Miksi auton akku tuhoutuu tyhjentyessään ?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Olen kuullut ja saanut itsekkin kokea, että auton akku todellakin menettää kapasiteettinsa, jos se pääsee muutamankin kerran tyhjenemään. Mistä tämä johtuu? Enkä tarkoita mitään tyhjän akun jäätymistä ja siitä johtuvaa rikkoutumista vaan ihan normaalia päälle jääneen sähkölaitteen aiheuttamaa tyhjentymistä. Sellaisiakin lyijyakkuja on, jotka kestävät ainakin auton akkua paremmin tyhjentymistä. Miksi auton akku on todellakin vain käynnistysakku joka ei kestä sitä, että se tyhjennetään kokonaan tai edes lähes kokonaan?

Sivut

Kommentit (23)

jepajee
Seuraa 
Viestejä22001
Liittynyt29.12.2009

Ensinnäkään ei ole olemassakaan akkua, joka kestäisi täydellisen tyhjenemisen. Se johtuu akkukemiasta, ei markkinavoimista. (Fiksummat selittää varmasti tarkemmin) Lyijyakkua voi herätellä pulsseilla, jotka hajottavat akkuun muodostuneita kiteitä. Se on kuitenkin suhtkoht vaarallinen operaatio, enkä suosittelisi sitä tehtäväksi ilman jonkinsortin osaamista, jota en usko sinulla olevan.

Vierailija

Lyijyakkuja on ns vapaa-ajan akkuja mökkikäyttöön, jotka kestävät kai paljon paremmin kuin auton akut tyhjentymisen. Lisäksi on varavoima-akkuja ja sähkötrukkien käyttövoima-akkuja, jotka kestävät tätä purkamista ja tyhjentymistä vuosia, siis jopa tuhansia kertoja.

Mutta mitä on tämä "akkkukemia", joka tuhoaa juuri auton käynnistysakun niin helposti ja kai lopullisesti?

ovolo
Seuraa 
Viestejä5370
Liittynyt7.7.2007

Tyhjän akun levyjen pintaan muodostuu lyijysulfaattia, joka estää akun toiminnan. Käynnistysakussa levyjen aktiivinen pinta-ala on suuri, joten sulfatoituminen etenee kai nopeammin.

Joissain erikoisvehkeissä saattaa olla lipeäakku, joka kestää paremmin myös tyhjänä.

ROOSTER
Seuraa 
Viestejä5000
Liittynyt21.6.2009

Miltä tuntuisi akku joka kestää 50-100 vuotta, joka voidaan tyhjentää ja hapottaa uudelleen milloin tahansa, ei sulfatoidu, varastoi sähköä painoonsa nähden 30% enemmän kuin lyijyakku, kestää latauskertoja loputtomasti, ei tarvitse lyijyä vaan rautaa ja lipeää?

Liian hyvä ollakseen totta? Tällainen akku oli käytössä viime vuosisadan alkupuolella (alkaen 1903) sähköautoissa. Samoin kuin sähköauto painettiin pitkäksi aikaa unhoon on lipeäakkukin jäänyt vaille kehittelijää vaikka siinä olisi varmasti kehittämismahdollisuuksia.

Lyijyakusta:Säilytys

Lyijyakut tulee säilyttää aina täyteen varattuina viileässä paikassa. Tyhjäksi puretun akun levyt ovat lyijysulfaattia, joka on hyvä eriste. Normaalisti sulfaatin seassa on johtavia lyijy‑ tai lyijydioksidikiteitä. Pidempään säilytettynä sulfaattikiteet kuitenkin järjestäytyvät isoiksi rakeiksi. Tässä tilanteessa virta ei enää kulkeudu sulfaattiin eikä akku enää ota latausta vastaan (sulfatoituminen). Tyhjä akku voi myös jäätyä pakkasella, koska puretun lyijyakun elektrolyytti on lähes vettä.Wikipedia

Yleinen mielipide on aina väärässä.

V.A.Littaa
Seuraa 
Viestejä873
Liittynyt1.4.2008
xenorex
Mutta mitä on tämä "akkkukemia" --.

