Rodzaje akumulatorów. Ważne o tym, co ważne - akumulatory do samochodu Typy akumulatorów i ich cechy

Akumulatory lub akumulatory to sprzęt składający się z kilku baterii. Może magazynować, przechowywać i zużywać energię. Ze względu na odwracalność procesów chemicznych zachodzących wewnątrz baterii, takie urządzenia mogą być wielokrotnie ładowane i rozładowywane.

Zakres zastosowania baterii jest bardzo szeroki. Stosowane są w samochodach i różnego rodzaju sprzęcie AGD, takim jak piloty czy laptopy. Ale także jako zapasowe źródło zasilania w medycynie, produkcji, przemyśle kosmicznym, centrach danych.

Rodzaje i typy baterii

Obecnie produkuje się około 30 typów baterii. Tak duża liczba wynika z możliwości stosowania różnych pierwiastków chemicznych, takich jak elektrody i elektrolity. Wszystkie cechy akumulatora zależą od materiału elektrody i składu elektrolitu.

Nie wymienimy wszystkich typów, a jedynie małą tabelkę opisującą najpopularniejsze:

Urządzenie

1 - Elektroda ujemna
2 - Warstwa oddzielająca
3 - Elektrody dodatnie
4 - Negatywny kontakt
5 - zawór bezpieczeństwa
6 - Elektrody dodatnie
7 - Pozytywny kontakt

Akumulatory składają się z wielu banków baterii połączonych równolegle lub szeregowo. Połączenie szeregowe służy do zwiększenia napięcia, a połączenie równoległe do zwiększenia prądu.

Każda pojedyncza bateria w baterii składa się z dwóch elektrod i elektrolitu umieszczonych w obudowie ze specjalnego materiału.

Elektroda z ładunkiem ujemnym jest anodą, z ładunkiem dodatnim jest katodą. Anoda zawiera środek redukujący, katoda - utleniacz. Wewnątrz obudowy baterii znajduje się płytka rozdzielająca, która zapobiega zamykaniu się elektrod.

Elektrolit - wodny roztwór, w którym zanurzone są obie elektrody.

Kiedy bateria jest rozładowana, reduktor anodowy zaczyna się utleniać i uwalniane są elektrony. Następnie elektrony wchodzą do elektrolitu, a stamtąd przemieszczają się do katody, wytwarzając prąd rozładowania. Dostając się do katody, elektrony redukują jej utleniacz. W prostych słowach można opisać ten proces następująco: elektrony przechodzą od elektrody ujemnej do dodatniej i wytwarzają prąd rozładowania.

Podczas ładowania akumulatora elektrody zmieniają skład chemiczny i zachodzi odwrotna reakcja. Tutaj elektrony przemieszczają się z dodatniej anody do ujemnej katody.

Cechy różnych typów baterii

Akumulatory kwasowo-ołowiowe

Zaprojektowany przez Gastona Plante w XIX wieku. Te akumulatory są dziś najbardziej aktualne ze względu na ich niski koszt i wszechstronność. Zakres ich stosowania jest szeroki ze względu na dużą liczbę odmian tego typu. Tlenek ołowiu jest tu używany jako ujemnie naładowane elektrody. Elektrody dodatnie są wykonane z ołowiu. Elektrolitem jest kwas siarkowy.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe występują w następujących odmianach:

• LA - akumulatory o napięciu 6 lub 12 woltów. Tradycyjne urządzenie do uruchamiania silników samochodowych. Wymagają stałej konserwacji i wentylacji.
• VRLA - napięcie 2, 4, 6 lub 12 woltów. Akumulator kwasowo-ołowiowy regulowany zaworem. Jak sama nazwa wskazuje, ta bateria jest wyposażona w zawór odciążający. Jego rolą jest zminimalizowanie wydzielania się gazu i zużycia wody. Akumulatory te można instalować w obszarach mieszkalnych.
• AGM VRLA - podobnie jak poprzedni typ wyposażony jest w zawór, ale ma zupełnie inne właściwości. W akumulatorach wykonanych w technologii AGM włókno szklane działa jako separator. Jego mikropory są nasycone ciekłym elektrolitem. Akumulatory te są bezobsługowe i odporne na wibracje.
• GEL VRLA - podgatunek akumulatorów kwasowo-ołowiowych z elektrolitem żelowym. Dzięki temu zwiększa się ich zasób ładowania / rozładowania. Bezobsługowe.
• OPzV - szczelne baterie stosowane w telekomunikacji i do oświetlenia awaryjnego. Elektrolit to żel, tak jak w poprzednim przypadku. Elektrody zawierają wapń, dzięki czemu żywotność tego typu baterii wynosi 20 lat.
• OPzS - katoda takich akumulatorów ma strukturę rurową. To znacznie wydłuża żywotność tego typu baterii. Służy również przez około 20 lat. Produkowany jest w postaci baterii o napięciu od 2 do 125 V.

Baterie litowo-jonowe

Został po raz pierwszy wydany przez Sony w 1991 roku i od tego czasu jest aktywnie używany w sprzęcie AGD i urządzeniach elektronicznych. Prawie wszystkie telefony komórkowe, laptopy, aparaty i kamery są wyposażone w ten typ baterii. Rolę katody pełni płytka litowo-żelazofosforanowa. Anodą ujemną jest koks węglowy. Dodatni jon litu niesie ładunek w takich akumulatorach. Może przenikać do sieci krystalicznej innych substancji i tworzyć z nimi wiązanie chemiczne. Zalety tego typu to wysokie zużycie energii, niskie samorozładowanie i brak konieczności konserwacji.

Akumulatory litowo-jonowe, podobnie jak ich ołowiane odpowiedniki, mają dużą liczbę podtypów. W tym przypadku podtypy różnią się składem katody i anody. Akumulatory litowo-jonowe mają napięcie od 2,4 V do 3,7 V.

Jednym z najbardziej znanych podtypów są akumulatory litowo-polimerowe. Pojawiły się stosunkowo niedawno i szybko zyskały popularność. Jest to spowodowane zastosowaniem stałego elektrolitu polimerowego w bateriach litowo-polimerowych. Pozwala to na tworzenie baterii o dowolnym kształcie. Ponadto koszt tych akumulatorów jest tylko o 15% wyższy niż w przypadku konwencjonalnych akumulatorów litowo-jonowych.

Akumulator samochodowy to zapasowe źródło zasilania, bez którego żaden samochód nie może się obejść. Zasada jego działania jest dość prosta. Podczas jazdy część energii wytwarzanej przez silnik gromadzona jest w akumulatorach. Gdy tylko silnik zostanie wyłączony, sieć pokładowa zaczyna działać z akumulatora.

Ważny! Bez akumulatora po prostu nie byłbyś w stanie uruchomić samochodu.

Jak każda inna część, bateria z czasem ulega zniszczeniu. Zwykle objawia się to zmniejszeniem jego pojemności. Jeśli bateria jest używana wyjątkowo nieostrożnie, może zostać całkowicie rozładowana.

Oczywiście istnieją specjalne techniki, które pozwalają ładować baterię, ale należy wziąć pod uwagę, że niektórych baterii po prostu nie można przywrócić. W tej sytuacji będziesz musiał kupić nowe urządzenie, a do tego musisz wiedzieć, które urządzenie, z którym oznaczeniem jest dla Ciebie odpowiednie.

Klasyfikacja baterii

Na rynku istnieje ogromna różnorodność baterii. Firmy samochodowe stosują różne sztuczki, aby osiągnąć większą wydajność, zwiększyć głośność i żywotność swoich urządzeń. Dlatego zanim przejdziemy do bardziej szczegółowej klasyfikacji, wszystkie urządzenia podzielimy na serwisowane i bezobsługowe.

Do akumulatorów bezzałogowych zaliczamy takie, które wykluczają możliwość zalania wodą. Do zalet takich urządzeń należy fakt, że prawie wszystkie mają wskaźnik odpowiadający za stan baterii.

Serwisowane akumulatory wymagają stałej konserwacji.Kierowca musi okresowo uzupełniać wodę destylowaną. Będzie kompensować odparowanie elektrolitu podczas pracy.

