Восстановление акб: Как реанимировать аккумулятор автомобиля | 1АК

Однако если были использованы все рекомендуемые методы, а положительного результата получить не удалось, то необходимо заменить аккумуляторную батарею в ИБП.

Ремонт сульфатированных аккумуляторов, десульфатация кислотных акб

Лучшим способом заряда сильно разряженной батареи является ее длительный заряд очень маленькими токами (0,01 — 0,05С).

Затем восстановительный разряд очень большим током (0,3 — 0,5 С) – такой ток в какой-то мере, «разрывает» слой окисла с пластин АКБ. И так, следует повторить циклы 5 — 10 раз. Но если сульфатация превысила некоторый предел, восстановление ёмкости АКБ станет невозможным.

Ориентировочное время работы аккумуляторов на различные нагрузки:

Время автономной работы зависит только от ёмкости подключённых аккумуляторов и мощности нагрузки. В таблице, оно указано. Но необходимо учитывать, что если не использовать электрообогреватели (а их использование от автономных источников не рекомендуется), в реальных условиях такой нагрузки в среднем не будет никогда.

Например, в стандартном доме к автономному источнику обычно подключают освещение, телевизор, холодильник, насос водоснабжения и отопительный котёл на жидком топливе.

Надо рассмотреть два аспекта:

необходимую мощность для обеспечения пусковых мощностей всего оборудования;

среднюю потребляемую мощность в сутки.

Пусковая мощность зависит от конкретных устройств. Но можно прикинуть ориентировочно. Пуск освещения – 500 Вт, телевизора 150 Вт, холодильника 1,5 кВт, насос (сильно зависит от его мощности и глубины расположения) 5 кВт, котёл 1 кВт. Итого, порядка 8 кВт. Следовательно, по этому параметру, для описанного случая гарантированно сработает МАП «Энергия» SIN 9,0 кВт (скорее всего, справится и МАП SIN 6 кВт).

Средняя же потребляемая мощность будет всего порядка 500 Вт около 6 часов в сутки. Это обусловлено тем, что освещение и телевизор обычно включаются по вечерам, насос включается редко и на маленький срок (при потреблении его мощность 500 – 1500 Вт), холодильник потребляет 150 Вт и включается на 15 минут в час. Котёл потребляет порядка 200 Вт и тоже работает в прерывистом режиме.

Теперь легко оценить время реальной автономной работы. Смотрим по таблице – там написано, что например от 6 шт АКБ по 190 АЧ (или набранная такая же энергоёмкость из любых аккумуляторов 570 Ач/24 В, или 285Ач/48 В, или 1140 Ач/12 В), при нагрузке 500 Вт, будут работать 25ч 30м. Но так как, ориентировочно, такое потребление будет лишь 6 часов в сутки, то 25,5/6=4 суток.

Таким образом, вышеперечисленная нагрузка, от 6-и АКБ по 190 Ач, будет обеспечена автономным питанием примерно в течении 4-х суток.

Для определения времени работы неважно как соединены между собой аккумуляторы — последовательно, параллельно или последовательно и параллельно.

Напоминаем так же, что аккумуляторы обладают свойством остаточной ёмкости, например, если используя аккумулятор 90 Ач/12 В вы работали газонокосилкой мощностью 1 кВт в течении 45 мин. после чего МАП выключил 220 В (т.к. напряжение на АКБ просело ниже 11 В) – уменьшите нагрузку до 500 Вт (подключите, к примеру, электролобзик) и работайте ещё столько же.

Затем можно подключить 300 Вт-ную дрель, а потом 130 Вт-ный краскопульт, далее 60 Вт-ный паяльник и, наконец, 30 Вт-ную лампочку.

Однако в двух последних случаях, нагрузка буде потреблять малый относительно ёмкости АКБ ток, и вы «вычерпаете» около 100% от максимальной ёмкости аккумулятора (если конечно, напряжение отключения потребления в инверторе не установлено на 11,5 В или выше), а «вычёрпывание» 100% не рекомендуется, т. к. ресурс аккумулятора, в этом случае, сокращается. Во всём нужно знать меру

Из вышеприведенного примера совсем не следует, что эти (и другие) нагрузки нельзя включить все сразу.

Ниже представлены некоторые модели аккумуляторных батарей, способных к восстановлению:

Аккумулятор Trojan 27TMH

Обслуживаемая аккумуляторная батарея с жидким электролитом, емкость 115Ач 12В

Аккумулятор Trojan T105RE

Обслуживаемая аккумуляторная батарея с жидким электролитом,емкость 225Ач 6В

Аккумулятор US 27 DC XC2

Обслуживаемая аккумуляторная батарея с жидким электролитом,емкость 105Ач 12В

Аккумулятор US REGC2H XC

Обслуживаемая аккумуляторная батарея с жидким электролитом,емкость 242Ач 6В

Восстановление АКБ: как выполнить десульфатацию аккумулятора в домашних условиях

Как распознать критическую степень сульфатации АКБ?

