Тяговые аккумуляторы

Чего удалось добиться

Такие АКБ обладают удвоенной энергоемкостью и низкой стоимостьюИсточник popmech.ru

Препятствий на пути создания аккумулятора нового поколения было достаточно и помимо всех прочих можно назвать следующие:

• распад материала катода;
• слабые показатели разряда ячейки (0,53 V);
• быструю утрату емкости;
• низкий цикл заряда-разряда — после 100 жизненных циклов потеря мощности батареи составляла уже 25-85%.

Эти проблемы удалось решить – исследователи получили совершенно новый вариант АКБ на основе известного всем алюминия. Её отличительной чертой можно назвать высокую стабильность заряда, на что повлиял алюминиевый анод в сопряжении с катодом из трехмерной графитовой пены. Конечно, к такому решению пришли не сразу: сначала были протестированы самые разные материалы для катода и вариант с графитом был совершенно неожиданным. Группа Хонгжи Дайя путем изысканий определили несколько типов материала из графита, способных поддерживать не виданную ранее производительность.

Эксперимент в Стенфордском университете проходил следующим образом: в мягкий полимерный пакет поместили такие элементы:

• алюминиевый анод;
• графитовый катод;
• безопасный ионный электролит, в основном состоящий из солевых растворов.

Аккумулятор нового поколения LTO.

Алюминиевые АКБ находится в полимерном пакете – стадия разработкиИсточник ecotechnica.com.ua

Вот к такому импровизированному алюминий-ионному аккумулятору, как на верхней фотографии подключили лампочку и просверлили пакет, служащий экспериментальным корпусом, но лампочка и не подумала гаснуть. То есть, после такого серьезного механического повреждения, как пробоина, батарея ещё какое-то время будет полностью функционировать и при этом не загорится – такого не удавалось добиться еще ни с одной АКБ.

Еще одним существенным достижением, которое тоже можно назвать прорывом в этой сфере, является чрезвычайно быстрая зарядка. Сравнивая, можно представить литиевую батарею любого современного смартфона: для стопроцентного набора емкости в среднем понадобится примерно 4 часа (чаще всего мы их оставляем подключенными на ночь), а вот алюминий-ионная АКБ наберет эти же 100% в течение одной минуты. То есть, скорость увеличивается не в десятки, а в несколько сотен раз! Сравните 4 аса и 1 минуту: 4*60/1=240.

Отдельно можно поговорить о длительности эксплуатационного ресурса аккумулятора, о котором даже не могли подумать. Самая лучшая на сегодня, поставленная на промышленные рельсы литий-ионная батарея, которая, имеет 1000 циклов разряда-заряда, до сих пор считалась самой жизнестойкой из всех известных емкостей. Но алюминиевое ноу-хау увеличило этот предел в 7,5 раз, и теперь эксплуатационный ресурс АКБ будет составлять 7500 циклов и это было только в начале эксперимента! Впечатляет, не правда ли?

Среди множества примечательных особенностей и достоинств алюминий-ионных батарей можно отметить гибкость корпуса. То есть аккумулятор не боится деформации, следовательно, его можно использовать для гибких гаджетов уже сейчас, а со временем найдутся и другие потенциальные потребители.

На данный момент перспективы крупномасштабного использования батарей с такой анодно-катодной парой видятся в резервировании электроэнергии для её дальнейшего использования на различных стратегических и космических объектах. Тем более что последние данные говорят о возможности циклических разрядов-зарядов в десятки тысяч раз! Будет ли это пределом, еще неизвестно.

Сейчас массово используют элементы АА и их уменьшенную версию ААА, у которых напряжение 1,5 V, но алюминий-ионный аккумулятор таких же размеров способен генерировать напряжение 2 V. Получается, что здесь алюминий перепрыгнул сам себя – еще никогда алюминиевые емкости не имели таких показателей.