Bardziej szczegółowa klasyfikacja baterii polega na podziale według rodzaju tablic:

• antymon ołowiu,
• ołów-wapń,
• hybrydowy.

Każdy typ ma swoje zalety i wady.

Ogólne wymagania dotyczące znakowania

Akumulatory samochodowe są produkowane przez wiele firm produkujących maszyny, nic dziwnego, że nie można obejść się bez ogólnego oznakowania w tym segmencie rynku.

Jednak różne firmy samochodowe stosują różne etykiety na swoich akumulatorach. Ponadto same akumulatory różnią się szeregiem parametrów i klas.

Ponadto w każdy kraj ma własne wymagania dotyczące etykietowania baterii.Biorąc pod uwagę fakt, że we współczesnym zglobalizowanym świecie samochody są składane dzięki współpracy firm z różnych krajów i kontynentów, istnieje szereg międzynarodowych standardów, którymi kierują się producenci.

Zgodnie z obowiązującymi normami międzynarodowymi, etykieta baterii musi zawierać następujące dane:

• znak producenta,
• nazwa firmy,
• znamionowa wartość napięcia,
• wartość pojemności,
• polaryzacja w pobliżu zacisków,
• typ Baterii,
• data produkcji,
• liczba puszek.

Ponadto oznaczenia baterii powinny zawierać znaki ograniczające użytkowanie i ostrzegające o normach wysyłkowych.Ogólnie można wyróżnić cztery rodzaje oznaczeń, w zależności od regionu:

• rosyjski,
• europejski,
• azjatyckie,
• amerykański.

Ważny! Trzeba przyznać, że niektóre oznaczenia bardzo się od siebie różnią. Dlatego znajomość niuansów deszyfrowania nie zaszkodzi.

Rodzaje oznaczeń w zależności od regionu

W Rosji oznakowanie baterii jest regulowane przez GOST 959-91. Nazywa się to również „A B S D”. Te litery reprezentują następujące pojęcia:

• „A” - ta litera w oznaczeniu wskazuje, ile puszek jest w baterii. Jeden element - dwa wolty
• „B” - typ baterii. Oznaczenie „ST” mówi, że mamy akumulator typu rozruchowego.
• „C” to pojemność urządzenia. Jednostką miary są amperogodziny.
• „D” - wskazuje materiał, z którego wykonana jest jednostka.

To podstawowe parametry, które w dużej mierze decydują o tym, czy dana bateria jest dla Ciebie odpowiednia. Różnice w wydajności są szczegółowo przedstawione na powyższym rysunku.

Znak europejski

Trzeba przyznać, że w Europie wymagania stawiane akumulatorom, a zwłaszcza ich przyjazność dla środowiska, są znacznie wyższe. Nie jest zaskakujące, że europejskie oznakowanie również wykazuje znaczące różnice.

W Europie producenci akumulatorów samochodowych przy tworzeniu swoich produktów kierują się przede wszystkim normą DIN.Obejmuje użycie pięciu podstawowych liczb w oznaczeniu.

Ważny! Istnieje również standard ETN, zawierający dziewięć cyfr.

O oznaczeniu pięciocyfrowym decydują następujące parametry:

• Pierwsze trzy cyfry wskazują pojemność baterii. Aby dokładnie określić ten parametr z zapisanej liczby, musisz odjąć 500.
• Dwie cyfry na końcu wskazują typ baterii.

W tym miejscu należy poczynić jedno ważne wyjaśnienie. Pomimo prostoty oficjalnego standardu, każdy producent stara się wskazać na bateriach jak najwięcej przydatnych informacji. Dlatego studiując etykietę europejskiej baterii, możesz znaleźć następujące dane:

• wykonanie,
• specyfikacja terminala,
• cechy usuwania gazów,
• wskaźnik odporności na wibracje.

Oznakowanie baterii ETN składa się z następujących wskaźników:

• Pierwsza cyfra wskazuje pojemność.
• Drugi i trzeci to zakres mocy. Liczba sześć w tym oznaczeniu oznacza, że \u200b\u200bprzy obliczaniu należy dodać 100 Ah, siedem - 200 Ah.
• Kolejne trzy cyfry to konstruktywne rozwiązanie i użyte materiały.
• Na końcu znajdują się trzy cyfry wskazujące wartość jednej dziesiątej zimnego zwoju.

Studiując oznakowanie europejskiej baterii, należy zrozumieć, że może ona mieć wiele dodatkowych oznaczeń,które producent stosuje według własnego uznania.

Etykiety azjatyckie

Na rynku azjatyckim stosowane są etykiety akumulatorów JIS. Musimy przyznać, że jest to dość zagmatwane i zajmie trochę czasu, aby to rozgryźć. Oczywiście nie da się obejść bez specjalnych stołów.

Azjatycka etykieta baterii składa się z sześciu znaków:

• Pierwsze dwie cyfry tradycyjnie wskazują pojemność. Należy jednak wziąć pod uwagę, że parametr nominalny jest mnożony przez współczynnik korekcji.
• Trzeci znak to litera. Wskazuje kształt baterii i proporcje.
• Następne dwa znaki to rozmiar w centymetrach (długość).
• Ostatni znak ma tylko dwa znaczenia - R b L. Wskazuje położenie ujemnego bieguna.

Wskazana na oznaczeniu pojemność baterii azjatyckiej jest znacznie niższa od europejskiej.

Amerykański system numeracji

W Ameryce baterie są oznaczane zgodnie ze standardem SAE, ale możliwe są inne opcje. W tym kontekście ustawodawstwo amerykańskie zapewnia dość szeroki zakres działań przedsiębiorców.

Amerykańskie oznaczenia baterii są zgodne ze standardem SAE. Można jednak stosować inne rodzaje oznaczeń. Tradycyjnie liczba znaków w nomenklaturze wynosi sześć (jedna litera i pięć cyfr). Symbole te mają następujące znaczenie:

• Pierwsza litera wskazuje rodzaj baterii.
• Pierwsze dwie cyfry określają rozmiar urządzenia.
• Ostatnie liczby w nomenklaturze to prąd zimnej korby.

Bardzo często producenci umieszczają na swoich urządzeniach wskaźnik pojemności rezerwowej. Na obudowie można również znaleźć, ile czasu zajmuje zmniejszenie napięcia do 10 V. Stały prąd 25 amperów jest traktowany jako stały.

Wynik

Zasadniczo akumulatory są klasyfikowane jako obsługiwane i nieobsługiwane. Można je również podzielić na typy ze względu na cechy konstrukcyjne płyt. Oznaczenie urządzenia zależy od regionu, w którym produkt został wyprodukowany i standardów fabrycznych producenta.

Akumulator to źródło prądu stałego przeznaczone do magazynowania i magazynowania energii. Zdecydowana większość typów akumulatorów opiera się na cyklicznej konwersji energii chemicznej na energię elektryczną, co pozwala na wielokrotne ładowanie i rozładowywanie akumulatora.

W 1800 roku Alessandro Volta dokonał zaskakującego odkrycia, kiedy zanurzył dwie metalowe płytki - miedź i cynk - w słoiku wypełnionym kwasem, po czym udowodnił, że prąd elektryczny przepływa przez łączący je drut. Ponad 200 lat później nowoczesne akumulatory są nadal produkowane w oparciu o odkrycie Volty.

Rodzaje akumulatorów

Od wynalezienia pierwszej baterii minęło nie więcej niż 140 lat, a teraz trudno sobie wyobrazić współczesny świat bez zapasowych zasilaczy opartych na bateriach. Baterie są używane we wszystkim, od najbardziej nieszkodliwych urządzeń gospodarstwa domowego: panele sterowania, przenośne radia, latarki, laptopy, telefony, po systemy bezpieczeństwa dla instytucji finansowych, zapasowe zasilacze centrów danych, przemysł kosmiczny, energetyka jądrowa, komunikacja itp. itp.

