%, тем дольше жизнь батарейки.

Помните, что сера, при недостаточной плотности, может замерзнуть зимой, а летом закипеть.

Принцип действия накопителя

Прежде чем понять, как плотность электролита в акб взаимодействует и дает энергию, разберемся с самой гальванической системой. Советские ученые утверждают, что за период от полного цикла заряда и разряда проистекает около 60 реакций. Но главная из них, когда сульфат-ионы в католите превращаются в сульфат свинца, из-за того, что оксид свинца и свинец на аноде отнимают часть ионов из серной кислоты.

Как итог образуется вода, а сульфат ионы уходят в щелочные растворы. Во время понижения заряда — концентрация щелочи падает, при показателях энергии в 0% между свинцовых пластинок остается дистиллированная вода, а при показателях в 100% Н2О становится больше.

Из-за чего густота падает? Сульфат свинца не всегда истощается от разрядки. Если посмотреть на внешнюю составляющую батареи при минусовой температуре можно заметить белые пятна сульфата свинца. Со временем они превращаются в крошки и осыпаются, не принимая дальнейшего участия в работе!

Из-за чего густота повышается? Щелочной раствор содержит в себе не только серу, но и воду. Во момент зарядки протекает еще один малозаметный процесс — электролиз влаги. Поэтому необходимо дождаться кипения АКБ, католита станет меньше, а его концентрация станет больше.

Нормальный уровень щелочного раствора

Первой причинной неисправности АКМ может быть густота серы, в зависимости от уровня заряда батареи, климатических условий, она будет соответствовать разным данным. Обычные рабочие параметры равны от 1,24 до 1,30/см3. Как определить густоту католита?

В этом поможет измерительный датчик — ареометр. При высоких градусных показателях климата концентрация падает, измерять лучше спустя 10 часов после работы автомобиля. Если не ухаживать за батарейкой может появиться сульфатация она является причиной преждевременного старения АКБ.

Техника безопасности во время работы с электролитом

При взаимодействии с этой опасной кислотой не следует пренебрегать правилами безопасности!

  1. Спецодежда обезопасит тело от ожогов. Важно использовать те вещи, которые не жалко. При контакте с тканью — сера разрушает материю. Но лучше пусть это будет ткань, чем кожа. Не следует пренебрегать специальными очками и маской для лица. Вещество выделяет ядовитые пары, они могут быть источниками таких заболеваний, как язвы и вызывать желудочно-кишечные кровотечения. Проводите операции с щелочным раствором на улице или в хорошо проветриваемых помещениях!
  2. Помните, что это взрывоопасное вещество! Недопустимо работать рядом огнем!
  3. При заряде батареи правильно подключите к источнику питания. Не путайте полярность!
  4. Отверстия для залива оставляйте открытыми, так вы исключаете возможность само воспаления аппарата!

Утилизация

После завершения эксплуатационного срока количество вредных паров, источаемых из уже не герметичного корпуса увеличивается. Чтобы не загрязнять окружающую среду и не нарушать федеральные законы, не стоит выбрасывать отработанный АКМ в мусорный бак.

На общей свалке такая вещь будет постепенно наносить вред окружающей среде. В состав автомобильной батарейки входят такие токсичные элементы как: пластик, тяжелые металлы, сера. Пластик разлагается больше 100 лет, а кислота просачивается в почву и делает ее безвозвратно непригодной для жизни растений!

Комбинация тяжелых металлов и химических элементов создают фильтрат — жидкость, обладающая едким, неприятным ароматом, которая просачивается в грунтовые воды, это отправляет питьевую воду не только людей, но и животных и растений. Как следствие — овощи содержат огромное количество нитратов и вредных микроэлементов.

Чтобы избежать загрязнения планеты и предотвратить умирание местной флоры и фауны, необходимо сдать АКБ в пункт приема переработки отработанных энергосберегателей! Отработанные католиты ни в коем случае не стоит сливать в канализацию. Его можно тоже сдать в пункт вторичной переработки и самостоятельно с помощью тазика и соды нейтрализуйте вредные для природы элементы!

Чем и как проверяют густоту католита

Как проверить плотность аккумулятора? Установите его на горизонтальную плоскость, чтобы избежать шатания. Проведите чистку прибора, для этого нужно аккуратно избавить крышку от производственной пыли и грязи. Используя ненужную ткань и мокнув ее в раствор соды, предотвратите возможный отход вещества от пробки!

Теперь можно узнать плотность. Легче сделать это на приборах с прозрачными сторонами. По их состоянию будет понятно, находится ли вещество в нужном состоянии. Если стенки прибора матовые, возьмите прозрачную трубку, окуните в отверстие пока не достигнете упора, верхнюю пустую часть трубки прикройте пальцем. Когда ее извлечете, обратите внимание на сколько проводник тока выше свинцовых пластинок.

Нормальная высота не меньше 10мм, но не больше 15мм. Если в одном из отсеков химического вещества меньше нормального из-за электролиза, долейте немного дистиллированной жидкости.Перед замерами зарядите коробку на максимум до состояния кипения, на современных зарядках подача прекращается автоматически. Так вы избежите неверных искаженных результатов.

С помощью ареометра — измерительного устройства, которое выглядит как колба с грушевидной емкостью для забора жидкости, зачерпните электролит. В зависимости от данных, грузик с делениями либо поднимается, либо опустится, это коррелируется от полученных результатов.

Как пользоваться ареометром

  1. Соберите конструкцию, если только что купили измерительное устройство. Сделать это довольно просто — поплавок погрузите в пипетку, на один конец наденьте грушу, на другой пробку с измерительной иглой.
  2. Грушу нужно сжать и окунуть пипетку в щелочную среду. Постепенно ослабляйте сжимание груши и достигнув наполнения сосуда до такого состояния, когда маячок будет спокойно плавать по вертикали.
  3. Правильные результаты можно получить только при соприкосновении с жидкостью.
  4. После завершения процесса тщательно промойте весь прибор. Так он прослужит дольше и не будет искажать результаты замеров.

Другой способ

Еще один способ, более быстрый, как проверить плотность аккумулятора, при помощи оптического рефрактометра. Он не только удобнее, но и способен измерить предел замерзания жидкостей. Чтобы получить замер, капните на нужное место и прижмите каплю прозрачным стеклом. Затем с помощью рефрактометра посмотрите на свет и получите данные о плотности. Некоторые считают, что такой способ точнее, чем замеры с помощью ареометра.

Как проверить батарею автомобиля мультиметром

Как проверить плотность аккумулятора альтернативным аппаратом? Узнать данные поможет мультиметр — универсальное устройство для измерительных операций. С его помощью можно избежать удара тока, забивая гвоздь в стене, он укажет наличие вольтажа в заданном участке поможет узнать значение сопротивление температуры, и еще одна особенность при отсутствии других приборов поможет измерить плотность электролита в накопителе, но не даст такие точные данные как профильные датчики. Как пользоваться?

  1. Соберите измеритель. К корпусу подсоедините провода. Тестирующий прибор переведите в режим вольтметра.
  2. Переключатель поверните на 20В. Как результат тестер будет демонстрировать значения ниже этих цифр.
  3. Соедините кабеля с выходами батареи. Черный к отрицательной клемме, красный к положительной.
  4. При полностью заряженном накопителе рабочие значения будут 12,7В, если цифры меньше значит источник заряжен не полностью и состояние концентрата не соответствует норме.

Измерение уровня католита самодельным прибором

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях — соорудите самодельный прибор для замеров. Для создания такого тестера повторите конструкцию ареометра.

  • Нужен поплавок, он послужит основой поделки.
  • Резервуаром может служить пробирка или любая альтернатива.
  • В емкость насыпьте сыпучий материал, подойдет даже пшено!
  • Затем отметьте числовые границы. Опустите емкость в жидкость, в месте, где вода будет соответствовать уровню поставьте отметку 1 это будет означать что жидкость имеет концентрацию в 1г/см3.

Виды энергосберегателей

Малосурьмянистые

Это обычный свинцовый представитель автомобильных энергосберегателей. Состоит из свинца, а в пластины добавлен химический элемент — сурьма. Их легко заряжать и у них есть склонность к саморазряду и стремительному выкипанию воды.

Кальциевые

Электропроводящие элементы легированы кальцием, благодаря такому усовершенствованию не требуют постоянного контроля за уровнем электролита. Тряска в машине не повредит энергосберегатель из-за повышенной виброоустойчивости. Его сложно повредить перезарядкой могут выдерживать напряжение до 14,8В.

Из недостатков — слабы в отношении длительных разрядок, если энергия упадет до значения ниже 10,8В необратимо потеряет 50% от своей изначальной емкости. Такой энергосберегатель подойдет для людей, которые часто ездят на дальние расстояния.

Гибридные

Сочетает преимущества малосурьмянистых и кальцевых источников энергии. Выносливые к сильным разрядам и не фатально портятся от вскипания.

Эксплуатация зимой

Перед началам зимнего периода, нужно провести определенную подготовку. Для этого следует постоянно проверять заряд накопителя и концентрацию католита. Чтобы избежать переохлаждения батареи, используйте специальные термокейсы или утепленные одеяла для подкапотных составляющих деталей вашего автомобиля.

Чтобы машина запускалась в холодном январе — утеплите капот! Не забывайте про смену моторного масла, оно должно сохранять свою текучесть и не замерзнуть при минусовой температуре.

