Saat suhu menurun, kerapatan elektrolit Bagaimana cara menyamakan kepadatan elektrolit di bank baterai? Jika Anda tidak ingin membeli yang baru
Baterai adalah salah satu elemen utama mobil yang bertanggung jawab untuk menghidupkan mesin. Nilai aki sulit ditaksir terlalu tinggi, karena tanpanya tidak mungkin menghidupkan mesin, yang berarti mobil tidak akan bisa bergerak sendiri. Itulah mengapa baterai membutuhkan perhatian khusus untuk dirinya sendiri, tidak termasuk terjadinya situasi yang tidak menyenangkan berupa ketidakmungkinan melakukan perjalanan yang direncanakan. Pada saat yang sama, perlu dicatat bahwa untuk mempertahankan kinerja sumber daya penting ini, tidak perlu melakukan upaya ekstra, tetapi cukup hanya melakukan serangkaian kecil tindakan pencegahan.
Arus pengisian dan pengosongan yang diperbolehkan lebih rendah dibandingkan dengan teknologi lainnya. Hubungan pendek dapat terjadi antara dua elektroda karena pertumbuhan litium dendritik. Penggunaan cairan elektrolit berbahaya jika bocor dan bersentuhan dengan udara atau air.
Selalu gunakan baterai lithium ion dengan sangat hati-hati, baterai ini dapat meledak. Dan seperti halnya baterai apa pun: Jangan pernah melakukan hubungan arus pendek pada baterai, polaritas terbalik, kelebihan muatan, atau membocorkan casing. Untuk menghindari masalah, baterai ini harus selalu dilengkapi dengan sirkuit pelindung, sekering termal, dan katup pengaman. Mereka harus diisi dengan kecepatan yang sangat tepat dan tidak pernah habis di bawah 2,5 volt per sel.
Baterai timbal-asam adalah sel galvanik di mana energi kimia diubah menjadi energi listrik sebagai hasil dari reaksi yang sedang berlangsung. Proses ini tidak mungkin dilakukan tanpa elektrolit - larutan asam yang memastikan pergerakan partikel bermuatan di antara elektroda yang dibenamkan di dalamnya. Sebagai aturan, elektrolit adalah larutan asam sulfat berair dengan kerapatan tertentu. Parameter seperti kerapatan elektrolit inilah yang berdampak signifikan terhadap kinerja baterai, sehingga perlu dipantau secara berkala.
Perpanjang umur baterai lithium-ion Anda. Jangan debit yang dalam. Jangan menyimpan baterai terlalu lama tanpa menggunakannya. Simpan baterai pada suhu ruangan. Pertahankan daya baterai sekitar 40%. Jangan mengisi penuh daya baterai sebelum menyimpannya.
Baterai litium klorida tionil
Jangan kosongkan baterai sepenuhnya sebelum menyimpannya. Jangan menyimpan baterai cadangan. Saat membeli aki, periksa tanggal pembuatannya, keausannya, mulai dari pabriknya. Jangan gunakan saat mengisi daya. Pasangan litium-tionil klorida mengandung anoda logam litium, logam teringan, diasosiasikan dengan katoda cair yang terdiri dari elektroda karbon berpori yang diisi dengan tionil klorida.
Mengukur kepadatan elektrolit dalam baterai
Mengukur kerapatan elektrolit yang dituangkan ke dalam baterai timah tidaklah sulit, tetapi ada nuansa tertentu yang terkait dengan fitur perangkat dan prinsip pengoperasian baterai. Mari kita daftar beberapa poin penting yang perlu diperhitungkan:
- Dimungkinkan untuk melakukan prosedur pengukuran kerapatan hanya dalam kasus yang disebut baterai servis, yang menyediakan akses ke bank (bagian) dengan elektrolit melalui lubang pengisi yang ditutup dengan penutup. Melalui lubang-lubang ini (biasanya jumlahnya enam, serta jumlah bagian) komposisi diambil untuk mengukur kepadatan.