Kun olit laittanut "lainausmerkkeihin" sanan akkukemia, niin ajattelin viisastella, jotta tiedäthän että akun toimintaperiaate on kemiallinen. Akkuun ei varastoidu sitä sähköä itsesään, vaan ladattaessa sähköllä akkua sen kemiallista rakennetta muutetaan siten että se tuotaa sähkövirtaa kunnes sen kemiallinen rakenne on taas muuttunut niin paljon että se on "tyhjä".

Googlaamalla löytyi tällainen pruju mikä ainakin näyttää(!?) asialliselta selvitykseltä... http://www.kolumbus.fi/mikko.esala/slaominaisuudet.pdf

Vierailija

Älylatureissa mainostetaan olevan sulfidisoitumista estävä toiminto. Ja muistan nähneeni kytkentäkaavion sulfidikiteiden poistamiseen tarkoitetusta laitteesta. Periaate noissa on että ladataan hieman suurempijännitteisillä pulsseilla ja toivotaan että muuten sähköä johtamaton sulfidikide saataisiin "rikottua" tai sulatettua. Saataahan pulssijännite/virta sulfidia jonkin verran estääkin mutta tuskin jo pilaantuneeseen akkuun tepsii.

Akut on sen verran halpoja että ei kannattane sulfisoitunutta akkua muilla keinoin elvyttää?

Vierailija
Lyde
Älylatureissa mainostetaan olevan sulfidisoitumista estävä toiminto. Ja muistan nähneeni kytkentäkaavion sulfidikiteiden poistamiseen tarkoitetusta laitteesta.




Eli onko kyse sulfaatista vai sulfidista ? Englannin kielinen vikipedian artikkeli lyijyakusta on laajempi kuin suomenkielinen ja siellä puhutaan sulfatoitumisesta eli lyijysulfaatin kertymisestä akun levyille. Jos näin, niin merkillinen aine. Kuuluu akun toimintaan mutta myrkyttää sen vähitellen.

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

Menetin käyttämättöman akun juuri. Eli auto varastoituna vuoden verran. Joku kellon virta ja itsepurkaus tekivät tempun.

Akku ei ota minkäänlaista varausvirtaa. Täysi eriste se. Lieneekö vesi puhdasta tislattua vettä sulfatoitumisen seurauksena?

Mikä temppu on muuten se, että pestään hapot pois lyijyakusta ja korvataan vahvalla alunaliuoksella happo? Katsoin jonkun tuubivideon. En tiedä mistä sen löysin enkä löydä enää.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

kfa
Seuraa 
Viestejä2516
Liittynyt13.3.2008
ROOSTER
Miltä tuntuisi akku joka kestää 50-100 vuotta, joka voidaan tyhjentää ja hapottaa uudelleen milloin tahansa, ei sulfatoidu, varastoi sähköä painoonsa nähden 30% enemmän kuin lyijyakku, kestää latauskertoja loputtomasti, ei tarvitse lyijyä vaan rautaa ja lipeää?

Liian hyvä ollakseen totta? Tällainen akku oli käytössä viime vuosisadan alkupuolella (alkaen 1903) sähköautoissa. Samoin kuin sähköauto painettiin pitkäksi aikaa unhoon on lipeäakkukin jäänyt vaille kehittelijää vaikka siinä olisi varmasti kehittämismahdollisuuksia.




Nikkelirauta-akusta (NiFe) oli keskustelua jo aiemminkin:

tekniikka-ja-energia-f1/lipeaakku-t40658.html
tekniikka-ja-energia-f1/akku-joka-oli-liian-hyva-t49663.html

Jos NiFe - akku olisi autokäytössä lyijyakkua parempi niin silloin sitä käytettäisiin. Kyseisiä akkuja on käytetty niin kauan, että useimpien parannustenkin patentit ovat rauenneet jo kymmeniä vuosia sitten. Salaliittoa tämän taustalta on turha etsiä, sillä jos tätä kautta olisi saavutettavissa kilpailuetua niin kilpailuetu olisi jo aikaa sitten otettu käyttöön.

