Черные батареи: Черные радиаторы – купить от 3640 руб. онлайн на сайте

Покрасить батарею в чёрный цвет

Если у Вас уже есть радиаторы и Вы хотите просто перекрасить их в чёрный цвет, мы с радостью Вам в этом поможем. Возможна покраска в чёрный матовый или глянцевый оттенок, на выбор. Наша краска надежная и абсолютно безопасная – порошковая покраска радиаторов отопления.

Если Вы хотите покрасить батарею или купить новую, с покраской в чёрный цвет, оставляйте заявку otopleniedoma@ukr.net или звоните (066) 115-20-08.

Как и в какой цвет красить чугунную батарею?

Сегодня выбор радиаторов отопления весьма разнообразен. Есть модели алюминиевые, стальные, биметаллические. Однако чугунные батареи по-прежнему пользуются огромным спросом благодаря демократичной цене, высокой прочности и классическому дизайну. Современные радиаторы из стали и алюминия продаются уже окрашенными. Для их покрытия применяются стойкие порошковые краски. Дорогостоящие радиаторы из чугуна выходят от производителя тоже в окрашенном виде. Недорогие изделия поступают в продажу, как правило, некрашеными. Однако с современным ассортиментом лакокрасочных материалов это не проблема. Хорошая краска плюс старание — и чугунная батарея будет иметь вполне презентабельный вид. Даже если она не новая, а отработавшая верой и правдой не один десяток лет.

Чем красить чугунную батарею?

Сейчас в любом магазине лакокрасочных материалов обязательно найдется специальная краска для радиаторов. На таре с ней обычно изображена батарея. Основное отличие от красок для стен заключается в повышенном уровне термостойкости.

Наиболее подходящими для чугунных батарей являются два типа красок:

• акриловая (или акрилатная) эмаль;
• алкидная эмаль.

Преимущество акриловых и акрилатных эмалей в том, что они никогда не желтеют. Ведь акрил — это, по сути, пластик. Кроме того, такие эмали быстро сохнут и не имеют резкого запаха.

Если батарея в квартире редко прогревается до температуры выше 80 градусов, можно использовать любую акриловую эмаль (не термостойкую). Например, ту, которой окрашивались стены. Однако в этом случае с радиатором придется обращаться бережно. Сушить на нем мокрые вещи не стоит.

Если радиаторы зимой очень горячие — необходимо приобрести именно термостойкую акриловую краску. Это будет гарантией, что окрашенная поверхность не изменит свой цвет и не потрескается.

Алкидная эмаль, в отличие от акриловой, со временем желтеет, но не трескается и не облезает, даже если на батарее сушат мокрые вещи. Алкидная эмаль хороша и тем, что ее можно наносить поверх старых слоев масляной краски.

Если планируется окрашивать новый радиатор или старую батарею, очищенную от прежних слоев краски, понадобится не только эмаль, но и антикоррозийный грунт по металлу.

Как покрасить чугунную батарею?

Если батарея не новая и уже не раз крашеная, желательно снять старую краску. Ведь чем больше слоев — тем меньше тепла. Если радиатор красили более двух-трех раз — это уже критично. Чтобы снять старую краску, нужно использовать специальную смывку (химическое средство для удаления старой краски), скрупулезно следуя прилагающейся инструкции.

Смывка смягчает пленку краски и уменьшает ее сцепление с поверхностью. В результате краска легко счищается скребком, шпателем или тряпкой.

Не всегда требуется снятие старой краски. Если батарею красили только 1-2 раза и краска держится хорошо, можно наносить эмаль поверх прежних слоев.

Очистив радиатор от краски, следует его хорошенько помыть. Далее поверхность можно подшлифовать, чтобы хотя бы частично сгладить многочисленные шероховатости, типичные для отечественных чугунных радиаторов. Для этого можно использовать наждачку или корщетку. Здесь главное — не перестараться, потому что чрезмерная шлифовка может сделать батарею более хрупкой. На идеальный результат рассчитывать все равно не стоит — абсолютной гладкости добиться не удастся.

После шлифовки — грунтовка. Как уже было сказано, потребуется антикоррозийный грунт по металлу. Грунтовка должна полностью высохнуть, и только после этого можно красить.

Если батарея очень старая, окрашенная впервые аж в 50-60-ых годах — целесообразно приобрести новый радиатор. Во-первых, счистить многочисленные слои краски будет совсем непросто. Во-вторых, у чугунных радиаторов тоже есть срок годности. Чем дольше батарея служит — тем хуже она греет, ведь внутри скапливается налет, препятствующий циркуляции воды. К тому же старые радиаторы начинают ржаветь, а иногда и протекать. Если слоев краски очень много, смывку придется использовать несколько раз, а хорошая смывка стоит недешево. Новая батарея, возможно, обойдется в ту же сумму.

Теперь поговорим о следующем этапе — окрашивании. Рекомендуется красить только холодные радиаторы, так как на горячих краска слишком быстро высыхает. Не хватает времени, чтобы нормально распределить краску по поверхности. Это становится причиной различных изъянов: «проплешин», подтеков, следов от кисти и т.п. Более того, некоторые краски, если наносить их на горячую батарею, могут сморщиваться.

Удобно красить радиатор кистью. Если батарея холодная, а краска достаточно жидкая, пленка ложится равномерно и гладко. Если позволяют условия, можно использовать краскопульт или краску в баллончиках.

Чаще всего одного слоя недостаточно. Необходимо дождаться высыхания первого слоя и только потом нанести второй.

В какой цвет покрасить батарею?

Радиатор белого цвета — классика. У нас батареи принято располагать под окнами, а они почти всегда белые. Радиатор в цвет подоконника и рам — самое привычное и абсолютно органичное решение. Однако далеко не единственное.

Сегодня очень актуальны черные батареи. Бытует мнение, что радиатор, окрашенный в черный цвет, греет чуть лучше, чем белый. Однако специалисты утверждают, что разница, если таковая вообще есть, не превышает 1-2%. Черный цвет батареи — это скорее дань дизайну, чем забота о тепле. Такие радиаторы часто можно встретить в современных интерьерах, особенно в тех, которые оформлены в стиле лофт.

Батарея в цвет стены — решение менее распространенное, но, безусловно, удачное. Конечно, это не маскирует батарею и не делает ее незаметной. Однако благодаря данному приему радиатор не выбивается из общего пространства и не выглядит, как нечто чужеродное.

Фото из проекта дизайнера Галины Юрьевой

Не многие отважатся покрасить радиатор в яркий цвет, контрастный стенам. Делать батарею акцентом — смелый шаг. И очень эффектный. Такой вариант оформления подойдет для современного минималистского интерьера.

Интересная идея — окраска батареи в технике омбре (или градиент). Крайняя секция окрашивается, например, в белый. Вторая имеет едва уловимый цвет, а каждая последующая секция становится все более насыщенной.

Источник фото: the-village.ru

Цветные батареи особенно уместны в детских помещениях. Здесь можно смело креативить. Например, украсить радиатор узорами, рисунками, тематической росписью. Или окрасить батарею в виде цветных карандашей, радуги и др.

Автор: Иван Прудников

Смотрите ещё:

Последовательность ремонтных работ в комнате

Пятна и разводы на потолке после покраски: в чем причина и как исправить?

Как заделать дыру в стене?

Как удалить старые обои со стен?

Можно ли клеить обои на обои, на покраску и на побелку?

декупаж, печать, черные и цветные батареи в интерьере, видео и фото

Не всегда радиатор в интерьере занимает достойное место – зачастую он воспринимается, как постоянный атрибут дома или квартиры, от которого никак не отказаться, с ним нужно мириться и не обращать внимания на то, что данный предмет не вписывается в окружающую обстановку.

Да, это привычка, но от неё следует избавляться, так как помимо обогрева, отопительные приборы в комнате могут стать частью общего дизайна помещения и тогда вам даже не придёт в голову, что их не мешало бы заменить системой тёплого пола. Способов декорации батарей существует несколько, и мы о них хотим вам рассказать, а ещё хотим показать видео в этой статье, которое отвечает теме.

Черный радиатор отопления выглядит очень привлекательно

Радиаторы, как часть красивого интерьера

Какими они бывают вообще

Примечание. Все радиаторы водяного отопления можно классифицировать по трём критериям: по виду фиксации, по типу конфигурации и по металлу, из которого они сделаны, что тоже имеет не последнее место в оформлении.

Чугунная батарея

• По типу установки отопительные приборы могут быть либо навесными, то есть, монтироваться на стену с помощью кронштейнов в виде крючьев, либо напольными, где кронштейны используются в качестве ножек;
• По конфигурации они разделяются на колончатые (секционные), трубчатые и панельные. Хотя, по своей сути они все являются трубчатыми, тем не менее, к этой категории относят приборы с открытыми трубами, которые не разбираются на секции. Так, трубчатый прибор сам по себе может стать дизайнерским элементом, так как красить радиаторы отопления такого типа не нужно – зачастую они делаются из нержавеющей стали, что красиво само по себе. Остаётся секционный и панельный вид, хотя, если производители заботятся о дизайне своей продукции, то её без изменений можно использовать в современных интерьерах, например, в оформлении в стиле хай-тек;
• И, наконец, металл – это может быть сталь, алюминий, биметалл и чугун (цена сильно отличается), но если первые три можно использовать, не прибегая к художественному оформлению, чтобы красиво вписаться в интерьер, то для чугуна это, пожалуй, является необходимостью.

Декупаж

Примечание. Декупажем называется техника художественного оформления предметов путём нанесения или наклеивания на него рисунка и покрытия этого изображения лакокрасочными материалами.

Декупаж радиаторов отопления своими руками – вьющиеся розы

В настоящий момент техника декорирования поверхностей с помощью декупажа необычайно модна и это также коснулось и приборов отопления – инструкция по их установке и эксплуатации никак не препятствует нанесению незначительного слоя на поверхность отопителя.

Тем более что магазины предлагают большой ассортимент материалов, которые позволяют не только создать узор или изображение, но и использовать технику состаривания, нанести объёмный рисунок и орнамент. Конечно, более всего в этом нуждаются наши до боли родные чугунные батареи, которые мы привыкли прятать за шторами и занавесками, уменьшая их теплоотдачу.

Декоративный экран

Декоративный экран

Декоративные экраны сами по себе не являются какой-то новой идеей, и уже давным-давно применяется в оформлении, поэтому декорирование радиаторов отопления таким способом тоже имеет место, причём достаточно большое, если даже не основное в оформлении отопительных приборов.

Для создания экрана, как правило, используют три вида материалов – металл, пластик и древесину, но в любом случае его следует делать в виде сетки, во всяком случае, там должно быть достаточно отверстий, площадь которых будет позволять беспрепятственно проходить тёплым потокам воздуха. Кроме того, такое приспособление позволяет использовать рисунок, например, как это показано на верхнем фото.

