Cilat makina janë bateri. Çfarë baterie është më e mirë për të zgjedhur për një makinë

Bateria e rechargeable është një burim kimik i rrymës elektrike që përbëhet nga kombinimi (bateritë) e disa baterive të ndara. Përdorimi i disa elementeve në vend të një ju lejon të merrni më shumë tension ose më shumë forcë aktuale, në varësi të metodës së lidhjes - sekuenciale ose paralele.

Ka disa lloje të baterive që ndryshojnë në materialin e elektrodave dhe elektrolit. Shumë prej tyre kanë dëgjuar dhe e dinë, për shembull, se ka të gjitha llojet e nikelit-kadmium, hidridi nikel-metalik, litium-jon, bateri të plumbit.

Nga të gjitha varietetet në makina, vetëm çon përdoren si një iniciativë. Kjo është për shkak të faktit se bateritë e këtij lloji kanë maksimumin, krahasuar me intensitetin e energjisë tjetër dhe aftësinë për të dhënë një rrymë të lartë. Në të njëjtën kohë, është e nevojshme të vendoset me faktin se si acidi dhe plumbi janë substanca shumë të dëmshme. Shtëpitë e të gjitha baterive të plumbit janë bërë nga plastika e qëndrueshme ndaj acidit për të siguruar sigurinë maksimale gjatë transportit dhe operimit.

Aktualisht, plumbi përdoret si një material për elektroda, plumbi nuk është në formë të pastër, por me një shumëllojshmëri aditivësh, në varësi të të cilave bateria është e ndarë në disa lloje.

Në varësi të aditivëve për materialin e elektrodës, bateritë e makinave ndahen në:

• Tradicionale ("antimunny")
• Malozian
• Kalcium
• Hibrid
• Xhel, agm
  Dhe përveç kësaj:
• Alkaline
• Litium-jonik

Tradicionale ("antimunny")

AKB e këtij lloji përmban në pllakat e plumbit ≥5% Antimoni. Shpesh ato quhen gjithashtu klasike, tradicionale. Por ky emër sot nuk është më i rëndësishëm, pasi që ACB-të klasike tashmë të çelikut me një përmbajtje më të vogël të antimonit janë bërë tashmë.

Antimo shton të çojë në rritjen e forcës së pllakave. Por për shkak të kësaj shtuese, procesi i elektrolizës është përshpejtuar, i cili fillon në 12 volt. Për shkak të gazrave të lëshuara (oksigjen dhe hidrogjen) duket se vlon uji. Për shkak të faktit se uji do të zhduket jashtë në sasi të mëdha, përqendrimi i ndryshimeve të elektrolit dhe skajet e sipërme të elektrodave janë thyer. Për të kompensuar ujin "të fryrë" në baterinë derdhur ujë të distiluar.

Bateritë e larta të antimonit bëjnë lehtë të shërbejnë. Kjo është shkaktuar nga ajo që përbënte mjaft shpesh, të paktën një herë në muaj, për të kontrolluar densitetin e elektrolitit dhe mbushjen e ujit.

Tani AKB e këtij lloji nuk është më instaluar në makina, sepse Përparimi ka shkuar shumë kohë. Bateritë "antimunk" mund të instalohen në instalimet stacionare, ku ndryshueshmëria e burimeve të energjisë është më e rëndësishme dhe ku nuk ka probleme të veçanta me mirëmbajtjen e tyre. Të gjitha bateritë e makinave janë prodhuar me një përmbajtje të vogël të antimonit ose plotësisht pa të.

Malozian

Për të zvogëluar intensitetin e "bumping" të ujit në bateritë filluan të përdorin pllaka me një sasi të reduktuar të antimonit (më pak se 5%). Kjo bëri të mundur që të heqin qafe nevojën për të kontrolluar shpesh nivelin e elektrolitit. Gjithashtu reduktoi nivelin e vetë-shkarkimit të baterisë gjatë magazinimit.

Bateritë e tilla më shpesh quhen shërbim të ulët ose aspak, duke nënkuptuar se të dhënat e baterisë nuk kërkojnë kontroll dhe kujdes. Megjithëse termi "mirëmbajtje e lirë" është më shumë marketing se e vërteta, pasi nuk ka funksionuar absolutisht duke hequr humbjen e ujit nga elektroliti. Uji ende përkufizon "rrotullon", edhe pse shumë në sasi më të vogla sesa bateritë e zakonshme të servisuara. Një plus i madh i një baterie të pakicave është undepair i saj në cilësinë e pajisjeve elektrike të makinës. Edhe me pikat e tensionit të rrjetit në bord, karakteristikat e kësaj baterie nuk ndryshojnë aq të pakthyeshme, pasi ndodh me bateri më moderne, për shembull, kalcium ose xhel.

Bateritë me vend të ulët janë më të përshtatshme për makinat e prodhimit rus, pasi makinat e brendshme ende nuk mburren për të siguruar stabilitetin e stabilitetit të rrjetit në bord. Për më tepër, akumulatorët minimal ndryshojnë në koston minimale në krahasim me të tjerët.

Kalcium

Një zgjidhje tjetër për të zvogëluar intensitetin e "bumping" të ujit në bateri është përdorur në vend të antimonit të një materiali tjetër në lattices e elektrodave. Më e përshtatshme ishte kalciumi. Bateritë e ringarkueshme të këtij lloji shpesh etiketohen "ca / ca", të cilat nënkuptojnë se pllakat e të dy poleve përmbajnë kalcium në përbërjen e tij. Gjithashtu, pllakat nganjëherë shtojnë argjend në sasi të vogla, gjë që redukton rezistencën e brendshme të AKB-së. Kjo ka një efekt pozitiv në intensitetin e energjisë dhe efikasitetin e baterisë.

Përdorimi i kalciumit bëri të mundur zvogëlimin e ndjeshëm të intensitetit të ndarjes së gazit dhe humbjes së ujit, krahasuar me bateritë e pakicave. Në fakt, humbjet e ujit për të gjithë jetën e baterisë përbënin një sasi të tillë të vogël që nuk kishte nevojë të kontrollonte dendësinë e elektrolitit dhe nivelet e ujit në banka. Kështu, bateritë e kalciumit kanë të drejtë të quhen jo-servis.

Përveç shpejtësisë së ulët të "bumping" të ujit, bateritë e kalciumit kanë reduktuar edhe me gati 70%, krahasuar me kalimin e ulët, nivelin e vetë-shkarkimit. Kjo lejon që bateritë e kalciumit më të gjatë të mbajnë pronat e saj operacionale me një borxh të magazinimit.

Sepse Përdorimi i kalciumit në vend të antimonit bëri të mundur rritjen e tensionit të fillimit të elektrolizës së ujit nga 12 deri në 16 volt të mëparshëm, rifreskimi nuk ishte aq i tmerrshëm.

Megjithatë, bateritë e kalciumit nuk kanë vetëm pluses, por edhe kundër.

Një nga disavantazhet kryesore të baterive të këtij lloji është kapriçimi në lidhje me referencën. Është e mjaftueshme për të shkarkuar 3-4 herë, sa në mënyrë të pakthyeshme zvogëlon nivelin e intensitetit të energjisë, i.e. Shuma e tanishme që bateria është e aftë të akumulojë është zvogëluar ndjeshëm. Bateria në raste të tilla, si rregull, thjesht ndryshon.

Bateritë e kalciumit janë të ndjeshme ndaj tensionit të rrjetit të makinave në bord, jashtëzakonisht të dobëta që mban dallime të mprehta. Para se të blini një bateri të këtij lloji, sigurohuni që stabiliteti i tensionit të makinës është i qëndrueshëm.

Një tjetër minus është çmimi më i lartë i baterive të kalciumit. Por kjo nuk është më një disavantazh, por e detyruar të paguajë për cilësi.

Më shpesh, bateritë e kalciumit janë instaluar në rangun e çmimeve të mesme ose më lart, i.e. Në ato makina, ku është e garantuar cilësia dhe stabiliteti i pajisjeve elektrike. Kur blejnë një bateri të këtij lloji, duhet të kihet parasysh se bateria në veprim është më e kërkuar se një kalim i ulët, por kur kujdesi i duhur ju merrni një burim të cilësisë së lartë dhe të besueshme për makinën tuaj.

Hibrid

Shpesh të caktuar si "ca +". Në bateritë hibride, pllakat e elektrodave janë bërë nga teknologji të ndryshme: pozitive - të vogla, negative - kalcium. Kjo ju lejon të kombinoni cilësitë pozitive të të dy llojeve të baterive. Konsumi i ujit në bateritë hibride është dy herë më pak se ai i të miturve, por ende më shumë se ai i kalciumit. Por rezistencë më e lartë ndaj ridevelopmes dhe reloads.

Sipas karakteristikave, bateritë hibride janë midis të miturit dhe kalciumit.