Так или примерно так будут выглядеть алюминий-ионные батареи для автомобилейИсточник e-bike.com.ua

Сейчас разработчики батареи нового поколения уверены, что сегодняшние показатели еще не являются пределом возможностей, и это ноу-хау будет иметь продолжение. Сам Хонгжи Дай говорит о том, что улучшение катодного материала (графитного порошка) приведёт к ещё большему увеличению напряжения и плотности заряда АКБ. Такие приборы обречены на успех уже тем, что алюминий лучше лития, как носитель заряда, так как он многовалентен, и каждый ион компенсирует несколько электронов.

Алюминиевые аккумуляторы оказались намного лучше литий-ионных.

https://youtube.com/watch?v=TNn72SED_9M

Конструктивные особенности

Отрицательная пластина
Пластина состоит из плоского свинцово-сурьмянистого токоотвода сетчатого типа, в который впрессована отрицательная активная масса. Это традиционное исполнение тяговых пластин (1).

Панцирная положительная пластина
Основой панцирной платины является чехол (панцирь), изготовленный из нетканного микропористого пластика в виде ряда параллельных трубок. Внутри трубок заключена активная масса. Токоотводящей деталью пластины служит запрессованная в активную массу стержневая рамка, отлитая из свинцово-сурьмянистого сплава. Стержневая рамка отливается под давлением, что исключает образование в токоотводящих стержнях раковин и других литейных дефектов, значительно увеличивая срок службы. Микропористый панцирь надежно защищает положительную активную массу от осыпания и оползания на протяжении всего периода эксплуатации аккумулятора (3).

Сепаратор
Для исключения коротких замыканий между положительной и отрицательной платинами установлен сепаратор из микропористого материала, основой которого является сверхвысокомолекулярный полиэтилен (4).

Бак и крышка
Бак и крышка изготовлены из ударопрочного морозостойкого полипропилена. Крышка герметично приваривается к баку. Такая конструкция корпуса обеспечивает невыливаемость электролита при наклонах аккумулятора по углом до 45 градусов (5).

Пробка
В заливочной горловине аккумулятора установлена пробка с откидной крышкой, которая позволяет проводить обслуживание аккумулятора без удаления пробки. В пробке имеется лабиринтный канал, который препятствует вытеканию электролита и обеспечивает отвод газа при заряде (6).

Межэлементные соединения
Соединение аккумуляторов в батарею осуществляется массивными свинцовыми перемычками, которые припаиваются к выводам. Низкое электросопротивление перемычек и узлов пайки способствует повышенной отдаче электроэнергии от аккумуляторной батареи.

Изоляторы межэлементных соединений
Для предотвращения коротких замыканий при эксплуатации и обслуживании батареи, межэлементные соединения закрыты пластмассовыми изолирующими крышками.

Данные аккумуляторы не комплектуются болтами, необходимые крепежные элементы поставляются с соответствующими перемычками.

Внимание! Гарантия на любые типы аккумуляторов распространяется только на случаи внутреннего обрыва или внутреннего замыкания. Потеря емкости аккумулятора (или её уменьшение) не является гарантийным случаем, т.к

всегда вызвана внешними причинами, или очень частыми разрядами или очень глубоким разрядом в ноль, или нарушением правил эксплуатации (недозаряд или перезаряд, оставление в разряженном состоянии более суток, перегрев в результате плохой затяжки клеммных болтов, перегрев или заморозка, если АКБ обслуживаемые — доливка электролита вместо дистилл. воды, недолив электролита и т.п.).

Производитель оставляет за собой право изменять форм-фактор и внешний вид производимой продукции без уведомления покупателя, если иное не оговорено перед заказом.
Доставка:

• * Крупногабаритные и/или тяжелые грузы(генераторы, ветрогенераторы, мачты) — звоните.
• По Москве до транспортной компании: 200 р. за позицию в заказе
• По Москве (на дом), том числе другие транспортные компании: 1200 р. (за каждые 50 кг)
• АВИА доставка — звоните +7 (495) 477-54-51 добавочный 18
• Самовывоз 0 р.

