ПОЛЕЗНОЕ ПРО АККУМУЛЯТОРЫ

Что такое сульфатация свицово-кислотных аккумуляторов и как с ней бороться?

Сульфатация происходит, когда свинцово-кислотный аккумулятор регулярно не заряжается полностью. Такой режим типичен как для стартерных батарей в автомобилях, так и в автономных системах электроснабжения, где полный заряд аккумуляторов может отсутствовать довольно длительное время.

Свинцово-кислотные аккумуляторы должны периодически заряжаться в течение 14-16 часов для полного заряда. На нашем сайте есть очень полезный для понимания процесса и скорости заряда график, отображающий требуемое минимальное время заряда для достижения определенной степени заряженности.

Сульфатация пластин аккумулятора

Сульфатация — одна из причин преждевременного выхода из строя аккумуляторов. В маркетинговых материалах и спецификациях указываются сроки службы аккумуляторов в годах или циклах. Но эти сроки достижимы только при соблюдении условий эксплуатации аккумуляторных батарей и при их регулярном полном заряде и периодическом проведении контрольно-тренировочных циклов. Срок службы в годах обычно указывается для буферных режимов, когда аккумулятор обычно разряжается неглубоко (на 10-15%) и редко на 50% и более. Остальное время аккумулятор находится на подзаряде.

В циклах срок службы считается при цикличных зарядах-разрядах глубиной 30% и более. Именно в цикличных режимах наиболее вероятна сульфатация. (See 403: Charging Lead Acid.)

В системах с солнечными батареями и ветроустановками свинцово-кислотные аккумуляторы далеко не всегда получают полный заряд. Поэтому важно соблюдать баланс генерируемой и потребляемой энергии и регулярно давать аккумуляторам полный заряд в течение длительного времени. Такие режимы в автономной системе довольно трудно соблюсти, поэтому в таких системах рекомендуется применение специальных аккумуляторов — или литий-железо-фосфатных, или свинцово-кислотных, стойких к глубокому разряду. Именно хронический недозаряд является основной причиной преждевременного выхода из строя свинцово-кислотных аккумуляторов в автономных системах электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии.

Литиевые аккумуляторы обычно дороже, требуют системы для балансирования напряжения на ячейках аккумулятора и более требовательны к температуре эксплуатации. Например, есть отличия при заряде свинцово-кислотных и литиевых аккумуляторов при отрицательной температуре. Свинцово-кислотные аккумуляторы хуже принимают заряд при низких температурах, КПД заряда падает, но такой заряд не повреждает аккумуляторы. При разогреве аккумулятора (зачастую может для этого хватить самого зарядного тока) эффективность заряда повышается. Литиевые аккумуляторы нельзя заряжать при отрицательных температурах, иначе они необратимо повреждаются (исключение составляют литий-титанатные аккумуляторы, но они в 2-3 раза дороже лиферных). Поэтому перед зарядом литиевые аккумуляторы обязательно нужно подогреть до положительных температур и только после этого подавать на них зарядный ток.

Что же такое сульфатация?

Во время разряда свинцово-кислотных аккумуляторов образуются маленькие кристаллы сульфатов, это нормально и не опасно для аккумулятора. Проблема возникает, когда аккумулятор находится в разряженном состоянии долго. При этом аморфные сульфаты преобразуются в стабильные кристаллы и откладываются на отрицательных пластинах аккумулятора. Такие отложения снижают площадь активной поверхности электродов, плотность электролита (раствора серной кислоты) и ведут к снижению эффективности работы аккумулятора.

Как известно, внутри аккумулятора залит электролит, который собой представляет смесь серной кислоты и дистиллированной воды. Когда аккумулятор заряжается, на пластинах в нем накапливаются активные вещества, на отрицательной свинец, а на положительной окись свинца. В ходе течения данного процесса происходит поглощение дистиллированной воды, а вместе с тем возрастает плотность кислоты АКБ. Важно: Идеальной считается плотность кислоты аккумулятора на уровне в 1,27 г/см3. В процессе разряда автомобильного аккумулятора накопленные активные вещества используются, вследствие чего возникает сульфат свинца, который и оседает небольшими частицами на пластинах АКБ, «запечатывая» их.

Есть 2 типа сульфатации — обратимая (или «мягкая» сульфатация) и необратимая («жесткая» сульфатация). Если батарею обслужить вовремя, можно убрать обратимую сульфатацию путем полного заряда и далее заряда небольшим током (примерно 200 мА) в течение длительного времени. Существуют также специальные режимы импульсного заряда, которые улучшают десульфатацию. Солнечные контроллеры почти все имеют режим импульсного заряда на конечной стадии заряда, потому что они ограничивают зарядное напряжение за счет того, что подают ток от солнечной батареи на аккумулятор импульсами. Про этом подробно написано на нашем сайте в статье про эффект ШИМ модуляции тока заряда на долговечность и «здоровье» свинцово-кислотных аккумуляторов.