Эксплуатация летом

Жара вредит вашему накопителю не меньше, чем экстремальные морозы! В период знойного июля, когда асфальт начинает плавиться, следите за уровнем электролита, если он падает, доливайте дистиллированную жидкость.

При высоких температурах образования водорода внутри устройства батареи становится больше. Следите за вентиляционными каналами, они должны быть чистыми, ничто не должно препятствовать выходу избыточного газа.

Это спасет АКБ от преждевременного завершения эксплуатационного периода! Также летом стоит уделять повышенное внимание избеганию контакта с огнем. Риск взрыва в это время года значительно выше из-за высокой температуры.

Примеры

Чтобы легче понять, работу и тонкости замены католита предлагаем посмотреть видео. На них наглядно видно, как сделать самодельное устройство для замера густоты электропроводной жидкости внутри энергосберегателя.

Стоит помнить о безопасности и правилах эксплуатации — первое поможет избежать травм, а второе не только продлит срок службы АКБ, но и улучшит качество работы батареи!

 

Плотность электролита в аккумуляторе — способы повышения плотности электролита

Аккумуляторная батарея – один из основных элементов автомобиля, отвечающих за пуск двигателя. Значение аккумулятора сложно переоценить, ведь без него невозможно завести мотор, а, значит, машина своим ходом передвигаться не сможет. Именно поэтому АКБ требует к себе особого внимания, исключающего возникновение неприятных ситуаций в виде невозможности совершить запланированную поездку. При этом стоит отметить, что для поддержания работоспособности это важного источника питания не требуется предпринимать каких-то сверхусилий, а достаточно выполнять лишь небольшой комплекс профилактических мер.

Свинцовая аккумуляторная батарея представляет собой гальванический элемент, внутри которого химическая энергия в результате протекающих реакций преобразуется в электрическую. Этот процесс невозможен без электролита – раствора кислоты, обеспечивающего движение заряженных частиц между погруженными в него электродами. Как правило, электролит представляет собой водный раствор серной кислоты определенной плотности. Именно такой параметр как плотность электролита оказывает значительное влияние на работоспособность аккумулятора, поэтому периодически его нужно контролировать.

Измерение плотности электролита в аккумуляторе

Измерить плотность залитого в свинцовый аккумулятор электролита не так уж сложно, однако есть определенные нюансы, связанные с особенностями устройства и принципом работы АКБ. Перечислим некоторые важные моменты, которые надо учесть:

  • 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.
  • 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.
  • 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.

Температура электролита, °С Поправка к показанию денсиметра, г/см3 Температура электролита, °С Поправка к показанию денсиметра, г/см3
-55…-41 -0.05 +5…+19 -0.01
-40…-26 -0.04 +20…+30 0
-25…-11 -0.03 +31…+45 +0.01
-10…+4 -0.02 +46…+60 +0.02

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.

Плотность электролита при 25 °С, г/см3 Температура замерзания, °С Плотность электролита при 25 °С, г/см3 Температура замерзания, °С
1.09 -7 1.22 -40
1.10 -8 1.23 -42
1.11 -9 1.24 -50
1.12 -10 1.25 -54
1.13 -12 1.26 -58
1.14 -14 1.27 -68
1.15 -16 1.28 -74
1.16 -18 1.29 -68
1.17 -20 1.30 -66
1.18 -22 1.31 -64
1.19 -25 1.32 -57
1.20 -28 1.33 -54
1.21 -34 1.40 -37

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). Данная процедура требует больших временных затрат, так как цикл откачки-долива может повторяться несколько раз, пока не будет достигнуто требуемое значение. После каждой корректировки необходимо поставить аккумулятор на зарядку (минимум на 30 минут), а затем дать ему постоять (0.5-2 часа). Эти действия необходимы для лучшего перемешивания электролита и выравнивания плотности в банках.

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.

Как измерить плотность электролита – видео

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе?

Диагностика и ремонт4 марта 2018

Если на машине установлен источник питания обслуживаемого типа, снабженный откручивающимися пробками, автолюбитель может в любой момент проверить плотность электролита в аккумуляторе. Периодические замеры позволяют контролировать работоспособность батареи и поддерживать ее в нормальном техническом состоянии. Отсюда задача данной публикации – рассказать о процедуре измерения и способах корректировки плотности.

Условия проведения замеров

Показателем «здоровья» кислотно-свинцовых аккумуляторов является плотность электролита, измеряемая в граммах на кубический сантиметр (г/см3). Последний представляет собой раствор обессоленной (дистиллированной) воды с концентрированной серной кислотой. Когда источник питания отдает энергию бортовой сети автомобиля, данный параметр снижается, в процессе зарядки и восстановления – повышается.

Благодаря описанному свойству электролитической жидкости техническое состояние обслуживаемого аккумулятора можно контролировать. Когда в одной из секций (в просторечии – банок) плотность раствора остается низкой, невзирая на длительную подзарядку, встает вопрос о работоспособности батареи и необходимости ее замены. Превышение нормы указывает на испарение воды из электролита вследствие постоянного кипения – жидкость становится плотнее.

Справка. В процессе кипения электролита испаряется только вода, серная кислота остается в растворе, но ее концентрация возрастает. Водяной пар выходит наружу через специальный клапан.

Замер плотности производится в определенных условиях:

  • температура электролитической жидкости находится в пределах 20–22 °С;
  • источник питания должен быть полностью заряжен;
  • температура окружающей среды – 20–25 °С.

При соблюдении перечисленных условий нормальный показатель для всех банок исправного аккумулятора составит 1,27–1,29 г/см3, минимально допустимый – 1,25 г/см3. Если не выдержать указанные требования и измерить плотность электролита при более низкой температуре либо на разряженной батарее, то результаты не отразят реальной картины. Полученные значения будут заметно ниже нормы.

Подготовка к проверке

Чтобы добиться максимально точных результатов замеров, выполните ряд подготовительных действий:

  1. Очистите от пыли и грязи поверхность корпуса, где расположены пробки. Задача – избежать попадания мусора внутрь после выкручивания крышек.
  2. Зарядите аккумуляторную батарею до максимума.
  3. В холодный период года аккумулятор придется снять с автомобиля, занести в теплое место и дать корпусу прогреться до комнатной температуры.
  4. Перед подзарядкой выверните пробки и убедитесь, что пластины каждой секции полностью погружены в кислотный раствор. При необходимости долейте дистиллированную воду и произведите зарядку.

Оптимальный уровень электролита над пластинами – 15 мм, минимальный – 1 см. Проверить несложно: опустите в колодец тонкую стеклянную трубку, закройте с другого конца пальцем и вытащите наружу. Высота столба жидкости в трубке покажет реальный уровень над банками.

Из инструментов потребуется специальный прибор для измерения плотности – ареометр. Представляет собой стеклянную колбу с грушей для всасывания жидкости, внутрь помещен прозрачный поплавок с цифровой шкалой. Нехитрый прибор действует по закону Архимеда – чем плотнее раствор, тем сильнее он выталкивает погруженное тело.

Справка. Некоторые необслуживаемые источники питания оснащаются пластиковым глазком, позволяющим наблюдать за состоянием жидкости. Аккуратно демонтировав эту деталь, вы получите доступ хотя бы к одной секции батареи.

Перед измерениями установите источник питания на ровную поверхность либо закрепите в штатном кронштейне автомобиля. Выкрутите все крышки – поскольку секции разделены глухими стенками и не сообщаются между собой, мерить придется в каждом колодце отдельно. Правильно проверить плотность кислотного раствора поможет шкала ареометра – большинство производителей ставят на ней минимальную и максимальную отметку.

Как правильно измерять?

Процесс замера сложности не представляет и выполняется в следующем порядке:

  1. Опустите наконечник в первый открытый колодец, сдавите резиновую грушу и втяните электролит внутрь колбы.
  2. Удерживая ареометр вертикально и не вынимая из отверстия, добейтесь, чтобы поплавок не касался стенок колбы.
  3. Запомните показания и выдавите кислотный раствор обратно в аккумулятор.
  4. Операцию повторите на оставшихся банках.

Совет. Держите под рукой ветошь, чтобы обтирать наконечник от электролита после извлечения из очередного колодца. Используйте резиновые перчатки – жидкость агрессивна и способна разъесть кожу при попадании.

Выполняя измерение плотности электролита в аккумуляторе, записывайте показания по каждой секции. Чтобы освободить руки, аккуратно откладывайте ареометр на ветошь. По окончании замеров хорошенько промойте стеклянные детали прибора проточной водой и переходите к анализу результатов.

Показатель выше нормы

Если в одной либо нескольких банках электролит оказался плотнее нормы, есть повод проверить исправность регулятора напряжения и электрогенератора. Что происходит в батарее: концентрация кислоты в растворе повышается из-за недостатка воды, которая испаряется вследствие кипения. Значит, имеет место так называемая перезарядка – напряжение на клеммах аккумулятора слишком велико.

Восстановить требуемую плотность электролита довольно просто – необходимо добавить в нужные секции дистиллированную воду пользуясь инструкцией:

  1. Измерьте уровень электролита в банке. Если он оказался недостаточным, долейте нужное количество воды и повторите замер плотности.
  2. В случае когда уровень жидкости соответствует норме, доливать дистиллят нельзя. Пользуясь грушей ареометра, отсосите часть раствора и слейте его в стеклянную закрывающуюся емкость.
  3. Доливая порции чистой воды и электролита, добейтесь оптимальной концентрации кислоты в растворе – 1,27 г/см3.

