Надежные аккумуляторы: 10 лучших автомобильных аккумуляторов 2023 года: рейтинг, отзывы, советы экспертов

надежные аккумуляторы (АКБ), для авто Российского производства

Аккумуляторы Российского производства эталонного качества – все это про продукцию компании «Тубор». Инновационные технологии, соответствующие стандартам XXI века, открывают новый мир надежности и долговечности аккумуляторов, предназначенных для использования во всех видах автотехники и водного транспорта.

Основа нашего стратегического плана развития – государственная программа импортозамещения. Мы производим Российские аккумуляторы, соответствующие международным стандартам качества, используя отечественное сырье и технологии. Аккумуляторы российского производства – шаг в высокотехнологичное будущее страны!

Российские аккумуляторы производства компании «Тубор» — это сочетание безупречного качества сборки, передовых технологий и накопленных знаний об нюансах изготовления АКБ. Наш богатый ассортимент продукции удовлетворяет спрос на всех уровнях: от крупных автоконцернов до частных лиц, нуждающихся в замене аккумуляторов.

Разработка и производство аккумуляторов ведется по установленным стандартам или утвержденным заказчиком проектам в зависимости от особенностей дальнейшей эксплуатации.

«Тубор» — это проверенный и надежный поставщик аккумуляторов по всей России и в страны СНГ. Нам доверяют крупнейшие автоконцерны и производители автотехники:

• FORD SOLLERS
• RENAULT-NISSAN GROUP
• VW RUS
• KIA /HYUNDAI MOTORS
• BELGEE
• ПТЗ
• Кировский Тракторный Завод

Особенности производства аккумуляторов в компании «Тубор»

На нашем предприятии вы можете купить аккумуляторы российского производства, изготовленные по следующим технологиям:

• Ca/Ca (SLI) – традиционная технология изготовления аккумуляторов с жидким электролитом. Рассчитаны на стандартную эксплуатацию без перегрузок. Обладают стандартными характеристиками и быстрым зарядом.

• EFB – новая технология изготовления кальциевых АКБ, применяемая для двигателей с системой Start/Stop и сочетающая в себе все преимущества SLI и AGM аккумуляторов.

Обладает повышенной плотностью активной массы и пускового тока. Изготавливаются в соответствии с ОЕМ.

• GEL считается самой совершенной технологией АКБ. Герметичная конструкция, практически нулевое газовыделение, устойчивость к циклированию и работа при низком уровне заряда.

Приобретайте аккумуляторы российского производства в «Тубор»!

Обратитесь к нам и закажите аккумуляторы, соответствующие вашим потребностям. Для каждого клиента мы обеспечим индивидуальный подход, предложим лучшую цену и самые комфортные условия сотрудничества!

Адреса розничных магазинов аккумуляторов (АКБ)

Возможность купить аккумуляторную батарею (АКБ) для автомобиля или другого типа транспорта от производителя по лучшей цене теперь есть у каждого!

Мы будем рады видеть Вас в сети наших розничных магазинов, звоните прямо сейчас, и наш консультант поможет подобрать нужную модель АКБ и сообщит, когда Вы сможете забрать Ваш новый аккумулятор.

Еврокомиссия собралась бороться за доступность запчастей для смартфонов и более надёжные аккумуляторы