На каждом элементе свинцово-кислотной батареи для десульфатации должно поддерживаться напряжение от 2,5 до 2,66 В/элемент в течение 24 часов. Для 12В батареи это соответствует напряжению от 15 до 16В. Увеличение температуры электролита при таком заряде до 50–60°C (122–140°F) помогает более эффективно растворять кристаллы сульфатов.

Необратимая сульфатация происходит, если АКБ находится в разряженном состоянии в течение нескольких дней или недель. Такую сульфатацию практически невозможно растворить. Процесс необратимой сульфатации не всегда имеем место при длительном нахождении в разряженном состоянии — зачастую новые аккумуляторы можно восстановить даже после месяцев нахождения в разряженном состоянии. Поэтому есть и другие факторы, влияющие на процесс восстановления.

Существенным индикаторов того, может ли аккумулятор быть восстановлен, является его кривая напряжения при разряде. Если полностью заряженная батарея способна поддерживать стабильное напряжение при разряде, то шансы на ее восстановление больше, чем у батареи, которая сразу и быстро снижает напряжение при разряде.

Сульфатация пластин аккумулятора — причины

Основной причиной сульфатации является глубокий разряд аккумулятора, но вовсе не единственной. Рассмотрим подробно все имеющиеся причины:

Глубокий разряд аккумулятора. Если проанализировать описанный выше процесс налипания на пластины аккумулятора «кристаллов», можно сделать вывод, что при глубоком разряде АКБ сульфатация возникает непременно. Исправить ситуацию позволит полный заряд аккумулятора, но даже при нем батарея немного потеряет в емкости. Важно знать, что допустив 1-3 раза полный разряд аккумулятора, можно сразу искать ему замену, поскольку больше необходимую емкость он набрать не сможет.

Низкие температуры и короткие заряды. Как таковая низкая температура не сказывается на процессе сульфатации пластин, но она влияет косвенно. В холод аккумулятор хуже заряжается. Особенно данная проблема актуальна, когда речь идет о коротких зарядах при низкой температуре, которые имеют место в основном зимой при заряде от солнечных батарей. Поэтому практически все солнечные фонари и дорожные знаки с питанием от солнечных батарей, в которых устанавливались свинцово-кислотные аккумуляторы, не пережили первую зиму. Аккумулятор не успевает достаточно прогреться и зарядиться

Высокая температура. Не только низкая температура окружающей среды негативно сказывается на аккумуляторе, но и высокая. В жаркое время года аккумулятору приходится работать при температуре выше 40 градусов по Цельсию. Из-за столь высоких температур все химические процессы в нем протекают быстрее, в том числе и сульфатация. Поэтому в жаркое время года рекомендуется поддерживать аккумулятор максимально заряженным, чтобы на пластинах не образовывался налет.

Использование концентрированного электролита или серной кислоты. Некоторые владельцы пытаются устранить скопившийся на пластинах налет при помощи концентрированной серной кислоты или электролита. Так делать ни в коем случае нельзя. Таким образом не удастся «растопить» образовавшиеся «кристаллы», а только усугубится процесс их формирования;

Хранение разряженного аккумулятора. Химические процессы в аккумуляторе не останавливаются, даже когда он отключен от потребителя. Соответственно, если поставить батарею на хранение разряженной на несколько месяцев, она за это время потеряет некоторую емкость. Как мы выяснили выше, при потере емкости и происходит налипание на пластины сульфата свинца, то есть процесс сульфатации. А поскольку отсутствует заряд аккумулятора, «растапливаться кристаллы» не будут, и велик риск возникновения критической сульфатации, при которой восстановить емкость батареи более не удастся.

Как можно видеть из описанного выше, большая часть причин – это просто катализаторы сульфатации. По сути, она происходит в аккумуляторной батарее все время, но только при критической сульфатации ситуация становится практически необратимой для аккумулятора.

Признаки сульфатации аккумуляторной батареи

Владельцы аккумуляторов не часто задумываются, какие химические процессы происходят внутри их аккумуляторной батареи. К тому же, «банки» с электролитом скрыты, и заметить образование на пластинах налета сульфата невозможно. Но есть несколько признаков, которые указывают, что началась сульфатация.

Восстановление АКБ с сульфатацией

Некоторые производители предлагают специальные десульфатирующие устройства. В нашем ассортименте также есть такие устройства. Эти устройства предотвращают сульфатацию и имеют шанс провести полную десульфатацию. Однозначно такие устройства полезны для поддержания здоровья новых акумуляторных батарей, но необратимую десульфатацию они убрать не могут. Не верьте рекламным обещаниям производителей, если они говорят, что смогут восстановить любую свинцово-кислотную батарею — нет научных подтверждений и доказательств таких возможностей.

