Ako nakon 2-3 dana neaktivnosti automobil odbije da se pokrene, a baterija se brzo isprazni, vrijeme je da razmislite o tome kako povećati gustoću u bateriji.
Rastvor koji se sipa u tegle mora da je prokuhao i malo ispario.
Da bi se održao nivo tečnosti unutar baterije, uobičajeno je dodati destilovanu vodu.
Ne propustite sljedeću evoluciju nano-a. Ovaj vodič pokriva četiri dobro uspostavljena dizajna grafenskih elektroda iz eksperimenata iz inovativnih naučno istraživanje, uključujući i onu za grafen litijum sumpornu bateriju, trenutnu tehnologiju prednjeg trkača i služi za referencu.
Molekularna struktura grafenskog lista. Baterije na bazi grafena se aktivno proučavaju za različite komercijalne primjene. Povećane performanse i životni ciklus razvoja baterija zasnovanih na grafenu u odnosu na konvencionalne metal-jonske baterije su vrijedne ulaganja u resurse.
Međutim, ne sadrži nikakve nečistoće, pa je koncentracija elektrolita značajno smanjena.
Nakon nekog vremena dostići će maksimalno dozvoljeni nivo.
Počinjemo
Prije nego što nastavite s povećanjem gustoće elektrolita, potrebno je pripremiti radni i pomoćni alat:
Očekuje se da će pravi proboj u grafenskoj bateriji doći od hibridnih hemikalija grafen-litijum ugrađenih u katode ćelija koje sadrže litijum-sumpor. Ova tehnologija će zahtijevati mnogo godina komercijalizacije i intenzivnog istraživanja.
Tradicionalna tehnologija baterija
Pogled na poprečni presjek tradicionalne baterije. Litijum je uobičajen materijal koji se koristi i za punjive i nepunjive baterije. Iako su dostupne alkalne i cink baterije, obično imaju kraći vijek trajanja zbog velike gustine punjenja. Za razliku od baterija na bazi litijuma, ove baterije ne mogu raditi na prekomjernom nivou visoki naponi.
- Uređaj za određivanje gustine - hidrometar;
- Pear klistir;
- mjerna mašina;
- Destilovana voda;
- elektrolit i akumulatorska kiselina;
- Bušilica, lemilica.
Da biste povećali gustoću elektrolita u bateriji, morate odrediti njegovu trenutnu vrijednost u svakoj od limenki.
Prije toga, baterija bi trebala stajati oko jedan dan u prostoriji sa temperaturom od 20-25 stepeni.
Primarna baterija se sastoji od dvije elektrode koje dozvoljavaju samo jedan smjer protoka kroz posredni elektrolit. Sekundarne baterije još uvijek sadrže dvije elektrode, ali litijum joni mogu teći u oba smjera ovisno o tome da li se puni ili prazni.
Anoda je obično spoj na bazi litijuma, a katoda je porozni ugljik. I anoda i katoda imaju krutu strukturu sa definisanim rupama, što omogućava apsorpciju litijum jona u rupama kada se primeni struja. Ioni se desorbiraju u otopinu elektrolita u odsustvu struje.
Normalna indikacija ove vrijednosti za različite oblasti može varirati između 1,25-1,29 jedinica.
U toplim krajevima može biti jednaka donjoj granici, u hladnim bi trebala biti bliža gornjoj.
Međutim, raspon između svih banaka ne bi trebao biti veći od 0,1 jedinice.
Video lekcija:
Apsorpcija litijum jona može se desiti i na katodi i na anodi. Joni se kreću prema katodi kada se baterija koristi. Tokom punjenja struja se obrće i joni se apsorbuju u anodi. Ovaj proces omogućava mnogo ciklusa što rezultira dužim vijekom trajanja. Materijal za katode je tradicionalno bio grafit, ali to može varirati za anode.