Обычный радиатор превратился в симпатичного барашка

А вот для любителей DIY-интерьера есть превосходная возможность пофантазировать, то есть сделать экран самостоятельно, причём для этого можно использовать не только традиционные металл, дерево и пластик, но также тканые материалы, например, как на верхней фотографии.

Но в этом случае следует быть предусмотрительным – ткань тоже является определённым препятствием для конвекции, поэтому, если вы решили пошить симпатичный оригинальный чехол, то позаботьтесь о том, чтобы в нём были отверстия. Для такого экрана нежелательно использовать синтетику – лучше всего натуральные ткани.

Покраска и печать

Цветные радиаторы отопления будут хорошо вписываться в интерьер

Проблемы декорации отопительных приборов можно решить при помощи красок, которые используются для металлов, причём здесь даже не нужны жаростойкие ЛКМ, так как вряд ли поверхность вашей батареи может нагреваться более 80 ⁰C.

Конечно, чугунные батареи вообще нужно красить в любом случае, даже если вам не требуется декорировать помещение, но если их, к примеру, сделать разного цвета, как это показано вверху, то интерьер комнаты сразу обретёт живость и привлекательность. Только вот цвет уже нужно будет подбирать соответственно покраске стен или тону обоев, а также с учётом оформления мебели.

Декорирование печатью

Очень удобный вид оформления, это печать на радиаторах отопления, причём лучше всего это получается на стальных (панельных) и биметаллических (секционных) моделях. Делается такое чудо на широкоформатных принтерах, у которых есть возможность высокого подъёма головки, хотя бы на 100 мм. Но прибор, конечно, для этого нужно снимать со своего места.

Заключение

Инструментом декорирования может стать даже грунтовка для радиаторов отопления, то есть любая грунтовка, используемая для металлических поверхностей, например, глифталевая (ГФ). Если ней покрыть чугунную батарею в соответствии с тоном стены, то отопительный прибор не будет резать глаз и впишется в интерьер комнаты.

Биметаллический радиатор Royal Thermo BiLiner 500 — «Радиаторы дизайнерские чёрные… Такие будут не у всех))»

Наступление ремонта в квартире, повлекло за собой множество сопутствующих растрат изменений: сантехника, электрика, радиаторы или батареи отопления…

Сначала я просто хотела покрасить наши старые, советские радиаторы, которые меня в принципе устраивали, но вот внешний вид с годами подкачал и был как-то не очень…Поэтому я купила краску и заколеровав ее в насыщенный «серо – дымчатый» цвет, была в предвкушении когда я наконец – то их покрашу…

А красить их нужно ДО отопительного сезона. Впрочем, как и менять на новые.

До покраски мне нужно было их прочистить перед отопительным сезоном, или как говорят мастера продуть или прочистить.

Пришедший мастер из «жека» обрадовал меня, заявив что в независимости от того, новые батареи ставим или оставляем старые (которые забиты внутри и поэтому неравномерно греют со всех сторон) вся эта работа обойдется в одинаковую сумму денег.… Что поставить новые, что оставить старые.

И убедил меня, что лучше уж раз и навсегда избавиться от них, и купить современные батареи, чем платить дважды, если впоследствии я все же решу поставить новые. Да и большого смысла в их реставрации как бы нет….

Сначала я отправилась в разведку в «Эпицентр» узнать что предлагает самый большой магазин в городе. К этому времени, я уже знала, что если буду брать то только биметаллические батареи и хотелось увидеть их воочию.. Но меня ждало разочарование:

Тогда как интернет вовсю пестрил красивыми дизайнерскими радиаторами черных, серых не стандартных цветов. Но они только под заказ. Ждать 2 недели. А времени до начала отопительного сезона оставалась все меньше и меньше…

Оказалось, что в обычных магазинах их тоже в наличии нет. Пришел на помощь youtube где люди выложили видео черных батареи, как они выглядят в реальности… Я уже заочно знала, что они мне понравятся

Но тут у меня в городе открылся 2-ой магазин сети «Эпицентр» и я увидела их там:

Цвет Silver Satin…. Хотя я думала, что в них может быть больше дешёвого блеска. По фото с сайта думала они будут уж слишком «серебристыми»…..Но выглядят довольно сдержанно, отблеск конечно немного есть, но они не смотрятся вычурно.

Дальше я решила заказать их на сайте «Розетка» со скидкой 10%. Вначале я заказывала две батареи — на 10 и 12 секций, но за время пока они ехали я успела передумать, и решила перезаказать оба радиатора на 12-ть секций….Из соображений что сейчас на зиму все стараются утеплиться, и лишними 2 секции никак не будут….

Радиаторы мне в квартиру принёс курьер. Одну коробку, сказав что облицовочную упаковку он снял еще в машине.

Но…. радиатор пришёл с потертостями при транспортировке:

дефект

Наша «Новая почта» постаралась, вскрыла их и повредила.

За это «Розетка» предложила мне маааленькую скидку в размере 300 грн…. Я решила что буду снова их заказывать. Но тут мне опять повезло, и на «Розетке» они закончились

Я стала искать где можно купить их еще. В оффлайн магазинах нет, в Эпицентре нужно ждать…. Нашла на той же «Розетке», но только у их партнера, продавца под ником «SYSTEMS» у которого они все были в наличии.

На мою удачу в этом магазине раскомплектовав 6- секционный радиатор, две секции они оставили себе, как выстовочную модель, а 4 секции я взяла себе на кухню…Иначе на 4 секции я так просто бы не купила….. А больше в проём мне не поместится.

Технические характеристики:

При выборе секций я не прислушивалась к стандартным рекомендациям, где написано на сколько кв. м сколько секций нужно брать…Я взяла 12-ть секций на 12 кв. м и не пожалела… Даже могу сказать, что у меня в комнате отнюдь не жарко….Такое тепло, когда при этом слегка прохладно, и 10 -ти секций было бы явно недостаточно. Я бы хотела добавить еще пару штук….

Но это еще зависит от вашего дома, и системы отопления в целом. У меня центральное отопление, сама квартира боковая, хотя и утеплена с фасада дома.

Батареи работают корректно, греют равномерно со всех сторон. У меня тепло +23 градуса, при том что на улице не минусовая температура…Не могу сказать, что стало теплее, чем было при чугуне. Наверное я просто ожидала что они как затопят, так сразу будет Африканская жара…

На каждом радиаторе приклеен фирменный логотип:

Аксессуары к радиаторам Royal Thermo:

Для установки понадобятся:

1. «Комплект радиаторный присоединительный» (их еще называют «футорки»).

Они бывают ½ и ¾ под диаметр трубы. Мастер должен сказать, какой именно вариант Вам подходит.

2. «Комплект кронштейнов с дюбелями». Это стандартные кронштейны размер 7.2х170 мм. Которые устанавливают, если батарею «топят» под подоконник. Если же вы хотите сделать больше вынос батареи, как например, раньше ставили чугунные, по середине, то батарею нужно «выдвигать», тогда нужны более длинные кронштейны чем 170 мм…Где то 250 мм. Но в чёрном цвете я таких не видела… Были только светло — серого цвета. Но в принципе, их можно покрасить. Обратите внимание, что кронштейны идут по 2 шт в упаковке… А для установки одного радитора, нужно 4 кронштейна, т.е. две упаковки. Можно все комплектующие заказать с радиаторами, или покупать отдельно в оффлайн магазине, Но об этом нужно позаботиться заранее, ведь так просто в разных цветах их не найдешь.

3. Кран. Понадобится, но не всем. Для тех, у кого нижнее подключение продаются очень красивые краны Royal Thermo… Сделаны из хромированной латуни. Он просто украшает батарею одним свом видом.

Кран бывает прямой/угловой. Мне они не понадобились, у меня не нижнее подключение…. В моем случае полностью меняли трубу, тянувшуюся от соседей ко мне, и мой кран оказался совмещенный с этой же трубой, из точно такого же материала.

И как сказал мой мастер:

«Чем меньше в трубе всяких кранов, тем меньше шансов что она потечет»

Впечатления

• По сравнению с чугунными радиаторами, которые медленно нагреваются, и так же медленно остывают, биметаллические практически сразу нагреваются, и хорошо отдают тепло. Не нужно ждать «разгона».
• Выглядят эстетически. Чёрные радиаторы самодостаточны, вписываются в любой интерьер, у меня такие стоят в спальне, в зале и на кухне, и они нигде особо не выделяются, все смотрятся «в тему». А вот с серебряными было бы уже сложнее…

• Есть два варианта установки батареи: «выставлять» или «топить». Так вот, наши чугунные батареи «выставляли» так как они стоят чаще всего посередине, тогда как современные, как правило «топят» под подоконник, так что их не видно. В результате, после «утопления» батареи у меня появилось не лишнее свободное место. Сначала было непривычно, привыкла что там стоит батарея, можно положить голову, руку…а теперь пустота. Но очень быстро я оценила удобство.
• Под чугунной батареей убирать мусор было сплошным мучением. Он постоянно скапливался внизу, подобраться с тряпкой к полу было непросто, ведь расстояние между полом и батареей небольшое, и убирать было неудобно. А нормально вымыть пол, так вообще невозможно…

Я вижу все пространство от пола и до самого верха подоконника, все на виду….никакая грязь на полу не накапливается, ее сразу видно. Теперь подмести или вымыть мыть пол не составит проблем.

Выводы

Чугун – это вечный материал, и далеко не все стремятся его менять, и они правы. Да, он медленно нагревается, в отличии от современных радиаторов, но является ли это недостатком?

Батареи ставятся один раз на много лет вперед, поэтому лучше не экономить, и не ставить стальные, которые могут поржаветь от коррозии через пару лет.

Слышала от знакомых которые живут заграницей, что сейчас многие люди которые избавились от чугунных батарей, теперь жалеют… возникли проблемы с новыми.

Поэтому если менять, то нужно ставить качественные, биметалл…..или чугунные, но в современном исполнении. Кстати, как по мне неплохой вариант. Правда, они больше под ретро стиль подходят.

Производитель указывает, что страна производитель Италия. На самом деле – Россия.

Если бы их везли из Италии, то цена была бы другая

По поводу цены, так они совсем незначительно отличаются от других, а учитывая что на такие батареи будут обращать внимание, то они 100 % оправдывают себя.