Xhel, agm

Inxhinierët për më shumë se një e gjysmë vjet të historisë së baterive kishin për të zgjidhur shumë probleme, detyra. Një nga problemet më të rëndësishme ishte dushja e substancës aktive nga sipërfaqja e pllakave-elektrodave. Kjo çështje u vendos përkohësisht duke shtuar një udhëheqje të ndryshme të aditivëve të ndryshëm në përbërjen e oksidit - antimon, kalcium etj. Një detyrë tjetër shumë e rëndësishme ishte sigurimi i sigurisë së baterive, sepse Elektrolit është një zgjidhje ujore e acidit sulfurik - mund të gjendet lehtësisht në dëmtimin e rastit të baterisë. Nuk ka nevojë të tregosh se sa kimike agresive është acidi sulfurik. Ishte e nevojshme për të gjetur një mënyrë për të parandaluar, minimizuar mundësinë e rrjedhjes së elektrolit gjatë dëmtimit të rastit të baterisë.

Ky problem u zgjidh duke transferuar elektrolitin nga lëngu në gjendjen e xhelit. Sepse Xhel është shumë më i dendur dhe më pak i lëngët se lëngu, ai vendosi menjëherë të dyja problemet - substanca aktive nuk është matur më (mjedisi i dendur i fiksuar) dhe elektroliti nuk ka rrjedhur (xhel ka një rrjedhshmëri të ulët).

Të dy në xhel, dhe në bateri AGM, elektrolite është në gjendje xhel. Dallimi është se në bateritë AGM, përveç pllakave të elektrodës, ekziston një material i veçantë poroz, një elektrolit të mbjelljes dhe mbrojtjes së elektroleve nga spërkatja. Shkurtesa "AGM" vetë është deshifruar - MAT absorbues qelqi (material qelqi absorbues). Sepse Bateritë e xhelit dhe agm kanë karakteristika pothuajse të ngjashme, atëherë në tekstin nën xhel do të jenë në mendje dhe bateri AGM. Në rast të dallimeve në dispozicion, kjo do të tregohet veç e veç.

Për shkak të faktit se xhel në bateri është në të vërtetë në një gjendje fikse, bateritë nuk kanë frikë nga shpatet. Prodhuesit madje shkruajnë se operacioni i baterisë është i lejueshëm në çdo pozicion. Edhe pse kjo është vetëm një deklaratë e marketingut, sepse Gjithsesi, nuk duhet të mbani baterinë e xhelit në një shtet të përmbysur.

Rezistenca e shkëlqyeshme e dridhjeve nuk është e vetmja cilësi pozitive e baterive të xhelit. Këto lloje të baterive kanë një normë të ulët të vetë-shkarkimit, të cilat mund të ruhen për një kohë të gjatë pa një rënie kritike të ngarkuar. Dyqani vijon në një shtet të ngarkuar.

Bateria e xhelit mund të prodhojë një rrymë të barabartë deri në një shkarkesë të plotë. Në të njëjtën kohë, ata nuk kanë frikë nga mbivendosja, duke rivendosur plotësisht kapacitetin e tyre nominal pas rimbushjes.

Nëse gjatë baterive të xhelit të shkarkimit më pak kapriçioz se klasik, atëherë me akuzën e baterive, situata është krejtësisht e ndryshme. Ngarkesa e përshpejtuar e pavlefshme - procesi i ngarkimit të baterive të xhelit duhet të ndodhë shumë më pak. Për ta bërë këtë, përdoren ngarkues të veçantë, të përshtatshëm për të ngarkuar vetëm bateritë e xhelit. Edhe pse ka edhe syze universale në treg, të aftë për të ngarkuar të gjitha llojet e baterive. Sa i përket vërtetë është e vërtetë - është e nevojshme të shikoni me kujdes, duke i kushtuar vëmendje reputacionit dhe garancisë së prodhuesit.

Për fat të keq, bateritë e xhelit në temperatura shumë të ulëta sillen më keq se sa klasik. Kjo është për shkak të faktit se xhel bëhet më pak i kryer me një rënie të temperaturës. Nën kushte të favorshme operacionale, bateritë e xhelit mund të punojnë deri në 10 vjet.

Për shkak të ngushtësisë së saj absolute, rezistencës së dridhjeve relative dhe baterive të saj aktuale të xhelit (dhe jo thjesht të marketingut) përdoren gjerësisht ku përdorimi klasik i baterisë është i rrezikshëm ose i padobishëm: brenda (për shembull, në burimet e pandërprera të energjisë), në një motor (Motor, ndryshe nga makina, rides, duke devijuar periodikisht nga avioni vertikal), në transportin e detit dhe lumit (këto bateri nuk kanë frikë nga pitching, karakteristike e gjykatave). Sigurisht, bateritë e xhelit zbatohen edhe në makina. Më shpesh - në makina prestigjioze të huaja, e cila është për shkak të një çmimi mjaft të lartë të këtyre AKB (tarifë për cilësinë dhe besueshmërinë).

Alkaline

Siç dihet, jo vetëm acid mund të përdoret si një elektrolit në bateri, por edhe alkali. Ka shumë lloje të baterive alkaline, por ne do të konsiderojmë vetëm ato që kanë gjetur përdorim në makina.

Bateritë e makinave alkaline janë dy lloje: nikel-kadmium dhe hekur nikel. Në baterinë nikel-kadmium, pllakat pozitive janë të mbuluara me nikel hidroksid nio (oh) (është gjithashtu një hidrat me nikel oscillage ose metagidroxide nikel), pllaka negative - një përzierje e kadmiumit dhe hekurit. Në baterinë e nikelit hekuri, pllakat pozitive janë të mbuluara me të njëjtën përbërje si në baterinë nikel-kadmium - nikel hidroksid. Dallimi është vetëm në elektrodën negative - në baterinë e hekurit të nikelit është bërë prej hekuri të pastër. Elektrolit në të dyja llojet e baterive është një zgjidhje e kaliumit kaustik kon.

Pllaka elektroda në bateritë alkaline janë të paketuara në "zarfat" nga pjatë metalike më të mirë të shpuar. Substanca aktuale shtypet në të njëjtat zarfa. Kjo ju lejon të rrisni shumë rezistencën e dridhjeve të baterive.

Alkaline AKB ka një tipar interesant: në bateritë nikel-kadmium të pllakave pozitive për një më shumë se negative, dhe ato janë të vendosura përgjatë skajeve, duke u lidhur me rastin. Në bateri nikel hekuri, e kundërta është pllaka negative më e madhe se pozitive.

Një tjetër tipar i baterive alkaline është se në to rrjedha e reaksioneve kimike nuk konsumohet nga elektroliti. Për këtë arsye, kërkohet më pak se acid, ku është e nevojshme për të derdhur elektrolite me një diferencë për shkak të "bumping" të saj.

Bateritë alkaline kanë një numër avantazhesh krahasuar me acidin:

• Transportueshmëri e mirë e riarmenitive. Në të njëjtën kohë, bateria mund të ruhet në një shtet të shkarkuar pa humbur karakteristikat e tij, të cilat nuk mund të thuhet për acidin ACB.
• Bateritë alkaline janë relativisht të lehta për të transferuar rifreskimin. Në të njëjtën kohë ka një mendim se ata janë më të mirë për t'i rimbushur ato sesa të pakënaqur.
• Bateritë alkaline janë shumë më të mira duke punuar në temperatura të ulëta. Kjo ju lejon të siguroni pothuajse të sigurt fillimin e motorëve në dimër.
• Vetëvlerësimi i baterisë alkaline është më i ulët se acidi klasik.
• Nga bateri alkaline, avullimet e dëmshme nuk dallohen, të cilat nuk mund të thuhet për acid acb.
• Bateritë alkaline mund të grumbullojnë më shumë energji për njësisë njësi. Kjo e bën të mundur për më shumë kohë për të prodhuar një rrymë elektrike (me mënyrën e tërheqjes së operacionit).

Megjithatë, bateritë alkaline kanë disavantazhe, nëse krahasohen me acid:

• Bateritë alkaline japin tension më pak se acid, për shkak të të cilave ajo duhet të bashkojë më shumë "kanaçe" për të arritur tensionin e dëshiruar. Për këtë arsye, me të njëjtën tension, dimensionet e baterisë alkali do të jenë më të mëdha.
• Bateritë alkaline janë shumë më të çmuara.

Bateritë alkaline janë përdorur aktualisht më shpesh si bateri tërheqëse sesa starters. Për shkak të dimensioneve të saj, shumica e baterive alkaline në dispozicion janë për kamionë.

Perspektiva e përdorimit të gjerë të baterive alkaline në makinat e pasagjerëve është ende i errët.

Litium-jonik

Bateritë e litium-jon (dhe nënpreçet e saj) konsiderohen më premtuese si një burim shtesë i rrymës elektrike.

Në elementet kimike të këtij lloji të transportuesve të tanishëm elektrik janë jonet e litiumit. Për fat të keq, është e pamundur të përshkruajnë qartë materialet e elektrodave, sepse Teknologjia po ndryshon vazhdimisht, duke u përmirësuar. Ajo mund të thuhet vetëm se hera e parë që një litium metalik është përdorur si elektroda negative, por bateritë e tilla ishin shpërthyese. Në të ardhmen, filloi të përdoret grafit. Si një material i elektrodave pozitive, janë përdorur oksidet e litiumit me shtimin e kobaltit ose manganit. Megjithatë, tani ata janë zëvendësuar gjithnjë nga fosfati i litiumit, sepse Materiali i ri doli të jetë më pak toksik, më i lirë dhe miqësor ndaj mjedisit (mund të hidhet në mënyrë të sigurt).

