Как работает зарядка асимметричным током. Почему этот метод эффективен для восстановления автомобильных аккумуляторов. Какое оборудование нужно для зарядки асимметричным током. Каковы преимущества и недостатки этого метода зарядки АКБ.
Что такое зарядка аккумулятора асимметричным током
Зарядка асимметричным током — это метод восстановления и зарядки автомобильных аккумуляторов, при котором используются чередующиеся циклы заряда и разряда разной силы тока. Обычно ток заряда в 5-10 раз превышает ток разряда. Такой режим позволяет эффективно бороться с сульфатацией пластин и восстанавливать емкость аккумулятора.
Принцип работы зарядки асимметричным током
При зарядке асимметричным током происходит следующее:
- В течение короткого периода (обычно несколько секунд) аккумулятор заряжается большим током (5-10А)
- Затем следует период разряда меньшим током (0,5-1А) в течение такого же времени
- Циклы заряда и разряда чередуются с частотой 50-100 Гц
Такой режим позволяет эффективно разрушать кристаллы сульфата свинца на пластинах и восстанавливать активную поверхность электродов. При этом средний зарядный ток остается небольшим, что исключает перегрев и газообразование.
Преимущества зарядки асимметричным током
Основные преимущества данного метода зарядки:
- Эффективное восстановление емкости сульфатированных аккумуляторов
- Увеличение срока службы АКБ
- Возможность восстановления «безнадежных» аккумуляторов
- Отсутствие перегрева и газообразования при зарядке
- Равномерная зарядка по всему объему электролита
Многие автолюбители отмечают, что после нескольких циклов зарядки асимметричным током емкость старого аккумулятора может увеличиться на 20-30% и более.
Оборудование для зарядки асимметричным током
Для реализации данного метода требуется специальное зарядное устройство, способное генерировать асимметричный ток. Основные компоненты такого устройства:
- Источник питания (трансформатор)
- Силовой ключ (транзистор)
- Схема управления для формирования импульсов
- Нагрузочный резистор для разрядного тока
- Амперметр для контроля тока
Некоторые современные интеллектуальные зарядные устройства имеют встроенный режим зарядки асимметричным током. Также возможно дооснастить обычное зарядное устройство специальным модулем для генерации асимметричного тока.
Как правильно заряжать аккумулятор асимметричным током
При использовании данного метода важно соблюдать следующие рекомендации:
- Установить ток заряда примерно 1/10 от емкости аккумулятора (например, 5А для АКБ 55Ач)
- Ток разряда выбрать в 5-10 раз меньше зарядного
- Частоту переключения циклов установить 50-100 Гц
- Время заряда — 10-15 часов
- Контролировать температуру аккумулятора, не допуская перегрева
- Периодически проверять уровень электролита
Важно помнить, что глубоко разряженные аккумуляторы следует предварительно заряжать обычным способом малым током.
Эффективность зарядки асимметричным током
Насколько эффективен данный метод для восстановления автомобильных аккумуляторов? Исследования показывают следующие результаты:
- Увеличение емкости сульфатированных АКБ на 20-40%
- Снижение внутреннего сопротивления на 30-50%
- Увеличение срока службы аккумулятора в 1,5-2 раза
- Восстановление до 80% аккумуляторов, считавшихся непригодными
Конечно, эффективность зависит от степени износа аккумулятора и правильности проведения процедуры. Но в целом метод показывает очень хорошие результаты по сравнению с обычной зарядкой.
Недостатки зарядки асимметричным током
У данного метода есть и некоторые недостатки:
- Необходимость в специальном зарядном устройстве
- Большая длительность процесса (10-15 часов)
- Сложность точного контроля параметров
- Возможность повреждения сильно изношенных аккумуляторов
- Неэффективность для новых АКБ
Поэтому применять данный метод рекомендуется только для восстановления старых сульфатированных аккумуляторов, а не для регулярной зарядки.