Kraje rozwijające się potrzebują energii elektrycznej tak samo, jak człowiek potrzebuje do życia tlenu. Dlatego projektanci i inżynierowie codziennie pracują nad optymalizacją istniejących typów akumulatorów i okresowo opracowują nowe typy i podgatunki.

Główne typy akumulatorów przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1. Klasyfikacja akumulatorów.

Na podstawie danych podanych w Tabeli 1 możemy wywnioskować, że istnieje wiele typów akumulatorów różniących się charakterystyką, które są zoptymalizowane do użytku w różnych warunkach io różnej intensywności. Stosując nowe technologie i komponenty do produkcji, naukowcom udaje się osiągnąć niezbędne właściwości dla określonej dziedziny zastosowań, na przykład opracowano akumulatory niklowo-wodorowe do satelitów kosmicznych, stacji kosmicznych i innego sprzętu kosmicznego. Oczywiście nie wszystkie typy są pokazane w tabeli, ale tylko te główne, które są szeroko rozpowszechnione.

Nowoczesne systemy zasilania rezerwowego i autonomicznego dla segmentu przemysłowego i domowego oparte są na odmianach akumulatorów kwasowo-ołowiowych, niklowo-kadmowych (rzadziej stosowany jest typ żelazowo-niklowy) oraz litowo-jonowych, gdyż te zasilacze chemiczne są bezpieczne i mają akceptowalne parametry techniczne i koszt.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe

Ten typ jest najbardziej poszukiwany we współczesnym świecie ze względu na jego uniwersalne cechy i niski koszt. Ze względu na dużą liczbę odmian, akumulatory kwasowo-ołowiowe znajdują zastosowanie w dziedzinie systemów zasilania awaryjnego, autonomicznych systemów zasilania, elektrowni słonecznych, UPS, różnego rodzaju transportu, komunikacji, systemów bezpieczeństwa, różnego rodzaju urządzeń przenośnych, zabawek itp.

Zasada działania akumulatorów kwasowo-ołowiowych

Podstawą działania zasilaczy chemicznych jest wzajemne oddziaływanie metali i cieczy - odwracalna reakcja, która występuje, gdy styki dodatniej i ujemnej płyty są zamknięte. Akumulatory kwasowo-ołowiowe, jak sama nazwa wskazuje, składają się z ołowiu i kwasu, przy czym dodatnio naładowane płyty to ołów, a ujemnie naładowane płyty to tlenek ołowiu. Jeśli podłączysz żarówkę do dwóch płytek, obwód zamyka się i pojawia się prąd elektryczny (ruch elektronów), a wewnątrz elementu zachodzi reakcja chemiczna. W szczególności skorodowane są płyty akumulatora, a ołów jest pokryty siarczanem ołowiu. Tak więc w trakcie rozładowywania akumulatora na wszystkich płytach będą się tworzyć osady siarczanu ołowiu. Gdy akumulator jest całkowicie rozładowany, jego płytki są pokryte tym samym metalem - siarczanem ołowiu i mają prawie taki sam ładunek w stosunku do cieczy, odpowiednio napięcie akumulatora będzie bardzo niskie.

Jeśli podłączysz ładowarkę do odpowiednich zacisków i włączysz ją, prąd będzie płynął w kwasie w przeciwnym kierunku. Prąd wywoła reakcję chemiczną, cząsteczki kwasu zostaną rozszczepione, aw wyniku tej reakcji siarczan ołowiu zostanie usunięty z dodatniej i ujemnej plasteliny akumulatora. Na końcowym etapie procesu ładowania płytki będą miały swój pierwotny wygląd: ołów i tlenek ołowiu, co pozwoli im na ponowne uzyskanie innego naładowania, czyli w pełni naładowany akumulator.

Jednak w praktyce wszystko wygląda trochę inaczej i płytki elektrod nie są całkowicie wyczyszczone, dlatego baterie mają pewien zasób, po osiągnięciu którego pojemność spada do 80-70% oryginału.

Rysunek nr 3. Schemat elektrochemiczny akumulatora kwasowo-ołowiowego (VRLA).

Typy akumulatorów kwasowo-ołowiowych

Ołów - kwasobsługiwany przez 6 akumulatorów 12V. Klasyczne akumulatory rozruchowe do silników spalinowych i nie tylko. Potrzebują regularnej konserwacji i wentylacji. Z zastrzeżeniem wysokiego samorozładowania.

Ołów regulowany zaworem - kwas (VRLA)bezobsługowe - akumulatory 2, 4, 6 i 12V. Niedrogie akumulatory w szczelnej obudowie, które mogą być używane w obszarach mieszkalnych, nie wymagają dodatkowej wentylacji i konserwacji. Zalecane do użytku w trybie bufora.

Absorpcyjna mata szklana regulowana zaworem ołowiu - kwas (AGM VRLA)bezobsługowe - akumulatory 4, 6 i 12V. Nowoczesne akumulatory kwasowo-ołowiowe z zaabsorbowanym elektrolitem (nie cieczą) i separatorami z włókna szklanego znacznie lepiej utrzymują płyty ołowiowe bez ich łamania. Takie rozwiązanie znacznie skróciło czas ładowania akumulatorów AGM, gdyż prąd ładowania może sięgać 20-25, rzadziej 30% pojemności nominalnej.

Akumulatory AGM VRLA posiadają wiele modyfikacji o zoptymalizowanej charakterystyce dla cyklicznych i buforowych trybów pracy: Głębokie - do częstych głębokich rozładowań, czołowe - dla dogodnej lokalizacji w szafach telekomunikacyjnych, Standard - do zastosowań ogólnych, High Rate - zapewniają najlepszą charakterystykę rozładowania do 30% nadaje się do potężnych zasilaczy bezprzerwowych, Modułowy - umożliwia tworzenie wydajnych szaf bateryjnych itp.



Rysunek №4.

Ołów regulowany zaworem żelowym - kwas (GEL VRLA)bezobsługowe - akumulatory 2, 4, 6 i 12V. Jedna z najnowszych modyfikacji typu akumulatora kwasowo-ołowiowego. Technologia oparta jest na zastosowaniu elektrolitu żelowego, który zapewnia maksymalny kontakt z płytami ujemnymi i dodatnimi elementów oraz zachowuje jednolitą konsystencję w całej objętości. Akumulator tego typu wymaga „odpowiedniej” ładowarki, która zapewni wymagany poziom prądu i napięcia, tylko w tym przypadku można uzyskać wszystkie zalety w stosunku do typu AGM VRLA.

Zasilacze chemiczne GEL VRLA, takie jak AGM, mają wiele podtypów, które najlepiej nadają się do określonych warunków pracy. Najpopularniejsze to seria Solar - stosowana do systemów energii słonecznej, Marine - do transportu morskiego i rzecznego, Deep Cycle - do częstych głębokich wyładowań, front-terminal - montowana w specjalnych skrzyniach do systemów telekomunikacyjnych, GOLF - do wózków golfowych, a także szorowarki, Micro - małe baterie do częstego użytku w aplikacjach mobilnych, Modułowe - specjalne rozwiązanie do tworzenia potężnych baterii akumulatorów do magazynowania energii itp.



Rysunek nr 5.

OPzVbezobsługowe - akumulatory 2V. Specjalne ogniwa kwasowo-ołowiowe typu OPZV są produkowane przy użyciu rurowych płyt anodowych i elektrolitu żelowego z kwasem siarkowym. Anoda i katoda ogniw zawierają dodatkowy metal - wapń, dzięki czemu zwiększa się odporność elektrod na korozję i wydłuża się żywotność. Płyty ujemne są smarowane masłem, technologia ta zapewnia lepszy kontakt z elektrolitem.

Akumulatory OPzV są odporne na głębokie rozładowanie i mają długą żywotność do 22 lat. Z reguły do \u200b\u200bprodukcji takich akumulatorów używa się tylko najlepszych materiałów, aby zapewnić wysoką wydajność w trybie cyklicznym.

