Как делают аккумуляторы – Самодельная батарейка из подручных средств. Как делают автомобильные аккумуляторы? Самые простые аккумуляторы своими руками

  • 09.01.2019

Содержание

Как собирают аккумуляторные батареи — Как это сделано, как это работает, как это устроено — LiveJournal

Вы когда-нибудь заглядывали внутрь автомобильных аккумуляторных батарей? А мы решили заглянуть «внутрь» производства АКБ. Единственное белорусское предприятие, которое выпускает аккумуляторы для легковых автомобилей, находится в Пинске и на 75% принадлежит американской корпорации Exide. На заводе говорят на двух языках и строят большие планы. Например, собираются производить батареи для Volkswagen Polo Sedan, которые выпускают на заводе в Калуге.


Со склада привозят пластины, «пропитанные» специальной пастой (оксид свинца с добавками). Они выполняют роль проводников. Желтоватого цвета — с положительным зарядом, зеленовато-серые — с отрицательным. Пластины — важнейшая составляющая аккумулятора, элемент электрической цепи. Как нить накаливания в лампочке. Количество пасты определяет такую важную характеристику аккумуляторной батареи, как емкость. А площадь поверхности пластин — пусковой ток.

Чем тоньше пластины и чем их больше, тем выше пусковой ток. Стартерные аккумуляторные батареи (в Пинске только их и выпускают) — у них этот показатель выше — сравнивают с арабским скакуном, тяговые — с ломовой лошадью.

Пинское предприятие только на пути к созданию полного цикла производства аккумуляторных батарей, и сейчас такие пластины завозят из Познани, с еще одного завода американской корпорации. «Когда у нас появится своя площадь (пока мы ее арендуем), сможем расширить производство. Сейчас наш предел — 380 тыс. аккумуляторных батарей в год. Потребность же рынка в Беларуси — 700 тыс.», — вкратце посвящает нас в дела руководитель отдела продаж Антон Уминский.

Пластины оборачивают в конверты из специальной ленты, точнее, это делает станок. Оборачивает — обрезает, оборачивает — обрезает… Цель — исключить контакт положительных и отрицательных электродов.

Сепараторная лента из пористого полиэтилена чем-то напоминает резину, при этом она довольно тонкая и имеет поры. Через них должен проходить электролит.

На предприятии все максимально автоматизировано. Настройку оборудования проводили специалисты, работающие на европейских заводах компании. А на случай поломки всегда дежурят сотрудники техподдержки. В экстренном случае они готовы сразу же приняться за устранение неисправности. Простой одной из двух конвейерных лент даже в течение часа чреват потерями в сотни евро.

Конвейер формирует пакет из набора пластин — машина чередует их: с отрицательным зарядом, потом с положительным и т. д.

— Получившаяся пачка и есть аккумулятор — в ней может быть от 10 до 16 пластин. В свою очередь, каждая батарея состоит из шести аккумуляторов. Всего в АКБ — от 60 до 96 пластин, — замечает Александр Матвиенко, менеджер по качеству и один из старожилов предприятия.

На этой стадии без участия человека не обошлось — бракуются плохие конверты. Бывает, края неровно обрезаны, перекошены. Дело, конечно, не в эстетике. Помните, выше мы говорили про нежелательный контакт отрицательных и положительных пластин? Проще убрать потенциальный конфликт сейчас. Этим проверка, разумеется, не ограничится, но подробности ниже.

Если посмотреть внимательнее, то с двух сторон пакета можно увидеть металлические «закладки», или ушки. Ушки плюсовых и минусовых пластин сгруппированы по разные стороны пакета. Зачем, станет понятно чуть позже.

Теперь пакеты закладывают уже в другую машину.

Автомат смазывает их специальным раствором органической кислоты, который убирает оксидную пленку — чтобы свинец лучше паялся.

До этого велась подготовка к созданию электрической цепи в батарее. А сейчас конвейер приступает к главному действу — «закладки»-ушки «окунают» в расплав свинца в специальной форме (его температура — 400 градусов по Цельсию) и сразу же охлаждают форму с помощью воды. Поэтому на фотографии хорошо виден пар.

Рядом заготовлены свинцовые чушки, которые, собственно, и расплавляют. Выглядят внушительно. Уронить такую на ногу — мало не покажется.

Кстати, на ногах всех сотрудников предприятия — специальная обувь (гостям выдают галоши). При падении тяжести на ногу она защищает от травм, которые могут быть довольно серьезными. А еще обязательны очки и респиратор. Больше четырех часов находиться в этом цеху без маски запрещено. Все сотрудники ежемесячно проверяются на содержание свинца в организме.

Теперь будущая аккумуляторная батарея получает пластиковый ящик, разделенный на ячейки, — моноблок. Их тоже завозят из-за границы (из Польши и Франции, где находятся несколько заводов американской корпорации). Важный момент: во внутренних стенках предусмотрены отверстия. Это тоже неспроста. О них вспомним чуть позже.

Еще один станок щипцами-захватами вставляет в моноблок уже спаянные пакеты пластин: сначала четные, потом нечетные. Словно кассеты в магнитофон.

А вот как выглядят спаянные ушки-«закладки». В будущем они соединятся с соседней ячейкой специальным мостиком. Также добавились выводы для «плюса» и «минуса». На этой стадии очень хорошо видна электрическая схема АКБ. Как на страницах учебников по физике.

— Электродвижущая сила каждой ячейки — 2 В, — продолжает Александр Матвиенко. — Когда все шесть аккумуляторов соединятся, как раз и получатся искомые 12 В батареи. Она будет питать и магнитолу, и световые приборы, и, естественно, давать пусковой ток на стартер.