К процессу десульфатации нужно подходить осторожно. Подавая случайные импульсы или просто перезаряжая аккумулятор высоким напряжением можно добиться коррозии электродных пластин вместо их десульфатации. Не существует простых способов определить степень сульфатации, также как и не существует коммерческих десульфатирующих устройств, которые могут точно рассчитать требуемые напряжения перезаряда для растворения кристаллов сульфатов. Как и в случае с лечением человека, его эффективность зависит от точной дозы лекарства в зависимости от конкретного человека и тяжести его болезни.

Несмотря на то, что десульфатирующие устройства могут растворить кристаллы и улучшить состояние АКБ, некоторые производители аккумуляторов не рекомендуют их применение, так как такие режимы могут приводить к образованию «мягких» короких замыканий в аккумуляторе, которые повышают степень саморазряда аккумулятора. Более того, неконтролируемые импульсы напряжения могут повышать температуру аккумуляторной батареи. Производители аккумуляторов обычно указывают допустимый уровень импульсов при заряде свинцово-кислотных аккумуляторов.

Очень часто подключают десульфаторы неправильно. На видео ниже «тест» десульфатора, который был подключен 20 дней одновременно с зарядным устройством. При таком подключении обратного разрядного импульса от десульфатора не может быть.  Также есть видео, когда пользователь подключал десульфатор к аккумулятору и оставлял его так на несколько дней. Естественно, десульфатор при этом просто разряжал аккумулятор и, находясь в разряженном состоянии, аккумулятор еще больше сульфатировался.  После этого пользователь с умным видом делал тесты «спектрометром» и осциллографом, которые, конечно же, ничего хорошего не показали.

Для процесса десульфатации нужно после зарядного импульса делать разрядный. Такой принцип работы реализован в наших зарядных устройствах Ultipower с функцией десульфатации. В них сначала проводится полный заряд аккумулятора, потом в течение часа проводится поддержание напряжения буферного заряда с периодическими обратными импульсами тока.

Зарядное устройство с функцией десульфатации

В домашних условиях для устранения сульфатации аккумулятора можно использовать длительное воздействие на батарею током силой 2-3 А, не допуская закипания банок. Процедура проводится в течение 24 часов и далее, пока плотность электролита не будет стабильной в течение 5-6 часов. Проведение 2-3 тренировочных циклов может вернуть емкость до 80 % не до конца забитой батарее.

Но еще раз повторим — такой метод десульфатации поможет, если нет необратимой сульфатации и процесс зашел не далеко. Также, регулярный подзаряд новых аккумуляторов такими устройствами значительно может продлить срок службы АКБ.

Аккумуляторы с жидким электролитом можно восстановить химически. Хорошо растворяется осадок сульфата железа в растворе этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б). Свинец в соли заменяется ионом натрия, и она становиться растворимой. Раствор готовят в соотношении 60 г порошка трилона Б + 662 мл NH4OH 25% + 2340 мл дистиллированной воды.

Чтобы снять сульфатацию, раствор в аккумулятор заливать на 60 минут, сразу после удаления электролита. Реакция в банках бурная, с нагреванием и кипением. После раствор слить, 3 раза промыть полости дистиллированной водой и залить свежий электролит. Если свинцовые пластины не разрушатся, произойдет полная очистка пластин.

Слабый налет может быть удален с использованием дистиллированной воды. Содержимое банок необходимо удалить полностью, слив в эмалированную посуду. Если в содержимом банки есть угольные крошки, он не восстановится, разрушены пластины. Залить банки электролитом, оставить пробки открытыми, подключить ЗУ, установить напряжение 14 В. Добиться, чтобы кипение в банках было умеренным, и оставить на неделю – две под нагрузкой. Растворившийся осадок превращает воду в слабый электролит. Чтобы избавиться от сульфатации процедуру повторить несколько раз. Закончить очистку, как только растворится весь осадок на пластинах аккумулятора.

Использовались материалы

Эта статья прочитана 7626 раз(а)!

Полезное про аккумуляторы

Почему аккумулятор разрушатся?Утечка тока.Обслуживание АКБ.

Полярность автомобильного аккумулятора

Когда следует заменить аккумулятор

Следует заменить автомобильный аккумулятор в следующих случаях:Слабое пусковое усилие: Если ваш автомобиль испытывает сложности с запуском двигателя, особенно при нормальной работе других систем, это может указывать на проблемы с аккумулятором. Если пусковое усилие снижается и продолжает ухудшаться, несмотря на заряд аккумулятора, вероятнее всего, требуется его замена.

