Какие батареи лучше алюминиевые или стальные: стальные или алюминиевые? Какие лучше выбрать в свой дом?

Стальной или алюминиевый радиатор, какой лучше?

Еще лет пятнадцать назад покупка радиатора не представляла собой проблему, так как вариантов было не много, в связи с отсутствием альтернативы чугунным батареям, которыми отапливалось каждое жилое и нежилое помещение. Но сегодня, с появлением огромного ассортимента отопительных элементов, ситуация кардинально поменялась и перед человеком стала дилемма: какой радиатор лучший?

Больше всего противоречий разгорелось между поклонниками стальных и алюминиевых радиаторов – самых популярных, часто устанавливаемых. Чтобы окончательно разобраться в данном вопросе, выделим положительные свойства и отрицательные моменты в работе каждого из видов.

Преимущества алюминиевых радиаторов:

 

• Алюминий один из немногих материалов, который отличается высоким уровнем теплопроводности. Что прямо пропорционально показатель теплоотдачи.
• Для них характерна низкая инертность, то есть способность сопротивления изменению температуры. Другими словами, отопительный прибор моментально реагирует на изменение температуры обогреваемого помещения, что приводит к экономии ресурсов, необходимых для функционирования радиатора. Например, в дневное время суток, радиатор меньше будет выдавать тепла, потому что солнечная энергия также нагревает помещение, а в ночное время суток – наоборот, больше отдавать тепло.
• Если говорить о способности выдерживать высокое давление, то у алюминиевых изделий просто нет конкурентов. Различные модели могут исправно функционировать при давлении от 6 амп до 20 амп. При этом некоторые модели итальянского производства имеют показатель давления на разрыв 50 амп. Именно поэтому они идеально подходят для отопления квартир в многоэтажных домах, для которых характерны скачки давления в системе отопления.
• Благодаря продуманной конструкции радиатора для его эффективной работы необходимо минимум теплоносителя, то есть горячей воды, а именно 0,37 л на одну секцию. Что говорит об экономности потребления ресурсов.

 

К существенным недостаткам данных радиаторов относится относительно высокая чувствительность к качеству теплоносителя. Если вода в системе отопления довольно жесткая, с примесями твердых частиц, разрушается внутренний защитный слой, что в итоге приводит к коррозии отопительного прибора.

Преимущества стальных радиаторов отопления:

 

• Благодаря прочности стали, таки радиаторы имеют довольно большой срок эксплуатации. Многие производители дают гарантию исправной работы до 10 лет.
• Достаточный уровень теплоотдачи, приближенный к алюминиевым радиаторам.
• Возможность регулирования уровня температуры с помощью специального термостата.
• Стальные радиаторы эффективно работают при различной температуре теплоносителя, от 50 до 110 градусов. Используя низкие температуры теплоносителя можно существенно экономить.
• Благодаря обычной форме радиаторы очень удобны в уходе, убрать пыль с их поверхности совершенно не составит труда.

 

К главному недостатку стальных радиаторов относят неспособность работать при резких перепадах давления, а также большая вероятность коррозии устройства после опорожнения системы.

Анализируя все плюсы и минусы двух видов радиаторов, можно прийти к главному выводу: алюминиевые радиаторы являются лучшим вариантом для отопления квартир в многоэтажных домах, так как способны работать при перепадах давления, быстро реагируют на изменение температуры воздуха. Извесными мировыми бредами алюминиевых радиатров являются: радиаторы Global, радиаторы Fondital, Nova Florida.

Для отопления коттеджей, частных домой лучший вариант – стальные радиаторы, потому что, во-первых, они лучше работают в закрытых системах отопления, во-вторых, способны эффективно функционировать при низкой температуре теплоносителя, что особо выгодно для потребителя. Извесными мировыми бредами стальных радиаторов являются такие торговые марки: Kermi, Purmo, Korado, Vogel&Noot.

Часто задаваемые вопросы:

Клиент: У меня стальная батарея установлена, но она плохо греет. Если я ее поменяю на алюминиевую батарею таких же размеров, будет в комнате теплее? У меня автономное отопление, от котла.

Тех. специалист: Нет, это вам не поможет, хоть идентичная по размерам алюминиевая батарея и будет греть на 10-15% лучше, так как алюминий более эффективен, но ситуацию не спасет. Скорее всего у вас в радиатор подается низкой температуры теплоноситель от котла, в первую очередб вам необходимо перепроверить его. Перепроверить какая температура заходит в радиатор, и только потом принимать дальнейшие решения.

Какие радиаторы лучше для частного дома

У локальная система отопления частного дома много преимуществ, в числе которых полный контроль и возможность самоличного монтажа всей цепочки. Какой именно тип радиаторов лучше, стоит выбирать, основываясь на их преимуществах и недостатках.

Виды радиаторов для систем отопления дома:

• чугунные;
• стальные панельные;
• биметаллические;
• алюминиевые секционные;
• вакуумные.

Алюминиевые

Различаются большим разнообразием мощности и размеров. Более распространенные виды отопителей из алюминия имеют размеры от 35 до 50 см в высоту. Длина зависит от количества секций. В большинстве случаев эти радиаторы продаются в заводских упаковках со стандартным набором секций, но также есть изготовители, продающие алюминиевые батареи поштучно – секционно. Заводской вариант имеет более прочную скрутку секций.

Преимущества алюминиевых радиаторов в схеме отопления дома:

• легкий металл, который отлично поддается формовке;
• простота конструкции, ее легкий вес, позволяют легко производить монтаж и сборку секций своими руками;
• благодаря современному виду подойдут для любого интерьера;
• алюминиевые батареи легки в эксплуатации, неприхотливы в уходе;
• не требуют периодической покраски, не облущиваются;
• имеют высокие термостойкие характеристики;
• конструкция секций рассчитана на быстрый обогрев помещения;
• возможна комплектация термостойкими головками для регулировки подачи тепла.

Недостатки:

• очень чувствительны к параметрам циркулируемой жидкости, в случае несоблюдения оптимального уровня кислотности воды, могут быстро разрушиться;
• быстро разогреваются, но также быстро остывают;
• при резкой подаче тепла, из-за направления теплоотдачи вверх могут вызвать резкий контраст температур в помещении: внизу холодно, вверху тепло.

Отопители из алюминия доступны в цене. При соблюдении простейших правил эксплуатации смогут прослужить долго. Благодаря секционной конструкции они максимально подстраиваются под место монтажа и могут содержать максимальное количество нагревательных элементов для самого эффективного обогрева помещения.

При самоличной сборке секций алюминиевых радиаторов часто случаются течи. Поэтому стоит проверять каждый отопитель перед монтажом.

Панельные стальные

Самый бюджетный вид отопителей имеет высокие характеристики теплоотдачи, компактный размер и украсят любой интерьер. Виды различаются по типам подключения, но сам радиатор цельный и не делится на секции, как алюминиевый. Панельный тип более узкий, чем секционный. Такая конструкция лучше для частных домов с большими окнами, так как благодаря своему строению, панельные стальные отопители могут перебивать сквозняк или холод из большого окна.

Преимущества стальных панельных батарей:

• низкая цена;
• небольшой вес и компактные размеры;
• долгий строк эксплуатации;
• хороший коэффициент КПД.

Недостатки стальных панельных батарей:

• не слишком гармоничный внешний вид, который может выбиваться из дизайнерского исполнения интерьера;
• нужно промывать раз в три года, чтобы не допускать закупорку;
• необходимость постоянного наполнения  не исключает появление ржавчины, что повлечет за собой быстрый износ изделия.

Общие факторы

Технические параметры любого вида радиаторов должны соответствовать конкретной системе отопления, в которой будут использоваться: насколько допустима температура теплоносителя, его данные и состав. Теплоотдача и инертность должны тоже соответствовать показателям выбранной системы отопления.

Нюансы подбора радиаторов зависят от того, к какой системе отопления они будут подключены: открытой или закрытой. Если радиатор не будет соответствовать характеристикам системы, возможен очень быстрый износ.

На первом плане при выборе радиатора всегда должны стоять технические и эксплуатационные характеристики прибора.

Очень важный параметр при выборе батареи – теплоотдача. Она влияет на эффективность нагрева воздуха в помещении и зависит от материала, из которого изготовлена батарея.

В этом вопросе алюминиевые батареи от стальных мало чем отличаются. Так как оба материала имеют большую теплоотдачу, еще и конструкция у современных батарей рассчитана на то, чтобы ее максимизировать. Но у стали все же теплоотдача немного уступает алюминию.