Просто купите белые батареи, и их вообще никто не заметит. Те кто приходят в гости слегка удивленно спрашивают: У тебя что, чёрные батареи….? Ну дааа….черные)) Так что черные без внимания не останутся

Как вписать батарею в дизайн комнаты: 5 правил и ошибок

1 Установлена некачественная батарея от застройщика

Как правило, застройщики в новых домах устанавливают наиболее бюджетные варианты радиаторов: ярко-белые, грубой формы, с блестящей поверхностью. Такие модели нельзя назвать удачным дополнением к какому-либо интерьерному стилю, они сразу удешевляют внешний вид комнаты. Зачастую батарею могут даже вывести из пола, и тогда в глаза будут бросаться некрасивые трубы и вентили с двух сторон. Такое решение также усложняет процесс уборки. 

Что можно сделать

Даже если кажется, что батарея будет частично скрыта шторами и не станет бросаться в глаза, уделите внимание выбору модели. Лучше потратиться на подводы из стены и подобрать радиатор нужной формы и размера, подходящий к вашему интерьеру.

2 Стандартная белая батарея не подходит

Самый распространенный цвет радиаторов — глянцевый белый. В некоторых интерьерах они могут гармонично существовать, например, в сканди или бохо, где вся цветовая схема базируется на белом. Но в большинстве других случаев, особенно на насыщенной акцентной стене, они смотрятся как большая белая заплатка.

Что можно сделать

Можно сразу искать радиатор нужного оттенка, но это непросто и зачастую затратно. Другой вариант — подобрать нужный оттенок быстросохнущей эмали и покрасить самостоятельно. 

3 Старая чугунная батарея выглядит некрасиво

Массивные чугунные батареи в старых домах выглядят некрасиво, в основном из-за множества слоев облупившейся краски. Даже если с ними нет технических проблем, их стремятся заменить на новые глянцевые радиаторы.

Что можно сделать

Если вам досталась квартира с такими батареями, попробуйте подумать — нельзя из них сделать интересный акцент для интерьера. Старую краску можно очистить, покрыть чугун защитным слоем и сверху нанести эмаль яркого насыщенного цвета.

4 Батерея не подходит по размеру

Красивая модель радиатора нужного оттенка может оказаться слишком большой или слишком маленькой для своего места. Тогда с расстояния она будет выглядеть или комично маленькой, или слишком массивной. В некоторых комнатах располагают несколько маленьких батарей под каждым окном, и это тоже не идет на пользу дизайну.

Что можно сделать

Пригласите специалиста, который оценит всю систему отопления в доме и расскажет какая площадь нагревательных приборов нужна, и постарайтесь свести количество радиаторов до одного в каждой комнате. Возможно часть отопления можно переложить на теплые полы, если площади одного радиатора недостаточно.

5 Батарея имеет неправильную форму

Разные квартиры имеют свои особенности стен и иногда на них не удается установить батарею типовой формы и размера. Чаще всего в этой ситуации батарею переносят на другую стену и это создает громоздкую техническую конструкцию, которая утяжеляет интерьер.

Что можно сделать

В продаже есть нестандартные радиаторы, например, узкие и вытянутые по вертикали или горизонтали, чтобы умещаться на стене с крупными окнами. Кроме того, что они сохраняют нужный размер нагреваемой поверхности, они отлично вписываются в интерьер и становятся стильным дополнением.

Нескучные батареи в интерьере — F L A S H D E C O R — LiveJournal

Первые предшественники нынешних систем отопления появились еще в богатых домах Древнего Рима. Назывались они «гипокаусты» и обогревали жилище благодаря сети специальных каналов, размещенных под полом и в стенах, по которым пропускались горячие дымовые газы из печи. То есть теплоносителем в них был воздух.

Однако благодаря трудам Геродота, Плиния и Сенеки известно, что римские термы обогревались иначе – с помощью горячей воды, протекавшей по медным трубам. А это уже был прототип водяной системы отопления, получившей развитие много позже, в эпоху
промышленной революции
3
.

В 1675 году английским инженером Евелином для обогрева оранжереи была впервые сконструирована система водяного отопления, в которой вода нагревалась в котле и затем циркулировала по стальным трубам, постепенно отдавая тепло.
4

С начала XVIII века на волне интереса к новейшим техническим разработкам из Европы водяные системы начали разрабатываться и русскими инженерами. Самым ярким примером успехов отечественных мастеров стала система отопления Летнего дворца Петра I, построенного в 1714 году в Санкт-Петербурге. В целом, в течение XVIII века в Европе разного рода водяные и паровые отопительные системы чаще всего применялись для обогрева оранжерей и зимних садов, и только начиная с 30-х годов XIX века водяное отопление начало все шире применяться для обогрева жилых помещений.
5
    

И именно в России, а точнее, в Санкт-Петербурге, был изобретен принципиально новый обогревательный прибор – чугунный радиатор, представлявший собой несколько толстых труб с вертикальными дисками. Создал его обрусевший немец итальянского происхождения Франц Карлович Сан-Галли в 1855 году, назвав свое изобретение «хайцкёрпер» (горячая коробка), или, более привычно для русского уха, «батарея». (по материалам http://stalcomp.com/)
6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Радиаторы отопления: какие лучше для квартиры (47 фото) – сравниваем варианты

Радиатор отопления из медных трубок

Выбирая радиаторы отопления (какие лучше для квартиры, а какие для частного дома), следует учесть несколько факторов, но главный из которых, без сомнения – это качество теплоносителя.

Содержание

Хороший радиатор отопления – залог комфортабельности и уюта в любом помещении

Хромированный радиатор смотрится очень эффектно

Если говорить о системе центрального отопления, то качество воды (а именно она выполняет роль теплоносителя) в ней очень далеко от идеального:

• вода имеет очень высокий показатель водородности, который может достигать значения pH 9,5, к тому же в ней очень много химически активных соединений и примесей, которые, вступая в реакцию с металлом, могут вызвать коррозию радиатора
• в воде содержится большое количество примесей – частичек песка или шлама, которые, перемещаясь по системе под давлением, выступают в роли своего рода абразива, царапая трубы и батареи изнутри, за несколько лет они способны просто протереть их
• нестабильность температуры – она может колебаться в достаточно значительных пределах, иногда радиаторы почти холодные, а иногда – к ним просто невозможно дотронуться

Радиатор темного цвета отлично впишется в интерьер современного стиля

Вертикальный хромированный радиатор

Чтобы радиатор отопления сочетался с вашим интерьером, его можно покрасить в любой цвет

Кроме того, есть еще несколько факторов, характерных для систем центрального отопления:

• рабочее давление системы – радиаторы должны выдерживать, как минимум, в полтора раза большее значение, чем действующее в отопительной системе. Для «хрущевок» оно составляет порядка 5-8 атмосфер, для более современных девяти- и шестнадцатиэтажек – 10-12 атмосфер, а в новых домах может достигать и 15
• гидравлический удар – пиковое изменение давления теплоносителя, вызванное заполнением системы или перекрытием крана
• летом воду из системы отопления сливают, поэтому материал радиатора должен противостоять «сухой» коррозии

Белые вертикальные радиаторы на желтом фоне

Некоторые радиаторы с интересным дизайном вполне могут стать элементом декора

Радиаторы – это важнейшая часть отопительной системы в целом, которые во многом и определяют эффективность её функционирования, от правильного их выбора будет зависеть, насколько комфортно, уютно и тепло вы будете чувствовать себя. При этом замена радиаторов – операция не только очень хлопотная, но и весьма затратная. Рассмотрим подробнее, какой тип радиатора оптимально подходит для установки в квартире.

Гостиная в стиле лофт с медным радиатором

Черный радиатор на фоне серой кирпичной стены

Радиатор, расположенный в ванной комнате, можно соединить с полотенцесушителем

Стальные радиаторы: однозначно не для квартир

Небольшой вес, компактность, низкая инертность, стилистическое разнообразие и привлекательность – все это сильные стороны стальных радиаторов, которые отлично подойдут для индивидуального отопления. А вот для центрального отопления они категорически не подходят:

• они могут выдержать небольшое (до 8 атмосфер) рабочее давление в системе, и, соответственно, не способны выдержать гидроудар
• очень чувствительны к кислороду, который попадает в трубы вместе с водой
• после слива воды в конце отопительного сезона, внутренние стенки стальных радиаторов начинают активно окисляться (ржаветь)

Гостиная со стальным радиатором отопления

Стальной радиатор в кабинете с интерьером в стиле эко

Отзывы.

Семен:

«Очень большой выбор панельных стальных батарей. Можно выбрать радиатор «стандартного» прямоугольного форм-фактора, который можно просто упрятать под окно. А можно подобрать очень стильные, оригинальные и привлекательные модели»

Антонина:

«Со временем батарея превращается в пылесборник, убирать её очень тяжело. Панель радиатора (основная часть батареи) – это два тонких листа, в которых выштампованы вертикальные каналы для движения воды, сваренные друг с другом. Вот на этих впадинах и собирается вся пыль, очень негигиенично.»

Станислав:

«Поставили, но после подключения отопления начали подтекать. В системе что-то шумит и трещит, нам сказали – это колебания давления. Обратились в жилконтору, там только руками развели, мол, ваши проблемы, мы за давление не отвечаем. Среди зимы срочно пришлось менять один радиатор, второй еле дотянул до весны.»

Спальня в белых тонах со стальным радиатором

Алюминиевый радиатор: непереносимое соседство

Высокая теплоотдача (самая высокая из всех типов радиаторов, может достигать 200 Вт на секцию), низкий вес, элегантный дизайн, прочные и достаточно надежные (могут работать с давлением до 16 атмосфер) алюминиевые радиаторы абсолютно не переносят соседства с железными трубами – а именно по ним, в подавляющем большинстве случаев, транспортируется вода. Совмещение их в одной системе запускает агрессивные химические реакции, которые наносят вред, прежде всего, алюминиевым батареям. Кроме того, алюминиевые батареи очень чувствительны как к качеству воды, так и к наличию примесей в ней.

Секционный алюминиевый радиатор

Установка батарей из алюминия (впрочем, как и стальных) полностью оправдана в частных домах, а так же может рассматриваться как в вариант в многоквартирных домах с индивидуальным отоплением. Так же их можно установить в домах, имеющих собственную систему отопления (в которой вода проходит предварительную обработку), а для транспортировки теплоносителя используются полипропиленовые трубы.

Декоративные деревянный экран для батареи

Отзывы.

Виктор Петрович:

«В квартире решили поставить индивидуальное отопление, был выбор алюминиевые (с обогревом водой) или электрические радиаторы отопления (конвекторы). Выбрали первые и не жалеем — заполнили систему очищенной водой, греет просто замечательно, включаешь обогреватель, пару минут – и радиаторы горячие.»

Семеныч:

«Многие негативные отзывы связаны именно с качеством радиаторов, но при этом хорошие качественные батареи не могут стоить «три копейки». Это все равно, что купить «Ладу» и требовать от неё, как от «Феррари». Тем более, если брать радиаторы на рынке, китайские, не пойми какого производителя, слепленные непонятно из чего.»

