Llojet e baterive të magazinimit për makina. Bateria e makinës: eksperti zgjedh "Prapa timonit

Një bateri e rimbushshme është një burim i vazhdueshëm aktual për ruajtjen dhe ruajtjen e energjisë. Shumica dërrmuese e llojeve të baterive të rimbushshme bazohen në shndërrimin ciklik të energjisë kimike në energji elektrike, e cila ju lejon të ngarkoni dhe shkarkoni në mënyrë të përsëritur baterinë.

Në vitin 1800, Alessandro Volta bëri një zbulim befasues kur zhyti dy pllaka metalike - bakër dhe zink - në një kavanoz të mbushur me acid, pas së cilës ai vërtetoi se një rrymë elektrike rrjedh përmes telit që i lidh ato. Më shumë se 200 vjet më vonë, bateritë moderne të ruajtjes vazhdojnë të prodhohen bazuar në zbulimin e Voltës.

Llojet e baterive të ringarkueshme

Nuk kanë kaluar më shumë se 140 vjet nga shpikja e baterisë së parë, dhe tani është e vështirë të imagjinohet bota moderne pa burime rezervë të energjisë të bazuara në bateri. Bateritë përdoren në çdo gjë, nga pajisjet shtëpiake më të padëmshme: panelet e kontrollit, radiot portative, elektrik dore, laptop, telefona, sistemet e sigurisë për institucionet financiare, furnizimet rezervë të energjisë për qendrat e të dhënave, industrinë e hapësirës, ​​energjinë bërthamore, komunikimet, etj. Me

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

Llojet kryesore të baterive janë treguar në tabelën 1.

Tabela 1. Klasifikimi i baterive të magazinimit.

Bazuar në të dhënat e dhëna në Tabelën 1, mund të konkludojmë se ka shumë lloje të baterive që janë të ndryshme në karakteristikat e tyre, të cilat janë optimizuar për përdorim në kushte të ndryshme dhe me intensitete të ndryshme. Duke aplikuar teknologji dhe përbërës të rinj për prodhimin, shkencëtarët arrijnë të arrijnë karakteristikat e dëshiruara për një fushë të veçantë të aplikimit, për shembull, bateritë nikel-hidrogjen janë zhvilluar për satelitët hapësinorë, stacionet hapësinore dhe pajisjet e tjera hapësinore. Sigurisht, jo të gjitha llojet janë treguar në tabelë, por vetëm ato kryesore që janë bërë të përhapura.

Sistemet moderne rezervë dhe autonome të furnizimit me energji elektrike për segmentin industrial dhe të brendshëm bazohen në varietetet e acidit të plumbit, nikel-kadmiumit (lloji i hekur-nikelit përdoret më rrallë) dhe bateritë litium-jon, pasi këto burime të energjisë kimike janë të sigurta dhe kanë karakteristikat teknike dhe kostoja e pranueshme.

Bateri Acid Plumbi

Ky lloj është më i popullarizuari në botën moderne për shkak të veçorive të tij të gjithanshme dhe kostos së ulët. Për shkak të numrit të madh të varieteteve, bateritë me acid plumbi përdoren në fushat e sistemeve rezervë të energjisë, sistemet autonome të furnizimit me energji, termocentralet diellore, UPS, llojet e ndryshme të transportit, komunikimet, sistemet e sigurisë, lloje të ndryshme të pajisjeve portative, lodrat , etj

Parimi i funksionimit të baterive me plumb-acid

Baza e punës së furnizimit me energji kimike bazohet në ndërveprimin e metaleve dhe lëngjeve - një reagim i kthyeshëm që ndodh kur kontaktet e pllakave pozitive dhe negative mbyllen. Bateritë me acid plumbi, siç nënkupton edhe emri, përbëhen nga plumbi dhe acidi, ku pllakat e ngarkuara pozitivisht janë plumbi, dhe pllakat e ngarkuara negativisht janë oksid plumbi. Nëse lidhni një llambë me dy pllaka, qarku mbyllet dhe ndodh një rrymë elektrike (lëvizja e elektroneve) dhe ndodh një reaksion kimik brenda elementit. Në veçanti, pllakat e baterisë gërryhen, plumbi është i veshur me sulfat plumbi. Kështu, ndërsa bateria shkarkohet, depozitat e sulfatit të plumbit do të formohen në të gjitha pllakat. Kur bateria është shkarkuar plotësisht, pllakat e saj janë të mbuluara me të njëjtin metal - sulfat plumbi dhe kanë pothuajse të njëjtën ngarkesë në lidhje me lëngun, në përputhje me rrethanat, tensioni i baterisë do të jetë shumë i ulët.

Nëse e lidhni ngarkuesin në terminalet e duhur me baterinë dhe e ndizni, rryma do të rrjedhë në acid në drejtim të kundërt. Rryma do të shkaktojë një reaksion kimik, molekulat e acidit do të ndahen dhe për shkak të këtij reagimi, sulfati i plumbit do të hiqet nga plastelinat pozitive dhe negative të baterisë. Në fazën përfundimtare të procesit të karikimit, pllakat do të kenë pamjen e tyre origjinale: plumbi dhe oksidi i plumbit, i cili do t'i lejojë ata të marrin përsëri një ngarkesë tjetër, domethënë, bateria do të ngarkohet plotësisht.

Sidoqoftë, në praktikë, gjithçka duket pak më ndryshe dhe pllakat e elektrodës nuk janë pastruar plotësisht, prandaj bateritë kanë një burim të caktuar, me arritjen e të cilit kapaciteti ulet në 80-70% të origjinalit.

Figura 3. Diagrami elektrokimik i një baterie me acid plumbi (VRLA).

Llojet e Baterive me Acid Plumbi

Plumbi - Acid shërbehet nga 6, 12V bateri. Bateri klasike fillestare për motorët me djegie dhe më shumë. Ata kanë nevojë për mirëmbajtje dhe ventilim të rregullt. Janë subjekt i vetë-shkarkimit të lartë.

Plumbi i rregulluar me valvula - Acid (VRLA), pa mirëmbajtje - bateri 2, 4, 6 dhe 12V. Bateritë e lira në një kuti të mbyllur, të cilat mund të përdoren në zonat e banuara, nuk kërkojnë ventilim dhe mirëmbajtje shtesë. Rekomandohet për përdorim në modalitetin tampon.

Pllaka absorbuese e qelqit të absorbuar me plumb - Acid (AGM VRLA), pa mirëmbajtje - bateri 4, 6 dhe 12V. Bateritë moderne të acidit të plumbit me elektrolit të absorbuar (jo të lëngshëm) dhe ndarës të tekstil me fije qelqi janë shumë më mirë në mbajtjen e pllakave të plumbit, duke i parandaluar ato të shemben. Kjo zgjidhje uli ndjeshëm kohën e ngarkimit të baterive AGM, pasi rryma e karikimit mund të arrijë 20-25, më rrallë 30% të kapacitetit nominal.

Bateritë AGM VRLA kanë shumë modifikime me karakteristika të optimizuara për mënyrat ciklike dhe tampon të funksionimit: Thellë - për shkarkime të shpeshta të thella, terminalin e përparmë - për vendndodhje të përshtatshme në raftet e telekomunikacionit, Standard - për qëllime të përgjithshme, Shkalla e lartë - sigurojnë karakteristikën më të mirë të shkarkimit deri në 30% dhe i përshtatshëm për furnizime të fuqishme të pandërprera të energjisë, Modular - ju lejon të krijoni dollapë të fuqishëm të baterive, etj.



Figura №4.

Plumbi i rregulluar me valvul GEL - Acid (GEL VRLA), pa mirëmbajtje - bateri 2, 4, 6 dhe 12V. Një nga modifikimet më të fundit të llojit të baterisë me plumb-acid. Teknologjia bazohet në përdorimin e një elektroliti të ngjashëm me xhel, i cili siguron kontakt maksimal me pllakat negative dhe pozitive të elementeve dhe mban një qëndrueshmëri uniforme në të gjithë vëllimin. Ky lloj baterie kërkon një ngarkues "të saktë", i cili do të sigurojë nivelin e kërkuar të rrymës dhe tensionit, vetëm në këtë rast mund të merrni të gjitha avantazhet mbi llojin AGM VRLA.

Furnizimet kimike GEL VRLA, si AGM, kanë shumë nëntipe që janë më të përshtatshmet për kushte të caktuara të funksionimit. Më të zakonshmet janë seritë diellore - të përdorura për sistemet e energjisë diellore, detare - për transportin detar dhe lumor, Cikli i thellë - për shkarkime të shpeshta të thella, terminali i përparmë - i mbledhur në strehime speciale për sistemet e telekomunikacionit, GOLF - për karrocat e golfit, gjithashtu sa i përket tharësve të pastrimit, Mikro - bateri të vogla për përdorim të shpeshtë në aplikacionet celulare, Modular - një zgjidhje e veçantë për krijimin e bankave të fuqishme të baterive për ruajtjen e energjisë, etj.