По фотографии сложно измерить температуру металла. Но поверьте, она высокая. Поэтому будущую батарею отправляют в буферную зону, где мостики охлаждаются. В это время под напряжением в 2 кВ ведется проверка на короткое замыкание. Исключается даже потенциальный контакт между отрицательными и положительными пластинами. На этой стадии бракованные пакеты еще можно достать и заменить. Вскрывать же моноблок на более поздних стадиях — значит, нести убытки.

— А как узнать, что аппаратура не подводит? — спрашиваем.— На этот случай есть сигнальный экземпляр, — Александр ставит на конвейер аккумулятор. Загорается красная лампочка, и конвейер «выплевывает» брак в специальный отсек.

Заключительный этап создания электрической цепи. Проводится сварка пакетов пластин (внимание!) через те самые отверстия во внутренних стенках моноблока. Опять-таки никакого вмешательства со стороны человека! Шипение. Сварка занимает пару секунд. Готово!

До сварки

После сварки. Обратите внимание на углубления в ушках

Очередной тест на короткое замыкание, заодно проверяется качество сварки пакетов пластин. Это последний момент, когда можно заглянуть внутрь аккумуляторной батареи.

Изредка оператор поглядывает на световое табло, которое висит прямо в цеху. На нем для каждого конвейера указывается свое число запланированных к выпуску батарей и количество сделанных. Да, даже на практически американском предприятии от плана уйти не удастся.

Постепенно АКБ принимает более презентабельный вид. Батарея получает внутреннюю крышку с выводами «плюс»/«минус». Еще недавно ее дизайн был другим. Сейчас его изменили в пользу технологичности. В таком же корпусе сходят с конвейера аккумуляторы на остальных заводах Exide под брендами Centra, Exide, Tudor и др.

А теперь крышку… снимают, чтобы окончательно приварить к моноблоку. Ее прижимают к расплавленной плите и придавливают к пластиковому ящику. Опять-таки процесс максимально автоматизирован.

Все время, пока мы были на предприятии, казалось, что кого-то не хватает. Цех почти пустой, но работа не останавливается: на заводе всего около ста человек, меньшая часть которых задействована на производстве.

Пайка выводов «плюс» и «минус» (отрицательный — чуть тоньше). Металлический штырь (борн) соединяют со знакомым автомобилистам «пальцем», на который и цепляются клеммы.

— В аккумуляторной батарее нет других металлов, кроме свинцового сплава, — замечает Александр Матвиенко. — Ручная пайка проводится для того, чтобы обеспечить полный контакт борна и выводов.

Аккумулятор снова проверяют. На этот раз на герметичность. Автомат вставляет трубки в заливные отверстия батареи и подает туда воздух под давлением.

— Различают внешнюю и внутреннюю герметичность. В первом случае речь о том, чтобы электролит не расплескивался, на корпусе не было микротрещин. Во втором случае проверяется надежность стенок между ячейками. Это тоже важно, поскольку при нарушении внутренней герметичности батарея будет быстрее саморазряжаться,

— объясняет Александр.

Ставят внутренний штамп — клеймо.

На самом деле это нужно скорее предприятию, чем покупателю. В коде зашифрованы дата, смена и некоторые технические характеристики. Например, «1» означает 55 ампер-часов, «2» — 60 ампер-часов.

Поднимаемся на площадку, с которой хорошо виден основной цех. В конце дня менеджеры проводят здесь планерку. Во всем чувствуется западный подход. Докладчик заходит в круг, очерченный на полу. Ему дается не более двух минут. Руководит заводом серб австралийского происхождения — Джон Николич. Он практически не знает ни русского, ни белорусского, поэтому все общение происходит на английском.

«Сухую» батарею перевозят в «мокрый» цех. Здесь много бочек, емкостей, а рабочие одеты в специальные фартуки, перчатки, нарукавники. Агрессивная среда как-никак. Постоянно приходится иметь дело с разбавленной серной кислотой. Да, именно здесь происходит еще один важный этап — в батареи заливают электролит. Делает это опять-таки машина. Плотность заливаемого электролита — 1,26 г на 1 куб. см.

После этого оператор вставляет заглушки и соединяет батареи проводами-коннекторами — получается электрическая цепь, в которой может быть до 16 батарей. Они отстаиваются не более часа. В это время электролит впитывается в пластины, а батареи охлаждаются, потому что при заливке их температура резко повышается.

Аккумуляторы перевозят на участок формирования. Когда заходишь, сразу чувствуется характерный запах продуктов химических реакций, с непривычки мы даже закашлялись. Батареи по-прежнему собраны в одну цепь. Но теперь туда подается ток. Зачем?

— Это и есть формирование. Если залить электролит и ничего не предпринимать, то начнется нежелательный для аккумуляторов процесс сульфатации, взаимодействие свинца и кислоты, — объясняет наш сопровождающий. — В результате образуются кристаллы, сульфаты свинца, которые в дальнейшем уже не смогут участвовать в химических процессах, и батарея потеряет часть своей емкости. Кстати, на заметку автолюбителям: именно по этой причине разряженный аккумулятор нельзя хранить долгое время. Чтобы этого не допустить, АКБ заряжают током. Для каждого типа разработаны свои программы и алгоритмы. В зависимости от емкости батареи процесс может занимать от 15 до 40 часов.

Уже сформированные батареи возвращают обратно в «мокрый» цех. Там дозаливают электролит, уровень которого, как правило, немного снижается. Это связано с тем, что в процессе зарядки кислота впитывается в пластины, часть уходит на электролиз. В довершение очередная установка-автомат еще раз проверяет уровень.