Ольга:

«Если у вас дети, будьте внимательны – у некоторых алюминиевых радиаторов пластины оребрения очень тонкие и острые, такие лучше не ставить в детскую. Или потребуется накрыть их какой-то доп. защитой.»

Валерий:

«У нас на районе старая котельная, а соседи сверху рискнули – поставили алюминиевые батареи. Заодно и нам ремонт сделали – потом, когда они обильно потекли.»

Вертикальный алюминиевый радиатор прекрасно справится с обогревом кухни, совмещенной с гостиной

Чугунные батареи: классика теплотехники

Не будет преувеличением, если сказать, что чугунные радиаторы переживают вторую (и вполне оправданную) молодость. Прежде всего, разработчики активно поработали с составом и структурой чугуна, чтобы сохранив его прочность, повысить его теплопередачу. Если в классических чугунных «гармошках» мощность одной секции составляла порядка 80 Вт, то в современных моделях она практически в два раза выше – до 150-160 Вт.

Классический чугунный радиатор

Другое направление – эстетическое. Активно используются порошковые краски, которые позволяют получить равномерное и долговечное покрытие по всей батареи. Чугунные батареи незаменимы для интерьеров в классическом и английском стиле, поэтому сейчас можно подобрать радиаторы с фигурным литьем и с возможностью установки на ножках.

Чугунный радиатор отопления с фигурным литьем и на ножках

Батарея должна не только служить источником тепла, но и гармонично вписываться в интерьер

Чугунные радиаторы прекрасно смотрятся в интерьере венецианского стиля

Сохранили чугунные радиаторы и свои «традиционные» преимущества:

• невосприимчивость к воде – точнее говоря, к качеству теплоносителя. Чугун крайне устойчив как уровню pH, наличию песка и прочего мусора, то есть всех тех агрессивных моментов, которые просто убивают другие радиаторы
• коррозийная устойчивость – чугун практически не чувствителен к сухой коррозии, поэтому отлично переносит летнее время, когда из системы отопления сливают воду
• устойчивость к засорению – внутреннее сечение радиатора имеет большой диаметр, поэтому даже если какой-то посторонний предмет попадет в теплоноситель (что очень даже не исключено, учитывая качество подготовки воды в тепломагистралях), то он пройдет сквозь радиатор, не создав заторов для воды. Отсюда и другое преимущество – большая (по времени) периодичность чистки батарей

Спальня в стиле фьюжн с черным радиатором

• устойчивость к перегреву – чугунные радиаторы рассчитаны на температуру теплоносителя до 150° С
• чугунные батареи отлично держат гидравлический удар и абсолютно нечувствительны к перепадам рабочего давления
• долговечность – изготовление по современным технологиям гарантирует безаварийную работу батарей до 50 лет, в этом показателе чугунным батареям нет равных

Один из главных недостатков чугунных батарей – их вес, их монтировать можно только к основательной стене (никакой гипсокартон с закладными их не выдержит), используя крепкие кронштейны. Сюда же можно отнести и высокую инерционность – чугун долго прогревается.

Чугунные батареи очень прочны и долговечны

Медный радиатор отлично впишется в интерьер кухни лофт

Отзывы.

Стас:

«Подключение радиатора отопления из чугуна можно проводить к любому типу теплоносителя (труб)- они «всеядны», одинаково хорошо добрососедствуют как с металлом, так и с пластиком. Плюс – у них лучевой способ отопления, при котором нагревается не только воздух, но и предметы, расположенные рядом.»

Юлия:

«Очень долго прогреваются, у них большая инерция, автоматические системы обогрева и климатконтроля с чугунными батареями малоэффективны. Между секциями убрать и протереть пыль – еще то удовольствие, там постоянно скапливается пыль.«

Евгений:

«Чугунные батареи могут быть красивыми, надо только поискать, есть очень стильные вещи, стилизованные под старину, а есть почти хай-тек. Благодаря новым подходам, увеличилась поверхность теплоотдачи, батареи больше отдают тепла.«

Геннадий:

«В обслуживание системы отопления перед холодами входит такой процесс, как промывка — это когда в систему закачивают такую специальную жидкость, которая удаляет засоры, накипь, шлаки и т.д. И все это гоняют под хорошим давлением. Выдержать это могут только чугунные батареи, ну – еще биметалл.»

Современные чугунные батареи тоже могут быть эстетически привлекательными

Биметаллические радиаторы отопления: хорошо, но дорого

Попытка совместить надежность и долговечность чугунных радиаторов с теплоэффективностью и привлекательностью алюминиевых. Результат – комбинированные радиаторы со стальным сердечником и алюминиевой фигурной оболочкой. Они хорошо держат высокое рабочее давление и им не страшны гидроудары, устойчивы к коррозии, хорошо отдают тепло, при этом имеют низкую инерционность, поэтому легко управлять теплоотдачей, регулируя (поддерживая) температуру в помещении, показатель секционной тепловой мощности – 180-190 Вт (выше показатели только у алюминиевых). Но такая универсальность дорого стоит – в прямом значении этого слова, ведь по стоимости биметаллические радиаторы значительно превосходят все остальные типы радиаторов.

Детская комната с яркими биметаллическими радиаторами

Радиаторы отопления могут иметь различное исполнение

Секционная биметаллическая батарея

Радиатор отопления трубчатого типа

Отзывы.

Юлия Петровна:

«Отлично подошли в детскую, округлые формы, нет резких углов, плоские поверхности.»

Стас:

«По поводу стоимости. Просто к стоимости алюминиевых радиаторов добавьте стоимость ремонта – своего и соседей, и сразу все станет на свои места. Заплатил раз – и спишь спокойно.»

Вадим:

«Вариант как раз для городской квартиры с центральным отоплением. Большой и разнообразный модельный ряд, есть стильные и привлекательные варианты, это не чугунные раритеты, их не придется искусно прятать, отлично переносят нашу «химическую» воду. А вот для частного дома – не стоит, просто переплатите солидную сумму.»

Владимир В:

«Привлекает возможность подобрать мощность радиатора, добавляя необходимое количество секций. Легко собираются и просто устанавливаются, даже можно к гипсокартону прикрепить.»

Радиатор с лакированной черной металлической отделкой открытого типа

инженерных углей Orion | Технический углерод в аккумуляторах

Технический углерод для свинцово-кислотных аккумуляторов

Технический углерод в качестве проводящей добавки уже несколько десятилетий используется в электродах с отрицательной активной массой (NAM) автомобильных аккумуляторов и промышленных аккумуляторов. В стандартных свинцово-кислотных аккумуляторах технический углерод может улучшить электрическую проводимость электрода, повысить эффективность пласта и снизить уровень остаточного сульфата. Это также улучшает электропроводность в конце разряда, когда содержание изолированных кристаллов PbSO4 в NAM существенно увеличивается.

В 21 веке была разработана передовая технология свинцово-кислотных аккумуляторов, чтобы удовлетворить значительно возросшие требования к появляющимся старт-стопным / гибридным электромобилям и стационарным приложениям для хранения энергии, которые включают высокий динамический прием заряда (DCA) и длительный срок службы. во время микроциклирования при частичном заряде. Главной особенностью этой технологии является использование отрицательного электрода с усиленной проводимостью углерода. Компания Orion Engineered Carbons уже много десятилетий обслуживает свинцово-кислотную промышленность, предлагая высокочистые и надежные углеродные сажи.Наше новое семейство продуктов PRINTEX® kappa предназначено для усовершенствованной технологии свинцово-кислотных аккумуляторов, чтобы позволить аккумуляторам достичь высоких характеристик DCA и поддерживать приемлемые потери воды.

Технический углерод для литий-ионных аккумуляторов

Conductive Carbon Black — важная добавка в современных литий-ионных батареях. Он используется в небольших дозах в качестве добавки в катоде, образуя трехмерную проводящую сеть, чтобы гарантировать, что непроводящий активный материал (например,Литий-никель-марганец-кобальт-оксид) электрически связаны друг с другом и токоприемником. Без проводящей сажи, которая покрывает поверхность активного материала тонкой сетью, электрический ток не будет течь, и батарея не будет работать. Следовательно, такие проводящие добавки должны иметь низкое удельное сопротивление, высокую проводимость и очень хорошую диспергируемость для достижения минимально возможной нагрузки при подготовке катода. Все материалы, используемые в литий-ионных аккумуляторах, должны соответствовать требованиям высокой чистоты, поскольку металлические примеси и влага могут привести к нежелательным побочным реакциям и отрицательно сказаться на характеристиках и долговечности.Таким образом, наша специализированная марка PRINTEX® kappa 100 для литий-ионных аккумуляторов обеспечивает самый низкий уровень влажности, высочайшую чистоту и высокую проводимость, чтобы удовлетворить все эти требования.

Технический углерод для первичных батарей

Ацетиленовая сажа, технический углерод, полученный из ацетиленового газа, действует как проводящая добавка во многих различных первичных батареях, таких как цинк-углеродные, цинково-воздушные, литиевые первичные батареи, чтобы обеспечить электрическую проводимость катода. Наши ацетиленовые сажи используются во всем мире в аккумуляторах для мобильных энергетических устройств, в датчиках Интернета вещей и кардиостимуляторах.

Улучшенные добавки сажи для высокоэнергетических литий-ионных батарей

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ:

• Высокоэнергетические литий-ионные батареи с увеличенным сроком службы
• Портативная электроника
• Электромобили и гибридные автомобили

ПРЕИМУЩЕСТВА :

• Повышает эффективность, производительность и срок службы литий-ионных аккумуляторов при езде на велосипеде.
• Электролиты остаются стабильными> 4,2 В
• Повышенная безопасность
• Совместимость с текущими производственными процессами
• Существенного увеличения стоимости нет

Исследователи лаборатории Беркли во главе с Робертом Костецки разработали технологию увеличения емкости, улучшения электрохимических характеристик и безопасности высокоэнергетических ионно-литиевых батарей с помощью разработанной в лаборатории Беркли обработки добавки сажи, используемой для изготовления композитных катодов.Полученные литий-ионные элементы служат на треть дольше и обеспечивают больше энергии без значительного увеличения стоимости.

Батарейные блоки, использующие эту технологию, способны хранить больше энергии в том же пространстве, что и обычные литий-ионные элементы. Эта технология существенно улучшает катоды в литий-ионных элементах, открывая путь для аккумуляторов, которые могут разряжать электромобиль на 300 миль без подзарядки или накапливать возобновляемую энергию в электрических сетях. Он также позволяет использовать более легкий и компактный литий-ионный аккумулятор для следующего поколения беспроводных электроинструментов или мобильных электронных устройств.