Figura №5.

OPzV, pa mirëmbajtje - bateri 2V. Qelizat speciale të acidit të plumbit të tipit OPZV prodhohen duke përdorur pllaka anode tubulare dhe një elektrolit xhel të acidit sulfurik. Anoda dhe katoda e qelizave përmbajnë një metal shtesë - kalcium, për shkak të të cilit rezistenca ndaj korrozionit të elektrodave rritet dhe jeta e shërbimit rritet. Pllakat negative janë përhapur, kjo teknologji siguron kontakt më të mirë me elektrolitin.

Bateritë OPzV janë rezistente ndaj shkarkimit të thellë dhe kanë një jetë të gjatë shërbimi deri në 22 vjet. Si rregull, vetëm materialet më të mira përdoren për prodhimin e baterive të tilla për të siguruar efikasitet të lartë në mënyrë ciklike.

Përdorimi i baterive OPzV është në kërkesë në instalimet e telekomunikacionit, sistemet e ndriçimit emergjent, furnizimin me energji të pandërprerë, sistemet e lundrimit, sistemet e ruajtjes së energjisë shtëpiake dhe industriale dhe prodhimin e energjisë diellore.


Figura 6 Struktura e baterisë OPzV EverExceed.

OPzS, me mirëmbajtje të ulët - bateri 2, 6, 12V. Bateritë e palëvizshme të përmbytura me plumb të OPzS janë prodhuar me pllaka anode tubulare me shtim antimoni. Katoda gjithashtu përmban një sasi të vogël antimoni dhe është e llojit të rrjetit përhapës. Anoda dhe katoda ndahen nga ndarës mikropor që parandalojnë qarqet e shkurtra. Rasti i baterisë është bërë nga një plastikë e veçantë transparente e papërshkueshme nga goditjet, rezistente ndaj sulmeve kimike dhe zjarrit, dhe valvulat e ajrosura janë të tipit të papërshkueshëm nga zjarri dhe sigurojnë mbrojtje kundër depërtimit të mundshëm të flakëve dhe shkëndijave.

Muret transparente ju lejojnë të monitoroni me lehtësi nivelin e elektrolitit duke përdorur shenjat minimale dhe maksimale. Struktura e veçantë e valvulave bën të mundur, pa i hequr ato, të mbushni me ujë të distiluar dhe të matni densitetin e elektrolitit. Në varësi të ngarkesës, uji mbushet çdo një deri në dy vjet.

Bateritë OPzS kanë performancën më të lartë se çdo bateri tjetër me acid plumbi. 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 kërkesa të shkarkimit të mesëm dhe të thellë, përfshirë. ku vërehen rryma të mesme të hyrjes.



Figura №7.

Karakteristikat e baterive me acid plumbi

Duke analizuar të dhënat e dhëna në tabelën 2, mund të arrijmë në përfundimin se bateritë me plumb-acid kanë një përzgjedhje të gjerë të modeleve që janë të përshtatshme për mënyra të ndryshme të funksionimit dhe kushte të funksionimit.

Tabela 2 Karakteristikat krahasuese të llojeve të baterive me plumb-acid.

Për analizën, ne përdorëm të dhëna mesatare nga më shumë se 10 prodhues të baterive, produktet e të cilëve janë paraqitur në tregun ukrainas për një kohë të gjatë dhe përdoren me sukses në shumë fusha (EverExceed, BB Battery, CSB, Leoch, Ventura, Challenger, C&D Teknologjitë, Victron Energy, SunLight, Troian dhe të tjerë).

Bateri litium-jon (litium)

Historia e kalimit të origjinës kthehet në 1912, kur Gilbert Newton Lewis punoi në llogaritjen e aktiviteteve të joneve të elektroliteve të forta dhe kreu kërkime mbi potencialet e elektrodave të një numri elementesh, përfshirë litiumin. Që nga viti 1973, puna u rifillua dhe si rezultat, u shfaqën bateritë e para me bazë litiumi, të cilat siguruan vetëm një cikël shkarkimi. Përpjekjet për të krijuar një bateri litium u penguan nga aktiviteti i vetive të litiumit, i cili, nën mënyrat e gabuara të shkarkimit ose ngarkimit, shkaktoi një reagim të dhunshëm me lëshimin e temperaturave të larta dhe madje edhe flakët. Sony lëshoi ​​celularët e parë me bateri të tilla, por u detyrua të tërhiqte produktet pas disa incidenteve të pakëndshme. Zhvillimi nuk u ndal dhe në 1992 u shfaqën bateritë e para "të sigurta" të bazuara në jonet e litiumit.

Bateritë e tipit litium-jon kanë një densitet të lartë energjie dhe, prandaj, me një madhësi kompakte dhe peshë të lehtë, ato sigurojnë 2-4 herë kapacitet në krahasim me bateritë me plumb-acid. Padyshim, përparësia e madhe e baterive litium-jon është shpejtësia e lartë e rimbushjes së plotë 100% brenda 1-2 orëve.

Bateritë Li-Jon përdoren gjerësisht në elektronikën moderne, automobila, sistemet e ruajtjes së energjisë, prodhimin e energjisë diellore. Ata janë në kërkesë të madhe në pajisjet multimediale dhe komunikuese të teknologjisë së lartë: telefona, kompjuterë tablet, laptopë, stacione radio, etj. Isshtë e vështirë të imagjinohet bota moderne pa furnizime me energji litium-jon.

Si funksionojnë bateritë litium (litium-jon)

Parimi i funksionimit është përdorimi i joneve të litiumit, të cilët janë të lidhur nga molekulat e metaleve shtesë. Zakonisht, oksid litium kobalt dhe grafit përdoren përveç litiumit. Kur një bateri litium-jon shkarkohet, jonet transferohen nga elektroda negative (katoda) në pozitive (anode) dhe anasjelltas gjatë karikimit. Qarku i baterisë supozon praninë e një ndarësi ndarës midis dy pjesëve të qelizës, kjo është e nevojshme për të parandaluar lëvizjen spontane të joneve të litiumit. Kur qarku i baterisë është i mbyllur dhe ndodh procesi i karikimit ose shkarkimit, jonet kapërcejnë ndarësin dhe priren në elektrodën e ngarkuar kundër.

Figura 8. Diagrami elektrokimik i një baterie litium-jon.

Për shkak të efikasitetit të tyre të lartë, bateritë litium-jon janë zhvilluar me shpejtësi dhe shumë nënlloje, për shembull, bateri litium-hekur-fosfat (LiFePO4). Më poshtë është një diagram grafik se si funksionon ky nëntip.

Figura 9. Diagrami elektrokimik i procesit të shkarkimit dhe shkarkimit të një baterie LiFePO4.

Llojet e baterive litium-jon

Bateritë moderne litium-jon kanë shumë nëntipe, ndryshimi kryesor është përbërja e katodës (elektroda e ngarkuar negativisht). Gjithashtu, përbërja e anodës mund të ndryshohet për të zëvendësuar plotësisht grafitin ose për të përdorur grafit me shtimin e materialeve të tjera.

Llojet e ndryshme të baterive litium-jon identifikohen nga degradimi i tyre kimik. Për një përdorues të zakonshëm, kjo mund të jetë disi e vështirë, kështu që secili lloj do të përshkruhet në sa më shumë detaje të jetë e mundur, duke përfshirë emrin e tij të plotë, përkufizimin kimik, shkurtimin dhe përcaktimin e shkurtër. Për lehtësinë e përshkrimit, do të përdoret një titull i shkurtuar.

Oksidi i kobaltit të litiumit (LiCoO2)-Ka një energji të lartë specifike, gjë që e bën baterinë litium-kobalt të kërkuar në pajisjet kompakte të teknologjisë së lartë. Katoda e baterisë është e përbërë nga oksidi i kobaltit, ndërsa anoda është bërë nga grafit. Katoda ka një strukturë të shtresuar, dhe gjatë shkarkimit, jonet e litiumit lëvizin nga anoda në katodë. Disavantazhet e këtij lloji janë jeta relativisht e shkurtër e shërbimit, qëndrueshmëria e ulët termike dhe fuqia e kufizuar e qelizës.

Bateritë litium-kobalt nuk mund të shkarkohen ose ngarkohen me një rrymë që tejkalon kapacitetin e vlerësuar, kështu që një bateri 2.4Ah mund të funksionojë në 2.4A. Nëse aplikohet një amperazh i lartë për të ngarkuar, do të shkaktojë mbinxehje. Rryma optimale e karikimit është 0.8C, në këtë rast 1.92A. Çdo bateri litium-kobalt është e pajisur me një qark mbrojtës që kufizon shkallën e ngarkimit dhe shkarkimit dhe kufizon rrymën në 1C.