Stosowanie akumulatorów OPzV jest pożądane w instalacjach telekomunikacyjnych, systemach oświetlenia awaryjnego, zasilaczach bezprzerwowych, systemach nawigacji, domowych i przemysłowych systemach magazynowania energii oraz wytwarzaniu energii słonecznej.


Rysunek 6. Struktura baterii OPzV EverExceed.

OPzStani w utrzymaniu - akumulatory 2, 6, 12V. Stacjonarne zalewane akumulatory kwasowo-ołowiowe OPzS są produkowane z rurowymi płytami anodowymi z dodatkiem antymonu. Katoda zawiera również niewielką ilość antymonu i jest typu kratki rozpraszającej. Anoda i katoda są oddzielone mikroporowatymi separatorami, które zapobiegają zwarciom. Obudowa baterii wykonana jest ze specjalnego, odpornego na wstrząsy przezroczystego tworzywa sztucznego, odpornego na atak chemiczny i ogień, a wentylowane zawory są ognioodporne i zapewniają ochronę przed ewentualnym wnikaniem płomieni i iskier.

Przezroczyste ściany pozwalają w wygodny sposób monitorować poziom elektrolitu za pomocą oznaczeń minimum i maksimum. Specjalna konstrukcja zaworów umożliwia dolewanie wody destylowanej oraz pomiar gęstości elektrolitu bez ich usuwania. W zależności od obciążenia woda jest uzupełniana co rok do dwóch lat.

Akumulatory OPzS mają najwyższą wydajność spośród wszystkich innych akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Żywotność może sięgać 20 - 25 lat i zapewnia żywotność do 1800 głębokich 80% cykli rozładowania.

Stosowanie takich akumulatorów jest konieczne w systemach o średnim i głębokim rozładowaniu, m.in. gdzie obserwuje się średnie prądy rozruchowe.



Rysunek nr 7.

Charakterystyka akumulatorów kwasowo-ołowiowych

Analizując dane podane w tabeli 2, możemy dojść do wniosku, że akumulatory kwasowo-ołowiowe posiadają szeroki wybór modeli, które nadają się do różnych trybów pracy i warunków pracy.

Tabela 2. Charakterystyka porównawcza typów akumulatorów kwasowo-ołowiowych.

Do analizy wykorzystaliśmy uśrednione dane od ponad 10 producentów akumulatorów, których produkty od dłuższego czasu są obecne na rynku ukraińskim i są z powodzeniem stosowane w wielu obszarach (EverExceed, BB Battery, CSB, Leoch, Ventura, Challenger, C&D Techologies, Victron Energy, SunLight , Troian i inni).

Baterie litowo-jonowe (litowe)

Historia powstania sięga 1912 roku, kiedy Gilbert Newton Lewis pracował nad obliczeniem aktywności silnych jonów elektrolitu i prowadził badania potencjałów elektrod wielu pierwiastków, w tym litu. Od 1973 r. Wznowiono prace, w wyniku których pojawiły się pierwsze baterie litowe, które zapewniały tylko jeden cykl rozładowania. Próby stworzenia baterii litowej były utrudnione przez działanie właściwości litu, które przy niewłaściwym rozładowaniu lub ładowaniu powodowało gwałtowną reakcję z wydzielaniem wysokich temperatur, a nawet płomienia. Sony wypuściło pierwsze telefony komórkowe z podobnymi bateriami, ale zostało zmuszone do wycofania produktów z powrotem po kilku nieprzyjemnych incydentach. Rozwój nie zatrzymał się iw 1992 roku pojawiły się pierwsze „bezpieczne” baterie na bazie jonów litu.

Akumulatory litowo-jonowe mają dużą gęstość energii, dzięki czemu przy niewielkich rozmiarach i niewielkiej wadze zapewniają 2-4 razy większą pojemność niż akumulatory kwasowo-ołowiowe. Niewątpliwie ogromną zaletą akumulatorów litowo-jonowych jest duża prędkość pełnego naładowania 100% w ciągu 1-2 godzin.

Akumulatory litowo-jonowe są szeroko stosowane w nowoczesnej technologii elektronicznej, motoryzacji, systemach magazynowania energii, wytwarzaniu energii słonecznej. Są bardzo poszukiwane w zaawansowanych technologicznie urządzeniach multimedialnych i komunikacyjnych: telefonach, tabletach, laptopach, radiostacjach itp. Trudno sobie wyobrazić współczesny świat bez zasilaczy litowo-jonowych.

Jak działają baterie litowe (litowo-jonowe)

Zasada działania polega na wykorzystaniu jonów litu, które są związane cząsteczkami dodatkowych metali. Zwykle oprócz litu stosuje się tlenek kobaltu litu i grafit. Podczas rozładowywania akumulatora litowo-jonowego jony są przenoszone z elektrody ujemnej (katody) na dodatnią (anodę) i odwrotnie podczas ładowania. Obwód baterii zakłada obecność separatora-separatora między dwiema częściami ogniwa, jest to konieczne, aby zapobiec spontanicznemu ruchowi jonów litu. Gdy obwód akumulatora jest zamknięty i następuje proces ładowania lub rozładowywania, jony pokonują separator i dążą do przeciwnie naładowanej elektrody.

Rysunek №8. Schemat elektrochemiczny baterii litowo-jonowej.

Ze względu na wysoką wydajność akumulatory litowo-jonowe rozwinęły się szybko i wiele podgatunków, na przykład akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4). Poniżej znajduje się graficzny schemat działania tego podtypu.

Rysunek nr 9. Schemat elektrochemiczny procesu rozładowania i rozładowania baterii LiFePO4.

Typy akumulatorów litowo-jonowych

Nowoczesne akumulatory litowo-jonowe mają wiele podtypów, z których główna różnica polega na składzie katody (elektroda naładowana ujemnie). Można również zmienić skład anody, aby całkowicie zastąpić grafit lub użyć grafitu z dodatkiem innych materiałów.

Różne typy akumulatorów litowo-jonowych można rozpoznać po ich chemicznej degradacji. Dla zwykłego użytkownika może to być nieco trudne, dlatego każdy typ zostanie opisany tak szczegółowo, jak to możliwe, w tym jego pełna nazwa, definicja chemiczna, skrót i krótkie oznaczenie. W celu ułatwienia opisu zostanie użyty skrócony tytuł.

Tlenek kobaltu litu (LiCoO2) - Ma wysoką energię właściwą, co sprawia, że \u200b\u200bbateria litowo-kobaltowa jest popularna w kompaktowych urządzeniach high-tech. Katoda baterii jest wykonana z tlenku kobaltu, a anoda z grafitu. Katoda ma strukturę warstwową, a podczas wyładowania jony litu przemieszczają się z anody do katody. Wady tego typu to stosunkowo krótka żywotność, niska stabilność termiczna i ograniczona moc ogniw.

Akumulatory litowo-kobaltowe nie mogą być rozładowywane ani ładowane prądem przekraczającym pojemność znamionową, więc akumulator 2,4Ah może pracować z prądem 2,4A. Jeśli do ładowania zostanie zastosowany duży prąd, spowoduje to przegrzanie. Optymalny prąd ładowania to 0,8C, w tym przypadku 1,92A. Każda bateria litowo-kobaltowa jest wyposażona w obwód ochronny, który ogranicza szybkość ładowania i rozładowywania oraz ogranicza prąd do 1C.

Wykres (rys. 10) przedstawia główne właściwości akumulatorów litowo-kobaltowych pod względem energii właściwej lub mocy, mocy właściwej lub zdolności do zapewnienia wysokiego prądu, bezpieczeństwa lub szansy zapłonu pod dużym obciążeniem, temperatury otoczenia, żywotności i żywotności, kosztów ...



Rysunek nr 10.

Tlenek litowo-manganowy (LiMn2O4, LMO) - Pierwsze informacje o zastosowaniu litu ze spinelami manganu pojawiły się w raportach naukowych w 1983 roku. Moli Energy w 1996 roku wypuściło pierwsze partie baterii na bazie tlenku litowo-manganowego jako materiału katodowego. Ta architektura tworzy trójwymiarowe struktury spinelowe, które poprawiają przepływ jonów do elektrody, zmniejszając w ten sposób opór wewnętrzny i zwiększając możliwe prądy ładowania. Spinel ma również zaletę stabilności termicznej i zwiększonego bezpieczeństwa, ale żywotność cykliczna i żywotność są ograniczone.

