Se, dopo 2-3 giorni di inattività, l'auto si rifiuta di avviarsi e la batteria si scarica rapidamente, è tempo di pensare a come aumentare la densità della batteria.
La soluzione versata nei vasetti deve essere bollita ed essere leggermente evaporata.
Per mantenere il livello del liquido all'interno della batteria, è consuetudine aggiungere acqua distillata.
Non perdere la prossima evoluzione di nano. Questa guida copre quattro modelli di elettrodi di grafene ben consolidati da esperimenti innovativi ricerca scientifica, incluso uno per la batteria al grafene al litio zolfo, l'attuale tecnologia all'avanguardia ed è di riferimento.
Struttura molecolare del foglio di grafene. Le batterie a base di grafene sono attivamente studiate per varie applicazioni commerciali. L'aumento delle prestazioni e del ciclo di vita dello sviluppo di batterie a base di grafene rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di metallo vale l'investimento in risorse.
Tuttavia, non contiene impurità, quindi la concentrazione di elettroliti è notevolmente ridotta.
Dopo qualche tempo, raggiungerà il livello massimo consentito.
Iniziare
Prima di procedere all'aumento della densità dell'elettrolita, è necessario preparare strumenti di lavoro e ausiliari:
Le vere scoperte della batteria al grafene dovrebbero provenire da sostanze chimiche ibride grafene-litio incorporate nei catodi delle celle contenenti litio-zolfo. Questa tecnologia richiederà molti anni di commercializzazione e ricerca intensiva.
Tecnologia tradizionale della batteria
Vista in sezione di una batteria tradizionale. Il litio è un materiale comune utilizzato nelle batterie ricaricabili e non. Sebbene siano disponibili batterie alcaline e allo zinco, tendono ad avere una durata più breve a causa della loro elevata densità di carica. A differenza delle batterie al litio, queste batterie non possono funzionare oltre alte tensioni.
- Un dispositivo per determinare la densità: un idrometro;
- Clistere di pera;
- macchina di misura;
- Acqua distillata;
- elettrolito e acido della batteria;
- Trapano, saldatore.
Per aumentare la densità dell'elettrolito nella batteria, è necessario determinarne il valore attuale in ciascuna lattina.
Prima di questo, la batteria dovrebbe rimanere per circa un giorno in una stanza con una temperatura di 20-25 gradi.
La batteria primaria è costituita da due elettrodi che consentono una sola direzione del flusso attraverso l'elettrolita intermedio. Le batterie secondarie contengono ancora due elettrodi, ma gli ioni di litio possono fluire in entrambe le direzioni a seconda che siano cariche o scariche.
L'anodo è solitamente un composto a base di litio e il catodo è carbonio poroso. Sia l'anodo che il catodo hanno una struttura rigida con fori definiti, che permette l'assorbimento degli ioni di litio nei fori quando viene applicata una corrente. Gli ioni vengono desorbiti nella soluzione elettrolitica in assenza di corrente.
L'indicazione normale di questo valore per diverse aree può variare tra 1,25-1,29 unità.
Nelle regioni calde può essere uguale al limite inferiore, nelle regioni fredde dovrebbe essere più vicino a quello superiore.
Tuttavia, lo spread tra tutte le banche non deve superare 0,1 unità.
Videolezione:
L'assorbimento degli ioni di litio può avvenire sia al catodo che all'anodo. Gli ioni si muovono verso il catodo quando la batteria viene utilizzata. Durante la carica, la corrente viene invertita e gli ioni vengono assorbiti nell'anodo. Questo processo consente molti cicli con conseguente maggiore durata. Il materiale per i catodi è stato tradizionalmente la grafite, ma questo può variare per gli anodi.
La principale differenza tra batterie a base di grafene e batterie allo stato solido è la composizione di uno o entrambi gli elettrodi. Il cambiamento è principalmente nel catodo, ma è anche possibile utilizzare allotropi di carbonio nell'anodo. Il catodo in una batteria convenzionale è costituito esclusivamente da materiali solidi, ma quello composito è un materiale ibrido contenente un solido materiale metallico e utilizzato come catodo in una batteria al grafene.