Lyijyakkua pienempi kennojännite tarkoittaa käytännössä kennojen lukumäärän kasvattamista kuudesta kymmeneen 12 V järjestelmässä. Yksittäisen kennon vaurioitumisesta aiheutuva vikatilanne muuttuu tällöin todennäköisemmäksi. Jos akulle halutaan saavuttaa esimerkiksi 94 % toimintavarmuus niin kuuden kennon akun yksittäisen kennon tulee toimia 99 % varmuudella (vikaantumistodennäk. 0.01) ja kymmenen kennon akun yksittäisen kennon vastaavasti 99.4 % (vikaantumistodennäk. 0.006). Luotettavuusvaatimus yksittäiselle kennolle on siis selvästi tiukempi kuin lyijyakussa.

Pienempi tehotiheys tarkoittaa käynnistystilanteessa sitä, että NiFe - akun on oltava lyijyakkua suurempi saman käynnistysvarmuuden saavuttamiseksi, vaikka energiatiheys olisikin sama.

Tässä esimerkki eräästä aurinkosähköjärjestelmään tarkoitetusta NiFe - kennosta:

http://microsec.net/Solar%20Nickel%20Iron%20battery.pdf

Auton lyijyakussa on kuusi 2 V, 60 Ah kennoa ja painoa noin 15 kg. Tämän mallin 1.2 V kennot näyttävät painavan noin 4 kg per 60 Ah ja auton akkuun niitä tarvittaisiin 10 kpl. Yhteensä siis 40 kg.

Mainitun NiFe - kennon oikosulkuvirta on 10 x kapasiteetti ampeeritunteina eli 12 V 60 Ah akulla 600 A ja siitä laskettu sisäinen vastus 0.02 ohmia. Samankapasiteettisen lyijyakun (paino 15 kg) oikosulkuvirta on reilusti yli kaksinkertainen. Autokäytössä käynnistystilanteessa luotettavuudella ja oikosulkuvirralla on erittäin suuri merkitys.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

ROOSTER
Seuraa 
Viestejä5000
Liittynyt21.6.2009
kfa
ROOSTER
Miltä tuntuisi akku joka kestää 50-100 vuotta, joka voidaan tyhjentää ja hapottaa uudelleen milloin tahansa, ei sulfatoidu, varastoi sähköä painoonsa nähden 30% enemmän kuin lyijyakku, kestää latauskertoja loputtomasti, ei tarvitse lyijyä vaan rautaa ja lipeää?

Liian hyvä ollakseen totta? Tällainen akku oli käytössä viime vuosisadan alkupuolella (alkaen 1903) sähköautoissa. Samoin kuin sähköauto painettiin pitkäksi aikaa unhoon on lipeäakkukin jäänyt vaille kehittelijää vaikka siinä olisi varmasti kehittämismahdollisuuksia.




Nikkelirauta-akusta (NiFe) oli keskustelua jo aiemminkin:

tekniikka-ja-energia-f1/lipeaakku-t40658.html
tekniikka-ja-energia-f1/akku-joka-oli-liian-hyva-t49663.html

Jos NiFe - akku olisi autokäytössä lyijyakkua parempi niin silloin sitä käytettäisiin. Kyseisiä akkuja on käytetty niin kauan, että useimpien parannustenkin patentit ovat rauenneet jo kymmeniä vuosia sitten. Salaliittoa tämän taustalta on turha etsiä, sillä jos tätä kautta olisi saavutettavissa kilpailuetua niin kilpailuetu olisi jo aikaa sitten otettu käyttöön.

Lyijyakkua pienempi kennojännite tarkoittaa käytännössä kennojen lukumäärän kasvattamista kuudesta kymmeneen 12 V järjestelmässä. Yksittäisen kennon vaurioitumisesta aiheutuva vikatilanne muuttuu tällöin todennäköisemmäksi. Jos akulle halutaan saavuttaa esimerkiksi 94 % toimintavarmuus niin kuuden kennon akun yksittäisen kennon tulee toimia 99 % varmuudella (vikaantumistodennäk. 0.01) ja kymmenen kennon akun yksittäisen kennon vastaavasti 99.4 % (vikaantumistodennäk. 0.006). Luotettavuusvaatimus yksittäiselle kennolle on siis selvästi tiukempi kuin lyijyakussa.

