Причины, Норма, Как проверить и Исправить

Часто автовладельцы не могут завести транспортное средство по причине саморазряда аккумулятора. Этот процесс является естественным и происходит как по внешним, так и по внутренним причинам.

Содрежание

• Что такое саморазряд аккумулятора
• Чем он опасен и к чему может привести
• Какие аккумуляторы подвержены саморазряду
• У каких аккумуляторов самый низкий уровень саморазряда
• Как замерить уровень саморазряд
• Какой уровень саморазряда является нормой
• Что делать при уровне саморазряда выше нормы

Что такое саморазряд аккумулятора

Выпускаясь с завода производителя АКБ рассчитана на определенную емкость и некоторое количество получаемого электричества. Но в процессе хранения батареи без эксплуатации, начинается растворение отрицательного электрода. Выделяется водород, а АКБ теряет заряд электрического тока.

На положительном, этот процесс происходит за счет растворения оксида металла в серной кислоте. Но здесь он менее выражен.

Разряд аккумуляторной батареи может быть:

• нормальным, когда в течении пятнадцати дней АКБ теряет менее 10 процентов своей максимальной емкости;
• электролитный. Когда разрушаются пластины, а частицы износа оседают на дно. Эти частицы могут замыкать пластины и спровоцировать разряд;
• эксплуатационный. На батарее собирается пыль, пропитанная влагой или антифризом, которая создает мост между электродами. При данном процессе автовладелец может не ощущать, что происходит разряжение АКБ, но оно есть.

На этот процесс влияет также температура, например, на сильном холоде или жаре темп, происходящего внутри батареи растворения электрода, может увеличиваться.

На саморазряд могут оказывать влияние, включенные приборы в прикуриватель, когда в машине никого нет в течении длительного времени, автомобильные часы и т.д.

Чем он опасен и к чему может привести

Любой тип саморазряда приводит к потере емкости, снижению электрического тока при включении зажигания, к ухудшению общих свойств АКБ автомобиля. Это происходит из-за следующих причин, которые появляются в процессе:

• глубокий разряд батареи отнимает у нее по 3 процента общей емкости. При 10 глубоких разрядах потеря емкости составит 30 процентов. При этих данных автовладелец не сможет завести транспортное средство;
• при окислении разрушаются стенки пластин. Опять же батарея не сможет накапливать электрический ток, в результате она станет непригодна для использования.

Пониженный напряжение не позволит зарядить АКБ. В результате процент заряда заполнится только наполовину. Это очень опасно в холодное время года. Сульфатация пластин в таких условиях происходит быстрее. Еще одной опасностью недозаряженной АКБ является замерзание в сильные морозы, так как плотность сильно понижена.

А также не должно происходить повышенной утечки напряжения. Из-за этого процесса уменьшается емкость, а пластины осыпаются. Автовладелец может определить, что начался процесс осыпания пластин, по темному цвету электролита.

Внимание! Не рекомендуется прикуривать АКБ от нестандартных устройств. В таких случаях возможен взрывы моноблока или деформация пластин.

Какие аккумуляторы подвержены саморазряду

Саморазряду подвержены не только АКБ на авто. Естественный разряд происходит как у обычных батареек на часы или пульты дистанционного управления, так и у щелочных, кислотных, литий-ионных, ni-cd и ni-mh.

Самыми идеальными условиями для хранения считаются «сухой» способ. Батарея не заливается электролитом. Процесса окисления не происходит. А значит шанс купить уже наполовину разряженный АКБ уменьшается.

Важно! При покупке необходимо обращать внимание на дату производства.

У каких аккумуляторов самый низкий уровень саморазряда

Как уже было сказано в прошлом блоке, аккумуляторы без электролита не имеют ограниченного срока хранения. Но сейчас так батареи производители уже не хранят.

Поэтому с самым низким естественным саморазрядом будут АКБ со свинцово-кальциевым сплавом. Они изготавливаются в виде необслуживаемых устройств.