Se la densità dell'elettrolito è scesa a 1,18 unità, è necessario aumentarla a 1,27-1,28 utilizzando elettrolita e acqua distillata.
Innanzitutto, viene misurata la densità della prima lattina. Più della metà della soluzione viene pompata fuori con l'aiuto di un clistere di pera.
Assicurati di misurare il volume del fluido pompato per sapere quanto aggiungere.
A seconda dell'applicazione prevista, la quantità di grafene nel composito può variare. Le vere scoperte della batteria al grafene sono l'incorporazione di grafene ibrido e sostanze chimiche al litio nei catodi delle celle al litio-zolfo, come descritto in questa guida. Gli elettrodi di grafene puro non vengono utilizzati in una batteria al grafene e molti elettrodi a base di grafene sono realizzati e funzionano in modo simile alle batterie convenzionali.
Le loro prestazioni sono migliorate aggiungendo grafene alla composizione dell'elettrodo. Gli elettrodi inorganici di solito hanno limiti di densità, conduttività, area superficiale, capacità, capacità o tempo di ciclo, solo per citarne alcuni. Il grafene è una molecola versatile con molte proprietà uniche e desiderabili e può essere applicata diversi modi perché non esiste una soluzione valida per tutti per l'utilizzo del grafene.
Il secondo passaggio consiste nell'aggiungere elettrolita con un volume pari a ½ di quello pompato. La batteria viene agitata bene e misurata di nuovo.
Questa operazione deve essere ripetuta con ciascuna delle lattine.
Se il valore è sceso al di sotto di 1,18 unità, è un po' più difficile aumentare la densità della batteria dell'auto.
Per lavorare, avrai bisogno non solo nuovo elettrolita, ma anche altre batterie ad acido con un grande.
Come materiale di substrato, il grafene aiuta a mantenere in ordine gli ioni metallici, il che aiuta con l'efficienza degli elettrodi. Come materiale composito sull'elettrodo, il grafene è solitamente coinvolto nella semplificazione della carica stessa, dove la sua elevata conduttività e la sua struttura ben ordinata sono attributi importanti per migliorare i suoi precursori non grafene. Il ruolo del grafene nell'abilitazione di alcune applicazioni della batteria è discusso nelle sezioni seguenti.
Le batterie a base di grafene stanno rapidamente diventando più favorevoli rispetto ai loro predecessori in grafite. Loro rappresentano nuova tecnologia per accelerare i tempi di ciclo e aumentare la densità degli elettrodi. Hanno anche la capacità di mantenere la carica più a lungo, migliorando la durata della batteria.
Devi agire secondo il piano precedentemente descritto. Se il primo pancake si è rivelato grumoso, ma la densità nel barattolo deve essere aumentata, tutte le azioni vengono ripetute di nuovo con lo stesso barattolo.
Se la densità è scesa a un livello critico, l'unica soluzione al problema è sostituire completamente l'elettrolita.
Con l'aiuto di una pera, è necessario pompare la massima quantità possibile di liquido in un contenitore graduato.
Le batterie alla grafite sono una tecnologia collaudata e sono disponibili in molte forme. Come la grafite, ora disponibile tipi diversi elettrodi funzionali derivati dal grafene e i ricercatori stanno riscontrando molti vantaggi rispetto agli elettrodi di grafite pura.
Storicamente, la grafite è stata utilizzata come materiale catodico primario in cui gli ioni di litio si muovono in fori strutturati. Tuttavia, il grafene non ha questa capacità, ma può immagazzinare ioni di litio attraverso l'adsorbimento superficiale e il legame indotto grazie alla sua ampia superficie.
Quindi, con l'aiuto di tappi, i fori devono essere sigillati ermeticamente. Mettendo la batteria su un lato, sul fondo di ciascuna lattina vengono praticati piccoli fori con un diametro fino a 3,5 mm.