3DNews Технологии и рынок IT. Новости разработка и производство электроники Еврокомиссия собралась бороться за досту… Самое интересное в обзорах 01.09.2022 [17:39],  Руслан Авдеев Производители смартфонов, поставляющие свои модели в Евросоюз, скоро, возможно, столкнутся с новыми правилами. Согласно проекту закона, предложенного вчера Еврокомиссией, для поступающих в продажу смартфонов вендоры будут обязаны обеспечивать доступность 15 критически важных комплектующих в течение пяти лет. Кроме того, аккумулятор должен быть способен пережить не менее 500 циклов зарядки, сохраняя при этом не менее 83 % ёмкости. Источник изображения: Kilian Seiler/unsplash.com По данным The Financial Times, смартфоны получат маркировку эффективности, аналогичную той, которая уже применяется к стиральным машинам и посудомойкам. Кроме того, будет указываться «стойкость» аккумуляторов и прочие характеристики, включая устойчивость к падениям. Напомним, в июне Еврокомиссия уже приняла закон, согласно которому к 2024 году должен появиться единый стандарт для зарядных устройств. По данным исследования Европейского экологического бюро, увеличение жизненного цикла смартфонов, проданных в ЕС, до пяти лет позволит значительно сократить выбросы углекислого газа в атмосферу. Проект нового закона касается не только смартфонов, но и планшетов, и кнопочных мобильных телефонов. Как сообщает издание со ссылкой на одного из высокоранговых чиновников из Брюсселя, продукты, которые не будут соответствовать требованиям к экоустойчивости, «уйдут с рынка». В ответ производители смартфонов утверждают, что обеспечение доступности большего числа запасных частей приведёт к росту потребления пластика. В частности, представляющая интересы индустрии ассоциация Digital Europe утверждает, что подобное перепроизводство комплектующих приведёт к перерасходу ресурсов, снижению эффективности использования материалов и росту стоимости товаров для потребителей. Источник изображения: PR MEDIA/unsplash.com Некоторые производители, включая Apple, уже были вынуждены расширить программы ремонта под давлением активистов и властей разных стран. В апреле яблочная компания впервые выпустила первые схемы для самостоятельного ремонта iPhone, организовала аренду или продажу инструментов для починки смартфонов, а также поставку комплектующих покупателям в США и обещает расширить соответствующую программу на Евросоюз в ближайшие месяцы. Помимо аппаратного обеспечения, новые предложения также касаются и ПО — обновления для системы безопасности должны будут выпускаться в течение пяти лет после выхода модели на рынок, а обновления, связанные с модернизацией функциональности, — в течение трёх лет. В частности, это может затронуть большинство производителей смартфонов на Android, обычно обеспечивающих обновления ОС только в первые годы после релиза. Кроме того, энтузиасты заявляют, что повышение ремонтопригодности и увеличение жизненного цикла аккумуляторов упростит покупателям возможность сравнения устройств и ознаменует конец «эры одноразовых гаджетов». Ранее в Брюсселе заявляли, что маркировка энергопотребления на лампах освещения сподвигла производителей на выпуск намного более эффективных продуктов, а опрос, проведённый среди жителей ЕС, показал, что 79 % респондентов учитывали данные маркировки при принятии решения о покупке. Источник: Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER. Материалы по теме Постоянный URL: https://3dnews.ru/1073367/evrokomissiya-obespechit-dostupnost-15-klyuchevih-komponentov-v-techenie-5-let-posle-reliza-smartfona Рубрики: Новости Hardware, рынок IT, мероприятия и события IT-индустрии, выставки, форумы, интересности из мира хай-тек, мобильные телефоны, смартфоны, сотовая связь, коммуникаторы, КПК, разработка и производство электроники, Теги: ес, смартфон, ремонтопригодность, еврокомиссия, законодательство ← В прошлое В будущее →

Лучшее руководство по покупке автомобильного аккумулятора

День, когда ваш автомобиль не заводится, — не лучшее время для покупки нового автомобильного аккумулятора. Но, согласно нашим исследованиям, именно так поступает большинство людей.

Возможно, вам придется заменить автомобильный аккумулятор один или два раза в течение срока службы вашего автомобиля, потому что он стареет или изнашивается из-за воздействия тепла и многократной зарядки и разрядки. Разряженная батарея может стать настоящей проблемой, особенно если вы не можете найти соединительные кабели или вам приходится ждать помощи на дороге.

Уход за батареей может помочь продлить срок ее службы, а внимательное отношение к ее состоянию и возрасту может сигнализировать о том, что пора начинать покупать замену… до того, как вы окажетесь в затруднительном положении.

Ниже приведены советы по выбору аккумулятора, наиболее подходящего для ваших нужд.

Будьте активны
Внимательное отношение к техническому обслуживанию вашей батареи и предусмотрительность, когда приближается время замены, гарантирует, что вы сможете выбрать замену на своих условиях, включая надлежащее исследование и удобное планирование.

Проверка батарей Ежегодно
Осмотры должны быть частью планового технического обслуживания владельца, но особенно важно проверять их перед длительной поездкой.

Настоящее техническое обслуживание в значительной степени осталось в прошлом. Почти все современные автомобильные аккумуляторы не требуют обслуживания. Тем не менее, мы рекомендуем механику проверять вашу батарею под нагрузкой ежегодно, когда ей исполнится 2 года, если вы живете в более теплом климате, или 4 года, если вы живете в более холодном климате. Это проверяет его способность удерживать напряжение во время использования, и результаты дадут вам знать, когда пора начинать делать покупки.

Кроме того, проверьте клеммы, чтобы убедиться, что разъемы затянуты и не имеют следов коррозии.

Автомобильные аккумуляторы обычно служат от трех до пяти лет, согласно AAA, от 58 месяцев и более в самых дальних северных регионах США до менее 41 месяца в самых южных регионах.

Возраст батареи также является убедительным признаком того, что пришло время подумать о замене. Дату можно найти на наклейке, прикрепленной к верхней или боковой части аккумулятора. Аккумулятор, изготовленный в октябре 2022 года, будет иметь цифровой код 10/22 или буквенно-цифровой код К-1. «А» — январь, «Б» — февраль и т. д. (буква «И» пропускается).

Аккумулятор должен соответствовать вашему автомобилю и потребностям вождения
Автомобильные аккумуляторы бывают разных размеров. Среди тех, которые мы протестировали, есть значительные различия в том, какой из них является лучшим по производительности из года в год и от размера к размеру. Это делает невозможным дать простые рекомендации по брендам или моделям. Это также означает, что вы не должны предполагать, что покупка той же модели батареи, которую вы заменяете, даст вам те же результаты.