Pienempi tehotiheys tarkoittaa käynnistystilanteessa sitä, että NiFe - akun on oltava lyijyakkua suurempi saman käynnistysvarmuuden saavuttamiseksi, vaikka energiatiheys olisikin sama.

Tässä esimerkki eräästä aurinkosähköjärjestelmään tarkoitetusta NiFe - kennosta:

http://microsec.net/Solar%20Nickel%20Iron%20battery.pdf

Auton lyijyakussa on kuusi 2 V, 60 Ah kennoa ja painoa noin 15 kg. Tämän mallin 1.2 V kennot näyttävät painavan noin 4 kg per 60 Ah ja auton akkuun niitä tarvittaisiin 10 kpl. Yhteensä siis 40 kg.

Mainitun NiFe - kennon oikosulkuvirta on 10 x kapasiteetti ampeeritunteina eli 12 V 60 Ah akulla 600 A ja siitä laskettu sisäinen vastus 0.02 ohmia. Samankapasiteettisen lyijyakun (paino 15 kg) oikosulkuvirta on reilusti yli kaksinkertainen. Autokäytössä käynnistystilanteessa luotettavuudella ja oikosulkuvirralla on erittäin suuri merkitys.




Kaikki akkutyypit eivät sovi tietenkään kaikkiin käyttötarkoituksiin yhtä hyvin. Lipeäakun käyttö olisi ehkä järkevää suuren mittakaavan lyhytaikaisessa varastoinnissa nykyelektroniikalla ryyditettynä.

Yleensä suuria määriä jotain tuotettaessa hinta lähenee raaka-aineitten kustannusta, lipeäakussa nämä olisivat tosi pienet.
Siis tallennettu kWh tulisi edulliseksi, kun otetaan vielä huomioon käyttöikä, ainakin 50 - 100 vuotta.

Tässä aiempaa pohdintaa:

Kyselin myös joskus tietoja lipeäakuista, tässä ketjussa tekniikka-ja-energia-f1/lipeaakku-t40658.html - kovin oli saanto niukkaa, täälläkin oli asiasta puhetta: tekniikka-ja-energia-f1/miksi-auton-akku-tuhoutuu-tyhjentyessaan-t48922.html

Lipeäakku on erilainen. Se ei sovi kaikkiin käyttötarkoituksiin, kuten ei lyijy- tai mikään muukaan akku.

Nykytekniikalla sen jännitteenvaihtelu kuormitettaessa on useissa sovellutuksissa vähäinen ongelma, esim taajuusmuuttajalla saadaan tasainen vaihtojännite ulos lähes riippumatta virtalähteen jännitteestä, kunhan se vain on riittävä.

Kiinalaiset kauppaavat verkossa lipeäakkujaan uskomattoman kovaan hintaan. Syynä ei varmaankaan ole tarvittavan lipeän, raudan tai nikkelin kova hinta, vaan ostava kohderyhmä - armeijat eri puolilla mailmaa. Kun ukrainalaiset taisivat lopettaa kyseisten akkujen valmistuksen jäi kiinalaisille vissiin monopoli.

Kaipaisin selkeää ohjetta miten valmistaa kyseisenkaltainen akku. Joku kemisti voisi piruuttaan postata tarvittavat ainemäärät ja liuoksen seosvahvuuden%, lipeää saanee apteekista..

Kestäisiköhän muovikanisteri astiana?

post1507820.html#p1507820

Yleinen mielipide on aina väärässä.

kfa
Seuraa 
Viestejä2516
Liittynyt13.3.2008
ROOSTER
Kaikki akkutyypit eivät sovi tietenkään kaikkiin käyttötarkoituksiin yhtä hyvin. Lipeäakun käyttö olisi ehkä järkevää suuren mittakaavan lyhytaikaisessa varastoinnissa nykyelektroniikalla ryyditettynä.