Согласно подходу лаборатории Беркли обработанная сажа снижает поверхностную реакционную способность при использовании с высоковольтным литиево-ионным катодом. Процесс обработки расширяет окно электрохимической стабильности обычных электролитов и позволяет использовать новые материалы для катодов высокого напряжения. Ингибируя окисление электролита на композитных катодах высокого напряжения, литий-ионные батареи, созданные с добавками сажи, обработанной Berkeley Lab, демонстрируют улучшенную цикличность, более длительный срок службы и работают с меньшим риском повреждения элементов или опасных условий теплового разгона.

Процесс обработки легко интегрируется в процесс синтеза технического углерода. Важно отметить, что модифицированная углеродная сажа может использоваться для производства композитных электродов с использованием стандартных масштабируемых методов изготовления электродов для литий-ионных аккумуляторов.

Технический углерод, обычно используемый в качестве проводящей добавки в композитных катодах литий-ионных аккумуляторов, может обладать высокой реакционной способностью по отношению к органическим электролитам, особенно при напряжениях выше 4,2 В. Окисление электролита может происходить не только на поверхности активного материала, но и на его поверхности. поверхность углерода.Эта нестабильность влияет на эффективность работы батареи, емкость аккумулятора, срок службы, безопасность и стоимость.

ЭТАП РАЗРАБОТКИ: Опытный образец лабораторного масштаба

СТАТУС: Патент США № 9,368,798. Доступно для лицензирования или совместных исследований.

ПОСМОТРЕТЬ ДРУГИЕ ТЕХНОЛОГИИ BERKELEY LAB В ЭТОЙ ПОЛЕ:

Блок-сополимерное катодное связующее для одновременной транспортировки электронного заряда и ионов, IB-3025

Модифицированный металлоорганический каркас (MOF) в качестве твердого литиевого электролита для более безопасных литий-ионных батарей, IB-3097

Низкотемпературный натриево-серный решетчатый аккумулятор и аккумулятор для электромобилей, IB-3042

СПРАВОЧНЫЙ НОМЕР: IB-3193

аккумуляторов | Cabot Corporation

Инженеры и разработчики современных свинцово-кислотных и литий-ионных (Li-Ion) аккумуляторов используют наши добавки для повышения долговечности и производительности аккумуляторов для гибридных и электрических транспортных средств, бытовой электроники, электроинструментов и аккумуляторов электроэнергии на уровне энергосистемы.

Эти приложения подталкивают производителей аккумуляторов к обеспечению постоянно растущих уровней производительности и долговечности, в то же время снижая общую стоимость системы.

Углеродные добавки

Наш портфель углеродных добавок позволяет разработчикам аккумуляторов извлекать из каждого активного материала максимально возможную эффективность, обеспечивая высокую мощность и удельную энергию литий-ионных аккумуляторов, а также продлевая срок службы и прием заряда свинцово-кислотных аккумуляторов.Наши проводящие углеродные добавки также используются в суперконденсаторах, топливных элементах, Li-air и других устройствах хранения энергии.

• Наши углеродные присадки PBX ^® для улучшенных свинцово-кислотных аккумуляторов могут использоваться для борьбы с сульфатированием, которое является основным ограничивающим фактором в продлении срока службы и производительности в расширенных приложениях, таких как «старт-стоп» на микрогибридных транспортных средствах и промышленные приложения, требующие работы в режиме «частичного заряда».
• Наши проводящие добавки LITX® для литий-ионных аккумуляторов способствуют более высокой плотности энергии и низкотемпературным характеристикам с увеличенным сроком службы для электромобилей (электромобили с чистым аккумулятором, электромобили с подключаемым модулем и гибридные электромобили), систем накопления энергии (ESS) и бытовая электроника.
• В дополнение к проводящей углеродной саже мы также предлагаем добавки на основе диоксида кремния и графена, которые могут улучшить удельную энергию литий-ионных аккумуляторов и продлить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов.

Как мы добираемся до следующего большого прорыва в области аккумуляторных батарей — Quartz

Вы читаете эксклюзивную статью Quartz, доступную всем читателям в течение ограниченного времени.Чтобы разблокировать доступ ко всем Quartz, станьте участником.

Электрические самолеты могут быть будущим авиации. Теоретически они будут намного тише, дешевле и чище, чем те самолеты, которые есть у нас сегодня. Электрические самолеты с дальностью полета 1000 км (620 миль) на одной зарядке могут использоваться сегодня для половины всех рейсов коммерческих самолетов, сокращая глобальные выбросы углерода в авиации примерно на 15%.

То же самое и с электромобилями. Электромобиль — это не просто более чистая версия своего кузена, извергающего загрязнения.По сути, это лучший автомобиль: его электродвигатель мало шумит и молниеносно реагирует на решения водителя. Зарядка электромобиля обходится намного дешевле, чем оплата эквивалентного количества бензина. Электромобили могут быть построены с небольшим количеством движущихся частей, что удешевляет их обслуживание.

Так почему же электромобили уже не повсюду? Это связано с тем, что батареи дороги, поэтому первоначальная стоимость электромобиля намного выше, чем стоимость аналогичной модели с бензиновым двигателем.И если вы не водите много, экономия на бензине не всегда компенсирует более высокие первоначальные затраты. Короче говоря, электромобили по-прежнему не экономичны.

Точно так же современные батареи не обладают достаточной энергией по весу или объему для питания пассажирских самолетов. Нам все еще нужны фундаментальные прорывы в аккумуляторных технологиях, прежде чем это станет реальностью.

Портативные устройства с батарейным питанием изменили нашу жизнь. Но есть еще много вещей, которые могут вывести из строя батареи, если бы только более безопасные, более мощные и энергоемкие батареи могли быть сделаны дешево.Никакой закон физики не исключает их существования.

И все же, несмотря на более чем два столетия тщательного изучения с момента изобретения первой батареи в 1799 году, ученые до сих пор не до конца понимают многие основы того, что именно происходит внутри этих устройств. Что мы действительно знаем, так это то, что, по сути, есть три проблемы, которые необходимо решить, чтобы батареи снова действительно изменили нашу жизнь: мощность, энергия и безопасность.

Не существует универсальной литий-ионной батареи

Каждая батарея имеет два электрода: катод и анод.Большинство анодов литий-ионных батарей изготовлено из графита, но катоды изготавливаются из различных материалов, в зависимости от того, для чего будет использоваться батарея. Ниже вы можете увидеть, как различные материалы катода меняют работу типов батарей по шести параметрам.

Проблема питания

В просторечии люди используют термины «энергия» и «мощность» как синонимы, но при разговоре об аккумуляторах важно различать их. Мощность — это скорость, с которой может высвобождаться энергия.

Батарея, достаточно сильная, чтобы запустить и удержать в воздухе коммерческий самолет на расстояние 1000 км, требует большого количества энергии, чтобы высвободиться за очень короткое время, особенно во время взлета. Так что дело не только в накоплении большого количества энергии, но и в способности очень быстро извлекать эту энергию.

Решение проблемы энергоснабжения требует от нас заглянуть в черный ящик коммерческих аккумуляторов. Будет немного занудно, но терпи меня. Новые аккумуляторные технологии часто преувеличиваются, потому что большинство людей не уделяют должного внимания деталям.

Самая современная химия аккумуляторов, которая у нас есть, — это литий-ионные. Большинство экспертов сходятся во мнении, что никакая другая химия не сможет подорвать ионно-литиевый сплав еще по крайней мере еще десять или более лет. Литий-ионный аккумулятор имеет два электрода (катод и анод) с сепаратором (материал, который проводит ионы, но не электроны, предназначен для предотвращения короткого замыкания) в середине и электролит (обычно жидкий) для обеспечения обратного потока ионов лития и вперед между электродами. Когда батарея заряжается, ионы перемещаются от катода к аноду; когда батарея питает что-то, ионы движутся в противоположном направлении.

Представьте себе две буханки нарезанного хлеба. Каждая буханка — это электрод: левый — катод, а правый — анод. Предположим, что катод состоит из пластин никеля, марганца и кобальта (NMC) — одного из лучших в своем классе — и что анод состоит из графита, который по сути представляет собой слоистые листы или пластинки атомов углерода. .

В разряженном состоянии, то есть после того, как энергия была истощена, в буханке NMC между каждым ломтиком находятся ионы лития. Когда батарея заряжается, каждый ион лития извлекается из промежутков между пластинами и вынужден проходить через жидкий электролит.Сепаратор действует как контрольно-пропускной пункт, гарантирующий, что только ионы лития проходят через графитовую буханку. При полной зарядке в катодной буханке батареи не останется ионов лития; все они будут аккуратно зажаты между ломтиками графитового хлеба. По мере того, как энергия батареи расходуется, ионы лития возвращаются к катоду, пока на аноде не останется ни одного. Вот тогда аккумулятор нужно зарядить снова.

Емкость аккумулятора в основном определяется скоростью этого процесса.Но не так-то просто увеличить скорость. Слишком быстрое извлечение ионов лития из катодной буханки может привести к появлению дефектов на ломтиках и, в конечном итоге, к их разрушению. Это одна из причин, почему чем дольше мы пользуемся смартфоном, ноутбуком или электромобилем, тем хуже время автономной работы. Каждая зарядка и разрядка заставляют буханку немного ослабевать.

Над решением проблемы работают разные компании. Одна из идей — заменить слоистые электроды чем-то более прочным.Например, швейцарская компания по производству аккумуляторов Leclanché со 100-летней историей работает над технологией, в которой используется фосфат лития-железа (LFP), который имеет структуру «оливина» в качестве катода, и оксид титаната лития (LTO), который имеет Структура «шпинель», как анод. Эти структуры лучше справляются с потоком ионов лития в материал и из него.

Leclanché в настоящее время использует свои аккумуляторные элементы в автономных складских вилочных погрузчиках, которые можно полностью зарядить за девять минут. Для сравнения: лучший нагнетатель Tesla может зарядить автомобильный аккумулятор Tesla примерно до 50% за 10 минут.Leclanché также внедряет свои аккумуляторы в Великобритании для быстрой зарядки электромобилей. Эти батареи находятся на зарядной станции, медленно потребляя небольшое количество энергии в течение длительного периода времени из сети, пока они не будут полностью заряжены. Затем, когда автомобиль стыкуется, аккумуляторы док-станции быстро заряжают аккумулятор автомобиля. Когда машина уезжает, аккумулятор станции снова начинает заряжаться.

Такие попытки, как шоу Лекланше, можно изменить с химическим составом батарей, чтобы увеличить их мощность. Тем не менее, никто еще не построил батарею, достаточно мощную, чтобы быстро доставить энергию, необходимую коммерческому самолету для преодоления гравитации.Стартапы стремятся строить самолеты меньшего размера (вмещающие до 12 человек), которые могли бы летать на относительно менее энергоемких батареях, или электрические гибридные самолеты, где реактивное топливо выполняет тяжелую работу, а батареи — накатом.