Убедитесь, что вы выбрали правильный размер и расположение терминалов (или тип) для вашего автомобиля. Перед покупкой ознакомьтесь с руководством пользователя или руководством по подгонке в магазине.

В некоторых случаях владельцы могут заменить батарею AGM на традиционную залитую, чтобы увеличить срок службы в жарком климате, но лучше сначала проконсультироваться с механиком. Многие автомобили поставляются с AGM для поддержки растущего набора электрических компонентов, а система зарядки может быть настроена специально для батареи AGM.

Убедитесь, что батарея свежая
Батареи со временем теряют силу, даже при хранении. Для оптимальной производительности приобретите тот, которому меньше 6 месяцев. Три месяца еще лучше. Как объяснялось выше, на большинстве из них есть код доставки.

Утилизируйте старую батарею
Токсичный свинец и кислота в батарее могут быть легко переработаны, и большинство розничных продавцов утилизируют старую батарею за вас. При покупке новой батареи в магазине вы, вероятно, заплатите дополнительную плату, которая будет возвращена при возврате старой батареи. Это мотивирует владельца автомобиля сдать старый аккумулятор. Около 90 процентов автомобильных аккумуляторов действительно перерабатываются, что делает их успешную переработку.

Сравнить гарантии
Важно выбрать аккумулятор с максимально возможным периодом бесплатной замены. Гарантия на батарею измеряется двумя цифрами: периодом бесплатной замены и пропорциональным периодом, который допускает только частичное возмещение. Например, код 24/84 указывает на период бесплатной замены в 24 месяца и пропорциональную гарантию на 84 месяца. Но сумма, которую вам возместят, обычно довольно быстро падает, когда вы находитесь в пропорциональном периоде.

Имейте в виду, что признаки небрежного обращения, такие как низкий уровень воды и неправильная установка, могут привести к аннулированию гарантии. То же самое можно сказать и об использовании в тяжелых условиях, например, в высококачественных автомобильных аудиосистемах и морских приложениях, если для этого не рекомендуется использовать аккумулятор.

Автомобильные аккумуляторы

бывают двух основных разновидностей: более традиционные, не требующие обслуживания, и более совершенные аккумуляторы из абсорбированного стекловолокна (AGM).

Свинцово-кислотные (обычные)

Когда-то водители требовали от водителей периодически доливать воду в раствор электролита, жидкость внутри, которая является источником питания батареи. Современные необслуживаемые аккумуляторы потребляют гораздо меньше воды, чем традиционные «залитые элементы». Аккумуляторы с низким уровнем обслуживания сохраняют свою жидкость в течение всего срока службы аккумулятора, и крышки на этих моделях не предназначены для снятия. Есть еще некоторые аккумуляторы, которые можно доливать дистиллированной водой; при правильном обслуживании они могут прослужить дольше в жарком климате.

Свинцово-кислотная батарея обычно стоит значительно меньше, чем батарея из абсорбирующего стекломата. Однако он не будет держать заряд так долго и хуже переносит глубокий разряд.

Автомобильные аккумуляторы Номинальные характеристики

Впитывающий стеклянный мат (AGM)

AGM лучше выдерживают многократные циклы разрядки и перезарядки, чем стандартные аккумуляторы. Они становятся стандартным оборудованием во все большем количестве автомобилей, потому что современные функции, такие как системы «стоп-старт» для экономии топлива, электронные функции безопасности и удобства, а также розетки для мобильной электроники, увеличивают спрос на электроэнергию.

Но AGM могут стоить на 40-100 процентов дороже, чем обычные батареи с высоким рейтингом. Подумайте о покупке, если вы иногда не используете свой автомобиль в течение длительного времени, и аккумулятор разряжается. Аккумулятор AGM лучше переносит глубокий разряд и с большей вероятностью полностью восстановится, если его случайно разрядить.

Автомобильные аккумуляторы Рейтинги

Аккумуляторы бывают разных размеров. Важно выбрать правильный, чтобы убедиться, что он надежно закреплен и обеспечивает достаточную мощность. Если клеммы находятся не в том месте, кабели вашего автомобиля могут не дотянуться или неплотно прилегать. Обратитесь к руководству пользователя или руководству по подгонке в магазине. Многие розничные продавцы установят батарею бесплатно.

Размер 24/24F (верхний разъем): Подходит для многих автомобилей Acura, Honda, Infiniti, Lexus, Nissan и Toyota.

Размер 35 (верхний разъем):  Подходит для большинства японских заводских табличек, включая многие последние автомобили Honda и большинство автомобилей Mazda, Nissan, Subaru и Toyota.

Размер 47 (H5) (верхний разъем): Подходит для многих моделей Buick, Chevrolet, Fiat и Volkswagen.

Размер 48 (H6) (верхний разъем):  Подходит для многих автомобилей Audi, BMW, Buick, Cadillac, Chevrolet, GMC, Jeep, Mercedes-Benz, Mini, Volkswagen и Volvo.

Размер 49 (H8) (верхний разъем): Подходит для многих европейских и азиатских автомобилей Audi, BMW, Hyundai и Mercedes-Benz.