Attraverso di essi, l'elettrolita si fonderà completamente e sarà possibile sciacquare con acqua distillata.
Con l'aiuto di plastica resistente agli acidi, i fori precedentemente praticati vengono sigillati.
Il legame indotto di solito si verifica in presenza di un derivato del grafene e gli ioni di litio sono attaccati alla superficie funzionalizzata. Oltre ad avere un'ampia superficie, un altro caratteristica fondamentale elettrodi di grafene - alta conduttività. Molti ossidi di metallo tradizionalmente utilizzati nelle batterie presentano svantaggi come bassa densità di energia in volume, bassa conduttività e perdita di punti di contatto.
L'ibridazione di una matrice di ossido di metallo con il grafene può eliminare la maggior parte di questi problemi e la conduttività aumenta a causa di un miglioramento significativo nell'interazione tra gli ioni interstiziali e la matrice ibrida. Per produrre ibridi di ossido di granato e nanoparticelle di granato, il grafene funge da modello durante il processo, creando una matrice distribuita uniformemente grazie alla struttura ripetitiva regolare del grafene.
Una nuova soluzione viene versata all'interno dei barattoli, la cui densità dovrebbe superare il valore richiesto di 0,1-0,2 unità.
Norme di sicurezza
Prima di aumentare la densità della batteria, è necessario prepararsi al lavoro e prendere alcune precauzioni:
- La temperatura ambiente dell'ambiente di lavoro dovrebbe essere di 20-25 gradi;
- È necessario proteggere completamente le aree del corpo esposte dall'ingresso di acidi ed elettroliti, indossare guanti e occhiali di gomma resistenti;
- Quando si prepara la soluzione, è necessario aggiungere acido all'acqua. Se si fa tutto al contrario, ci si può scottare per la differenza di densità dei liquidi;
- Se si capovolge la batteria, le piastre interne cadranno, provocando un cortocircuito nei banchi;
- La plastica utilizzata durante la saldatura non deve essere dissolta dall'azione dell'elettrolita;
- Dopo che le batterie sono state caricate, la densità aumenterà.
In custodia
Tutte le densità sopra descritte sono adatte per batterie al piombo.
Questo processo limita anche l'aggregazione delle nanoparticelle, contribuendo all'ampia superficie delle nanoparticelle durante i cicli di carica e scarica del litio. Gli elettrodi, costituiti da 6-15 monostrati di grafene con ogni strato uno sopra l'altro, hanno una capacità specifica di 540 mAh g -1, che è significativamente superiore rispetto alle loro controparti di grafite a causa della loro area più ampia superfici.
Dispersione di fogli di grafene utilizzando fullereni o aumentando l'intervallo intergrafene. Questa spaziatura aggiuntiva crea cavità aggiuntive da occupare per gli ioni di litio, aumentando la capacità specifica fino al 40% rispetto agli elettrodi di grafene impilati.
Di fronte a modelli alcalini, la sequenza di azioni non cambia, ma la tabella dei valori sarà leggermente diversa.
Se, durante la misurazione della densità delle lattine, l'elettrolito si è rivelato torbido e presenta varie impurità, è necessario sostituire la batteria.
È un segno corto circuito e una piastra scheggiata che non può essere sostituita o riparata.
Cartongesso
Batteria grafene-litio-zolfo. Pertanto, hanno suscitato molto interesse, ma presentano diversi inconvenienti significativi che impediscono loro di entrare nel mercato commerciale. Il primo è la deposizione inorganica di sale sul catodo per la presenza di reagenti altamente solubili nella cellula.
La deposizione di sale provoca perdita di materiale attivo, basso utilizzo del catodo di zolfo, bassa efficienza Coulomb e degradazione ciclo vitale. Il secondo svantaggio principale è la bassa conduttività dello zolfo. L'elevata area superficiale fornisce una buona dispersione dello zolfo, che controlla la mobilitazione degli ioni zolfo ed elimina l'accumulo di ioni zolfo sul catodo. La sintesi a vaso singolo può essere utilizzata anche per produrre particelle di acido solforico supportate da grafene.