Glavna razlika između baterija na bazi grafena i solid-state baterija je sastav jedne ili obje elektrode. Promjena je uglavnom na katodi, ali je moguće koristiti i alotrope ugljika u anodi. Katoda u konvencionalnoj bateriji sastoji se isključivo od čvrstih materijala, ali kompozitna je hibridni materijal koji sadrži čvrsti materijal metalni materijal i koristi se kao katoda u grafenskoj bateriji.
Ako je gustina elektrolita pala na 1,18 jedinica, potrebno ju je povećati na 1,27-1,28 pomoću elektrolita i destilovane vode.
Prvo se mjeri gustina prve limenke. Više od polovine otopine se ispumpava iz njega uz pomoć klistirne kruške.
Obavezno izmjerite količinu pumpane tekućine kako biste znali koliko dodati.
Ovisno o namjeravanoj primjeni, količina grafena u kompozitu može varirati. Pravo otkriće u grafenskoj bateriji je ugradnja hibridnog grafena i hemije litijuma u katode litijum-sumpornih ćelija, kao što je opisano u ovom vodiču. Čiste grafenske elektrode se ne koriste u grafenskim baterijama, a mnoge elektrode na bazi grafena su napravljene i rade slično kao i konvencionalne baterije.
Njihove performanse se poboljšavaju dodavanjem grafena u sastav elektrode. Neorganske elektrode obično imaju ograničenja u gustoći, vodljivosti, površini, kapacitivnosti, kapacitivnosti ili vremenu ciklusa, da spomenemo samo neka. Grafen je svestran molekul s mnogim jedinstvenim i poželjnim svojstvima i može se primijeniti Različiti putevi jer ne postoji jedinstveno rješenje za korištenje grafena.
Drugi korak je dodavanje elektrolita sa zapreminom od ½ ispumpane zapremine. Baterija se dobro protrese i ponovo izmjeri.
Ova operacija se mora ponoviti sa svakom od limenki.
Ako vrijednost padne ispod 1,18 jedinica, malo je teže povećati gustinu akumulatora automobila.
Za rad, biće vam potrebno ne samo novi elektrolit, ali i druge akumulatorske kiseline sa velikim.
Kao materijal supstrata, grafen pomaže u održavanju metalnih jona u redu, što pomaže u efikasnosti elektroda. Kao kompozitni materijal na elektrodi, grafen je obično uključen u pojednostavljenje samog naboja, gdje su njegova visoka provodljivost i dobro uređena struktura važni atributi za poboljšanje njegovih negrafenskih prekursora. Uloga grafena u omogućavanju određenih aplikacija baterija razmatra se u sljedećim odjeljcima.
Baterije na bazi grafena brzo postaju povoljnije u odnosu na svoje prethodnike od grafita. Oni predstavljaju nova tehnologija za ubrzavanje ciklusa i povećanje gustine elektroda. Oni također imaju mogućnost da duže zadrže punjenje, čime se produžava vijek trajanja baterije.
Morate se ponašati prema prethodno opisanom planu. Ako je prva palačinka bila grudasta, ali je gustina u teglici morala postati veća, sve radnje se ponavljaju ponovo sa istom teglom.
Ako je gustina pala na kritični nivo, jedino rješenje problema je potpuna zamjena elektrolita.
Uz pomoć kruške morate ispumpati maksimalnu moguću količinu tekućine u mjernu posudu.
Grafitne baterije su dokazana tehnologija i dostupne su u mnogim oblicima. Kao grafit, sada dostupan različite vrste funkcionalne elektrode derivata grafena, a istraživači pronalaze mnoge prednosti u odnosu na elektrode od čistog grafita.
Istorijski gledano, grafit se koristio kao primarni katodni materijal gdje se litijevi joni kreću u strukturirane rupe. Međutim, grafen nema tu sposobnost, ali može pohraniti litijeve ione kroz površinsku adsorpciju i induciranu vezu zbog svoje velike površine.
Zatim, uz pomoć čepova, rupe treba hermetički zatvoriti. Stavljajući bateriju na stranu, na dnu svake limenke se prave male rupe promjera do 3,5 mm.