Размер 51R (верхний разъем): Подходит для многих японских автомобилей Honda и Nissan.

Размер 65 (верхний разъем): Подходит для больших автомобилей, грузовиков и внедорожников Ford или Mercury.

CR оценивает автомобильные аккумуляторы по трем параметрам:

Ток при холодном пуске (CCA) показывает, насколько хорошо аккумулятор запускает двигатель в экстремально холодную погоду. Мы используем морозильную камеру для имитации зимних условий, охлаждая аккумуляторы до 0 ° F и оценивая аккумуляторы в зависимости от их производительности. Мы считаем, что наш тест CCA основан на более реалистичных требованиях к зарядному напряжению и силе тока, чем типичные тесты производителей, и наши результаты показывают относительную пусковую мощность каждой батареи, независимо от заявлений производителя.

Резервная емкость  указывает, как долго аккумулятор может работать в автомобиле, если система зарядки — генератор переменного тока, статор и ротор — выйдет из строя. Это также показатель того, как долго вы можете случайно оставить включенными фары и при этом завести машину без необходимости запуска от внешнего источника. Чтобы проверить резервную емкость, наши инженеры измеряют, сколько времени требуется полностью заряженному аккумулятору для разрядки до 10,5 вольт, что считается полностью разряженным. На этом уровне автомобиль не сможет завестись без толчка. Мы считаем, что 1½ часа мощности являются средними. Модели с более высокими показателями могут обеспечивать питание более 2 часов.

Срок службы батареи измеряется путем многократной разрядки и перезарядки каждой батареи около 3000 раз при температуре испытания около 167 ° F в течение 15 недель или до тех пор, пока производительность не упадет до неприемлемого уровня. Это имитирует жаркие условия под капотом, с которыми батарея может столкнуться летом, самое тяжелое время года для батарей из-за жары. Частые высокие температуры очень вредны для аккумуляторов, усиливая коррозию пластин и быстрее испаряя электролит, необходимый для тока. Долгий срок службы особенно важен, если вы совершаете много коротких поездок, не оставляя много времени для подзарядки. Чем выше оценка, тем дольше батарея будет надежной.

Они помогут вам максимально эффективно использовать аккумулятор и дольше поддерживать его в рабочем состоянии.

• 1
• / 3

Ручка или петля

Пластиковая ручка или петля облегчают подъем и перенос батарей, которые могут весить от 25 до 60 фунтов; что не менее важно, он помогает опустить аккумулятор на поддон в тесном моторном отсеке.

Плавающее/капельное зарядное устройство

Если ваш автомобиль будет простаивать в течение длительного периода времени, рассмотрите возможность наличия поплавкового зарядного устройства для его зарядки. Также известные как подзарядные устройства, зарядные устройства для хранения или техобслуживания, они предотвращают чрезмерный разряд в течение длительных периодов времени, когда аккумулятор не используется. Большинство из них имеют встроенную схему для предотвращения перезарядки, хотя некоторые модели не имеют такой защиты и могут повредить батарею, перезарядив ее. Несмотря на то, что поплавковое зарядное устройство автоматически контролирует и заряжает аккумулятор, все же лучше периодически проверять, чтобы убедиться, что все в рабочем состоянии.

Jump Starter

Портативные аккумуляторные пусковые устройства позволяют удобно запускать двигатель без подключения двух автомобилей. Новые модели меньшего размера позволяют проще, чем когда-либо, включить его в автомобильный аварийный комплект. Дополнительную информацию см. в нашем руководстве по покупке для начинающих.

Ручка или петля

Пластиковая ручка или петля облегчают подъем и перенос батарей, которые могут весить от 25 до 60 фунтов; что не менее важно, он помогает опустить аккумулятор на поддон в тесном моторном отсеке.

АКДелко

Автокрафт

Бош

Живучи

Дюраселл

Дюраласт

ЭверСтарт

Межгосударственный

НАПА

Оптима

Супер Старт

Важные факторы для надежного и воспроизводимого приготовления неводных растворов электролитов для литиевых батарей

Литиевые (Li) батареи, технология, которая привела к революции в области хранения энергии и получила Нобелевскую премию по химии в 2019 году, быстро развивались в течение последних десятилетий ^1,2 . Основываясь на успехе ионно-литиевых аккумуляторов (LIB) и постоянно растущем спросе на аккумуляторы с улучшенными характеристиками (например, с высокой плотностью энергии/мощности, возможностью быстрой зарядки, длительным циклическим/календарным сроком службы и низкой стоимостью), были проведены интенсивные исследования. посвящен изучению новых химических элементов аккумуляторов и материалов ³ . В последние годы электролит, который является сокращением от электролитного раствора в области аккумуляторов и в просторечии относится ко всем компонентам электролитного раствора, все чаще признается важным в качестве электродных материалов ⁴ . В то время как материалы электродов определяют выход энергии, межфазные реакции между электродами и электролитами чрезвычайно чувствительны к электролиту ^5,6,7 .