Grafiku (Fig. 10) tregon vetitë kryesore të baterive litium-kobalt në aspektin e energjisë ose fuqisë specifike, fuqisë ose aftësisë specifike për të siguruar rrymë të lartë, siguri ose shanse për ndezje nën ngarkesë të madhe, temperatura e ambientit të funksionimit, jeta e shërbimit dhe cikli jeta, kostoja ...



Figura №10.

Oksidi i Maniumit Litium (LiMn2O4, LMO)- Informacioni i parë mbi përdorimin e litiumit me spinelë mangani u botua në raportet shkencore të vitit 1983. Moli Energy në 1996 lëshoi ​​grupet e para të baterive të bazuara në oksid mangani litium si një material katodë. Kjo arkitekturë formon struktura spinel tre-dimensionale që përmirësojnë rrjedhën e joneve në elektrodë, duke zvogëluar kështu rezistencën e brendshme dhe duke rritur rrymat e mundshme të ngarkimit. Ekziston gjithashtu përparësia e spinelit në qëndrueshmërinë termike dhe rritjen e sigurisë, megjithatë, jeta e ciklit dhe jeta e shërbimit janë të kufizuara.

Rezistenca e ulët siguron aftësinë për të ngarkuar dhe shkarkuar shpejt një bateri litium-mangan me një rrymë të lartë deri në 30A dhe afatshkurtër deri në 50A. I përshtatshëm për mjete me fuqi të lartë, pajisje mjekësore dhe automjete hibride dhe elektrike.

Potenciali i baterive të litium -manganit është rreth 30% më i ulët se ai i baterive të litium -kobaltit, por kjo teknologji ka veti rreth 50% më të mira se bateritë e bazuara në përbërës kimikë nikel.

Fleksibiliteti i projektimit i lejon inxhinierët të optimizojnë vetitë e baterisë dhe të arrijnë jetëgjatësi të gjatë të baterisë, kapacitet të lartë (densitet energjie), aftësi maksimale aktuale (densitet fuqie). Për shembull, me një jetë të gjatë shërbimi, madhësia e një qelize 18650 ka një kapacitet prej 1.1Ah, ndërsa qelizat e optimizuara për rritjen e kapacitetit kanë një kapacitet prej 1.5Ah, por në të njëjtën kohë ato kanë një jetë më të shkurtër.

Grafiku (Fig. 12) nuk pasqyron karakteristikat më mbresëlënëse të baterive litium-mangan, por zhvillimet moderne kanë përmirësuar ndjeshëm performancën dhe e kanë bërë këtë lloj konkurrues dhe të përdorur gjerësisht.



Figura 11

Bateritë moderne të tipit litium-mangan mund të prodhohen me shtimin e elementeve të tjerë-oksid litium-nikel-mangan-kobalt (NMC), kjo teknologji zgjat ndjeshëm jetën e shërbimit dhe rrit treguesit specifikë të energjisë. Ky kompleks sjell vetitë më të mira nga secili sistem, i ashtuquajturi LMO (NMC) aplikohet në shumicën e automjeteve elektrike si Nissan, Chevrolet, BMW, etj.

Oksidi i kobaltit të nikelit të nikelit (LiNiMnCoO2 ose NMC)-Prodhuesit kryesorë të baterive litium-jon janë përqendruar në Materialet Katodike të Kombinuara Nikel-Mangan-Kobalt (NMC). Ngjashëm me llojin litium-mangan, këto bateri mund të përshtaten për të arritur densitet të lartë të energjisë ose densitet të lartë të energjisë, megjithatë, jo në të njëjtën kohë. Për shembull, një qelizë NMC 18650 në një ngarkesë të moderuar ka një kapacitet prej 2.8Ah dhe mund të sigurojë një rrymë maksimale prej 4-5A; Qeliza NMC, e optimizuar për parametrat e rritur të fuqisë, ka vetëm 2Wh, por mund të sigurojë rrymë të vazhdueshme të shkarkimit deri në 20A. Veçantia e NMC qëndron në kombinimin e nikelit dhe manganit, si shembull, kripës së tryezës, në të cilën përbërësit kryesorë janë natriumi dhe kloruri, të cilat janë substanca 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 një strukture spinel dhe siguron rezistencë të ulët të brendshme ndërsa ka ende një energji të ulët specifike. Duke kombinuar këto dy metale, është e mundur të merret performanca optimale e baterisë NMC për kushte të ndryshme të funksionimit.

Bateritë NMC janë të shkëlqyera për mjetet elektrike, biçikletat elektronike dhe fuqitë e tjera. Kombinimi i materialeve katodike: një e treta e nikelit, manganit dhe kobaltit japin veti unike dhe gjithashtu zvogëlojnë koston e produktit për shkak të zvogëlimit të përmbajtjes së kobaltit. Nënllojet e tjera si NCM, CMN, CNM, MNC dhe MCN kanë raporte të shkëlqyera trefishe metalike nga 1 / 3-1 / 3-1 / 3. Zakonisht, raporti i saktë mbahet sekret nga prodhuesi.



Figura 12

Fosfat hekuri litiumi (LiFePO4)- Në 1996, Universiteti i Teksasit (dhe kontribuesit e tjerë) aplikuan fosfat si një material katodë për bateritë e litiumit. Fosfati i litiumit ofron performancë të mirë elektrokimike me rezistencë të ulët. Kjo është bërë e mundur me materialin nano-fosfat katodë. Përparësitë kryesore janë një rrjedhë e lartë e rrymës dhe një jetë e gjatë shërbimi, përveç kësaj, stabilitet i mirë termik dhe siguri e shtuar.

Bateritë e fosfatit të hekurit litium janë më tolerante ndaj shkarkimit të plotë dhe më pak të prirur ndaj plakjes sesa sistemet e tjera të joneve të litiumit. LFP-të janë gjithashtu më rezistente ndaj mbingarkesës, por si me bateritë e tjera litium-jon, ngarkimi i tepërt mund të shkaktojë dëme. LiFePO4 siguron një tension shumë të qëndrueshëm të shkarkimit prej 3.2V, i cili gjithashtu lejon përdorimin e vetëm 4 qelizave për të krijuar një bateri standarde 12V, e cila nga ana tjetër lejon zëvendësimin efikas të baterive me plumb-acid. Bateritë e fosfatit të hekurit litium nuk përmbajnë kobalt, gjë që ul ndjeshëm koston e produktit dhe e bën atë më miqësore me mjedisin. Siguron rrymë të lartë gjatë shkarkimit dhe gjithashtu mund të ngarkohet me rrymë nominale në vetëm një orë në kapacitet të plotë. Funksionimi në temperatura të ulëta të ambientit do të zvogëlojë performancën, dhe temperaturat mbi 35 ° C do të shkurtojnë pak jetën e shërbimit, por performanca është shumë më e mirë se bateritë e acidit të plumbit, nikel kadmiumit ose nikelit të hidridit. Fosfati i litiumit ka një shkallë më të lartë të vetë-shkarkimit sesa bateritë e tjera litium-jon, gjë që mund të kërkojë balancimin e dollapëve të baterive.



Figura 13

Oksidi i aluminit të kobaltit të nikelit litium (LiNiCoAlO2)- Bateritë e Lithium Nikel Cobalt Oxide Aluminium (NCA) u prezantuan në 1999. Ky lloj siguron energji të lartë specifike dhe fuqi të mjaftueshme specifike, si dhe një jetë të gjatë shërbimi. Sidoqoftë, ekzistojnë rreziqe të ndezjes, si rezultat i së cilës u shtua alumini, i cili siguron një qëndrueshmëri më të lartë të proceseve elektrokimike që ndodhin në bateri në rrymat e shkarkimit të lartë dhe ngarkimit.



Figura 14

Titanat litiumi (Li4Ti5O12)- Bateritë me anode titan të litiumit janë të njohura që nga vitet 1980. Katoda përbëhet nga grafit dhe i ngjan arkitekturës së një baterie tipike metalike litiumi. Titanati i litiumit ka një tension qelizor prej 2.4V, mund të ngarkohet shpejt dhe siguron një rrymë të lartë shkarkimi prej 10C, e cila është 10 herë më shumë se kapaciteti i vlerësuar i baterisë.

Bateritë litium-titanat kanë një jetë të rritur të ciklit në krahasim me llojet e tjera të baterive Li-jon. Ato janë shumë të sigurta dhe mund të veprojnë në temperatura të ulëta (deri në –30ºC) pa degradim të ndjeshëm të performancës.