Альтернативные методы восстановления аккумуляторов
Помимо зарядки асимметричным током, существуют и другие способы восстановления автомобильных АКБ:
- Десульфатация импульсным током высокой частоты
- Восстановление с помощью химических препаратов
- Замена электролита на новый
- Механическая очистка пластин
Каждый из методов имеет свои особенности и ограничения. Зарядка асимметричным током считается одним из наиболее эффективных и безопасных способов.
Заключение
Зарядка асимметричным током — эффективный метод восстановления емкости и продления срока службы автомобильных аккумуляторов. Он позволяет бороться с сульфатацией пластин и возвращать в строй даже сильно изношенные АКБ. При правильном применении данный способ дает очень хорошие результаты и может значительно сэкономить средства на покупке нового аккумулятора.
Зарядка АКБ асимметричным током
Аккумуляторная батарея (АКБ) современного автомобиля является расходным материалом и подлежит замене через 3-5 лет. Фактически же ресурс батареи зависит от условий её эксплуатации.
Больше всего аккумуляторы страдают от глубокого разряда, то есть снижения напряжения на его клеммах ниже 12В. При этом в аккумуляторе начинаются деструктивные химические процессы, приводящие к сульфатации пластин, и его ёмкость серьёзно падает. После заряда аккумулятора напряжение на нём поднимется до нормальных 14…14.5В, но его ёмкость уже будет пониженной, энергии аккумулятора будет хватать на всё меньшее количество времени. При внимательном отношении к аккумулятору он может прослужить и более пяти лет, но даже однократный глубокий разряд батареи (ниже 12В) может привести к снижению её ёмкости в несколько раз.
Особенно тяжело аккумулятору приходится зимой. В морозы очень большой ток требуется для запуска двигателя, да и при движении расход энергии от аккумулятора выше.
Также при минусовых температурах не так активно идёт химический процесс заряда аккумулятора от генератора. В результате при коротких поездках аккумулятор не успевает зарядиться, его напряжение изо дня в день падает.
Такая проблема с аккумулятором возникла и у меня: этой зимой я заметил, что аккумулятор очень быстро теряет заряд. Я езжу зимой редко и на небольшие расстояния – вероятно, поэтому аккумулятор не успевал заряжаться от генератора и расходовал энергии больше, чем получал. Если раньше машина заводилась с полуоборота даже в сильные морозы, то теперь я не был уверен, удастся ли завестись сегодня.
Я снял аккумулятор и зарядил его от бытового зарядного устройства «Вымпел-32». К моему удивлению, процесс зарядки полностью разряженной батареи током 5А завершился всего через два часа. Это значит, что в аккумулятор вместо необходимых 55Ач было «закачано» всего 10Ач, то есть ёмкость аккумулятора упала в пять раз! После того, как я поставил заряженный аккумулятор на машину, она завелась бодро, но уже через несколько дней стартер опять крутил еле-еле.
То есть зарядное устройство действительно заряжало аккумулятор, но оно не могло восстановить его ёмкость.
Я решил попробовать восстановить аккумулятор, и только в случае неудачи покупать новый. В Интернете нашлись такие способы борьбы с сульфатацией:
– механический, когда нужно разобрать аккумулятор и очистить его пластины наждачкой, но я вообще не представляю, как это сделать в домашних условиях и собрать всё назад;
– химический, при котором на несколько часов рекомендуют залить в аккумулятор вместо электролита какую-то ядрёную химию. Но результаты по отзывам мало предсказуемые;
– электрический, путём многократного повторения процессов заряд-разряд, в результате чего происходит десульфатация.
Последний способ показался мне наиболее предпочтительным. Но этот процесс может занять неделю постоянной возни с батареей, поэтому очень неудобен. Гораздо интереснее выглядит метод асимметричного заряда, при котором зарядное устройство автоматически то заряжает аккумулятор, то разряжает его.
График такого заряда приведён ниже
Рис.1. График заряда акб асимметричным током
Я решил доработать своё зарядное устройство, и для этой цели отлично подошёл ШИМ-регулятор мощности MP4511 (рис.2.).