 

Стальной или алюминиевый радиатор, какой лучше

асто к нам приходят клиенты, которые решили обновить старые чугунные радиаторы или строят себе частный дом и спрашивают, какие лучше купить радиаторы отопления, стальные или алюминиевые радиаторы. Для того чтобы правильно ответить на этот вопрос необходимо уточнить пару вопросов:

1. Батареи выбираются для частного дома или квартиры в много этажном доме?
2. Централизованное или автономное отопление?

Рекомендуемые батареи для частного дома

Если вы выбираете батареи для автономного отопления или в частный дом, где по умолчанию автономное отопление, тогда мы рекомендуем стальные панельные радиаторы. По нескольким причинам:

Меньший расход теплоносителя — тоесть для того чтобы получить определенное кол-во Ват, необходимо меньше нагреть воды, в отличии от алюминиевых радиаторов.

Совместимость с котлом у которого медный теплообменник — Монтажники не рекомендуют ставить совместно котел с медным теплообменником и алюминиевые радиаторы. Так как образуется гальвоническая пара, которая под действием времени разъедает алюминий в батареях и сокращает их срок эксплуатации.

Но в противовес этой теории, другая половина строителей говорит что это не актуально, так как между теплообменником и радиаторами не маленькое расстояние, которое соединено трубами (металлопластик, полипропилен и др.), что обезопасивает одно от другого.

Рекомендуемые батареи для многоэтажного дома

Если вы выбираете батареи к себе в квартиру в многоэтажном доме, тогда мы рекомендуем алюминиевые или биметаллические радиаторы. Алюминиевые радиаторы имеют большее рабочее давление 16 Бар, в отличии от стального 9 Бар. Учитывая что наши системы не всегда стабильны в централизованном отоплении и могут быть скачки давления, то алюминиевые радиаторы отопления в самы раз подойдут.

С другой стороны в новостройках по умолчанию устанавливают стальные батареи. Как нам объяснили строители, в новых домах установлено более современное оборудование по балансировке системы отопления и подачи воды, в том числе система защищена от перепадов давления, редукторами. Чего нет в старых домах.

Какие радиаторы лучше: алюминиевые или стальные

Многие потребители, которые устали от громоздких чугунных батарей или не готовы переплачивать за биметаллические, выбирают алюминиевые или стальные радиаторы. Какие из них лучше – это достаточно непростой вопрос, ответить на который можно, исходя из конкретных условий эксплуатации.

Особенности стальных радиаторов

Популярней всего стальные батареи из стали панельного или секционного типа. Первый вид представляет собой одну или несколько приваренных друг к другу панелей. Иногда к ним прикрепляются более тонкие стальные ребра для усиления теплоотдачи. Секционные создаются методом точечной сварки и являются более надежными и долговечными.

Имеются также трубчатые изделия, которые можно удачно вписать в продуманный интерьер, но их недостатком является малая толщина стенок. Все эти виды обладают следующими достоинствами:

• демократичная цена;
• способность выдерживать давление 6-9 атмосфер;
• хорошее сопротивление коррозии при контакте с агрессивным теплоносителем в ЦО;
• небольшой вес.

Однако, при сравнении с алюминиевой батареей стальная проигрывает ей по показателям теплоотдачи. Всего 150 Вт мощности на секцию. Если оставить стальной радиатор без жидкости внутри, его довольно быстро уничтожит ржавчина. Таким изделиям требуется регулярная профилактика – они нуждаются в промывании раз в пару лет. Особенностью стальных радиаторов является также низкая инерционность.

Для каких домов лучше подходят алюминиевые радиаторы?

Любители более современного дизайна при невысокой стоимости обычно выбирают алюминиевые радиаторы. По показателям теплоотдачи у них фактически нет равных на рынке – порядка 200 Вт на секцию. Они легки и просто монтируются. Существенный недостаток таких изделий – плохое сопротивление коррозии. Теплоноситель с высокими показателями кислотности и включением абразивных частиц, циркулирующий в центральной системе отопления, способен быстро погубить алюминиевый радиатор. Современные изделия покрывают изнутри специальными антикоррозийными полимерами, но все же не рекомендуется устанавливать их в многоэтажных домах.

При этом жители частных домов могут в полной мере насладиться плюсами радиаторов из алюминия – это рабочее давление 6-25 бар и способность выдерживать температуру теплоносителя 130 С.

Интернет-магазин отопительной техники Теплозон может предложить своим клиентам большой выбор алюминиевых и стальных радиаторов любой конфигурации в широком ценовом диапазоне. Мы поможем пересчитать необходимое количество секций, какой бы радиатор не был у вас установлен ранее. Все изделия, которые вы можете купить на нашем сайте, отличаются высоким качеством и сертифицированы.

Смотрите также:

Как выбрать алюминиевый радиатор отопления

Какие радиаторы лучше: алюминиевые или биметаллические?

Какие радиаторы лучше: медные или алюминиевые?

Чем согреться? Как отличить радиатор от батареи, а чугун от алюминия

Спойлер: если вы живете в многоквартирном доме, то лучший вариант для вас — биметаллический радиатор. А вот жителям частных домов есть где разгуляться.

В быту батарея и радиатор — синонимы. Разница между ними в том, что батарея обязательно состоит из нескольких однотипных элементов, секций. А радиатором можно назвать любой прибор, который рассеивает тепло в воздухе, как цельный, так и составной. Так что батарея — это один из видов радиатора.

Алюминиевые, стальные, чугунные?

Мы привыкли считать, что существуют три вида батарей. Чугунные «гармошки». «Прямоугольники» с металлическими пластинами внизу, такие обычно можно найти в многоквартирных домах 1980-х годов постройки. И «гармошки» новые , которые встретишь сегодня, пожалуй, в любой новостройке.

Но на самом деле видов радиаторов куда больше.

Пример радиатора, который в детстве был в квартире у многих
Скачать

Стальные радиаторы

Стальные радиаторы могут быть панельными и трубчатыми. Внутри у них находится несколько стальных нагревательных панелей, их может быть от 10 до 33.

Плюсы и минусы стальных радиаторов. Фото взяты из интернета
Скачать

Панельные радиаторы — один из наиболее бюджетных вариантов для частного дома, поэтому они и самые распространённые. Производят такие нагреватели в основном европейские страны: Германия, Чехия, Италия и Финляндия.

Стальные радиаторы бывают еще и трубчатыми. Это конструкция из стальных труб, по которым идет горячая вода. Производство таких приборов дороже, соответственно, и цена выше. Выпускают стальные радиаторы Германия и Италия. Некоторые обогревательные приборы производят и в России.

Алюминиевые радиаторы

Радиаторы, которые делают из алюминия, бывают литьевые (литые) и экструзионные. Внешне они очень похожи, но все-таки экструзионный алюминиевый радиатор отличается более широкими панелям.

Плюсы и минусы алюминиевых радиаторов. Фото взяты из интернета
Скачать

Литьевые или литые обогреватели отливают под давлением, они отличаются широкими каналами для горячей воды и прочными толстыми стенками. В его конструкцию можно как добавлять секции, так и убирать. Экструзионные радиаторы дешевле за счет более легкого производства. Однако в уже готовый радиатор нельзя ни добавить секций, ни убрать их.

И тот, и другой радиаторы не слишком хорошо подходят для централизованной системы отопления, причина в слишком сильном давлении на радиаторы и их высокой предрасположенности к коррозии. Поэтому алюминиевые обогреватели лучше всего подходят для частных домов и коттеджей.

Чугунные радиаторы

Самый старый вид радиаторов. Таких долгожителей сейчас можно встретить в муниципальных учреждениях и некоторых домах старой постройки. Чугун — один из самых комфортных материалов для батарей. Греются такие радиаторы долго, зато долго сохраняют тепло и все невзгоды центрального отопления выдерживают запросто.

Плюсы и минусы чугунных радиаторов. Фото взяты из интернета
Скачать

Их производят в основном на Украине, в России и Белоруссии. Европейские модели обойдутся в разы дороже, но будут выглядеть куда изящнее.

Биметаллические радиаторы

Это самый распространенный на сегодняшний день тип радиаторов. И самый подходящий для многоквартирных домов. Биметаллические модели совмещают в себе преимущества алюминиевых и стальных радиаторов. Такие радиаторы можно монтировать в любых условиях, они отличаются простотой установки и вполне демократичной ценой.

Плюсы и минусы биметаллических радиаторов. Фото взяты из интернета
Скачать

Несмотря на внешнюю схожесть с алюминиевыми радиаторами, в биметаллических моделях есть горизонтальные и вертикальные стальные трубы. Так что эти радиаторы взяли лучшие качества двух металлов: алюминий быстро нагревается и хорошо проводит тепло, а сталь долго сохраняет тепло. Биметаллические радиаторы также выдерживают высокое давление и мощные гидроудары.

Вывод

Для частных домов с котельным и печным отоплением подходят практически все виды радиаторов. Выбор зависит только от легкости, теплопроводности и, конечно, цены, а это уже индивидуально для каждого дома и семьи.

А вот в систему центрального отопления подобрать можно только два типа радиаторов: чугунные и биметаллические.

Авторский вариант реставрированного чугунного радиатора
Скачать

Чугунные радиаторы сейчас редко встретишь в новых квартирах, невзирая на их антикоррозийные и теплопроводящие характеристики. Зато биметаллические радиаторы сейчас устанавливают во всех новых домах. Они соединили лучшие качества и чугунных, и алюминиевых радиаторов и отлично справляются со своей функцией как в частных, так и в многоквартирных домах, вынося перепады температуры и давления. Дальше — дело только вкуса и кошелька.

Разница между радиаторами алюминиевыми и стальными

Какие батареи лучше, алюминиевые или стальные? Пожалуй, сколько людей столько же и мнений. Причем, хвалят те приборы, которые стоят у себя в квартире. Попытаемся рассказать о различиях между стальными и алюминиевыми радиаторами.

1. Стоимость радиаторов — как правило, это зачастую один из самых главных критериев, которыми руководствуются при выборе. Стальные радиаторы это одни из самых дешевых теплообменных аппаратов, чего нельзя сказать об алюминии.

2. Коррозионная устойчивость — сталь имеет свойство ржаветь, поэтому к качеству сетевой воды нужно предъявлять особые требования. Кроме того отопительную систему нельзя оставлять сухой, так как разрушение железа начинается при одновременном воздействии влаги и кислорода воздуха.

3. Максимальное допустимое давление — сталь один из самых прочных материалов, хотя при современных технологиях изготовления на алюминиевые радиаторы практически тоже не налагают ограничения.

4. Теплоотдача — здесь сталь несколько уступает более легкому металлу, но это практически не влияет на общее КПД системы.

5. Абразивный износ — в теплоносителе всегда находятся различные твердые частицы, которые при его движении приводят к истиранию внутренних поверхностей радиаторов. Приборы из относительно более мягкого алюминия ему более подвержены, чем изготовленные из стали и поэтому требуют исправно функционирующих фильтров и грязевиков в системе отопления.

6. Масса — естественно, что у алюминиевых радиаторов она минимальна, что упрощает и облегчает их монтаж.

Но у алюминиевых радиаторов есть еще один недостаток: при повышенной щелочности сетевой воды или другого теплоносителя металл вступает в химическую реакцию (сам по себе алюминий довольно активен, его высокую коррозионную стойкость обуславливает легко образующаяся на поверхности пленка оксида). В результате выделяется водород, который может значительно повысить давление и разорвать приборы.

НО это скорее гипотетическая опасность, так как лишние газы уходят через неплотности в системе и развоздушивающие устройства, да и давление чаще поднимается по абсолютно другим причинам. Кроме того, любое отопление включает в себя предохранительные клапана, сбрасывающие излишнее давление.

Стоит также отметить, что существуют биметаллические радиаторы, обладающие достоинствами как стальных, так и алюминиевых приборов и лишенные их недостатков.

Про выбор и отличия инструментов читайте в разделе частых вопросов про инструменты.

Какие радиаторы лучше

Когда возникает вопрос о выборе нового радиатора отопления для установки в квартире или загородном доме, необходимо рассмотреть все возможные варианты, чтобы выяснить преимущества и недостатки каждого из них и выбрать самый лучший вариант.

Виды радиаторов

В этой статье мы рассмотрим пять возможных вариантов выбора новой батареи:

1. чугунный радиатор,
2. стальной,
3. алюминиевый,
4. биметаллический,
5. алюминиевый радиатор со специальным покрытием.

Чугунные радиаторы

Преимущества и недостатки обычного чугунного радиатора известны практически каждому. Среди достоинств можно указать на

• очень длительный срок службы (может эксплуатироваться десятками лет),
• высокую антикоррозийную устойчивость,
• низкую стоимость.

Впрочем, недостатки тоже довольно очевидны:

• большой вес, и как следствие, трудоемкость монтажа,
• более низкая по сравнению с другими типами радиаторов теплоотдача,
• устаревший дизайн (за исключением современных чугунных дизайн-радиаторов, которые стоят совсем других денег и относятся скорее к топовому сегменту рынка радиаторов отопления).

По совокупности этих причин чугунные радиаторы на сегодняшний день довольно широко используются в типовом строительстве жилых домов эконом-класса и практически не продаются в сетях розничной торговли.

Стальные радиаторы

Современные стальные радиаторы широко представлены на рынке отопительного оборудования. Среди преимуществ данного типа батарей можно указать на более высокую по сравнению с чугунными радиаторами теплоотдачу, широкий ассортимент стальных радиаторов по высоте, длине, глубине, что позволяет их устанавливать практически в любом помещении, более легкий вес и удобство монтажа.

К недостаткам можно отнести более низкие по сравнению с алюминиевыми и биметаллическими радиаторами технические характеристики (по теплоотдаче и рабочему давлению), а также подверженность коррозии, что со временем ведет к образованию шламов, которые накапливаясь на внутренней поверхности радиатора, закупоривают радиаторы и соединяющие их трубопроводы. Как следствие, возникает частичная или полная потеря тепловой мощности нагревательных приборов. Помимо этого, стальные радиаторы относятся к классу панельных радиаторов (а не секционных, как чугунные, алюминиевые и биметаллические), т. е. их длину невозможно изменить, поскольку каждый стальной радиатор представляет собой тепловую панель определенных габаритов.

Алюминиевые радиаторы

Алюминиевые секционные радиаторы (батареи) на сегодняшний день являются самым востребованным типом водяного прибора отопления. Они отличаются целым рядом преимуществ: высокими показателями теплоотдачи и рабочего давления, небольшим весом, современным привлекательным дизайном, легкостью монтажа, долговечностью. Алюминиевые радиаторы практически не подвержены коррозии.

Среди недостатков данного типа оборудования можно указать лишь на их более высокую стоимость по сравнению с чугунными и стальными радиаторами. Но это относится только к высококачественным алюминиевым радиаторам европейского (в первую очередь итальянского) производства. Дешевые китайские алюминиевые радиаторы, которые в настоящее время в очень большом объеме поступают на российский рынок, отличаются не только значительно более низкой ценой, но и низким качеством, которое не обеспечивает всех тех преимуществ алюминиевых радиаторов, о которых сказано выше.

Биметаллические радиаторы

Биметаллический радиатор является в некотором смысле гибридом алюминиевого и стального радиатора. Внешне биметаллические радиаторы практические не отличимы от алюминиевых. Различие заключается в том, что внутренняя водяная камера биметаллического радиатора выполнена из стали. За счет этого удается еще больше повысить показатели рабочего давления биметаллических радиаторов по сравнению с алюминиевыми, но при этом так же значительно возрастает их вес.

С точки зрения показателей теплоотдачи алюминиевые и биметаллические радиаторы практически идентичны.

Основной недостаток биметаллических радиаторов то же, что и у стальных — внутренняя камера радиатора со временем подвержена коррозии, что ведет к ее зашлаковыванию и постепенному снижению нагревательной мощности отопительного прибора. Стоимость биметаллических радиаторов существенно выше по сравнению с алюминиевыми радиаторами отопления.

Алюминиевые радиаторы с антикоррозийным покрытием

Алюминиевые радиаторы со специальным внутренним покрытием — это новинка на рынке отопления, которая представляет собой новый тип нагревательных приборов. В настоящее время они представлены на российском рынке под маркой Aleternum производства крупнейшего итальянского концерна Fondital — мирового лидера на рынке радиаторов отопления.

Новый алюминиевый радиатор Aleternum имеет уникальное внутреннее покрытие на основе антикоррозийной смолы для защиты водяной камеры радиатора. Благодаря использованию антикоррозийной защиты радиаторы Aleternum могут эксплуатироваться при значениях pH от 5 до 10, что значительно расширяет возможности радиатора противостоять агрессивной среде теплоносителя (излишне кислотной, или наоборот, излишне щелочной). Для сравнения, уровень pH теплоносителя для стандартных алюминиевых радиаторов должен находиться в пределах 7-8. Как следствие, гарантийный срок службы радиаторов с антикоррозийным покрытием Aleternum увеличивается до 15 лет. При этом они обеспечивают тот же уровень теплоотдачи, что и обычные алюминиевые радиаторы, сохраняя при этом свой небольшой вес.

В процессе создания радиатора Aleternum были проведены многочисленный испытания в лучших европейских научных центрах, которые убедительно показали его высокую эффективность при любых условиях эксплуатации.

Какая батарея лучше, решать конечно вам. Но по своей надежности алюминиевый радиатор с антикоррозийным покрытием Aleternum превышает все известные на рынке алюминиевые и биметаллические радиаторы, а с точки зрения цены занимают промежуточное положение между этими двумя типами радиаторов.

Похожее

Разница между батареями со стальным, алюминиевым корпусом и аккумуляторными батареями

Материалы корпуса, используемые в литиевых батареях, представленных на рынке, можно условно разделить на три типа: стальной корпус, алюминиевый корпус и ячейка мешочка (т.е. алюминиевая пластиковая пленка, мягкая упаковка). В этой статье мы рассмотрим характеристики, приложения и различия между ними.

Сталь — Корпус батареи

Стальной материал для этой батареи физически стабилен, а его устойчивость к нагрузкам выше, чем у алюминиевого корпуса.Он в основном используется в качестве материала корпуса цилиндрических литиевых батарей.

Конструкция стальной аккумуляторной батареи

Чтобы предотвратить окисление активного материала положительного электрода стальной батареи, производители обычно используют никелирование для защиты железной матрицы стального корпуса и размещают предохранительное устройство внутри аккумуляторного элемента.

В настоящее время в большинстве портативных компьютеров используются батареи со стальным корпусом, но они также используются в игрушечных моделях и электроинструментах.

Алюминий — Корпус батареи

Алюминиевый корпус представляет собой корпус аккумулятора из алюминиевого сплава.Он в основном используется в квадратных литиевых батареях. Они безвредны для окружающей среды и легче аккумуляторов со стальным корпусом, но при этом обладают высокой пластичностью и стабильными химическими свойствами.

Как правило, алюминиевый корпус изготовлен из алюминиево-марганцевого сплава, а его основные компоненты — Mn, Cu, Mg, Si и Fe. Эти пять сплавов играют разные роли в батарее с алюминиевым корпусом. Например, Cu и Mg улучшают прочность и твердость, Mn улучшает коррозионную стойкость, Si может усиливать эффект термической обработки магнийсодержащих алюминиевых сплавов, а Fe может улучшать жаропрочность.Эти элементы работают вместе, чтобы сделать батареи с алюминиевым корпусом более надежными.

Конструкция батареи с алюминиевым корпусом

Батареи с алюминиевым корпусом — это основной материал корпуса жидких литиевых батарей, который используется практически во всех областях.

Сумка — Батарея

Аккумулятор карманного типа (soft pack battery) представляет собой жидкий литий-ионный аккумулятор, покрытый полимерным корпусом. Самым большим отличием от других аккумуляторов является их упаковочный материал, алюминиевая пластиковая пленка, которая также является наиболее важным и технически сложным материалом для аккумуляторных элементов.

Упаковочные материалы обычно делятся на три слоя: внешний барьерный слой (обычно это внешний защитный слой, состоящий из нейлона БОПА или ПЭТ), барьерный слой (средний слой алюминиевой фольги) и внутренний слой (многофункциональный высокий барьерный слой). Такие материалы, как положительный электрод, отрицательный электрод, электролит, сепаратор и т. Д., Аналогичны другим типам батарей.

Конструкция аккумуляторной батареи карманного типа

Скрытая опасность литиевых батарей заключается в нестабильности материала или других неожиданных комплексных факторах, которые могут вызвать неконтролируемый выход тепла и привести к скоплению газа в батарее.Это опасно, потому что батареи со стальным и алюминиевым корпусом имеют фиксированное пространство. Когда газ внутри этих батарей расширяется за пределы этого пространства, батарея взрывается. Ячейки мешочка также будут вздыматься и трескаться, поэтому они имеют более высокий индекс безопасности.

По сравнению со стальными и алюминиевыми батареями (то есть батареями с жестким корпусом), карманные батареи могут иметь гибкую конструкцию, низкое внутреннее сопротивление, большее время цикла и высокую плотность энергии. Они легкие и не взрываются легко.

Аккумуляторные батареи карманного типа на 40% легче, чем литиевые батареи со стальным корпусом той же емкости, и на 20% легче, чем батареи с алюминиевым корпусом. Емкость может быть на 10-15% выше, чем у аккумуляторов со стальным корпусом того же размера, и на 5-10% выше, чем у аккумуляторов с алюминиевым корпусом того же размера.

В свете преимуществ карманных аккумуляторных батарей, отраслевые эксперты прогнозируют, что карманные аккумуляторные батареи будут иметь больше шансов проникнуть на рынок транспортных средств новой энергии по мере дальнейшего развития.Ожидается, что в будущем карманные батареи будут составлять более 50% всех типов батарей.

Помимо использования в качестве батарей питания и аккумуляторов энергии, карманные батареи также используются в качестве компонентов батарей для электронных продуктов 3C, таких как мобильные телефоны, дроны, носимые устройства, пульты дистанционного управления и т. Д.

Дополнительную информацию о батарее можно найти в нашем блоге здесь или на канале YT.

Если вас интересуют наши продукты, не стесняйтесь обращаться к нам в любое время! Мы Grepow.
Эл. Почта: [email protected]
Grepow Веб-сайт: https://www.grepow.com/

Аккумуляторы с алюминиевым анодом — экологически безопасная альтернатива

Стоимость сбора солнечной энергии за последние годы настолько упала, что это дает возможность традиционным источникам энергии потратить свои деньги. Однако проблемы хранения энергии, которые требуют наличия мощности для хранения периодических и сезонно изменяющихся поставок солнечной энергии, не позволяют этой технологии быть экономически конкурентоспособной.

Исследователи из Корнелла во главе с Линденом Арчером, деканом инженерного факультета Джозефом Силбертом и заслуженным профессором инженерии семьи Джеймса А. Фрэнда, изучают возможность использования недорогих материалов для создания перезаряжаемых батарей, которые сделают хранение энергии более доступным. Эти материалы могут также обеспечить более безопасную и более экологичную альтернативу литий-ионным батареям, которые в настоящее время доминируют на рынке, но медленно заряжаются и способны воспламеняться.

Это увеличенное изображение показывает алюминий, нанесенный на углеродные волокна в электроде батареи. Химическая связь увеличивает толщину электрода и ускоряет его кинетику, в результате чего аккумуляторная батарея является более безопасной, менее дорогой и более устойчивой, чем литий-ионные батареи.

Группа ранее продемонстрировала потенциал цинк-анодных батарей. Теперь они применили другой подход к использованию алюминия, в результате чего перезаряжаемые батареи обеспечивают до 10 000 безошибочных циклов.

Их статья «Регулирование морфологии электроосаждения в алюминиевых и цинковых анодах большой емкости с помощью межфазного соединения металла с подложкой», опубликованная 5 апреля в журнале Nature Energy.

Ведущий автор статьи — Цзинсю (Кент) Чжэн, доктор философии. ’20, в настоящее время доктор наук в Массачусетском технологическом институте.

«Очень интересной особенностью этой батареи является то, что для анода и катода используются только два элемента — алюминий и углерод — оба недорогие и экологически чистые», — сказал Чжэн. «У них также очень долгий жизненный цикл. Когда мы рассчитываем стоимость хранения энергии, нам необходимо амортизировать ее по общей пропускной способности энергии, а это означает, что батарея является перезаряжаемой, поэтому мы можем использовать ее много, много раз. Так что, если у нас будет более длительный срок службы, эта стоимость будет еще меньше ».

Одним из преимуществ алюминия является то, что его много в земной коре, он трехвалентный и легкий, и поэтому он обладает высокой способностью накапливать больше энергии, чем многие другие металлы.Однако алюминий сложно интегрировать в электроды батареи. Он химически реагирует с сепаратором из стекловолокна, который физически разделяет анод и катод, вызывая короткое замыкание и выход батареи из строя.

Исследователи решили разработать подложку из переплетенных углеродных волокон, которая образует еще более прочную химическую связь с алюминием. Когда аккумулятор заряжен, алюминий осаждается в углеродной структуре посредством ковалентной связи, то есть разделения электронных пар между атомами алюминия и углерода.

В то время как электроды в обычных аккумуляторных батареях только двухмерные, этот метод использует трехмерную или неплоскую архитектуру – и создает более глубокие и стабильные слои алюминия, которые можно точно контролировать.

«В основном мы используем химическую движущую силу, чтобы способствовать равномерному осаждению алюминия в порах конструкции», — сказал Чжэн. «Электрод намного толще и имеет гораздо более быструю кинетику».

Батареи с алюминиевым анодом могут быть обратимо заряжены и разряжены на один или несколько порядков больше, чем другие алюминиевые аккумуляторные батареи в практических условиях.

«Хотя внешне они отличаются от наших более ранних инноваций для стабилизации цинковых и литий-металлических электродов в батареях, принцип остается тем же — конструкция подложек обеспечивает большую термодинамическую движущую силу, которая способствует зародышеобразованию; «Беглый, небезопасный рост металлического электрода предотвращается такими силами, как поверхностное натяжение, которое может быть огромным в небольших масштабах», — сказал Арчер, старший автор статьи.

Соавторы: докторанты Тянь Тан и Юэ Дэн; магистрант Шуо Цзинь; постдокторант Цин Чжао; заведующий лабораторией Цзефу Инь; Сяотун Лю, Ph.D. ’20; и исследователи из Университета Стоуни-Брук и Брукхейвенской национальной лаборатории.

Исследование было поддержано Программой фундаментальных энергетических наук Министерства энергетики США через Центр мезомасштабных транспортных свойств, исследовательский центр Energy Frontiers, расположенный в Университете Стони Брук. Исследователи использовали Корнельский центр исследования материалов , который поддерживается программой Центра материаловедения и инженерии Национального научного фонда.

Новая алюминиевая батарея Stanford: 6 плюсов и 1 минус

Исследователи Стэнфордского университета разработали первую коммерчески жизнеспособную алюминиево-ионную батарею. Предыдущие попытки создания алюминиево-ионных батарей были связаны с поиском материалов, способных производить достаточное напряжение после повторяющихся циклов зарядки и разрядки. Исследователи говорят, что они случайно обнаружили, что графит является идеальным материалом для катода алюминиевой батареи.Чтобы создать батарею, они поместили алюминиевый анод и графитовый катод вместе с ионным жидким электролитом внутри гибкого чехла с полимерным покрытием. Полученная батарея работала достаточно хорошо, чтобы, возможно, заменить батареи, которые используются в электронных устройствах. Команда Стэнфорда также предполагает, что эту технологию можно использовать для хранения возобновляемой энергии в электросети. Есть шесть основных преимуществ:

1. Safe : новый аккумулятор негорючий и безопаснее литий-ионных аккумуляторов, которые могут загореться.
2. Экологически чистый : Он безопаснее для окружающей среды, чем щелочные батареи.
3. Гибкий : Батарея имеет большой потенциал для использования в гибкой электронике, поскольку ее можно сгибать или складывать.
4. Быстрая зарядка : Заряжается всего за одну минуту
5. Long Lasting : Алюминиевая батарея выдерживает более 7500 циклов без потери емкости, что намного лучше, чем у типичной литий-ионной батареи, которая выдерживает около 1000 циклов.
6. Недорогой : Алюминий и графит — относительно дешевые материалы.

Алюминиево-ионный аккумулятор Stanford с таким множеством преимуществ практически идеален. Однако есть один важный недостаток, который необходимо преодолеть. Несмотря на то, что они более мощные, чем обычные щелочные батареи, они производят только половину напряжения типичных литиевых батарей. Исследователи подчеркивают, что батарея все еще находится на ранних стадиях прототипа, и они с оптимизмом смотрят на будущие итерации.«Улучшение катодного материала может в конечном итоге увеличить напряжение и плотность энергии», — сказал автор Хунцзе Дай. «В остальном в нашей батарее есть все, о чем вы мечтали, а именно: недорогие электроды, хорошая безопасность, высокоскоростная зарядка, гибкость и длительный срок службы».

Источник: Стэнфорд

алюминиевый аккумуляторбатарейные технологииэнергетика и мощностьгибкая электроникаСтэнфордский университет

Об авторе

Алюминий борется со сталью на рынке электромобилей

ЛОНДОН (Рейтер) — Когда производитель электромобилей Tesla Inc. выпустив свою первую модель для массового рынка прошлым летом, она потрясла алюминиевую промышленность, в основном переключившись на сталь и отказавшись от более легкого металла, который использовался в первых двух роскошных моделях.

ФОТО ФАЙЛА: Tesla Model 3 замечена в демонстрационном зале в Лос-Анджелесе, Калифорния, США, 12 января 2018 г. REUTERS / Люси Николсон / Фото из файла

Переход Tesla Илона Маска на более тяжелые, но более дешевые металлические детали как сталь борется с алюминием, который, как многие ожидали, принесет больше пользы от революции электромобилей.

Алюминий считался ключом к уменьшению веса аккумуляторов с целью расширения ассортимента электромобилей, что имеет решающее значение для повышения потребительского спроса.

Но по мере того, как производители автомобилей с батарейным питанием стремятся выйти на более крупные рынки с более дешевыми автомобилями — и внедрять технологические разработки в области аккумуляторов и компонентов — многие все чаще обращаются к стали, чтобы сократить расходы. Цена модели 3 Tesla, ориентированной на массовый рынок, составляет около половины от роскошной модели S.

«Раньше целью было« Давайте разработаем [электромобили] », теперь это« Давайте разработаем их по правильной цене », — говорит Мауро Эррикес, партнер McKinsey & Company в Германии, который специализируется на автомобилях. сектор.

Это последняя схватка в многолетней битве между сталью и алюминием за долю на рынке среди автопроизводителей, стремящихся снизить вес автомобилей, чтобы помочь сократить выбросы и соответствовать жестким государственным стандартам загрязнения окружающей среды.

Steel также отвоевывает некоторую долю рынка бензиновых автомобилей, таких как Audi A8.Последняя модель отказалась от интенсивного использования алюминия и перешла на смесь стали, алюминия, магния и углеродного волокна.

Конкуренция между металлами усилилась на фоне быстро растущего спроса на автомобили с батарейным питанием.

Продажи электромобилей и гибридных автомобилей должны вырасти до 30 процентов мирового автомобильного рынка к 2030 году, по мнению консультантов по металлу CRU, по сравнению с 4 процентами от 86 миллионов автомобилей, проданных в прошлом году.

По данным Китайской ассоциации автопроизводителей, в Китае, крупнейшем в мире автомобильном рынке, продажи автомобилей на новых источниках энергии вырастут на 40 процентов в этом году и составят 1 миллион автомобилей.

Tesla отказалась от комментариев, но в заявлении, поданном в Комиссию по ценным бумагам и биржам США в прошлом месяце, сообщила, что разработала Модель 3 «из сочетания материалов, чтобы сделать ее легкой и безопасной, а также повысить рентабельность для этого массового автомобиля. ».

Другие производители электромобилей для массового рынка, которые также предпочли сталь алюминию, включают Nissan Motor Co Ltd 7201.T Leaf, самый продаваемый в мире полностью электрический автомобиль, и Volkswagen VOWG_p.DE e-Golf.

По данным A2mac1 Automotive Benchmarking, в e-Golf используется 129 кг алюминия, а в Leaf — 171 кг, а в роскошной модели Tesla S — 661 кг металла.Подробная разбивка по Tesla 3.

недоступна (Чтобы увидеть изображение металлов, используемых в автомобилях, щелкните tmsnrt. rs/2G9OuvQ) особенно от гибридов, потому что у них два двигателя.

Блок двигателя внутреннего сгорания и трансмиссия обычно изготавливаются из алюминия, в то время как этот металл также часто используется для размещения аккумулятора и двигателя в электромобилях, по словам специалиста по металлу AluMag в Германии.

И поскольку ожидается, что до того, как чистые электромобили станут широко использоваться, пройдут годы — отчасти из-за отсутствия сетей подзарядки — ожидается, что тем временем рост гибридов принесет пользу алюминию.