На обслуживаемых батареях засульфатированность легко определить визуально. Достаточно отвернуть крышечки и осмотреть пластины: белый налет на электродах указывает на то, что необходима десульфатация. Разница становится отчетливо понятной, если сравнять внутренности разбалансированного источника питания с заряженным. В последнем плюсовые пластины – коричневые, а минусовые – серые.

Ещё один признак критической сульфатации пластин – быстрый заряд и быстрый разряд. Примером тому может служить обычная ситуация: зарядное устройство только подключили, как тут же начал кипеть электролит. Как ни странно, соблюдая все азы технологии зарядки АКБ, он действительно может зарядится буквально за 20-30 минут и напряжение нормально разомкнутой цепи, измеренное без нагрузки, будет эквивалентно 100% заряду. Только вот работать под нагрузкой такая батарея не в состоянии: обычная лампа ближнего света посадит ее буквально за 10-15 минут, в то время, как здоровый АКБ она разряжает за 8-10 часов.

На профессиональном уровне изделие с прогрессирующим образованием сернокислого свинца на пластинах отличают еще две характеристики:

1. Внутреннее сопротивление. С ростом кристаллов сульфата свинца оно возрастает.
2. Емкость. С прогрессом сульфатации она уменьшается.

По поводу измерений емкости автомобильного аккумулятора можно сказать так: с недавних времен это возможно сделать без особых усилий. Замер выполняется с помощью диагностических сканеров или, как принято их еще называть, тестерами аккумуляторов. В этом классе есть как профессиональные модели, как-то Bosch BAT 121 с функцией распечатки результатов проверки, так и версии для домашнего применения (Lancol MICRO-200 и пр.). Эти устройства, кроме всего прочего, в состоянии показать среднюю плотность электролита, уровень зарядки в процентном соотношении, внутреннее сопротивление и, разумеется, вольтаж.

Способы десульфатации пластин свинцового аккумулятора

Классический вариант идеи десульфатирующих мероприятий состоит в том, чтобы растворить крупные сульфаты свинца циклами заряд-разряд. Восстановить заводскую ёмкость не всегда возможно. Так, в зоне риска батареи, которые хранились в разряженном состоянии продолжительное время. На пластинах таких изделий имеются крупные наросты, имеющие высокое сопротивление и трудно поддающиеся растворению.

Исходя из определения десульфатации понятно, что не любое зарядное годится на роль восстанавливающего. Мы уже изучали вопрос выбора зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Повторимся, что в идеальном варианте это должна быть зарядка с режимом десульфатирования, как-то программируемый «комбайн» Кулон 912, «самоделка» от Сороки и пр. Электрооборудование такого класса отличает набор встроенных контрольно-тренировочных циклов «заряд-разряд».

На крайняк сойдут ЗУ с регулируемой силой тока и напряжением. Позже мы укажем, что этот вариант уместен на легких стадиях засульфатированности и далеко не для всех типов АКБ. Полностью автоматическому оборудованию типа Bosch C3-C7, Стек, и пр. доверять не стоит, поскольку корректность реализованной в них методики восстановления слишком унифицирована, отчего не дает ощутимого эффекта.

Метод №1. Зарядное устройство с режимом восстановления

Итак, на руках профессиональное ЗУ со встроенным алгоритмом контрольно-тренировочных циклов «заряд-разряд». Фактически это продвинутый автомат с ручными настройками. Вся суть этого метода сводится к настройке этого оборудования.

Ток и напряжение здесь, как правило, не задаются. Вместо стандартных единиц прописывается емкость. Согласно инструкции, это чаще всего цифра, отображенная на этикетке. Впрочем, иногда фигурирует и фактическое число А*ч, которое зарядка оценивает самостоятельно. Модели самодельного происхождения, как правило, требуют расчета нагрузки и имеют выходные контакты для ее подключения. В роли нагрузки служит лампа.

Отдельного внимания заслуживает контактная база зарядного устройства. Какого бы происхождения оно не было, желательно его доработать:

• Сечение провода между зарядкой и АКБ, батареей и нагрузкой должно быть не менее 4 мм2.
• Максимальная длина проводника на участке ЗУ-аккумулятор – 50 см, источник питания-нагрузка – 50-70 см.
• Крокодилы следует заменить на клеммы с болтами.

Внимание! Батарею типа Ca/Ca нельзя разряжать ниже 12 В.

Это один из вариантов лечения запущенной батареи. Более современные зарядные устройства позволяют вовсе обойтись без разрядки. Такие ЗУ обладают адаптивным алгоритмом настройки длительности импульсов тока и паузы между ними, а также самой силы тока. Регулируя эти три величины, удается расшатать крупные кристаллы и впоследствии растворить их без принудительной разрядки.

Метод №2. Обычная зарядная аппаратура с регулируемым напряжением и током

Сеть Интернет предлагает нам десятки вариантов самодельных схем десульфатирующего устройства. Это может быть как автономное изделие, собранное с нуля, так и дополнительный блок к уже существующему зарядному. По-своему привлекателен вариант ручной десульфатации, требующий минимум доработок. Эту версию мы и рассмотрим.