Но на самом деле в этой сфере нет ни одной компании, которая могла бы даже приблизиться к коммерциализации. Кроме того, технический скачок, необходимый для полностью электрического коммерческого самолета, вероятно, займет десятилетия, — говорит Венкат Вишванатан, эксперт по аккумуляторным батареям в Университете Карнеги-Меллона.

Reuters / Alister Doyle

Энергетическая проблема

Tesla Model 3, самая доступная модель компании, стоит от 35 000 долларов. Он работает от батареи на 50 кВтч, что стоит примерно 8750 долларов, или 25% от общей стоимости автомобиля.

Это все еще удивительно доступно по сравнению с тем, что было не так давно. По данным Bloomberg New Energy Finance, средняя мировая стоимость литий-ионных аккумуляторов в 2018 году составила около 175 долларов за киловатт-час, что ниже почти 1200 долларов за киловатт-час в 2010 году.

Министерство энергетики США подсчитало, что как только стоимость аккумуляторных батарей упадет ниже 125 долларов за кВтч, владение и эксплуатация электромобиля будет дешевле, чем газовый автомобиль в большинстве частей мира. Это не означает, что электромобили победят автомобили с бензиновым двигателем во всех нишах и сферах — например, для грузовиков дальнего следования еще нет электрического решения. Но это переломный момент, когда люди начнут отдавать предпочтение электромобилям просто потому, что в большинстве случаев они будут иметь более экономичный смысл.

Один из способов добиться этого — увеличить удельную энергию батарей — втиснуть больше кВтч в батарейный блок, не снижая его цены. Теоретически это может сделать специалист по производству аккумуляторов, увеличив удельную энергию катода или анода, либо того и другого.

Катод с наибольшей энергоемкостью на пути к коммерческой доступности — это NMC 811 (каждая цифра в номере представляет собой соотношение никеля, марганца и кобальта, соответственно, в смеси). Это еще не идеально. Самая большая проблема заключается в том, что он может выдержать только относительно небольшое количество жизненных циклов заряда-разряда, прежде чем он перестанет работать.Но эксперты прогнозируют, что отраслевые исследования и разработки должны решить проблемы NMC 811 в течение следующих пяти лет. Когда это произойдет, батареи, использующие NMC 811, будут иметь более высокую плотность энергии на 10% или более.

Однако увеличение на 10% — это не так уж и много в общей картине.
И хотя ряд инноваций за последние несколько десятилетий поднял плотность энергии катодов еще выше, аноды — это то, где открываются самые большие возможности для плотности энергии.

Графит был и остается доминирующим анодным материалом.Он дешевый, надежный и относительно энергоемкий, особенно по сравнению с современными катодными материалами. Но он довольно слабый, если сравнивать его с другими потенциальными анодными материалами, такими как кремний и литий.

Кремний, например, теоретически намного лучше поглощает ионы лития в виде графита. Вот почему ряд производителей аккумуляторов пытаются добавить кремний вместе с графитом в свои анодные конструкции; Генеральный директор Tesla Илон Маск сказал, что его компания уже делает это в своих литий-ионных батареях.

Большим шагом была бы разработка коммерчески жизнеспособного анода, полностью сделанного из кремния. Но у этого элемента есть черты, которые затрудняют это. Когда графит поглощает ионы лития, его объем не сильно меняется. Однако кремниевый анод по тому же сценарию набухает в четыре раза по сравнению с исходным объемом.

К сожалению, вы не можете просто увеличить корпус, чтобы приспособиться к этому набуханию, потому что расширение разрушает то, что называется «межфазной границей твердого электролита», или SEI, кремниевого анода.

SEI можно рассматривать как своего рода защитный слой, который анод создает для себя, аналогично тому, как железо образует ржавчину, также известную как оксид железа, для защиты от элементов: когда вы оставляете кусок недавно кованое железо снаружи, оно медленно вступает в реакцию с кислородом воздуха, образуя ржавчину. Под слоем ржавчины остальная часть железа не постигает та же участь и, таким образом, сохраняет структурную целостность.

В конце первого заряда батареи электрод образует собственный слой «ржавчины» — SEI, отделяющий неэродированную часть электрода от электролита.SEI предотвращает потребление электрода дополнительными химическими реакциями, гарантируя, что ионы лития могут течь как можно более плавно.

Но с кремниевым анодом SEI ломается каждый раз, когда батарея используется для питания чего-либо, и восстанавливается каждый раз, когда батарея заряжается. И во время каждого цикла зарядки расходуется немного кремния. В конце концов, кремний рассеивается до такой степени, что батарея перестает работать.

За последнее десятилетие несколько стартапов Кремниевой долины работали над решением этой проблемы.Например, подход Sila Nano состоит в том, чтобы заключить атомы кремния в наноразмерную оболочку с большим количеством пустого места внутри. Таким образом, SEI формируется снаружи оболочки, и расширение атомов кремния происходит внутри нее, не разрушая SEI после каждого цикла заряда-разряда. Компания, оцениваемая в 350 миллионов долларов, заявляет, что ее технология будет использоваться в устройствах уже в 2020 году.

Enovix, с другой стороны, применяет особую технологию производства, чтобы подвергать 100% кремний анод огромному физическому давлению, заставляя его поглощать меньше ион лития и, таким образом, ограничивает расширение анода и предотвращает разрушение SEI.У компании есть инвестиции от Intel и Qualcomm, и она также ожидает, что к 2020 году ее батареи будут в устройствах.

Эти компромиссы означают, что кремниевый анод не может достичь своей теоретической высокой плотности энергии. Однако обе компании заявляют, что их аноды работают лучше, чем графитовые. Третьи стороны в настоящее время тестируют аккумуляторы обеих фирм.

Tesla

Проблема безопасности

Все молекулярные переделки, предпринятые для накопления большего количества энергии в батареях, могут происходить за счет безопасности. С момента своего изобретения литий-ионный аккумулятор вызывает головные боли из-за того, как часто он воспламеняется. Например, в 1990-х годах канадская компания Moli Energy начала продавать литий-металлический аккумулятор для использования в телефонах. Но в реальном мире его батареи начали воспламеняться, и Moli был вынужден отозвать свой заказ и, в конечном итоге, объявить о банкротстве. (Некоторые из его активов были куплены тайваньской компанией, и она до сих пор продает литий-ионные батареи под торговой маркой E-One Moli Energy.) Совсем недавно смартфоны Samsung Galaxy Note 7, которые были сделаны на современных литий-ионных батареях, начали взрываться в карманах людей. В результате отзыв продукции в 2016 году обошелся южнокорейскому гиганту в 5,3 миллиарда долларов.

Современные литий-ионные аккумуляторы по-прежнему сопряжены с рисками, поскольку в них почти всегда используются легковоспламеняющиеся жидкости в качестве электролита. Одна из прискорбных (для нас, людей) причуд природы заключается в том, что жидкости, способные легко переносить ионы, также имеют более низкий порог воспламенения.Одно из решений — использовать твердые электролиты. Но это означает другие компромиссы. Конструкция батареи может легко включать жидкий электролит, который контактирует с каждым битом электродов, что позволяет эффективно переносить ионы. С твердыми телами намного сложнее. Представьте, что вы бросаете пару кубиков в чашку с водой. А теперь представьте, что те же самые кости бросают в чашку с песком. Очевидно, что вода будет касаться гораздо большей площади поверхности игральных костей, чем песок.

До сих пор коммерческое использование литий-ионных батарей с твердыми электролитами ограничивалось приложениями с низким энергопотреблением, такими как датчики, подключенные к Интернету.Усилия по расширению масштабов твердотельных батарей, то есть не содержащих жидкий электролит, можно в общих чертах разделить на две категории: твердые полимеры при высоких температурах и керамика при комнатной температуре.

Твердые полимеры при высоких температурах

Полимеры представляют собой длинные цепочки молекул, связанных вместе. Они очень распространены в повседневном использовании — например, одноразовые полиэтиленовые пакеты делают из полимеров. Когда некоторые типы полимеров нагреваются, они ведут себя как жидкости, но без воспламеняемости жидких электролитов, используемых в большинстве батарей.Другими словами, они обладают высокой ионной проводимостью, как жидкий электролит, без каких-либо рисков.

Но у них есть ограничения. Они могут работать только при температуре выше 105 ° C (220 ° F), что означает, что они не подходят, например, для смартфонов. Но их можно использовать, например, для хранения энергии от сети в домашних батареях. По крайней мере, две компании — SEEO (США) и Bolloré (Франция) — разрабатывают твердотельные батареи, в которых в качестве электролита используются высокотемпературные полимеры.

Керамика при комнатной температуре

За последнее десятилетие два класса керамики — LLZO (оксид лития, лантана и циркония) и LGPS (литий, германий, сульфид фосфора) — показали почти такие же хорошие проводящие ионы при комнатной температуре. как жидкости.

Toyota, а также стартап из Кремниевой долины QuantumScape (который в прошлом году привлек 100 миллионов долларов от Volkswagen) работают над внедрением керамики в литий-ионные батареи. Включение крупных игроков в пространство указывает на то, что прорыв может быть ближе, чем многие думают.

«Мы очень близки к тому, чтобы увидеть что-то реальное [с использованием керамики] через два или три года», — говорит Вишванатан из Карнеги-Меллона.

Закон о балансе

Аккумуляторы — это уже большой бизнес, и их рынок продолжает расти.Все эти деньги привлекают множество предпринимателей с еще большим количеством идей. Но стартап с аккумуляторными батареями — сложная ставка — они терпят неудачу даже чаще, чем компании-разработчики программного обеспечения, которые известны своим высоким уровнем отказов. Это потому, что инновации в области материаловедения — это сложно.

На данный момент химики по производству аккумуляторов обнаружили, что, когда они пытаются улучшить одну характеристику (скажем, плотность энергии), им приходится идти на компромисс с другой характеристикой (например, безопасностью). Такой баланс означает, что прогресс на каждом фронте был медленным и чреват проблемами.

Но если внимательнее присмотреться к проблеме — по мнению Йет-Мин Чанга из Массачусетского технологического института, сегодня в США в три раза больше ученых, занимающихся аккумуляторными батареями, чем всего 10 лет назад, — шансы на успех возрастут. Потенциал аккумуляторов остается огромным, но, учитывая предстоящие задачи, лучше относиться к каждому заявлению о новых аккумуляторах с хорошей долей скептицизма.