Avantazhet më të rëndësishme të baterive litium-jon janë:

• Kapaciteti i lartë specifik (kapaciteti për njësi në masë).
• Voltazhi i prodhimit është më i lartë se ai i "zakonshëm" - një bateri është e aftë të lëshojë rreth 4 volt. Kujtojnë se tensioni i elementit të baterisë klasike është 2 volt.
• Vetë-shkarkim i ulët.

Megjithatë, të gjitha avantazhet ekzistuese tejkalojnë disavantazhet, për shkak të të cilave nuk është e mundur sot të përdorin masivisht bateri litium-jon si një zëvendësim për acidin klasik të plumbit.

Disa mangësi të baterive litium-jon:

• Ndjeshmëri ndaj temperaturës së ajrit. Me temperatura negative, aftësia për të dhënë energji është zvogëluar shumë. Dhe kjo është një nga problemet kryesore mbi vendimin e të cilave zhvilluesit po luftojnë.
• Numri i akuzave për shkarkim është shumë i vogël (mesatarisht, rreth 500).
• Bateritë e litium-jon janë "plakje". Kur ruhen, ndodh një rënie graduale në kapacitet. Për 2 vjet - rreth 20% të rezervuarit. Ju lutemi mos u hutoni me vetë-shkarkimin ose efektin e kujtesës. Por është mirë që puna për zgjidhjen e këtij problemi ende po zhvillohet.
• Bateritë litium-jon janë jashtëzakonisht të ndjeshme ndaj shkarkimeve të thella.
• Fuqia e pamjaftueshme për përdorim si një bateri starter. Forcat e tanishme të lëshuara nga elementi litium-jon janë të mjaftueshme për të pushtuar pajisjet elektronike, por jo të mjaftueshme për të filluar motorin.

Kur inxhinierët kanë sukses në zgjidhjen e këtyre disavantazheve, bateritë litium-jon do të bëhen një zëvendësues i shkëlqyeshëm për acidin klasik ACB.

Ka punë të vazhdueshme për përmirësimin e llojeve ekzistuese të baterive. Në qendrat kërkimore janë duke kërkuar mënyra për të rritur intensitetin e energjisë të burimeve të energjisë, të cilat do të zvogëlojnë madhësinë e baterive. Për zonat veriore, shpikja është shumë e dobishme për një bateri rezistente ndaj acar (dhe pastaj nuk do të ketë problem të dështimit të bimëve të motorit në ngricat e rënda).

Puna është shumë e rëndësishme dhe në drejtim të miqësisë mjedisore, sepse Teknologjitë e tanishme të prodhimit të baterive nuk mund të bëjnë pa përdorimin e substancave helmuese dhe të drejta (të marrë të paktën plumb ose acid sulfurik).

Nuk ka gjasa që bateritë tradicionale të plumbit të kenë një të ardhme. Bateri AGM është një fazë e ndërmjetme në evolucion. Bateria e ardhshme nuk do të ketë një lëng në përbërjen e tij (kështu që asgjë nuk ka ndodhur gjatë dëmit) do të ketë një formë arbitrare (në mënyrë që të jetë e mundur të përdoren të gjitha boshllëqet e mundshme të makinës), si dhe shumë parametra të tjerë që do të lejojnë Pronarët e makinave për të shijuar udhëtimin, dhe jo nervozë për faktin se bateria mund të refuzojë momentin më të papërshtatshëm.

Bateria është një burim i rrymës direkte, e cila është projektuar për të grumbulluar dhe magazinuar energji. Numri dërrmues i llojeve të baterive bazohet në transformimin ciklik të energjisë kimike në elektrike, ju lejon të ngarkoni dhe shkarkoni në mënyrë të përsëritur baterinë.

Në 1800, Alessandro Volta bëri një zbulim të mahnitshëm kur ai uli në një kavanoz, i mbushur me acid, dy pllaka metalike - bakër dhe zink, pas së cilës provoi se tela lidhte tela e tyre. Më shumë se 200 vjet, bateritë moderne të ringarkueshme vazhdojnë të prodhojnë në bazë të hapjes së Volta.

Llojet e baterive

Me kohën e shpikjes së baterisë së parë, nuk ka kaluar më shumë se 140 vjet dhe tani është e vështirë të paraqitet një botë moderne pa bateri rezervë bazuar në bateri. Bateritë përdoren kudo, duke filluar me pajisjet shtëpiake më të padëmshme: panelet e kontrollit, marrësit e radios portative, dritat, laptopët, telefonat dhe përfundimin me institucionet financiare, burimet e fuqisë rezervë për qendrat e të dhënave dhe transmetimin e të dhënave, industrinë e hapësirës, \u200b\u200benergjinë bërthamore dhe t . d.

Bota në zhvillim ka nevojë për energji elektrike aq të fortë sa një person ka nevojë për oksigjen për jetë. Prandaj, projektuesit dhe inxhinierët punojnë çdo ditë për të optimizuar llojet e baterive dhe në mënyrë periodike zhvillojnë lloje të reja dhe subspecies.

Llojet kryesore të baterive janë paraqitur në Tabelën Nr. 1.

Numri i tabelës 1. Klasifikimi i baterive.

Bazuar në të dhënat e dhëna në tabelën nr. 1, mund të konkludohet se ka mjaft lloje të baterive përveç karakteristikave të tyre që janë optimizuar për përdorim në kushte të ndryshme dhe me intensitet të ndryshëm. Aplikimi i teknologjive dhe komponentëve të rinj për prodhimin, shkencëtarët mund të arrijnë karakteristikat e dëshiruara për një aplikim të caktuar, për shembull, bateritë e nikelit-hidrogjenit u zhvilluan për satelitët hapësinorë, stacionet hapësinore dhe anijen e tjera. Natyrisht, tabela tregon jo të gjitha llojet, por vetëm themelore, të cilat janë shpërndarë.

Sistemet moderne të rezervës dhe furnizimit me energji autonome për segmentin industrial dhe të familjes bazohen në speciet e acidit të plumbit, nikel-kadmium (më pak shpesh përdoren një lloj hekuri-nikel) dhe bateri litium-jon, pasi që këto furnizime me energji kimike janë të sigurta dhe kanë specifikime dhe kosto të pranueshme.

Bateritë e rechargeable të plumbit

Ky lloj është më i kërkuar në botën moderne për shkak të karakteristikave universale dhe kostove të ulëta. Për shkak të pranisë së një sasie të madhe varieteteve, bateritë e acidit të plumbit përdoren në fushat e sistemeve të energjisë rezervë, sistemeve autonome të furnizimit me energji elektrike, termocentraleve diellore, UPS, lloje të ndryshme të transportit, komunikimit, sistemeve të sigurisë, llojeve të ndryshme të pajisjeve portative , lodra, etj.

Parimi i veprimit të baterive të plumbit

Baza e punës së burimeve të energjisë kimike bazohet në ndërveprimin e metaleve dhe reagimit të rrymës, që ndodh kur kontaktojnë kontaktet e pllakave pozitive dhe negative. Bateritë e acidit të plumbit, si të qarta nga emri, përbëhen nga plumbi dhe acid, ku një pllakë të ngarkuar pozitivisht është plumbi dhe akuzohet negativisht - oksid plumbi. Nëse lidhni një llambë të lehta në dy pllaka, zinxhiri do të mbyllet dhe të lindë një rrymë elektrike (lëvizje elektronike) dhe një reaksion kimik do të ndodhë brenda elementit. Në veçanti, ka korrozioni të pllakave të baterisë, plumbi mbulohet nga sulfati kryesor. Kështu, në procesin e shkarkimit të baterisë në të gjitha pllakat, do të formohet një pllakë nga sulfati kryesor. Kur bateria është shkarkuar plotësisht, pllakat e saj janë të veshura me të njëjtin sulfat metal - të çojë dhe kanë pothuajse të njëjtën ngarkesë në krahasim me lëngun, përkatësisht, tensionit të baterisë do të jetë shumë i ulët.

Nëse bateria është e lidhur me ngarkuesin në terminalet e duhura dhe ndizni atë, rryma do të rrjedhë në acid në drejtim të kundërt. Rryma do të shkaktojë një reaksion kimik, molekulat e acidit - për të ndarë dhe për shkak të këtij reagimi do të ketë një largim të sulfatit të plumbit me bateri pozitive dhe negative plastike. Në fazën përfundimtare të procesit të ngarkimit, pllakat do të kenë një pamje primordiale: plumbi dhe plumbi oksid, i cili do t'i lejojë ata të marrin një pagesë të ndryshme përsëri, domethënë, bateria do të jetë plotësisht e ngarkuar.

Megjithatë, në praktikë, gjithçka duket pak e ndryshme dhe pllakat e elektrodave nuk janë pastruar plotësisht, kështu që bateritë kanë një burim të caktuar, duke arritur të cilën kontejneri është zvogëluar në 80-70% të origjinalit.

Figura nr. 3. Diagrami elektrokimik i baterisë së plumbit (VRLA).

Llojet e baterive të acidit të plumbit

AcidShërbeu - 6, bateri 12V. Bateritë klasike të nisjes për motorët me djegie të brendshme dhe jo vetëm. Kanë nevojë për mirëmbajtje dhe ventilim të rregullt. Të ndjeshëm ndaj vetë-shkarkimit të lartë.