Рис.2. ШИМ-регулятор мощности Мастер Кит MP4511
Модуль в первую очередь предназначен для регулировки мощности двигателей и яркости ламп, но принцип его работы оказался вполне подходящим и для решения моей задачи: на выходе MP4511 выдаёт импульсы, частоту и скважность которых можно регулировать.
Только модуль MP4511 пришлось немного доработать. Для понижения рабочей частоты ШИМ до необходимой я заменил конденсатор С6 на 4.7мкФ 50В. Также я установил на полевой транзистор VT1 и диодную сборку DA2 небольшие радиаторы.
При проверке готовой конструкции выяснилось, что «умное» зарядное устройство перестало обнаруживать подключенный через MP4511 аккумулятор и не выдавало напряжение заряда. Пришлось помучиться, но решение было найдено: дроссель L3 из MP4511 был удалён, а его контактная площадка (та, что ближе к центру платы) была соединена с 12 выводом микросхемы TL494 ЗУ «Вымпел».
Рис.3. Общая схема подключения с использованием стандартного блока питания
Рис.4. Схема подключения MP4511 к зарядному устройству «Вымпел»
Разрядный ток обеспечивается резистором, подключенным параллельно клеммам аккумулятора. Я применил резистор сопротивлением 27 Ом. Это значит, что ток разряда составил 12 В/27 Ом = 0,45А. Во избежание перегрева этот резистор должен иметь мощность не менее 10 Вт.
В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле своими контактами разомкнет цепь подключения резистора к аккумулятору. Можно применить любое реле с напряжением обмотки 12В и током коммутации не менее 1А.
Напряжение полностью заряженного аккумулятора в зависимости от его типа составляет 14…15В, поэтому и напряжение блока питания должно находиться в этих же границах. Найти готовый блок питания на такое нестандартное напряжение непросто. Но можно приобрести блок питания с выходным напряжением 12В, имеющий подстройку выходного напряжения.
Например, блок питания LRS-100-12 может выдавать напряжение до 13.8В с током до 8.5А. Можно изготовить блок питания самостоятельно, можно применить доработанный ATX блок питания компьютера, подняв напряжение на его выходе со штатных 12В до необходимых 14.5В. Блок питания должен обеспечивать выходной ток 5…10А. Если планируете использовать внешний блок питания, не имеющий регулируемого ограничения выходного тока, обязательно доработайте MP4511: удалите перемычку между контактами разъёма «Шунт» и подключите к этому разъёму низкоомный шунт в виде нескольких витков медной проволоки диаметром 0.1 мм, сопротивление шунта должно составлять около 0.0015 Ом, длину проволоки можно рассчитать по известным формулам. Только после такой доработки MP4511 сможет работать в режиме ограничения тока.
Но, повторюсь, у меня уже было зарядное устройство «Вымпел-32» К его выходным клеммам я подключил доработанный модуль MP4511. Его удалось разместить в штатном корпусе зарядного устройства.
Рис.
5,6,7 Монтаж MP4511 в корпусе зарядного устройства
Я не нашёл точных рекомендаций об оптимальной силе тока заряда/разряда и частоте импульсов. Большинство электронщиков советуют ток заряда выбирать как 1/10 от ёмкости батареи, а ток разряда в 10 раз ниже зарядного. То есть для аккумулятора ёмкостью 55Ач это значения 5А и 0.5А, соответственно.
Ток заряда в моём случае я ограничил регулятором штатного зарядного устройства. Только надо учитывать, что разрядный резистор подключен к батарее постоянно, поэтому ток заряда я установил 5.5А, из них 5А поступают в батарею, а 0.5А рассеиваются в нагрузочном резисторе. Если Вы будете применять обычный блок питания, можете ограничить ток заряда переменным резистором на модуле MP4511. Ещё раз напоминаю, что схема ограничения тока в MP4511 будет работать только после удаления перемычки и установки шунта!