* ТК Деловые линии (кроме АКБ и Электролита) или Желдорэкспедиция. Вы оплачиваете по 200 р. за позицию, мы доставляем до ТК, оформляем на вас груз. При получении груза в вашем населенном пункте вы оплачиваете стоимость доставки от Москвы до вашего города уже самой ТК. Приблизительную стоимость доставки можно вычислить на сайте ТК.

Для 2·210 необходимы:

• Категория: АКБ тяговые, для автономных и резервных систем
• Код: ELECTROLIT
• Цена: 1100.00

• Категория: АКБ тяговые, для автономных и резервных систем
• Код: RP·500
• Цена: 4900.00

• Категория: АКБ тяговые, для автономных и резервных систем
• Код: NASOS
• Цена: 1200.00

• Категория: Перемычки
• Код: PGK·1000·35
• Цена: 2300.00

• Категория: Перемычки
• Код: PGK·1500·50
• Цена: 3900.00

• Категория: Перемычки
• Код: PGK·2000·50
• Цена: 5100.00

• Категория: Перемычки
• Код: PGK·300·35
• Цена: 800.00

• Категория: Перемычки
• Код: PGK·400·50
• Цена: 1200.00

• Категория: Перемычки
• Код: PGK·500·35
• Цена: 1200.00

• Категория: Перемычки
• Код: PGK·700·35
• Цена: 1700.00

• Категория: Перемычки
• Код: PGK·800·35
• Цена: 1900.00

• Категория: Перемычки
• Код: PGK·800·50
• Цена: 2300.00

• Категория: Стеллажи и шкафы 19 дюймов
• Код: MAP·RACK
• Цена:

Обратите внимание на:

• Категория: АКБ тяговые, для автономных и резервных систем
• Код: 2·400
• Цена: 10700.00

• Категория: АКБ тяговые, для автономных и резервных систем
• Код: 2·720
• Цена: 17400.00

Можно ли тяговый аккумулятор использовать вместо стартерного

Такой вопрос от автомобилистов приходится слышать едва ли чаще других. И это понятно, поскольку тяговый аккумулятор имеет, в сравнении со стартовым, ряд важных достоинств и преимуществ. Их, скажем, можно хранить длительное время без эксплуатации, совершенно не опасаясь, что они разрядятся и выйдут их строя (что особенно привлекает водителей).

Специалисты утверждают, что использовать тяговый аккумулятор вместо стартерного гипотетически можно. Запустить с его помощью двигатель удастся не всегда из-за намного меньшей энергии: силы тока для запуска мотора у них, скорее всего, не хватит. А если в ход пойдет мощный тяговый аккумулятор с необходимой силой тока в 300 Ампер, то он в силу своих габаритов просто не поместится под капотом автомобиля.

Как выбрать АКБ в зависимости от мощности лодочного мотора

Покупка аккумулятора – это ответственное дело, к которому нужно подходить с осторожностью. В выборе стоит ориентироваться на критерии:

Выдаваемая мощностью

reverse capacity
Интересно! Высокая нагрузка может привести к интересному наблюдению: тяговый аккумулятор с емкостью 100А*ч не так полезен, как 75А*ч с лучшим значением reverse capacity. Это объясняется тем самым внутренним сопротивлением.

Емкость аккумулятора

Чем больше емкость батареи, тем больше двигатель сможет проработать при включенном дросселе

Важно: рекомендуется покупать аккумулятор с характеристиками, способными обеспечить работу в течение 1 часа и более. Иначе токи отдачи будут слишком чувствоваться – он выйдет из строя раньше и проработает меньше (напряжение слишком быстро начнет проседать под нагрузкой)

Требования к емкости зависят от мощности самого двигателя: чем он мощнее, тем больший показатель требуется для работы. Известно, что электрический мотор потребляет около 1А на фунт мощности мотора. Например, для двигателя с выдачей в 25 фунтов, АКБ емкостью 50 Ач хватит на 120 минут при поддержании максимальной скорости. Если не выжимать максимум, то батареи хватит на рыбалку в течение выходных.