Yleensä suuria määriä jotain tuotettaessa hinta lähenee raaka-aineitten kustannusta, lipeäakussa nämä olisivat tosi pienet.
Siis tallennettu kWh tulisi edulliseksi, kun otetaan vielä huomioon käyttöikä, ainakin 50 - 100 vuotta.


Tuo akkukemian määräämä käyttöikä pätee vain ideaalisissa olosuhteissa. Autoissa mekaanisen tärinän aiheuttama rasitus ja käynnistysmoottorin säännöllisesti rempaisema suuri virtapiikki ovat merkittäviä ikää rajoittavia tekijöitä. Jos NiFe olisi autokäytössä edullisempi ja luotettavampi kuin lyijyakku niin sitä käytettäisiin jo. Lipeäakulla ei näytä raaka-aineiden halpuudesta huolimatta olevan sijaa myöskään sähköautokäyttöön, jossa se häviää energiatiheydeltään massaa ja tilavuutta kohti muille kilpailijoille.

NiFe:llä on omat sovellutuksensa mutta ainakaan tällä hetkellä autokäyttö ei ole sellainen. Kehitystyötä tehdään lipeäakkujen parissa edelleen ja suuriakin parannuksia saattaa olla tulossa. Esimerkiksi tämä versio on edelleen hyvin herkkä mekaanisille vaurioille:

http://www.zdnet.com/graphene-gives-boo ... 010026490/

Pitkästä käyttöiästä on eniten hyötyä sellaisissa sovelluksissa, joissa laitetta ympäröivä elektroniikka ja mekaniikka ei hajoa tai vanhene akun ympäriltä pois lyhyessä ajassa. Nykyisen autojen ja elektroniikan käyttöikä ei todellakaan ole 50 - 100 vuotta.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

/dev/null
Seuraa 
Viestejä82
Liittynyt30.7.2013

Miksei koko lyijymötikkää voisi korvata kondensaattorilla? Siis yksityishenkilöiden kokeiluja on, mutta miksei jo kaupallisessa käytössä? Tuossa on ainakin yksi varsin hauska video: http://www.youtube.com/watch?v=z3x_kYq3mHM

Edit: No, kfa tuossa toikin energiatiheyden esiin. Tuossa se syy varmaankin on, mutta miksi ihmeessä pitää rasittaa startissa akkua? Miksei kondensaattoria? Käynnistyskondensaattorin ja vaikka sitten ampeeritunneiltaan huomattavasti pienemmän NiFe:n yhdistelmä voisi hyvinkin toimia. Olisi koko auton eliniän kestävä yhdistelmä.

kfa
Seuraa 
Viestejä2516
Liittynyt13.3.2008
/dev/null
Miksei koko lyijymötikkää voisi korvata kondensaattorilla? Siis yksityishenkilöiden kokeiluja on, mutta miksei jo kaupallisessa käytössä? Tuossa on ainakin yksi varsin hauska video: http://www.youtube.com/watch?v=z3x_kYq3mHM

Edit: No, kfa tuossa toikin energiatiheyden esiin. Tuossa se syy varmaankin on, mutta miksi ihmeessä pitää rasittaa startissa akkua? Miksei kondensaattoria? Käynnistyskondensaattorin ja vaikka sitten ampeeritunneiltaan huomattavasti pienemmän NiFe:n yhdistelmä voisi hyvinkin toimia. Olisi koko auton eliniän kestävä yhdistelmä.




Talviaikaan käynnistysmoottori voi ottaa virtaa luokkaa 500 A eli puhutaan luokkaa 5 kW sähkötehosta parin sekunnin ajan. Laskepa minkä kokoinen kondensaattori tarvitaan, jotta a ) saat siihen varastoitua 10 kJ energiaa ja b) saat tuon energian ulos kondensaattorista kahdessa sekunnissa. Kokeile etsiä tarkoitukseen soveltuvia komponentteja elektroniikkavalmistajien sivuilta.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat