Китайские ученые запатентовали технологию продления жизни АКБ до 18 лет

Благородные представители рода человеческого изобрели аккумулятор. Накопитель электроэнергии обязан появлением итальянцу Алессандро Вольта, который в 1800 году открыл химический источник тока. Эстафету подхватил И.В. Риттер: придумал столб из 50-ти медных колец с проложенным между ними влажным сукном. Конструкция немецкого физика и философа-романтика, состряпанная в 1803-ем, послужила прообразом современной АКБ. Далее, в 1859-ом, подключился француз Гастон Планте, и мы получили свинцово-кислотную батарею.


Она, выше означенная, живет короткий срок. Не очень-то хочется менять расходник. Поэтому аккумуляторщики трудятся в поте лица, чтобы оттянуть момент траты денег автовладельцев на новый аппарат. Спецы на бытовом и профессиональном уровне раздают добрые советы.

Прописные истины

Грамотный, честный мастер безапелляционно скажет, что продлить жизнь аккумуляторной батареи невозможно. И точка. Но автомобилист в силах максимально использовать заложенный с завода ресурс прибора.


Проблемой занимаются не только слесари мастерских и СТО. Над вопросом работают научно-исследовательские институты. Выкладки периодически появляются в тематической прессе. Но особого прорыва нет. Наш Михалыч (или Петрович) из соседнего гаража даст ровно те же рекомендации, что и канадские инженеры из крупного центра, занятого дилеммой увеличения срока службы батарей.

Сперва наш дворовый гуру пояснит ошибки эксплуатации аккумулятора. Укажет на следующие факторы:

✅ Опасность испарения воды из электролита в жаркую погоду
✅ Пагубное влияние частых коротких поездок
✅ Нежелательность чрезмерного количества периферийных потребителей
✅ Важность плотности жидкости внутри емкости прибора, особенно при минусе на дворе

Еще славный самоучка убедит следить за бортовой проводкой и сохранять нормальный ездовой режим.

Простые операции

Многие водители самостоятельно присматривают за устройством накопления энергии. Не станем концентрировать внимание на том, что АКБ делятся на обслуживаемые и необслуживаемые. Уход за ними все равно стандартный.


Советы условного Михалыча подадим списком:

✅ Соблюдайте периодичность и процесс зарядки. Не держите батарею разряженной, чтобы не разрушались пластины. Пользуйтесь специальными ЗУ. Подавайте силу тока не выше соотношения 1/10 от номинальной емкости батареи
✅ Не допускайте неисправностей в электропроводке автомобиля. Поврежденные участи цепи, плохой генератор, окисленные контакты увеличивают сопротивление, сокращая срок службы аккумулятора
✅ Следите за уровнем электролита. Жидкость улетучивается при высоких показателях температуры воздуха. Снижается общий объем, оголяются и окисляются пластины. Покрывайте свинцовые элементы дистиллятом на 1,5-2,0 см
✅ Обращайте внимание на плотность электролита. Оптимальный показатель – 1,27 г/см

Очищайте грязь с поверхности АКБ, регулярно осматривайте оборудование, перед длительным простоем снимайте агрегат. Петрович подсыплет еще многое из того, что зовется лайфхаками. Например, встроенная блокировка машины, экономящая 10% заряда, и прочее.

Что придумали китайские ученые

Светлые головы из Университета Фудань, КНР, бились над задачей, как замедлить процесс старения литий-ионной (Li-Ion) аккумуляторной батареи. В случае запланированного исхода замертво полягут два зайца: продлится жизненный период устройства и уменьшится загрязнение обитаемой среды человека.


Теоретическая часть и расчеты, испытания и пробы, эксперименты заняли 4 года. Изобрели ни больше ни меньше, как «инъекцию молодости» для прибора. Метод равно подходит батареям гаджетов, компьютеров, цифровых фотоаппаратов, видеокамер. Главным ориентиром были все же энергоносители электромобилей.

Дорогие машины с огромными плитами АКБ под полом служат 18,4 года. Так на голубом глазу увещевают эксперты машиностроения. Лукавят. Хорошо бы механизмы, отдающие теперь уже по 1 000 л. с., функционировали 5 лет. Дальнейшая замена автокомпонента практически не имеет смысла. А потому приходит пора недешевой утилизации и переработки.

Изобретение «инъекции молодости»

Фуданьские инженеры начали с синтеза молекул-носителей заряда. Частицы со сложной структурой получили название, которое без запинки сможет выговорить разве что седой аптекарь – трифторметансульфинат лития. Химическая формула пишется так – LiSO₂CF₃.


Вещество производят в виде белого порошка. Соль помещают в специальный раствор. Инъекция готова. Смесь вводят в электролит, внутрь изношенного аккумулятора, не нарушая конструкцию подкапотной детали.

Начинается волшебство: при подаче напряжения трифторметансульфинат лития связывает неактивные соединения. Одновременно высвобождает ионы лития. Последние встраиваются в материал электрода. В этот момент возобновляется первоначальная емкость устройства аккумулирования энергии почти до 100%.

После ввода «эликсира молодости» корпус прибора герметизируют. Разве гениальное не тождественно пареной репе? Операция похожа на переливание крови.

Полученный эффект

Он, к счастью, не побочный. Еще на стадии ранних экспериментов тесты показали: срок службы АКБ возрос на 12 тысяч циклов зарядки/разрядки. Производители современных стандартных батарей, напомним, обещают 1,5 тыс. аналогичных раундов.


Дальнейшие исследования работоспособности реанимированных аккумуляторов порадовали авторов. Оказалось, за 11 818 циклов агрегаты теряют всего 4% емкости. Вывод: если два раза в сутки производить зарядку/разрядку, аппарат прослужит 18 лет. Сравним с тем, что имеем в моторных отсеках: одна треть номинальной емкости уходит за 2,7 года.

Нежелательное явление, правды ради, появилось. Восстановленный литий начинает весело выделять бесцветный и ядовитый диоксид серы. Впрочем, как и обычный аккумулятор, где газы улетучиваются спокойно. Проблема воссозданных батарей в том, что для отвода вредного вещества нужно прокладывать пути отхода.

Другая неувязка вышла с конструктивом самого прибора. Каким должен стать корпус, чтобы вводить препарат LiSO₂CF₃ и удалять диоксид серы? Трубки, отверстия, заглушки? Возникает и еще ряд вопросов: сколько придется платить за «инъекцию»? Будут ли автостроители на конвейере ставить АКБ, произведенные по новой технологии?


Но погасим тревогу осознанием, что механическая часть не сложнее синтеза нового вещества с заданными свойствами. Приборов в масштабах планеты будут производить меньше, экология нашего дома улучшится. Аналитики осторожно намекают: добыча лития сократится. Стоит ли волноваться по поводу извлечения из недр щелочного металла, не беремся судить.

Заключение

Бесперспективные дела – не конек китайских ученых. И в этот раз разработчики предложили прорывное решение. Технические нюансы будут, без сомнения, решены.

Жалко Петровича. Великодушно и бескорыстно раздает советы направо и налево. Даже в ущерб собственным шабашкам. Чем займешься, старый умник, надышавшийся электролитом? Давай начнем с того, что выучим слово «трифторметансульфинат лития» … Да знаем, что не аптекарь…