В центре внимания – обычное зарядное устройство с регулируемой силой тока и напряжением. В дополнение к нему потребуется обычная автомобильная лампа, мощность которой выбирается из расчета 10 часовой разрядки аккумулятора определенной емкости. Например, для 60 А*ч подойдет лампочка на 55 Вт. Для полноценного протекания процесса разрядки полезно включить между лампой и АКБ реле поворотов. Паузы стимулируют химические вещества реагировать полностью.

Идея десульфатации та же. Принцип реализации похож на работу автомата с контрольно-тренировочными циклами «заряд-разряд»: зарядка, за которой следует пауза и разрядка. Все подробности читайте в технологии восстановления аккумуляторов:

• Восстановить уровень электролита. Будьте готовы к тому, что в процессе зарядки кислота высвобождается из пластин и жидкости в банке станет больше.
• Поставить батарею на зарядку. Максимальный ток – 1А. Напряжение: 13,9-14,4 В. Время зарядки – около 8 часов. В зависимости от степени запущенности сульфатации через 8 часов будет наблюдаться различное напряжение. Если имел место глубокий разряд ниже 10,8 В, то потребуется дополнительная пауза в 24 часа и повтор цикла подзарядки. Например, если исходный вольтаж был около 9 В, то через 8 часов будет около 11 В. Выдерживаем паузу в 24 часа и продолжаем заряжать до 12,7 В с силой тока уже 2А.
• Сделать паузу на 24 часа.
• Разрядить АКБ лампой, подключенной через реле поворотов, до 10,8В.
• Поставить аккумулятор на зарядку. Максимальная сила тока – 2А. Вольтаж: 13,9…14,4В. По достижении 12,7 В отключить зарядное и дать отстоятся аккумулятору 24 часа.
• Вновь разрядить аккумуляторную батарею до 10,8В.
• Зарядить током 2А (напряжение 13,9-14,4В) до 12,7В.
• При необходимости повторить цикл разряд-заряд.

Советы по технике восстановления аккумуляторной батареи

Не стоит рассматривать десульфатацию как единственное средство излечения свинцового аккумулятора. Он выходит из строя не только по причине крупных наростов сульфата свинца, не поддающихся растворению. В копилку причин также следует включить постоянный перезаряд, ведущий к коррозии токоотводов и разрушению намазки пластин, неизбежную коррозию самих пластин и отслоение активных веществ с поверхности электродов под действием вибрации.

Опыт проведения десульфатирующих мероприятий позволяет выделить главные правила, которые стоит неукоснительно соблюдать:

• Процесс производить только в теплом хорошо проветриваемом помещении (+20…+25 °C).
• Не допускать кипения электролита.
• Не производить десульфатацию чаще 1 раза в год.

Разумеется, процесс стоит периодически контролировать. Например, для того, чтобы своевременно выявить ситуацию, когда одна банка аккумулятора при зарядке не кипит.
 

Восстановление батареи

Аккумуляторы глубокого цикла

Уравнительный заряд

Десульфатор электронных батарей

Некоторые из следующих процедуры также являются составной частью обслуживания аккумуляторной батареи, но на самом деле они разрушительны. в какой-то степени и уменьшит срок службы батареи. Долговечность может не быть проблемой, если аккумулятор производительность в настоящее время не оптимальна, и вам необходимо восстановить производительность.Что Следующее в целом не следует рассматривать как профилактическое обслуживание.

Восстановление сульфатных батарей;
что сработало для нас и наших клиентов:

Вы определили, что ваш аккумулятор требует восстановления. Вероятно, в нем будут представлены некоторые или все следующее: быстрое падение напряжения при малых нагрузках, быстрое получение заряда, требуется длительное время для полной зарядки, более высокие температуры во время зарядки и разряд, удельная разница между ячейками 50 баллов и более.

Более подробное описание следующие шаги следуют ниже этого раздела

1. Пометьте каждую батарею и каждая ячейка в батарее.
2. Запустить журнал батареи и постоянно контролируйте свои батареи с помощью хорошего ареометра (не дешевого из автомобильного магазина или магазина больших коробок. Вам нужен ареометр, который измеряет до 3 знаков после запятой). Следите за индивидуальными батареи и элементы, регистрирующие напряжение, температуру и удельный вес. Регистрируйте все измерения после каждого процесса, через который вы вставляете аккумулятор. Когда батареи будут восстановлены, продолжайте регистрировать их атрибуты по крайней мере раз в три месяца.
3. Купите хороший ареометр. если у вас его нет.
4. Вставьте батареи через Цикл выравнивающего заряда зарядного устройства
5. Сразу купить или если вы так склонны и способны, построить электронный десульфатор батареи и подключите его к батареям и оставьте там.Убедитесь, что вы поддерживаете поддерживающий заряд аккумуляторов во время работы десульфатора.
6. В качестве альтернативы вы можете выполнить глубокий цикл работы с батареями. Глубокая езда на велосипеде — это процесс полной зарядки аккумуляторов, а затем их полного заряда. разрядка до удельного веса 1,120, затем полная зарядка аккумуляторов до удельного веса около 1,27. Сделайте это не менее шести циклов.
7. Через две недели повторите шаг 6, если удельный вес клеток продолжает различаться. Сделай так еще раз два недели спустя.
8. Если у вас есть батарейки или ячейки, которые продолжают отличаться от остальных, стремятся заменить их хорошими одни, даже хорошо бывшие в употреблении, примерно того же возраста.В противном случае, возможно, пришло время новый комплект батарей. ПОЖАЛУЙСТА, прочтите все разделы в нашей батарее раздел, из которого это всего одна страница. Ваши батареи пришли в это состояние на причина, наши веб-страницы в этом разделе созданы, чтобы помочь вам избежать проблемы.