В таких батареях используется только чистая кислота и дистиллированная вода. В электролит производителем добавляются различные ингибиторы. Такие АКБ имеют увеличенный срок службы.

Как замерить уровень саморазряд

При покупке аккумулятора или после долгого хранения необходимо проверить напряжение и емкость. Автовладелец может сделать это следующим способом:

1. Взять мультиметр и перевести ручку в положение Вольтметра или «V».
2. Один из двух щупов устройства приложить к клемме.
3. Другим провести по корпусу.
4. При утечке электрического тока, аппарат покажет, что присутствует напряжение на корпусе. Это происходит из-за загрязнения или подтеков электролита.

Чтобы измерить силу тока в аккумуляторе автовладельцу нужно будет сделать следующее:

1. Перевести ручку мультиметра в положение измерения силы тока.
2. Выставить на максимальное значение – 10 Ампер.
3. Одним щупом прикоснуться к минусовой клемме.
4. Удерживая первый щуп на клемме, вторым прикоснуться к положительной клемме на батарее.
5. Дисплей мультиметра покажет максимальное значение силы тока, которое выдает аккумулятор при работе.

На рабочей АКБ значение будет равно 0,02 – 0,06 Ампера. В этом случае сильного разряда не происходит. Если же аккумулятор где-то пропускает ток, то цифра на дисплее поднимется. Автовладельцу в этом случае нужно будет найти место утечки заряда и ликвидировать.

Для этого необходимо отключить все питающиеся электрическим током от АКБ устройства в машине. Проверить еще раз. Если значение пришло в норму, то батарея – рабочая. Если нет – искать другие причины утечки.

Какой уровень саморазряда является нормой

Саморазряд при нормальных условиях должен составлять 1 процент потери от полной емкости батареи в первые дни. По истечении 60 дней может наступить глубокий разряд батареи. А через сто сорок дней электрический заряд может полностью исчезнуть.

Нормальными условиями хранения считаются:

• температура не выше 20 градусов по Цельсию со знаком плюс и не ниже + 15С;
• сухое помещение;
• на поверхности между электродами отсутствует грязь, пыли и другие элементы, которые могут создать условия для быстрого разряда батареи.

Если АКБ был в употреблении, то для таких устройств нормой считается 2 процента потери. При совсем плохом аккумуляторе – 4 процента утечки тока за ночь.

Обратите внимание! Если АКБ не используется, то лучше его иногда подзаряжать во избежание полного разряда.

Что делать при уровне саморазряда выше нормы

Чтобы избавиться от признаков саморазряда во время стоянки АКБ на хранении нужно соблюдать следующие правила:

• поддерживать чистоту корпуса;
• доливать дистиллированную воду;
• вытирать насухо АКБ, если нечаянно был пролит электролит;
• перед отсоединением от авто обязательно зарядить по максимуму;
• проверять напряжение один раз в 30 суток.

При повышенном уровне саморазряда, чтобы его снизить также применяют описанные выше процедуры. К тому же запрещается эксплуатировать батареи, у которых заряд ниже 75 процентов в холодное время года. А летнее время – ниже 50 процентов.

Если не соблюдать любое из описанных правил, то это приведет к полному разряду аккумуляторной батареи. Запустятся необратимые процессы, после которых восстановить батарею будет невозможно.

Заряжать необходимо малыми токами. Таким образом автовладелец увеличит глубину и степень заряда. Например, если емкость батареи равно 60 ампер в час, то необходим ток в 6 А для зарядки.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полным и точным.

Саморазряд аккумулятора

Каковы основные причины повышенного саморазряда аккумулятора?

Саморазрядом называют снижение ёмкости аккумулятора при разомкнутой внешней цепи (то есть при бездействии аккумулятора). Саморазряд может происходить как на поверхности батареи, так и внутри неё.