После восстановления нормальной плотности во всех банках аккумулятор рекомендуется дополнительно зарядить малым током – до 3 ампер.

Пониженная плотность раствора

Если проверка ареометром выявила низкую концентрацию кислоты в одной секции, за батареей придется наблюдать. Вполне вероятно, что между пластинами произошло замыкание и срок службы источника питания исчерпан. Вариант второй – сульфатация пластин, возникающая из-за глубокого разряда либо недостаточного напряжения зарядки на автомобиле.

Сделать электролитическую жидкость плотнее можно тремя проверенными способами:

  • испарение лишней воды путем длительной зарядки и медленного кипячения;
  • замещение части кислотного раствора более концентрированным;
  • добавление серной кислоты.

Примечание. Существует способ полной замены жидкости, предусматривающий промывку батареи. Не применяйте его без крайней нужды – в процессе опорожнения свинцовые крошки, осевшие на дне аккумулятора, могут попасть между пластин и устроить замыкание, ведущее к разрушению банки и непригодности источника питания к дальнейшей эксплуатации.

Для реализации первого способа понадобится зарядное устройство, чей ток регулируется вручную. Порядок действий выглядит так:

  1. Определите ток зарядки, взяв 3% от начальной емкости батареи. Пример: аккумулятор на 60 А*ч нужно заряжать силой тока 60 х 0,03 = 1,8 А.
  2. Поставьте автономный источник питания на зарядку и дождитесь появления пузырьков.
  3. Отрегулируйте ток заряда и по мере испарения воды измеряйте плотность. Когда она достигнет нормы, отключите «зарядник».

Если в процессе кипения уровень жидкости сильно понизился, придется купить готовый электролит нормативной плотности 1,27 г/см3 и долить нужное количество в банки.

Замещение кислотного раствора производится по аналогии с доливкой дистиллированной воды. Жидкость отсасывается из колодца грушей, на ее место заливается более плотный раствор, купленный в магазине. В продаже имеются электролиты с показателями 1,34–1,41 г/см3. Затем делается проверка плотности, при необходимости – корректировка и полная зарядка батареи.

Трудность третьего варианта заключается в отсутствии раствора серной кислоты высокой концентрации – отыскать и купить его практически невозможно. Если вам удалось достать указанное химическое вещество, добавляйте его в банки маленькими порциями, буквально по 1 см3, с помощью шприца. Действуйте осторожно и пользуйтесь средствами индивидуальной защиты – серная кислота весьма агрессивна.

как проверить и повысить плотность электролита

Плотность электролита в аккумуляторе является важнейшим параметром для кислотных АКБ. От плотности электролита напрямую зависит срок службы и общая работоспособность батареи, емкость аккумулятора, способность накапливать и удерживать с заряд, а также работать под нагрузкой.

При этом в процессе эксплуатации  плотность в аккумуляторе может меняться, что указывает на необходимость проверки. Далее мы рассмотрим, какая должна быть плотность электролита в аккумуляторе, как проверить плотность аккумулятора, а также как повысить плотность в аккумуляторе при такой необходимости в рамках обслуживания АКБ.

Содержание статьи

Какая плотность должна быть в аккумуляторе автомобиля

Итак, прежде чем рассматривать, какая должна быть плотность электролита и как правильно поднять плотность аккумулятора, важно понимать, что под самой такой плотностью следует понимать удельный вес кислоты в растворе, который залит в банки АКБ. 

Прежде всего, проверка плотности является важным этапом в рамках обслуживания АКБ. Так вот, в свинцовых батареях плотность измеряется в граммах на см3. Показатель плотности пропорционален концентрации раствора, а также зависит от температуры. Чем сильнее нагрет раствор, тем меньшей будет плотность.

При этом плотность электролита указывает на то, в каком состоянии находится АКБ. Как правило, если аккумулятор теряет способность держать заряд, необходимо проверять уровень и состояние электролита в банках. Такая проверка осуществляется ареометром, при этом температура должна быть около 25 градусов Цельсия. Если температура другая, необходимо внести отдельные поправки (можно использовать таблицу).

Идем далее. В процессе эксплуатации АКБ важно, чтобы показатель плотности электролита соответствовали норме, причем с учетом климатических условий.  Это значит, что плотность электролита зимой и летом отличается. Если климат умеренный (нет большой жары и холода), плотность электролита должна быть 1.25-1.27 г/см3. Если в регионе морозы больше -30, тогда значение повышают на 0,01 г/см3 больше, если же стоит сильная жара выше +30, тогда показатель уменьшают на 0,01 г/см3.

Если же морозы сильные (температура опускается до -50 °С), чтобы электролит в АКБ не замерз, в таком случае нужно повышать плотность электролита в аккумуляторе зимой до 1.29 г/см3.

Для наглядности, таблица плотности электролита в аккумуляторе позволяет понять, какой должна быть плотность аккумулятора зимой или летом, в условиях сильной жары или холода, в умеренном климате и т.д. При этом важно учитывать, что чем меньшей будет плотность, тем большим оказывается общий срок службы аккумулятора автомобиля. Это значит, что без необходимости повышать плотность не рекомендуется.

Еще нужно учитывать, что АКБ, установленная на машину, заряжена не на 100%, а на 85-90% от номинальной ёмкости. Это значит, что плотность электролита при замерах зачастую оказывается ниже по сравнению с полностью заряженной АКБ. По указанным выше причинам нужно выбрать значение, которое немного выше (на 0.01), чем приведено в таблице плотности. Такой подход  будет означать, что аккумулятор не замерзнет зимой.

Однако если речь идет о лете, слишком высокая плотность может привести к закипанию электролита в АКБ. Важно соблюдать баланс, так как повышение плотности сокращает срок службы батареи, тогда как понижение приводит к снижению напряжения, аккумулятор хуже крутит стартер, быстрее разряжается и т.д.

Еще добавим, что если зимой температура не падает ниже -30 и летом не повышается выше + 30, тогда изменять стандартное значение плотности аккумулятора не следует. Главное, следить, чтобы это значение постоянно сохранялось.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Итак, номинальная плотность электролита в аккумуляторе зимой составляет 1,27. Если температуры ниже -35, тогда плотность повышается до 1.28 г/см3. При этом дальнейшее увеличение плотности  также не рекомендуется.

Если же плотность снижена, например, до 1.09, тогда электролит замерзнет уже при -7 градусах по Цельсию. Однако, если зимой обнаружено, что плотность понизилась, вместо того, чтобы сразу ее поднимать, нужно сначала хорошо зарядить АКБ от зарядного устройства.

На деле, зимой часто во время коротких поездок аккумулятор не успевает зарядиться, плохо накапливает заряд и т.д. В результате снижается заряд АКБ, а также падает и плотность. При этом плотность  путем доливки кислоты изменять самостоятельно не рекомендуется.

Допускается изменение разве что путем использования дистиллированной воды для коррекции уровня (норма 1.5 см над пластинами в АКБ легковых авто или 3 см. в грузовых авто). При этом если АКБ новая или полностью работоспособная, изменение плотности электролита при  полном разряде и полном заряде должно быть на отметке 0.15-0.16 г/см3.

Еще важно учесть, что нельзя использовать разряженный аккумулятор при минусовой температуре, так как электролит замерзает и разрушаются свинцовые пластины.  На практике, если аккумулятор разряжен на половину зимой и больше чем на четверть летом, АКБ нужно подзарядить.

Что касается плотности аккумулятора летом, обычно банки пересыхают и плотность повышается. С учетом того, высокая плотность плохо влияет на пластины, лучше держать показатель на 0.02 г/см3 ниже оптимального значения в регионах с жарким климатом.

На деле, летом вода из банок АКБ активно испаряется, так как наружная температура воздуха и нагрев под капотом (где зачастую и стоит батарея) также приводят к сильному повышению температуры аккумулятора. В результате аккумулятор «кипит».

При этом понижение плотности не сказывается на качестве отдачи тока при нагреве АКБ. Например, даже при 1,22 г/см3 батарея будет хорошо крутить стартер. Получается, если на улице жарко, уровень электролита понижается и повышается плотность. В свою очередь, высокая плотность «убивает» батарею.

Чтобы этого не произошло, нужно проверять уровень электролита и доливать воду в аккумулятор, понижая плотность и поддерживая нужный уровень раствора в банках, чтобы предотвратить перезаряд и осыпание пластин. При этом следует помнить, что постоянные доливки воды в аккумулятор приводят к тому, что плотность падает.  При низкой плотности дальше пользоваться батареей нельзя, так как требуется повысить плотность электролита в аккумуляторе.

Как проверить плотность в аккумуляторе

Разобравшись с тем, на что влияет плотность в АКБ и какой она должна быть, перейдем к тому, как проверяется плотность в аккумуляторе. Такую проверку нужно выполнять каждые 20-25 тыс. км. пробега, а также  перед наступлением лета и зимы.

Для замера нужен прибор, который называется ареометр (денсиметр). Фактически, это стеклянная трубка с ареометром внутри. На одном конце есть наконечник из резины, а на другом груша.