Удачи!

Во время выравнивающего заряда пиковое напряжение повышается, вызывая повышение температуры и сильное газообразование. Вероятно, что газовыделение является следствием слишком высокого напряжения. индуцированное газообразование вызывает турбулентность над покрытием кристаллов сульфата пластины батареи, большая часть растворяясь, но разделяя некоторые, позволяя им всплыть на поверхность электролита. Более высокие температуры связанные с выравнивающей зарядкой также помогают разъедать пластины аккумулятора, свежие поверхность пластины обнажена. Турбулентность электролита также перемешивает электролит, если он расслоился.Никогда не ставьте разряжена батарея на Equalize. Выровняйте батареи после того, как они зарядили и дали остыть. Опция выравнивания не является методом зарядки, это техника обслуживания, используемая только при необходимости.

Электронный ток до 10А к батареям применяется циклический режим 800 кГц или более. Это создает резонанс внутри батареи, которые изнашивают кристаллы сульфата на ионном уровне. В резонанс может отрицательно повлиять на старые батареи со структурно эродированными пластинами из-за того, что хрупкие кусочки пластины отваливаются и, возможно, замыкают ячейку.

Техника, используемая для выравнивания и омолаживать, когда батареи циклически переключаются между полным состоянием заряда, а затем до 20% заряда. Зарядка от 20% заряда есть оптимально работает при уровне заряда 10% от номинального значения в ампер-часах аккумуляторная батарея например аккумулятор на 1500 Ач заряжается с помощью зарядного устройства, способного зарядка на 150 ампер. Последовательность подзарядки проходит через трехступенчатая последовательность зарядки: объемная, абсорбционная и плавающая, и зарядка должна быть непрерывным.Батареи с глубоким циклом сокращают срок службы батареи, но меньше разрушительнее, чем уравнительный заряд. Аккумуляторы AGM и VRLA нельзя выровнено, но можно использовать технику глубокого цикла.

Мы бродили по Интернету и видел много других предложенных решений и следил за некоторыми. От очистки сульфатирование аккумуляторов с использованием химического вещества, называемого ЭДТА или тетранатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты. (N, N’-1,2-этандиилбис [Тетранатриевая соль N- (карбоксиметил) глицерина для удаления сульфатных отложений до использование TSP (после слива электролита) для удаления другой грязи разряжены батареи.У нас нет опыта добавления или использования химикатов для аккумуляторов, так как все производители, которых мы представляем, не рекомендуют их использовать.

Как восстановить автомобильный аккумулятор

Все автомобили нуждаются в аккумуляторной батарее, независимо от того, имеют ли они двигатели внутреннего сгорания, гибридные или электрические. Но аккумулятор также является одной из многих вещей в нашем автомобиле, которые мы принимаем как должное, пока машина не заводится. Поверните ключ как хотите или несколько раз нажмите кнопку зажигания, но разряженная батарея — это разряженная батарея.

В автомобилях с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) используются стандартные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи — знакомые 12-вольтовые черные ящики. Гибриды добавляют никель-металл-гидридный (NiMH) или литий-ионный (Li-ion) аккумулятор большего размера для питания небольшого электродвигателя, который помогает ДВС улучшить экономию топлива. Кроме того, у нас есть подключаемые к сети гибридные и электромобили, которые, как правило, оснащены литий-ионными аккумуляторными батареями большого размера, обеспечивающими чистый запас хода на электричестве.

Назад к дилемме мертвой батареи.В этой статье мы говорим о 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторах, и когда кто-то выходит из строя, очевидным решением является быстрый старт или перезарядка аккумулятора. С традиционными батареями также просто (но, возможно, дорого) посетить местный магазин автомобильных запчастей или крупную розничную торговлю, чтобы купить замену. Но что, если вместо того, чтобы заменять батарею каждый раз, когда она умирает, вы могли бы просто зарядить ее до полной мощности — и делать это несколько раз?

При подаче энергии на транспортное средство или устройство происходит процесс разряда батареи, известный как сульфатирование.Эта химическая реакция приводит к накоплению кристаллов сульфата на пластинах батареи. Больше кристаллов означает более длительное время зарядки, меньшую эффективность и меньшую емкость заряда. При восстановлении или восстановлении аккумулятор удаляет эти сульфаты, пополняет раствор электролита внутри и позволяет аккумулятору перезаряжаться и функционировать как новый.

Следующее относится к свинцово-кислотным аккумуляторам. Хотя вам не нужно ждать, пока батарея разрядится, чтобы восстановить ее, прежде всего позаботьтесь о безопасности.Быстрый визуальный осмотр позволит определить, можно ли отремонтировать аккумулятор. Проверьте, нет ли трещин, выпуклостей или обломков любого вида. Если аккумулятор не в хорошей физической форме, лучше всего приобрести новый.