Как узнать скорость разрядки аккумулятора
Интересно! Лодочные моторы не используют машинные обозначения мощности (лошадиные силы и др.). Тут ориентиром служит упор – сила, развиваемая гребным винтом при вращении. Из-за того, что производство моторов сосредоточено в Америке, то величина выражается не в килограммах, а в фунтах (1 фунт = 0,45 кг).

Тип и массивность аккумулятора

В случае с лодочными моторами эффективнее использовать тяговые модели, так как батарея будет регулярно принимать сильные нагрузки, разряжаться – цикловой ресурс становится важным параметром, влияющим на срок службы.

Рекомендуется, чтобы вес не превышал 20 кг – иначе массивность начинает мешать управлению. Стоит остановиться на необслуживаемом аккумуляторе. Его приходится только заряжать, и лучше, если у модели будет минимальный самозаряд.

Классификация тяговых аккумуляторов

Выделяют две обширные группы АКБ:

Щелочные

В них используется жидкий электролит (водный раствор щелочных металлов). Сегодня щелочные аккумуляторы встречаются редко, т. к. имеют низкий КПД (до 60%) и недолговечны (2-4 года).

Кислотные

Состоят из блоков положительных и отрицательных пластин, погруженных в водный раствор серной кислоты. Первые образуют трубчатую или панцерную конструкцию, заполняются диоксидом свинца. Отрицательные пластины внешне напоминают решетку, наполнены массой из губчатого свинца, увеличивающего мощность АКБ. Свинцово-кислотный аккумулятор — более совершенное изобретение. Срок его службы превышает 5 лет, а число циклов заряда/разряда достигает 1200-1500.

Кроме того, аккумуляторы свинцовые кислотные бывают обслуживаемыми и необслуживаемыми. У первых раствор серной кислоты при эксплуатации испаряется; уровень электролита постоянно контролируется и восполняется владельцем электрокара. У вторых электролит дополнен диоксидом кремния и превращен в гелеобразную массу. Она не вытекает, не расслаивается и почти не испаряется, поэтому АКБ не требует обслуживания.

Виды тяговых аккумуляторных батарей

Современная отечественная и зарубежная промышленность выпускает для потребителей разные типы тяговых аккумуляторов. По технологии, это щелочные батареи и кислотные. Последние представляют собой, по сути, свинцово-кислотные форматы, так как в них используют свинец и электролит на серной кислоте.

В щелочных применяют никель-железные пластины, на заливку которых идёт специальный раствор щелочи. Их считают очень надёжными даже в самые большие морозы, однако цена таких аккумуляторов в несколько раз превышает стоимость свинцовых, а их зарядка сопровождается едким паром. В силу этого экологического аспекта сфера их применения сейчас немного уже, чем её демонстрируют прочие батареи.

В последнее время входят в моду тяговые аккумуляторы, которые основаны на новых технологиях AGM и GEL. Они отличаются компактность, высокой энергичностью, а также, увы, огромной ценой.

Современная промышленность продолжает всячески совершенствовать такие АКБ. По мнению экспертов, уже в ближайшие десятилетия на первый план по своей надежности, эффективности и доступной цене уверенно выдвинутся литиевые аккумуляторы.

Советы по эксплуатации

Правила пользования лодочным аккумулятором требуют соблюдения норм обслуживания:

• Производить вмешательства разрешается строго после отключения АКБ;
• Не рекомендуется применять «крокодилы» для подключения батареи к мотору – лучше надежные крепления;
• Нужна регулярная проверка соединений, иначе чреваты потери на нагреве, утечки и окисления;
• Зарядка производится только рекомендуемыми марками зарядных устройств;
• Выводы батареи не должны замыкаться между собой – короткое замыкание выводит аккумулятор из строя.

Правила эксплуатации никак не отличаются от требований к пользованию автомобильными аккумуляторами.

Что представляет собой литиевая батарея

Первые литиевые батареи на основе металлического лития были созданы ещё в 70-е годы ХХ в., однако использование их было проблематично из-за большой химической активности лития. Они быстро нагревались и имели свойство взрываться или самовозгораться. Проблему удалось устранить только в 90-е годы, когда на смену чистому литию пришло применение его ионов.