Preko njih će se elektrolit potpuno spojiti i bit će moguće isprati destilovanom vodom.
Uz pomoć plastike otporne na kiselinu, prethodno izbušene rupe su zapečaćene.
Indukovana veza se obično javlja u prisustvu derivata grafena, a litijevi joni su vezani za funkcionaliziranu površinu. Osim što ima veliku površinu, još jedan ključna karakteristika grafenske elektrode - visoka provodljivost. Mnogi metalni oksidi koji se tradicionalno koriste u baterijama imaju nedostatke kao što su mala zapreminska gustoća energije, niska provodljivost i gubitak kontaktnih tačaka.
Hibridizacija matrice metalnog oksida sa grafenom može eliminisati većinu ovih problema, a provodljivost postaje veća zbog značajnog poboljšanja interakcije između intersticijskih jona i hibridne matrice. Za proizvodnju hibrida oksida granata i nanočestica granata, grafen služi kao predložak tokom procesa, stvarajući ravnomjerno raspoređenu matricu zbog pravilne strukture grafena koja se ponavlja.
U tegle se ulijeva nova otopina, čija gustina treba premašiti potrebnu vrijednost za 0,1-0,2 jedinice.
Sigurnosni propisi
Prije podizanja gustine u bateriji, potrebno je pripremiti se za rad i poduzeti neke mjere opreza:
- Temperatura okoline radnog okruženja treba da bude 20-25 stepeni;
- Potrebno je potpuno zaštititi izložene dijelove tijela od prodora kiseline i elektrolita, nositi gumene rukavice i zaštitne naočale otporne na habanje;
- Prilikom pripreme otopine potrebno je dodati kiselinu u vodu. Ako se sve uradi obrnuto, možete se opeći zbog razlike u gustini tečnosti;
- Ako bateriju okrenete naopako, unutrašnje ploče će otpasti, što će dovesti do kratkog spoja u bankama;
- Plastika koja se koristi tokom lemljenja ne smije se otopiti djelovanjem elektrolita;
- Nakon što se baterije napune, gustina će se povećati.
U pritvoru
Sve gore opisane gustine su pogodne za olovne baterije.
Ovaj proces takođe ograničava agregaciju nanočestica, doprinoseći velikoj površini nanočestica tokom ciklusa punjenja i pražnjenja litijuma. Elektrode, koje se sastoje od 6-15 monoslojeva grafena sa svakim slojem jedan na drugom, imaju specifičan kapacitet od 540 mAh g -1, što je znatno više u poređenju sa njihovim grafitnim kolegama zbog njihovog veća površina površine.
Disperzija listova grafena korištenjem fulerena ili povećanjem intergrafenskog intervala. Ovaj dodatni razmak stvara dodatne šupljine koje zauzimaju litijum ioni, povećavajući specifičnu kapacitivnost do 40% u poređenju sa naslaganim grafenskim elektrodama.
Kada se suočite s alkalnim modelima, slijed radnji se ne mijenja, ali će se tablica vrijednosti malo razlikovati.
Ako se prilikom mjerenja gustoće limenki pokazalo da je elektrolit zamućen i ima razne nečistoće, bateriju treba zamijeniti.
To je znak kratki spoj i okrhnuta ploča koja se ne može zamijeniti ili popraviti.
Drywall
Grafen-litijum-sumporna baterija. Time su zadobili veliko interesovanje, ali imaju nekoliko značajnih nedostataka koji ih sprečavaju da uđu na komercijalno tržište. Prvi je neorgansko taloženje soli na katodi zbog prisustva visoko topivih reagensa u ćeliji.
Taloženje soli uzrokuje gubitak aktivnog materijala, nisku iskorištenost sumporne katode, nisku Kulonovu efikasnost i degradaciju životni ciklus. Drugi glavni nedostatak je niska provodljivost sumpora. Velika površina obezbeđuje dobru disperziju sumpora, koja kontroliše mobilizaciju iona sumpora i eliminiše nakupljanje sumpornih jona na katodi. Sinteza u jednom loncu se također može koristiti za proizvodnju čestica sumporne kiseline podržane grafenom.