Запуск с черным режимом с батареями

Системные операторы все чаще изучают возможности обновления или замены существующих активов с черным запуском аккумуляторной батареей.Перед внедрением аккумуляторной системы накопления энергии (BESS) для поддержки возможности запуска из неактивного состояния операторы должны принять во внимание как преимущества, так и некоторые специфические особенности BESS.

Черный старт — это процесс восстановления электростанции или части электрической сети для работы без использования внешней сети передачи электроэнергии для восстановления после полного или частичного останова. North American Electric Reliability Corp. (NERC) требует, чтобы региональные передающие организации (RTO) поддерживали по крайней мере два стратегических объекта для запуска из строя в каждой зоне, чтобы обеспечить более быстрое восстановление и восстановление основной энергосистемы в случае широкомасштабного отключения или отключения электроэнергии.

Для обеспечения быстрого старта на некоторых электростанциях есть небольшие дизельные генераторы или газовые генераторы, которые можно использовать для запуска более крупных генераторов (мощностью в несколько мегаватт). Они, в свою очередь, могут использоваться для запуска генераторов главной электростанции. Срок службы некоторых из этих «черных стартовых активов» подходит к концу. Для поддержания требований к надежности системы и возможности восстановления некоторые RTO выпускают запросы предложений (RFP) или внедряют новые тарифы и структуры ставок, чтобы стимулировать возможность запуска без сбоев на объектах генерации.

В то же время падение цен на технологию литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов сделало проекты BESS гораздо более экономически целесообразными для различных функций электросети, включая запуск с нуля. Стоимость литий-ионных аккумуляторов снизилась более чем на 85% с 2010 года и, по прогнозам, снизится еще на 65% в течение следующего десятилетия, как показано на диаграмме , рис. 1 .

Рис. 1: Прогноз цен на литий-ионные аккумуляторы .

Помимо капитальных затрат, BESS обычно может иметь значительно более низкие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание в течение всего срока службы системы по сравнению с традиционными генераторами, работающими на ископаемом топливе.Кроме того, такие системы, в зависимости от размера и дизайна, могут использоваться для поддержки других вспомогательных сетевых услуг, обеспечивая потенциальный дополнительный поток доходов для владельца.

A BESS также предоставляет владельцам активов и заинтересованным сторонам значительные экологические преимущества. В качестве источника генерации с нулевым уровнем выбросов коммунальным предприятиям не нужно изменять существующие разрешения на использование воздуха для добавления BESS, а общая площадь воздействия обычно меньше, чем у дизельного или газового генератора.

Основные соображения

Black Запуск большой турбины внутреннего сгорания — сложное мероприятие независимо от источника энергии.Модернизация существующих установок с использованием статических систем пуска, таких как инверторы с коммутацией нагрузки (LCI), для запуска турбины создает проблемы, связанные с гармониками и током короткого замыкания. Производители оригинального оборудования (OEM) определяют минимальный ток короткого замыкания, необходимый для правильной работы статической системы запуска. Дизель-генераторные установки обычно поставляются с синхронными генераторами, которые имеют как вращающуюся массу, так и относительно высокий ток короткого замыкания.

Например, один дизель-генератор может иметь ток короткого замыкания в шесть раз больше, чем при полной нагрузке, в то время как инвертор BESS имеет 1.2 раза. Без необходимого тока короткого замыкания гармоники, создаваемые статическими системами пуска, могут быть значительными. Они могут даже нарушить работу системы запуска и других компонентов электрической системы. За последние несколько лет фильтрация гармоник показала себя многообещающей как эффективная стратегия смягчения последствий и как возможное решение проблемы короткого замыкания.

Другой ключевой фактор — размер и использование BESS. Традиционные резервные дизельные генераторы обычно имеют достаточно топлива для поддержки 24 часов непрерывной работы.Если потребность превышает 24-часовой период, владелец просто должен долить в бак еще топлива. С батареей у вас есть фиксированное количество энергии, доступное для запуска турбины, и, если предположить, что система черная, нет простого способа перезарядить батарею. Следовательно, при выборе размера BESS размер должен основываться на способности обеспечить критически важные вспомогательные устройства между моментом отключения электроэнергии и моментом запроса на запуск турбины, плюс определенное количество запусков для турбины внутреннего сгорания.

При определении размеров также необходимо учитывать, как BESS будет использоваться и обслуживаться. Некоторые химические составы литий-ионных аккумуляторов разлагаются быстрее, если они необходимы для поддержания стабильно высокого уровня заряда (SOC). В зависимости от использования и типа батареи владельцам активов, вероятно, потребуется либо выбрать химию с высоким содержанием SOC, либо увеличить размер батареи, либо эксплуатировать батарею таким образом, чтобы поддерживать среднее значение SOC 50%.

Понимание рыночной ситуации

Недавно установленная система BESS обеспечивает возможность запуска с нуля для 200-мегаваттной электростанции простого цикла, расположенной в юго-восточной части США.S. Системные испытания показывают, что BESS является технически жизнеспособной альтернативой для систем с черным пуском больших турбин внутреннего сгорания. Проект также показывает, что BESS является экономически жизнеспособной альтернативой традиционным дизельным генераторам.

включают относительно небольшой BESS, разработанный специально для поддержки перезапуска до двух генераторов. В системе также используется существующий аварийный дизельный генератор для обеспечения резервного питания вспомогательного оборудования между отключением электроэнергии на заводе и запуском турбины.Чтобы решить проблемы, связанные с низким током короткого замыкания, без значительного увеличения количества инверторов, в конструкцию был включен большой фильтр гармоник.

Теперь, когда доказано, что «черный старт» с концепцией BESS, растет интерес к использованию на ряде заводов по всей стране. Еще одна система «черного старта» BESS близка к завершению для отдельной энергосистемы Юго-Востока, и в следующем году ожидается, что по всей стране появятся новые. По мере того как электроэнергетика продолжает интегрировать все больше возобновляемых источников энергии, надежность в производстве электроэнергии будет ключевым компонентом успешного перехода, и черный запуск BESS может стать ключевой частью этого изменения.

Перспективы технологии литий-ионных аккумуляторов многообещающие. Выбор технологии для конфигураций накопителей энергии в масштабах коммунального предприятия, дальнейший рост литий-ионных аккумуляторов будет зависеть от того, как производители и коммунальные предприятия решат проблемы безопасности.

Безотходные батареи — pv magazine International

Будь то смартфоны, электроинструменты, электромобили, велосипеды, зубные щетки или домашние системы хранения, литий-ионные батареи стали обычным явлением в современной жизни.Но источники необходимого сырья, такого как кобальт и литий, находились под пристальным вниманием на фоне ухудшения состояния окружающей среды, детского труда и низких стандартов безопасности труда.

При уже установленных миллионах тонн литий-ионных батарей одним из способов решения проблем, связанных как с истечением срока службы, так и с сырьем, является эффективная переработка. Однако стремлению к рентабельной переработке литий-ионных аккумуляторов не способствует их конструкция и нестабильные рыночные цены на сырье.

Недостаточно батарей

В настоящее время установлено около 1,5 миллиона тонн литий-ионных батарей, и ожидается, что эта цифра вырастет до четырех миллионов тонн в течение следующих пяти лет — в основном за счет растущего сектора электромобилей и стационарных аккумуляторов.

Некоторые панические комментарии предполагают, что только 5% литий-ионных батарей перерабатываются. Но Ханс Эрик Мелин, директор по исследованиям консалтинговой фирмы Circular Energy Storage, опровергает эту цифру. По его словам, точное число не может быть достоверно оценено из-за существующих вторичных приложений и отсутствия тщательной отчетности.«От вас не требуется сообщать кому-либо о том, что вы прекращаете пользоваться телефоном, — объясняет он.

попытался подсчитать, сколько аккумуляторов истекает срок службы каждый год, на основе данных о продажах за 10 лет назад. Кроме того, команда запросила информацию об объемах переработки у всех 50 компаний, работающих в этой области по всему миру. В 2018 году срок службы около 200000 тонн литий-ионных батарей истек. Сообщалось, что в том же году было переработано 97 000 тонн — самый большой объем в одной стране — около 67 000 тонн, переработанных в Китае.Мелин утверждает, что большая часть пробела, вероятно, использовалась в приложениях второй жизни. Например, аккумуляторы для ноутбуков обычно перепрофилируются в павербанках.

Одной из основных причин, по которой Мелин считает, что уровень переработки очень высок, являются высокие цены на сырье для литий-ионных аккумуляторов. Их переработка приводит к положительному потоку создания ценности. Это означает, что перерабатывающие компании будут платить за перерабатываемые батареи. По словам Мелина, в глобальном масштабе емкость для вторичной переработки аккумуляторов больше, чем имеющихся отходов, и этот дефицит нельзя объяснить простаиванием аккумуляторов или свалками.Из Европы и Северной Америки большая часть бытовой электроники, содержащей большую часть литий-ионных аккумуляторов, попадает в Китай.

Всего 15 лет назад Китай практически не производил литий-ионных аккумуляторов, представленных на рынке, в то время как сегодня на его долю приходится около двух третей производства. Мелин объясняет, что китайские производители батарей в то время беспокоились о получении кобальта и лития, необходимых для производства. В результате эти компании начали покупать батареи с истекшим сроком службы по всему миру, чтобы восстановить металлы.На этих зарождающихся этапах производства в Китае весь кобальт был переработан внутри страны. Сегодня эта цифра упала примерно до 20-30%, так как спрос на кобальт превышает предложение от батарей с истекшим сроком службы.

По сей день большинство компаний по переработке аккумуляторов — это компании по производству материалов. Их бизнес-модели основаны на продаже катодных сульфатов, прекурсоров или катодов производителям аккумуляторов. В этом промышленном сегменте активные компании рассматривают переработку аккумуляторов как ресурсный поток, а не как чисто экологическое мероприятие.

GEM — крупнейший в мире переработчик литий-ионных аккумуляторов. Недавно он заключил соглашение о поставке 13 000 тонн кобальта в течение трех лет с горнодобывающей компанией Glencore. «Если вы занимаетесь продажей катодов, вторичный материал имеет ценовое преимущество по сравнению с приобретением первичного материала, но вы можете вторично переработать только то, что доступно», — объясняет Мелин.

Не все батареи равны

После того, как модули были извлечены из аккумуляторных блоков, возникает вопрос, следует ли их измельчить, в результате чего материалы батареи окажутся смешанными, или найти автоматический метод для разборки отдельных элементов. клетки.Существует потенциал для «прямой» утилизации — для помещения восстановленных материалов непосредственно в новые батареи. Это может быть выполнено с некоторым промежуточным омоложением материалов. И действительно, это может иметь больше смысла, чем переработка критических элементов в батареях обратно до их исходных материалов, где теряется значение морфологии катода.