Disavantazhi qëndron në koston mjaft të lartë, si dhe në një tregues të vogël të energjisë specifike, të rendit 60-80Wh / kg, i cili është mjaft i krahasueshëm me bateritë nikel-kadmium. Aplikimet: njësitë e energjisë elektrike dhe furnizimet me energji të pandërprerë.



Figura 15

Bateri polimer litiumi (Li-pol, Li-polimer, LiPo, LIP, Li-poli)- bateritë e polimerit litium ndryshojnë nga bateritë litium-jon në atë që përdorin një elektrolit të veçantë polimer. Eksitimi për këtë lloj baterie që është shfaqur që nga vitet 2000 vazhdon edhe sot e kësaj dite. Ajo u themelua jo pa arsye, pasi me ndihmën e polimereve të veçanta ishte e mundur të krijohej një bateri pa elektrolit të lëngshëm ose të ngjashëm me xhel, kjo bën të mundur krijimin e baterive të pothuajse çdo forme. Por problemi kryesor është se elektroliti i ngurtë polimer siguron përçueshmëri të dobët në temperaturën e dhomës dhe çmonton vetitë më të mira kur nxehet deri në 60 ° C. Të gjitha përpjekjet e shkencëtarëve për të gjetur një zgjidhje për këtë problem ishin të kota.

Bateritë moderne të polimerit litium përdorin një sasi të vogël të elektrolitit të xhelit për përçueshmëri më të mirë në temperatura normale. Dhe parimi i funksionimit bazohet në një nga llojet e përshkruara më lart. Më e zakonshme është lloji litium-kobalt me ​​elektrolit xhel polimer, i cili përdoret në shumicën e rasteve.

Dallimi kryesor midis baterive litium -jon dhe baterive polimer litium është se elektroliti polimer mikroporoz zëvendësohet nga një ndarës tradicional ndarës. Polimeri i litiumit ka një energji specifike pak më të lartë dhe bën të mundur krijimin e elementeve të hollë, por kostoja është 10-30% më e lartë se litium-joni. Ekziston gjithashtu një ndryshim i rëndësishëm në strukturën e rastit. Nëse një folie e hollë përdoret për litium-polimer, gjë që bën të mundur krijimin e baterive aq të holla sa të duken si karta krediti, atëherë ato me litium-jon mblidhen në një kuti metalike të ngurtë për të fiksuar fort elektrodat.

Figura 17 Shfaqja e një baterie Li-polimer për një telefon celular.

Karakteristikat e baterive litium-jon

Tabela nuk përfshin kapacitetin maksimal të qelizave, pasi teknologjia e baterive litium-jon nuk lejon prodhimin e qelizave të fuqishme individuale. Kur nevojitet kapacitet i lartë ose DC, bateritë lidhen paralelisht dhe në seri duke përdorur kërcyes. Gjendja duhet të monitorohet nga sistemi i monitorimit të baterisë. Kabinete moderne të baterive për UPS dhe termocentralet diellore të bazuara në qeliza litiumi mund të arrijnë një tension prej 500-700V DC me një kapacitet rreth 400A / h, si dhe një kapacitet prej 2000 - 3000Ah me një tension prej 48 ose 96V.

Bateri kadmiumi nikel

Shpikësi është shkencëtari suedez Waldemar Jungner, i cili patentoi teknologjinë për prodhimin e nikelit të tipit kadmium në 1899. Në 1990, një mosmarrëveshje për patentat u ngrit me Edison, të cilën Jungner e humbi për shkak të faktit se ai nuk posedonte fonde të tilla si kundërshtari i tij. Kompania "Ackumulator Aktiebolaget Jungner", e themeluar nga Waldemar, ishte në prag të falimentimit, megjithatë, pasi kishte ndryshuar emrin në "Svenska Ackumulator Aktiebolaget Jungner", kompania vazhdoi zhvillimin e saj. Aktualisht, kompania e themeluar nga zhvilluesi quhet SAFT AB dhe prodhon disa nga bateritë më të besueshme nikel-kadmium në botë.

Bateritë nikel-kadmium janë të një lloji shumë të qëndrueshëm dhe të besueshëm. Ka modele të servisuara dhe jo të servisuara me një kapacitet nga 5 në 1500Ah. Ato zakonisht furnizohen si kanaçe me ngarkesë të thatë pa elektrolit me një tension nominal prej 1.2V. Përkundër ngjashmërisë së modelit me acidin plumbi, bateritë nikel-kadmium kanë një numër përparësish të rëndësishme në formën e funksionimit të qëndrueshëm në temperaturat nga -40 ° C, aftësinë për t'i bërë ballë rrymave të larta të hyrjes, dhe gjithashtu janë optimizuar nga modelet për shpejtësi shkarkimi Bateritë Ni-Cd janë rezistente ndaj shkarkimit të thellë, mbingarkesës dhe nuk kërkojnë karikim të menjëhershëm si lloji i acidit të plumbit. Strukturisht, ato janë bërë nga plastika rezistente ndaj goditjeve dhe tolerojnë mirë dëmtimet mekanike, nuk kanë frikë nga dridhjet, etj.

Parimi i funksionimit të baterive nikel-kadmium

Bateritë alkaline, elektrodat e të cilave përbëhen nga hidrat oksidi i nikelit me shtesa grafit, oksid bariumi dhe pluhur kadmiumi. Elektroliti, si rregull, është një zgjidhje me një përmbajtje kaliumi 20% dhe shtimin e monohidratit të litiumit. Pllakat ndahen me ndarës izolues për të shmangur qarqet e shkurtra, një pllakë e ngarkuar negativisht gjendet midis dy pllakave të ngarkuara pozitivisht.

Gjatë procesit të shkarkimit të baterisë nikel-kadmium, ndodh ndërveprimi midis anodës me hidratin e oksidit të nikelit dhe jonet e elektrolitit, duke formuar hidratin e oksidit të nikelit. Në të njëjtën kohë, katoda e kadmiumit formon hidrat oksid kadmiumi, duke krijuar kështu një ndryshim potencial deri në 1.45V duke siguruar tension brenda baterisë dhe në qarkun e jashtëm të mbyllur.

Procesi i ngarkimit të baterive nikel-kadmium shoqërohet me oksidimin e masës aktive të anodave dhe kalimin e hidratit të oksidit të nikelit në hidratin e oksidit të nikelit. Njëkohësisht, katoda zvogëlohet për të formuar kadmium.

Avantazhi i parimit të funksionimit të një baterie nikel-kadmium është se të gjithë përbërësit që formohen gjatë cikleve të shkarkimit dhe ngarkimit pothuajse nuk treten në elektrolit, dhe gjithashtu nuk hyjnë në ndonjë reagim anësor.

Figura 16. Struktura e baterisë Ni-Cd.

Llojet e baterive nikel kadmium

Bateritë Ni-Cd përdoren më së shpeshti në industri sot, ku kërkohet një shumëllojshmëri e gjerë e aplikimeve të energjisë. Disa prodhues ofrojnë disa nëntipe të baterive nikel-kadmium që ofrojnë performancën më të mirë në mënyra të caktuara:

koha e shkarkimit 1.5 - 5 orë ose më shumë - bateri të servisuara;

koha e shkarkimit 1.5 - 5 orë ose më shumë - bateri pa mirëmbajtje;

koha e shkarkimit 30 - 150 minuta - bateri të servisuara;

koha e shkarkimit 20 - 45 minuta - bateri të servisuara;

koha e shkarkimit 3 - 25 minuta - bateri të servisuara.

Karakteristikat e baterive të kadmiumit nikel

Karakteristikat e larta teknike e bëjnë këtë lloj baterie shumë tërheqës për zgjidhjen e problemeve industriale kur kërkohet një furnizim me energji rezervë shumë i besueshëm me një jetë të gjatë shërbimi.

Bateri prej hekuri nikel

Ato u krijuan për herë të parë nga Waldemar Jungner në 1899 kur ai po përpiqej të gjente një analog më të lirë të kadmiumit në bateritë nikel-kadmium. Pas sprovave të gjata, Jungner braktisi përdorimin e hekurit, pasi akuza u krye shumë ngadalë. Disa vjet më vonë, Thomas Edison krijoi një bateri nikel-hekuri që mundësonte automjetet Baker Electric dhe Detroit Electric.

Kostoja e ulët e prodhimit lejoi që bateritë nikel-hekur të bëhen në kërkesë në transportin elektrik si bateri tërheqëse, ato përdoren gjithashtu për elektrizimin e makinave të pasagjerëve, furnizimin me energji të qarqeve të kontrollit. Vitet e fundit, bateritë nikel-hekur janë folur me energji të përtërirë, pasi ato nuk përmbajnë elemente toksike si plumbi, kadmiumi, kobalti, etj. Aktualisht, disa prodhues po i promovojnë ato për sistemet e energjisë së rinovueshme.