Accade spesso che già un giorno dopo che l'auto è rimasta al minimo, diventa impossibile avviare il motore: il motorino di avviamento non gira. Si scopre che in questo breve periodo di tempo la batteria ha il tempo di scaricarsi. Tuttavia, caricare le batterie per un tempo sufficientemente lungo non aiuta.
Sintomi simili indicano che la densità dell'elettrolito nella batteria è diminuita. Ciò può accadere a causa dell'evaporazione della soluzione, ad esempio a causa della sua ebollizione durante la ricarica (per evitare l'ebollizione durante la ricarica in futuro, leggere l'articolo su come caricare correttamente la batteria dell'auto).
Le prestazioni delle batterie al litio-zolfo dipendono fortemente dalla concentrazione di zolfo nell'elettrodo. Tra gli elettrodi prodotti fino ad oggi, quelli a più alto contenuto di zolfo forniscono le migliori prestazioni.
Sono stabili anche alle alte velocità. Una certa degradazione cellulare si verifica perché il legame con lo zolfo non ha ancora raggiunto l'efficienza del 100%, ma gli elettrodi di serina supportati da grafene mostrano ancora un miglioramento significativo rispetto agli elettrodi di zolfo non a base di grafene. Design del supercondensatore di grafene.
L'acqua distillata viene solitamente rabboccata per mantenere il livello del fluido nella batteria. Dopodiché, poche persone pensano di controllare la densità della soluzione. E poiché l'elettrolito evapora con l'acqua, allora questo processo porta ad una graduale diminuzione della densità. Di conseguenza, dopo qualche tempo, il suo valore scende al di sotto del valore critico. E qui sorge spontanea una domanda: come aumentare la densità della batteria? Seguendo le istruzioni seguenti, puoi assicurarti di poter ripristinare tu stesso la batteria, se lo hai strumento necessario e braccia dritte.
Prima di iniziare il lavoro
Nel campo dell'elettronica, i supercondensatori sono un utile dispositivo in grado di immagazzinare oltre cento volte più energia rispetto ai condensatori standard. Possono funzionare anche a basse temperature e vengono regolarmente utilizzati come sostituti delle batterie elettrochimiche.
La capacità di produrre doppi strati elettrici è una delle proprietà chiave di un materiale super slip e ha importanza in supercondensatori con due condensatori a doppio strato. I supercondensatori immagazzinano energia accumulando cariche sull'interfaccia elettrodo-elettrolita attraverso la polarizzazione.
Misurare la densità della batteria a una temperatura dell'aria di 20-22°C.
Prestare la massima attenzione quando si lavora con l'elettrolito (soprattutto con l'acido), utilizzare occhiali e guanti di gomma.
Ricorda le lezioni di chimica a scuola. Se diluisci tu stesso l'elettrolito, assicurati di aggiungere acido all'acqua e non viceversa! A causa della differenza di densità tra i due liquidi, possono verificarsi gravi ustioni.
Non capovolgere la batteria. Ciò può portare alla perdita della superficie attiva delle piastre e cortocircuiti.
I contenitori per lo scarico del vecchio elettrolita e per la diluizione dell'elettrolita fresco devono essere preparati in anticipo.
Ricorda che la densità di una batteria carica aumenta.
Controllare la plastica utilizzata per sigillare i fori per la resistenza chimica all'elettrolita.
Le procedure descritte di seguito e le densità degli elettroliti fornite si riferiscono alle batterie all'acido, ma sono diverse per le batterie alcaline.
Il carbone attivo è stato tradizionalmente utilizzato come materiale per elettrodi, ma la sua incapacità di funzionare ad alte tensioni è il suo principale svantaggio. Il grafene e i suoi derivati sono utili grazie alla loro struttura a pori aperti, all'elevata conduttività, all'elevata area superficiale specifica, al potenziale di produzione e al basso costo; Tutti attributi desiderabili per un supercondensatore.