Все процедуры с электролитом завершены. На батарею устанавливают крышку со специальными заглушками, чтобы автомобилисты ненароком не обрызгались кислотой. Меры предосторожности, понятное дело, не лишние. Выпускаемые здесь аккумуляторы относятся к необслуживаемым. Это значит, что по крайней мере год-полтора автолюбители не должны самостоятельно заглядывать внутрь батареи, чтобы измерить плотность и уровень электролита. Хотя возможность снять крышку есть.

Остается навести марафет. Батарея попадает в моечный тоннель. Здесь смывают капли электролита.

Зачистка выводов «плюс» и «минус». Они становятся красивыми и блестящими — такими их увидит покупатель. Но это не только для того, чтобы придать презентабельный вид, — с окислившихся выводов снять ток сложнее.

Еще один тест — возможно, один из важнейших и решающих. Аккумулятор проверяют «большим» током на работоспособность. В течение двух секунд у батареи «забирают» электрический ток до 1500 А, при этом измеряется напряжение на выводах. Показатель должен составлять не менее 50% от начального, то есть от 6,0 до 6,5 В. Если ниже — то это брак, и АКБ, как бы ни было обидно, поступает на разбор контролерам.

Контролер должен выяснить, в чем причина проблемы. Потом результаты исследования попадают в службу качества и техподдержки — для исключения бракованной продукции в будущем. Над столом висят фотографии бракованных элементов.

Игольчатый маркиратор наносит еще одну кодировку. Первая цифра — год выпуска («3» обозначает 2013-й), буква A — месяц (по латинскому алфавиту: A — январь, B — февраль, C — март и т. д.), F — условное обозначение завода (пинскому предприятию американцы присвоили букву F), 18 — число месяца, A1 — обозначение смены. Кстати, именно с этого момента отсчитывается гарантийный срок.

Последний штрих. Рабочий надевает накладку на выводы и размещает наклейки на корпусе. Тут есть одна хитрость. Наклеек несколько видов, хотя разницы в батареях — никакой, сходят с одного конвейера. Продукцию пинского предприятия в Беларуси знают под брендом Zubr, а в России те же самые АКБ продают под маркой Hagen. Известный маркетинговый ход: когда один продукт реализуют под разными именами. Наклейки — это последний шаг. После аккумуляторы увозят на склад, а оттуда — поставщикам.

Оригинал взят отсюда

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите на [email protected] Лера Волкова ([email protected]) и Саша Кукса ([email protected]) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта http://bigpicture.ru/ и http://ikaketosdelano.ru

Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках и в гугл+плюс, где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс материалы, которых нет здесь и видео о том, как устроены вещи в нашем мире.

Жми на иконку и подписывайся!
одноклассник.jpg одноклассник.jpg


Как делают аккумуляторы

Наверно, скорее из любопытства, многие желают узнать, как делают аккумуляторы. Постараюсь понятным языком раскрыть эту тему. Автономный источник электрического питания – аккумулятор – одно из самых востребованных изобретений. За последние 200 лет человечество совершило большой скачек в получении и накоплении электрической энергии. В каждом автомобиле установлен аккумулятор, без него машину по меньшей мере не завести.

Перед тем как начать рассказ, как делают аккумуляторы, немного общей теории. Если по-простому, аккумулятор – это источник тока, получаемого путем химического взаимодействия (реакции) металлических пластин и электролита, причем взаимодействий обратимых. Соответственно, это свойство аккумулятора позволяет многократно его разряжать и заряжать, и именно этим свойством аккумуляторы отличаются от простых батареек.

Принцип работы аккумуляторов

В переводе с латыни аккумулятор (лат. accumulator) – накопитель, собиратель. По сути, это устройство для накопления электрической энергии и последующего её использования или. Говоря техническим языком, это автономный источник тока.

Электрохимический принцип работы аккумулятора был открыт ещё в начале 19 века, а по некоторым данным ещё во времена царя Соломона он был известен древним египтянам. Сегодня собрать такое приспособление можно самому, глядя на то, как делают аккумуляторы на заводе. Для этого нужна пара металлических пластин, провода и раствор серной кислоты (электролит).

Например, соединив две пластины (медную и цинковую) на небольшом расстоянии друг от друга, и поместив их в раствор серной кислоты, можно получить напряжение и ток. Этот опыт впервые был проделан известным ученым А. Вольтом более, чем 100 лет назад.

Такое устройство способно отдавать электрический ток, пока одна из пластин (в аккумуляторе они называются анод и катод) не разрушится в кислоте. Обратный процесс называется восстановление и происходит после того, как аккумулятору, выступающему в роли потребителя, подключают электрический  ток.

Первый в мире аккумулятор со свинцовыми пластинами внутри (прототип современных автомобильных аккумуляторов) был представлен публике французским физиком Гастоном Фланте в 1859 году. По размеру он был сравним с небольшой комнатой.

А как делают аккумуляторные батареи в наше время? Современные аккумуляторы – это многократно уменьшенные копии аккумуляторов Фланте. Придуманная им свинцовая основа используется в автомобильных аккумуляторах и сегодня, их ещё называют пусковыми или стартерными.

Из чего делают аккумуляторы?

В пластиковую и герметичную коробку помещается контейнер с пластинами-электродами: анодами и катодами. Аноды состоят из чистого свинца, катоды из диоксида свинца. Электроды отделены друг от друга перегородками – сепараторами и помещены в водный раствор серной кислоты – электролит.

В такой среде между компонентами аккумулятора происходит окисление. При его разряде химическая энергия преобразуется в электрическую и отдается потребителю во внешнюю цепь. При заряде в аккумуляторе происходит обратный процесс – восстановление, когда электрическая энергия, поступающая извне, преобразуется снова в химическую.

По описанному выше принципу сделаны и все остальные аккумуляторы, даже самые современные литий-ионные. Только вместо свинца в них используется состав на основе лития (Li-ion). Положительно заряженный ион лития является переносчиком тока. Кстати, литий (Li) первым стоит в ряду электронапряжений металлов, а это значит, что он самый сильный восстановитель.

Аккумуляторы по литий-ионной технологии

Внутри литиевый аккумулятор представляет собой проложенные в определенной последовательности медные и алюминиевые пластины с пластинами сепараторами между ними. Наряду со свинцовыми, литий-ионные аккумуляторы сегодня широко распространены, они чаще всего используются в электронных гаджетах, телефонах и ноутбуках.

Но есть и большие автомобильные литий-ионные АКБ. Они имеют довольно большую мощность и способны сохранять электроэнергию, не причиняя большой опасности, даже в самых серьёзных авариях, что является весьма важным качеством при их использовании в промышленности и электрическом транспорте в качестве основного источника электрической тяги.

Сначала наносят специальный состав на будущие электроды (катодный состав наносится на алюминиевую фольгу, а анодный – на медную). После того, как состав нанесен, идет нарезка электродов. Каждый электрод проходит взвешивание, чтобы его масса соответствовала расчетным параметрам аккумулятора. Затем начинается формирование ядра аккумулятора т. н. начинки, способной многократно заряжаться и разряжаться.

Катоды и аноды укладывают друг за другом в стопку, разделяя сепараторной перегородкой. После того, как ядро аккумулятора собрано, «вырубаются» специальные пазы для формирования контактной группы, в которых устанавливаются медные перемычки. Именно с них и снимается нагрузка.

Готовое ядро отправляют сушиться в печь, чтобы внутри него не осталось и следа влаги, которая может повлиять на ход химической реакции. После сушки ядро помещают в пластиковый корпус и запаивают крышкой. Потом заливают туда электролит через специальные отверстия, которые, впоследствии также запаиваются.

Но на этом работа над аккумулятором не прекращается. Его еще предстоит подготовить к длительной эксплуатации. На специальных стендах каждый аккумулятор в течение многих  часов медленно заряжают и разряжают, формируя тем самым его энергоёмкость.

Затем аккумуляторы попадают на другой стенд, где большими силами тока, до 1000 ампер, происходит ключевая проверка «боеготовности». Специалисты определяют максимальную нагрузку, которую способно выдержать их изделие при зарядке и разрядке. Другими словами, проверяется, способен ли аккумулятор выдержать высокие токовые нагрузки без потери работоспособности.

Хороший промышленный литий-ионный аккумулятор должен умет быстро заряжаться и долго отдавать свою энергию. При этом количество циклов полного заряда и разряда должно составлять минимум 3000. Главная задача таких «долгоиграющих» аккумуляторов – обеспечить потребителя электроэнергией на длительное время будь то электромобиль или промышленная установка.

Мало того что аккумулятор должен быть надежным, он должен быть ещё и безопасным, ведь внутри его находятся активные химические вещества. Поэтому разбивать и вскрывать его нельзя. Известны случаи, когда аккумуляторы загорались и даже взрывались.

Вот так делают аккумуляторы. В принципе ничего сложного – химия и физика 7-8 класс общеобразовательной школы. Ну расширили кругозор? Тогда приступаем к чтению следующей статьи.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

Как сделать аккумулятор из готовых элементов

Известно, что наш потребитель кушает 100 Вт и работает при 24 В.

1. Значит, сила тока, которую нам нужно обеспечить в цепи составляет 100 Вт / 24 В = 4,2 Ампера (I = P/U). Дальше нам известно, что каждый элемент даёт нам по 3,7В.
Чтобы выйти на нужные значения по напряжению, мы сначала должны «раскидать» 24 Вольта по элементам.

2. Очевидно, что элементы по 3,7 Вольта нужно соединять последовательно, чтобы выйти на суммарный показатель. Ведь при последовательном соединении напряжения складываются. Соедини мы их параллельно, общее напряжение батареи составило бы 3,7 Вольта.
Сколько нужно раз взять по 3,7 Вольта, чтобы получить 24 Вольта? Разделим 24 В (рабочее напряжение нашего потребителя из примера, смотрим его на корпусе)/ 3,7 В (напряжение нашего элемента). Получили 6,5. Округлим до 7.

Итак, нам нужно соединить 7 элементов последовательно, чтобы обеспечить вольтаж.

3. Теперь нам нужно проверить емкость. Нам известно, что каждый элемент может отдавать 1,7 А в течение одного часа. Значит, в батарее с 7 последовательно соединенными элементами мы имеем силу тока 1,7 Ампера. Ведь элементы соединены последовательно, а значит I=I1=I2. А нужно нам получить 4,2 ампера (нашли значение в пункте 1). Время работы имеющейся аккумуляторной системы сейчас составит 1,7 ампера/ 4,2 ампера = 0,4 часа. Маловато. Да и разрядный то на один элемент сейчас составляет 2,47, что на 0,47 больше, чем две емкости одного элемента. Значит банки будут сами себя губить.

4. Добавим в нашу сборку дополнительно к каждому последовательно соединенному элементу по одному параллельному элементу. Образуем бОльшую ячейку. Что получаем? Напряжение на выходе ячейки постоянное, а вот емкость подрастает. Теперь каждая ячейка отдает вместо 1,7А*ч по 1,7 * 2 = 3,4 А*ч. Проверим время работы такого аккумулятора с нашим стоваттным потребителем. 3,4 А / 4,2 А = 0,8 часа. Уже интереснее. Проверим, не убьются ли элементы. 4,2 А разделим на 3,4 А = 1,23 А. Сравниваем с емкостью одного элемента – у нас 1,7 А*ч, а получили 1,23 А. Замечательно. Элементы проживут долго, так как мы не вышли за границу 2С.

5. Остается подогнать значение под нужное время работы. Делается это также. Добавляем в каждую ячейку параллельную банку. Можно заложить в расчёт хоть 500 часов автономной работы 🙂 Только аккумулятор будет заряжаться 300 лет и весить 500 кг.

Самодельные домашние батареи на 30-100 кВтч делают из аккумуляторов выброшенных ноутбуков

В мае 2015 года Илон Маск представил красивые домашние блоки Powerwall, чтобы хранить энергию от солнечных батарей с крыши — и снабжать бесплатным электричеством весь дом днём и ночью. Даже при отсутствии солнечных батарей такое резервное питание для дома особенно ценно, если в квартале отключили электричество. Компьютер и вся техника продолжат спокойно работать.

Вторая версия Powerwall хранит до 13,5 кВтч, чего должно хватить на несколько часов (стандартная мощность 5 кВт, а в пике 7 кВт). Проблема лишь в том, что оригинальная версия от Tesla стоит аж $5500 (плюс $700 за сопутствующее оборудование, итого $6200, плюс работы по установке стоят от $800 до $2000) — очень дорого. DIY-мейкеры решили эту проблему с помощью бэушных батареек, которые лежат бесплатно в выброшенных ноутбуках.

Своими руками можно собрать блок с лучшими характеристиками, чем у Tesla (например, на 30-100 кВтч) — и намного дешевле.

Энтузиасты DIY-сборки делятся опытом на специализированных форумах DIY Powerwalls, в группе на Facebook и на YouTube. Специальный раздел на форумах посвящён безопасности — это важный аспект, когда собираешь такую мощную штуку, которая может ещё и загореться на улице (их обычно устанавливают за пределами дома, чтобы не нарушать закон и из безопасности).

Для мейкеров сборка и подключение такого блока питания — не только интересное занятие и экономия денег, но ещё и возможность разобраться, как работает электрика в доме.

Практически все энтузиасты в комментарии Motherboard отметили, что их собственные системы получаются гораздо большей ёмкости, чем у Tesla. Вероятно, компания пожертвовала ёмкостью ради красивого тонкого дизайна блока питания и ради большей эффективности охлаждения и безопасности. Один из французских мейкеров с форума под ником Glubux собрал блок на 28 кВтч. Он говорит, что этого хватает для всего дома, и пришлось даже купить электрическую духовку и индукционную плиту, чтобы куда-то расходовать излишки энергии.

Австралийский мейкер Питер Мэтьюс собрал блок на 40 кВтч, который питается от 40 солнечных панелей на крыше, благо в Австралии нет недостатка солнечных дней.

Самый большой самодельный блок, который удалось найти Motherboard, собран из 22 500 ячеек от ноутбуков и имеет ёмкость более 100 кВтч. От такого блока маленький дом может работать несколько месяцев — например, всю зиму — даже если солнечные панели полностью вышли из строя или неактивны.

А калифорнийский блогер Джеху Гарсия намерен собрать из батареек ноутбука систему на 1 мегаватт, крупнейшую подобную систему частного хранения энергии в США.

Большинство энтузиастов использует при сборке литий-ионные аккумуляторы модели 18650. Они обычно упакованы в цветные пластиковые корпуса и устанавливаются в ноутбуки и другую электронику. Новые аккумуляторы 18650 стоят около $5 за штуку, так что система выйдет немногим дешевле модели от Tesla. Поэтому сборщики обычно скупают бэушные аккумуляторы и вынимают аккумуляторы из выкинутых сломанных ноутбуков. К сожалению, многие люди просто выкидывают аккумуляторы вместе со сломанным ноутбуком, хотя они ещё вполне рабочие. По словам директора крупнейшей в США компании по переработке батарей Call2Recycle, около 95% аккумуляторов не используются повторно, а заканчивают свой путь на свалке, хотя почти все типы батарей могут быть использованы повторно в том или ином виде.

Найти достаточное количество выброшенной техники не так просто, а в последнее время стало ещё труднее, потому что многие люди начали собирать из них собственные энергетические системы вроде Powerwall, а производители ноутбуков вообще не поощряют повторное использование их аккумуляторов в самодельной технике не их фирмы.

После находки батарей их тестируют, затем «обновляют» через cycling с полным разрядом. Потом батареи объединяет в «упаковки». Такие коробки для сотни батарей можно купить на рынке или собрать самостоятельно. Наверх прикрепляют электропроводящие медные «шины» (busbars), а к ним припаивают контакты батарей.


Вся структура прикрепляются к инвертору и монтируется в стойке, которая устанавливается обычно на улице. Можно установить там систему мониторинга для контроля температуры с автоматическим отключением банков энергии, которые слишком сильно разогрелись.

Сейчас уже сформировалось целое сообщество мейкеров со всего мира, которые конструируют такие «аккумуляторные домашние фермы» из старых батарей ноутбуков, чтобы хранить электричество от солнечных батарей. Сообщество объединяет энтузиастов со всего мира, они делятся опытом и советами по безопасности, инженерным системам, совместимости разных типов батарей и т. д. Успех и безопасность Powerwall доказала, что это действительно безопасные системы, пригодные для постоянного долговременного использования (у Powerwall гарантия 10 лет).

Аккумуляторная батарея своими руками: все о самодельном аккумуляторе

Аккумулятор – это накопитель энергии, который обычно работает на принципе обратимости химической реакции. Устроен простейший аккумулятор просто, впервые его идею опробовал на практике Риттер в 1803 году, это был столбик из 50-ти медных пластин, проложенных влажной плотной тканью.

Самодельный пакет пластин

Самодельный пакет пластин

Как сделать аккумулятор своими руками? Собрать из медных пластин? Есть более простые методы создания накопителя электроэнергии из подручных средств. Можно сделать как кислотный самодельный аккумулятор, так и устройство щелочного типа.

Кислота и свинец

Наиболее проста в устройстве свинцово-кислотная конструкция для накопления электроэнергии. Для её сборки требуются:

  • устойчивая ёмкость, с возможностью её плотного закрытия крышкой;
  • электролит – раствор аккумуляторной кислоты и дистиллированной воды;
  • свинцовая пластина – можно использовать сплющенный кусок свинца с кабельной изоляции или приобретённый в охотничьем или рыболовном магазине;
  • два металлических штыря – электроды, которые необходимо вбить вертикально в свинцовые пластины.

Далее приведем сам процесс изготовления этого устройства. Пластины свинца одеваются на металлические штыри, с небольшим расстоянием между ними. После чего конструкцию погружают в ёмкость с залитым электролитом. Свинец должен полностью находиться под раствором. Контактные концы штырей проводят через крышку ёмкости и надёжно фиксируют на ней. К концам электродов можно подключить потребитель электроэнергии. Ёмкость устанавливают на устойчивой поверхности, после чего заряжают устройство. Усложнив конструкцию, свернув свинцовые пластины в рулон и, соответственно, увеличив их площадь, при малом объёме можно добиться неплохих показателей такого устройства. По этому же принципу делают рулоны в современных гелевых накопителях энергии.

Пластины, подготовленные к погружению в банку

Пластины, подготовленные к погружению в банку

Важно! При работе с самодельными электронакопителями соблюдайте правила безопасности: кислота, использованная в электролите, – довольно агрессивное вещество.

Соль, уголь и графит

Для этого устройства не нужна кислота, так как используется щелочная реакция. Как сделать аккумулятор этого типа? Основой накопителя энергии этого типа служит ёмкость с электролитом в виде раствора воды и хлорида натрия – поваренной соли. Для его создания требуются:

  • графитовые стержни, с металлическим колпачком для припаивания контакта;
  • активированный или древесный уголь, истолчённый в крошку;
  • тканевые мешки для размещения угольного порошка;
  • ёмкость для электролита с плотной крышкой для фиксации концов электрода.

В качестве электродов служит графитовый стержень в плотной угольной обкладке. Графит можно использовать из пришедших в негодность батареек, а уголь – древесный или активированный, из противогазных фильтров. Для создания плотной обкладки уголь можно поместить в водопроницаемый мешок, после чего вставить внутрь графитовый стержень, а ткань мешка обмотать нитью или проводом с изоляционным покрытием.

Для увеличения показателей этого рода конструкции можно создать батарею из нескольких электродов, размещённых в одной ёмкости.

Газовый накопитель

Газовый накопитель

Важно! Накопительная ёмкость и напряжение на контактах самодельных устройств для накопления электроэнергии сравнительно невелики, но в то же время их вполне хватает для подключения маломощного источника света или других целей. Батарея из нескольких электродов имеет более высокие показатели, но они более громоздкие.

Лимоны и апельсины в качестве ёмкости для электричества

Лимон – не только вкусный и полезный фрукт, но и природный аккумулятор. Для его использования достаточно объединить несколько лимонов в последовательную цепь, посредством металлических электродов. После чего можно подключать «фруктовый» накопитель к зарядному устройству. Вместо лимонов можно использовать и другие цитрусовые, имеющие в составе кислоту, которая будет служить природным электролитом. Чем больше цитрусовых задействовано, тем выше параметры «природной» АКБ.

Лимонный сок, кислоту или её раствор можно использовать и отдельно. Для этого достаточно залить их в банку небольшого размера и установить там медный и стальной электрод. Напряжение природного накопителя электроэнергии невелико, но, тем не менее, его хватит для источника освещения малой мощности.

Даже при отсутствии накопителя энергии фабричного производства можно легко сделать аккумулятор своими руками. Для его создания требуются лишь знания основ физики и химии, а также наличие под руками кислоты или щелочи любого типа. В качестве электродов можно использовать практически любые металлы, которые есть в наличии, но наилучший вариант – это использование сталей с большим содержанием железа, а также меди и её сплавов.

Видео

Оцените статью:

Самый действенный способ восстановления аккумулятора

Приветствую вас друзья. Сегодня я расскажу вам о самом эффективном способе восстановления емкости у свинцово-кислотных аккумуляторов.
В период даже самой правильной эксплуатации, аккумулятор каждый день теряет свою емкость. И в один прекрасный момент его заряда не хватает, чтобы завести двигатель автомобиля. Обостряется данный пример с приходом холодов.
Самый действенный способ восстановления аккумулятора
Естественно автолюбитель ставит аккумулятор на зарядку и спустя некоторое время видит, что батарея не заряжается, а напряжение при зарядке стоит как в норме – 14,4-14,7 В или выше (12,6 без зарядника).
Самый действенный способ восстановления аккумулятора
Тогда если есть нагрузочная вилка проверка производится ей и выясняется, что под нагрузкой напряжение сильно просаживается. Все указывает на потерю емкости аккумулятором. Причиной тому – сульфатация пластин.
Самый действенный способ восстановления аккумулятора
Обычно, при правильной эксплуатации это происходит примерно через 5 лет. Это очень хороший показатель. И тут есть выход – купить новый аккумулятор. Но, если вы хотите сэкономить деньги (так как батареи сейчас не из дешевых), и продлить срок службы аккумулятора ещё на пару лет, то тогда необходимо провести его обслуживание. И не простое, а специальное, которое может реанимировать батарею.

Какие аккумуляторы можно восстановить?


Этот способ подходит для батарей, которые в период своей эксплуатации не были подвержены серьезным токовым или механическим повреждения. А пришли в негодность в результате временной, естественной сульфатации.
Этот способ не подходит для аккумуляторных батарей у которых имеется внутреннее осыпание пластин, имеется внутреннее замыкание банок, имеется вздутие или иные механические повреждения.
Способ отлично подходит для десульфатации пластин и называется в народе методом «переполюсовки» аккумулятора.
Я разделю восстановление аккумуляторной батареи на три этапа.

Процесс восстановления аккумулятора


Этап первый: подготовка


Первое что не обязательно, но нужно сделать это очистить поверхность батареи от любых загрязнений. Промыть с моющим средством всё поверхность.
Далее, визуально убедиться в отсутствии повреждений на корпусе, в отсутствии вздутий и выпуклостей по сторонам.
Второе, открыть все пробки банок и убедиться в наличии электролита. Если в одной из банок его нет, то нужно убедиться в отсутствии трещин на корпусе.
Затем, с помощью фонарика осмотреть пластины внутри – осыпаний быть не должно. Тут как раз за одно можно отчетливо увидеть сульфатацию – белый налет на пластинах.
Самый действенный способ восстановления аккумулятора
Если все в порядке – доливаем в каждую банку дистиллированную воду до уровня. Не лишним будет замерить плотность электролита каждого отсека.

Этап второй: классический способ восстановления


Прежде чем переходить к переполюсовке аккумулятора, необходимо протестировать обычный способ восстановления, ставший уже классическим.
Шаг первый: заряжаем аккумулятор до полного заряда 14,4 В.
Самый действенный способ восстановления аккумулятора
Шаг второй: галогеновой лампочкой или другой нагрузкой разряжаем батарею до 10,6 В (напряжение замеряется под этой же нагрузкой).
Самый действенный способ восстановления аккумулятора
Повторяем цикл из этих двух шагов 3 раза и заряжаем батарею на полную. Проверяем емкость нагрузочной вилкой или стартером в работе машины. Если батарея восстановилась – хорошо – продолжаем эксплуатацию. Если нет, или не достаточно, то переходим к третьему этапу.

Этап третий: переполюсовка аккумуляторной батареи


Этот метод восстановления аккумулятора самый действенный из всех существующих. И реанимирует батарею почти в 90% случаях.
Шаг первый: вешаем на батарею нагрузку в виде галогенной лампы, и разряжаем аккумулятор в ноль. Лампа потухнет примерно через сутки (все зависит от начальной емкости аккумулятора). Оставляем батарею с подключенной лампой ещё на 2-3 суток, чтобы окончательно разрядить остатки.
Шаг второй: зарядка аккумулятора обратным током. Подключаем зарядное устройство наоборот: плюс к минусу, а минус к плюсу. Чтобы не испортить ваш зарядник (или чтобы не сработала защита от короткого замыкания), последовательно батареи подключаем ту же галогенную лампу. И заряжаем аккумулятор в обратной полярности. После того, как напряжение поднялось до вольт 5-6, лампу из цепи можно исключить. Ток заряда желательно ставить 5 процентов от емкости батареи. То есть если емкость 60 ампер-часов, то ток заряда в обратном направлении ставим на 3 Ампера. В это время все банки с электролитом начинают активно бурлить и шипеть –это нормально, так как идет обратный процесс.
Самый действенный способ восстановления аккумулятора
Заряжаем примерно сутки, до появления напряжения 12-14 В. В итоге у вас получилась полностью заряженная батарея у которой на выходе плюса – минус, а на минусе – плюс.
Самый действенный способ восстановления аккумулятора
Шаг третий: опять полностью разряжаем батарею галогенной лампой пару суток. Затем производим правильную зарядку плюсом к плюсу, минусом к минусу. Заряжаем на полную до 14,4 В.
На этом все действия завершены.

Результат восстановления аккумуляторной батареи


Обычно результат помогает повысить емкость аккумулятора до 70-100 % от заводской, конечно бывают и исключения.
Конкретно в моем случае удалось поднять емкость на 95% — что является отличным результатом. С пластин пропал белый налет сульфата, и они приобрели черный цвет как у нового аккумулятора. Электролит стал более прозрачным и чистым.

Видео по восстановлению аккумулятора


Я рекомендую вам посмотреть видео, где восстанавливается полностью «мертвый» аккумулятор, которому около 10 лет.
Вначале идет «раскачка» со сменой полярности питания, а почти в самом конце уже дан полный цикл переполюсовки.

Самостоятельно изготовление батарейки из подручных материалов

Батарейка является химическим источником электрического напряжения. Все имеющиеся в продаже элементы питания имеют похожие принципы действия. Положительный вывод изделия изготавливается из марганца или лития, отрицательный — из цинка или алюминия. Собрать батарейку своими руками можно из простых материалов.

батарейка nrgбатарейка nrg

Батарейки это источник электрического напряжения.

Самодельная батарейка из подручных средств

Изготовить элемент питания можно из материалов, свойства которых похожи на характеристики используемых в промышленных условиях веществ.

Из лимона

В роли электролита выступает кислота, содержащаяся в соке фрукта. Электроды делают из тонкой проволоки, гвоздей или игл. Железный элемент является анодом, медный — катодом. Лимон разрезают пополам и помещают в небольшую емкость (банку или стакан). Провода соединяют с электродами, зачищенные концы вводят в мякоть фрукта на расстоянии 1 см друг от друга.

С помощью мультиметра измеряют напряжение, подаваемое самодельным гальваническим элементом. Если оно недостаточно высокое, несколько лимонных батарей соединяют последовательно.

Банка с электролитом

Используя этот метод, можно собрать устройство, напоминающее первый в мире аккумулятор. Электроды изготавливают из меди и алюминия. Элементы должны иметь большую площадь. Алюминиевый электрод соединяют с проводом с помощью зажима или болта, медный — припаивают. Детали погружают в банку на небольшом расстоянии друг от друга. Для фиксации применяют крышку с отверстиями. В качестве электролита используют такие составы:

банкибанки

Создание батарей своими руками.

  1. Нашатырь. Вещество смешивается с водой в соотношении 1:2. Использовать нашатырный спирт в качестве электролита нельзя. Подходящее вещество (хлористый аммоний) имеет вид белого порошка без запаха. Его используют в качестве удобрения или флюса для пайки.
  2. Раствор серной кислоты. Вещество смешивают с водой в соотношении 1:5. Нельзя наливать кислоту первой. В таком случае добавляемая вода закипает, брызги попадают на кожу и одежду человека.

Раствор наливают в стеклянную емкость так, чтобы расстояние до краев банки составляло не менее 2 мм. С помощью мультиметра замеряют сопротивление и вычисляют нужное количество батарей. Принцип действия самодельного элемента сходен с таковым у солевого источника питания.

Медные монеты

Электроды изготавливают из алюминия и меди, в качестве электролита используют уксусную кислоту 9%. Монеты очищают от загрязнений, выдерживая в уксусе. Из картона и фольги вырезают кружки. Картонные изделия вымачивают в растворе уксусной кислоты, они должны впитать электролит. Из кружков и монет выкладывают столбик.

Первой кладется картонная деталь, второй — из фольги, третьей — монета. К крайним элементам заранее подсоединяют провода. Вместо пайки кабели можно прижать к металлическим деталям и заклеить скотчем. При эксплуатации батарейки монета становится непригодной. Не стоит изготавливать источники питания из ценных изделий.

Батарейка в пивной банке

Отрицательным выводом является корпус алюминиевой емкости, положительным — графитовый стержень. Также потребуются угольная пыль, пенопласт, вода, парафиновые свечи и соль. Верх банки снимают, из пенопласта вырезают кружок, который вставляют в емкость. Заранее проделывают отверстие для стержня. Последний устанавливают в центральной части банки. Оставшееся пространство заполняют угольной пылью. Материал пропитывают водным раствором соли (3 ст. л. продукта на 0,5 л воды). Края банки заливают парафином.

Картошка, соль и зубная паста

Батарейка из картошки предназначена для разового использования. Ее применяют для получения искры путем замыкания проводов. Для изготовления элемента потребуется крупная картофелина, изолированные медные кабели, соль, деревянные палочки и зубная паста. Сборку выполняют так:

  1. Картофель разрезают на 2 равные части. В одной половине формируют выемку, куда добавляют соль и пасту.
  2. Ингредиенты перемешивают до однородной консистенции. Электролит должен заполнить углубление.
  3. В другой половине картофелины проделывают 2 отверстия на расстоянии 1-2 см. Они должны совпасть с заполненным углублением.
  4. В отверстия вводят зачищенные концы проводов, половинки совмещают. Провода должны погрузиться в состав.
  5. Части картофеля закрепляют зубочистками. Через несколько минут кабели замыкают, высекая искру для разведения огня.

Пошаговая инструкция по изготовлению батарейки

Элементы питания цилиндрической формы высотой 50 мм легко изготавливаются в домашних условиях.

Необходимые материалы и инструменты

Перед началом опыта подготавливают такие материалы и инструменты:

  • гофрированный картон;
  • плоские шайбы из меди диаметром 1 см — 12 шт.;
  • плоские шайбы из цинка диаметром 1 см — 15 шт.;
  • очищенная вода;
  • термоусадочная трубка;
  • уксусная кислота 70%;
  • поваренная соль;
  • паяльник;
  • емкости для приготовления растворов;
  • мультиметр;
  • наждачная бумага.

Гофрированный картон является одним из материалов для создания батареек своими руками.

Зачистка шайб

В основе самодельного элемента питания лежит 11 медно-цинковых шайб, выдающих напряжение в 0,15 В. Детали должны участвовать в химических реакциях, поэтому их очищают наждачной бумагой. В результате получают ровную блестящую поверхность.

Подготовка электролита

Металлы создают электрический ток, однако для его проведения нужна среда. Электролит изготавливают из 120 мл воды, 4 ст. л. соли и 30 мл уксусной кислоты. Ингредиенты перемешивают и настаивают в течение часа.

Работа с картоном

Для формирования нужного расстояния между шайбами выкладывают кружки, вырезанные из гофрокартона. После нарезания материал пропитывают подготовленным на прошлом этапе раствором.

Растягивание трубки

Перед размещением медно-цинковых шайб трубке придают нужный диаметр. С помощью иглогубцев изделие растягивают на 10% от изначального размера.

Тестирование устройства

На медную шайбу накладывают пропитанный электролитом картон. Мультиметр переводят в режим постоянного напряжения. Черный провод подсоединяют к медной детали, красный — к цинковой. На экране прибора должно появиться значение 0,05-0,15 В. Этого достаточно для создании элемента питания из 11 токопроводящих компонентов.

Итоговая сборка батарейки

Элементы укладывают с соблюдением последовательности: медь — цинк — кусок картона. Каждую деталь выставляют перпендикулярно оси трубки. Для удобства шайбы вдавливают тонким стержнем. Установив последнюю деталь, самодельную батарейку сравнивают с заводской. При необходимости вводят дополнительную шайбу из цинка. Трубку прогревают, создавая подобие батарейки. Излишки удаляют.

Монтаж контактов

Прогретым паяльником приваривают к концам полученной конструкции точки из припоя. При установке в гнездо напаянные детали должны касаться контактов держателя батареи.

admin

E-mail : admin@volonter61.ru

Submit A Comment

Must be fill required * marked fields.

:*
:*