Niska rezystancja zapewnia możliwość szybkiego ładowania i rozładowywania akumulatora litowo-manganowego dużym prądem do 30A oraz krótkoterminowym do 50A. Nadaje się do elektronarzędzi, sprzętu medycznego oraz pojazdów hybrydowych i elektrycznych.

Potencjał akumulatorów litowo-manganowych jest o około 30% niższy niż akumulatorów litowo-kobaltowych, ale technologia ta ma o około 50% lepsze właściwości niż akumulatory na bazie niklowych składników chemicznych.

Elastyczność projektowania pozwala inżynierom zoptymalizować właściwości baterii i osiągnąć długą żywotność baterii, wysoką pojemność (gęstość energii), maksymalny prąd (gęstość mocy). Na przykład, przy długiej żywotności, rozmiar ogniwa 18650 ma pojemność 1,1 Ah, podczas gdy ogniwa zoptymalizowane pod kątem dużej pojemności mają pojemność 1,5 Ah, ale mają krótszą żywotność.

Wykres (ryc. 12) nie odzwierciedla najbardziej imponujących właściwości baterii litowo-manganowych, ale nowoczesne rozwiązania znacznie poprawiły wydajność i sprawiły, że ten typ jest konkurencyjny i szeroko stosowany.



Rycina 11.

Nowoczesne akumulatory typu litowo-manganowego mogą być produkowane z dodatkiem innych pierwiastków - tlenku litowo-niklowo-manganowo-kobaltowego (NMC), technologia ta znacznie wydłuża żywotność i podnosi specyficzne wskaźniki energetyczne. Związek ten zapewnia najlepsze właściwości z każdego systemu, tak zwany LMO (NMC) jest stosowany w większości pojazdów elektrycznych, takich jak Nissan, Chevrolet, BMW itp.

Tlenek kobaltu litowo-niklowo-manganowy (LiNiMnCoO2 lub NMC) - Wiodący producenci akumulatorów litowo-jonowych skupili się na materiałach katodowych niklowo-manganowo-kobaltowych (NMC). Podobnie jak baterie litowo-manganowe, te akumulatory można przystosować do uzyskiwania dużej gęstości energii lub dużej gęstości mocy, ale nie jednocześnie. Na przykład ogniwo NMC 18650 przy umiarkowanym obciążeniu ma pojemność 2,8 Ah i może zapewnić maksymalny prąd 4-5 A; Ogniwo NMC, zoptymalizowane pod kątem wysokich parametrów mocy, ma tylko 2 Wh, ale może zapewnić ciągły prąd rozładowania do 20A. Specyfika NMC polega na połączeniu niklu i manganu, na przykład soli kuchennej, w której głównymi składnikami są sód i chlorek, które są oddzielnie substancjami toksycznymi.

Nikiel jest znany ze swojej wysokiej energii właściwej, ale niskiej stabilności. Mangan ma tę zaletę, że tworzy strukturę spinelu i zapewnia niski opór wewnętrzny, a jednocześnie ma niską energię właściwą. Dzięki połączeniu tych dwóch metali możliwe jest uzyskanie optymalnej wydajności akumulatora NMC dla różnych warunków pracy.

Akumulatory NMC są idealne do elektronarzędzi, rowerów elektrycznych i innych układów napędowych. Połączenie materiałów katodowych: jedna trzecia niklu, manganu i kobaltu zapewnia wyjątkowe właściwości, a także obniża koszt produktu dzięki zmniejszeniu zawartości kobaltu. Inne podtypy, takie jak NCM, CMN, CNM, MNC i MCN, mają doskonałe proporcje potrójnego metalu od 1 / 3-1 / 3-1 / 3. Zwykle producent utrzymuje w tajemnicy dokładny stosunek.



Rysunek 12.

Fosforan litowo-żelazowy (LiFePO4) - w 1996 roku na Uniwersytecie w Teksasie (i innych współpracowników) fosforan był używany jako materiał katodowy do baterii litowych. Fosforan litu zapewnia dobre parametry elektrochemiczne przy niskiej rezystancji. Jest to możliwe dzięki nanofosforanowemu materiałowi katodowemu. Główne zalety to duży przepływ prądu i długa żywotność, a także dobra stabilność termiczna i zwiększone bezpieczeństwo.

Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe są bardziej tolerancyjne na pełne rozładowanie i mniej podatne na starzenie niż inne systemy litowo-jonowe. LFP są również bardziej odporne na przeładowanie, ale podobnie jak w przypadku innych akumulatorów litowo-jonowych, przeładowanie może spowodować uszkodzenia. LiFePO4 zapewnia bardzo stabilne napięcie rozładowania 3,2V, co pozwala na użycie tylko 4 ogniw do stworzenia standardowego akumulatora 12V, co z kolei pozwala na sprawną wymianę akumulatorów ołowiowych. Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe nie zawierają kobaltu, co znacznie obniża koszt produktu i czyni go bardziej przyjaznym dla środowiska. Zapewnia wysoki prąd podczas rozładowywania i może być również ładowany prądem znamionowym w ciągu zaledwie jednej godziny do pełnej pojemności. Praca w niskich temperaturach otoczenia obniży wydajność, a temperatury powyżej 35 ° C nieznacznie skracają żywotność, ale wydajność jest znacznie lepsza niż w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych, niklowo-kadmowych lub NiMH. Fosforan litu ma wyższy współczynnik samorozładowania niż inne akumulatory litowo-jonowe, co może wymagać wyważenia szaf akumulatorów.



Rysunek 13.

Tlenek glinu litowo-niklowo-kobaltowy (LiNiCoAlO2) - Akumulatory litowo-niklowo-kobaltowo-aluminiowe (NCA) zostały wprowadzone na rynek w 1999 roku. Ten typ zapewnia wysoką energię właściwą i wystarczającą moc właściwą, a także długą żywotność. Istnieje jednak ryzyko zapłonu, w wyniku którego dodano aluminium, co zapewnia większą stabilność procesów elektrochemicznych zachodzących w akumulatorze przy dużych prądach rozładowania i ładowania.



Rysunek 14.

Tytanian litu (Li4Ti5O12) - Baterie z anodami tytanianu litu są znane od lat 80. Katoda składa się z grafitu i przypomina architekturą typową baterię litowo-metalową. Tytanian litu ma napięcie ogniwa 2,4 V, można go szybko ładować i zapewnia wysoki prąd rozładowania 10 ° C, który jest 10 razy większy od pojemności znamionowej akumulatora.

Akumulatory litowo-tytanowe mają zwiększoną żywotność w porównaniu do innych typów akumulatorów litowo-jonowych. Charakteryzują się wysokim bezpieczeństwem, a także są w stanie pracować w niskich temperaturach (do –30ºC) bez znaczącego spadku wydajności.

Wadą jest dość wysoki koszt, a także niewielki wskaźnik energii właściwej rzędu 60-80Wh / kg, który jest dość porównywalny z akumulatorami niklowo-kadmowymi. Zastosowania: zasilacze elektryczne i zasilacze bezprzerwowe.



Rysunek 15.

Akumulatory litowo-polimerowe (Li-pol, Li-polimer, LiPo, LIP, Li-poly) - akumulatory litowo-polimerowe różnią się od akumulatorów litowo-jonowych tym, że wykorzystują specjalny elektrolit polimerowy. Podniecenie związane z tego typu bateriami, które pojawiło się od 2000 roku, trwa do dziś. Został założony nie bez powodu, ponieważ przy pomocy specjalnych polimerów można było stworzyć baterię bez elektrolitu płynnego lub żelowego, co umożliwia tworzenie baterii o niemal dowolnym kształcie. Ale głównym problemem jest to, że stały elektrolit polimerowy zapewnia słabą przewodność w temperaturze pokojowej i rozkłada najlepsze właściwości w stanie podgrzanym do 60 ° C. Wszelkie próby naukowców zmierzające do rozwiązania tego problemu były daremne.

