Llojet e akumulatorëve. E rëndësishme në lidhje me të rëndësishme - bateritë për një makinë Llojet e baterive dhe veçoritë e tyre

Bateritë akumuluese ose të rimbushshme janë pajisje që përbëhen nga disa bateri. Mund të ruajë, ruajë dhe konsumojë energji. Për shkak të kthyeshmërisë së proceseve kimike që ndodhin brenda baterisë, pajisje të tilla mund të ngarkohen dhe shkarkohen shumë herë.

Shtrirja e aplikimit të baterive është shumë e gjerë. Ato përdoren në makina dhe pajisje të ndryshme shtëpiake, për shembull, në telekomandë dhe laptopë. Por gjithashtu si një furnizim rezervë i energjisë në fushën mjekësore, prodhuese, industrinë e hapësirës, ​​qendrat e të dhënave.

Llojet dhe llojet e baterive

Sot, prodhohen rreth 30 lloje të baterive. Një numër kaq i madh i detyrohet mundësisë së përdorimit të elementeve të ndryshëm kimikë si elektroda dhe elektrolite. Të gjitha karakteristikat e baterisë varen nga materiali i elektrodës dhe përbërja e elektrolitit.

Ne nuk do të rendisim të gjitha llojet, por do të japim vetëm një tabelë të vogël që përshkruan ato më të zakonshmet:

Pajisje

1 - Elektrodë negative
2 - Shtresa ndarëse
3 - Elektroda pozitive
4 - Kontakt negativ
5 - valvula e sigurisë
6 - Elektroda pozitive
7 - Kontakt pozitiv

Bateritë e rimbushshme përbëhen nga banka të shumta të baterive të lidhura paralelisht ose në seri. Një lidhje serike përdoret për të rritur tensionin, dhe një lidhje paralele për të rritur rrymën.

Secila nga një bateri e vetme në një bankë aksionare përbëhet nga dy elektroda dhe një elektrolit të vendosur në një kuti të bërë nga një material i veçantë.

Një elektrodë me një ngarkesë negative është një anodë, me një ngarkesë pozitive është një katodë. Anoda përmban një agjent reduktues, dhe katoda përmban një agjent oksidues. Ka një pllakë ndarëse brenda kutisë së baterisë, e cila parandalon mbylljen e elektrodave.

Elektrolit- një tretësirë ​​ujore në të cilën janë zhytur të dy elektrodat.

Kur bateria shkarkohet, reduktuesi i anodës fillon të oksidohet dhe elektronet lëshohen. Elektronet pastaj hyjnë në elektrolit dhe prej andej lëvizin në katodë, duke krijuar një rrymë shkarkimi. Duke u futur në katodë, elektronet zvogëlojnë oksiduesin e tij. Me fjalë të thjeshta, ju mund ta përshkruani procesin si më poshtë: elektronet kalojnë nga një elektrodë negative në atë pozitive dhe krijojnë një rrymë shkarkimi.

Kur ngarkoni baterinë, elektrodat ndryshojnë përbërjen e tyre kimike dhe ndodh reagimi i kundërt. Elektronet këtu lëvizin nga anoda pozitive në katodën negative.

Karakteristikat e llojeve të ndryshme të baterive

Bateri me acid plumbi

Projektuar nga Gaston Plante në shekullin XIX. Këto bateri të rimbushshme janë më të rëndësishme sot për shkak të kostos së ulët dhe shkathtësisë së tyre. Shtrirja e aplikimit të tyre është e gjerë për shkak të numrit të madh të varieteteve të këtij lloji. Oksidi i plumbit përdoret këtu si elektroda me ngarkesë negative. Elektrodat pozitive janë bërë nga plumbi. Elektroliti është acid sulfurik.

Bateritë me acid plumbi kanë varietetet e mëposhtme:

• LA- bateri me një tension prej 6 ose 12 volt. Pajisja tradicionale për fillimin e motorëve të makinave. Kërkon mirëmbajtje dhe ventilim të vazhdueshëm.
• VRLA- tension prej 2, 4, 6 ose 12 volt. Bateri me acid plumbi të rregulluar me valvula. Siç nënkupton edhe emri, kjo bateri është e pajisur me një valvul shkarkues. Roli i tij është të minimizojë evolucionin e gazit dhe konsumin e ujit. Këto bateri mund të instalohen në zona banimi.
• AGM VRLA- si lloji i mëparshëm, është i pajisur me një valvul, por ka veti krejtësisht të ndryshme. Në bateritë e bëra me teknologjinë AGM, tekstil me fije qelqi vepron si një ndarës. Mikroporet e tij janë të ngopura me elektrolit të lëngshëm. Këto bateri janë pa mirëmbajtje dhe rezistente ndaj dridhjeve.
• GEL VRLA- një nëntip i baterive të plumbit-acid me një elektrolit xhel. Falë kësaj, burimi i tyre i ngarkimit / shkarkimit është rritur. Mirëmbajtja pa pagesë.
• OPzV- bateri të mbyllura të përdorura në fushën e telekomunikacionit dhe për ndriçimin emergjent. Elektroliti, si në rastin e mëparshëm, është i xhelëzuar. Elektrodat përmbajnë kalcium, për shkak të të cilit jeta e shërbimit të këtij lloji të baterisë është 20 vjet.
• OPzS- katoda e baterive të tilla ka një strukturë tubulare. Kjo rrit ndjeshëm jetën e ciklit të këtij lloji të baterisë. Gjithashtu shërben për rreth 20 vjet. Prodhohet në formën e një baterie me një tension prej 2 deri në 125 V.

Bateri litium -jon

U lëshua për herë të parë nga Sony në 1991 dhe që atëherë është përdorur në mënyrë aktive në pajisjet shtëpiake dhe pajisjet elektronike. Pothuajse të gjithë telefonat celularë, laptopë, kamera dhe kamera janë të pajisura me këtë lloj baterie. Roli i katodës këtu luhet nga një pllakë litium-ferosfosfat. Anoda negative është koksi i qymyrit. Joni litium pozitiv mbart ngarkesë në këto bateri. Mund të depërtojë në grilën kristal të materialeve të tjera dhe të krijojë një lidhje kimike me to. Përparësitë e këtij lloji janë konsumi i lartë i energjisë, vetë-shkarkimi i ulët dhe nuk ka nevojë për mirëmbajtje.

Bateritë e magazinimit litium-jon, si dhe homologët e tyre kryesorë, kanë një numër të madh nëntipesh. Në këtë rast, nëntipet ndryshojnë në përbërjen e katodës dhe anodës. Bateritë litium-jon variojnë në tension nga 2.4V në 3.7V.

Një nga nëntipet më të njohur janë bateritë e rimbushshme të polimerit litium. Ata u shfaqën relativisht kohët e fundit dhe shpejt fituan popullaritet. Kjo është për shkak të faktit se bateritë e polimerit litium përdorin një elektrolit polimer të ngurtë. Kjo ju lejon të krijoni bateri të çdo forme. Në të njëjtën kohë, kostoja e këtyre baterive është vetëm 15% më e lartë se bateritë konvencionale litium-jon.

Një bateri makine është një burim rezervë energjie pa të cilën asnjë makinë nuk mund të bëjë pa të. Parimi i funksionimit të tij është mjaft i thjeshtë. Gjatë vozitjes, një pjesë e energjisë së gjeneruar nga motori ruhet në bateri. Sapo motori të fiket, rrjeti në bord fillon të punojë nga bateria.

E rëndësishme! Pa një bateri, thjesht nuk do të mund të ndizni makinën.

Ashtu si çdo pjesë tjetër, bateria përkeqësohet me kalimin e kohës. Kjo zakonisht manifestohet në faktin se kapaciteti i tij zvogëlohet. Nëse bateria përdoret jashtëzakonisht pa kujdes, atëherë mund të shkarkohet plotësisht.