- Dalam perjalanan kerjanya, aki mobil terus-menerus diisi dan dikosongkan. Pelepasan terjadi saat starter dihidupkan, dan pengisian terjadi saat mesin sudah bekerja dari generator. Bergantung pada tingkat muatannya, kerapatan elektrolit juga berubah. Nilai dapat bervariasi antara 0,15-0,16 g/cm 3 . Penting untuk dicatat bahwa alternator mobil tidak mampu mengisi penuh baterai. Selama pengoperasian normal pada mesin, potensi baterai hanya digunakan sebesar 80-90%. Pengisian penuh hanya dapat disediakan oleh eksternal Pengisi daya, yang pasti harus dilakukan sebelum mengukur kerapatan elektrolit.
- Kepadatan elektrolit tergantung pada suhunya. Biasanya pengukuran dilakukan pada suhu +25 °C, jika tidak dilakukan koreksi.
Misalkan semua kondisi di atas diperhitungkan, dan dimungkinkan untuk melanjutkan langsung ke pengukuran kepadatan. Untuk melakukan ini, Anda memerlukan perangkat khusus - densimeter, yang terdiri dari hidrometer, pir karet, dan tabung gelas dengan ujung. Perangkat dimasukkan ke dalam tabung baterai melalui lubang pengisi, kemudian elektrolit disedot menggunakan bola karet. Ini berlanjut sampai hidrometer mengapung. Pembacaan dilakukan setelah osilasi hidrometer berhenti dan memungkinkan untuk ditentukan nilai yang tepat. Pembacaan dilakukan dalam skala, sedangkan pandangan harus setinggi permukaan cairan.
Mereka dicirikan oleh self-discharge yang sangat rendah, memberikan umur simpan yang lama atau masa pakai 10 hingga 20 tahun. Untuk memudahkan pengenalannya, baterai dapat dipasang dengan konektor yang berbeda atau dirakit menjadi baterai, yang versi standarnya ada.
baterai lithium mangan dioksida
Mereka menggunakan elektroda heliks permukaan besar untuk memfasilitasi pengiriman arus tinggi. Elektrolit mereka diformulasikan untuk memberikan kinerja yang sangat baik di suhu rendah. Kami tidak akan masuk ke dalam rincian teknis dari sistem ini, yang sebagian besar dijelaskan di tempat lain. Cukup untuk mengintegrasikan bahwa pemisah natrium elektrolit ionik yang terdiri dari beta alumina ditambahkan ke batasan suhu ini.
Nilai yang diperoleh seharusnya berada pada kisaran 1,25-1,27 g/cm3 jika mobil dioperasikan di jalur tengah. Di zona iklim dingin (suhu rata-rata bulanan di bulan Januari di bawah -15 ° C), indikatornya harus berada di kisaran 1,27-1,29 g / cm 3. Penting untuk memeriksa kerapatan elektrolit agar sesuai dengan angka-angka ini di masing-masing dari enam kaleng baterai. Perbedaan pembacaan tidak boleh lebih dari 0,01 g/cm3, jika tidak maka perlu dikoreksi.
Sistem yang rapuh secara mekanis ini mungkin tidak bergerak dan, jika memungkinkan, dipasang di luar ruangan atau di gedung berventilasi. Setiap modul, berisi 320 sel memori silinder yang terkait dengan perangkat kontrol suhu dan keamanan, diisi dengan pasir. Sebuah modul dengan volume 5,6 m3 memiliki berat lebih dari 3 ton. Baterai yang terisi penuh dapat dikosongkan hingga kapasitas 85% dalam waktu sekitar 6 jam.
Keunggulan utama baterai natrium-sulfur adalah adanya bahan aktif yang tidak memerlukan logam transisi. Ini, menurut saya, tiga kali lebih mahal untuk membuat terobosan nyata. Yang ini lebih versi baru memiliki voltase yang sedikit lebih rendah, tetapi lebih aman, tidak beracun, dan lebih murah. Memang, harga baterai dan baterai lithium-ion sebagian besar bergantung pada bahan yang digunakan pada katoda, yang mengandung kobalt dan/atau nikel, logam yang sangat mahal dan membuatnya lebih canggih untuk menggunakan banyak sumber.