Частота переключения режимов заряд/разряд в различных найденных мною схемах составляла от нескольких Гц до десятков кГц, какая частота эффективнее – вопрос открытый.
Я выбрал частоту около 50 Гц (то есть переключение циклов заряд-разряд в моём случае происходит 50 раз в секунду), скважность импульсов выбрал равной 2 (длительности периодов заряда и разряда равны).
Частоту и скважность импульсов я проверил с помощью карманного DIY-осциллографа NM8025box. Если у Вас нет осциллографа или частотомера, установите движки подстроечного и переменного резисторов модуля MP4511 примерно в средние положения.
Рис.8. Проверка параметров осциллографом
Заряд необходимо прекращать при достижении напряжения на клеммах аккумулятора около 14.5В (точное значение зависит от типа аккумулятора). Большинство зарядных устройств автоматически прекратят зарядку, да и в случае применения MP4511 совместно с любым блоком питания аккумулятор перестанет брать ток, когда его напряжение поднимется до напряжения на выходе источника питания. Но всё же рекомендую надолго не оставлять заряжаемую батарею без присмотра.
Теперь о результатах. Я уже писал, что мой аккумулятор почти полностью потерял ёмкость, она была на уровне всего 10Ач.
После первого же цикла зарядки асимметричным током (режим 5А заряд/0.5А разряд) ёмкость аккумулятора возросла примерно до 25Ач. Воодушевившись результатом, я провёл ещё один цикл зарядки, и получил прирост ёмкости где-то до 30Ач. Это всё равно ниже нормальной ёмкости (55Ач.), но улучшения в моём случае значительные. Машина заводится нормально, аккумулятор не разряжается так быстро, как раньше. Думаю, что на год можно отложить покупку нового аккумулятора. А если за новым аккумулятором следить и регулярно проводить профилактические циклы восстановления с помощью описанного метода, то он сможет прослужить более десяти лет.
Владимир, г.Ульяновск
Восстановление автомобильного аккумулятора асимметричным током » Полезные самоделки ✔тысячи самоделок для всей семьи
Восстановление автомобильного аккумулятора асимметричным током. В результате неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, и он выходит из строя.
При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбрано 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.На рис. 1 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
Рис. 1 Электрическая схема зарядного устройства.
Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.
Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.
В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.
Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22…25 В.
Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0…5 А (0…3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв.
см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.
В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000…18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости. Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.
Рис. 2 Электрическая схема пускового устройства.
Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.
Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 — ППБЕ-15, R3 — С5-16MB, R4 — ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.
Приведенные схемы пускового (рис.2) и зарядного устройств (рис. 1) можно легко объединить (при этом не потребуется изолировать корпус транзистора VT1 от корпуса конструкции), для чего на пусковом трансформаторе достаточно намотать еще одну обмотку примерно 25.
..30 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 1,8…2,0 мм.
Эта обмотка используется для питания схемы зарядного устройства.
Внимание!!! информация содержащаяся на данной странице, может быть устаревшей и содержать ошибки. Поэтому приводиться исключительно в ознакомительных целях.
Также есть быстрый способ восстановления автомобильного аккумулятора с помощью химических средств, Об этом читайте в этой статьеА
Мощность батареи онлайн | Асимметричная температурная модуляция улучшает экстремально быструю зарядку литий-ионных аккумуляторов Для электромобилей станции быстрой зарядки рассматриваются как важный фактор рынка. Возможность быстро подзарядить аккумулятор электромобиля уменьшит «беспокойство» водителей. Доступны станции быстрой зарядки, но зарядка мощностью 400 киловатт или экстремально быстрая зарядка (XFC) может увеличить запас хода на 200 миль за 10 минут.
На данный момент для батареи, которая быстро потребляет 400 киловатт энергии, существует риск литиевого покрытия (образование металлического лития вокруг анода), что серьезно снижает срок службы батареи.