Обычно степень саморазряда аккумулятора выражают в процентах потери ёмкости за 1 сутки или более длительный период (14, 28 или 90 суток):

C и Cn – ёмкости аккумуляторной батареи соответственно до и после воздействия, приведенные к 25°C; n – продолжительность воздействия (в сутках).

Саморазряд аккумулятора бывает нормальным и повышенным

Для свинцовых стартерных батарей традиционного исполнения, в том числе с общей крышкой, нормальный саморазряд после бездействия аккумулятора в течение 14 суток. При температуре (20±5)°C не должен превышать 7% (или 0,5% в сутки).

Поверхностный саморазряд аккумулятора

Поверхностный саморазряд возможен, когда аккумулятор снаружи загрязнён или залит электролитом, водой или другими жидкостями, что создаёт возможность разряда через токопроводящую плёнку. Этот вид саморазряда отличается от обычного разряда очень малыми токами и легко устраняется очисткой поверхности батареи.

Внутренний саморазряд аккумулятора

Внутренний саморазряд обусловлен окислительно-восстановительными процессами, самопроизвольно протекающими, как на отрицательном, так и на положительном электроде аккумулятора. Саморазряду особенно подвержен отрицательный электрод вследствие протекания самопроизвольного растворения свинца (отрицательной активной массы) в растворе серной кислоты:

Саморазряд отрицательного электрода сопровождается выделением газообразного водорода. Скорость самопроизвольного растворения свинца существенно повышается с увеличением концентрации электролита. Повышение плотности электролита с 1,27 до 1,32 г/см3 ведёт к росту скорости саморазряда отрицательного электрода на 40%.

Саморазряд положительного электрода обусловлен протеканием реакции:

Так как приведённая выше реакция протекает с выделением газообразного кислорода, то скорость её в значительной степени определяется кислородным напряжением. Скорость данной реакции также увеличивается с ростом концентрации электролита. Скорость саморазряда положительного активного материала в несколько раз ниже скорости саморазряда отрицательного активного материала.

Существенно увеличивается внутренний саморазряд аккумулятора при попаданиях в электролит посторонних частиц.

Саморазряд батарей в значительной мере зависит от температуры электролита и срока службы батарей. С понижением температуры саморазряд уменьшается и при температуре ниже нуля, у новых батарей, он практически прекращается. Поэтому хранение заряженных аккумуляторных батарей рекомендуется при низких температурах (до –30°C). К концу срока службы аккумуляторной батарей саморазряд увеличивается настолько сильно, что делает аккумуляторную батарею не пригодной к эксплуатации.

Иногда саморазрядом называют быструю потерю ёмкости вследствие коротких замыканий внутри аккумулятора. Такое явление объясняется прямым разрядом через токопроводящие мостики, образовавшиеся между разноимёнными электродами.

применять для приготовления электролита только аккумуляторную кислоту, отвечающуютребованиям ГОСТа, и дистиллированную воду;

своевременно устранять трещины в мастике;

своевременно проводить обслуживание батарей при эксплуатации и при хранении, обращая особое внимание на то, чтобы поверхность батарей всегда была чистой и сухой.

В том случае, если аккумулятор длительное время не используется, например, аккумуляторы на сельскохозяйственной технике, катерах и яхтах… которые не работают в зимний период (а это около полугода) перед установкой на зиму аккумуляторную батарею необходимо полностью зарядить! В течение всего вынужденного простоя весьма желательно один раз в месяц производить подзарядку аккумулятора!

Саморазряд литий-ионного аккумулятора • EVreporter

Что такое саморазряд?

Саморазряд батареи вызван внутренними реакциями в батарее, которые уменьшают накопленную энергию без какой-либо связи с внешней цепью. Другими словами, батарея теряет энергию, хранящуюся в ней самой, из-за своего внутреннего поведения, даже когда подключенное приложение не требует энергии. Поскольку состояние заряда (SoC) напрямую связано с напряжением холостого хода батареи (OCV), саморазряд приводит к снижению SoC, что приводит к снижению OCV батареи.