Seperti yang telah kami katakan, kerapatan elektrolit bervariasi dengan suhu. Ini berarti bahwa di musim dingin dan musim panas, cairan dalam baterai yang berfungsi penuh akan memiliki kepadatan yang berbeda. Tabel di bawah ini memberikan gambaran tentang seberapa besar perbedaan bacaan.
Tabel lain menunjukkan ketergantungan titik beku elektrolit pada kerapatannya. Berdasarkan data ini, dimungkinkan untuk menetapkan kerapatan elektrolit optimal untuk spesifik kondisi iklim. Batas bawah interval yang dipilih harus memastikan bahwa elektrolit tidak membeku bahkan dalam cuaca paling dingin dan memberikan tenaga yang diperlukan untuk menghidupkan starter. Pada saat yang sama, juga tidak mungkin untuk melebih-lebihkan kerapatan, karena proses korosi mulai dipercepat pada elektroda positif baterai, yang menyebabkan sulfasi pelat.
Baterai lithium berteknologi fosfat menggantikan katoda standar dengan besi fosfat, bahan yang murah karena tidak mengandung logam langka dan tidak beracun, tidak seperti kobalt. Selain itu, katoda ini sangat stabil dan tidak melepaskan oksigen sehingga lebih aman.
Untuk pengembangan industri kendaraan listrik, diperlukan penurunan harga. Namun, penelitian masih berlangsung untuk memastikan umurnya, membawa kemampuannya ke metode lithium-ion lainnya dan, dalam jangka panjang, memperbaiki perilakunya pada suhu tinggi: tampaknya pembubaran besi memperburuk perputaran baterai jenis ini .
| Titik beku, °С | Densitas elektrolit pada 25 °С, g/cm 3 | Titik beku, °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 |
Alasan untuk mengubah kepadatan elektrolit
Nilai yang dicatat sebagai hasil pengukuran kerapatan tidak selalu sesuai dengan indikator yang disyaratkan. Perbedaan dapat menyangkut kedua kaleng baterai, dan semuanya. Jika kerapatannya terlalu tinggi, maka pertama-tama Anda perlu memperhatikan level elektrolitnya. Tingkat rendah dalam banyak kasus merupakan konsekuensi dari elektrolisis, yang menyebabkan penguraian air dalam elektrolit menjadi hidrogen dan oksigen. Proses ini ditunjukkan dengan munculnya gelembung-gelembung pada permukaan cairan yang biasanya terjadi saat baterai sedang diisi. "Mendidih" yang sering dapat menyebabkan penurunan konsentrasi air, dan masalah ini diselesaikan hanya dengan menambahkannya. Sebaiknya tambahkan hanya air suling ke baterai, sambil mengontrol level elektrolit. Kami akan berbicara lebih banyak tentang menyesuaikan kepadatan elektrolit di bawah ini.
Energi masif yang berasal dari elektrokimia berbasis silikon ini memungkinkannya menawarkan otonomi, daya, dan keamanan yang luar biasa. Detil energi/massa 250 W/kg energi/volume 480 W/l tegangan nominal per sel 3,40 volt.
Jenis baterai ini sangat cocok untuk aplikasi yang membutuhkan masa pakai baterai yang lama, daya tinggi, dan membutuhkan beberapa ratus siklus pengisian dan pengosongan, seperti sistem keamanan atau komunikasi radio dan sistem portabel militer lainnya.
Keuntungan pertama dari model litium-sulfur adalah anoda biasanya tidak terdiri dari litium, tetapi senyawa silikon-karbon. Koneksi ini jauh lebih stabil karena lebih kecil saat mengisi daya. Ini adalah keuntungan penting, karena semakin banyak anoda baterai diganti, semakin banyak interaksinya dengan elektrolit cair: proses ini menyebabkan elektrolit terurai menjadi gas dan padat, yang mengeringkan baterai. Dalam kasus yang paling ekstrim, anoda ditanam untuk melakukan kontak dengan katoda, menyebabkan korsleting dan membuang baterai.