Процесс восстановления аккумуляторных батарей не требует диплома инженера, но требует терпения. Большинство вещей, которые вам понадобятся, скорее всего, будет у вас дома. Ниже приведен основной перечень принадлежностей:

Оборудование:

• Защитная одежда (например.g., защитные очки, химически стойкие перчатки, фартук)
• Зубная щетка
• Стальная вата или очиститель клемм аккумулятора
• Отвертка с плоской головкой
• Воронка
• Два больших ведра

Состав:

• 1 галлон дистиллированной воды ( отсутствие водопроводной воды из-за добавленных химикатов)
• 1 фунт пищевой соды
• 1 фунт английской соли

Специальные предметы:

• Зарядное устройство
• Вольтметр

Костюм и космос –Это может быть не ракетостроение, но все же наука.Все могло запутаться. Убедитесь, что вы работаете в хорошо проветриваемом помещении.

Создайте чистящий раствор — Используйте пищевую соду в соотношении 2: 1, чтобы создать жидкую пасту. Эта смесь будет служить очистителем аккумулятора, а также сократит разлив кислоты.

Очистите аккумулятор — Если клеммы аккумулятора корродировали, нанесите чистящую пасту (или специальное средство для очистки аккумулятора) на стойки и сотрите налет зубной щеткой.Реакция вспенивания означает, что раствор работает. Для сильно корродированных аккумуляторов используйте стальную вату. Полностью очистите, протрите и высушите клеммы.

Проверить напряжение — Подключить вольтметр. Как и при запуске автомобиля, красный кабель подключается к положительной клемме, а черный кабель — к отрицательной. Стандартный автомобильный аккумулятор состоит из шести ячеек, каждая из которых вырабатывает около 2,1 вольт. Следовательно, здоровая батарея будет показывать 12,6 В. Значение между 10 В и 12,6 В означает, что вы можете восстановить батарею.При напряжении менее 10 В замените батарею.

Очистите аккумуляторные элементы — До сих пор вам не нужно было снимать аккумулятор автомобиля. Однако на этом этапе вам следует это сделать. Держите рядом ведро с полфунта пищевой соды. Снимите крышку аккумуляторного отсека и с помощью отвертки с плоским жалом снимите находящиеся под ней крышки элементов. По очереди медленно выливайте содержимое ячеек в ведро. Вы можете добавлять пищевую соду по ходу или после того, как все ячейки опустеют. В любом случае он нейтрализует кислоту аккумуляторной батареи для безопасной утилизации на любом предприятии, например в центре переработки, где принимаются опасные отходы.

Очистите элементы батареи — Используя воронку, залейте чистящий раствор в каждую ячейку. Надежно установите на место крышки элементов и крышку аккумуляторного отсека. Теперь встряхните батарею не менее минуты. Распечатайте и утилизируйте смесь в существующее старое ведро для отходов кислоты.

Заменить раствор аккумуляторной батареи — Смешайте 4 стакана воды с 4 унциями английской соли. Перемешивайте, пока вода не станет прозрачной. Кипяченая вода ускоряет процесс, но в этом нет необходимости.С помощью воронки снова заполните ячейки новым раствором электролита. Накройте крышкой и снова встряхните, чтобы соль равномерно распределилась.

Зарядите аккумулятор — Как хорошая грудинка, выполняйте этот шаг медленно и медленно. Установите в безопасном и надежном месте. В качестве дополнительной меры предосторожности снова снимите крышки аккумулятора, так как раствор электролита нагреется и может вылиться из него во время зарядки. Разместите зарядное устройство как можно дальше от аккумулятора и подключите его со скоростью 12 В / 2 А.Дайте аккумулятору зарядиться в течение 36 часов.

Проверьте аккумулятор. — Отсоедините зарядное устройство и с помощью вольтметра проверьте состояние аккумулятора. Нормальные показания составляют около 12,42 В. Если у вас ниже, зарядите его еще раз в течение 12 часов. Когда все будет готово, проведите тест под нагрузкой, переустановив аккумулятор и повернув автомобиль в положение «Вкл.» С включенным дальним светом. Через несколько минут снова проверьте аккумулятор, пока он находится под нагрузкой. Если на показаниях вольтметра указано 9.6В, поздравляю! Вы успешно восстановили автомобильный аккумулятор.

Срок службы восстановленной батареи зависит от ее возраста и имеющейся емкости. Теоретически вы сможете повторить этот процесс еще несколько раз, что означает продление срока службы батареи сверх стандартных трех-пяти лет.

Аккумуляторы для гибридных автомобилей и электромобилей

В большинстве подключаемых к электросети гибридов и полностью электрических транспортных средств используются подобные литий-ионные батареи.

Системы накопления энергии, обычно аккумуляторы, необходимы для гибридных электромобилей (HEV), гибридных электромобилей (PHEV) и полностью электрических транспортных средств (EV).

Типы систем хранения энергии

Следующие системы хранения энергии используются в HEV, PHEV и EV.