Важно! Аккумулятор дополнительно оснащается предохранителем, который позволяет устранить избыточное напряжение в аварийной ситуации. В наши дни литий-ионные АКБ (аккумуляторные кислотные батареи) являются наиболее востребованными источниками питания для электромобилей благодаря способности быстро накапливать и отдавать большое количество энергии

В электромобилях, в качестве источника питания, чаще всего используется литиевая батарея или литий-ионный аккумулятор. Такая батарея имеет отрицательно и положительно заряженные электроды, к которым клеммами подсоединяются токосъёмники

В наши дни литий-ионные АКБ (аккумуляторные кислотные батареи) являются наиболее востребованными источниками питания для электромобилей благодаря способности быстро накапливать и отдавать большое количество энергии. В электромобилях, в качестве источника питания, чаще всего используется литиевая батарея или литий-ионный аккумулятор. Такая батарея имеет отрицательно и положительно заряженные электроды, к которым клеммами подсоединяются токосъёмники.

В качестве отрицательно заряженного электрода (катода) используется углеродная матрица, которая может состоять из графита (природного или синтетического), сажи или углерода. Положительно заряженным электродом (анодом) служит литированый оксид никеля или кобальта, или литий-марганцевое соединение. Катод и анод разделены сепаратором, который имеет поры и пропитан электролитом. Электролит находится в герметичной капсуле.

При высвобождении свободных электронов на сепараторе, начинается процесс замещения в молекулах положительно и отрицательно заряженных электродов (ионы лития встраиваются в структуру матрицы углерода), что приводит к высвобождению энергии. Энергия по клеммам подаётся на провода и далее служит источником тяговой силы для электромобиля. Li-ion батарея полностью герметична. Это нужно для избежания утечки электролита и контакта электродов с кислородом или водой, что приводит к полной порче аккумулятора.

Он может быть выполнен в виде плоскости или цилиндра:

• в цилиндрической сборке электролит и сепаратор скручены в рулон и подсоединены внутри герметичного корпуса к катоду. Анодный электрод находится снаружи;
• при сборке в виде плоскостей пластины укладываются одна на другую и представляют собой набор полноценных батареек.

Знаете ли вы? Как прогнозируют аналитики Bank of America и Oxford Institute for Energy Studies, к 2030 году 40% всего автотранспорта на планете будет электрическим, а к 2050-му — 95%. Уже сейчас в Китае планируется прекратить продажу бензиновых и дизельных автомашин в Пекине к 2020 году.

Виды лодочных аккумуляторов по типу батарей

Без электрического мотора невозможна рыбалка троллинг – она ведется рядом с берегом. Используя ДВС трудно добиться скорости движения в 3-5 км/ч, зато этого можно легко добиться при помощи аккумулятора.

Сегодня широко используются два типа батареи: стартовые и тяговые. Также встречаются универсальные модели, совмещающие оба вида.

Стартерные

SGT. Классический стартерный аккумулятор из Сербии под 12 вольт.

Первый тип – стартерные батареи. Такими моделями часто оснащают лодки с двигателями внутреннего сгорания. Среди аналогов они выделяются возможностью кратковременной отдачи значительного объема тока.

Стартерные аккумуляторы разработаны для первоначального запуска мотора, и со своей задачей они справляются как нельзя лучше.

К сожалению, модели обладают не очень большим ресурсом, способным полностью закончиться при длительной работе. Пройдя через определенное число зарядных циклов, аккумуляторы «любят» выходить из строя.

Тяговые аккумуляторы

Delta – один из самых популярных гелиевых (GEL) тяговых лодочных аккумуляторов

Второй тип – тяговые. Оборудуется обычно в связке с лодочными электрическими двигателями. Для аккумуляторов свойственна высокая емкость, а в конструктивном плане подобные батареи отличаются от стартовых более толстыми пластинами, расположенными в конвертах-сепараторах. Подобное устройство позволяет им хранить заряд дольше, пока не наступит полная разрядка.