Jika semuanya jelas dengan kepadatan yang meningkat, maka dengan kepadatan yang berkurang situasinya agak lebih rumit. Secara teori, salah satu alasan penurunan densitas mungkin karena beberapa alasan proporsi asam sulfat dalam elektrolit menurun. Namun, dalam praktiknya hal ini tidak mungkin, karena dengan sendirinya ia memiliki titik didih yang tinggi, yang tidak termasuk penguapan bahkan dengan pemanasan yang intens, yang terjadi, misalnya saat mengisi daya. baterai. Alasan yang lebih umum untuk penurunan kerapatan elektrolit adalah apa yang disebut sulfasi pelat, yang terdiri dari pembentukan timbal sulfat (PbSO4) pada elektroda. Faktanya, ini adalah proses alami yang terjadi pada setiap pengosongan baterai. Namun faktanya selama pengoperasian normal, setelah aki habis, harus diisi (di dalam mobil, aki terus diisi ulang dari genset). Muatan tersebut disertai dengan transformasi balik timbal sulfat menjadi timbal (di katoda) dan timbal dioksida (di anoda) - menjadi zat aktif yang membentuk dasar elektroda dan terlibat langsung dalam proses kimia di dalam baterai. Jika baterai lama dalam keadaan habis, timbal sulfat mengkristal, kehilangan kemampuan untuk berpartisipasi secara permanen reaksi kimia. Ini adalah proses yang sangat tidak menyenangkan, akibatnya baterai tidak dapat lagi terisi penuh bahkan saat menggunakan pengisi daya eksternal karena tidak seluruh area pelat terlibat dalam pekerjaan. Karena baterai tidak terisi penuh, kerapatan elektrolit tidak dikembalikan ke nilai aslinya. Padahal, sudah ada perbincangan tentang menghilangkan pelanggaran pada fungsi normal baterai.
Baterai Perak Aluminium Oksida
Belerang juga berinteraksi dengan elektrolit cair, yang mengurangi kinerja baterai sampai habis kekuatan penuh. Pasangan perak-seng digunakan untuk membuat baterai primer atau sekunder. Dalam sel baterai primer, anoda terdiri dari seng dan katoda perak oksida. Dalam sel baterai sekunder, anoda terbuat dari seng oksida dan katoda perak. Dalam semua kasus, elektrolit didasarkan pada kalium.
Aplikasi utama terperinci Torpedo panduan militer, uji coba, aktivasi baterai isi ulang Ariana digunakan untuk aktivitas fisik. Untuk alasan keamanan dan performa, baterai hanya diaktifkan pada saat-saat terakhir dengan injeksi elektrolit. Baterai perak-seng dibedakan berdasarkan kepadatan energi dan kekuatannya.
Sulfasi parsial pelat dapat dihilangkan dengan bantuan siklus kontrol dan pelatihan, yang terdiri dari pengisian dan pengosongan baterai ke tingkat tertentu. Sebagian besar pengisi daya modern memiliki fitur ini, jadi masuk akal untuk menggunakannya, terutama jika baterai telah habis karena suatu alasan. Prosedur desulfasi sangat panjang dan bisa memakan waktu hingga beberapa hari. Jika tidak membawa hasil, maka tindakan ekstrim adalah meningkatkan densitas dengan menambahkan elektrolit korektif (densitas sekitar 1,40 g/cm3). Metode ini hanya dapat dianggap sebagai solusi sementara untuk masalah tersebut, karena penyebabnya tidak dapat dihilangkan.
Baterai perak magnesium klorida
Detil berat energi 3 W/k Energi-volume 103 W/L Masa pakai 3 hingga 5 tahun Jumlah siklus pengisian daya 300 hingga 900 Nilai voltase per sel 9 hingga 1 volt. Teknologi ini menggunakan lembaran tipis serat boron-silikat di antara pelat timah baterai. Lembaran tipis ini diresapi dengan elektrolit yang bersentuhan dengan pelat.
Baterai ini memiliki kualitas yang sama dengan baterai gel dan memungkinkan lebih banyak bug proses. Karena elektrolit diresapi dengan serat, ia tidak dapat tenggelam meskipun wadah baterainya rusak, sehingga pengangkutannya jauh lebih mudah dan aman.