Nowoczesne akumulatory litowo-polimerowe wykorzystują niewielką ilość elektrolitu żelowego dla lepszej przewodności w normalnych temperaturach. Zasada działania opiera się na jednym z opisanych powyżej typów. Najpopularniejszy jest litowo-kobaltowy z elektrolitem z żelu polimerowego, który jest używany w większości zastosowań.

Główną różnicą między akumulatorami litowo-jonowymi a akumulatorami litowo-polimerowymi jest to, że mikroporowaty elektrolit polimerowy jest zastępowany tradycyjnym separatorem. Litowo-polimerowy ma nieco wyższą energię właściwą i umożliwia tworzenie cienkich elementów, ale koszt jest o 10-30% wyższy niż litowo-jonowy. Istnieje również znacząca różnica w konstrukcji obudowy. Jeśli do litowo-polimeru używana jest cienka folia, która umożliwia tworzenie akumulatorów tak cienkich, że wyglądają jak karty kredytowe, to litowo-jonowe są gromadzone w sztywnej metalowej obudowie, aby mocno przymocować elektrody.

Rycina 17. Wygląd baterii litowo-polimerowej do telefonu komórkowego.

Specyfikacje baterii litowo-jonowej

W tabeli nie uwzględniono maksymalnej pojemności ogniw, ponieważ technologia akumulatorów litowo-jonowych nie pozwala na produkcję mocnych pojedynczych ogniw. Gdy wymagana jest duża pojemność lub prąd stały, akumulatory są łączone równolegle i szeregowo za pomocą zworek. Stan musi być monitorowany przez system monitorowania akumulatora. Nowoczesne szafy bateryjne do UPS i elektrowni słonecznych oparte na ogniwach litowych mogą osiągać napięcie 500-700V DC przy wydajności około 400A / h, a także pojemność 2000-3000Ah przy napięciu 48 lub 96V.

Baterie niklowo-kadmowe

Wynalazcą jest szwedzki naukowiec Waldemar Jungner, który opatentował technologię produkcji niklu kadmowego w 1899 roku. W 1990 roku doszło do sporu patentowego z Edisonem, który Jungner przegrał, ponieważ nie posiadał takich funduszy jak jego przeciwnik. Założona przez Waldemara firma „Ackumulator Aktiebolaget Jungner” była na skraju bankructwa, jednak zmieniając nazwę na „Svenska Ackumulator Aktiebolaget Jungner”, firma kontynuowała swój rozwój. Obecnie firma założona przez dewelopera nosi nazwę „SAFT AB” i produkuje jedne z najbardziej niezawodnych baterii niklowo-kadmowych na świecie.

Akumulatory niklowo-kadmowe są bardzo trwałym i niezawodnym typem. Istnieją modele serwisowane i nieobsługiwane o pojemności od 5 do 1500Ah. Zazwyczaj są dostarczane w sucho ładowanych puszkach bez elektrolitu o nominalnym napięciu 1,2V. Pomimo podobieństwa konstrukcji do akumulatorów kwasowo-ołowiowych, akumulatory niklowo-kadmowe mają szereg istotnych zalet w postaci stabilnej pracy w temperaturach od –40 ° C, zdolności do wytrzymywania wysokich prądów rozruchowych, a także są optymalizowane przez modele pod kątem szybkiego rozładowania. Akumulatory Ni-Cd są odporne na głębokie rozładowanie, przeładowanie i nie wymagają natychmiastowego ładowania jak kwasowo-ołowiowe. Konstrukcyjnie są wykonane z odpornego na uderzenia tworzywa sztucznego i dobrze znoszą uszkodzenia mechaniczne, nie boją się wibracji itp.

Zasada działania akumulatorów niklowo-kadmowych

Baterie alkaliczne, których elektrody składają się z hydratu tlenku niklu z dodatkami grafitu, tlenku baru i proszku kadmu. Elektrolit jest z reguły roztworem o 20% zawartości potasu i dodatku monohydratu litu. Płyty są oddzielone separatorami izolacyjnymi, aby uniknąć zwarć, jedna ujemnie naładowana płyta znajduje się między dwoma dodatnio naładowanymi.

W procesie rozładowywania akumulatora niklowo-kadmowego zachodzi interakcja między anodą z hydratem tlenku niklu a jonami elektrolitu, tworząc hydrat tlenku niklu. Jednocześnie katoda kadmu tworzy hydrat tlenku kadmu, tworząc w ten sposób różnicę potencjałów do 1,45 V, zapewniając napięcie wewnątrz akumulatora oraz w zewnętrznym obwodzie zamkniętym.

Procesowi ładowania akumulatorów niklowo-kadmowych towarzyszy utlenianie masy czynnej anod i przejście hydratu tlenku niklu w hydrat tlenku niklu. Jednocześnie katoda jest redukowana do kadmu.

Zaletą zasady działania akumulatora niklowo-kadmowego jest to, że wszystkie składniki, które powstają podczas cykli rozładowania i ładowania prawie nie rozpuszczają się w elektrolicie, a także nie wchodzą w żadne reakcje uboczne.

Rysunek 16. Struktura baterii Ni-Cd.

Rodzaje akumulatorów niklowo-kadmowych

Akumulatory niklowo-kadmowe są obecnie najczęściej stosowane w przemyśle, w którym wymagana jest szeroka gama zastosowań związanych z zasilaniem. Kilku producentów oferuje kilka podtypów akumulatorów niklowo-kadmowych, które zapewniają najlepszą wydajność w określonych trybach:

czas rozładowania 1,5 - 5 godzin lub więcej - akumulatory serwisowane;

czas rozładowania 1,5 - 5 godzin lub więcej - akumulatory bezobsługowe;

czas rozładowania 30 - 150 minut - akumulatory serwisowane;

czas rozładowania 20 - 45 minut - akumulatory serwisowane;

czas rozładowania 3 - 25 minut - akumulatory serwisowane.

Charakterystyka baterii niklowo-kadmowych

Wysokie parametry techniczne sprawiają, że ten typ baterii jest bardzo atrakcyjny do rozwiązywania problemów przemysłowych, gdy wymagany jest wysoce niezawodny zapasowy zasilacz o długiej żywotności.

Baterie niklowo-żelazne

Po raz pierwszy stworzył je Waldemar Jungner w 1899 roku, kiedy próbował znaleźć tańszy analog kadmu w bateriach niklowo-kadmowych. Po długich próbach Jungner zrezygnował z używania żelaza, ponieważ ładunek był prowadzony zbyt wolno. Kilka lat później Thomas Edison stworzył akumulator niklowo-żelazny do zasilania pojazdów Baker Electric i Detroit Electric.

Niski koszt produkcji sprawił, że akumulatory niklowo-żelazne stały się poszukiwane w transporcie elektrycznym jako baterie trakcyjne, są również wykorzystywane do elektryfikacji samochodów osobowych, zasilania obwodów sterujących. W ostatnich latach mówi się o bateriach niklowo-żelazowych z nową energią, ponieważ nie zawierają one toksycznych pierwiastków, takich jak ołów, kadm, kobalt itp. Obecnie niektórzy producenci promują je w systemach energii odnawialnej.

Zasada działania akumulatorów niklowo-żelazowych

Energia elektryczna jest przechowywana przy użyciu wodorotlenku niklu jako płyt dodatnich, żelaza jako płyt ujemnych i ciekłego elektrolitu w postaci żrącego potasu. Rury lub „kieszonki” stabilne na nikiel zawierają substancję czynną

Typ niklowo-żelazny jest bardzo niezawodny, ponieważ jest odporny na głębokie rozładowania, częste ładowanie, a także może znajdować się w stanie niedoładowania, co jest bardzo szkodliwe dla akumulatorów kwasowo-ołowiowych.

Charakterystyka baterii niklowych

Użyte materiały

Badania przeprowadzone przez Boston Consulting Group

Dokumentacja techniczna TM Bosch, Panasonic, EverExceed, Victron Energy, Varta, Leclanché, Envia, Kokam, Samsung, Valence i inne.