Parimi i funksionimit të baterive nikel-hekur

Energjia elektrike ruhet duke përdorur hidroksidin e oksidit të nikelit si pllaka pozitive, hekurin si pllaka negative dhe elektrolit të lëngshëm në formën e kaliumit kaustik. Tubat e qëndrueshëm të nikelit ose "xhepat" përmbajnë substancë aktive

Lloji nikel-hekur është shumë i besueshëm. përballon shkarkimet e thella, rimbushjet e shpeshta, dhe gjithashtu mund të jetë në një gjendje të mbingarkuar, e cila është shumë e dëmshme për bateritë me acid plumbi.

Karakteristikat e baterive prej hekuri nikel

Materialet e përdorura

Hulumtim nga Boston Consulting Group

Dokumentacioni teknik TM Bosch, Panasonic, EverExceed, Victron Energy, Varta, Leclanché, Envia, Kokam, Samsung, Valence dhe të tjerë.

Sot mund të gjeni bateri xhel, alkaline, hibride të makinave, por ato kanë një gjë të përbashkët - të gjithë ata janë përgjegjës për fillimin e motorit, pa të cilin kali ynë i hekurt thjesht nuk do të lëkundet.

Pajisja dhe funksionet e baterisë

Ky element shumë i rëndësishëm kryen tre funksione kryesore, falë të cilave kryhet fillimi, si dhe lëvizja e mëtejshme. Dhe nuk ka rëndësi se çfarë lloj "mbushjeje" ka bateria e instaluar në makinë, pa të motori nuk mund të ndizet. Për më tepër, funksioni i baterisë përfshin fuqizimin e disa pajisjeve elektrike kur motori nuk është në punë. Gjithashtu, makinat moderne, mund të thuhet, janë të mbushura me një sërë pajisjesh, të tilla si një magnetofon radio, regjistrues makinash, navigatorë, alarme, dhe mjaft shpesh gjeneratori nuk mund të përballojë ngarkesën. Në një situatë si kjo, një bateri e pazëvendësueshme vjen përsëri në shpëtim.

Pajisja e baterisë së makinës është mjaft e thjeshtë, prandaj prishet shumë rrallë, më shpesh ka një situatë kur shkarkimi ndodh për shkak të ngarkesës së tepërt. Në fakt, është një qelizë galvanike në të cilën ndodhin procese të kundërta kimike. Kështu, nëse shkarkohet, atëherë është e nevojshme të kaloni një rrymë elektrike përmes saj në drejtim të kundërt. Energjia elektrike më pas shndërrohet në energji kimike dhe të gjitha substancat e nevojshme aktive të përdorura më parë do të restaurohen. Dhe pastaj ai do të jetë në gjendje të fuqizojë përsëri pajisjet auto.

Llojet e baterive të makinave - shumëllojshmëri moderne

Sot, ekzistojnë lloje të shërbimit dhe pa mirëmbajtje të baterive të makinave. Të parat janë mjaft të rralla për shkak të mangësive të tyre. Para së gjithash, ngarkesa e tyre pozitive gradualisht kthehet në negative, gjë që kontribuon në një shkarkim të shpejtë. Për më tepër, rrjedhja e elektrolitit ndodh gjatë ngasjes në rrugët tona të papërsosura, gjë që gjithashtu kontribuon në dështimin e baterisë. Në të njëjtën kohë, ata kanë një avantazh, ato janë të lehta jo vetëm për t'u shpërndarë, por edhe.

Pajisja e baterisë e llojit të dytë nuk ka disavantazhet e mësipërme. Këto modele përfshijnë konstruksione xhel që nuk kanë nevojë për rimbushje shtesë, pasi kjo substancë është mjaft e dendur në konsistencën e saj dhe kurrë nuk del jashtë. Kështu, mund të instalohet në çdo pozicion të përshtatshëm, nuk do të ndikojë në performancën e tij në asnjë mënyrë. Ekzistojnë gjithashtu bateri AGM në të cilat trashja e acidit arrihet duke përdorur tekstil me fije qelqi.

Një bateri e tillë është shumë e ndjeshme ndaj ndikimit negativ të pajisjeve elektrike jashtë funksionit, kështu që është e rëndësishme të monitorohet gjendja e saj.

Për më tepër, llojet e mëposhtme të baterive të makinave mund të dallohen:

• antimon i ulët, i cili përmban vetëm pllaka plumbi, ato shkarkohen shumë shpejt për shkak të zierjes së ujit në elektrolit;
• hibride, e përbërë nga pllaka të ulëta antimoni pozitive dhe plumb-kalcium negativ, bateri të tilla janë më të zakonshme në industrinë e automobilave dhe shkarkohen shumë më ngadalë se paraardhësit e tyre;
• bateri të tipit kalcium, në këtë rast, vetëm pllakat e kalciumit janë pozitive dhe negative, vetë-shkarkimi i tyre është deri në 70% më pak se ai i antimonit të ulët, megjithatë, do të jetë tepër e vështirë t'i ngarkosh ato.

Etiketimi i baterisë së makinës - lexoni kodet

Për të ditur se çfarë blejmë, në çdo fabrikë prodhuese, etiketimi i baterive të makinave është i detyrueshëm dhe jep të gjithë informacionin e nevojshëm në lidhje me baterinë. Pra, shifra e parë tregon gjithmonë numrin e qelizave të baterisë, mund të ketë 3 ose 6. Në varësi të kësaj, tensioni nominal i baterisë është 6 ose 12 V. Pastaj shkronjat ST pasojnë, ato deshifrohen si fillestare. Numri tjetër tregon kapacitetin dhe tregohet në orë amper.

Për më tepër, etiketa e baterisë përmban informacion shtesë. "A" tregon praninë e një mbulesë të zakonshme, shkronja "Z" do të thotë që bateria është përmbytur, nëse nuk është në përcaktimin, atëherë është një bateri e ngarkuar me thatë. Shkronjat e mëposhtme japin informacion në lidhje me materialin nga i cili është bërë trupi: "E" - ebonit, "T" - termoplastik. Nëse shihni "M", atëherë ndarësi është bërë nga klorur polivinil, dhe "P" tregon praninë e kësaj pjese të bërë nga polietileni.

Si të zgjidhni bateritë e makinave?

Pas ekzaminimit të sporteleve në temën se çfarë janë bateritë e pasagjerëve të makinave dhe kamionëve (për kamionë dhe makina), bëhet e qartë se kur blini, duhet të udhëhiqeni nga parametrat e automjetit. Mund t'i gjeni në manualin e udhëzimeve. Para së gjithash, është e nevojshme t'i kushtohet vëmendje kapacitetit të baterisë, e cila pasqyron aftësinë e baterisë për të fuqizuar pajisjet elektronike në rast të një gjeneratori të dëmtuar.

Më e popullarizuara është bateria e makinës 90 Ah, por ky nuk është një parametër universal, prandaj kontrolloni dokumentacionin e makinës para se të shkoni në dyqan. Për të përjashtuar procesin e gjatë të përzgjedhjes, blini dhe, merrni njësinë e vjetër me vete në dyqan. Shtë gjithashtu e nevojshme të merret parasysh fakti që tani tregu është plot me falsifikime të ndryshme, prandaj, kur blini një bateri, duhet të siguroheni që vendi i prodhuesit, fabrika dhe data e prodhimit të tregohen.

Përveç kësaj, duhet të ketë një pasaportë teknike midis përbërësve, dhe asnjë defekt nuk lejohet në rast. Shpesh mund të hasni një problem kur dimensionet e baterisë nuk përshtaten me prizën që është e rezervuar për të nën kapuç.... Prandaj, është më mirë t'i tregoni konsulentit kur blini parametrat teknikë të makinës në mënyrë që të gjeni modelin e baterisë nga katalogu. Por kjo nuk funksionon gjithmonë, për disa arsye fjalë për fjalë disa milimetra bëhen kritike, dhe bateria nuk vendoset më në vend. Mënyra më e mirë për të dalë është të sillni një bateri të vjetër në dyqan, por kjo nuk është gjithmonë e lehtë, sepse kjo njësi ka një masë shumë të prekshme.

Mirëmëngjes për të gjithë fillestarët. Sot ne do të përqëndrohemi në akumulatorët e tensionit. Akumulatorët quhen burime aktuale kimike, në të cilat, si rezultat i reaksioneve kimike të kthyeshme, energjia e brendshme shndërrohet në energji elektrike. Becauseshtë për shkak të kthyeshmërisë së këtij reagimi që bateritë mund të ngarkohen dhe shkarkohen. Bateritë janë krijuar për të ruajtur rrymën elektrike dhe përdoren gjerësisht në një larmi të gjerë fushash. Difficultshtë e vështirë të imagjinohet jeta jonë pa to, ata na rrethojnë kudo. janë të dizajnuara për përdorim të përsëritur dhe kanë një jetë mjaft të gjatë shërbimi. Bateria më e thjeshtë është dy elektroda të bëra nga metale të ndryshme dhe thithen në një solucion elektrolit (acid). Njëra prej elektrodave quhet katodë dhe tjetra anodë.