Но исследователи из Пенсильванского государственного университета разработали литий-ионный аккумулятор, который заряжается при повышенной температуре для увеличения скорости реакции, но сохраняет элемент холодным во время разряда. Работа опубликована сегодня в Дж (https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.09.021).
В то время как обычные литиевые батареи заряжаются и разряжаются при одной и той же температуре, исследователи обнаружили, что они могут обойти проблему литиевого покрытия, заряжая батарею до повышенной температуры 60 градусов Цельсия в течение нескольких минут, а затем разряжая ее при более низких температурах.
«Основная идея, — пишут авторы, — состоит в том, чтобы решить дилемму между улучшенными характеристиками и ускоренной деградацией материалов при повышенных температурах с помощью метода асимметричной температурной модуляции (АТМ). То есть ячейка заряжается при высокой температуре, чтобы исключить литий-покрытие, и, с другой стороны, подвергается воздействию только в течение периода быстрой зарядки, который составляет 10 мин на цикл.
Поскольку рост SEI [межфазный твердый электролит] зависит от времени, короткое время воздействия предотвращает фатальный рост SEI и, следовательно, эффективно контролирует деградацию клеток».
«В дополнение к быстрой зарядке эта конструкция позволяет нам ограничить время воздействия на аккумулятор повышенной температуры заряда, что обеспечивает очень длительный срок службы», — говорит старший автор Чао-Янг Ван, инженер-механик из Университета штата Пенсильвания. . «Ключ в том, чтобы реализовать быстрый нагрев; в противном случае аккумулятор будет слишком долго оставаться при повышенных температурах, что приведет к серьезному износу».
Чтобы сократить время нагрева и нагреть всю батарею до одинаковой температуры, Ван и его коллеги снабдили конструкцию ионно-литиевой батареи самонагревающейся никелевой структурой, которая предварительно нагревается менее чем за тридцать секунд. Чтобы протестировать свою модель, они зарядили три элемента графитового мешка, предназначенные для гибридных электромобилей, на 40, 49.
и 60 градусов Цельсия, а также контроль при 20 градусах Цельсия с использованием различных стратегий охлаждения для поддержания постоянной температуры заряда. Чтобы подтвердить, что литиевое покрытие не произошло, позже они полностью разрядили элементы и открыли их для анализа.
Ван и его команда обнаружили, что батареи, предварительно нагретые до 60 градусов по Цельсию, могут выдерживать чрезвычайно быстрый процесс зарядки в течение 1700 циклов, в то время как контрольная ячейка может поддерживать темп только в течение 60 циклов. При средней температуре заряда от 49и 60 градусов Цельсия, исследования не обнаружили литиевого покрытия. Исследователи также заметили, что повышенная температура заряда значительно снижает охлаждение, необходимое для поддержания исходной температуры элемента — контрольный элемент вырабатывал 3,05 ватт-часа, в то время как элемент с температурой 60 градусов по Цельсию генерировал только 1,7 ватт-часа.
«В прошлом повсеместно считалось, что литий-ионным батареям следует избегать работы при высоких температурах из-за опасности ускоренных побочных реакций», — говорит Ван.
«Это исследование показывает, что преимущества смягченного литиевого покрытия при повышенной температуре с ограниченным временем воздействия намного перевешивают негативное влияние, связанное с усилением побочных реакций».
Исследователи отмечают, что технология полностью масштабируема, поскольку все элементы основаны на электродах промышленного производства; и они уже продемонстрировали его использование в крупномасштабных элементах, модулях и аккумуляторных батареях. Никелевая фольга увеличивает стоимость каждой ячейки на 0,47 %, но поскольку конструкция исключает необходимость во внешних нагревателях, используемых в современных моделях, она фактически снижает стоимость производства каждой упаковки.
Затем команда Вана планирует сделать еще один шаг вперед.
«Мы работаем над тем, чтобы зарядить энергоемкий аккумулятор электромобиля за пять минут, не повредив его», — говорит он. «Для этого потребуются высокостабильные электролиты и активные материалы в дополнение к саморазогревающейся структуре, которую мы изобрели».