Для проверки следует поочередно выкручивать крышки банок обслуживаемого аккумулятора, затем погрузить резиновый наконечник в раствор, грушей втянуть электролит. Далее ареометр со шкалой покажет, какова плотность раствора. Чем меньше плотность, тем ниже заряд батареи.

Кстати, еще добавим, что необслуживаемые АКБ проверить данным способом не удается, так как нет прямого доступа к банкам. При этом на таких АКБ есть особый цветовой индикатор  заряда (индикатор плотности) необслуживаемого аккумулятора.

Фактически, если индикатор зеленый, тогда это указывает, что АКБ заряжена на 65 или 100%. Если же плотность низкая и батарею нужно заряжать, тогда индикатор будет черным. Более того, если цвет, например, красный,  тогда это указывает на выкипание воды и необходимость долива. Кстати, на самой АКБ должна быть наклейка, указывающая, о чем говорит цвет индикатора в том или ином случае. 

Теперь вернемся к проверке. Проверка плотности электролита должна производиться на полностью заряженном аккумуляторе. При этом заряжать АКБ можно только тогда, когда уровень в банках в норме.  Другими словами, порядок следующий:

  • сначала корректируется уровень электролита, затем АКБ заряжается полностью;
  • после окончания зарядки и отключения ЗУ также следует дать батарее «устояться» около 2-3 часов.
  • после выполняется проверка плотности электролита в аккумуляторе.

Если долить воду или зарядить АКБ и сразу мерить плотность, данные будут не точными. Также важно измерять плотность при оптимальной температуре воздуха. Если имеют место отклонения, тогда  нужно сверяться с приведенной выше таблицей и вносить поправки.

Когда делается забор электролита, ареометр должен быть в покое и плавать, при этом не касаться стенок. Замеры из каждой банки АКБ следует записать. Важно, чтобы плотность электролита была приблизительно одинаковой во всех банках.

Если замечено, что плотность сильно понизилась в одной банке или нескольких, но не во всех, тогда это указывает на дефекты. Как правило, речь идет о коротком замыкании пластин аккумулятора. Если же плотность упала во всех банках, это указывает на то, что АКБ в глубоком разряде, пластины осыпались или старая батарея отработала свой ресурс.

Для точного определения причины нужно проверить напряжение аккумулятора мультиметром и с нагрузочной вилкой. В случае, когда плотность высокая, это также говорит о проблемах. Как правило, плотность повышается, когда электролит закипает.

Так или иначе, нужна корректировка с использованием корректирующего раствора или дистиллированной воды, после чего выполняется зарядка АКБ номинальным током (около 30 мин), а также затем батарея выдерживается нескольких часов в состоянии покоя. Это нужно, чтобы выровнять плотность в банках. Давайте рассмотрим,  как повысить плотность электролита в аккумуляторе, более подробно.

Как поднять плотность аккумулятора

Прежде всего, важно знать, как правильно поднимать плотность в аккумуляторе. Прежде всего, при работе с электролитом нужно быть предельно осторожным, так как в составе раствора есть серная кислота.

Кислота может вызывать ожоги кожи, слизистых и дыхательных путей. Работать с электролитом нужно в хорошо проветриваемом помещении, надевать перчатки, маску и т.д. Еще нужно учитывать все нюансы и знать, как поднять плотность в аккумуляторе.

Обратите внимание, необходимость это делать возникает в том случае, когда уровень электролита в банках несколько раз корректировался водой  или замеры плотности указывают, что плотность слишком низкая для зимы.

Также повышать плотность нужно после длительных перезарядок аккумулятора. Как правило, поднимать плотность нужно, если интервал заряда и разряда заметно сократился. Для понятия плотности АКБ можно использовать концентрированный электролит (корректирующий раствор электролита) или просто добавить кислоты.

В любом случае, нужно иметь ареометр, мерный стакан, емкость для разведения электролита, корректирующий  раствор электролита или кислоту, дистиллированную воду.

  • В общих чертах, из банки аккумулятора грушей откачивается немного электролита, затем в таком же количестве добавляется корректирующий электролит для поднятия плотности или дистиллированная вода для понижения;
  • Затем АКБ на 30 минут ставится на зарядку от ЗУ, заряжать нужно номинальным током, чтобы жидкость смешалась;
  • Далее батарея отключается от ЗУ, выдерживается пауза около 2-3 часов, чтобы за это время плотность во всех банках выровнялась, вышли пузырьки газов, снизалась температура;
  • Теперь можно снова проверить плотность электролита, при необходимости, повторить процедуру, уменьшая или увеличивая количество;
  • При замерах разница плотности во всех банках не должна быть больше 0,01 г/см3. Если такой плотности не удается добиться, тогда нужно снова делать так называемую выравнивающую зарядку, причем током, который в 2-3 раза меньше номинального тока заряда.

Чтобы было удобнее, рекомендуется заранее изучить, какой объем в см3 в каждой банке конкретного АКБ. Сам электролит имеет состав в следующих пропорциях: 40% серной кислоты на 60% дистиллированной воды. Кстати, пропорции и плотность можно рассчитывать и по формуле, однако на практике проще воспользоваться таким методом:

  • из банки откачивается жидкость и сливается в мерный стакан, что позволяет определить объем;
  • затем сливается половина от полученного количества, а другая заполняется электролитом (стакан нужно покачать для перемешивания).

Если значения плотности все равно низкие, тогда можно долить еще ¼  электролита от выкачанного из банки объема. Такой долив можно производить неоднократно, уменьшая количество в два раза.

При этом, если плотность в аккумуляторе слишком низкая (ниже 1.18), в этом случае недостаточно обычной доливки электролита. В подобной ситуации нужно добавлять кислоту (1.8 г/см3).

Сама процедура аналогична добавке электролита. Единственное, добавлять кислоту в раствор нужно шаг за шагом, так как можно сразу залить большое количество и превысить необходимые показатели. Обратите внимание, во время приготовления раствора в обязательном порядке нужно заливать кислоту в воду. Вливать воду в кислоту запрещается!

Советы и рекомендации

Как показывает практика, срок службы  АКБ (средних по цене) составляет 3-4 года, дорогие аналоги могут  прослужить на 1-2 года больше. При этом такие показатели возможны только в том случае, если соблюдаются правила эксплуатации  и обслуживания, а также оборудование исправно.

Прежде всего, важно не допускать перезаряда аккумулятора или, наоборот, глубокого разряда батареи. Как правило,  сильно посадить аккумулятор может сам владелец. Также к разряду приводят неисправности электрооборудования или ошибки при подключении. Так или иначе, потребители «тянут» заряд даже тогда, когда машина не используется, АКБ садится.  Что касается перезаряда, это может происходить в результате поломок реле-регулятора и т.д.

В любом случае, если аккумулятор необслуживаемый и/или старый (отработал больше 3-х или 4-х лет), тогда пытаться восстановить его работоспособность путем замены электролита не стоит.  Зачастую, в этом случае в банках уже осыпались пластины (частично или полностью). Результат- батарея не будет работать нормально даже со свежим электролитом.

Зачастую, если электролит в аккумуляторе стал коричневым или бурым, в морозы такая батарея если и будет работать, то плохо. Если же электролит почернел,  это указывает на то, что произошло осыпание  пластин и частицы попали в раствор. На деле, площадь поверхности пластин стала меньше. Получается, даже после обслуживания и зарядки получить  необходимые характеристики АКБ не представляется возможным. В таком случае  батарею лучше сразу поменять.

Что в итоге

Как видно, плотность электролита, уровень и его состояние в аккумуляторе  является важнейшими показателями. По этой причине даже не нормально работающих батареях нужно следить за уровнем электролита в банках АКБ, а также  проверять и корректировать плотность при  отклонении от нормы, с учетом климатических условий в регионе и т.д.

Напоследок отметим, что только правильное обслуживание, зарядка и соблюдение правил эксплуатации позволяет максимально повысить эффективность работы и увеличить срок службы аккумулятора автомобиля.

Читайте также

Плотность энергии и удельная энергия батареи

Введение в плотность энергии (по весу и объему) Плотность энергии батареи обычно выражается двумя способами: в форме гравиметрической плотности энергии и в виде объемной плотности энергии . Гравиметрическая плотность энергии или Удельная энергия батареи — это мера того, сколько энергии содержится в батарее по сравнению с ее весом, и обычно выражается в ватт-часах на килограмм (Вт-час / кг) .Объемная плотность энергии или Плотность энергии батареи — это мера того, сколько энергии содержится в батарее по сравнению с ее объемом, и обычно выражается в Вт-часах на литр (Вт-час. / л) . На рис.1 показаны гравиметрическая плотность (удельная энергия) и объемная плотность (удельная энергия) трех батарей. LI-ION GRAVITY

03

Кг) удельная энергия
ТИП ЯЧЕЙКИ NI-MH NI-CD LI-ION

03

55 50 90
ОБЪЕМНАЯ ПЛОТНОСТЬ (Вт-HR / л) 40003 180 140 210
РИС.1.СРАВНЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЭНЕРГИИ (источник: www.ti.com) Как видно на рис. 1, Li-Ion имеет лучшую гравиметрическую плотность по сравнению со значениями Ni-Cd и Ni-MH . Это означает, что устройства, работающие от литий-ионных аккумуляторов, можно сделать намного легче, не жертвуя временем работы. Кроме того, при неизменном весе батареи время работы увеличивается вдвое, если используются литий-ионные батареи. Из-за этого преимущества химия Li-Ion быстро вытесняет Ni-MH в сотовых телефонах и ноутбуках.
Удельная энергия и объемная плотность энергии — критический параметр в фотоэлектрических системах Плотность энергии — одна из многих характеристик батарей, используемых в основном для сравнения одного типа аккумуляторной системы с другим. Плотность энергии является функцией веса батареи, а объемная плотность энергии (в Вт · ч / литр3) — функцией объема батареи. Батарея с более высокой плотностью энергии будет легче, чем батарея аналогичной емкости с более низкой плотностью энергии .Говоря о портативных системах, плотность энергии является критическим параметром, но в обычных фотоэлектрических системах , которые обеспечивают питание стационарного объекта, плотность энергии может быть менее важной. Однако, поскольку транспортировка аккумуляторов в удаленные места обходится дорого, аккумулятор с высокой плотностью энергии обычно является преимуществом.
Плотность энергии не совпадает с плотностью мощности Плотность мощности обычно упоминается в единицах Вт / л или Вт / кг , и ее не следует путать с Плотность энергии , которая выражается как Вт / л или Вт / л .Чтобы лучше объяснить это, Плотность энергии подразумевает, сколько энергии может удерживать батарея . Чем выше плотность энергии, тем меньше время работы от батареи. Примером является литий-ионная химия. С другой стороны, плотность мощности означает, сколько энергии батарея может выдать по запросу. Основное внимание уделяется скачкам мощности, таким как бурение, а не времени работы. Примером является химия на основе никеля. Бутылка для воды Аналогия для объяснения плотности энергии и плотности мощности Размер бутылки аналогичен плотности энергии, а носик аналогичен плотности энергии.Большая бутылка может нести много воды (плотность энергии), в то время как большое отверстие (плотность мощности) может быстро ее опустошить. Большая бутылка с большим отверстием — идеальное и лучшее сочетание.
Стоимость батареи, соответствующая значениям плотности энергии Стоимость — важный фактор при выборе аккумулятора. В таблице ниже представлены стоимость ватт-часа, удельная энергия, т. Е. Ватт-часы на кг, и плотность энергии, т. Е. Ватт-часы / литр для различных типов батарей. длинный
Аккумулятор Тип Стоимость $ за 1 Вт · ч Вт · ч / кг Вт · ч / литр
Свинцово-кислотный 0,17 долл. США 41 100
жизнь 0,19 $ 110 320
Углерод-цинк 0 $.31 36 92
NiMH $ 0,99 95 300
NiCad 1,50 доллара США 39 140
Литий-ионный $ 0,47 128 230
Мы видим, что свинцово-кислотные аккумуляторные батареи возглавляют список недорогих. Литий-ионный аккумулятор является лидером по плотности энергии и стоит $ 0,47 за Вт-ч.
Плотность энергии, сравнение размеров и веса Приведенная ниже сравнительная таблица батарей показывает объемный (т.е.е. плотность энергии) и удельные плотности энергии, показывающие меньшие размеры и меньший вес ячеек.
Рисунок 2: Плотность энергии батареи (источник: www.epectc.com)
Достижения в области плотности энергии и удельной энергии в 2019 году
Licerion аккумулятор от Sion power: Компания Sion Power разработала технологию , которая значительно улучшила энергию и срок службы перезаряжаемых литий-металлических батарей.Более легкие и энергоемкие батареи всегда пользовались спросом и привели к исследованиям и разработкам, проводимым командой Sion Power для создания аккумуляторной батареи Licerion®. Батареи Licerion устанавливают новый стандарт для литиевых батарей, предлагая наивысшее сочетание плотности энергии и удельной энергии. Этот ультратонкий металлический литий-ионный аккумулятор имеет плотность энергии и удельную энергию 500 Втч / кг и 1000 Втч / л.

Разрешение в датчиках QCM для вязкости и плотности жидкостей: применение для свинцово-кислотных аккумуляторов

DOI: 10.3390 / с120810604. Epub 2012 3 августа.

Принадлежности Расширять

Принадлежность

  • 1 Департамент электронных технологий, Университет Виго, кампус Лагоас Маркосенде, Виго 36310, Испания[email protected]
Бесплатная статья PMC

Элемент в буфере обмена

Ана Мария Као-Пас и др. Датчики (Базель). 2012 г.

Бесплатная статья PMC Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

DOI: 10.3390 / с120810604. Epub 2012 3 августа.

Принадлежность

  • 1 Департамент электронных технологий, Университет Виго, кампус Лагоас Маркосенде, Виго 36310, Испания. [email protected]

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Опции дисплея CiteDisplay

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

В аккумуляторных приложениях, особенно в автомобилях, подводных лодках и в системах удаленной связи, состояние заряда (SoC) необходимо для эффективного управления аккумуляторами.Наиболее широко используемый физический параметр для этого — плотность электролита. Однако существует большая зависимость между вязкостью электролита и SoC, чем наблюдаемая для плотности и SoC. В данной статье представлен датчик микровесов на кристаллах кварца (QCM) для измерения плотности электролита и вязкости продукта в свинцово-кислотных аккумуляторах. Датчик калибруется в растворах H (2) SO (4) в диапазоне электролита аккумулятора для получения чувствительности, шума и разрешения. Кроме того, проводятся испытания заряда и разряда в реальном времени, при этом кристалл кварца помещается внутрь батареи.В то же время определяется существующий теоретический «предел разрешающей способности» для измерения квадратного корня из произведения плотность-вязкость [Формула: см. Текст] жидкой среды или наилучшего разрешения, достижимого с помощью генератора QCM. Результаты показывают, что предел разрешения зависит только от характеристик исследуемой жидкости, а не от частоты. Предел разрешения QCM для измерений [Формула: см. Текст] ухудшается при увеличении произведения плотности и вязкости жидкости, но это не может быть улучшено путем увеличения рабочей частоты.

Ключевые слова: измерение плотности-вязкости продукта; частотный шум; свинцово-кислотные батареи; кварцевые микровесы; разрешающая способность; чувствительность; состояние заряда.

Цифры

Рисунок 1.

Электромеханическая модель пьезоэлектрика…

Рисунок 1.

Электромеханическая модель пьезоэлектрического резонатора для микрогравиметрических измерений в жидкости; Поперечное сечение…

Фигура 1.

Электромеханическая модель пьезоэлектрического резонатора для микрогравиметрических измерений в жидкости; Поперечное сечение нагруженного резонатора и эквивалентная схема BVD, модифицированная Мартином и Гранстаффом.

Рисунок 2.

Экспериментальная установка для калибровки…

Рисунок 2.

Экспериментальная установка для калибровки датчика ( a ) Схема подключения,…

Фигура 2.

Экспериментальная установка для калибровки датчика ( a ) Схема подключения, ( b ) Экспериментальный стенд, ( c ) Кристалл кварца во время калибровки растворами серной кислоты.

Рисунок 3.

Изменение частоты колебаний…

Рисунок 3.

Изменение частоты колебаний в зависимости от температуры полностью заряженной батареи (40%…

Рисунок 3.

Изменение частоты колебаний в зависимости от температуры в полностью заряженной батарее (40% серная кислота), Δ f QCM , и компенсация изменения квадратного корня из произведения вязкость-плотность в зависимости от температуры, Δf (T) = Δ f QCM −Δ f ρη (T).

Рисунок 4.

Держатель кварцевого кристалла для…

Рисунок 4.

Держатель кварцевого кристалла для измерения заряда батареи в реальном времени. ( а ) Внешний вид…

Рисунок 4.

Держатель кварцевого кристалла, предназначенный для измерения заряда батареи в реальном времени. ( а ) Внешний вид кристалла в сборе на держателе; ( b ) Деталь области кристалла; ( c ) Воздушная камера для колебаний кристалла.

Рисунок 5.

Датчик QCM, расположенный внутри…

Рисунок 5.

Датчик

QCM помещается внутри батареи во время измерений в реальном времени.

Рисунок 5. Датчик QCM

помещается внутри батареи во время измерений в реальном времени.

Рисунок 6.

Датчик частоты и жидкости QCM…

Рисунок 6.

Частота датчика QCM и температура жидкости во время испытания растворов.

Рисунок 6.

Частота датчика QCM и температура жидкости во время испытания растворов.

Рисунок 7.

Градуировочный график QCM…

Рисунок 7.

Градуировочный график датчика QCM.

Рисунок 7.

Градуировочный график датчика QCM.

Рисунок 8.

Соотношение добротности и…

Рисунок 8.

Связь между добротностью и ρ η.

Рисунок 8.

Соотношение между добротностью и ρη.

Рисунок 9.

Связь между девиацией Аллана и…

Рисунок 9.

Связь между отклонением Аллана и ρ η.

Рисунок 9.

Связь между девиацией Аллана и ρη.

Рисунок 10.

Частота колебаний за четыре дня…

Рисунок 10.

Частота колебаний за четыре дня при погружении резонатора в аккумуляторную батарею…

Рисунок 10.

Частота колебаний в течение четырех дней при погружении резонатора в аккумуляторный элемент полностью заряженного аккумулятора (40% серной кислоты) и температуре электролита.

Рисунок 11.

Частота колебаний за четыре дня…

Рисунок 11.

Частота колебаний в течение четырех дней после температурной компенсации и девиации Аллана.

Рисунок 11.

Частота колебаний в течение четырех дней после температурной компенсации и девиации Аллана.

Рисунок 11.

Частота колебаний за четыре дня…

Рисунок 11.

Частота колебаний в течение четырех дней после температурной компенсации и девиации Аллана.

Рисунок 11.

Частота колебаний в течение четырех дней после температурной компенсации и девиации Аллана.

Рисунок 12.

Частота колебаний и температура…

Рисунок 12.

Частота колебаний и температура датчика QCM во время пробной зарядки.

Рисунок 12.

Частота колебаний и температура датчика QCM во время пробной зарядки.

Рисунок 13.

Частота датчика QCM…

Рисунок 13.

Частота датчика QCM после температурной компенсации по уравнениям (14) — (17) и вариациям…

Рисунок 13.

Частота датчика QCM после температурной компенсации с использованием уравнений (14) — (17) и вариации ρη в процессе заряда.

Рисунок 14.

Частота колебаний и температура…

Рисунок 14.

Частота колебаний и температура датчика QCM при испытании на разряд.

Рис 14.

Частота колебаний и температура датчика QCM при испытании на разряд.

Рисунок 15.

Частота датчика QCM…

Рисунок 15.

Частота датчика QCM после температурной компенсации по уравнениям (14) — (17) и вариациям…

Рисунок 15.

Частота датчика QCM после температурной компенсации с использованием уравнений (14) — (17) и вариации ρη в процессе разряда.

Все фигурки (16)

Похожие статьи

  • Различные экспериментальные результаты влияния угла погружения на резонансную частоту кварцевых микровесов в жидкой фазе: с комментарием.

    Шен Д., Кан Ц., Ли Х, Цай Х, Ван Ю. Шен Д. и др. Анальный Чим Акта. 19 июня 2007 г .; 593 (2): 188-95. DOI: 10.1016 / j.aca.2007.03.059. Epub 2007 1 апреля. Анальный Чим Акта. 2007 г. PMID: 17543606

  • Небольшой объем лабораторных измерений на микросхеме с использованием кварцевых микровесов для измерения произведения вязкости и плотности ионных жидкостей при комнатной температуре.

    Дой Н., Макхейл Дж., Ньютон М.И., Хардакр К., Дж. Р., Макиннес Дж. М., Кувшинов Д., Аллен Р. В.. Дой Н. и др. Биомикрофлюидика. 2010 8 марта; 4 (1): 14107. DOI: 10,1063 / 1,3353379. Биомикрофлюидика. 2010 г. PMID: 20644676 Бесплатная статья PMC.

  • Многоточечный датчик на основе оптического волокна для измерения плотности электролита в свинцово-кислотных аккумуляторах.

    Као-Пас А.М., Маркос-Асеведо Дж., Дель Рио-Васкес А., Мартинес-Пеньялвер С., Лаго-Феррейро А., Ногейрас-Мелендес А.А., Доваль-Гандой Дж.Cao-Paz AM, et al. Датчики (Базель). 2010; 10 (4): 2587-608. DOI: 10,3390 / s100402587. Epub 2010 25 марта. Датчики (Базель). 2010 г. PMID: 22319262 Бесплатная статья PMC.

  • Кварцевые микровесы с электронными интерфейсными системами: обзор.

    Аласси А., Бенаммар М., Бретт Д. Аласси А. и др. Датчики (Базель). 2017 5 декабря; 17 (12): 2799. DOI: 10,3390 / s17122799.Датчики (Базель). 2017 г. PMID: 29206212 Бесплатная статья PMC. Рассмотрение.

  • Кварцевые микровесы: полезный инструмент для изучения тонких полимерных пленок и сложных биомолекулярных систем на границе раздела раствор-поверхность.

    Маркс К.А. Маркс К.А. Биомакромолекулы. 2003 сентябрь-октябрь; 4 (5): 1099-120. DOI: 10.1021 / bm020116i. Биомакромолекулы. 2003 г. PMID: 12959572 Рассмотрение.

Процитировано

8 статей
  • Датчик измерения вязкости: прототип нового медицинского диагностического метода на основе кварцевого резонатора.

    Миранда-Мартинес А., Ривера-Гонсалес М.Х., Зейноун М., Карвахаль-Аумада, Л.А., Серрано-Ольмедо Дж. Дж. Миранда-Мартинес А. и др.Датчики (Базель). 2021 г., 13 апреля; 21 (8): 2743. DOI: 10,3390 / s21082743. Датчики (Базель). 2021 г. PMID: 33924605 Бесплатная статья PMC.

  • Обнаружение белков без этикеток с помощью микроакустического биосенсора в сочетании с сортировкой по электрическому полю. Теоретическое исследование на моделях мочи.

    Мухин Н., Коноплев Г., Осеев А., Шмидт М.П., ​​Степанова О., Козырев А., Дмитриев А., Хирш С. Мухин Н. и др.Датчики (Базель). 2021 6 апреля; 21 (7): 2555. DOI: 10,3390 / s21072555. Датчики (Базель). 2021 г. PMID: 33917374 Бесплатная статья PMC.

  • Высокочувствительный двойной электрохимический контроль качества для надежных трехэлектродных измерений.

    Тот Д., Каспер М., Алик И., Авадейн М., Эбнер А., Бейни Д., Грамсе Дж., Кинбергер Ф. Tóth D, et al. Датчики (Базель). 2021, 7 апреля; 21 (8): 2592.DOI: 10,3390 / s21082592. Датчики (Базель). 2021 г. PMID: 33917195 Бесплатная статья PMC.

  • Улучшенные характеристики измерения индуктивности двойного кварцевого преобразователя.

    Матко В, Миланович М. Матко В. и др. Датчики (Базель). 2019 11 мая; 19 (9): 2188. DOI: 10,3390 / s188. Датчики (Базель). 2019. PMID: 31083570 Бесплатная статья PMC.

  • Платформа из фторированного MOF для выборочного удаления и определения SO 2 из дымовых газов и воздуха.

    Tchalala MR, Bhatt PM, Chappanda KN, Tavares SR, Adil K, Belmabkhout Y, Shkurenko A, Cadiau A., Heymans N, De Weireld G, Maurin G, Salama KN, Eddaoudi M. Tchalala MR, et al. Nat Commun. 2019 22 марта; 10 (1): 1328. DOI: 10.1038 / s41467-019-09157-2. Nat Commun. 2019. PMID: 302 Бесплатная статья PMC.

Рекомендации

    1. Линден Д., Редди Т. Справочник батарей. Макгроу Хилл; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2002.
    1. Мозли П.Т., Гарче Дж., Паркер К.Д., Рэнд Д.А.Дж. Свинцово-кислотные аккумуляторы с клапанным регулированием. Эльзевир; Амстердам, Нидерланды: 2004.
    1. Арнау А. Обзор интерфейсных электронных систем для микровесов из кристаллов кварца с разрезом в жидкостях.Датчики. 2008. 8: 370–411. — ЧВК — PubMed
    1. Зауэрбрей К.Г. Verwendung von Schwingquarzen zur Wägung dünner Schichten und zur Mikrowägung.Z. Phys. 1959; 155: 206–222.
    1. Канадзава К.К., Гордон Дж.Г. Частота контакта кварцевых микровесов с жидкостью. Анальный. Chem. 1985; 57: 1770–1771.

Показать все 22 ссылки

Типы публикаций

  • Поддержка исследований, Non-U.С. Правительство

LinkOut — дополнительные ресурсы

  • Источники полных текстов

  • Другие источники литературы

Что такое аккумулятор с высокой плотностью энергии?

Плотность энергии батарей может отображаться двумя разными способами: гравиметрическая плотность энергии и объемная энергия плотность.

Гравиметрическая плотность энергии — это мера того, сколько энергии содержится в батарее по отношению к ее весу.Это измерение обычно выражается в ватт-часах на килограмм ( Вт-час / кг). С другой стороны, объемная плотность энергии сравнивается с ее объемом и обычно выражается в ватт-часах на литр ( Вт-час / л). Обычно мы называем плотность энергии батареи гравиметрической (весовой) плотностью энергии, а ватт-час — это мера электрической энергии, эквивалентная одному часу, одному ватту потребления.

Напротив, плотность мощности батареи является мерой того, насколько быстро может быть доставлена ​​энергия, а не сколько доступно накопленной энергии.Плотность энергии часто путают с плотностью мощности, поэтому важно понимать разницу между ними.

Формула расчета

Плотность энергии батареи можно просто рассчитать по следующей формуле: Номинальное напряжение батареи (В) x номинальная емкость батареи (Ач) / вес батареи (кг) = удельная энергия или удельная энергия (Втч / кг).

Плотность энергии LiCo и LiFePO4 аккумуляторов

Вообще говоря, батареи LiCo имеют удельную энергию 150-270 Втч / кг.Их катод состоит из оксида кобальта и типичного углеродного анода со слоистой структурой, которая перемещает ионы лития от анода к катоду и обратно. Эта батарея популярна благодаря своей высокой плотности энергии и обычно используется в потребительских товарах, таких как сотовые телефоны и ноутбуки.

Аккумуляторы

LiFe , напротив, имеют плотность энергии 100-120 Втч / кг. Хотя это меньше, чем у LiCo батарей, он все же считается более высоким в категории аккумуляторных батарей.В LiFe-батареях используется фосфат железа для катода и графитовый электрод в сочетании с металлической подложкой для анода. Они идеально подходят для тяжелого оборудования и промышленного применения, поскольку лучше выдерживают высокие и низкие температуры.

Заключение

Что касается одиночного элемента, положительные и отрицательные материалы и производственный процесс батареи будут влиять на плотность энергии, поэтому необходимо разработать более разумные материалы и лучшую технологию производства, чтобы получить более эффективную батарею.

Grepow не только производит батареи LiCo и LiFe, но также производит полутвердые батареи с высокой плотностью энергии 275 ~ 300 Втч / кг , что выше, чем у двух ранее упомянутых батарей, и 15 Снижение веса на % по сравнению с обычными аккумуляторами той же емкости. Это будет идеальный выбор для моделей, которым требуется меньшего веса и более долговечная .

Видео

Аккумулятор Monday Channel

Grepow ‘ Battery Monday Channel посвящен знаниям об аккумуляторах и совету по аккумуляторам.Если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме ( Что такое батарея с высокой плотностью энергии? ) или вы хотите узнать о каких-либо вещах, связанных с батареями, свяжитесь с нами по электронной почте [email protected] .

Официальный сайт Grepow: https://www.grepow.com/

Grepow Facebook: https://www.facebook.com/grepowbattery

Grepow Linkedin: батарея Grepow

Оптимизация для максимальной удельной плотности энергии литий-ионной батареи с использованием метода поверхности с прогрессивным квадратичным откликом и плана экспериментов

Литий-ионные батареи (LIB) из-за их высокой теоретической плотности энергии и длительного срока службы широко используются в качестве аккумуляторных батарей.Спрос на LIB большой мощности и большой емкости резко вырос из-за растущего спроса на электромобили и накопители энергии 1,2,3 . Чтобы удовлетворить эту тенденцию, необходимо повысить плотность энергии LIB. Для этого исследуются и разрабатываются новые электродные материалы. Однако разработка новых электродных материалов требует значительного времени и усилий; поэтому многие исследователи в настоящее время проводят исследования по этому же вопросу.

Таким образом, одним из способов снижения затрат на исследования и разработки является оптимизация конструктивных параметров существующих электродных материалов, таких как пористость и толщина, для увеличения мощности и емкости LIB 4,5,6,7,8,9 , 10,11,12,13,14,15 .Крайне важно оптимизировать переменные конструкции для достижения целевой производительности, потому что мощность и емкость имеют компромиссное соотношение. Однако взаимосвязь между конструктивными параметрами и характеристиками литий-ионных батарей очень нелинейна; поэтому их сложно сконструировать экспериментально. Чтобы преодолеть эти трудности, оптимизация с использованием численных моделей, учитывающих электрохимические реакции, является эффективным методом. Недавние исследования были проведены для оптимизации переменных конструкции элементов с использованием численных моделей для проектирования батарей большой мощности / большой емкости 4 .

Ранее Ньюман провел параметрическое исследование с использованием графика Рагона, чтобы максимизировать удельную плотность энергии батареи 5,6,7,8,9,10,11 . График Рагона — это простой график, который показывает взаимосвязь между удельной энергией и удельной мощностью клетки. Дойл и др. разработал электрохимическую модель для прогнозирования характеристик заряда и разряда батареи с использованием теории пористого электрода и теории концентрированного раствора. Это послужило основой для последующих исследований по оптимизации LIB 5 .В ходе параметрического исследования Дойл и Ньюман сравнили удельную плотность энергии ячеек, состоящих из электродов разной толщины, пористости и электролитов, и предложили оптимизированный элемент, используя график Рагона 6,7,8 . Сринивасан и Ньюман оптимизировали пористость и толщину положительного электрода для различных скоростей углерода, сохранив при этом соотношение емкостей двух электродов, толщину и пористость сепаратора, а также пористость отрицательного электрода 9 .Christensen et al. оптимизировали толщину и пористость отрицательных электродов из титаната лития (LTO) для электромобилей и использовали график Рагона для прогнозирования энергетических характеристик 10 . Стюарт и др. улучшен график Рэгона с учетом импульсных характеристик гибридного электромобиля (HEV) и оптимизировано удельное отношение мощности к энергии аккумуляторного элемента HEV 11 . Appiah et al. оптимизировали толщину и пористость LiNi 0,6 Co 0,2 Mn 0.2 O 2 катод с помощью параметрического исследования с использованием графика Рагона 12 . Однако получение оптимальных переменных с использованием графика Рагона и параметрического исследования может быть дорогостоящим в вычислительном отношении; поэтому необходимы исследования с использованием методов численной оптимизации.

Например, Xue et al. отобрали 12 проектных переменных, включая пористость электрода, коэффициент диффузии и различные коэффициенты углерода, и рассчитали градиент с помощью метода комплексной ступенчатой ​​аппроксимации. Затем они оптимизировали удельную плотность энергии, используя методы последовательного квадратичного программирования 13 .Golmon et al. разработали многомасштабную модель батареи, которая дополнительно учитывала микромасштаб, использовала сопутствующий анализ чувствительности для расчета градиента и оптимизировала емкость батареи 14 . Чанхун Лю и Линь Лю оптимизировали потерю емкости аккумулятора с помощью алгоритма на основе градиента, называемого поиском нескольких начальных точек, и улучшили потерю емкости элемента на 22% 15 . Однако оптимизация на основе градиента — сложный процесс, требующий различных этапов вычислений и времени.Кроме того, он чувствителен к числовому шуму, и результаты оптимизации сходятся к локальному оптимуму 16 .

Чтобы избежать недостатков оптимизации на основе градиента, исследователи изучили множество алгоритмов, не требующих вычисления градиента 17,18,19 . Среди них метод поверхности прогрессивного квадратичного отклика (PQRSM) является одним из методов последовательной приближенной оптимизации (SAO), который может быть эффективно применен к нелинейным задачам без градиентных вычислений 20 .Кроме того, PQRSM применяет алгоритм доверительной области, который гарантирует слабую глобальную сходимость и имеет низкую вероятность сходимости по локальному оптимуму 21,22,23 . Кроме того, в отличие от параметрического исследования с использованием графика Рагона, которое требует сотен симуляций для анализа одной ячейки, PQRSM требует меньше вычислений для получения оптимальных результатов. Для этих преимуществ PQRSM использовался в различных областях техники; однако он никогда не применялся для оптимизации LIB 24,25 .

В этом исследовании оптимизация максимальной удельной плотности энергии ячейки LIB выполняется с использованием плана экспериментов, PQRSM и электрохимической модели LIB, которая используется для расчета удельной плотности энергии и удельной плотности мощности. Во-первых, был проведен план экспериментов (DOE) для анализа чувствительности восьми факторов конструкции ячейки, включая толщину анода, толщину катода, толщину сепаратора, пористость анода, пористость катода, пористость сепаратора, размер частиц анода и размер частиц катода.Расчетные факторы, чувствительные к удельной плотности энергии и удельной плотности мощности, были выбраны в качестве проектных переменных посредством анализа чувствительности DOE. PQRSM, который гарантирует слабую глобальную сходимость и не требует вычисления градиента, использовался в качестве алгоритма оптимизации для максимизации удельной плотности энергии LIB. После оптимизации различия в удельной плотности энергии и удельной плотности мощности исходной и оптимизированной ячейки сравнивались с помощью разряда постоянного тока.Это подтвердило превосходство оптимизированного результата дизайна.

Цифровой аккумуляторный ареометр — портативный плотномер

Технические характеристики

Диапазон измерений Плотность: 0,000 — 2,000 г / см3
Температура образца: 0 ° — 40 ° C (32 ° — 104 ° F)
Вязкость: 0 — 2000 мПа
Точность Плотность: 0,001 г / см3
Температура: ± 0,2 ° C (± 0,4 ° F)
Разрешение 0.0001 г / см3
Минимальный объем пробы 2 мл
Связь Интерфейс IrDA
Дисплей ЖК-дисплей с подсветкой
Внутренняя память 1100 Результаты
Операционная среда 10-50 ° C (-15-122 ° F)
Требования к питанию (2) Батарейки AAA
Размеры 229 x 114 x 64 мм (9 x 4.5 x 2,5 дюйма)
Вес 360 г (2,7 унции)
Размеры пробирки 140 x 3,175 мм / 5,5 x 1/8 дюйма Диаметр
* Возможна нестандартная длина

Часто задаваемые вопросы

Каков диапазон измерений цифрового ареометра / плотномера SG-Ultra?
Диапазон плотности 0,000-2,000 г / см3

Как SG-Ultra взаимодействует?
SG-Ultra использует инфракрасную связь по ассоциации данных (IrDA)

Сколько измерений сохраняет SG-Ultra?
SG-Ultra сохраняет внутри до 1100 результатов

Каково обслуживание цифрового ареометра SG-Ultra?
Техническое обслуживание зависит от использования и ухода.Устройство следует очищать после каждого использования. Расходные детали (насос, трубки, шайбы) SG-Ultra следует тщательно контролировать и при необходимости регулярно заменять

Когда мне нужно калибровать?
Цифровой ареометр рекомендуется калибровать ежегодно.