Литий-ионные батареи

в настоящее время используются в большинстве портативных бытовых электронных устройств, таких как сотовые телефоны и ноутбуки, из-за их высокой энергии на единицу массы по сравнению с другими системами хранения электроэнергии.Они также обладают высоким удельным весом, высокой энергоэффективностью, хорошими высокотемпературными характеристиками и низким саморазрядом. Большинство компонентов литий-ионных аккумуляторов можно переработать, но стоимость рекуперации материалов остается проблемой для отрасли. Министерство энергетики США также поддерживает премию за переработку литий-ионных аккумуляторов, чтобы найти решения для сбора, сортировки, хранения и транспортировки использованных и выброшенных литий-ионных аккумуляторов для последующей переработки и восстановления материалов.В большинстве современных PHEV и электромобилей используются литий-ионные батареи, хотя точный химический состав часто отличается от химического состава батарей для бытовой электроники. Продолжаются исследования и разработки для снижения их относительно высокой стоимости, увеличения срока их полезного использования и решения проблем безопасности в отношении перегрева.

Никель-металлогидридные батареи

Никель-металлогидридные батареи, обычно используемые в компьютерном и медицинском оборудовании, предлагают разумную удельную энергию и удельные мощности.Никель-металлогидридные батареи имеют гораздо более длительный срок службы, чем свинцово-кислотные, и безопасны и устойчивы к неправильному обращению. Эти батареи широко используются в HEV. Основными проблемами никель-металлгидридных батарей являются их высокая стоимость, высокий саморазряд и тепловыделение при высоких температурах, а также необходимость контролировать потери водорода.

Свинцово-кислотные батареи

могут быть разработаны с учетом высокой мощности, а также недорогих, безопасных и надежных. Однако низкая удельная энергия, плохие характеристики при низких температурах, а также короткий календарный и циклический срок службы препятствуют их использованию.В настоящее время разрабатываются современные высокомощные свинцово-кислотные батареи, но эти батареи используются только в коммерчески доступных транспортных средствах с электрическим приводом для вспомогательных нагрузок.

Суперконденсаторы

Ультраконденсаторы накапливают энергию в поляризованной жидкости между электродом и электролитом. Емкость накопления энергии увеличивается с увеличением площади поверхности жидкости. Ультраконденсаторы могут обеспечить транспортным средствам дополнительную мощность во время разгона и подъема на холм, а также помочь восстановить энергию торможения.Они также могут быть полезны в качестве вторичных накопителей энергии в транспортных средствах с электрическим приводом, поскольку помогают электрохимическим аккумуляторам выравнивать мощность нагрузки.

Утилизация аккумуляторов

Транспортные средства с электрическим приводом относительно новы для автомобильного рынка США, поэтому лишь небольшое количество из них подошло к концу своего срока полезного использования. В результате доступно немного бывших в употреблении аккумуляторов для электромобилей, что ограничивает масштабы инфраструктуры по переработке аккумуляторов. Поскольку электромобили становятся все более распространенными, рынок утилизации аккумуляторов может расшириться.

Широко распространенная переработка аккумуляторов предотвратит попадание опасных материалов в поток отходов как в конце срока службы аккумулятора, так и во время его производства. В настоящее время ведется работа по разработке процессов утилизации аккумуляторов, которые минимизируют воздействие на жизненный цикл литий-ионных и других типов аккумуляторов в транспортных средствах. Но не все процессы переработки одинаковы:

• Плавка : В процессе плавки восстанавливаются основные элементы или соли. Эти процессы в настоящее время используются в больших масштабах и могут работать с различными типами аккумуляторов, включая литий-ионные и никель-металлгидридные.Плавка происходит при высоких температурах, и органические материалы, включая электролит и угольные аноды, сжигаются в качестве топлива или восстановителя. Ценные металлы извлекаются и отправляются на аффинаж, чтобы продукт был пригоден для любого использования. Остальные материалы, в том числе литий, содержатся в шлаке, который теперь используется в качестве добавки в бетон.
• Прямое восстановление : С другой стороны, в некоторых процессах переработки напрямую восстанавливаются материалы, пригодные для аккумуляторов. Компоненты разделяются различными физическими и химическими процессами, и все активные материалы и металлы могут быть восстановлены.Прямое восстановление — это низкотемпературный процесс с минимальными энергозатратами.
• Промежуточные процессы : Третий тип процесса находится между двумя крайностями. В таких процессах можно использовать несколько типов батарей, в отличие от прямого восстановления, но извлекать материалы дальше по производственной цепочке, чем при плавке.

Разделение различных материалов аккумуляторных батарей часто является камнем преткновения при извлечении ценных материалов. Таким образом, конструкция аккумуляторной батареи, учитывающая разборку и переработку, важна для успеха электромобилей с точки зрения устойчивости.Стандартизация батарей, материалов и конструкции элементов также упростит переработку и сделает ее более рентабельной.

См. Отчет: «Технико-экономическая целесообразность использования отработанных аккумуляторов электромобилей в стационарных установках».