По словам консультанта CRU Эоина Динсмора, спрос на алюминий в электрических и гибридных транспортных средствах к 2030 году, по прогнозам, вырастет в десять раз и составит почти 10 миллионов тонн. возобновление работы британского алюминиевого завода в Уэльсе, принадлежащего норвежскому производителю алюминия Norsk Hydro NYH.OL.

«Мы выбрали алюминий в качестве материала, поскольку он почти в три раза легче стали в необработанном виде и поглощает вдвое больше энергии при аварии», — сказал Крис Стонтон, главный инженер по конструкциям кузова фирмы, которая разработала такси для London Electric Vehicle Company 0175. HK.

И фирма Стонтона, и London Electric Vehicle Company принадлежат китайской Geely Automotive Holdings Ltd 0175.HK>.

(График: содержание алюминия в автомобилях повышается — реут.rs / 2FIHfLl)

ЛУЧШЕ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ

Но алюминий остается дороже стали. Эталонный фьючерс на алюминий CMAL3 на Лондонской бирже металлов составляет около 2050 долларов за тонну, что более чем в три раза превышает стоимость стальной арматуры на Лондонской бирже металлов SRRc1 по цене 585 долларов за тонну.

Ценовой разрыв между типами алюминия и стали, используемых в автомобилях, был не таким большим, но, по словам отраслевых экспертов, за счет использования стали можно было значительно сэкономить.

Между тем, более прочные и дешевые батареи для электромобилей, а также разработка компонентов, генерирующих энергию, и общая конструкция конструкции уменьшили потребность в алюминии, чтобы уменьшить вес и расширить диапазон.

С 2010 года стоимость батарей упала до 114 долларов за киловатт-час с 1000 долларов за киловатт-час и, как ожидается, снизится в ближайшие годы, согласно AluMag.

«Я думаю, автопроизводители обнаруживают, что по мере снижения стоимости аккумуляторов они могут удовлетворить свои потребности в ассортименте с помощью цельностального решения», — сказал Джордж Коутс, технический директор WorldAutoSteel, автомобильного подразделения World Steel Association.

Усовершенствования трансмиссии — основных компонентов автомобиля, вырабатывающих энергию, — также оказали большое влияние.

Модель Nissan Leaf 2017 года увеличила запас хода почти на 50 процентов до 172 км по сравнению с версией 2011 года, главным образом за счет улучшения трансмиссии и объединения четырех отдельных систем в одну, сказал Эррикес из McKinsey.

(Для просмотра графика цен на алюминий и сталь щелкните reut.rs/2IS9oBr)

СМЕСЬ МАТЕРИАЛОВ

В то же время сталелитейная промышленность разработала продукцию из усовершенствованной высокопрочной стали, которая прочнее и легче обычной стали, и что немаловажно дешевле алюминия.

«Такие (сталелитейные) компании, как ThyssenKrupp TKAG. DE и ArcelorMittal MT.AS, они не собираются просто отказываться от этой доли рынка. Будет битва за материал», — сказал Йост Гертнер, партнер AluMag.

Будущие модели, вероятно, будут содержать сложное сочетание материалов, включая различные марки стали, алюминия, углеродного волокна, магния и пластика, заявили автопроизводители и консультанты.

BMW, которая использовала большое количество дорогостоящего алюминия и углеродного волокна в своих i3 и i8, сообщила Reuters, что не планирует увеличивать использование этих материалов в будущих электрических моделях.

«Не существует« универсального решения для всех »для электромобилей будущего», — говорится в электронном письме немецкого автопроизводителя.

«Мы продолжим использовать каждый материал таким образом и в таком количестве, которые принесут его особые преимущества».

Отчетность Эрика Онстада; Под редакцией Вероники Браун и Кассел Брайан-Лоу

Алюминий против стали в электромобилях — битва продолжается — Aluminium Insider

Использование алюминия в автомобилях и легких грузовиках является самым большим ростом по сравнению со всеми другими алюминиевыми приложениями в любом сегменте использования . Алюминий остается «самым быстрорастущим автомобильным материалом по сравнению с конкурирующими материалами и вступает в беспрецедентную фазу роста, поскольку мы отслеживаем меняющийся состав автомобильных материалов», — показал последний опрос автопроизводителей, проведенный Ducker Worldwide.

Опрос WardsAuto и DuPont Automotive подтверждает, что алюминий является предпочтительным материалом среди инженеров и дизайнеров для удовлетворения ожидаемых стандартов экономии топлива и выбросов к 2025 году.

Дополнительные ожидания относительно еще более высокого спроса на алюминий связаны с революцией в области электромобилей (EV). которые выходят на рынок раньше и быстрее, чем можно было ожидать.На рынке электромобилей, помимо цены, самым большим фактором, определяющим потребительские предпочтения, является диапазон. Чтобы достичь большого диапазона при заданном размере и весе батареи, необходимо снижение веса электромобилей. И снова, предпочтительным материалом для электромонтажных работ является алюминий.

Однако, чтобы снизить затраты и цены продажи, а также сделать электромобили более доступными для массового использования, производители электромобилей некоторых последних моделей вернулись к стали, а именно к последнему (3 ^rd ) поколению передовых технологий. высокопрочные стали (AHSS).Сохранится ли эта тенденция или она будет кратковременной, поскольку алюминий будет доминировать в электромобилях?

Steel дает отпор

Tesla, ведущий мировой производитель электромобилей, после двух моделей, интенсивно использующих алюминий (Tesla Model S и Tesla Model X), выпустила свою самую маленькую и дешевую модель, Tesla Model 3, которая является автомобиль с интенсивным использованием стали (или «смесь материалов», как выражается Тесла).

Определение точного количества алюминия в Model S всегда было сложной задачей.Tesla заявила, что это 410 фунтов (186 кг), но это относится только к шасси, а не ко всему автомобилю. Согласно A2mac1 Automotive Benchmarking, Tesla Model S содержит в общей сложности 661 кг алюминия. Для сравнения, другие электромобили для массового рынка, в которых больше стали, включают Nissan Leaf и Volkswagen e-Golf. В e-Golf 129 кг алюминия, а в Nissan Leaf — 171 кг. Хотя это не разглашается, Tesla Model 3, вероятно, имеет около (или меньше) 200 кг алюминия.

Цена модели 3 Tesla, ориентированной на массовый рынок, составляет около 35 000 долларов США (базовая цена), что вдвое меньше цены роскошной модели S.Однако использование стали в этих моделях не является неожиданностью и более или менее ожидаемо. Как мы подчеркивали ранее, для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания AHSS, скорее всего, сохранит свое доминирование в небольших (и более легких) транспортных средствах, в то время как алюминий будет победителем в более крупных транспортных средствах (внедорожниках и легких грузовиках), где облегчение играет большую роль, чем в небольших транспортных средствах. .

Согласно недавнему исследованию Ducker Worldwide, содержание низкоуглеродистой и высокопрочной стали (HSS) в транспортных средствах в будущем будет постепенно снижаться, в то время как содержание алюминия и AHSS увеличится в период с 2017 по 2025 год (алюминий с 11% до 16%). и AHSS от 7% до примерно 10%).К 2025 году содержание низкоуглеродистой стали и быстрорежущей стали в транспортных средствах сократится вдвое, примерно до 20%.

Кроме того, к 2025 году разрыв между использованием алюминия и высокопрочной стали немного увеличится в пользу алюминия (автомобильных алюминиевых сплавов). За исключением нескольких критических областей, таких как перила крыши, продольная передняя часть и верх, направленных на улучшение критических точек и безопасность пассажирского салона, теперь можно сделать весь кузов из алюминия в белом цвете, что приведет к значительному снижению веса. и производительность увеличивается.

Рынок электромобилей быстро растет

Ведущие мировые автопроизводители анонсировали более 100 новых моделей аккумуляторных электромобилей (BEV) к 2024 году. Это потенциально может увеличить долю электромобилей в продажах легковых автомобилей до 30-35% на основных рынках. как Китай, Европа и США к 2030 году, согласно McKinsey и A2Mac1.

По оценкам IHS Automotive, к 2030 году на гибридные электромобили (HEV), подключаемые гибридные электромобили (PHEV) и электромобили будут приходиться около 45% всего производства автомобилей, а на чистые электромобили — 5%.CRU прогнозирует, что глобальные продажи электромобилей (BEV), подключаемых гибридных электромобилей (PHEV) и гибридных электромобилей (HEV) вырастут до 42 миллионов автомобилей к 2030 году. С доли в 4% в 2017 году CRU ожидает, что на электромобили будут приходиться приблизительно 30% мирового автопарка к 2030 году.