Во многих случаях межфазная фаза твердого электролита (SEI) или межфазная фаза катодного электролита (CEI), полученная в результате химического и электрохимического разложения электролита, имеет кинетику, ограничивающую скорость, которая контролирует скорость массового потока внутри элемента батареи. и определяет обратимость катода/анода по изменению побочных реакций ^6,8 . Чтобы использовать весь потенциал усовершенствованных электродных материалов, электролит и связанный с ним SEI/CEI должны быть адаптированы к конкретным приложениям, таким как улучшение анодной стабильности электролита для высоковольтных катодов ⁹ , повышение стабильности лития для литий-металлических аккумуляторов (LMBs). ) ¹⁰ , подавление растворимости полисульфида для серных катодов ¹¹ и т. д. Таким образом, множество публикаций по электролитам было объединено в область хранения энергии ^10,12 . Однако подробное описание компонентов электролита и/или строгое изложение процесса приготовления электролита по-прежнему часто отсутствуют, например, отсутствие информации о поставщике, чистоте, примесях, сухости исходных химикатов, порядке смешивания растворов, внешнем виде. свежеприготовленного электролита, материала контейнера, температуры и атмосферы, используемых для хранения электролита, и других определенных мер предосторожности для некоторых конкретных электролитных систем. Эти ограничения поднимают барьер на пути к воспроизведению одних интересных результатов другими. Кроме того, ложная или вводящая в заблуждение информация может быть результатом непреднамеренных неточностей в процессе приготовления электролита. Поэтому описания приготовления электролитов, упрощенные до такой степени, что основная информация затемняется, не подходят для реальных приложений и публикаций.

Недавно несколько журналов ( Joule , ACS Energy Letters и Journal of Power Sources ) инициировали стандартные контрольные списки для точных отчетов о химическом составе батарей, чтобы свести к минимуму потенциальное искажение и неправильное понимание характеристик батарей ^13,14,15 . Эти контрольные списки имеют схожие критерии в отчетах, включая тип и конфигурацию элемента, тип электрода, нагрузку на электродную емкость (количество лития/толщина для LMB), отношение емкости анод/катод (N/P) и количество электролита (электролит/емкость [E/ отношение С]).

Для обеспечения надежной публикации результатов электролита и воспроизводимой подготовки электролита в этой статье обобщаются несколько важных факторов, влияющих на качество электролита, и предлагаются соответствующие меры контроля для подготовки электролита и стандартизированная отчетность.

Контроль влажности

Содержание влаги является одним из наиболее важных факторов, влияющих на качество электролита, даже следы воды в электролите могут привести к значительным колебаниям производительности аккумуляторов ^{16,17,18,19,20} . Влага вызывает нежелательные химические и электрохимические побочные реакции в аккумуляторе (как показано на рис. 1a) и ускоряет распад элемента за счет разрушения катода, анода и самого электролита. Например, гидролиз LiPF ₆ является одной из самых больших проблем, поскольку он приводит к производству фторида лития (LiF), фосфорилфторида (POF ₃ ) и фтороводорода (HF) (уравнение 1) ^{18,21 ,22,23,24,25} .

$${{{{{{\rm{LiPF}}}}}}}_{6}+{{{{{{\rm{H}}}}}}}}_{2}{{{ {{\rm{O}}}}}}\to {{{{{\rm{LiF}}}}}}+{{{{{{\rm{POF}}}}}}}}_{3 }+2{{{{{\rm{HF}}}}}}$$

(1)

Рис. 1: Влияние содержания воды на электролиты.

a Схематическое описание влияния воды на электролиты. b Изменение внутреннего сопротивления (∆ R ) литий-ионных аккумуляторов до и после зарядки водосодержащих (WC) и безводных (WF) аккумуляторов. c Изменение напряжения (∆ В ) ЛИА для батарей WC и батарей WF после старения в течение 168 часов при высоком напряжении 4,2 В. d Начальная емкость и характеристики циклов (100 циклов и 300 циклов, 0,5°C зарядка/разрядка 0,5 C) аккумуляторов содержали разные дозировки воды. Воспроизведено с разрешения из ссылки ¹⁷ , авторское право (Springer Nature, 2014).

Полноразмерное изображение

Хотя LiF, генерируемый LiPF ₆ гидролизом, играет положительную роль в SEI в нескольких исследованиях ²⁶ , HF обычно играет подавляющую отрицательную роль из-за его высокой коррозионной природы, которая инициирует переходные растворение металла (TM) из материала катода, что приводит к деградации катода ²⁵ . Кроме того, ионы ТМ могли мигрировать от катода к аноду через электролит и отравлять анод. 9{-}+1/2\,{{{{{{\rm{H}}}}}}}_{2}$$

(2)

Эти продукты, а также остаток H ₂ O может повлиять на производительность во время хранения и эксплуатации батареи. На рис. 1б–д ¹⁷ . Электролит, содержащий воду, приводит к повышенному внутреннему сопротивлению, уменьшению начальной емкости, быстрому спаду напряжения при хранении и быстрой деградации при циклировании по сравнению с безводными электролитами ¹⁷ . Следовательно, для продления срока службы батарей требуется строгая спецификация содержания H ₂ O. В настоящее время в аккумуляторной промышленности обычно используется эмпирический и строгий контроль содержания воды H ₂ O < 20 частей на миллион или даже 10 частей на миллион.