Старый возраст: Аккумуляторы имеют ограниченный срок службы, обычно от 3 до 5 лет. Если ваш аккумулятор превысил этот срок или приближается к нему, рекомендуется принять меры замены, даже если он по-прежнему функционирует нормально. Старые аккумуляторы становятся менее надежными и могут неожиданно выйти из строя.

Повреждения корпуса: Если корпус аккумулятора поврежден, треснул, деформировался или имеет признаки утечки электролита, он требует замены. Поврежденный корпус может привести к утечке, короткому замыканию или другим серьезным проблемам.

Низкий заряд и неспособность удерживать заряд: Если аккумулятор не может быть полностью заряжен или быстро разряжается после полной зарядки, это может указывать на проблемы с ним. Если вы обнаружили, что аккумулятор постоянно требует зарядки или не может удерживать заряд в течение достаточно длительного времени, возможно, требуется его замена.

Постоянные проблемы с электропитанием: Если у вас часто возникают проблемы с электропитанием, такие как выход из строя электроники, нестабильная работа световых приборов или системы управления, это может быть связано с неисправностью аккумулятора. В этом случае рекомендуется провести проверку аккумулятора и, при необходимости, заменить его.

Важно помнить, что замена аккумулятора должна быть выполнена специалистом или в авторизованном сервисном центре, чтобы гарантировать правильную установку

Утечка тока у автомобиля

Утечка тока в автомобиле означает непреднамеренное и нежелательное течение электрического тока из системы автомобиля. Утечка тока может возникать из различных источников и может иметь различные последствия. Вот некоторые из причин и последствий утечки тока в автомобиле:

Электрические устройства: При выключенном зажигании некоторые электрические устройства в автомобиле, такие как радио, центральный замок, система безопасности и другие, все еще могут потреблять небольшое количество тока. Если эти устройства не отключаются полностью, они могут стать источником постоянной утечки тока, что приведет к постепенному разряду аккумулятора.

Поврежденные проводки или электрические компоненты: Поврежденные проводки, короткое замыкание или неисправные электрические компоненты могут вызывать утечку тока. Например, если проводка имеет обрыв или коррозию, то ток может протекать через этот дефект, не достигая предполагаемого назначения, что приведет к потере заряда аккумулятора.

Фоновые системы: Некоторые автомобильные системы, такие как система обнаружения движения, система сигнализации, система мониторинга давления в шинах и другие, могут быть настроены на работу в фоновом режиме даже при выключенном зажигании. Эти системы могут потреблять небольшое количество тока, что с течением времени может привести к разряду аккумулятора.

Неисправности системы зарядки: Если система зарядки автомобиля не функционирует должным образом, аккумулятор может не получать достаточного заряда от генератора. Это может привести к постоянной утечке тока и разряду аккумулятора.

Признаками утечки тока в автомобиле могут быть:

1)Трудности при запуске двигателя.2)Постоянное разрядка аккумулятора.3)Повышенное потребление топлива.4)Неисправность электрических устройств или систем.

Ключевые аспекты обслуживания автомобильных аккумуляторов

Введение: Автомобильный аккумулятор является сердцем электрической системы автомобиля, обеспечивая питание для запуска двигателя и электроники. Важно правильно обслуживать аккумулятор, чтобы гарантировать его надежность и долговечность. В этой статье мы рассмотрим основные аспекты обслуживания автомобильных аккумуляторов и предоставим полезные советы и рекомендации.

Проверка уровня заряда: Регулярно проверяйте уровень заряда аккумулятора с помощью вольтметра или прибора для проверки батареи. Заряд аккумулятора должен находиться в диапазоне между 12,4 и 12,7 вольт. Если уровень заряда ниже этого диапазона, аккумулятор может нуждаться в подзарядке или замене.

Проверка коррозии: Осмотрите клеммы аккумулятора на наличие коррозии. Если вы замечаете белый порошок или зеленоватые отложения, это признак коррозии. Очистите клеммы смесью воды и щелочи, используя мягкую щетку. После очистки обработайте клеммы антикоррозионной смазкой, чтобы предотвратить повторное образование коррозии.

Проверка и замена жидкости: Некоторые автомобильные аккумуляторы требуют проверки, при необходимости, доливки жидкости. Если ваш аккумулятор имеет съемные крышки, откройте их и проверьте уровень жидкости в каждой отдельной ячейке. Если уровень жидкости ниже допустимого уровня, долейте дистиллированную воду до необходимого уровня. Если жидкость выглядит мутной или окрашенной, это может быть признаком неисправности аккумулятора, и его следует заменить.Зарядка аккумулятора: Если уровень заряда аккумулятора ниже рекомендуемого, его можно подзарядить.

Разрушение аккумулятора

Разрушение аккумулятора может происходить из-за различных причин и иметь различные проявления. Вот некоторые примеры разрушения аккумулятора:

Коррозия: При длительном воздействии влаги, кислоты или других агрессивных веществ на аккумулятор, его корпус и контакты могут подвергаться коррозии. Коррозия может привести к повреждению материала аккумулятора и снижению его производительности.