Саморазряд бесспорен, и он происходит в любом типе системы (аккумулятора), которая накапливает энергию. Однако вызывает беспокойство скорость, с которой происходит саморазряд. Это одна из причин, по которой суперконденсаторы не используются в электромобилях. Суперконденсаторы имеют высокий саморазряд до 50% в месяц. Тогда как литий-ионные аккумуляторы имеют саморазряд до 5% в месяц. Но эти значения могут меняться в зависимости от класса ячеек.

Какое значение имеет саморазряд?

Классификация

Саморазряд является важным параметром, когда литий-ионные элементы проходят сортировку во время производства элементов. Однако многие практики не знают о параметре саморазряда и склонны проверять только значения емкости, OCV и IR, чтобы понять качество элемента в процессе сборки аккумуляторной батареи. Давайте обсудим характеристики саморазряда популярного типа элементов, используемых многими индийскими компаниями по сборке аккумуляторных батарей. Для этого упражнения возьмем параметры градации саморазряда цилиндрической ячейки LFP. Аккумулятор необходимо зарядить до номинального напряжения 3,2 В, а затем выдержать при температуре 45°C в течение десяти дней. На этом этапе напряжение падает примерно до 3,17 В. После этого проводят испытание на саморазряд, выдерживая элемент в течение 30 дней в стандартных условиях. Основываясь на их оценках, можно сделать следующие наблюдения. В ячейке класса падение напряжения будет менее 30 мВ. В ячейке с отрицательным классом падение напряжения будет составлять от 30 мВ до 9 мВ.0 мВ. В ячейке класса B может наблюдаться падение напряжения более чем на 90 мВ. Приведенные выше значения приведены только для справки и основаны на техническом упражнении, проведенном автором с конкретным производителем ячеек. Эти значения могут изменяться в зависимости от производителя элемента и условий хранения для саморазряда. Приведенные выше значения также будут различаться для каждого типа клеточной химии.

Оценка качества элемента будет означать следующее:

Класс А > Класс А минус > Класс В

Параметром саморазряда элемента часто пренебрегают, но он является критическим фактором при оценке элементов. Многие компании сразу переходят к классификации емкости, а затем к классификации OCV и IR, но малоизвестный факт заключается в том, что классы A и A-минус могут иметь очень похожие значения емкости, OCV и IR, а различающим фактором между ними является саморазряд. . Это означает, что компания может думать, что покупает элементы класса А, но на самом деле они получают элементы класса А-минус, поскольку саморазряд не учитывается.

Балансировка

Использование элементов класса А необходимо для серьезных применений, таких как электромобили и долговременные системы хранения энергии. Элементы класса А имеют наименьшие различия между собой, и их можно использовать в аккумуляторных батареях с большим количеством параллельных соединений. Такие пакеты по-прежнему не имеют проблем с балансировкой при старении. Вот почему автомобили Tesla почти никогда не сталкиваются с проблемами балансировки.

Аккумуляторы класса А-минус можно использовать в сценариях медленной зарядки и маломощного разряда, например, в небольших солнечных батареях, поскольку медленная зарядка дает системе BMS больше времени для балансировки элементов. Им нужно время для балансировки, потому что разница между ячейками с минусом выше, чем у ячеек с оценкой А. Целесообразно использовать элементы класса А-минус в аккумуляторной батарее с небольшим количеством параллельных соединений. Если элементы A-минус используются в аккумуляторных батареях с большим количеством параллельных соединений, аккумуляторная батарея может испытывать проблемы с балансировкой после нескольких сотен циклов. Элементы класса B не подходят для использования в аккумуляторных батареях с любым количеством параллельных соединений. Это связано с тем, что различия между элементами класса B могут быть очень высокими и вызывать много проблем с балансировкой в ​​аккумуляторной батарее. Проблемы балансировки в аккумуляторной батарее приводят к неспособности аккумуляторной батареи полностью заряжаться и полностью разряжаться. Это будет означать, что запас хода автомобиля (в случае электромобиля) или время резервного питания (в случае системы накопления энергии) будут значительно ниже исходного значения.