Дополнительная информация

Узнайте больше о исследованиях и разработках аккумуляторов на страницах Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, посвященных хранению энергии, и на странице Управления автомобильных технологий Министерства энергетики США.

Гонка за переработкой аккумуляторов — пока еще не поздно

Каждый день миллионы литий-ионных аккумуляторов сходят с конвейера на заводе Tesla Gigafactory в Спаркс, штат Невада.Эти элементы, производимые на месте Panasonic, предназначены для тысяч комплектов батарей в новые Tesla. Но не все батареи предназначены для жизни в дороге. Panasonic отправляет грузовики с элементами, не прошедшими квалификационные испытания, на предприятие в Карсон-Сити, примерно в получасе езды к югу. Это дом Redwood Materials, небольшой компании, основанной в 2017 году с амбициями стать антигигафабрикой, местом, где аккумуляторы превращаются в сырье, которое будет служить засыпкой для новых элементов.

Redwood — часть волны новых стартапов, стремящихся решить проблему, которой еще не существует: как утилизировать горы аккумуляторов от электромобилей, срок эксплуатации которых уже истек. За последнее десятилетие мировые производственные мощности литий-ионных аккумуляторов увеличились в десять раз, чтобы удовлетворить растущий спрос на электромобили. Сейчас автомобили первой волны производства только начинают подходить к концу своего срока службы. Это знаменует начало цунами разряженных батарей, которое будет только усугубляться по мере того, как больше электромобилей отправятся в путь.Международное энергетическое агентство прогнозирует 800-процентное увеличение количества электромобилей в течение следующего десятилетия, каждая машина будет заполнена тысячами элементов. Грязный секрет революции электромобилей состоит в том, что она создала бомбу замедленного действия для электронных отходов, а переработка литий-ионных отходов — единственный способ ее обезвредить.

Генеральный директор и основатель Redwood Дж. Б. Штробель понимает проблему лучше, чем другие. Ведь он сыграл значительную роль в ее создании. Штробель является соучредителем и до прошлого года был техническим директором в Tesla, компании, в которую он присоединился, когда можно было пересчитать всех ее сотрудников по одной руке.За время его пребывания там компания выросла из разрозненного стартапа, торгующего спортивными автомобилями, до самого дорогого производителя автомобилей на планете. Постепенно Tesla также стала одним из крупнейших производителей аккумуляторов в мире. Но, по мнению Штробеля, эти батареи не проблема. «Основная возможность — подумать об этом материале для повторного использования и восстановления», — говорит он. «Когда все эти батареи находятся в обращении, кажется совершенно очевидным, что в конечном итоге мы собираемся построить экосистему восстановления.”

Есть два основных способа отключить литий-ионные батареи. Самый распространенный метод, называемый пирометаллургией, включает их сжигание для удаления нежелательных органических материалов и пластмасс. Этот метод оставляет переработчику лишь часть исходного материала — обычно только медь с токоприемников и никель или кобальт с катода. В распространенном пирометрии, называемом плавкой, используется печь, работающая на ископаемом топливе, что вредно для окружающей среды, и при этом теряется много алюминия и лития.Но — это просто , и плавильные заводы, которые в настоящее время существуют для переработки руды из горнодобывающей промышленности, уже могут работать с батареями. Из небольшой доли литий-ионных аккумуляторов, которые перерабатываются в США — всего 5 процентов всех отработанных элементов, — большинство из них попадает в плавильные печи.

Другой подход называется гидрометаллургия. Распространенная форма этого метода, называемая выщелачиванием, включает замачивание литий-ионных элементов в сильных кислотах для растворения металлов в растворе.Таким образом можно извлечь больше материалов, в том числе литий. Но выщелачивание сопряжено со своими проблемами. Переработчики должны предварительно обработать элементы, чтобы удалить ненужные пластиковые корпуса и разрядить аккумулятор, что увеличивает стоимость и сложность. Это одна из причин того, почему использованные литий-ионные батареи рассматриваются как отходы с тех пор, как в начале 1990-х годов на рынке появились первые коммерческие элементы. Часто было в несколько раз дешевле добывать новый материал, особенно литий, чем извлекать его выщелачиванием.

Автопроизводители стремятся к восстановлению аккумуляторов электромобилей — Анализ экологического права

Безусловно, рынок электромобилей (EV) быстро растет, отчасти из-за связанных с ними (и знаменитых) экологических характеристик. Однако гораздо меньше внимания уделяется надвигающейся проблеме обращения с отходами, особенно литий-ионных аккумуляторов (LIB) электромобилей. Распространение LIB после потребителя еще не полностью материализовалось, учитывая недавнюю установку LIB с длительным сроком службы во многих отраслях автомобилестроения, но экологическая цена за переход на электромобили скоро будет оплачена производителями электромобилей.

В настоящее время бренды изо всех сил стараются как разрабатывать свои предложения электромобилей, так и определять свои стратегии восстановления ресурсов на основе LIB, которые будут источником стратегических элементов и критических материалов для ключевых компонентов в новых электромобилях, а также будущих международных обязательств по обеспечению эффективности использования материалов. Итак, где же сегодня находится переработка LIB?