Сульфатация: Сульфатация возникает, когда активный материал внутри аккумулятора превращается в сульфат. Это может произойти из-за длительного непользования аккумулятора или неправильного заряда/разряда. Сульфатация препятствует нормальному химическому процессу аккумулятора и может привести к его разрушению.

Перегрев: Перегрев аккумулятора может вызвать различные проблемы, включая деформацию корпуса, повреждение пластин, утечку электролита и потерю емкости аккумулятора. Перегрев может быть вызван чрезмерной нагрузкой, неисправным генератором или проблемами в системе охлаждения.

Глубокий разряд: Если аккумулятор сильно разрядится, то это может привести к повреждению его пластин и уменьшению его емкости. Глубокий разряд может произойти из-за длительного непользования автомобиля или использования электрических устройств при выключенном двигателе.

Механические повреждения: Удары, вибрации или неправильная установка аккумулятора могут привести к механическим повреждениям его корпуса, контактов или пластин. Это может вызвать утечку электролита и разрушение аккумулятора.

Неправильное зарядное устройство: Использование неподходящего зарядного устройства или неправильная зарядка аккумулятора может привести к его разрушению. Недостаточное или слишком интенсивное зарядное напряжение может повредить аккумулятор и снизить его работоспособность.

Разновидности (типы) аккумуляторов

Существует несколько разновидностей автомобильных аккумуляторов, каждый из которых имеет свои особенности и применение. Ниже перечислены некоторые из наиболее распространенных типов аккумуляторов:Стандартные свинцово-кислотные аккумуляторы: Это наиболее распространенный тип аккумуляторов, используемых в автомобилях. Они состоят из свинцовых пластин, погруженных в раствор серной кислоты. данные аккумуляторы обеспечивают высокий пусковой ток, необходимый для запуска двигателя автомобиля.Гелевые аккумуляторы: В которых используется гель-электролит, он обеспечивает более стабильную работу аккумулятора и устойчивость к повреждениям при вибрациях. Они также обладают более высокой степенью безопасности и могут быть установлены в различных положениях.Аккумуляторы с абсорбированным стекловолокном (AGM):Данном аккумуляторе используют стекловолокно для поглощения и удержания электролита. Они имеют высокую пусковую способность, хорошую устойчивость к глубокому разряду и могут быть установлены в разных положениях. AGM аккумуляторы широко применяются в автомобилях с высоким энергопотреблением, таких как автомобили с системами стоп-старт и электромобили.Литиевые аккумуляторы: Литиевые аккумуляторы становятся все более популярными в автомобильной индустрии благодаря своей высокой энергоемкости и меньшему весу. Они обеспечивают большую емкость и более длительное время работы, чем традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы. Литиевые аккумуляторы также имеют высокую эффективность зарядки и долговечность.

Многие автолюбители сталкиваются с ситуацией, когда аккумулятор не держит заряд, переставая раскручивать стартер. При этом не стоит спешить с его утилизацией, поскольку есть очень большая вероятность, что он может быть восстановлен и сможет прослужить еще не один сезон. А если батарея импортного производства, то вполне возможно, что она переживет и новое, но более бюджетное изделие.

Нередко, проблемы АКБ связаны с ее неправильной эксплуатацией или хранением. Но в любом случае прежде, чем приступать к ее «реанимации», стоит разобраться с причинами поломки и тем, каким образом может быть выполнено восстановление аккумуляторной батареи.

Возможные неисправности аккумулятора

Возникновение проблем со старым свинцово-кислотным аккумулятором может быть связано с:

После выяснения причин возникновения проблем, нужно разобраться с методами их устранения.

Как решить проблему функциональности аккумуляторной батареи?

Рассмотрение методов возвращения функциональности аккумуляторной батареи стоит начинать с наиболее серьезной проблемы, связанной с осыпанием и замыканием пластин. Попытка зарядить такое изделие будет бесполезным занятием.

Прежде всего, следует выполнить промывку батареи дистиллированной водой до полного вымывания грязи. В процессе можно переворачивать емкость, чтобы удалить весь мусор. Если его много – значит осыпание весьма значительное и реанимация аккумулятора будет невозможной. Однако, если осыпавшихся частичек немного, то их удаление способствует ликвидации короткого замыкания.

Следом, посредством специальной присадки для электролита, выполняется десульфатация пластин, заключающаяся в удалении с них отложившихся солей.

Процедура возвращения аккумулятору функциональности выполняется в определенном порядке. Необходимо:

На этом восстановление АКБ можно считать завершенным. Осталось только добавить еще немного присадки и закрутить пробки.