Выбор правильного качества элементов вместе с BMS с надежными компонентами и правильными параметрами является ключом к созданию успешного аккумуляторного блока. Добавьте к этому управление температурным режимом, и вы получите аккумулятор, который может работать долгое время, в значительной степени избегая проблем в полевых условиях.

Об авторе

Рахул Боллини является экспертом по исследованиям и разработкам в области литий-ионных элементов и аккумуляторов с опытом работы в промышленности более 7 лет. С ним можно связаться по телефону +91-7204957389.и [email protected].

Эта статья была первоначально опубликована в журнале EVReporter за июль 2022 г., с которым можно ознакомиться здесь.

Подпишитесь и будьте в курсе

Подпишитесь сегодня бесплатно и будьте в курсе последних событий в области EV.

Исследователи аккумуляторов нашли возможную причину саморазряда

Аккумулятор и топливный элемент   >

6 февраля 2023 г. — 10:33

Исследователи аккумуляторов нашли возможную причину саморазряда

БатареиБатарейные элементыИсследования батарейУниверситет ДалхаузиДжефф Дан

Исследователи из финансируемого Теслой исследовательского центра аккумуляторов в Университете Далхаузи обнаружили удивительно простую причину, по которой литий-ионные аккумуляторы со временем саморазряжаются, даже когда они не используются: использование клейкой ленты.

В элементах литий-ионных аккумуляторов спиральные электроды этих аккумуляторов скреплены простой клейкой лентой из ПЭТ. При более высоких температурах в аккумуляторе этот пластик разлагается с образованием диметилтерефталата (ДМТ) — и эта молекула действует как «электрохимический челнок», разряжающий аккумулятор. Открытие может привести к решению, в котором ПЭТ-лента может быть заменена более стабильным материалом, который не разлагается.

ДМТ действует как так называемая окислительно-восстановительная молекула. Он восстанавливается на катоде батареи («красная» часть названия), захватывая при этом электрон. На аноде молекула окисляется (часть «быка»), высвобождая электрон.

В многочисленных сериях испытаний с батареями NMC исследователи обнаружили, что электролит, который на самом деле бесцветный, при температуре выше 25 градусов становился все более обесцвеченным — чем теплее он становился, тем темнее становилась жидкость. Чем темнее – от желтоватого до оранжевого и темно-красного – становился электролит, тем чаще можно было обнаружить активную окислительно-восстановительную реакцию.

ДМТ является компонентом широко используемого пластика ПЭТ, который присутствовал в исследованных аккумуляторных элементах только в виде клейкой ленты. «Это то, чего мы никогда не ожидали, потому что никто не смотрит на эти неактивные компоненты», — говорит старший автор Майкл Мецгер из Университета Далхаузи. Он называет это «коммерчески значимым открытием», потому что теперь эту проблему можно решить с помощью другого материала.

Единственная проблема заключается в том, что не каждый формат ячейки закатывает электроды, а затем фиксирует их ПЭТ-содержащей липкой лентой. Это не обязательно относится к клеткам мешочка или призматическим клеткам. Как заявляет Мецгер, команда уже связалась с производителями аккумуляторов, чтобы сообщить им об этом небольшом, но эффективном изменении.

dal.ca, iopscience.iop.org, iopscience.iop.org

Предыдущая статья

Следующая статья

Нам необходимо ваше согласие, прежде чем вы сможете продолжить работу на нашем веб-сайте. Если вам еще не исполнилось 16 лет, и вы хотите дать согласие на дополнительные услуги, вы должны спросить разрешения у своих законных опекунов. Мы используем файлы cookie и другие технологии на нашем веб-сайте. Некоторые из них необходимы, в то время как другие помогают нам улучшить этот веб-сайт и ваш опыт. Персональные данные (например, IP-адреса) могут обрабатываться, например, для персонализированной рекламы и контента или измерения рекламы и контента.