Često se dešava da već dan nakon što je automobil bio u praznom hodu, postane nemoguće pokrenuti motor - starter se ne okreće. Ispostavilo se da u ovom kratkom vremenskom periodu baterija ima vremena da se isprazni. Međutim, dovoljno dugo punjenje baterija ne pomaže.
Slični simptomi ukazuju da je gustina elektrolita u bateriji opala. To se može dogoditi zbog isparavanja otopine, na primjer, zbog njegovog ključanja tijekom punjenja (kako biste spriječili ključanje tijekom punjenja u budućnosti, pročitajte članak o tome kako pravilno napuniti akumulator automobila).
Performanse litijum-sumpornih baterija u velikoj meri zavise od koncentracije sumpora u elektrodi. Od elektroda napravljenih do danas, one koje sadrže veći sadržaj sumpora daju najbolje performanse.
Takođe su stabilni pri velikim brzinama. Do neke degradacije ćelija dolazi jer vezivanje sumpora još nije dostiglo 100% efikasnost, ali serinske elektrode podržane grafenom i dalje pokazuju značajno poboljšanje u odnosu na sumporne elektrode koje nisu zasnovane na grafenu. Dizajn grafenskog superkondenzatora.
Destilirana voda se obično dolijeva kako bi se održao nivo tekućine u bateriji. Nakon toga, malo ljudi razmišlja da provjeri gustinu otopine. A pošto elektrolit proključa sa vodom, onda ovaj proces dovodi do postepenog smanjenja gustine. Kao rezultat, nakon nekog vremena, njegova vrijednost postaje ispod kritične vrijednosti. I ovdje se postavlja prirodno pitanje: kako povećati gustinu baterije? Slijedeći upute u nastavku, možete biti sigurni da možete sami vratiti bateriju ako jeste potreban alat i ravne ruke.
Prije početka rada
U oblasti elektronike, superkondenzatori su koristan uređaj, sposoban da pohrani stotinu puta više energije od standardnih kondenzatora. Mogu da rade i na niskim temperaturama i redovno se koriste kao zamena za elektrohemijske baterije.
Sposobnost proizvodnje električnih dvostrukih slojeva jedno je od ključnih svojstava super kliznog materijala i ima važnost u superkondenzatorima sa dva dvoslojna kondenzatora. Superkondenzatori pohranjuju energiju stvaranjem naboja na sučelju elektroda-elektrolit putem polarizacije.
Izmjerite gustinu baterije na temperaturi zraka od 20-22C.
Budite maksimalno oprezni pri radu s elektrolitom (posebno s kiselinom), koristite zaštitne naočale i gumene rukavice.
Setite se časova hemije u školi. Ako sami razrjeđujete elektrolit, obavezno dodajte kiselinu u vodu, a ne obrnuto! Zbog razlike u gustoći između te dvije tekućine mogu nastati teške opekotine.
Ne okrećite bateriju naopako. To može dovesti do osipanja aktivne površine ploča i kratkih spojeva.
Spremnike za ispuštanje starog elektrolita i za razrjeđivanje svježeg elektrolita treba pripremiti unaprijed.
Zapamtite da se gustoća napunjene baterije povećava.
Provjerite plastiku koja se koristi za zaptivanje rupa na hemijsku otpornost na elektrolit.
Dolje opisani postupci i navedene gustine elektrolita odnose se na kisele baterije, ali se razlikuju za alkalne baterije.
Aktivni ugljen se tradicionalno koristio kao materijal za elektrode, ali njegova nemogućnost rada na visokim naponima je njegov glavni nedostatak. Grafen i njegovi derivati korisni su zbog svoje strukture otvorenih pora, visoke provodljivosti, velike specifične površine, proizvodnog potencijala i niske cijene; Sve su to poželjni atributi za superkondenzator.