Если все сделать правильно, то такая батарея может прослужить еще несколько лет.

Существует и более быстрый способ, позволяющий восстановить аккумулятор за один час.

Он предусматривает зарядку АКБ до ее возможного максимума, с последующим сливом старого электролита и двумя-тремя циклами промывки дистиллированной водой. После этого заливается спецраствор, в котором содержится трилон Б, в объеме 2 весовых процента, и аммиак, с долей 5%.

За процессом десульфатации можно наблюдать в течение 40-60 минут. После его завершения, раствор сливается и снова несколько раз выполняется промывка. Затем в батарею заливается электролит, и она заряжается до номинала.

Некоторые рекомендации по обслуживанию аккумулятора авто

Если нет желания тратить время и средства на то, чтобы оживить аккумулятор машины, следует:

Правильно понимать саморазряд батареи

Вы используете или покупаете аккумуляторы? Важно понимать саморазряд батареи — процесс, при котором энергия, хранящаяся в батарее, уменьшается, даже когда она не используется.

Не волнуйтесь, если вы не знаете, что это значит, мы углубимся во все аспекты, связанные с саморазрядом, и как это может повлиять на ваше использование.

В В сегодняшнем сообщении блога мы обсудим, что вызывает саморазряд аккумуляторов, поймем, почему это явление необходимо, чтобы мы могли предпринять соответствующие шаги для продления срока службы батарей. Срок службы литиевой батареи .

Итак, давайте начнем лучше понимать, как работает саморазряд!

Что такое саморазряд батареи?

Теоретически батареи не реагируют друг с другом, когда они не используются, а окислительно-восстановительная реакция возникает только тогда, когда прибор подключен к батарее.

Однако в реальной жизни обычные аккумуляторы, в т.ч. (щелочной), вызовет химические реакции внутри батареи. То есть между электродами нет связи, и в реакцию вступит очень небольшое количество химических веществ в аккумуляторе.

Многие рассматривают схемы как один из возможных способов направить поток электронов в желаемое место. Есть также такие вещи, как деградация электролитов, утечкии т. д., но наиболее заметные из них связаны с химией самой батареи.

Эти внутренние реакции снижают накопленный заряд батареи, постепенно снижая . Это явление называется саморазрядом.

Основные причины саморазряда батареи

Почему аккумулятор, помещенный в автоматический выключатель, теряет заряд? Физические факторы в основном связаны с потерей электрохимических веществ внутри батареи и внутренними короткими замыканиями.

Потеря материала батареи является необратимой и приведет к потере емкости батареи, но потеря относится к воплощению характеристик восстановления емкости. Например, потеря мощности, вызванная коротким замыканием, будет потреблять текущую мощность, и эта часть реакции не повлияет на емкость.

Сумма потерь мощности (необратимых) и простых потерь мощности (обратимых) представляет собой величину саморазряда.

Материальные побочные реакции в основном происходят в трех аспектах: материал положительного электрода, материал отрицательного электрода и электролит.

В процессе производства аккумуляторов неизбежно будут смешиваться некоторые примеси. Некоторые из этих примесей могут вызвать небольшую проводимость положительного и отрицательного электродов, что нейтрализует заряд и повреждает источник питания.

Кроме того, отклонение размера и заусенцы при обработке токосъемника также приводят к вращению положительных и отрицательных электродов. В начале срок службы батареи цикле он менее подвержен саморазряду, но со временем возрастает вероятность возникновения сильного короткого замыкания в аккумуляторе.

Поэтому необходимо проводить регулярные эксперименты по испытанию характеристик саморазряда батареи в строгих лабораторных условиях и при соответствующем уровне влажности.

Первоначальная функция пленки SEI состоит в том, чтобы изолировать положительный и отрицательный электроды, через которые не могут пройти электроны. Если качество пленки неудовлетворительное, она не будет работать должным образом, например, это может привести к вздутию батареи и низкому напряжению. Даже небольшие дефекты могут существенно повлиять на скорость саморазряда.

И как время перезарядки аккумулятора продолжает увеличиваться, однородность и плотность пленки SEI будут меняться. Стареющая пленка SEI постепенно выявила свои недостатки при защите отрицательного электрода, что увеличивало контакт между отрицательным электродом и электролитом и усиливало побочные реакции.

Кроме того, различные качества пленок SEI также приведут к разным скоростям саморазряда во время раннего использования батарей.

Одним из способов уменьшения саморазряда является добавление добавок для улучшения качества пленки SEI.

(3) Целевой фактор

Скорость саморазряда батареи зависит от среды приложения, этапа использования и состояния приложения.

Чем выше температура окружающей среды, тем выше активность электрохимического материала. Реакции с участием материала катода, материала анода и электролита протекают более интенсивно, что в то же время приводит к большей потере емкости.