Чтобы обеспечить надежную публикацию препарата электролита в академической сфере, исследователям рекомендуется указывать содержание воды в электролите. Для новых подходов к электролиту рекомендуется H ₂ O ≤ 20 частей на миллион, чтобы свести к минимуму колебания электролита, вызванные содержанием воды. Безводные химикаты для аккумуляторных батарей (включая проводящие соли, растворители и добавки) необходимы для приготовления электролита, а предварительная сушка становится важной для содержащих воду химикатов. Любые контейнеры или материалы, которые будут контактировать с химическими веществами электролита (например, бумага для взвешивания, наконечники пипеток, мешалки и т. д.) в процессе приготовления, должны быть высушены перед использованием, чтобы избежать попадания воды в электролит. Для исследования влияния концентрации воды в электролитах или стратегий смягчения характеристик воды в электролитах ²⁹ , ограничений по содержанию воды нет, если указано содержание воды. Для достижения этой цели необходимо определение содержания воды. Метод титрования Карла Фишера является высокоточным для обнаружения следовых количеств воды и рекомендуется для определения содержания воды и составления отчетов ³⁰ . Кроме того, для публикации также предлагается связанное содержание HF, которое может быть определено с помощью ядерного магнитного резонанса (ЯМР) ¹⁹ F или зонда, селективного к ионам F. ³¹ .

Контроль чистоты

Помимо воды, присутствие следовых примесей (оставшихся в процессе производства соли и растворителя) также может сильно повлиять на работу батареи ^32,33,34 . Этот вопрос имеет большое значение для ученых и инженеров в этой области. Хотя в диверсифицированных электролитных системах существует огромное количество потенциальных примесей и связанных с ними побочных реакций, наиболее неблагоприятные реакции в основном относятся к следующим категориям. (1) Реакции с солями: протонные примеси, такие как спирты и кислоты, которые часто являются остатками при производстве электролитных растворителей, реагируют с LiPF 9.0208 6 и приводят к образованию HF (подобно реакции между LiPF ₆ и водой) и сильно влияют на качество электролита ³² . (2) Электрохимические реакции на электродах – восстановление/окисление происходит, когда неизвестная примесь имеет плохую восстановительную/окислительную стабильность на аноде/катоде, что приводит к образованию газа и образованию SEI/CEI ³⁴ . Как упоминалось ранее, производительность батареи очень чувствительна к качеству SEI и CEI из-за межфазных электрохимических реакций батарей 9.0170 6 . Во многих публикациях добавки SEI/CEI, даже при низких концентрациях 1%, 0,5% и 0,1%, могут значительно изменить работу ячейки 90-170 35,36 . Следовательно, примесь ведет себя как добавка SEI или CEI и может значительно изменить химию, структуру и кинетику SEI/CEI. Остатки ионов металлов в электролите также являются примером этих примесей, которые могут восстанавливаться на стороне анода и отравлять SEI. (3) Химические реакции с электродами: коррозия электродов начинается, когда примесь вступает в реакцию с компонентом электрода. Коррозия лития под действием примесей (таких как органические кислоты, спирты, альдегиды, кетоны, амины и нитрилы), особенно в LMB, в которых в качестве анода используется металлический литий ³⁷ может вызывать большие опасения из-за высокой реакционной способности металлического Li ³⁸ . Как следствие, такие примеси могут значительно изменить обратимость катода/анода.

Чтобы свести к минимуму возможность получения невоспроизводимых результатов разными исследователями, при приготовлении электролита решающую роль играет контроль чистоты химических веществ. В публикациях требуется чистота химических веществ (вместе с информацией о поставщике/поставщике), также важны идентификация примесей и химическая очистка. Аналитические методы, такие как 9Для идентификации примеси в большинстве химических веществ, используемых в электролитах ³⁹ . Обычные методы, включая перегонку, кристаллизацию, экстракцию, хроматографию, электрофорез и др., могут применяться для дальнейшей очистки в зависимости от физико-химических свойств реагента и примесей ⁴⁰ . Откровенно говоря, нецелесообразно проводить фиксированную линию чистоты из-за сложности химического состава батареи и потенциального разнообразия примесей. Однако, чтобы привлечь внимание исследователей к важности химической чистоты и свести к минимуму различия между исследовательскими подходами, эмпирически рекомендуется степень чистоты батареи или чистота выше 99% (чем выше, тем лучше).