Kompozitne elektrode od grafen oksida
Elektrode od grafen oksida molibden oksida. Pored efikasne interkalacije jona, grafenske ploče pružaju provodljivu mrežu sa velikom površinom, dodatno olakšavajući interakcije jona i elektrode. Kao što je ranije spomenuto, superkondenzatori su trenutno favorizirani u odnosu na elektrohemijske baterije za određene primjene. Međutim, manja gustoća energije je problem sa upotrebom superkondenzatora.
Potreban alat
Hidrometar uređaj za mjerenje gustine tečnosti Hareometar (uređaj za merenje gustine tečnosti);
čaša;
klistir od kruške (dostupan u ljekarni);
elektrolit;
destilovana voda;
akumulatorska kiselina;
otopina sode bikarbone;
lemilica;
bušilica.
Upute za povećanje gustine elektrolita
Ugrađivanje grafena u negativne elektrode superkondenzatora povećava gustoću energije uz održavanje visoke gustine snage. Superkondenzatori su proizvedeni korištenjem kompozita grafena od nanovlakna kao pozitivne elektrode i grafena kao negativne elektrode.
Grafen-polimer kompozitne elektrode
Grafenski superkondenzatori su superiorniji od ostalih kondenzatora u pogledu snage i gustine energije, što ih čini obećavajućim u oblasti superkondenzatora. Kompozitna grafenska polimerna elektroda. Grafen oksid i polimer koji sadrži dušik idealni su za izradu kompozita grafen-polimer elektrode.
Prije svega, potrebno je izmjeriti parametre elektrolita za svaku teglu posebno. Odgovor na pitanje kolika bi trebala biti gustina baterije ovisi, između ostalog, o klimatskim uvjetima. mjerenje gustine elektrolita U sjevernim regijama ova vrijednost je nešto viša, u južnim - niža. Gustina otopine treba biti u rasponu od 1,25-1,29. Raspon vrijednosti po bankama ne bi trebao biti veći od 0,01. Ako je izmjerena vrijednost bila 1,18-1,20, tada bi bilo najpovoljnije povećati je dodavanjem elektrolita gustine 1,27.
Prvo, izvršimo ovaj proces za jednu teglu. Uz pomoć klistirne kruške ispumpavamo što je moguće više stare otopine i mjerimo njen volumen.
Zatim dodajemo svježi elektrolit u količini od polovine ispumpanog.
Nakon toga, potrebno je aktivno protresti ili protresti bateriju kako bi se tekućine pomiješale.
Mjerimo gustinu. Ako vrijednost ne dosegne željenu, dodajte još polovinu preostalog volumena. Ponavljamo operaciju dok ne dobijemo vrijednost gustine koja nam je potrebna.
Ostatak dopunite destilovanom vodom.
Kako podići gustinu u akumulatoru ako je pala ispod 1,18
U ovoj situaciji ne možemo s jednim elektrolitom. Ovdje vam je potrebna akumulatorska kiselina, čija je gustoća mnogo veća. Proces se provodi prema istoj shemi kao i u slučaju dodavanja elektrolita. Ako prvi put nije bilo moguće podići gustinu na željenu vrijednost, potrebno je ponoviti postupak dok se ne postigne željena vrijednost.
Kako povećati vrlo nisku gustinu elektrolita u bateriji
Ako prema rezultatima mjerenja dobijemo potpuno nisku gustoću elektrolita, potrebno ga je potpuno zamijeniti. U tu svrhu prvo ispumpavamo maksimalnu količinu otopine pomoću „kruške“, a zatim hermetički zatvorimo ventilacijske otvore čepova na baterijama. Bateriju položimo na stranu i bušilicom od 3-3,5 mm naizmjenično napravimo rupe na dnu svake tegle, dok ispuštamo elektrolit. Nakon toga, temeljno isperite bateriju destilovanom vodom. Izbušene rupe lemimo plastikom otpornom na kiselinu (na primjer, od čepa iz druge baterije).