Në praktikë, bateritë e plumbit dhe litiumit përdoren më shpesh. Një bateri plumbi është bërë nga dy pllaka plumbi që absorbohen në acid sulfurik. Bateria ka tensione të ndryshme, për shembull, një bllok (bankë) e një baterie me plumb jep një tension prej 2 volt, një bllok i një baterie litium -jon - 3.7 volt, - 1.2 volt. Krijuesi i baterisë së parë konsiderohet Alessandro Volta (nga emri i tij u formua vlera e vlerës së tensionit - volt). Shtylla voltaike kishte një dizajn të thjeshtë - qarqe bakri dhe zinku, dhe midis tyre një copë vat të zhytur në një zgjidhje me ujë dhe klorur natriumi. Sot ka një numër të madh të varieteteve të akumuluesve aktual, një listë e plotë e tyre jepet në fund të artikullit.

Bateritë janë bërë nga kapacitete dhe tensione të ndryshme, në varësi të konsumit të pajisjes për të cilën janë menduar. Tensioni i baterisë matet në volt, rryma në amper dhe fuqia në vat. Për shembull, nëse e dini që rryma e baterisë është 10 amper / orë, dhe tensioni është 6 volt, dhe duhet të dini fuqinë e saj, atëherë sipas ligjit të Ohmit marrim 6 volt * 10 amper = 60 vat. Kështu, duke ditur dy parametra, lehtë mund ta zbuloni të tretin. Vjen një kohë kur bateria është e shkarkuar. Ndërsa energjia kimike është e varfëruar, tensioni dhe rryma e baterisë bien, bateria ndalon së punuari. Bateria mund të ngarkohet nga çdo burim aktual DC ose impuls. Rryma e karikimit konsiderohet standarde në 1/10 të kapacitetit nominal të baterisë (në amper / orë).

Diskutoni artikullin LLOJET E BATERIVE

Gjatë gjithë zhvillimit të telefonave celularë, bateritë gjithashtu u zhvilluan paralelisht, nga të cilat 4 llojet kryesore ishin më të përhapura, përparësitë dhe disavantazhet e të cilave do të shqyrtojmë në këtë artikull.

Bateritë e para nikel-kadmium u shfaqën në 1899, dhe me kalimin e kohës nuk u përhapën për shkak të shumë disavantazheve, megjithëse kishin tregues të lartë të qëndrueshmërisë dhe besueshmërisë në temperatura të larta dhe të ulëta, dhe gjithashtu përballuan një numër të madh të cikleve të shkarkimit të ngarkesës.

Disavantazhet kryesore të baterive nikel-kadmium ishin toksiciteti i kadmiumit, konsumi i ulët i energjisë, kostot e larta të prodhimit, efekti i kujtesës (kur, kur karikoni një bateri të shkarkuar jo plotësisht, kapaciteti i tij u ul ndjeshëm, si rezultat, bateritë e reja duheshin sjellë plotësisht. shkarkohet disa herë dhe më pas ngarkohet).

Një lloj tjetër i baterive të bazuara në nikel janë bateritë e nikelit-hidridit, të cilat janë të mira sepse kanë një kosto të ulët prodhimi dhe një kapacitet të madh. Në mënyrë tipike, ky lloj baterie u përdor në telefonat me dimensione dhe peshë të madhe, kryesisht celularë të lirë me një grup minimal funksionesh.

Disavantazhi i baterive të nikel-metalit të hidridit ishte efekti i kujtesës, edhe pse më pak i theksuar se ai i baterive nikel-kadmium. Bateritë e reja gjithashtu duheshin shkarkuar plotësisht disa herë para se të rimbusheshin.

Aktualisht, bateritë litium-jon janë më të njohurat në mesin e prodhuesve të pajisjeve mobile, pasi ato janë kompakte, kanë një kapacitet të madh, vetë-shkarkim të ulët, punojnë në mënyrë të qëndrueshme dhe nuk kërkojnë mirëmbajtje, dhe ato gjithashtu nuk kanë efekt kujtese.

Ndër mangësitë, është e mundur të vërehet një kosto më e lartë se bateritë e nikelit, nuk rekomandohet të përdoret në temperatura nën 20 gradë, pasi mund të ketë rrezik të lëshimit të elektroliteve, gjithashtu nuk rekomandohet ta mbani atë në një të shkarkuar plotësisht gjendje për një kohë të gjatë, e cila mund të ndikojë negativisht në jetën e shërbimit. I nënshtrohet procesit të plakjes, pavarësisht nëse përdoret apo jo. Por, pavarësisht nga prania e këtyre mangësive, ky lloj baterie mbetet akoma kryesorja për telefonat celularë.

Një tipar i dizajnit të baterive litium-polimer është përdorimi i kripërave të litiumit me një elektrolit të veçantë polimer, i cili bën të mundur prodhimin e baterive të formave të ndryshme. Kjo veçori është përparësia kryesore e furnizimit me energji litium-polimer, ju lejon të krijoni bateri të holla, plastike të formave të ndryshme gjeometrike.

Bateritë litium-polimer kanë të njëjtin kapacitet energjetik, janë pak më të lira se bateritë litium-jon dhe mund të zgjasin një numër relativisht të madh të cikleve të rimbushjes. Disavantazhet e baterive litium-polimer janë pothuajse të njëjta me ato të baterive litium-jon: ato nuk funksionojnë mirë në temperatura të ulëta, ekziston rreziku i shkarkimit të thellë ose ngarkimit të tepërt, prandaj, të dy bateritë litium-jon dhe litium-polimer përdorin një kontrollues i tensionit që nuk lejon shkarkimin e thellë ose rimbushjen e baterisë.

Tabela përmbledhëse e karakteristikave kryesore të baterive

Pra, ne shqyrtuam llojet kryesore të baterive të përdorura në teknologjinë e lëvizshme. Ne zbuluam se bateritë e nikelit janë pothuajse histori, dhe në ditët e sotme bateritë më përparimtare të litiumit janë të zakonshme. Kështu, nëse zgjidhni një telefon me jetëgjatësinë maksimale të baterisë midis ngarkimeve, atëherë duhet t'i kushtoni vëmendje jo vetëm kapacitetit karakteristik (mAh), i cili është padyshim i rëndësishëm, por edhe karakteristikave të tilla si koha e bisedes dhe në gatishmëri, por duhet të kihet parasysh se këto parametra janë mbivlerësuar disi, pasi prodhuesit tregojnë këto parametra me kusht që të përdoren me një ngarkesë minimale. Gjithashtu, karakteristikat e vetë telefonit ndikojnë në kohëzgjatjen e funksionimit të telefonit - lloji i ekranit, dritat e ndryshme të prapme, etj. Prandaj, kur zgjidhni një telefon me jetëgjatësi të gjatë të baterisë, duhet të merrni parasysh jo vetëm karakteristikat e baterisë, por edhe vetë telefonin.

Shkencëtarët në shumë vende të botës po zhvillojnë vazhdimisht lloje të reja të baterive dhe përmirësojnë llojet ekzistuese që plotësojnë më së miri kërkesat gjithnjë në rritje të konsumatorëve dhe kushtet për përdorimin e tyre.

Të gjitha llojet e baterive kanë karakteristikat e tyre pozitive dhe negative, por deri më tani nuk ka qenë e mundur të shpiket një bateri ideale.Prandaj, bateritë me karakteristika optimale përdoren në secilën pajisje specifike.

Le të shqyrtojmë llojet kryesore të baterive, shenjat, simbolet dhe llojet e terminaleve.
Bateritë e bëra sipas standardeve të ndryshme kanë dizajn të ndryshëm terminali. Sipas standardit evropian, një nga më të zakonshmet është koni "A". Terminali negativ është 17.9 mm në diametër dhe terminali pozitiv është 19.5 mm.
Lloji evropian i terminaleve "E" (vidë).

Bateritë e prodhuara në vendet e rajonit të Azisë kanë një terminal të tipit kon "B". Terminali negativ ka një diametër prej 11.1 mm, dhe terminali pozitiv është 12.7 mm.

Antimon

Bateritë e antimonit i përkasin llojeve klasike, por edhe të vjetëruara të baterive për shkak të përbërjes së shtuar të antimonit (më shumë se 5%).
Plumbi në formën e tij të pastër nuk përdoret në prodhimin e baterive, kështu që antimoni shtohet në pllaka për të rritur forcën. Ky shtesë mund të përshpejtojë procesin e elektrolizës.