Выбор контейнера

Выбор контейнера также важен для приготовления электролита. В исследовании Winter, M. et al. контейнеры, изготовленные из разных материалов, по-разному влияют на термическое разложение электролита ⁴¹ . Стеклянный контейнер ускоряет разложение LiPF ₆ , что приводит к образованию большего количества неионных (диметилфторфосфат [DMFP] и диэтилфторфосфат [DEFP], рис. 2a) и ионных (метилфторфосфат [MFP], этилфторфосфат [EFP] и этилен фосфат [ЭП], рис. 2б) накопление органического фосфата в классическом электролите 1 M LiPF ₆ в этиленкарбонате (ЭК)/этилметилкарбонате (ЭМК) (50/50 мас.%). Только 0,43 M LiPF ₆ остается после 5 дней выдержки при 85 °C в стеклянной таре ⁴¹ . Основной причиной этого являются реакции между продуктом гидролиза LiPF ₆ HF и стеклянными материалами (например, бура, SiO ₂ ), в результате которых образуется вода, которая может дополнительно ускорить разложение LiPF ₆ ⁴¹ . Чтобы избежать этого, контейнер должен быть инертным ко всем химическим веществам, которые в нем хранятся, а такие материалы, как полипропилен (ПП), полиэтилен (ПЭ) или алюминий, могут подходить для контейнеров с электролитом ⁴¹ . Также стоит отметить, что контейнеры должны быть герметичными, чтобы избежать любого загрязнения из окружающей атмосферы, а светонепроницаемые контейнеры подходят для тех электролитов, которые содержат светочувствительные соединения.

Рис. 2: Выбор емкости и меры предосторожности при приготовлении электролита.

Анализ образования органических фосфатов (диметилфторфосфата [DMFP], диэтилфторфосфата [DEFP], метилфторфосфата [MFP], этилфторфосфата [EFP] и этиленфосфата [EP]) посредством ( a ) ГХ-МС и ( b ) IC-ESI-MS в 10 мл алюминиевых и стеклянных флаконах после старения при 85 °C в течение 5 дней (значения ГХ-МС образцов электролита, хранящихся в стеклянных флаконах, разделены из-за лучшей прозрачности, обеспечивают с использованием коэффициента 10). Воспроизведено с разрешения из ссылки ⁴¹ , авторское право (Королевское химическое общество, 2015 г.). c Схема приготовления электролита. d Пять распространенных смесей, которые нежелательны. e Максимальные температуры, обнаруженные во время приготовления 1 мл электролита в круглых бутылях WHEATON® LDPE объемом 7 мл при температуре окружающей среды 20 °C. Схематическое изображение ( f ) экзотермического и ( g ) эндотермического образования раствора. ч Энтальпии перехода NaI из воды в смеси вода-сорастворитель при 298.15  К. Воспроизведено с разрешения по ссылке ⁴⁵ , авторское право (Springer Nature, 2012).

Увеличить

Контроль электролита и температуры при приготовлении

В химии неводный электролит представляет собой раствор особого типа, в котором проводящая соль (соли) (и функциональные добавки) растворены в органическом растворителе (с) ^5,35 . При растворении эти соль(и) и добавка(и) равномерно диспергируются в растворителе(ах), образуя гомогенную смесь электролитов, как показано на рис. 2c. Поскольку в процесс смешивания вовлечены эффекты химической полярности, в некоторых случаях образуются неидеальные смеси помимо раствора, как показано на рис.  2d, включая: (1) нерастворенный остаток проводящей соли (солей)/добавки (добавок), (2) эмульсия, (3) суспензия или (4) фазовое разделение исходных материалов и (5) осаждение/перекристаллизация соли в перенасыщенном растворе после выдержки. Неосторожность при проверке состояния раствора может привести к неудачной подготовке электролита.

Также важно уделять пристальное внимание тепловым эффектам в процессе смешивания. Например, на рис. 2e показаны максимальные температуры, обнаруженные во время приготовления 1 мл электролита для четырех электролитов с одной солью (LiPF ₆ или LiFSI) и одним растворителем (DMC или DME) в круглой бутылке WHEATON® LDPE объемом 7 мл. Измерение температуры начинали в начале процесса смешивания (при температуре окружающей среды 20 °C) и заканчивали после полного растворения соли. Очень разные максимальные температуры были обнаружены путем изменения растворителей, солей и концентраций солей. Максимальная температура 23 °С была зафиксирована при приготовлении 1 М LiPF 9. 0208 6 в DMC, изменение до 27 °C с 1 M LiPF ₆ в DME, 28 °C в 1 M LiFSI в DME и 47 °C в 4 M LiFSI в DME. Это повышение температуры вызвано теплом, выделяющимся при сольватации.