BU-202: Новые свинцово-кислотные системы
Большинство аккумуляторных систем обеспечивают достаточно быструю зарядку примерно за час. Энергия также может отводиться примерно за одно и то же время, а это означает, что время заряда и разряда можно сделать одинаковым. Свинцово-кислотные аккумуляторы уникальны тем, что аккумулятор может разряжаться с очень высокой скоростью, но для полной зарядки требуется более 14 часов. Свинцово-кислотный также нуждается в периодическом выравнивании для десульфатации пластин и устранения других проблем.
Ответ на присущую низкому восприятию заряда связан с образованием и растворением сульфата свинца на отрицательном электроде, который представляет собой чистый свинец. При разрядке сульфат свинца прилипает к поверхности и снова растворяется при зарядке. Процесс идет вяло и при попытке ускорить заряд лишним электронам некуда деться; это приводит к образованию водорода и потере воды. С возрастом кристаллы сульфата свинца врастают, что еще больше снижает прием заряда.
Положительный электрод также содержит сульфат свинца, но поддерживает высокую скорость заряда. Понятно, что отрицательный электрод — это проблема свинцово-кислотных аккумуляторов. Новые свинцово-кислотные системы пытаются решить эту проблему, добавляя углерод к этому электроду с многообещающими результатами.
Ученым уже много лет известно, что накопление сульфатов не позволяет классической свинцово-кислотной системе обеспечивать устойчивую работу; частичный заряд и старение являются основными виновниками, потому что отрицательная свинцовая пластина недостаточно очищается. Усовершенствованный углерод-свинец (ALC) решает эту проблему, добавляя углерод к отрицательной пластине (катоду). Это превращает батарею в квазиасимметричный суперконденсатор для улучшения характеристик заряда и разряда.
На рис. 1 показан классический свинцово-кислотный элемент со свинцово-отрицательной пластиной, замененной угольным электродом, чтобы воспользоваться свойствами суперконденсатора.
Отрицательная пластина заменена угольным электродом, обладающим свойствами суперконденсатора [1]
ALC проходит испытания в качестве замены классической стартерной батареи в системах «старт-стоп», а также в микро- и мягких гибридных системах на 48 В. Быстрая зарядка при рекуперативном торможении является решающим преимуществом этих аккумуляторов, задача, которую трудно решить с помощью обычных свинцово-кислотных аккумуляторов. Хотя ALC крупнее и тяжелее литий-ионных, они недороги, работают при отрицательных температурах и не нуждаются в активном охлаждении — преимущества, на которые литий-ионные не претендуют. В отличие от обычной свинцово-кислотной, свинцово-угольная аккумуляторная батарея может работать при уровне заряда от 30 до 70 процентов, не опасаясь сульфатации. Говорят, что ALC переживет обычную свинцово-кислотную батарею, но недостатком является быстрое падение напряжения при разряде, напоминающее падение напряжения в суперконденсаторе.
Композитный материал пластин батареи Firefly Energy основан на свинцово-кислотном варианте, и производитель утверждает, что батарея легче, долговечнее и обеспечивает более высокое использование активного материала, чем современные свинцово-кислотные системы. . Кроме того, это один из немногих свинцово-кислотных аккумуляторов, которые могут работать в течение длительного времени в состоянии частичного заряда. Аккумулятор включает электроды из углеродной пены для отрицательных пластин, что обеспечивает его производительность, сравнимую с NiMH, но при более низких производственных затратах. Firefly Energy была дочерней компанией Caterpillar и в 2010 году обанкротилась. Позже компания была возрождена в отдельном владении, но снова закрылась. С 2014 года батарея производится в Индии компанией Firefly Batteries Pvt. ООО
Подобно батарее Firefly Energy, батарея Altraverda основана на свинце.