В частности, исследователи сравнили влияние зарядки на скорость саморазряда. Общая тенденция заключается в том, что чем выше заряд, тем выше скорость саморазряда.

Таким образом, чем выше заряд, тем выше положительный потенциал и ниже отрицательный потенциал. Следовательно, чем сильнее окислительное свойство положительного электрода, тем сильнее отрицательная полярность и тем сильнее побочная реакция.

В случае одинаковых потерь мощности и емкости, чем больше время, тем больше потери. Однако скорость саморазряда часто используется в качестве показателя для сравнения различных аккумуляторов.

Тем не менее, согласно той же предпосылке, время, по-видимому, является фактором, влияющим на степень саморазряда.

Цель тестирования скорости саморазряда

Тест скорости саморазряда имеет определенное эталонное значение.

Метод обнаружения саморазряда

Скорость падения напряжения при хранении используется для характеристики величины саморазряда. Этот метод прост в эксплуатации, но недостатком является то, что падение напряжения не может интуитивно отражать потерю емкости.

Метод падения напряжения является самым простым и практичным, и этот метод обычно используется в производстве тока.

(2) Метод снижения емкости

То есть выражается процент снижения мощности в единицу времени.

(3) Метод тока саморазряда Isd

Рассчитайте ток саморазряда Isd в течение аккумулятор для хранения в соответствии с соотношением между потерей мощности и временем.

(4) Расчет молей Li+, потребляемых побочными реакциями

Основываясь на влиянии скорости потребления Li+ на электронную проводимость пленки SEI отрицательного электрода во время хранения батареи, была получена зависимость между потреблением Li+ и временем хранения.

Проверка роли саморазряда

В одной партии литиевых батарей материалы и производственный процесс в основном одинаковы.

Когда саморазряд отдельного элемента явно слишком велик, вполне вероятно, что серьезное микрокороткое замыкание вызвано загрязнениями и заусенцами, проникающими в сепаратор.

Производительность этого типа батарей не сильно отличается от обычных батарей в краткосрочной перспективе, но поскольку внутренняя необратимая реакция постепенно углубляется после длительного хранения, производительность батареи будет намного ниже, чем ее заводская производительность и другие обычные батареи. производительность.

Результаты показывают, что необратимая потеря максимальной емкости значительно увеличивается (например, необратимая потеря емкости достигает 5% в течение 3 месяцев, а обычная батарея достигает этого значения в течение одного года), а скорость сохранения емкости (0,5C/0,2 C, 1C/0,2C) снижается, цикл становится бедным и происходит осаждение лития.

Поэтому для обеспечения качества заводских аккумуляторов необходимо ликвидировать аккумуляторы с большим саморазрядом.

Однако из-за большой необратимой потери емкости саморазряжающихся аккумуляторов емкость может быть восстановлена после того, как батарея будет установлена хотя бы на четверть. Аккумулятор можно использовать, если емкость значительно не уменьшилась.

Для аккумуляторов, которые необходимо собрать, значение K (в литиевая батарейка промышленности, относится к падению напряжения батареи в единицу времени) является важным показателем.

Когда аккумуляторная батарея собрана в , различия в саморазряде элементов приведут к тому, что элементы в пакете станут несбалансированными. Саморазряд также может произойти, если внутри батареи имеется путь тока утечки.

Загрязнение твердыми частицами и рост дендритов могут вызвать «микрокороткие замыкания» внутри батареи, создавая пути утечки тока, которые могут привести к аккумулятору отказ. Таким образом, аккумулятор, который сильно разряжается, указывает на возможную неисправность.

В процессе измерения и расчета значения К, поскольку имеются очевидные различия в уровнях саморазряда при разных начальных напряжениях, необходимо следить за тем, чтобы первичное напряжение батареи находилось в небольшом диапазоне, а лучшее первичное напряжение диапазон — заводское напряжение самой фабрики аккумуляторов.

(3) Помогите установить заводское напряжение и емкость аккумулятора.

У некоторых клиентов есть такой запрос, что батарея необходимо отгрузить заказчику мощностью 601ТП3Т. В это время необходимо оценить степень саморазряда аккумулятора при транспортировке, чтобы определить заводское напряжение или емкость аккумулятора.

Кроме того, из-за различий в процессах, материалах и стадиях накопления энергии этот вопрос требует отдельных экспериментов, а данные других экспериментов нельзя просто применить.

Типичный анализ саморазряда батареи

Саморазряд связан с растворимостью материала положительного электрода в электролите и его нестабильностью (легким саморазложением) после нагревания. Саморазряд перезаряжаемых аккумуляторов намного выше, чем у первичных аккумуляторов.

Кроме того, разные типы аккумуляторов имеют разную месячную скорость саморазряда. Саморазряд первичных элементов значительно снижен, не превышая 21ТР3Т в год при комнатной температуре.