Valvula e rregulluar-acid (VRLA)Bateri pa dyshim - 2, 4, 6 dhe 12V. Bateritë e lirë në një strehim të mbyllur që mund të përdoren në ambientet e banimit, nuk kërkojnë ventilim dhe mirëmbajtje shtesë. Rekomanduar për përdorim në modalitetin BUFFER.

Valvula absorbuese e xhamit të rregulluar të acidit të plumbit (AGM VRLA), bateritë e maintenancueshme - 4, 6 dhe 12V. Bateritë moderne të plumbit me elektrolit të absorbuar (jo të lëngët) dhe ndarës të tekstil me fije qelqi, të cilat janë në mënyrë të konsiderueshme më të mirë nga pllakat e plumbit, duke mos i lejuar ata të rrëzohen. Një zgjidhje e tillë bëri të mundur që të reduktojë ndjeshëm kohën e ngarkesës së baterive AGM, pasi që aktual i ngarkimit mund të arrijë 20-25, më rrallë se 30% të enë nominale.

Bateritë e AGM VRLA kanë modifikime të shumta me karakteristika të optimizuara për mënyrat ciklike dhe tampon të operimit: për shkarkime të shpeshta të shpeshta, për një vendndodhje të përshtatshme në raftet e telekomunikacionit, standardet standarde - të përgjithshme, normën e lartë - sigurojnë një karakteristikë më të mirë të shkarkimit 30% dhe të përshtatshme për burime të fuqishme të energjisë të pandërprera, modulare - ju lejojnë të krijoni paketa të fuqishme të baterisë etj.



Figura nr. 4.

Valvula e xhelit të rregulluar me plumb (xhel Vrla), jo-shërbyer - 2, 4, 6 dhe 12V bateri. Një nga modifikimet e fundit të llojit të plumbit të baterive. Teknologjia bazohet në përdorimin e elektrolit xhel, i cili siguron kontakte maksimale me pllaka negative dhe pozitive të elementeve dhe mban konsistencë monotone gjatë gjithë volumit. Ky lloj i baterive kërkon një ngarkues "të saktë", i cili do të sigurojë nivelin e kërkuar të rrymës dhe tensionit, vetëm në këtë rast, ju mund të merrni të gjitha avantazhet në krahasim me llojin AGM VRLA.

Furnizimet me energji kimike Xhel Vrla, si AGM, kanë shumë nëngrup që janë më të përshtatshme për mënyra të caktuara të funksionimit. Më të zakonshmet janë seri diellore - përdoren për sistemet e energjisë diellore, detare - për transportin detar dhe lumor, ciklin e thellë - për shkarkime të shpeshta të thella, të grumbulluara në ndërtesa të veçanta për sistemet e telekomunikacionit, golf - për karrocë të golfit, dhe gjithashtu Për makinat e bëra me faje, bateritë e vogla për përdorim të shpeshtë në aplikacionet mobile, modulare - një zgjidhje e veçantë për të krijuar banka të fuqishme të baterive për akumulimin e energjisë, etj.



Figura nr. 5.

Opzv., të maintenancueshme - bateri 2B. OPZV elementet e veçanta të acidit të plumbit prodhohen duke përdorur pllaka me tuba tuba dhe një elektrolit të xhelit të acidit sulfurik. Anode dhe katodë e elementeve përmbajnë metali shtesë - kalcium, falë të cilave rezistenca e elektrodave në rritjen e korrozionit dhe rritet jeta e shërbimit. Pllakat negative janë të namazit, kjo teknologji ofron kontaktin më të mirë me elektrolitin.

Bateritë e OPZV janë rezistente ndaj shkarkimeve të thella dhe kanë një jetë të gjatë shërbimi deri në 22 vjet. Si rregull, vetëm materialet më të mira përdoren për të bërë bateri të tilla, vetëm materialet më të mira përdoren për të siguruar efikasitet të lartë në modalitetin ciklik.

Përdorimi i baterive OPZV është në kërkesë në instalimet e telekomunikacionit, sistemet e ndriçimit të emergjencave, burimet e pandërprera të energjisë, sistemet e navigimit, familjet dhe energjitë industriale dhe sistemet gjeneruese diellore.


Figura nr. 6. EverexCed Struktura OPZV OPZV.

Opzs., Shërbimi i ulët - 2, 6, bateri 12V. Bateritë stacionare të plumbit të plumbit janë prodhuar me pllaka tuba me antimonje. Katoda gjithashtu përmban një sasi të vogël antimate dhe është një lloj grilë namazy. Anode dhe katodë janë të ndara nga ndarës mikroporozë që parandalojnë qark të shkurtër. Trupi i baterisë është bërë nga një ndikim i veçantë rezistent ndaj ndikimit, kimik-rezistente dhe drita e plastikës transparente dhe valvulave të ventiluara i përkasin llojit të zjarrit dhe sigurojnë mbrojtje kundër flakëve dhe ndezjeve të mundshme.

Muret transparente ju lejojnë të monitoroni në mënyrë të përshtatshme nivelin e elektrolit duke përdorur cilësimet minimale dhe maksimale. Struktura e veçantë e valvulave e bën të mundur pa hequr ato për të shtuar ujë të distiluar dhe duke larë dendësinë e elektrolit. Në varësi të ngarkesës, kryesimi i ujit kryhet një herë në një deri në dy vjet.

Bateritë e rechargeable OPZS kanë karakteristikat më të larta në mesin e të gjitha llojeve të tjera të baterive të acidit të plumbit. Jeta e shërbimit mund të arrijë 20 - 25 vjet dhe të sigurojë një burim deri në 1800 cikle të shkarkimit të thellë 80%.

Përdorimi i baterive të tilla është i nevojshëm në sistemet me kërkesat e shkarkimit të mesëm dhe të thellë, përfshirë. ku vërehen rrymat e nisura të madhësisë mesatare.



Figura nr. 7.

Karakteristikat e baterive të acidit të plumbit

Duke analizuar të dhënat e dhëna në tabelën 2, mund të konkludohet se bateritë e acidit të plumbit kanë një përzgjedhje të gjerë të modeleve që janë të përshtatshme për mënyra të ndryshme operative dhe kushte operative.

Tabela numër 2. Karakteristikat krahasuese sipas llojit të baterive të acidit të plumbit.

Të dhënat mesatare të më shumë se 10 bateri prodhuesit u përdorën për të analizuar, produktet e të cilave janë paraqitur në tregun ukrainas për një kohë të gjatë dhe të aplikuar me sukses në shumë fusha (EvexceCceed, BB bateri, CSB, Leoch, Vertura, Challenger, C & D techologies, energji Victron, rrezet e diellit, troian dhe të tjerët).

Bateri litium-jon (litium) rechargeable

Historia e origjinës zhvillohet në vitin 1912, kur Gilbert Newton Lewis ka punuar në llogaritjen e aktivitetit të electrolyte të forta dhe ka kryer studime të potencialeve elektrodë të një numri elementesh, duke përfshirë litiumin. Që nga viti 1973, puna është rifilluar dhe elementet rezultuese të baterive me bazë litium u shfaqën si rezultat, gjë që siguroi vetëm një cikël shkarkimi. Përpjekjet për të krijuar një bateri litiumi ishin të vështira për veprimtarinë e pronave të litiumit, të cilat, me mënyra të gabuara të shkarkimit ose ngarkuar, shkaktuan një reagim të shpejtë me lirim të lartë të temperaturës dhe madje edhe flakë. Sony ka lëshuar telefonat e parë celularë me bateri të ngjashme, por u detyrua të tërhiqte produktet pas disa incidenteve të pakëndshme. Zhvillimet nuk u ndalën dhe në vitin 1992 u shfaqën bateritë e para "të sigurta" të bazuara në jonet e litiumit.

Bateritë e tipit litium-jon kanë një dendësi të lartë të energjisë dhe për shkak të kësaj, me një madhësi kompakte dhe peshë të lehtë, sigurojnë kapacitet më të madh 2-4 herë në krahasim me bateritë e acidit të plumbit. Pa dyshim, avantazhi i lartë i baterive litium-jon është një shpejtësi e lartë prej 100% rimbushje për 1-2 orë.

Bateritë Li-Ion janë përdorur gjerësisht në teknologjinë moderne elektronike, sistemet e automobilave, të akumulimit të energjisë, gjeneratën diellore të energjisë elektrike. Është shumë e pretenduar në pajisjet dhe komunikimet multimediale të teknologjisë së lartë: telefonat, kompjuterat e tabletave, laptopët, stacionet e radios, etj. Bota moderne është e vështirë të paraqitet pa burimet e furnizimit me energji të tipit litium-jon.

Parimi i veprimit të baterive litium (litium-jon)

Parimi i funksionimit është përdorimi i joneve të litiumit që janë të detyruara nga molekulat e metaleve shtesë. Zakonisht, përveç litiumit, litium-spbletside dhe grafit janë përdorur. Kur bateri litium-jon shkarkohet, kalimi i joneve nga elektroda negative (katodë) në pozitive (anode) dhe anasjelltas gjatë ngarkesës. Skema e baterisë supozon praninë e një ndarës ndashës midis dy pjesëve të elementit, kjo është e nevojshme për të parandaluar lëvizjen spontane të joneve të litiumit. Kur zinxhiri i baterisë është i mbyllur dhe ndodh procesi i ngarkesës ose shkarkimit, jonet tejkalojnë ndarës ndarës që përpiqet për elektrodën e akuzuar kundërshtuese.