Cara menaikkan massa jenis elektrolit
Dimungkinkan untuk menurunkan atau meningkatkan densitas elektrolit dalam baterai dengan memompa keluar sejumlah tertentu, dan sebagai gantinya menambahkan air suling atau elektrolit dengan densitas yang meningkat (korektif). Prosedur ini memakan waktu lama, karena siklus pemompaan-pengisian ulang dapat diulangi beberapa kali hingga nilai yang diperlukan tercapai. Setelah setiap penyesuaian, Anda harus mengisi daya baterai (setidaknya 30 menit), lalu diamkan (0,5-2 jam). Tindakan ini diperlukan untuk pencampuran elektrolit yang lebih baik dan pemerataan kerapatan dalam toples.
Fase gas selama pengisian baterai mentransfer oksigen ke pelat negatif untuk mengubahnya menjadi air, sehingga menghindari kehilangan air. Tindakan ini lebih dari 99% efisien, membuat kehilangan air dapat diabaikan. Fenomena ini memberikan derajat yang tinggi fleksibilitas dalam biaya dan pengeluaran.
Tingkat rendah ini memungkinkan penyimpanan dalam waktu lama tanpa sering mengisi daya seperti baterai standar. Jika terjadi kelebihan muatan yang parah, emisi hidrogen berada di bawah 4%, yang sejalan dengan standar penerbangan yang ketat dan ruang terbatas.
Dalam proses menaikkan (atau menurunkan) kerapatan elektrolit, orang tidak boleh lupa untuk mengontrol levelnya. Itu dilakukan oleh tabung gelas dengan dua lubang di sepanjang tepinya. Satu sisi direndam dalam elektrolit hingga menyentuh jaring pengaman. Selanjutnya, ujung atas ditutup dengan jari, dan tabung itu sendiri diangkat dengan hati-hati bersama kolom cairan di dalamnya. Ketinggian kolom ini menunjukkan jarak dari tepi atas pelat ke permukaan elektrolit yang terisi. Itu harus 10-15 mm. Jika baterai memiliki indikator (tabung) atau wadah transparan dengan tanda minimum dan maksimum, maka akan lebih mudah untuk mengontrol levelnya.
Mereka memiliki kepadatan energi tertinggi dari semua baterai, tetapi mereka tidak digunakan secara luas karena biaya, umur simpan, waktu mulai, dan masalah produk sampingan yang membatasi mereka untuk sebagian besar aplikasi militer. mobil listrik dengan baterai aluminium dapat memiliki sepuluh hingga lima belas kali lebih banyak baterai timbal-asam dengan berat keseluruhan yang jauh lebih sedikit. Setelah anoda aluminium dikonsumsi oleh reaksi oksigen atmosfer pada katoda yang direndam dalam elektrolit untuk berbahan dasar air, ke dalam bentuk alumina terhidrasi, baterai tidak akan lagi menghasilkan listrik.
Jangan lupa bahwa semua pengoperasian dengan elektrolit harus dilakukan dengan hati-hati, menggunakan sarung tangan dan kaca mata pelindung.
Periodisitas
Setiap 15.000 km, periksa level dan kepadatan elektrolit.
Namun, dimungkinkan untuk mengisi ulang baterai secara mekanis dengan anoda aluminium baru yang terbuat dari alumina terhidrasi daur ulang. Faktanya, daur ulang alumina yang dihasilkan akan menjadi penting jika baterai aluminium udara digunakan secara luas. Reaksi ini menimbulkan beda potensial 2 volt.
Namun, masih ada beberapa masalah teknis yang perlu diperbaiki agar baterai udara cocok untuk kendaraan listrik. Anoda aluminium murni terkorosi oleh elektrolit, jadi aluminium biasanya dicampur dengan timah atau elemen berpemilik lainnya. Alumina terhidrasi, yang dibuat oleh reaksi sel, membentuk zat koloid di anoda dan mengurangi keluaran listrik. Misalnya, aditif telah dikembangkan yang membentuk alumina sebagai bubuk, bukan gel.
Bersihkan baterai secara rutin dari debu dan kotoran. Jika penutup atas retak atau menonjol, ganti baterai.