Elettrodi compositi in ossido di grafene
Elettrodi di ossido di grafene e ossido di molibdeno. Oltre a un'efficiente intercalazione ionica, i fogli di grafene forniscono una rete conduttiva con un'ampia superficie, facilitando ulteriormente le interazioni ione-elettrodo. Come accennato in precedenza, i supercondensatori sono attualmente preferiti rispetto alle batterie elettrochimiche per determinate applicazioni. Tuttavia, una densità di energia inferiore è un problema con l'uso di supercondensatori.
Strumento richiesto
Idrometro un dispositivo per misurare la densità dei liquidiHareometer (un dispositivo per misurare la densità dei liquidi);
bicchiere;
clistere di pera (disponibile in farmacia);
elettrolita;
acqua distillata;
acido della batteria;
soluzione di bicarbonato di sodio;
saldatore;
trapano.
Istruzioni per aumentare la densità dell'elettrolita
L'incorporazione del grafene negli elettrodi negativi dei supercondensatori aumenta la densità di energia mantenendo un'elevata densità di potenza. I supercondensatori sono stati fabbricati utilizzando un composito di grafene nanofibra come elettrodo positivo e grafene come elettrodo negativo.
Elettrodi compositi grafene-polimero
I supercondensatori al grafene sono superiori ad altri condensatori in termini di densità di potenza ed energia, il che li rende promettenti nel campo dei supercondensatori. Elettrodo in polimero di grafene composito. L'ossido di grafene e un polimero contenente azoto sono ideali per realizzare un composto di un elettrodo di polimero di grafene.
Prima di tutto, è necessario misurare separatamente i parametri elettrolitici per ogni vasetto. La risposta alla domanda su quale dovrebbe essere la densità della batteria dipende, tra l'altro, dalle condizioni climatiche. misurazione della densità dell'elettrolito Nelle regioni settentrionali, questo valore è leggermente superiore, nelle regioni meridionali - inferiore. La densità della soluzione dovrebbe essere compresa tra 1,25 e 1,29. La diffusione dei valori tra le banche non deve superare 0,01. Se il valore misurato fosse 1,18-1,20, sarebbe più opportuno aumentarlo aggiungendo elettrolita con una densità di 1,27.
Innanzitutto, eseguiamo questo processo per un barattolo. Pompiamo con l'aiuto di un clistere pera il più possibile della vecchia soluzione e ne misuriamo il volume.
Quindi aggiungiamo elettrolita fresco con un volume della metà di quello pompato.
Successivamente, è necessario agitare o scuotere attivamente la batteria in modo che i liquidi si mescolino.
Misuriamo la densità. Se il valore non raggiunge quello desiderato, aggiungere un'altra metà del volume rimanente. Ripetiamo l'operazione finché non otteniamo il valore di densità di cui abbiamo bisogno.
Rabboccare il resto con acqua distillata.
Come aumentare la densità nell'accumulatore se è scesa al di sotto di 1,18
In questa situazione, non possiamo fare con un elettrolita. Qui è necessario l'acido della batteria, la cui densità è molto più alta. Il processo viene eseguito secondo lo stesso schema del caso dell'aggiunta di un elettrolita. Se la prima volta non è stato possibile aumentare la densità al valore desiderato, è necessario ripetere la procedura fino al raggiungimento del valore richiesto.
Come aumentare la densità molto bassa dell'elettrolito nella batteria
Se, in base ai risultati delle misurazioni, otteniamo una densità dell'elettrolita completamente bassa, è necessario sostituirlo completamente. A tal fine, prima pompiamo il volume massimo della soluzione utilizzando una "pera", quindi chiudiamo ermeticamente i fori di ventilazione dei tappi sui banchi batterie. Appoggiamo la batteria su un lato e con un trapano da 3-3,5 mm facciamo dei fori alternativamente sul fondo di ogni barattolo, scaricando l'elettrolito. Successivamente, sciacquare accuratamente la batteria con acqua distillata. Saldiamo i fori praticati con plastica resistente agli acidi (ad esempio, da un tappo di un'altra batteria).