В нем используется запатентованная керамическая структура на основе субоксида титана под названием Ebonex® для решетки и сепаратора AGM. Пластина без клея содержит частицы Ebonex® в полимерной матрице, удерживающей на внешних поверхностях тонкую фольгу из свинцового сплава. При удельной энергии 50–60 Втч/кг батарея сравнима с NiCd и считается хорошо подходящей для высоковольтных приложений. Altraverda базируется в Великобритании и работает с East Penn в США.
Axion Power e3 Supercell представляет собой гибридную батарею/суперконденсатор, в которой положительный электрод изготовлен из стандартного диоксида свинца, а отрицательный электрод выполнен из активированного угля. Процесс сборки аналогичен свинцово-кислотному. Аккумулятор Axion Power предлагает более быстрое время перезарядки и более длительный срок службы при многократных глубоких разрядах, чем это возможно с обычными свинцово-кислотными системами, открывая двери для применения в микрогибридных автомобилях.
Комбинация свинца и углерода снижает содержание свинца на отрицательной пластине, что приводит к снижению веса на 30 процентов по сравнению с обычной свинцово-кислотной пластиной. Однако это также снижает удельную энергию до 15–25 Втч / кг вместо 30–50 Втч / кг с обычной свинцово-кислотной кислотой. Другим недостатком является резкое падение напряжения при разряде, которое имеет сходство с суперконденсатором.
Ультрабатарея Австралийской организации научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) сочетает в себе асимметричный ультраконденсатор со свинцово-кислотной батареей, имея сходство с усовершенствованной свинцово-углеродной батареей, описанной выше. Конденсатор увеличивает мощность и срок службы батареи, выступая в качестве буфера во время зарядки и разрядки. Говорят, что это продлевает срок службы батареи в четыре раза по сравнению с обычными свинцово-кислотными системами, увеличивая при этом мощность на 50 процентов.
Производитель также заявляет о 70-процентном снижении стоимости по сравнению с существующими батареями в гибридных электромобилях. Аккумуляторы CSIRO были протестированы на гибридном автомобиле Honda Insight, и результаты оказались положительными. Аккумулятор также тестируется для приложений Start-Stop в микрогибридных автомобилях. В отличие от других усовершенствованных свинцово-кислотных аккумуляторов, способность к быстрой зарядке является решающим преимуществом перед обычными свинцово-кислотными аккумуляторами. Furukawa Battery в Японии лицензировала технологию и также производит батареи.
Это загадочная комбинация аккумулятор/суперконденсатор привлекла большое внимание средств массовой информации. Батарея основана на модифицированном керамическом порошке титаната бария и заявлена удельная энергия до 280 Втч/кг, что выше, чем у литий-ионной батареи. Компания очень скрывает свое изобретение и публикует только ограниченную информацию. Вот некоторые из их поразительных заявлений: одна десятая веса NiMH батареи в гибридном приложении; отсутствие глубокого износа, время зарядки 3–6 минут; отсутствие опасных материалов; затраты на производство аналогичны свинцово-кислотным; и саморазряд всего 0,02 процента в месяц, что составляет часть от свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторов.
Испытания, проведенные в 2013 году, не выявили значимого уровня энергии из-за высокого сопротивления между слоями. Исследования продолжаются.
Автопроизводителям известно о дополнительной нагрузке, когда обычная стартерная батарея находится в режиме старт-стоп. Аккумуляторы AGM (абсорбирующий стеклянный мат) могут выдерживать функцию повторного запуска, но производители автомобилей, ищущие более дешевое решение, придумали улучшенную заливную батарею (EFB). Тесты показывают, что EFB работает лучше, чем обычная версия с заливным двигателем, но не так хорошо, как AGM. Производительность напрямую связана со стоимостью батареи.
Резюме Специалисты по аккумуляторам считают, что основным ограничением свинцово-кислотных аккумуляторов является использование свинца. Технология на основе свинца обладает значительным неиспользованным потенциалом производительности. Говорят, что улучшение активного материала открывает такую перспективу за счет более глубокого понимания и получения доступа к аналитическим инструментам для исследования явления.