Kur bateria po funksionon, temperatura e elektrolitit rritet dhe uji fillon të vlojë, gjë që në mënyrë të pashmangshme shkakton një rënie të nivelit të elektrolitit në bateri. Kur servisoni baterinë, është e nevojshme që herë pas here të shtoni distilues. Për këtë arsye, ky lloj baterie klasifikohet si i servisuar, pasi gjatë funksionimit është e nevojshme të kontrolloni periodikisht nivelin dhe densitetin e elektrolitit.

Në fazën aktuale, lloje të ndryshme të baterive përdoren për makina, të cilat kanë një përmbajtje të ulët antimoni ose nuk e kanë fare. Sidoqoftë, ata nuk i braktisën plotësisht bateritë e antimonit. Ato përdoren aty ku punon personeli i kualifikuar. Përparësitë e baterive të antimonit përfshijnë kosto të ulët dhe shërbim. Sidoqoftë, këto avantazhe nuk janë më të mjaftueshme për të ruajtur lidershipin në tregun e baterive të automobilave.

Antimon i ulët

Materiali për pllakat është plumb me një përzierje të vogël antimoni. Bateri të tilla janë të gjithanshme dhe përfaqësohen gjerësisht në tregun e konsumit rus.
Gjatë zhvillimit të këtij lloji të baterive, detyra u vendos - zvogëlimi maksimal në procesin e zierjes së elektrolitit. Një faktor i rëndësishëm në bateritë me antimon të ulët është se shkalla e vetë-shkarkimit është shumë më pak sesa në bateritë e antimonit.

Bateritë me antimon të ulët gjithashtu kërkojnë mirëmbajtje, megjithëse në një frekuencë mjaft më të shkurtër sesa bateritë e antimonit. Ende ndodh një avullim i lehtë i ujit, kështu që ndonjëherë është e nevojshme të kontrolloni konformitetin e nivelit dhe densitetit duke shtuar ujë të distiluar.

Për shkak të këtyre rrethanave, bateritë me antimon të ulët mund të quhen me mirëmbajtje të ulët. Avantazhet: niveli i ulët i vetë-shkarkimit gjatë ruajtjes, çmimi i ulët, rezistenca ndaj paqëndrueshmërisë së parametrave të rrjetit në bord të automjetit, jetë e gjatë shërbimi. Për shkak të përparësive të tij, ky lloj baterie përdoret më shpesh në makinat shtëpiake që vuajnë nga paqëndrueshmëria e rrjetit në bord.

Kalcium

Në prodhimin e baterive të kalciumit, pllakat e plumbit janë të lidhura me 0.07-0.1% kalcium. Ato mund të kenë ngarkesa të ndryshme (negative ose pozitive). Llojet e baterive të magazinimit të këtij lloji janë shënuar "Ca / Ca", që do të thotë prania e kalciumit në pllakat e të dy poleve. Kalciumi zvogëlon ndjeshëm avullimin e ujit nga elektroliti, në lidhje me të cilin nuk ka nevojë të kontrollohet përputhshmëria e nivelit dhe dendësia praktikisht zhduket. Për shkak të futjes së kalciumit, bateritë fitojnë rezistencë të lartë ndaj dridhjeve dhe rezistenca e tyre ndaj korrozionit rritet. Një efekt pozitiv arrihet duke futur një sasi të vogël argjendi në materialin e pllakës. Kjo rrit efikasitetin dhe konsumin e energjisë të baterisë.

Shkarkimet e thella janë kundërindikuar për bateritë e kalciumit. Rekomandohet fuqimisht të mos shkarkohet Ca / Ca nën 70%. Bateritë e kalciumit humbasin rreth 50% të kapacitetit të tyre të energjisë edhe pas një shkarkimi të plotë (niveli nën 10V). Ky lloj baterie rekomandohet për ata që shpesh udhëtojnë në distanca të gjata, të cilët kanë nevojë për bateri rezistente ndaj dridhjeve që mund të tolerojnë rimbushjet e vazhdueshme mirë (për shkak të gjatësisë së udhëtimit).

Nëse planifikoni të blini një bateri kalciumi për makinën tuaj, atëherë duhet të jeni të sigurt për funksionueshmërinë e pajisjeve elektrike dhe qëndrueshmërinë e tensionit në rrjetin në bord të makinës. Një disavantazh i rëndësishëm i këtij lloji të baterive është kostoja më e lartë në krahasim me bateritë e antimonit. Sidoqoftë, ky disavantazh kompensohet nga një shkallë e lartë e besueshmërisë dhe cilësisë së shkëlqyer, si dhe mungesa e monitorimit periodik të elektrolitit.

Mund të lexoni më shumë rreth baterive të kalciumit.

Hibrid

Bateritë hibride po zëvendësojnë kalciumin kudo. Dallimet e projektimit janë se në prodhimin e tyre u kombinuan dy teknologji: njëra, kur pllakat formohen nga një aliazh plumbi dhe antimoni (elektroda pozitive), tjetra - nga një aliazh plumbi dhe kalciumi (elektroda negative). Si rezultat, kjo dha një avantazh të pamohueshëm mbi bateritë e kalciumit.

Për një bateri hibride, shkarkimi i thellë nuk është më fatal. Për ata pronarë të makinave që përdorin makinën gjatë gjithë vitit, kjo tani rrit ndjeshëm jetën e baterisë. Për shkak të faktit se elektroliti praktikisht pushoi së vluari, ky lloj baterie u konsiderua plotësisht pa mirëmbajtje.

Një tipar kryesor i baterive hibride është rezistenca superiore ndaj dridhjeve, e cila vlerësohet shumë nga drejtuesit. Ky rezultat arrihet falë pllakave të trasha të hedhura, përdorimi i të cilave e ka rritur jetën e shërbimit në shtatë vjet.

Ashtë gabim të mendosh se bateritë hibride janë më të mirat dhe duhet të përdoren pa marrë parasysh karakteristikat e secilit automjet. Për më tepër, bateritë hibride janë ende mjaft të shtrenjta. Fushata A-Mega prodhon bateri makinash duke përdorur teknologji hibride: Premium, Ultra +, Special. Si rezultat, shoferët morën bateri me zhvillime që përdoren në bateri të një kategorie çmimi më të lartë. Këto bateri shënohen me emërtimin Ca + ose Ca / Sb. ...

Xhel

Në fillim të shekullit 21, një lloj i ri i baterive u shfaq në tregun e automobilave - bateritë e makinave xhel. Një tipar dallues i baterive xhel është përdorimi i një elektroliti të ngjashëm me xhel (si pelte). Kjo teknologji bëri të mundur zvogëlimin e rrjedhshmërisë së elektrolitit, i cili përmban acid sulfurik agresiv.

Trajtimi i ashpër i baterisë mund të rezultojë në dëmtim të lëkurës nga kontakti me elektrolitin. Në mënyrë që elektroliti të marrë një gjendje të ngjashme me xhel, silikoni i shtohet atij. Përparësitë e baterive xhel përfshijnë një shkallë të ulët të vetë-shkarkimit. Bateritë xhel janë pa mirëmbajtje.

Cilat janë disavantazhet e baterive xhel?

• Kur bateria është e ngarkuar, një tension prej më shumë se 14V çon në ënjtje të guaskës.
• Përdorimi i këtij lloji të baterisë për makina nuk rekomandohet, siç është fakti që kërkohen ngarkues të veçantë për karikim, të cilët kanë funksionin e karikimit në një mënyrë të butë.
• Bateritë xhel nuk tolerojnë temperatura të ulëta për shkak të trashjes së elektrolitit dhe rënies së kapacitetit të baterisë.

Fatkeqësisht, pavarësisht nga të gjitha avantazhet, bateritë e xhelit nuk janë "të përjetshme", të mbushura me një elektrolit të ngjashëm me xhel, ato mund të funksionojnë pa probleme nga tetë deri në dhjetë vjet, dhe me përdorimin e duhur dhe mirëmbajtjen e duhur - deri në dymbëdhjetë. Një shenjë e veçantë zbatohet për bateritë xhel, me përfshirjen e shkurtesës "GEL" në të.

EFB

EFB qëndron për bateri të mbushura me lëng të zgjeruar. Pllakat e plumbit në bateritë EFB janë dy herë më të trasha se ato konvencionale, gjë që rrit kapacitetin e tyre. Çdo pjatë është e mbyllur në një qese të veçantë pëlhure të mbushur me elektrolit të lëngshëm të acidit sulfurik.
Përfitimet e baterive EFB:

• punoni në temperatura nga -50 në + 60 ° С;
• i rezistojnë fort shkarkimit të thellë;
• avullimi minimal i elektrolitit;
• në gjendje të përballojë një numër të madh të cikleve të ngarkimit-shkarkimit.

Bateritë EFB janë mjaft të sigurta dhe kërkojnë mirëmbajtje minimale. Ato mund të ngarkohen në shtëpi pasi elektroliti nuk avullon. Nga të metat, mund të vërejmë një prodhim më të ulët të energjisë sesa produktet AGM.

AGM

Një tipar dallues i këtij lloji të baterive të magazinimit është se guarnicionet mikroporoze të tekstil me fije qelqi janë montuar në elektrolit midis pllakave duke përdorur një teknologji të veçantë.

Qëllimi i jastëkëve të tillë është mbajtja e xhelit dhe mbrojtja e elektrodave nga derdhja. Në thelb, karakteristikat themelore të baterive GEL dhe AGM ndryshojnë pak. Bateritë AGM janë më pak të shtrenjta; ato kanë ndjeshmëri më të ulët ndaj tensionit të furnizuar gjatë karikimit, qarkut të shkurtër dhe temperaturës së ambientit. Rezistent ndaj dridhjeve dhe goditjeve. Ata, si bateritë GEL, praktikisht nuk kërkojnë mirëmbajtje.

Disavantazhet përfshijnë një numër më të vogël të cikleve të ngarkimit-shkarkimit (afërsisht dy herë). Ata janë më të ndjeshëm ndaj shkarkimit të thellë dhe kanë një vetë-shkarkim më të shpejtë. Kur karikoni, keni nevojë për një karikues special. Zakonisht shpesh nuk është e përshtatshme. Një tipar dallues gjatë mirëmbajtjes është nevoja për të studiuar me kujdes udhëzimet para përdorimit për qëllimin e synuar. Bateritë AGM përdoren më shpesh në kushtet kur kërkohet një periudhë e gjatë e cikleve të ngarkimit dhe shkarkimit. Kur shënoni bateritë e këtij lloji, përdoret shkurtesa "AGM".

Alkaline

Historikisht, burimet alkaline të energjisë u shfaqën më vonë se bateritë acid, si rezultat i të cilave disa nga disavantazhet e natyrshme në bateritë acid nuk janë të pranishme në bateritë alkaline. Për më tepër, bateritë alkaline kanë përparësi ndaj atyre acidike: ato tolerojnë mbingarkesat dhe qarqet e shkurtra, punojnë mirë në temperatura të ndryshme, etj. Në të gjitha SCA (kjo është arsyeja pse ato quhen alkaline), përdoret një alkali i tretur në ujë.

Sa i përket përbërjes së masës kimike aktive të pllakave, mund të jetë e ndryshme. Nikeli, kadmiumi, zinku, argjendi ose materiale të tjera përdoren në prodhimin e tyre. Nga lloji i përdorimit të elementeve kimikë përkatës në pllaka negative (elektroda), bateritë alkaline ndahen në: zink-nikel, kadmium-nikel, hekur-nikel, argjend-zink, etj.

Në bateritë alkaline, numri i pllakave në elektrodat pozitive dhe negative nuk është i njëjtë. Në një bateri nikel-kadmium, numri i pllakave pozitive është një më shumë se numri i pllakave negative. Në bateritë alkaline me pllaka nikel-hekur, nevojitet një negativ më shumë.

Sipas dizajnit të elektrodave (pllakave), bateritë kadmium-nikel dhe hekur-nikel ndahen në ato lamellare dhe jo-lamellare, sipas mënyrës së ekzekutimit-në ato hermetike dhe jo-hermetike.
Më të përhapurit janë bateritë lamella alkaline kadmium-nikel dhe hekur-nikel, të dyja të cilat janë të ngjashme si në dizajn ashtu edhe në veprim.

Për shembull, enët e këtyre baterive janë bërë prej hekuri të veshur me nikel me saldim, përbërja e masës aktive të pllakave plus dhe elektrolitit janë të njëjta. Për hekur-nikel dhe kadmium-nikel, vetëm pllakat negative ndryshojnë, por jo në strukturë, por në përbërjen e masës aktive. Gjatë ngarkimit dhe shkarkimit, dendësia e elektrolitit nuk ndryshon.

Masa aktive e baterisë alkaline është e mbyllur në pako çeliku të shpuar, ose lamella, dhe lamellat shtypen në bazat e çelikut (kornizën) e pllakave. Për një kontakt më të mirë dhe përçueshmëri elektrike midis masës aktive dhe bazës së nikeluar të pllakave, masës aktive i shtohen thekon grafit ose petale nikeli.

Tensioni nominal i një baterie është 1.25V. Shumica e konsumatorëve veprojnë në një tension prej 14-15 V. Prandaj, bateritë janë një montim. Një tipar karakteristik i baterive alkaline është se ato nuk kërkojnë çmontim. Me përdorimin dhe kujdesin e duhur, bateritë mund të përdoren deri në 10 vjet.

Li-jon

Futja kimike e atomeve dhe molekulave të huaja ("mysafirë") në rrjetën kristalore të materialit bazë ("host") është e njohur që nga fillimi i shekullit të 20 -të. Emri i procesit-"zbatim" u përkthye në latinisht dhe ata filluan të flasin jo për futje-nxjerrje, por për intercalation-deintercalation (nga latinishtja iniercalarius, një tjetër iniercalatus drejtshkrimor-plug-in, shtesë). Zbatimi i kthyeshëm i këtij procesi me metodën elektrokimike në media jo ujore, i kryer në gjysmën e dytë të shekullit të 20 -të, krijoi një bazë eksperimentale për zhvillimin e një brezi të ri të burimeve dytësore të energjisë.

Emri origjinal i një baterie të tillë ishte "karrige lëkundëse", e cila më pas u ndryshua në mënyrë të qëndrueshme në një bateri litium-jon (në tekstin e mëtejmë referuar si Li-ion).
Për herë të parë ky produkt u komercializua nga kompania japoneze Sony në fillim të viteve '90 të shekullit XX. Brezi i ri i baterive ka hyrë me shpejtësi në jetën tonë dhe po fiton me besim pozicione në të gjitha produktet autonome që kërkojnë furnizim të pavarur me energji elektrike. Ekzistojnë dy konkurrentë kryesorë në tregun Li-jon, bateritë Ni-Cd (nikel-kadmium) dhe bateritë Ni-MH (nikel-metal metal). Baza për suksesin tregtar të baterive Li-jon qëndron në faktin se ata erdhën në kohën e duhur dhe në vendin e duhur.

Një gamë e gjerë e karbonit përdoret si material anode, i cili mund të ndahet në dy grupe - karbon me një strukturë të çrregulluar, të ashtuquajturit karbon të fortë dhe grafit me një strukturë të rregulluar.

Oksidet e metaleve të litiumit janë materiale moderne të katodës. Këto përfshijnë kryesisht dioksidin e kobaltit të litiumit (LiCo02), i cili është një përbërje në fazë të ngurtë të oksideve të litiumit dhe kobaltit. Ky oksid plotëson të gjitha kërkesat teknike, por ka një çmim të lartë dhe është gjithashtu toksik. Kjo bën që të zëvendësohet, të paktën pjesërisht, kobalti me nikel, si dhe me metale të tjera, në veçanti mangan. Li-joni përdor një elektrolit të lëngshëm, i cili është një zgjidhje e kripërave të litiumit që përmbajnë fluor të tipit LiPF6 në një përzierje të estereve të acidit karbonik (karbonateve), për shembull, EC dhe DMC. Një tipar dallues i burimeve të energjisë primare të litiumit është ruajtja afatgjatë. Gama e temperaturës së funksionimit (-20 ... + 60 ° С)

Furnizimet primare të litiumit kanë një gamë më të gjerë të temperaturës së funksionimit sesa qelizat tradicionale të ujit. Kjo është për shkak të përdorimit të tretësve jo-ujorë për prodhimin e elektroliteve me një pikë ngrirjeje dukshëm më të ulët dhe pikë vlimi më të lartë në krahasim me ujin. Sidoqoftë, përçueshmëria elektrike e këtyre elektroliteve zvogëlohet ndjeshëm me uljen e temperaturës. Për burimet primare të energjisë litiumi me rrymë të ulët, kjo rrethanë nuk është kritike.

Në Li-jon, varësia nga temperatura e përcjellshmërisë elektrike ndodh jo vetëm në elektrolit, por edhe në matricat e elektrodave. Mbivendosja e këtyre fenomeneve çon në faktin se avantazhet e elektroliteve jo ujore, të cilat ndodhin për qelizat primare të litiumit, nuk shfaqen në bateritë Li-jon. Dizajni i mbyllur dhe monitorimi automatik i gjendjes së baterisë sigurojnë jetë të gjatë shërbimi. Mungesa e plotë e efekteve të kujtesës dhe mangësive të tjera e bën baterinë Li-jon shumë të rehatshme për t'u përdorur.