В Китае к 2025 году будет электрифицировано 20% всех продаж автомобилей, в то время как Франция и Великобритания предложили прекратить продажу всех автомобилей, выбрасывающих парниковые газы, к 2040 году. Volvo объявил, что с 2019 года все модели будут электрическими или гибридными.По заявлению CRU, использование первичного алюминия, профилей и проката будет значительно выше, чем в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания сегодня.

Какие возможности для алюминия?

Таким образом, ожидается, что алюминий получит большую выгоду от революции электромобилей, и тем более от гибридов, которые имеют два двигателя. Блок двигателя внутреннего сгорания и трансмиссия обычно изготавливаются из алюминия, в то время как металл также часто используется для размещения аккумулятора и двигателя в электромобилях, по словам специалиста по металлу AluMag.

Поскольку множество причин, в том числе отсутствие зарядной станции, скорее всего, задержат широкое внедрение чистых электромобилей, продажа гибридов пойдет на пользу алюминию. Британская компания Sarginsons Industries сообщила, что растет спрос на полые алюминиевые компоненты шасси для их использования в электромобилях.

Далее, поскольку в транспортных средствах с подключаемым модулем и гибридных автомобилях будет сохранен двигатель внутреннего сгорания, этот факт повысит спрос на вторичное алюминиевое литье. Помимо использованных банок для напитков, автомобильные двигатели являются основным рынком сбыта отработанного алюминиевого лома.В противовес этому, интенсивное использование вторичного литья будет снижаться по мере перехода на полностью аккумуляторные электромобили.

Тем не менее, основная битва между алюминием и AHSS останется за шасси, кузов (корпус в белом цвете) и основные закрывающие элементы: двери, капоты и крышки багажника. Алюминиевые профили будут преобладать в бамперах, защитных боксах и колесах. Новое применение алюминия в электромобилях — это конструкции (ящики), в которых установлены электрические батареи. Эти конструкции должны обеспечивать возможность теплопередачи, чтобы сохранять батарею в прохладном состоянии или сохранять ее в тепле в холодную погоду, и все это делает алюминий отличным выбором.

«Мы выбрали алюминий в качестве материала, поскольку он почти в три раза легче стали в необработанном виде и поглощает вдвое больше энергии при аварии», — сказал Крис Стонтон, главный инженер по конструкциям кузова фирмы, которая разработала такси для Лондонской компании электромобилей. По словам Лайонела Чаписа, управляющего директора по автомобильным конструкциям Constellium, вес аккумулятора делает тенденцию к облегчению веса еще более критичной: «алюминий не будет альтернативой электромобилю, он будет обязательным».

Согласно CRU, использование алюминия в электромобилях вырастет на 15-27% по сравнению со средним текущим содержанием в ICV (транспортных средствах внутреннего сгорания) сегодня. Подзаряжаемые гибридные автомобили и электромобили с полным аккумулятором используют на 25-27% больше алюминия, чем типичные современные автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Это предполагает 160 кг алюминия на автомобиль в качестве базового уровня содержания алюминия в двигателях внутреннего сгорания, заявили в CRU.

CRU также прогнозирует, что спрос на алюминий для электромобилей и гибридных автомобилей вырастет в десять раз до почти 10 миллионов тонн к 2030 году.Помимо моделей Tesla S и X, в последнее время на рынке появилось множество электромобилей с энергоемким аккумулятором (BEV), таких как Jaguar I-Pace, модель, которая основана на новой архитектуре, специально разработанной для BEV и сделанной в основном из алюминия. . Китайский производитель электромобилей Nio, который недавно запустил свою первую серийную модель под названием ES8, будет использовать алюминиевые сплавы Novelis Advanz для конструктивных компонентов всех своих моделей.

Аккумуляторы — снижение затрат, повышение эффективности

Доля рынка электромобилей растет одновременно с сокращением стоимости аккумуляторов и улучшением инфраструктуры зарядки.Есть несколько основных факторов, которые повлияют на внедрение электромобилей, включая законодательство, инфраструктуру для зарядки, налоговые льготы и стоимость топлива. Тем не менее, самый важный вопрос — это аккумулятор, как с точки зрения стоимости, так и с точки зрения эффективности. Стоимость аккумуляторов упала до 115 долларов США за киловатт-час сегодня с примерно 950 долларов США за киловатт-час в 2010 году и, как ожидается, в ближайшие годы будет снижаться еще больше, по данным AluMag.

В автомобильной промышленности в настоящее время существует ряд различных рецептур аккумуляторов, конкурирующих за использование в катодах аккумуляторов.Литий-ионный аккумулятор (LIB) (используемый в электромобилях Tesla) является наиболее многообещающим вариантом аккумулятора и почти наверняка будет доминирующей технологией в течение следующих 8-10 лет. Литий-ионные аккумуляторы имеют потенциал дальнейшего развития и совершенствования (на 20-30%). Однако мировое производство лития потребует значительных инвестиций, чтобы обеспечить более быстрый переход к мобильности электромобилей.

Поставки / цены на кобальт и литий представляют собой потенциальное узкое место для производителей электромобилей, поскольку мировая промышленность в основном зависит от нескольких стран (Китай, Демократическая Республика Конго, Чили).

Вариант на основе оксида лития-никеля-кобальта-алюминия конкурирует с оксидом никель-марганец-кобальт и оксидом лития-никель-марганец-кобальт.

Новые литий-серные батареи также обещают высокое соотношение производительности и веса. Содержание алюминия в этих современных батареях составляет 5-15%. Вес аккумулятора в основном находится в диапазоне от 480 кг (Tesla Model 3) до 530 кг (Tesla Model S).

Выводы

Как и ICV, будущие модели электромобилей, вероятно, будут содержать сложную смесь материалов, в том числе в первую очередь различные сорта современной стали и алюминия, за которыми следуют магний и пластик и даже дорогостоящее углеродное волокно.

Нет сценария «игра окончена» в пользу использования алюминия в электромобилях, как это часто можно было услышать в последнее время в сообщениях СМИ, в качестве основного материала, который будет использоваться при облегчении веса. Алюминий и AHSS будут бороться за каждый килограмм содержимого автомобиля, особенно в автомобилях среднего и меньшего размера.

Помимо соображений размера, большинство владельцев могут использовать электромобили с малым радиусом действия для повседневного использования в городских стенах, на меньшие расстояния, и не будут требовать больше энергии и более мощные батареи, что снижает потребность в легком весе.Аккумуляторы с длительным сроком службы и более легкие автомобили необходимы для случайных поездок по дорогам и на большие расстояния между городами.

Даже если рост продаж до сих пор был значительным, он начал с низкой базы, в то время как электромобили (особенно BEV) остаются слишком дорогими, чтобы занять большую долю рынка.

Большинство экспертов считают, что потребители не станут сразу переходить к массовому внедрению BEV, поскольку подключаемые гибридные электромобили (PHEV) будут представлять собой конкурентоспособное промежуточное предложение на следующие несколько лет.

В целом спрос на алюминий в автомобилях будет продолжать расти. Однако более высокий спрос на алюминий не обязательно означает значительное повышение цен на алюминий и алюминиевые изделия в будущем. Однако гораздо более высокие цены на алюминий в будущем могут представлять потенциальный риск для более широкого использования алюминия в автомобильной промышленности.

Увеличение срока службы недорогих, компактных и легких аккумуляторов | MIT News

Металлические воздушные батареи являются одними из самых легких и компактных доступных типов батарей, но у них может быть серьезное ограничение: когда они не используются, они быстро разрушаются, поскольку коррозия разъедает их металлические электроды.Теперь исследователи Массачусетского технологического института нашли способ существенно уменьшить коррозию, что позволяет таким батареям иметь гораздо более длительный срок хранения.

Хотя типичные литий-ионные аккумуляторные батареи теряют около 5 процентов своего заряда после месяца хранения, они слишком дороги, громоздки или тяжелы для многих приложений. Первичные (неперезаряжаемые) алюминиево-воздушные батареи намного дешевле, более компактны и легки, но они могут терять 80 процентов своего заряда в месяц.

Конструкция MIT решает проблему коррозии в алюминиево-воздушных батареях за счет создания масляного барьера между алюминиевым электродом и электролитом — жидкостью между двумя электродами батареи, которая разъедает алюминий, когда батарея находится в режиме ожидания.Масло быстро откачивается и заменяется электролитом, как только аккумулятор используется. В результате потери энергии сокращаются до 0,02% в месяц — более чем в тысячу раз.