При хранении саморазряд сопровождается увеличением внутреннего сопротивления аккумулятора, что приведет к снижению нагрузочной способности аккумулятора. В случае большого разрядного тока потери энергии очевидны.

(1) Литий-ионный аккумулятор

Реакции саморазряда, происходящие в литий-ионных батареях, очень сложны. Скорость саморазряда литий-ионных аккумуляторов обычно составляет 2%-5% в месяц и 5%-8% при комнатной температуре.

Когда внутри батареи происходит необратимая реакция, результирующая потеря емкости является необратимой, в основном в том числе:

Необратимая реакция между материалом катода и электролитом

Необратимая реакция между материалом анода и электролитом

Необратимые реакции, вызванные примесями в электролите

(2) Свинцово-кислотная батарея

Саморазряд свинцового электрода происходит из-за выделения кислорода и кислородной абсорбционной коррозии. Поскольку растворимость кислорода в серной кислоте невелика и его можно удалить, а концентрация ионов водорода в электролите высока, явление саморазряда, вызванное выделением кислорода, весьма очевидно.

Свинцовый уравновешивающий электрод имеет более низкий потенциал, чем водородный электрод. Из-за высокого перенапряжения выделения кислорода в водороде реакция выделения кислорода не очевидна. Если свинец имеет высокую чистоту и меньше примесей, коррозия с выделением кислорода будет меньше, и саморазряд, естественно, будет меньше.

(3) Никель-кадмиевая батарея

Для полностью заряженного электрода из оксида никеля во время хранения может произойти реакция выделения кислорода (OER) из-за присутствия нестабильного диоксида марганца, что приводит к саморазряду.

С одной стороны, отрицательный электрод из кадмия очень стабилен в электролите, поэтому скорость саморазряда никель-кадмиевой батареи очень мала; с другой стороны, площадь поверхности электрода никель-кадмиевой батареи с высокой скоростью разряда велика, и скорость саморазряда также велика.

(4) Ni-MH аккумулятор

Как и другие аккумуляторы, никель-металлогидридные аккумуляторы подвержены саморазряду. Устройство высоковольтной никель-металлгидридной батареи заполняет весь корпус батареи водородом, а электроактивный материал отрицательного электрода находится в непосредственном контакте с оксидом никеля, электроактивным материалом положительного электрода, для создания саморазряда. во время хранения.

Аккумуляторы подвержены саморазряду. Это проблема не производственной линии, а характеристик батареи.

Хотя неправильные методы производства и обращения могут усугубить проблему. Что мы должны знать, так это то, что саморазряд является постоянным и необратимым. Для уменьшения саморазряда рекомендуется хранить элементы и батареи при более низких температурах.

Больше часто задаваемых вопросов

(1) Что вызывает разрядку аккумулятора?

Короткое замыкание может вызвать чрезмерное потребление тока и разрядить батарею. Проверьте систему зарядки на наличие ослабленных или изношенных ремней генератора, электрических неисправностей (ослабленные, отсоединенные или отсоединенные провода) или неисправности генератора.

Неисправный двигатель также может привести к чрезмерному разряду аккумулятора во время проворачивания коленчатого вала.

(2) Что такое саморазряд аккумулятора?

Саморазряд батареи: полностью нормальный.

Батареи вырабатывают электричество в результате химических реакций внутри батареи, а это означает, что емкость батареи со временем постепенно уменьшается. Это явление называется саморазрядом. Саморазряд аккумулятора невозможен полностью. избегал. Но при должном обслуживание аккумулятора, можно уменьшить саморазряд аккумулятора.

(3) Какая батарея имеет самую высокую скорость саморазряда?

Типичные Ni/Cd и Ni/MH аккумуляторы имеют скорость саморазряда до 25% в месяц.

Это представляет собой серьезную логистическую проблему для пользователей, поскольку NiCd-аккумуляторы обычно необходимо заряжать, прежде чем их можно будет использовать в полевых условиях. Свинцово-кислотные и никель-кадмиевые аккумуляторы очень быстро теряют заряд.

(4) Как рассчитать скорость саморазряда батареи?

Самый простой способ: взять аккумулятор, зарядить его, измерить напряжение холостого хода (OCV) и оставить без каких-либо подключений. Возвращаясь к позже вы заметите, что аккумулятор имеет более низкое значение OCV, что указывает на более низкий уровень заряда аккумулятора. (SoC). Эта разница SOC и есть скорость саморазряда аккумулятора.

(5) Будет ли аккумулятор разряжается когда не используется?

В исправном аккумуляторе ионы свободно движутся между катодом и анодом. . . Батареи разряжаются, даже если вы ими не пользуетесь. Полностью заряженный литий-ионный аккумулятор потеряет около 20% своей емкости после года нормального хранения.