Dziś można spotkać akumulatory samochodowe żelowe, alkaliczne, hybrydowe, ale łączy je jedno - wszystkie odpowiadają za uruchomienie silnika, bez którego nasz żelazny koń po prostu się nie ruszy.

Urządzenie i funkcje baterii

Ten bardzo ważny element spełnia trzy główne funkcje, dzięki którym następuje start, a także dalszy ruch. I nie ma znaczenia, jakie „wypełnienie” ma akumulator zamontowany w samochodzie, bez niego silnik nie da się uruchomić. Ponadto funkcja akumulatora obejmuje zasilanie niektórych urządzeń elektrycznych, gdy silnik nie pracuje. Również nowoczesne samochody, można powiedzieć, są zapchane różnymi urządzeniami, takimi jak magnetofon, magnetofony samochodowe, nawigatory, alarmy i dość często generator nie radzi sobie z obciążeniem. W takiej sytuacji znowu na ratunek przychodzi niezastąpiona bateria.

Urządzenie akumulatora samochodowego jest dość proste, dlatego bardzo rzadko się psuje, najczęściej występuje sytuacja, w której następuje rozładowanie z powodu nadmiernego obciążenia. W rzeczywistości jest to ogniwo galwaniczne, w którym zachodzą odwrotne procesy chemiczne. Tak więc, jeśli jest rozładowany, konieczne jest przepuszczenie przez niego prądu elektrycznego w przeciwnym kierunku. Energia elektryczna jest następnie zamieniana na energię chemiczną, a wszystkie niezbędne substancje aktywne, które zostały wcześniej zużyte, zostaną przywrócone. A wtedy będzie mógł ponownie zasilać urządzenia samochodowe.

Rodzaje akumulatorów samochodowych - nowoczesna różnorodność

Obecnie istnieją serwisowane i nieobsługiwane typy akumulatorów samochodowych. Te pierwsze są dość rzadkie ze względu na swoje wady. Przede wszystkim ich dodatni ładunek stopniowo zmienia się w ujemny, co przyczynia się do szybkiego rozładowania. Ponadto podczas jazdy po naszych niedoskonałych drogach dochodzi do wycieku elektrolitu, co również przyczynia się do awarii akumulatora. Jednocześnie mają jedną zaletę, są łatwe nie tylko do rozbrojenia, ale także.

Urządzenie bateryjne drugiego typu nie ma powyższych wad. Modele te obejmują konstrukcje żelowe, które nie wymagają dodatkowego uzupełniania, ponieważ substancja ta jest dość gęsta w swojej konsystencji i nigdy nie wysysa. Dzięki temu można go zainstalować w dowolnej dogodnej pozycji, nie wpłynie to w żaden sposób na jego działanie. Istnieją również akumulatory AGM, w których kwasowe zagęszczenie uzyskuje się za pomocą włókna szklanego.

Taka bateria jest bardzo podatna na negatywny wpływ uszkodzonego sprzętu elektrycznego, dlatego ważne jest monitorowanie jej stanu.

Ponadto można wyróżnić następujące typy akumulatorów samochodowych:

• niski antymon, który zawiera tylko płytki ołowiowe, są bardzo szybko rozładowywane z powodu wrzenia wody w elektrolicie;
• hybrydowe, składające się z płyt o niskiej zawartości antymonu i ujemnych ołowiu i wapnia, takie akumulatory są najczęściej stosowane w przemyśle motoryzacyjnym i rozładowują się znacznie wolniej niż ich poprzednicy;
• baterie wapniowe, w tym przypadku tylko płytki wapniowe są zarówno dodatnie, jak i ujemne, ich samorozładowanie jest aż o 70% mniejsze niż baterii o niskiej zawartości antymonu, jednak ich ładowanie będzie niesamowicie trudne.

Oznakowanie akumulatora samochodowego - odczyt kodów

Aby wiedzieć, co kupujemy, w każdym zakładzie produkcyjnym oznakowanie akumulatorów samochodowych jest obowiązkowe i zawiera wszystkie niezbędne informacje o akumulatorze. Tak więc pierwsza cyfra zawsze wskazuje liczbę ogniw akumulatora, może ich być 3 lub 6. W zależności od tego napięcie nominalne akumulatora wynosi 6 lub 12 V. Następnie znajdują się litery ST, rozszyfrowane jako rozrusznik. Następna liczba wskazuje pojemność i jest podawana w amperogodzinach.

Ponadto etykieta baterii zawiera dodatkowe informacje. „A” wskazuje na obecność wspólnej pokrywy, litera „Z” oznacza, że \u200b\u200bbateria jest zalana, ale jeśli nie ma jej w oznaczeniu, to jest to bateria ładowana na sucho. Poniższe litery informują o materiale z jakiego wykonano korpus: „E” - ebonit, „T” - termoplast. Jeśli widzisz „M”, oznacza to, że separator jest wykonany z polichlorku winylu, a „P” wskazuje na obecność tej części wykonanej z polietylenu.

Jak wybrać akumulatory samochodowe?

Po zbadaniu liczników na temat tego, czym są akumulatory do samochodów osobowych i ciężarowych (do samochodów ciężarowych i osobowych), staje się jasne, że przy zakupie należy kierować się parametrami pojazdu. Znajdziesz je w instrukcji obsługi. Przede wszystkim należy zwrócić uwagę na pojemność baterii, która odzwierciedla zdolność baterii do zasilania urządzeń elektronicznych z wadliwym generatorem.

Najpopularniejszy jest akumulator samochodowy 90 Ah, ale nie jest to parametr uniwersalny, dlatego przed udaniem się do sklepu sprawdź dokumentację samochodu. Aby wykluczyć długi proces selekcji, kup i zabierz stare urządzenie ze sobą do sklepu. Należy również wziąć pod uwagę fakt, że obecnie rynek jest pełen różnych podróbek, dlatego kupując baterię, należy upewnić się, że wskazany jest kraj producenta, fabryka i data produkcji.

Ponadto między komponentami musi znajdować się paszport techniczny, a obudowa nie ma żadnych wad. Często można spotkać się z problemem, gdy wymiary akumulatora nie pasują do gniazda, które jest dla niego zarezerwowane pod maską.... Dlatego przy zakupie parametrów technicznych samochodu lepiej jest poinformować konsultanta, aby znaleźć model akumulatora z katalogu. Ale to nie zawsze działa, z jakiegoś powodu dosłownie kilka milimetrów staje się krytycznych, a bateria nie jest już na miejscu. Najlepszym wyjściem jest przyniesienie do sklepu starej baterii, ale nie zawsze jest to łatwe, ponieważ jednostka ta ma bardzo namacalną masę.

Bateria to źródło energii wielokrotnego użytku, które jest przeznaczone do magazynowania i magazynowania energii. Jego działanie opiera się na odwracalnych reakcjach utleniania-redukcji, co umożliwia wielokrotne użytkowanie akumulatora. Aby stworzyć akumulator, kilka akumulatorów jest połączonych w jednym obwodzie.

Typy baterii

W przypadku urządzeń gospodarstwa domowego i narzędzi stosuje się kilka rodzajów akumulatorów, które różnią się materiałami użytymi do ich produkcji.

Nikiel Kadm (NiCd)

Akumulator wytrzymuje dużą liczbę wyładowań i ładunków, jest odporny na niskie temperatury i ma duży dopuszczalny prąd rozładowania. Jedną z jego głównych zalet jest niska cena i długa żywotność. Wady tego typu polegają na szybkim samorozładowaniu i małej gęstości energii.

Główną wadą takiego sprzętu jest „efekt pamięci”, który prowadzi do spadku użytecznej pojemności, gdy bateria nie jest całkowicie rozładowana. Aby przywrócić moc nominalną, należy całkowicie rozładować, a następnie ponownie naładować to urządzenie. Aby wydłużyć żywotność takiego sprzętu, konieczne jest jego całkowite rozładowanie, a dopiero potem ładowanie. Do ładowania należy używać tylko urządzenia dostarczonego z zestawem lub takiego, które spełnia wymagania producenta baterii.