Результаты опубликованы сегодня в журнале Science бывшим аспирантом Массачусетского технологического института Брэндоном Дж. Хопкинсом ’18, W.M. Кек, профессор энергетики Ян Шао-Хорн и профессор машиностроения Дуглас П. Харт.

Хотя несколько других методов использовались для продления срока хранения металл-воздушных батарей (которые могут использовать другие металлы, такие как натрий, литий, магний, цинк или железо), эти методы могут принести в жертву производительность, по словам Хопкинса.Большинство других подходов включают замену электролита другим, менее агрессивным химическим составом, но эти альтернативы резко снижают мощность батареи.

Другие методы включают откачку жидкого электролита во время хранения и обратно перед использованием. Эти методы по-прежнему вызывают значительную коррозию и могут засорить водопроводные системы в аккумуляторной батарее. Поскольку алюминий является гидрофильным (притягивающим воду) даже после слива электролита из упаковки, оставшийся электролит будет прилипать к поверхностям алюминиевого электрода.«Батареи имеют сложную структуру, поэтому есть много углов, в которые может попасть электролит», что приводит к продолжающейся коррозии, — объясняет Хопкинс.

Чтобы продемонстрировать способность алюминия отталкивать нефть под водой, исследователи погрузили этот образец алюминия в стакан, содержащий слой нефти, плавающий на воде. Когда образец попадает в водный слой, вся нефть, которая прилипала к поверхности при спуске, быстро спадает, показывая свое свойство подводной олеофобности.Предоставлено исследователями.

Ключ к новой системе — тонкая мембрана, помещенная между электродами батареи. Когда аккумулятор используется, обе стороны мембраны заполнены жидким электролитом, но когда аккумулятор переводится в режим ожидания, масло перекачивается на сторону, ближайшую к алюминиевому электроду, что защищает алюминиевую поверхность от электролита на поверхности. другая сторона мембраны.

Новая аккумуляторная система также использует свойство алюминия, называемое «подводной олеофобностью», то есть, когда алюминий погружается в воду, он отталкивает масло от своей поверхности.В результате, когда аккумулятор повторно активируется и электролит закачивается обратно, электролит легко вытесняет масло с поверхности алюминия, что восстанавливает возможности аккумулятора по мощности. По иронии судьбы, метод подавления коррозии MIT использует то же свойство алюминия, которое способствует коррозии в обычных системах.

В результате получился прототип алюминиево-воздушной батареи с гораздо более длительным сроком хранения, чем у обычных алюминиево-воздушных батарей. Исследователи показали, что когда аккумулятор использовался неоднократно, а затем переводился в режим ожидания на один-два дня, конструкция MIT прослужила 24 дня, в то время как обычная конструкция — всего три.Исследователи сообщают, что даже когда масло и насосная система включены в увеличенные первичные алюминиево-воздушные аккумуляторные батареи, они все равно в пять раз легче и в два раза компактнее, чем перезаряжаемые литий-ионные аккумуляторные батареи для электромобилей.

Харт объясняет, что алюминий, помимо того, что он очень недорогой, является одним из «материалов с самой высокой химической плотностью энергии, о которых мы знаем», то есть он способен хранить и отдавать больше энергии на фунт, чем почти что-либо другое, всего лишь бромы, которые дороги и опасны, сопоставимы.Он говорит, что многие эксперты считают, что алюминиево-воздушные батареи могут быть единственной жизнеспособной заменой литий-ионным батареям и бензину в автомобилях.

Алюминиево-воздушные батареи использовались в качестве расширителей диапазона для электромобилей в дополнение к встроенным перезаряжаемым батареям, чтобы добавить много дополнительных миль вождения, когда встроенная батарея разряжена. Они также иногда используются в качестве источников энергии в удаленных местах или для некоторых подводных аппаратов. Но хотя такие батареи могут храниться в течение длительного времени, пока они не используются, как только они включаются в первый раз, они начинают быстро разлагаться.

Такие приложения могли бы получить большую выгоду от этой новой системы, объясняет Харт, потому что с существующими версиями «вы действительно не можете отключить ее. Вы можете промыть его и отложить процесс, но на самом деле вы не можете его отключить ». Однако, если новая система использовалась, например, в качестве расширителя диапазона в автомобиле, «вы могли бы использовать ее, а затем выехать на подъездную дорожку и припарковать ее на месяц, а затем вернуться и по-прежнему ожидать, что у нее будет полезный аккумулятор. … Я действительно думаю, что это изменит правила игры с точки зрения использования этих батарей.«

Благодаря большему сроку хранения, который может обеспечить эта новая система, использование алюминиево-воздушных батарей может« выйти за рамки существующих нишевых приложений », — говорит Хопкинс. Команда уже подала заявку на патенты на этот процесс.

«Представленный здесь метод красноречив тем, что он использует фундаментальную физику поверхности для оценки требуемых свойств масла и мембран, а результаты демонстрируют прогнозируемые характеристики», — говорит Роберт Савинелл, профессор инженерии в Университете Кейс Вестерн Резерв в Огайо, который был не участвовал в этом исследовании.«Эта работа действительно может снизить потребность в дорогостоящих металлах и сплавах высокой чистоты для первичных металл-воздушных батарей и может снизить сложность добавок к электролиту».

Савинелл добавляет: «Способность эффективно извлекать полезную энергию из алюминиево-воздушных батарей с высокой плотностью энергии, особенно в условиях периодического использования, будет способствовать развитию и совершенствованию технологий, требующих очень высокой плотности энергии для длительной работы».

Исследование поддержано лабораторией Линкольна Массачусетского технологического института.

Алюминиевая батарея с длительным сроком службы — журнал PV International

Ученые из США разработали алюминиевую батарею, которая демонстрирует обратимость выше 99,5% и может обеспечить «до 10 000 циклов без ошибок». Включив в конструкцию анода подложку из углеродных волокон, группа получила лучший контроль над химическими связями, которые образуются при заряде батареи, что привело к значительному повышению производительности.

6 апреля 2021 г. Марк Хатчинс

Имея потенциал для более высокой емкости, чем современные коммерческие аккумуляторные технологии, и полагаясь на более дешевые и доступные материалы, батареи на основе алюминия долгое время были привлекательными для ученых.Однако проблемы со сроком годности и цикличностью не позволяют этому перерасти в коммерческий интерес.

Первые месяцы 2021 года принесли некоторые обнадеживающие изменения в технологии алюминиевых аккумуляторов, а сотрудничество между университетами Китая и США продемонстрировало стабильную сверхбыструю зарядку алюминиевых аккумуляторов. И теперь ученые из Корнельского университета в США демонстрируют дальнейшие разработки с этой технологией.

В своей статье «Регулирование морфологии электроосаждения в анодах батарей из алюминия и цинка большой емкости с использованием межфазного соединения металл-подложка», опубликованной в журнале Nature Energy, , группа под руководством Корнелла демонстрирует батарею с 99.Обратимость 8% при продолжительности цикла более 3600 часов. «Очень интересная особенность этой батареи заключается в том, что для анода и катода используются только два элемента — алюминий и углерод — оба недорогие и экологически чистые», — сказал ведущий автор статьи Цзинсю Чжэн. «У них также очень долгий жизненный цикл».

Используя трехмерную, а не планарную архитектуру электродов батареи, группа смогла более точно контролировать наслоение алюминия во время цикла батареи.«Мы используем химическую движущую силу, чтобы способствовать равномерному осаждению алюминия в порах конструкции», — пояснил Чжэн. «Электрод намного толще и имеет гораздо более быструю кинетику».

Группа также отметила, что алюминий имеет тенденцию вступать в реакцию с разделителем, который разделяет анод и катод, вызывая отказ батареи, и включил субстрат из переплетенного углеродного волокна, который образует еще более прочную связь с алюминием.

Похожий подход может быть применен и к другим материалам, говорят исследователи, и основывается на своей более ранней работе с батареями на основе цинка.«Хотя внешне он отличается от наших более ранних инноваций для стабилизации цинковых и литий-металлических электродов в батареях, принцип остается тем же», — говорит Корнельский профессор инженерных наук Линден Арчер. «Создавайте подложки, которые обеспечивают большую термодинамическую движущую силу, способствующую зародышеобразованию; а небезопасный рост металлического электрода предотвращается за счет таких сил, как поверхностное натяжение, которое может быть огромным в небольших масштабах ».