Разработка катода или исходного материала увеличивает материальные затраты и требует значительного количества энергии.Однако возможно восстановить морфологию катода или его исходный состав. Таким образом можно избежать длительных и дорогостоящих этапов очистки. Это имеет смысл, поскольку первичные катодные материалы будут продаваться производителям катодов только для того, чтобы они снова их рекомбинировали. Однако одной из проблем является различный химический состав катодов на рынке.

Сегодня на рынке представлено несколько литий-ионных аккумуляторов, все из которых содержат различные количества ценных материалов, а их катодная морфология не всегда востребована.Аккумулятор Nissan Leaf 2019 года весом 294 кг и катоды из оксида лития-марганца (LMO) / никель-кобальт-марганец (NCM) содержат очень мало лития, а катод LMO — без кобальта. Новая батарея стоит 6500–8500 долларов, из которых только 400 долларов можно получить в виде чистых металлов с катода. Напротив, батарея NCM с таким же весом даст полезные ископаемые стоимостью 4000 долларов.

Существуют различные методы восстановления сырья, недавно изложенные в статье «Утилизация литий-ионных аккумуляторов из электромобилей», опубликованной в журнале Nature. . Ведущим автором статьи был Гэвин Харпер из Бирмингемского университета. Харпер и его команда изложили методы и их эффективность.

Одним из широко распространенных, но довольно простых способов является измельчение аккумуляторов и последующий цикл материала через просеивание и намагничивание, а затем дальнейшее разделение за счет гидрофобности.Это позволяет восстанавливать стальные корпуса и содержащиеся в нем медь и алюминий. В результате получается раствор, богатый литием, а также электроды с покрытием и электродный порошок. Дальнейшее разделение приведет к образованию тонкодисперсного порошка, содержащего оксиды металлов и углерода, который называется «черная масса». Оксиды металлов можно разделить химически, но что усложняет работу, так это полимерные связующие. Они должны растворяться, что может занять несколько часов. Этот процесс в основном используется для восстановления алюминия, стали и электродной фольги, которые в основном состоят из меди.Затем «черная масса», все еще содержащая ценные материалы, часто используется для дорожного покрытия, хотя есть компании, которые восстанавливают ценности и из «черной массы».

Другой вариант — пирометаллургия — довольно дешевый и широко используемый процесс. В пирометаллургии батареи загружаются в печь для сжигания оболочек, связующих и полимеров, которые не представляют ценности в процессе переработки. Оксиды металлов в батарее восстанавливаются до сплава меди, кобальта, железа и никеля. На более позднем этапе этот сплав можно разделить с помощью гидрометаллургических процессов.Литий, алюминий и марганец улавливаются в шлаке, из-за чего извлекать дополнительные материалы крайне неэкономично — опять же, шлак часто используется в дорожном покрытии. Преимущество пирометаллургии заключается в том, что батареи не нужно открывать, что устраняет необходимость в пассивации. Однако качество и количество материала, извлекаемого в пирометаллургическом процессе, далеко от идеала.

Морфология катода

Из двух процессов восстановления катодных материалов гидрометаллургия является гораздо более продвинутой с точки зрения рекуперации материалов, хотя она также значительно дороже и сложнее.Батареи требуют пассивации, что означает, что они должны быть полностью разряжены — обычно в рассоле, содержащем галогениды или щелочные соли, а затем открыты в атмосфере инертного газа, такого как двуокись углерода или аргон, во избежание взрывов. Затем батареи механически разбираются, а части, содержащие драгоценные металлы, погружаются в кислоту. Наиболее распространенный реагент — h3SO4 / h3O для выщелачивания минералов с катодного материала. Кобальт, никель, литий, марганец и другие материалы образуют комбинации оксидов, карбонатов, гидроксидов или сульфатов.

Когда металлы содержатся в выщелачиваемом растворе, изменение его pH позволяет извлекать минералы через несколько реакций осаждения. «Кобальт обычно извлекается в виде сульфата, оксалата, гидроксида или карбоната, а затем литий может быть извлечен посредством реакции осаждения с образованием Li2CO3 или Li3PO4», — пояснили Харпер и его команда. Также можно использовать процесс, в котором электродные материалы измельчают с помощью соединений хлора, чтобы извлечь кобальт, поскольку он дает водорастворимые соли кобальта.Большинство современных процессов направлено на извлечение реагентов, поскольку извлекаемые металлы могут иметь достаточно высокую чистоту для повторного синтеза новых комбинаций катодов или для совершенно новых применений. Такие процессы позволяют восстановить около 70% катодной ценности, в зависимости от содержания в нем кобальта. Если содержание кобальта в химическом составе батареи упадет, это существенно скажется на экономике переработки. По этой же причине почти весь кобальт перерабатывается — около 14 000 тонн в год.

Экономика во многом определяет позицию компаний по переработке аккумуляторов.В настоящее время батареи NCM постепенно завоевывают все большую долю рынка и, как ожидается, заменят более старые химические продукты, такие как оксид лития-кобальта (LCO) или фосфат лития-железа (LFP). Выполнение высочайших стандартов утилизации LFP-аккумуляторов имеет небольшую экономическую ценность просто потому, что это обеспечивает очень низкую стоимость сырья.

Попытка уловить значение морфологии катода также проблематично из-за ограниченного спроса на катоды LFP. Следовательно, большинство операций по переработке связано с производством катодов NCM, и в идеале нужно использовать батареи NCM.Мелин говорит, что из-за очень низкой ценности вторичного использования LFP и отсутствия спроса на его катод батареи с таким химическим составом могут оказаться на свалке. Только в Китае они перерабатываются из-за содержания меди. Высокая стоимость кобальта также привела к разработке новых химических веществ с все меньшим содержанием кобальта. Батареи NCM 111, представленные в 2008 году, содержат 6,5% кобальта, в то время как более новые химические элементы NCM 811 содержат только 1,9% кобальта. Этот постоянно меняющийся ландшафт и тенденция к отказу от использования кобальта и лития являются источником нестабильности рынка среди переработчиков.

Замыкание цикла

Несмотря на проблемы, связанные с изменением химического состава батарей, улучшенные методы переработки могут позволить извлекать материалы в их первоначальном виде. Но этому должна предшествовать новая конструкция батареи, нацеленная на рентабельное восстановление материалов.

«Совершенно очевидно, что нынешняя конструкция элементов делает переработку чрезвычайно сложной, и ни гидро-, ни пирометаллургия в настоящее время не предлагает маршруты, которые ведут к чистым потокам материала, которые можно легко подавать в замкнутую систему для батарей», — говорит команда Harper. отметил.

Регламент также может сыграть роль. Мелин отмечает, что в Европе идет переработка директивы о батареях. По его мнению, новый проект должен отражать различные доступные химические составы и учитывать тот факт, что батареи, скорее всего, будут отправлены в другое место, прежде чем они будут переработаны. Наконец, по его словам, требуется переосмысление, при котором аккумуляторы с истекшим сроком службы рассматриваются не как отходы, а как поток ресурсов.

Запуск автомобильного аккумулятора от внешнего источника | Инструкции и видео | Автоаккумуляторы.com.

Ваша машина не заводится. Что теперь? Может показаться, что ваша батарея разряжена, но если свет и электрические системы все еще работают, вашей батарее может просто потребоваться запуск от внешнего источника. Выполните следующие действия, чтобы зарядить аккумулятор и вернуться в дорогу.

Как запустить автомобильный аккумулятор от внешнего источника

Изучите простые шаги по запуску аккумуляторной батареи автомобиля от внешнего источника.

ШАГ 1: Найдите кабели-перемычки (поводки)

Прочтите и соблюдайте информацию о безопасности и обращении на этом веб-сайте, а также о соединительных кабелях.Вам понадобится набор соединительных кабелей и другой автомобиль с заряженным аккумулятором. Вы можете найти кабели в магазинах автозапчастей, на заправках или практически везде, где вы покупаете автомобильные запчасти.

ШАГ 2: Припаркуйте автомобиль, который необходимо завести от внешнего источника, рядом с автомобилем с исправным аккумулятором.

Припаркуйте автомобиль с исправным аккумулятором рядом с автомобилем с разряженным аккумулятором. Поднимите автомобиль достаточно близко, чтобы кабели легко доходили от аккумулятора одного автомобиля до аккумулятора другого.Выключите оба двигателя и откройте капоты или багажники, в зависимости от того, где в автомобиле расположены аккумуляторные батареи.

ШАГ 3. Найдите красный (положительный) и черный (отрицательный) выводы батареи

Найдите батареи и их клеммы. Каждая батарея имеет две металлические клеммы. Один отмечен положительным (+), другой отрицательным (-). В наборе перемычек также есть положительный и отрицательный кабели. Красный — положительный (+), черный — отрицательный (-).Никогда не подключайте красный кабель к отрицательной клемме аккумуляторной батареи или к автомобилю с разряженной аккумуляторной батареей.

ШАГ 4: Разряженная батарея: Найдите металлическое заземление

Определите металлическое заземление в автомобиле с разряженным аккумулятором. Можно использовать металлический каркас автомобиля.

ШАГ 5: Разряженная батарея: Подсоедините положительный вывод перемычки к положительной клемме

Подсоедините положительный зажим кабеля к положительной (+) клемме разряженной аккумуляторной батареи.

ШАГ 6: Аккумулятор исправен: подключите другой положительный вывод перемычки к положительной клемме

Подсоедините другой положительный зажим кабеля к положительной (+) клемме заряженной аккумуляторной батареи.

ШАГ 7: Аккумулятор исправен: подключите отрицательный вывод перемычки к отрицательному выводу

Подключите зажим отрицательного кабеля к отрицательной (-) клемме заряженной аккумуляторной батареи.

ШАГ 8: Разряженная батарея: Присоедините другой отрицательный вывод перемычки к металлическому заземлению

Подключите другой отрицательный зажим к металлической массе автомобиля с разряженной аккумуляторной батареей.Вы можете использовать блок двигателя или другую металлическую поверхность автомобиля вдали от аккумулятора. Это последнее соединение, которое вам нужно установить.

ШАГ 9: Автомобиль с разряженной батареей: Заведите автомобиль

Заведите автомобиль с заряженным аккумулятором. Подождите одну-две минуты и попробуйте завести машину с разряженным аккумулятором.

Если автомобиль заводится:

Снимите черный отрицательный зажим с земли автомобиля, нуждающегося в прыжке.

Снимите черный отрицательный зажим с вспомогательного автомобиля.

Снимите красный положительный зажим с вспомогательной машины.

Снимите красный положительный зажим с ранее остановленного автомобиля.

Если автомобиль не заводится:

Подождите несколько секунд и повторите шаг 9.

Мы рекомендуем полностью зарядить аккумулятор при первой возможности после запуска от внешнего источника.