Figura nr. 8. Diagrami elektrokimik i baterisë litium-jon.

Për shkak të efikasitetit të lartë, bateritë litium-jon kanë marrë një zhvillim të shpejtë dhe shumë subspecies, të tilla si bateri litium-hekuri-fosfat (LIFEPO4). Më poshtë është një skemë grafike e funksionimit të këtij nëntipi.

Figura nr. 9. Diagrami i qarkut elektrokimik i shkarkimit dhe shkarkimit të baterisë LIFEPO4.

Llojet e baterive litium-jon

Bateritë moderne litium-jon kanë shumë nëntipe, dallimi kryesor i të cilave është përbërja e katodës (elektrodë të ngarkuar negativisht). Përbërja e anodës mund të ndryshohet gjithashtu për të zëvendësuar plotësisht grafit ose përdorimin e grafit me shtimin e materialeve të tjera.

Llojet e ndryshme të baterive litium-jon tregohen nga dekompozimi i tyre kimik. Për një përdorues të zakonshëm, kjo mund të jetë disi e vështirë, kështu që çdo lloj do të përshkruhet në më të detajuar që të jetë e mundur, duke përfshirë emrin e tij të plotë, përkufizimin kimik, shkurtimin dhe përcaktimin e shkurtër. Për lehtësi, përshkrimi do të përdoret nga emri i shkurtuar.

Litium oksid kobalt (licoo2) - Ka një energji të lartë specifike, e cila bën një bateri litium-kobalt në kërkesë në pajisje kompakte të teknologjisë së lartë. Katoda e baterisë përbëhet nga oksid kobalt, ndërsa anoda është nga grafit. Katoda ka një strukturë të shtresuar dhe gjatë shkarkimit të joneve të litiumit lëvizin nga anoda në katodë. Disavantazhi i këtij lloji është një jetë relativisht e shkurtër shërbimi, stabilitet i ulët termik dhe fuqi e kufizuar e elementit.

Bateritë litium-kobalt nuk mund të shkarkohen dhe të ngarkohen me një epror të tanishëm me një kapacitet nominal, kështu që bateria me një kapacitet prej 2.4 orë mund të veprojë me një rrymë prej 2,4a. Nëse një rrymë e madhe do të aplikohet për të ngarkuar, do të shkaktojë mbinxehje. Aktualiteti optimal i ngarkimit është 0.8C, në këtë rast, 1,92a. Çdo bateri litium kobalt është përfunduar me një qark mbrojtjeje, i cili kufizon normën e ngarkesës dhe shkarkimit dhe kufizon aktuale në 1C.

Grafiku (Figura 10) pasqyron vetitë themelore të baterive litium-kobalt në aspektin e energjisë ose fuqisë specifike, fuqisë specifike ose aftësisë për të siguruar të lartë, siguri ose shanse të ndezjes në ngarkesë të lartë, temperaturën e punës së mjedisit, jetën e shërbimit dhe burime ciklike, kosto.



Figura 10.

Mangani i oksidit të litiumit (Limn2O4, LMO) - Informacioni i parë në lidhje me përdorimin e litiumit me spiners manganore u botua në raportet shkencore të vitit 1983. Energjia MOLI në vitin 1996 lëshoi \u200b\u200bbateritë e para të bazuara në litium-oksid-mangan si një material katodë. Një arkitekturë e tillë formon struktura tridimensionale spinel, e cila përmirëson rrjedhën e joneve në elektrodë, duke zvogëluar kështu rezistencën e brendshme dhe duke rritur rrymat e mundshme diellore. Gjithashtu avantazh i spinel në stabilitetin termik dhe sigurinë në rritje, por burimi ciklik dhe jeta e shërbimit është e kufizuar.

Rezistenca e ulët siguron mundësinë e ngarkesës së shpejtë dhe shkarkimin e një baterie të tanishme të litium-manganit në 30a dhe të shkurtër deri në 50a. Përdoret për mjete të fuqishme të pushtetit, pajisje mjekësore, si dhe automjete hibride dhe elektrike.

Potenciali i baterive të litium-manganezë është rreth 30% më i ulët në krahasim me bateritë litium-kobalt, por kjo teknologji ka rreth 50% të pronave më të mira sesa bateritë e bazuara në komponentët kimikë të nikelit.

Fleksibiliteti i dizajnit lejon inxhinierët të zgjedhin pronat e baterisë dhe të arrijnë një jetë të gjatë shërbimi, kapacitet të lartë (energji specifike), aftësinë për të maksimizuar aktuale (fuqinë specifike). Për shembull, me një jetë të gjatë shërbimi, madhësia e elementit 18650 ka një kapacitet prej 1,1ah, ndërsa elementet optimizohen në një kapacitet më të madh - 1.5ah, por ata kanë një jetë më të vogël shërbimi.

Në tabelën (Figura 12), jo karakteristikat më mbresëlënëse të baterive të litium-manganit janë reflektuar, megjithatë, zhvillimet moderne kanë përmirësuar ndjeshëm karakteristikat operacionale dhe e bëjnë këtë lloj konkurrues dhe të përdorur gjerësisht.



Figura №11.

Bateritë moderne të tipit litium-mangan mund të bëhen me shtimin e elementeve të tjera - oksid litium-nikel-marganezë-kobalt (NMC), një teknologji e tillë shtrihet ndjeshëm jetën e shërbimit dhe rrit treguesit specifik të energjisë. Kjo përbërje sjell vetitë më të mira nga secili sistem, të ashtuquajturat LMO (NMC) përdoren për shumicën e automjeteve elektrike, si Nissan, Chevrolet, BMW etj.

Litium nikel-marganezë-kobalt oksid (linimnco2 ose NMC) - Prodhuesit kryesorë të baterive litium-jon u përqendruan në kombinimin e nikelit-mangan-kobalt si materialet katodë (NMC). Lloji i litium-mangan, këto bateri mund të përshtaten për të arritur tregues të lartë të energjisë specifike ose një fuqi të lartë specifike, megjithatë, jo në të njëjtën kohë. Për shembull, elementi i tipit 18650 të NMC në një ngarkesë të moderuar është 2,8аc dhe mund të sigurojë maksimumin aktual 4-5a; Elementi i NMC i optimizuar për parametrat e fuqisë së lartë ka vetëm 2WH, por mund të sigurojë një rrymë të vazhdueshme të shkarkimit në 20a. Tipari i NMC është një kombinim i nikelit dhe manganit, si një shembull, mund të sillet një kripë mustaqore, në të cilën përbërësit kryesorë të natriumit dhe klorurit, të cilat janë substanca ndaras toksike veç e veç.

Nikeli është i njohur për energjinë e tij të lartë specifike, por stabilitetin e ulët. Mangani ka avantazhin e formimit të strukturës së spinelit dhe siguron rezistencë të ulët të brendshme, por në të njëjtën kohë ka një energji të ulët specifike. Kombinimi i këtyre dy metaleve, ju mund të merrni karakteristikën optimale të baterisë NMC për mënyra të ndryshme operative.

Bateritë NMC janë krejtësisht të përshtatshme për mjetet e pushtetit, bikes elektrike dhe njësi të tjera të energjisë. Kombinimi i materialeve katodë: një e treta e nikelit, mangan dhe kobalt ofrojnë vetitë unike, si dhe zvogëlimin e kostos së produktit për shkak të një rënieje të përmbajtjes së kobaltit. Nëntipe të tjera si NCM, CMN, CNM, MNC dhe MCN kanë një raport të shkëlqyer të trupave prej 1/3-1 / 3-1 / 3. Zakonisht, raporti i saktë mbahen nga prodhuesi në sigurinë.



Figura nr. 12.

Litium-hekuri-fosfat (LIFEPO4) - Në vitin 1996, fosfati u përdor si një material katodë për bateritë e litiumit në Universitetin e Teksasit (dhe pjesëmarrësve të tjerë). Fosfat litium ofron karakteristika të mira elektrokimike me rezistencë të ulët. Kjo u bë e mundur me nano-fosfat të materialit katodë. Përparësitë kryesore janë jeta e shërbimit të drejtpërdrejtë dhe të gjatë, përveç, stabilitetit të mirë termik dhe rritjes së sigurisë.