Niklowo-wodorkowe (NiMh)

Takie baterie pojawiły się później i są bardziej obiecujące. Teraz są masowo używane w różnych urządzeniach gospodarstwa domowego, ale jeszcze bardziej progresywne typy są używane w telefonach i laptopach.

Litowo-jonowy (LiIon)

Taka bateria jest najczęściej używana do zasilania laptopów, aparatów fotograficznych i innego sprzętu, ale w nowoczesnych telefonach jest rzadko używana, ponieważ zastępuje ją bardziej progresywny typ baterii. Ich główną wadą jest duża wrażliwość na przeładowanie, dlatego w urządzeniach, w których stosowane są takie baterie, należy zainstalować kontroler ograniczający ładowanie.

Litowo-polimerowy (LiPol)

Najnowocześniejsze urządzenia, ich główna różnica polega na tym, że elektrolit jest galaretowaty, więc takie baterie mogą być bardzo cienkie. Najczęściej używane są w telefonach komórkowych, iPodach i innych drobnych urządzeniach. Ponieważ akumulatory te są również wrażliwe na przeładowanie, nie można ich używać w urządzeniach z wadliwym kontrolerem ładowania. W przypadku zerwania szczelności nie można również obsługiwać takiego akumulatora.

Urządzenie

Wcześniej akumulatory do sprzętu AGD i telefonów w swojej konstrukcji były dokładną kopią tych stosowanych w samochodach. Nowoczesne technologie umożliwiły opracowanie akumulatorów litowo-jonowych, w których katoda jest pokryta aluminium, a anoda folią miedzianą. W modelach litowo-polimerowych miękkie torby są używane jako puszki, które są wypełnione żelowym roztworem litu w polimerze.

Aby kontrolować ładowanie, taka ładowalna bateria musi koniecznie mieć urządzenie wykonane w postaci płytki elektronicznej. Zamiast zwykłych dwóch styków takie baterie są podłączone do płytki telefonicznej za pomocą konwektora - połączenie wielobiegunowe.

Zasada działania

Niezależnie od typu, każda bateria działa dzięki obecności różnicy napięć między metalowymi płytkami zanurzonymi w elektrolicie.

Zachodzące w akumulatorze procesy chemiczne są odwracalne, dlatego po jego rozładowaniu możliwe jest przywrócenie pojemności roboczej za pomocą ładunku. Podczas ładowania prąd przepływa w przeciwnym kierunku, co nastąpi, gdy akumulator zostanie rozładowany.

Główną cechą charakterystyczną jest pojemność, czyli ilość ładunku, jaką w pełni naładowany akumulator może oddać, gdy zostanie rozładowany do najniższej dopuszczalnej wartości. Ah jest zwykle używany do pomiaru.

Obszary zastosowania

Akumulator jest używany w różnych gałęziach przemysłu i ma szeroki zakres zastosowań. Akumulatory służą do oświetlania wagonów, zasilania różnych otworów w samochodach, w telefonach komórkowych, w sprzęcie AGD i elektronice.

W celu zabezpieczenia komputera wykorzystuje się dostępne informacje na wypadek nagłej awarii zasilania. Jego głównym elementem jest bateria. Początkowy rozruch żadnego pojazdu nie jest możliwy bez naładowanego akumulatora.

Jak wybrać baterię

Rozważ cechy wyboru baterii do telefonu komórkowego. Najpierw musisz dowiedzieć się, która bateria jest zainstalowana w telefonie, ponieważ może być wymienna lub niewymienna.

Jeśli można ją wyjąć, otwórz tylną obudowę telefonu i dokładnie przestudiuj charakterystykę baterii:

• Pojemność.
• Model.
• Napięcie.

Jeśli jest niewymienna bateria, jej dane można znaleźć w paszporcie telefonu lub na stronie producenta. Współczesny rynek oferuje oryginalne baterie, podobne i „bez nazwy”. Lepiej w ogóle nie zwracać uwagi na tę drugą opcję, ponieważ taka bateria może nie tylko wyłączyć telefon, ale nawet wybuchnąć.

Oryginalne i analogowe produkty mają praktycznie takie same właściwości, ale oryginalne baterie będą znacznie droższe. Należy pamiętać, że niektórzy producenci nie wytwarzają oryginalnych części, więc w takim przypadku będziesz musiał kupić podobny zasilacz.

Akumulator do samochodu

W takim przypadku należy zwrócić uwagę na takie cechy, jak moc, prąd rozruchowy i wymiary produktu. Ważne jest, aby pojemność i prąd rozruchowy nie różniły się zbytnio od akumulatora zainstalowanego fabrycznie, ponieważ generator i inne urządzenia są zaprojektowane dla określonych wartości.

Oprócz opisanych cech zwraca się uwagę na obecność dodatkowych elementów: uchwyt ułatwiający transport, zabezpieczenie terminala, obecność wbudowanego wskaźnika naładowania.

Zalety i wady

Zastanówmy się, jakie są zalety i wady różnych typów baterii.

Zalety urządzeń NiCd:

• Szybkie ładowanie, można użyć prądu równego lub nawet przewyższającego pojemność akumulatora, często nie można nadużywać dużego prądu ładowania, a jeśli wymagane jest szybkie ładowanie, to używane są urządzenia określające pełne naładowanie akumulatora, po czym należy je wyłączyć.
• Mogą dawać duży prąd do obciążenia.
• Jeśli przestrzegane są zasady działania, żywotność będzie długa.
• Możliwość regeneracji w przypadku spadku wydajności.
• Przystępna cena.

Wady będą następujące:

• Obecność „efektu pamięci”.
• Wysoka szybkość samorozładowania.
• Duża waga i wymiary.
• Ze względu na obecność kadmu wymagane jest specjalne usuwanie.

Cechy akumulatorów NiMh:

• Większa gęstość mocy, dzięki czemu są lżejsze i lżejsze.
• Żywotność zależy od głębokości rozładowania, dzięki czemu bateria wytrzyma dłużej, lepiej jest pracować nie przy całkowitym rozładowaniu, ale przy wyładowaniu powierzchniowym.
• Ładowanie nie może odbywać się tak szybko, jak w poprzedniej wersji.
• „Efekt pamięci” jest znacznie mniej wyraźny.
• Mają niewielką liczbę cykli roboczych.
• Wysokie samorozładowanie, które osiąga 30% miesięcznie.

Akumulatory litowo-jonowe mają następujące zalety:

• Niewielka waga i rozmiar, osiąga się to dzięki dużej gęstości energii elektrycznej.
• Nieznaczne samorozładowanie.
• Nie wymagają żadnej konserwacji przez cały okres użytkowania.

Wady takich baterii są następujące:

• Wysoka cena.
• Przechowuj takie akumulatory tylko naładowane.
• Nawet jeśli nie są używane, następuje ich proces starzenia, po dwóch latach, jeśli nie są używane, zwykle zawodzą.

Urządzenia LiPol są najnowocześniejsze, ale nie są jeszcze szeroko stosowane, więc nie sposób obiektywnie ocenić ich wady i zalety.

Jeśli porównasz je z innymi typami, to takie urządzenia mają mniej cykli pracy i są zaprojektowane dla małego prądu obciążenia. Technologia ich wytwarzania pozwala na tworzenie cienkich i plastycznych kształtów geometrycznych, co nie jest typowe dla innych typów akumulatorów. Jak w przypadku wszystkiego nowego, koszt takich baterii jest nadal wysoki.

Obecnie urządzenia elektroniczne wykorzystują głównie baterie NiMh i LiIon. Te pierwsze będą miały dłuższą żywotność przy umiarkowanych obciążeniach i niższych kosztach, podczas gdy te drugie będą miały łatwą konserwację i długą żywotność przy intensywnych obciążeniach. Urządzenia niklowo-kadmowe praktycznie nie są już używane, a urządzenia litowo-polimerowe dopiero zyskują na popularności.