Повторное использование в качестве накопителей энергии или зарядных станций

В последнее время было уделено некоторое положительное внимание возможностям повторного использования LIBS с истекшим сроком службы — либо в качестве накопителей энергии, либо как часть зарядных станций для электромобилей, — повторное использование которых является общепринятым методом восстановления ресурсов, включая в соответствии с регулируемыми законами об экономике замкнутого цикла LIB, поэтому вполне может быть часть (пусть даже небольшая) LIB после потребителя, которая будет развернута для этих проектов.

Содержание металлов в LIB, однако, является достаточно ценным, и предстоящий спрос на LIB настолько велик, что промышленность по переработке литий-ионных аккумуляторов обязательно займет львиную долю доступных аккумуляторов, даже если содержание LIB продолжает быстро меняться. по мере развития технологий. Конкретные цели восстановления, применяемые к LIB, сейчас являются подвижной целью.

LIB и экологический дизайн

Восстановление разрешено, если не поощряется, как деятельность по восстановлению ресурсов в соответствии с большинством правовых режимов.Для LIB это обычно требует разборки LIB, по крайней мере, до уровня модуля. Это потребует обучения работе с высоким напряжением и специальных инструментов для защиты операторов и аккумулятора от риска поражения электрическим током и короткого замыкания соответственно. При этом также выделяются потенциально токсичные газы.

Все это подчеркивает ключевой вопрос отрасли — будут ли правила экологического проектирования, такие как раскрытие информации о праве на ремонт и обязательства по доступности, для брендов и их поставщиков LIB, особенно с учетом разницы в LIBS, появляющейся во всем спектре транспортных средств.Обязательства ЕС по ремонту других электронных отходов, таких как освещение, телевизоры и крупная бытовая техника, должны применяться в Европе с 1 апреля ^st , 2020 в соответствии со Стандартами эффективности использования ресурсов экологического дизайна ЕС. Можно ожидать, что аналогичные обязательства по обеспечению доступности, включая, возможно, маркировку и раскрытие данных о конструкции, могут применяться к LIB, несмотря на серьезные проблемы с безопасностью.

Переработка, но без общих стандартов

Утилизация LIB, безусловно, осложняется множеством физических конфигураций, типов ячеек и химического состава, однако ведущие компании начинают решать эту задачу с помощью инновационных технологических процессов, способных утилизировать разнообразное сырье литий-ионных аккумуляторов.Тем не менее, проектирование для вторичной переработки LIB не так уж далеко, и в Европе и Северной Америке уже есть современные перерабатывающие предприятия, которые задействуют некоторую комбинацию вторичной переработки, состоящую из стабилизации, открытия и разделения LIB.

Собственная LIB Recycling против промышленного решения

Как и любой рынок восстановления ресурсов, есть бренды электромобилей, которые стремятся разработать лидирующие на рынке процессы «замкнутого цикла» для своих материалов посредством значительных прямых капиталовложений и / или стратегического партнерства с производителем LIB и специализированным переработчиком.Эти процессы включают централизацию приема и обработки с сильной зависимостью от индивидуализированной автоматизированной обработки, которая может позволить сортировку для некоторой комбинации восстановления, повторного использования и переработки. В ближайшем будущем эти инвестиции, вероятно, останутся собственностью отдельных брендов с ограниченной доступностью для остальной отрасли.

Для остальных брендов извлечение ресурсов будет исходить либо от производителя LIB, обслуживающего несколько брендов, либо от местных предприятий по переработке LIB, которые быстро растут в связи с отложенным спросом, будь то за счет отвода отходов или требований экономики замкнутого цикла.На данный момент, вероятно, в ближайшей перспективе будет больше расколов и меньше конвергенции, поскольку бренды полностью разработают свои предложения электромобилей, оставив унаследованные проблемы для переработчиков LIB в ближайшие годы.

_____

Два нормативных акта в конечном итоге приведут к необходимой стандартизации LIB: согласованность тарификации электромобилей как право доступности; и обязательства по экономике замкнутого цикла / эффективности использования материалов для LIB с истекшим сроком службы в качестве экологического соответствия для электромобилей. Однако остается только догадываться, когда будут приняты общие стандарты (и общий химический состав).

Аккумуляторная промышленность США приветствует план восстановления Байдена — ILA

Опубликовано Международной ведущей ассоциацией 15 января 2021 г.

Производители аккумуляторов в Соединенных Штатах приветствовали предложение избранного президента Джо Байдена за триллион долларов перезагрузить экономику страны.

Международная ассоциация лидеров

Battery Council International (BCI), представляющий производителей свинцовых аккумуляторов, охарактеризовал отрасль как сильную позицию для поддержки усилий новоизбранного президента по восстановлению экономики после воздействия глобальной пандемии.

Роджер Миксад, исполнительный вице-президент BCI, сказал: «Индустрия свинцовых аккумуляторов с ее сильной внутренней цепочкой поставок идеально подходит для быстрого выполнения обещания избранного президента о том, что рабочие места в США будут поддерживать восстановление экономики страны после коронавируса, и также для обеспечения глобального лидерства Америки в области технологических инноваций и инфраструктуры зеленой экономики ».