Bateri litium-hekuri-fosfat tolee për një shkarkim të plotë dhe më pak të ndjeshëm ndaj "plakjes" se sistemet e tjera litium-jon. LFP është gjithashtu më rezistente ndaj rifreskimit, por si në bateritë e tjera të litium-jon, rifreskimi mund të shkaktojë dëme. LIFEPO4 siguron një tension të qëndrueshëm të shkarkimit - 3.2b, ju lejon të përdorni vetëm 4 elemente për të krijuar një bateri 12b, e cila nga ana tjetër ju lejon të zëvendësoni në mënyrë efektive bateritë e plumbit. Bateritë fosfat pa litium nuk përmbajnë kobalt, ajo redukton ndjeshëm koston e produktit dhe e bën atë më miqësore me mjedisin. Në procesin e shkarkimit, ajo siguron rrymë të lartë, dhe gjithashtu mund të ngarkohet me një rrymë të vlerësuar në vetëm një orë para kapacitetit të plotë. Operacioni në temperatura të ulëta të ambientit zvogëlon performancën dhe temperatura e mbi 35 ° C - jeta e shërbimit është disi e ngadaltë, por treguesit janë shumë më të mirë se bateritë e plumbit, nikel-kadmiumit ose nikelit-metal hidridi. Fosfat litium ka një vetë-shkarkim më të madh se bateritë e tjera litium-jon që mund të shkaktojnë nevojën për balancimin e mysafirëve të baterive.



Figura №13.

Lithium nikel kobalt-oksid alumini (linicooal2) - Bateritë alumini alumini të litium-nikel-cobalto-oksid (NCA) u shfaqën në vitin 1999. Ky lloj siguron energji të lartë specifike dhe fuqi të mjaftueshme specifike, si dhe një jetë të gjatë shërbimi. Megjithatë, ka rreziqe të ndezjes, si rezultat, është shtuar alumini, i cili siguron një stabilitet më të lartë të proceseve elektrokimike që ndodhin në baterinë në rrymat e larta të shkarkimit dhe ngarkesës.



Figura nr. 14.

Lithium titanate (li4ti5o12) - Bateritë me anodes nga titanat litium ishin të njohura që nga vitet 1980. Katoda përbëhet nga grafit dhe është i ngjashëm me arkitekturën e një baterie tipike metalike të litiumit. Lithium-titanate ka një tension të elementit 2.4v, mund të ngarkohet shpejt dhe siguron rrymë të lartë të shkarkimit 10C, që është 10 herë më i lartë se kapaciteti i vlerësuar i baterisë.

Bateritë me titanate të litiumit dallohen nga një burim i rritur ciklik në krahasim me bateritë e tjera Li-Ion. Ata kanë siguri të lartë, si dhe të aftë për të punuar në temperatura të ulëta (deri në -30ºC) pa një reduktim të prekshëm në karakteristikat e performancës.

Disavantazhi është një kosto mjaft e lartë, si dhe në një tregues të vogël të energjisë specifike, rreth 60-80W / kg, i cili është mjaft i krahasueshëm me bateritë nikel-kadmium. Zonat e aplikimit: njësitë e energjisë elektrike dhe furnizimet me energji të pandërprerë.



Figura nr. 15.

Bateritë polimer litium (Li-Pol, Li-Polymer, Lipo, Lip, Li-Polifonik) - Bateritë e polimerit të litiumit ndryshojnë nga litiumi-ion në atë që përdorin një elektrolit të veçantë polimer. Eksitim që rezulton në këtë lloj të baterive që nga vitet 2000 zgjat deri më sot. Ajo bazohet jo në të pabazuar, pasi, me ndihmën e polimereve të veçanta, ishte e mundur të krijohej një bateri pa electrolyte të lëngshme ose xhel, kjo e bën të mundur krijimin e baterive të pothuajse çdo formulari. Por problemi kryesor është se electrolyte solide polimer ofron përçueshmëri të dobët në temperaturën e dhomës, dhe pronat më të mira çmontojnë në një gjendje të nxehur deri në 60 ° C. Të gjitha përpjekjet e shkencëtarëve gjejnë një zgjidhje për këtë detyrë ishin të kota.

Në bateritë moderne të polimerit të litiumit, një sasi e vogël e elektrolit xhel aplikohet për përçueshmëri më të mirë në temperaturë normale. Dhe parimi i operacionit është ndërtuar në një nga llojet e përshkruara më sipër. Më e zakonshme është një lloj litium-kobalt me \u200b\u200bnjë elektrolit në formë xhel të polimerit, i cili përdoret në shumicën e rasteve.

Dallimi kryesor midis baterive të litium-joneve dhe polimerit të litiumit është se elektroliti i polimerit mikroporoz zëvendësohet nga ndarës tradicional ndarës. Polimeri i litiumit ka një tregues pak më të madh të energjisë specifike dhe bën të mundur krijimin e elementeve të hollë, por kostoja është 10-30% më e lartë se litiumi-jon. Ekziston një ndryshim i rëndësishëm në strukturën e rastit. Nëse një fletë metalike e hollë përdoret për polimerin e litiumit, i cili i është dhënë mundësia për të krijuar bateri kaq të holla që ato janë të ngjashme me kartat e kreditit, atëherë Lithium-Ionic u mblodh në një rast të ngurtë metalik për fiksim të dendur të elektrodave.

Figura nr. 17. Shfaqja e baterisë li-polimer për telefon celular.

Karakteristikat e baterive litium-jon

Tabela nuk ka kapacitetin maksimal të elementeve, pasi që teknologjia e baterive litium-jon nuk lejon të prodhojë elemente të fuqishme individuale. Kur nevojitet një enë e lartë ose një rrymë e përhershme, bateritë janë të lidhura paralelisht dhe në mënyrë të vazhdueshme me ndihmën e jumpers. Shteti duhet të kontrollojë sistemin e monitorimit të baterisë. Paketat moderne të baterive për UPS dhe termocentralet diellore në bazë të elementeve të litiumit mund të arrijnë një tension prej 500-700V të rrymës direkte me një kapacitet prej rreth 400a / h, si dhe një kapacitet prej 2000 - 3000 dhe tension 48 ose 96V.

Bateritë e baterive të nikelit të baterive

Shpikësi është shkencëtar suedez Valdemar Junner, i cili patentuar teknologjinë e prodhimit të tipit kadmium nikel në 1899. D 1990 ka pasur një mosmarrëveshje për patentë me Edison, të cilën Junner humbi për shkak të faktit se ai nuk kishte mjete të tilla si kundërshtari i tij. Ackumulator Aktiebolaget Jungner, i themeluar nga Waldemar, ishte në prag të falimentimit, megjithatë, duke zëvendësuar emrin në Svenska Aktiebolbolet Jungner, kompania ende vazhdoi zhvillimin e saj. Aktualisht, një ndërmarrje e bazuar nga zhvilluesi quhet "Saft AB" dhe prodhon një nga bateritë më të besueshme të nikelit-kadmiumit në botë.

Bateritë nikel-kadmium lidhen me një lloj shumë të qëndrueshme dhe të besueshme. Ka shërbyer dhe modele pa mirëmbajtje me kapacitet prej 5 deri në 1500 dhe. Zakonisht i dërguar në formën e kanaçeve të ngarkuara me thata pa elektrolit me një tension nominal prej 1.2v. Pavarësisht nga ngjashmëria e dizajnit me bateritë e çojë, nikel-kadmium kanë një numër avantazhe të rëndësishme në formën e operacionit të qëndrueshëm në temperatura nga -40 ° C, aftësia për të përballuar rrymat e larta fillestare, si dhe modelet e optimizuara për një shkarkimi i shpejtë. Bateri Ni-CD janë rezistente ndaj shkarkimit të thellë, rifreskoni dhe nuk kërkojnë pagesë të menjëhershme si lloji i acidit të plumbit. Prodhuar në mënyrë konstruktive në plastike Shockproof dhe për të transportuar dëme mekanike mirë, nuk kanë frikë nga vibrimet, etj.

Parimi i veprimit të baterive nikel-kadmium

Bateritë alkaline elektrodat e të cilëve përbëhen nga hidrat me oksid nikeli me shtimin e grafit, oksid barium dhe kadmium pluhur. Si një elektrolit, si rregull, është kryer një zgjidhje me një përmbajtje prej 20% të kaliumit dhe duke shtuar monohidrat litium. Pllakat janë të ndara nga ndarës izolues për të shmangur mbylljet, një pllakë e ngarkuar negativisht është e vendosur në mes të dy akuzuar pozitivisht.

Në procesin e shkarkimit, bateria nikel-kadmium ndodh midis anodës me hydrat e oksidit të nikelit dhe electrolyte joneve, duke formuar një hidrate hidraulike nikel. Në të njëjtën kohë, katodë kadmium formon një hidrokarbon kadumium, duke krijuar një ndryshim të mundshëm në 1.45v duke siguruar tension brenda baterisë dhe në një zinxhir të mbyllur të jashtëm.

Procesi i baterive nikel-kadmium nikel shoqërohet me oksidimin e masës aktive të anodave dhe kalimin e hidrateve të nikelit të nikelit në hydrat e oksidit të nikelit. Në të njëjtën kohë, katodë është restauruar në formimin e kadmiumit.

Avantazhi i parimit të veprimit të baterisë nikel-kadmium është se të gjithë komponentët që janë formuar në procesin e cikleve të shkarkimit dhe ngarkesës pothuajse nuk janë tretur në elektrolit, dhe gjithashtu nuk hyjnë në ndonjë reaksion anësor.

Figura №16. Struktura e baterisë NI-CD.