Как показано на рис. 2f и g, сольватация может быть либо эндотермической, либо экзотермической, при которой тепло первоначально поглощается во время разрыва связей в исходной соли(ях) (электростатическое притяжение между двумя ионами) и растворителе(ях) (межмолекулярное притяжение между молекулами растворителя) и высвобождается при образовании новых притягивающих связей ион-растворитель ⁴² . Суммарная теплота сольватации представляет собой разницу между относительным теплом, необходимым для разрыва связи, и теплотой, выделяемой при реформировании ⁴² . В нескольких исследованиях сообщалось о результатах калориметрических исследований при приготовлении электролита для литиевых аккумуляторов. Однако существует долгая история изучения термохимии смешения растворов, особенно водных растворов ^43,44,45 . На рис. 2h в качестве примера показано влияние растворителя на сольватацию NaI. Различные растворители приводят к разным энтальпиям сольватации NaI. В дополнение к общему теплу от сольватации на самую высокую температуру во время приготовления электролита также могут влиять многие другие факторы, такие как скорость растворения, количество электролита, материал и размер/форма контейнера, которые влияют на рассеивание тепла.

Высокие температуры в процессе приготовления электролита могут влиять на растворимость солей, что приводит к перенасыщению электролитов, что вызывает осаждение солей, когда температура падает до комнатной ⁴⁶ . Повышенные температуры также могут ускорить испарение электролита и его деградацию ⁴¹ . Поэтому важно следить за температурой во время приготовления электролита, особенно при приготовлении большого количества электролита, для которого рассеивание тепла происходит относительно медленно. Для процесса смешивания, при котором выделяется значительное количество тепла, процесс сольватации можно разделить на несколько этапов путем постепенного добавления соли в растворитель до полного растворения соли при контролируемой температуре.

Склад электролита

Склад электролита является продолжением подготовки электролита. Окружающая среда, включая влажность, свет, тип контейнера и температуру, имеет решающее значение для хранения электролита. Как обсуждалось в предыдущих разделах, неправильная тара, высокое содержание воды и свет могут ускорить порчу электролита. Результаты на рис. 3а, б показывают быструю деградацию электролита при повышенных температурах. Большое количество LiPF ₆ и продуктов разложения растворителя накапливается при температурах 60 и 80 °C по сравнению с 20 и 40 °C ⁴¹ . Таким образом, для обеспечения надежной работы батареи важно хранить электролиты в благоприятной для электролита среде с регулируемой влажностью (например, в перчаточном ящике или в сухом помещении) при умеренных температурах (без замерзания и перегрева) и использовать светонепроницаемые контейнеры для светочувствительных образцов.

Рис. 3: Хранение электролитов при различных температурах.

Анализ образования органических фосфатов (диметилфторфосфата [DMFP], диэтилфторфосфата [DEFP], метилфторфосфата [MFP], этилфторфосфата [EFP] и этиленфосфата [EP]) с помощью ( a ) ГХ-МС и ( b ) IC-ESI-MS в алюминиевых флаконах объемом 10 мл после старения при различных температурах в течение 21 дня. Воспроизведено с разрешения по ссылке ⁴¹ , авторское право (Royal Society of Chemistry, 2015).

Изображение с полным размером

Хотя окружающая среда является внешним фактором, влияющим на стабильность электролита при хранении, химическая стабильность компонентов электролита также играет внутреннюю роль. Например, фторэтиленкарбонат (ФЭК), широко используемый растворитель/добавка для обычных электролитов, может значительно ухудшить стабильность при хранении LiPF 9.0208 6 карбонатный электролит из-за взаимодействия между LiPF ₆ и FEC, которые ускоряют накопление HF и запускают полимеризацию электролита ⁴⁷ . Рекомендуется проверять качество электролита перед использованием, особенно электролитов, которые хранились в течение длительного времени. В состаренном электролите продукты разложения соли, растворителя и добавок становятся дополнительными примесями по сравнению с исходным электролитом ^22,31 . Проверка электролита должна включать, помимо прочего, идентификацию содержания воды, определение концентрации кислоты и проверку чистоты с использованием методов анализа, описанных в предыдущих разделах.

Перспективы

LIB останутся ключевой технологией в долгосрочной перспективе из-за их вездесущности в бытовой электронике, электромобилях и электрических сетях. В связи с рыночным спросом на превосходную производительность для различных приложений, к существующим ЛИА предъявляются все более строгие требования, и появляются различные исследовательские электрохимические системы помимо ЛИА, такие как LMB, натриевые батареи, калиевые батареи и цинковые батареи. Инновации имеют решающее значение для разработки передовых электролитов, чтобы поддерживать эти желаемые технологические траектории.

Как упоминалось ранее, небольшие изменения в электролите могут привести к значительному изменению электрохимических характеристик из-за внутренней поверхностно-электрохимической природы процессов зарядки/разрядки батареи. Таким образом, в дополнение к контрольным спискам, выпущенным для сборки элементов и отчетности ^13,14,15 , для сообщества очень важно согласовать набор критериев, которые также могут быть реализованы при подготовке электролита. В таблице 1 предлагается контрольный список экспериментальных деталей подготовки электролита для отчетности. Простая публикация «инновационного» электролита без предоставления информации о контроле качества может затруднить воспроизведение результатов другими и создать проблемы, которые препятствуют промышленному масштабированию для практических применений. Этот контрольный список может быть полезен и важен при внедрении новых концепций электролита в батареи, которые могут эффективно повысить надежность и воспроизводимость электролита в реальных приложениях.