Поставляется ли SG-Ultra с программным обеспечением?
Программное обеспечение Excel с поддержкой макросов входит в стандартную комплектацию (32-битный офис). При покупке с IBEX-Pro или Ultra доступен адаптер для использования с Exmons Ultra Plus.Программное обеспечение Exmons позволяет объединить измерения удельного веса и температуры с данными о внутреннем сопротивлении и напряжении, полученными с помощью тестеров серии IBEX.

Сколько времени требуется SG-Ultra для отображения результатов измерений?
Время измерения зависит от прибора и температуры образца. Образец должен уравновеситься внутри измерительной ячейки. Обычно этот процесс занимает всего несколько секунд, но в некоторых ситуациях может занять до минуты

Емкость аккумулятора | PVEducation

«Емкость батареи» — это мера (обычно в ампер-часах) заряда, накопленного в батарее, и определяется массой активного материала, содержащегося в батарее.Емкость аккумулятора представляет собой максимальное количество энергии, которое может быть извлечено из аккумулятора при определенных условиях. Однако фактические возможности аккумулирования энергии аккумулятора могут значительно отличаться от «номинальной» номинальной емкости, поскольку емкость аккумулятора сильно зависит от возраста и прошлой истории аккумулятора, режимов зарядки или разрядки аккумулятора и температуры.

Единицы емкости аккумулятора: ампер-часы

Энергия, запасенная в батарее, называемая емкостью батареи, измеряется в ватт-часах (Втч), киловатт-часах (кВтч) или ампер-часах (Ач).Наиболее распространенной мерой емкости батареи является Ач, определяемая как количество часов, в течение которых батарея может обеспечивать ток, равный скорости разряда при номинальном напряжении батареи. Единица измерения в ампер-часах обычно используется при работе с аккумуляторными системами, так как напряжение аккумулятора будет меняться в течение цикла зарядки или разрядки. Емкость Втч может быть приблизительно равна емкости Ач путем умножения емкости АН на номинальное (или, если известно, среднее по времени) напряжение батареи. Более точный подход учитывает изменение напряжения путем интегрирования емкости AH x V (t) за время цикла зарядки.Например, 12-вольтовая батарея емкостью 500 Ач позволяет хранить энергию примерно 100 Ач x 12 В = 1200 Втч или 1,2 кВтч. Однако из-за большого влияния скорости зарядки или температуры для практического или точного анализа производители аккумуляторов предоставляют дополнительную информацию об изменении емкости аккумулятора.

Влияние скорости зарядки и разрядки на емкость

Скорость зарядки / разрядки влияет на номинальную емкость аккумулятора. Если аккумулятор разряжается очень быстро (т.е.е., ток разряда высокий), то количество энергии, которое может быть извлечено из батареи, уменьшается, и емкость батареи ниже. Это связано с тем, что компоненты, необходимые для возникновения реакции, не обязательно имеют достаточно времени, чтобы переместиться в свои необходимые положения. Только часть всех реагентов превращается в другие формы, и поэтому доступная энергия снижается. В качестве альтернативы, если батарея разряжается очень медленно с использованием низкого тока, из батареи может быть извлечено больше энергии и емкость батареи выше.Следовательно, емкость аккумулятора должна включать скорость зарядки / разрядки. Обычный способ определения емкости батареи — это указать емкость батареи как функцию времени, которое требуется для полной разрядки батареи (обратите внимание, что на практике батарея часто не может быть полностью разряжена).

Температура

Температура батареи также влияет на энергию, которая может быть извлечена из нее. При более высоких температурах емкость аккумулятора обычно выше, чем при более низких температурах.Однако намеренное повышение температуры батареи не является эффективным методом увеличения емкости батареи, так как это также сокращает срок службы батареи.

Возраст и история батареи

Возраст и история батареи сильно влияют на ее емкость. Даже если следовать спецификациям производителя в отношении DOD, емкость аккумулятора будет оставаться на уровне номинальной емкости или приближаться к нему в течение ограниченного числа циклов зарядки / разрядки. История батареи оказывает дополнительное влияние на емкость, так как если батарея была взята ниже ее максимального DOD, то емкость батареи может быть преждевременно уменьшена, и номинальное количество циклов заряда / разряда может быть недоступно.

Электроинструменты

: в чем разница между мощностью и энергией?

Когда дело доходит до батарей, часто считается, что энергия и удельная мощность — одно и то же — батарея с высокой плотностью энергии также будет мощной батареей. На самом деле плотность энергии и удельная мощность — это очень разные вещи. Плотность энергии относится к количеству энергии, которое может храниться на единицу батареи, тогда как плотность мощности относится к максимальному количеству энергии, которое может быть разряжено на единицу батареи.Хотя плотность энергии является более часто используемым показателем для определения производительности батареи, плотность мощности по-прежнему является важным показателем, который следует учитывать при разговоре об энергетических системах. Понимание взаимосвязи между этими двумя вещами имеет важное значение, поскольку помогает определить, какой тип батареи необходим для различных продуктов.

Плотность энергии в зависимости от плотности мощности

* https: //www.tecategroup.com/products/ultracapacitors/ultracapacitor-FAQ.php

По сути, основное различие между плотностью энергии и плотностью мощности состоит в том, что батареи с более высокой плотностью энергии смогут хранить большее количество энергии, в то время как батареи с более высокой плотностью мощности будут способны выделять большее количество энергии намного быстрее. В зависимости от типа инструмента, на который подается питание, потребуются разная степень плотности энергии и удельной мощности. Возьмем, к примеру, мобильный телефон. Телефонам не нужно огромное количество энергии, чтобы оставаться работоспособными, вместо этого им нужна энергия, чтобы постоянно разряжаться в течение продолжительных периодов времени.Это означает, что им в основном нужны батареи с высокой плотностью энергии. С другой стороны, электроинструменты, такие как лобзики и циркулярные пилы, нуждаются в батареях, которые могут высвободить много энергии за один раз, но в то же время требуют, чтобы у батареи был большой бензобак, а это означает, что батареи, используемые для питания электроинструментов. должны быть высокими как по энергии, так и по удельной мощности.

При тестировании аккумуляторов электроинструментов их нельзя оценивать с помощью тех же средств, что и аккумуляторы для телефонов, поскольку характер использования этих продуктов совершенно другой.Телефоны используются с относительно постоянной частотой и, таким образом, проходят относительно последовательные циклы зарядки и разрядки: ваш телефон остается включенным и используется в течение дня, затем он заряжается ночью, и цикл повторяется снова изо дня в день. Электроинструменты, с другой стороны, часто не используются в обычных схемах, как телефоны, а вместо этого используются короткими импульсами высокой выходной мощности, что делает их циклы разряда намного более спорадическими и непредсказуемыми. Таким образом, там, где телефоны могут быть протестированы с помощью традиционных методов переключения батарей, которые отслеживают профили заряда и разряда постоянного тока и постоянного напряжения, при тестировании батарей для электроинструментов должна быть принята более динамичная система, которая учитывает множество переменных, которые могут иметь значение тестирование этих видов продукции.

Динамический цикл

Другие технологии также имеют более динамические циклы разряда; аккумуляторы для электромобилей — один из таких примеров. Испытательное оборудование, такое как Арбина , , должно быть в состоянии проверять нерегулярные циклы зарядки и разрядки. Это позволяет тестировать электроинструменты или аккумуляторы электромобилей в реальных условиях. Оборудование Arbin гарантированно дает точные и реалистичные симуляции, независимо от типа тестируемого продукта. Используя настоящую биполярную схему , , наши испытательные системы имеют линейность с нулевым переходом и нулевое время переключения между зарядкой и разрядкой, что имеет решающее значение для более динамичного и точного тестирования аккумуляторов.

Если посмотреть на то, что динамические циклы будут означать для электромобилей, ездовые циклы электромобилей имеют мгновенные переходы между ускорением в гору и рекуперативным торможением при спуске; торможение на светофоре, при котором аккумулятор слегка заряжается, до ускорения, когда он становится зеленым, что требует большой мощности.

Точно так же электроинструменты должны работать с постоянной скоростью, как вращение дрели, но затем внезапно иметь возможность продолжать работу при столкновении с сопротивлением — например, когда они вдавливаются в бетон или плотную древесину, чтобы просверлить отверстие.Этот профиль разряда имеет большие, но относительно короткие периоды высокой выходной мощности и все же требует нескольких часов повторяющейся операции этого типа.

С более чем 90 предопределенными метапеременными и десятком настраиваемых, доступных пользователям, наши системы тестирования могут быть полностью определены и настроены для обеспечения максимально точного моделирования использования батареи. Программное обеспечение «Моделирование» Arbin также обеспечивает интуитивно понятный интерфейс, который позволяет напрямую загружать профиль данных в программу для моделирования без какого-либо дополнительного программирования.

Заключение

Электроинструмент работает так же хорошо, как и аккумулятор, который он держит, поэтому очень важно, чтобы электроинструмент был оснащен аккумуляторами, которые могут обеспечить необходимую производительность в соответствии с той функцией, для которой предназначен инструмент. В Arbin мы не только можем предоставить неизменно точную систему тестирования аккумуляторов, наши системы лучше всего реагируют на моделирование очень динамичных циклов срока службы аккумуляторов, что является ключом к правильному воспроизведению уникальных реальных тестовых профилей мощности. инструменты, электромобили и другие приложения, которым нужен не только постоянный ток.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.