Llojet e baterive nikel-kadmium

Aktualisht, bateri Ni-CD përdoren më shpesh në industri, ku ju duhet të siguroni aplikacione të ndryshme. Disa prodhues ofrojnë disa subspecies të baterive nikel-kadmium që ofrojnë punën më të mirë në mënyra të caktuara:

koha e shkarkimit 1.5 - 5 orë dhe bateri më të shërbyera;

koha e shkarkimit 1.5 - 5 orë dhe më shumë - bateri jo të mirëmbajtura;

koha e shkarkimit 30 - 150 minuta - bateri shërbimesh;

koha e shkarkimit 20 - 45 minuta - bateri shërbimesh;

koha e shkarkimit 3 - 25 minuta - bateri shërbimesh.

Karakteristikat e baterive nikel-kadmium

Specifikimet e larta teknike e bëjnë këtë lloj bateritë janë shumë tërheqëse për të zgjidhur detyrat e prodhimit kur kërkohet një burim shumë i besueshëm i fuqisë rezervë me një jetë të gjatë shërbimi.

Bateri rimbushëse nikel-hekuri

Për herë të parë, Waldemar Junner u krijua në 1899, kur u përpoq të gjente një ekuivalent më të lirë të kadmiumit si pjesë e baterive nikel-kadmium. Pas një prove të gjatë, Junger refuzoi të aplikonte hekur, pasi që akuza është kryer shumë ngadalë. Disa vjet më vonë, Thomas Edison krijoi një bateri nikel hekuri, e cila u mundësua nga automjeti elektrik "Baker Electric" dhe "Detroit Electric".

Cheapness e prodhimit lejoi akumulatorët e hekurit të nikelit të bëhen të njohura në transportin elektrik si bateri tërheqëse, gjithashtu zbatohen për elektrifikimin e makinave të pasagjerëve, zinxhirët e furnizimit me energji elektrike. Në vitet e fundit, akumulatorët e hekurit nikel folën me një forcë të re, pasi ato nuk përmbajnë elemente toksike si plumbi, kadmiumi, kobalt etj. Aktualisht, disa prodhues i promovojnë ato për sistemet e energjisë së rinovueshme.

Parimi i veprimit të baterive të nikelit hekuri

Akumulimi i energjisë elektrike ndodh me ndihmën e oksidit të nikelit të hidroksidit të përdorur si pllaka pozitive, hekur si pllaka negative dhe elektrolit të lëngët në formën e kaliumit kaustik. Tubat e qëndrueshme të nikelit ose "xhepat" përmbajnë një substancë aktive

Lloji i nikelit-hekuri është shumë i besueshëm, sepse Shpallni shkarkimet e thella, mbetjet e shpeshta dhe gjithashtu mund të jenë në një shtet të nënshkruar, i cili është shumë i dëmshëm për bateritë e plumbit.

Karakteristikat e baterive nikel hekuri

Materialet e përdorura

Boston Consulting Group Research

Dokumentacioni Teknik TM Bosch, Panasonic, Everexcece, Victron Energy, Varta, Leclanché, Envija, Kokam, Samsung, Valence dhe të tjerë.

Mirëdita të gjithë fillestarët. Sot do të flasim për akumulatorët e tensionit. Bateritë janë burime kimike të rrymës, në të cilat, në pasojë të reaksioneve kimike të kthyeshme, energjia e brendshme kthehet në energji elektrike. Kjo është për shkak të kthyeshmërisë së këtij reagimi, bateritë mund të ngarkohen dhe shkarkohen. Bateritë janë të dizajnuara për të grumbulluar rrymën elektrike dhe janë përdorur gjerësisht në fusha të ndryshme. Pa ata është e vështirë të imagjinohet jeta jonë, ata na rrethojnë kudo. Designed për përdorim të përsëritur dhe të ketë një jetë të mjaftueshme të shërbimit të gjatë. Bateria më e thjeshtë është dy elektroda që janë bërë nga metale të ndryshme dhe absorbohen në zgjidhjen e elektrolit (acid). Një nga elektrodat quhet katodë, dhe anode tjetër.

Në praktikë, bateritë e plumbit dhe litiumit përdoren më shpesh. Bateria e plumbit është bërë nga dy pllaka të plumbit që absorbohen në acid sulfurik. Bateria ka një tension të ndryshëm, për shembull, një bllok (bankë) e baterisë së plumbit jep tension 2 volt, një bllok i baterisë litium-jon është 3.7 volt - 1.2 volt. Alessandro Volta konsiderohet krijuesi i baterisë së parë (vlera e vlerës së tensionit është formuar nga mbiemri i tij). Volta Shtylla kishte një dizajn të thjeshtë - kriklla bakri dhe tank, dhe mes tyre një pjesë e watts lagur në një zgjidhje të ujit dhe një kripë kuzhinier. Sot ka një numër të madh të baterive të tanishme, lista e tyre e plotë jepet në fund të artikullit.

Bateritë janë bërë nga kapacitete të ndryshme dhe tension, në varësi të konsumit të pajisjes për të cilën ata janë të destinuara. Tensioni i baterisë matet në volt, forca e amperers aktuale, dhe fuqia - watts. Për shembull, nëse dihet se rryma e rrymës së baterisë është 10 amp / orë, dhe voltazhi është 6 volt, dhe është e nevojshme të njihen fuqinë e saj, atëherë sipas ligjit të Ohm, marrim 6 volt * 10 amp \u003d 60 watts. Në këtë mënyrë, ju mund ta dini lehtë parametrin e tretë. Koha vjen kur bateria shkarkohet. Ndërsa energjia kimike e rraskapitur, tensionit dhe rrymës së baterisë, bateria ndalon punën. Ju mund të ngarkoni baterinë nga çdo burim i rrymës së përhershme ose të pulsit. Standardi konsiderohet një aktual i ngarkimit në kapacitetin nominal të baterisë 1/10 (në AMPS / Clock).

Diskutoni llojet e artikullit të baterive

• Udhëheq Bateri. Në këto bateri, reagenti është dioksidi i plumbit dhe çon vetë, dhe një zgjidhje electrolyte e acidit sulfurik. Ata gjithashtu quhen acid plumbi. Ndani në katër grupe: stacionare, starter, portativ (i vulosur) dhe tërheqje. Bateritë e nisjes morën shpërndarjen më të madhe, ato përdoren për të filluar motorët me djegie të brendshme dhe për të siguruar energjinë e pajisjeve në makinë. Disavantazhi i tyre mund të quhet vlera e ulët e energjisë specifike, jo shumë të mirë të sigurisë dhe përzgjedhjes së hidrogjenit.
• Kadmium nikel Bateri. Këtu, reagentët janë hidroksid i nikelit dhe kadmiumit, respektivisht dhe zgjidhja e elektrolit e hidroksidit të kaliumit, në lidhje me këtë, ato quhen edhe bateri alkaline. Janë të ndara në lamella, stamel dhe hermetic. Bateritë Lamad Nickel-Cadmium janë mjaft të lira, të karakterizuara nga një kurbë e shkarkimit të sheshtë, një burim i lartë i funksionimit dhe qëndrueshmërisë. Aplikoni për të fuqizuar lokomotivat elektrike të minierave, ashensorët, komunikimet, pajisjet elektronike, pajisjet stacionare, për të nisur motorët me naftë dhe motorët e avionëve.
• Hermetik Bateritë karakterizohen nga një kurbë e shkarkimit horizontal, një normë e lartë e shkarkimit dhe aftësia për të vepruar në temperatura të ulëta, por kushtojnë më shumë dhe kanë një efekt të kujtesës. Aplikoni ato për të ushqyer pajisje portative, pajisje shtëpiake, lodra për fëmijë. Disavantazhi i madh i këtyre baterive është toksiciteti i kadmiumit të aplikueshëm.
• Nikel- Bateri. Nga problemi i mësipërm, ne u larguam të përdorim hekurin në vend të kadmiumit. Bateritë nuk përmbajnë kadmium toksike, kosto më të lirë, kanë një jetë të gjatë shërbimi dhe forcë të lartë, por për shkak të lirimit të hidrogjenit në fillim të ngarkesës bëhen vetëm në një version të rrjedhjes. Karakterizohet nga një vetë-shkarkim i lartë, riciklimi i ulët i energjisë, në temperatura më poshtë -10 gradë janë praktikisht pamundësia. Ato përdoren kryesisht si burime tërheqëse të rrymës në elektros dhe ashensorët industrialë.
• Hidridi nikel-metalik Bateri. Këtu, një material aktiv i elektrodës është internetsallidi, i cili sorbs hidrogjen, i.e. Në fakt, është një elektrodë hidrogjeni me një formë të restauruar në një gjendje të absorbuar. Në baterinë, kurba e shkarkimit është e njëjtë si në bateritë nikel-kadmium, por energjia dhe kapaciteti specifik i 1.5-2 herë më të larta, plus ato nuk përmbajnë kadumi toksikë! Bërë në ekzekutimin hermetik të formave të ndryshme (cilindër, prizëm, disk). Aplikoni për pajisje të energjisë dhe pajisje portative.
• Nikel zinkovye Bateri. Këto janë bateri alkaline me një elektrodë zinku. Energjia e tyre specifike është 2 herë më shumë se kadmiumi i nikelit. Karakterizohet nga një kurbë e shkarkimit horizontal, fuqi të lartë specifike dhe çmim mjaft të ulët, por burimi i tyre është mjaft i vogël për shkak të së cilës ata nuk hynin në përdorim masiv. Aplikoni për pajisje portative.
• Zink argjendi dhe kadmium argjendi Bateri. Në to, oksid argjendi, zinku dhe kadmiumi janë materiale aktive, dhe electrolyte - alkalis. Karakterizohet nga energjitë dhe kapacitetet e larta, vetë-shkarkimi i ulët, por për shkak të kësaj dhe të shtrenjtë. Silver-Zink ka një burim të vogël, të prodhuar në formën e një prizmi ose disku, shërbejnë për të ushqyer pajisjet portative, si dhe pajisjet ushtarake.
• Nikel hidrogjeni Bateri. Në bateri të tilla, një elektrodë negative është një elektrodë poroze të gazit që ka një katalizator platini. Karakterizuar nga energji të lartë specifike, burim të lartë, por shpejt shkarkohen dhe të kushtueshme. Gjetur përdorimin në industrinë e hapësirës.
• Litium-jonik Bateri. Anode është një material karboni, i cili prezantoi jonet e litiumit. Elektrodi pozitiv është më shpesh kobalt, i cili gjithashtu ka prezantuar jonet e litiumit. Electrolyte - kripë litium në një tretës jo-ujor. Karakterizuar nga energji të lartë specifike, burim dhe aftësi për të vepruar në temperatura të ulëta. Prandaj, prodhimi i tyre është rritur ndjeshëm. Aplikoni në telefonat celularë, laptopë dhe pajisje të tjera
• Litium-polimer Bateri. Këtu, elektroda negative përfaqësohet nga materiali i karbonit me jonet e litiumit të ngulitur, dhe elektroda pozitive është oksidet e kobaltit ose mangan. Electrolyte është një zgjidhje e kripës së litiumit në një tretës jo-ujor, të mbyllur në një matricë të vogël polimer. Krahasuar me baterinë e përshkruar më sipër, ka edhe energji dhe burim specifik më të lartë, më të sigurt. Përdoret në fuqinë e pajisjeve elektronike portative.
• Rechargeable Burimet mangane-zinkuese të rrymës. Këto janë burime të tilla aktuale me elketerite alkaline, të cilat janë në gjendje të rimbushin elektrikisht. Energji të lartë specifike, vetë-shkarkim të ulët, kosto të vogël. Ekzekutimi hermetik, por burim shumë i vogël, vetëm 20-50 cikle.