После критической растраты энергии батареи разных марок быстро восстанавливаются. Тяговые модели стоят дороже аналогов, но для использования в циклическом режиме для них нет конкурентов.

Универсальные

Exide. Позиционируется как автомобильный АКБ, однако может применяться на лодках. Цена от 4200 рублей.

Последний тип – универсальные аккумуляторы. При их создании перед разработчиком ставилась задача совместить полезные свойства тяговых и стартерных батарей. Такие системы имеют двойное назначение. При запуске двигателя они поставляют высокий пусковой ток, а дальше выступают в роли источника питания с функцией критической разрядки. Универсальные модели способны заменить собой оба типа аккумуляторов: они позволяют запускать ДВС, подпитывать электрический мотор и всю систему катера.

Свинцовые, литиевые или гелевые

Выделяются два подвида свинцово-кислотных аккумуляторов. Они отличаются улучшенными характеристиками:

1. AGM – абсорбированное стекловолокно. В отличие от обычного свинцового аккумулятора, эта модель изготавливается без применения жидкости – при помощи прессованного стекловолокна пористой структуры. Добавление кислоты тут минимально, потому сильно снижен риск сульфатизации электродов. Кроме прочего этот вид батарей считается необслуживаемым – заливать электролит не потребуется. Корпус обустроен герметично и не позволяет кислоте выделяться. Также не допускается возможность образования ржавчины. Однако есть и слабые стороны: чувствительность к перенапряжению, массивность.

2. GEL. Другой подтип аккумулятора для электрического мотора, построенный на свинцовой основе. Внутрь заливается специальная гелевая жидкость, предотвращающая риск протечки. Аналогично с AGM батареи считаются необслуживаемым – не предусматривают никакого ухода. Гелевые модели считаются дорогостоящими и рассчитаны на немного меньшее количество разрядных циклов, несмотря на что они все равно рекомендуются для лодочных моторов.
3. Литиевые (литий-ионные). Популярный вид лодочных моторов. Сепаратор, пропитанный электролитом разделяет электроды.

Плюсы:

1. Большая энергетическая емкость.
2. Не требовательны в обслуживании.
3. Низкий уровень самозаряда.

Минусы. При механических повреждениях могут самовоспламеняться.

Воспрещается использовать литиевые аккумуляторы с меньшей силой тока, чем требуется для устройства.

Особенности тяговых АКБ

Принцип работы обычных автомобильных аккумуляторов понятен: с их помощью запускают мотор. Для этого на стартер подаётся энергетический толчок, в результате чего начинает работать маховик и запускается двигатель. С учётом этой функциональной особенности такие аккумуляторы названы стартерными. При запуске авто они дают возможность создать «пусковой» ток очень большой величины: от 250 до 1000 Ампер.

У таких АКБ, как известно, есть одна проблемная особенность. Так, они весьма чувствительны к глубокому разряду. Разряжать их ниже показателя напряжения в 10 Вольт специалисты настойчиво не советуют, поскольку нескольких таких разрядок вполне достаточно, чтобы стартовый аккумулятор перестал работать в полную мощность и стал, по сути, бесполезным.

Параллельно с такими АКБ на транспорте (и не только!) широко используют батареи иного назначения – тяговые. Такие батареи – совершенно иного формата, не обладающие высокими пусковыми токами. Это значит, что они могут отдавать какую-то энергию в течение длительного времени, разряжаясь порой почти к нулю.

Обслуживание тяговых аккумуляторов незаменимо там, где нужно обеспечить долгое, постоянное питание. В силу своей специфики они способны работать целыми днями! Помимо того, они ценны также тем, что очень устойчивы к высоким и низким температурам, не переставая действовать даже при 30 градусных морозах и жаре в плюс 50-60 градусов. Долгое время необслуживаемые АКБ (к примеру, несколько недель простоявшие без дела), в отличие от стартовых, практически не теряют своих способностей.