Elektrolit harus transparan. Rona coklat menunjukkan penumpahan massa aktif pelat - baterai perlu diganti.
Peringatan
Selama pengoperasian, level elektrolit secara bertahap menurun karena penguapan air yang merupakan bagian darinya. Untuk memulihkan level, tambahkan hanya air suling ke baterai.
Selain itu, paduan telah ditemukan untuk membentuk gel kurang dari aluminium murni. Katoda ini bekerja dengan baik, tetapi harganya mahal. Baterai ini telah digunakan sebagai baterai cadangan di beberapa sentral telepon sebagai sumber listrik cadangan.
Untuk laptop dan ponsel baterai berpendingin udara digunakan dan dirancang untuk penggunaan tersebut. Detail berat energi 370 W / k tegangan nominal sel dari 35 hingga 65 volt. Baterai seng-udara dan sel bahan bakar seng-udara, baterai elektrokimia yang ditenagai oleh oksidasi seng dengan oksigen atmosfer. Baterai ini memiliki kepadatan energi yang tinggi dan relatif murah untuk diproduksi. Mereka digunakan dalam alat bantu dengar dan kendaraan listrik eksperimental.
Saat memeriksa massa jenis, berhati-hatilah: elektrolitnya mengandung asam sulfat! Tetesan elektrolit yang jatuh di bagian mobil atau di area tubuh yang terbuka, segera bilas dengan air yang banyak.
Jangan merokok atau menggunakan api terbuka saat mengisi daya baterai.
Sebelum mengisi daya, lepas baterai dari mobil, jika tidak, elektrolit yang "direbus" dapat memercik ke bodi dan bagian mobil.
Mereka bisa menjadi bagian penting ekonomi seng masa depan. Oksidasi seng dalam seng oksida dan air dibawa kembali ke sistem. Air dan hidroksil anoda digunakan kembali di katoda, sehingga suplai air hanya berfungsi sebagai katalis. Reaksi memberi tingkat maksimum 65 volt, tetapi dikurangi menjadi 4-35 volt dengan mengurangi aliran udara di dalam sel, hal ini biasanya dilakukan agar baterai alat bantu dengar mengurangi laju pengeringan air.
Pembatasan sel bahan bakar seng-udara umumnya mengacu pada baterai seng-udara di mana bahan bakar seng diratakan dan kehilangan oksida seng dihilangkan tanpa gangguan. Ini dicapai dengan mendorong pasta elektrolit atau butiran seng ke dalam ruang anoda. Seng koagulum oksida dipompa ke tangki fleksibel atau limbah di dalam tangki bahan bakar, dan pasta atau butiran seng segar diambil dari tangki bahan bakar. Kerugian seng oksida dipompa keluar di stasiun pengisian bahan bakar dan dikirim ke pabrik daur ulang.
Tabel 1. Koreksi kerapatan elektrolit tergantung pada
suhu
| Suhu elektrolit, °С |
Amandemen, g / cm 3 |
|
-40 hingga -26 |
|
|
-25 hingga -11 |
|
|
-10 hingga +4 |
|
|
+5 hingga +19 |
|
|
+20 hingga +30 |
|
|
+31 hingga +45 |
Tabel 2. Kepadatan elektrolit pada 25 °С, g/cm 3
|
Wilayah iklim (suhu udara bulanan rata-rata di bulan Januari, °С) |
Musim |
Baterai terisi penuh |
Baterai sedang diisi |
|
|
Sangat dingin |
Musim dingin |
|||
|
Dingin |
Sepanjang tahun |
|||
|
Sedang |
Sepanjang tahun |
|||
|
hangat lembab |
Sepanjang tahun |
|||
|
panas kering |
Sepanjang tahun |
|||
Tabel 3. Perkiraan norma untuk mengatur kerapatan elektrolit
|
Kepadatan elektrolit yang dibutuhkan dalam baterai, g / cm 3 |
||||
|
Kepadatan elektrolit nyata, g / cm 3 |
Volume elektrolit yang dikeluarkan dari baterai, cm 3 |
|||
PROSEDUR
|
||||||||||||||||||||||||||||