AKB ose bateritë e ringarkueshme janë pajisje që përbëhen nga disa bateri. Ajo mund të grumbullojë, të ruajë dhe të shpenzojë energji. Për shkak të kthyeshmërisë së proceseve kimike që ndodhin brenda baterisë, pajisjet e tilla mund të ngarkohen dhe të shkarkohen në mënyrë të përsëritur.

Fushëveprimi i baterive është shumë i gjerë. Ato përdoren në makina dhe pajisje të ndryshme shtëpiake, për shembull, në kontrollet e largëta dhe laptopët. Por edhe si burime të fuqisë së rezervës në sferën mjekësore, prodhimin, industrinë e hapësirës, \u200b\u200bqendrat e të dhënave.

Llojet dhe llojet e ACB

Sot, prodhohen rreth 30 lloje të baterive. Një sasi e tillë e madhe shkaktohet nga mundësia për të aplikuar elemente të ndryshme kimike si elektroda dhe elektrolite. Është nga materiali i elektrodës dhe përbërja e elektrolit varet nga të gjitha karakteristikat e baterisë.

Ne nuk do të japim të gjitha llojet, por vetëm të japim një tabelë të vogël me një përshkrim të më të zakonshmit:

Pajisje

1 - elektrodë negative
2 - Shtresa e ndarjes
3 - elektroda pozitive
4 - Kontakt negativ
5 - Valvula e sigurisë
6 - elektroda pozitive
7 - kontakt pozitiv

Bateritë përbëhen nga disa bateri, të lidhura paralelisht ose në mënyrë të vazhdueshme. Lidhja serike përdoret për të rritur tensionin dhe paralelisht për të rritur forcën aktuale.

Secila nga akumulatorin e veçantë në bateri përbëhet nga dy elektroda dhe elektrolite të vendosura në trup nga një material i veçantë.

Një elektrodë me një pagesë negative është një anod, me një pagesë pozitive - një katodë. Anode përmban një agjent reduktues, katodë - agjent oksidues. Brenda rastit të baterisë ka një pllakë ndarjeje që nuk lejon që elektrodat të mbyllen.

Electrolyte - Zgjidhja ujore në të cilën të dy elektrodat janë zhytur.

Kur bateria shkarkohet, agjenti i reduktimit të anodit fillon të oksidohet dhe elektronet të alokohen. Elektronet pastaj bien në elektrolit dhe nga atje lëvizin në katodë, duke krijuar një rrymë shkarkimi. Gjetja në elektronet katodë rivendosin agjentin e saj oksidues. Fjalë të thjeshta, është e mundur të përshkruhet procesi si ky: elektronet të shkojnë nga një elektrodë negative në pozitive dhe të krijojnë një rrymë shkarkimi.

Kur ngarkon baterinë, elektrodat ndryshojnë përbërjen e tyre kimike dhe reagimi i kundërt ndodh. Elektronet po lëvizin këtu nga një anod pozitiv në një katodë negative.

Karakteristikat e llojeve të ndryshme të ACB

Bateritë e plumbit

Projektuar nga Gaston Plantage në shekullin e 19-të. Këto bateri janë sot më të rëndësishme në sajë të lirë dhe shkathtësi. Fushëveprimi i përdorimit të tyre është i gjerë për shkak të numrit të madh të llojeve të këtij lloji. Siç është përdorur elektroda të ngarkuara negativisht, oksidi i plumbit është përdorur këtu. Elektroda pozitive kryhen nga plumbi. Electrolyte - acid sulfurik.

Bateritë e plumbit kanë këto varietete:

• La - Bateritë me një tension prej 6 ose 12 volt. Pajisja tradicionale për drejtimin e motorëve të makinave. Kërkojnë mirëmbajtje dhe ventilim të vazhdueshëm.
• VRLA. - Voltage 2, 4, 6 ose 12 volt. Bateria e rechargeable e rregullueshme e valvulës. Siç mund të shihet nga emri, ky ACB është i pajisur me një valvul shkarkimi. Roli i saj është të minimizohet lirimi i gazit dhe konsumit të ujit. Bateritë e tilla mund të instalohen në ambientet e banimit.
• AGM VRLA. - si dhe lloji i mëparshëm është i pajisur me një valvul, por ka vetitë krejtësisht të ndryshme. Në bateritë e bëra duke përdorur teknologji AGM, roli i ndarës luan tekstil me fije qelqi. Mikroporët e saj janë të ngopura me electrolyte të lëngshme. Batura të tilla nuk kërkojnë mirëmbajtje dhe rezistente ndaj dridhjeve.
• Xhel vrla - Subspecies e baterive të plumbit me elektrolit në formë xhel. Për shkak të kësaj, burimi i tyre i ngarkimit / shkarkimit është rritur. Nuk kërkojnë mirëmbajtje.
• Opzv. - Bateritë e mbyllura të përdorura në fushën e telekomunikacionit dhe ndriçimit emergjent. Electrolyte, si në rastin e mëparshëm xhel. Elektrodat përmbajnë kalcium, falë të cilave jeta e shërbimit të këtij lloji të baterive është 20 vjet.
• Opzs. - Katoda e baterive të tilla ka një strukturë tuba. Kjo rrit ndjeshëm burimin ciklik të këtij lloji të baterive. Ajo gjithashtu shërben rreth 20 vjet. Në dispozicion në formën e baterisë me tension nga 2 në 125 V.

Bateri litium-jon

Sony u lirua për herë të parë në 1991 dhe që atëherë përdoret në mënyrë aktive në pajisjet shtëpiake, pajisjet elektronike. Pothuajse të gjitha telefonat celularë, laptopë, kamera dhe kamerat janë të pajisura me një lloj të tillë të baterisë. Roli i katodës këtu luhet nga pllaka litium-fosfat. Anode negative - koks qymyrit. Transferet pozitive të litiumit të litiumit të ngarkuar në bateri të tilla. Ajo mund të depërtojë në grilë kristal të çështjeve të tjera dhe të formojë një lidhje kimike me ta. Avantazhi i këtij lloji është intensiteti i lartë i energjisë, vetë-shkarkimi i ulët dhe nuk ka nevojë për mirëmbajtje.

Bateritë e rechargeable litium-jon si dhe analogët e tyre kryesorë kanë një numër të madh të nëntipeve. Në këtë rast, nëntipet ndryshojnë në njëri-tjetrin me përbërjen e katodës dhe anodës. Voltazhi i baterive litium-jon ndryshon nga 2.4 në 3.7 V.

Një nga nëntipet më të famshme është bateri litium-polimer. Ata u shfaqën relativisht kohët e fundit dhe shpejt fituan popullaritet. Kjo është për shkak të faktit se një elektrolit solid polimer është përdorur në bateri polimer litium. Kjo ju lejon të krijoni bateri të çdo forme. Në të njëjtën kohë, kostoja e këtyre baterive është vetëm 15% më e lartë se litiumi i zakonshëm.