Sigurisht, ka teknika të veçanta që ju lejojnë të ngarkoni baterinë, por duhet të keni parasysh që disa bateri thjesht nuk mund të restaurohen. Në këtë situatë, do t'ju duhet të blini një pajisje të re, dhe për këtë ju duhet të dini se cila pajisje me cilën shenjë është e përshtatshme për ju.

Klasifikimi i baterisë

Ekziston një larmi e madhe e baterive në treg. Kompanitë e makinave shkojnë në të gjitha llojet e trukeve për të arritur efikasitet më të madh, për të rritur vëllimin dhe jetën e pajisjeve të tyre. Prandaj, para se të vazhdojmë me një klasifikim më të detajuar, ne do t'i ndajmë të gjitha pajisjet në të servisuara dhe të pambikëqyrura.

Bateritë pa pilot përfshijnë ato që përjashtojnë mundësinë e derdhjes së ujit brenda. Përparësitë e pajisjeve të tilla përfshijnë faktin se pothuajse të gjitha ato kanë një tregues që është përgjegjës për gjendjen e baterisë.

Bateritë e servisuara kërkojnë mirëmbajtje të vazhdueshme. Shoferi duhet të mbushë periodikisht me ujë të distiluar. Do të kompensojë elektrolitin e avulluar gjatë funksionimit.

Një klasifikim më i detajuar i baterisë përbëhet nga një ndarje sipas llojit të pllakave:

• plumb-antimon,
• plumb-kalcium,
• hibride

Çdo lloj ka avantazhet dhe disavantazhet e veta.

Kërkesat e përgjithshme për shënimin

Bateritë e makinave prodhohen nga shumë kompani ndërtuese makinash, nuk është për t'u habitur që etiketimi i përgjithshëm është i domosdoshëm në këtë segment tregu.

Sidoqoftë, kompani të ndryshme makinash aplikojnë etiketa të ndryshme në bateritë e tyre. Për më tepër, vetë bateritë ndryshojnë në një numër parametrash dhe klasash.

Për më tepër, në Çdo vend ka kërkesat e veta për etiketimin e baterisë. Duke marrë parasysh faktin se në botën moderne të globalizuar, makinat janë mbledhur përmes bashkëpunimit të kompanive nga vende dhe kontinente të ndryshme, ekzistojnë një numër standardesh ndërkombëtare nga të cilat prodhuesit udhëhiqen.

Sipas standardeve aktuale ndërkombëtare, etiketimi i baterisë duhet të përfshijë të dhënat e mëposhtme:

• shenja e prodhuesit,
• Emri i Kompanise,
• vlera e vlerësuar e tensionit,
• vlera e kapacitetit,
• polariteti pranë terminaleve,
• Lloji i Baterisë,
• Data e prodhimit,
• numri i kanaçeve.

Gjithashtu, shenjat e baterisë duhet të përfshijnë shenja që kufizojnë përdorimin dhe paralajmërojnë standardet e transportit. Në përgjithësi, katër lloje të shënimeve mund të dallohen, në varësi të rajonit:

• Rusisht,
• Evropiane,
• Aziatike,
• Amerikane.

E rëndësishme! Duhet pranuar se disa shenja janë shumë të ndryshme nga njëra -tjetra. Prandaj, nuk do t'ju dëmtojë të njihni nuancat e deshifrimit.

Llojet e shenjave në varësi të rajonit

Në Rusi, etiketimi i baterisë rregullohet nga GOST 959-91. Quhet edhe "A B S D". Këto shkronja përfaqësojnë konceptet e mëposhtme:

• "A" - kjo shkronjë në shënim tregon sa kanaçe janë në bateri. Një element - dy volt
• "B" - lloji i baterisë. Shënimi "ST" thotë se ne kemi një bateri të tipit starter.
• "C" është kapaciteti i pajisjes. Njësia e matjes është amper-orë.
• "D" - tregon materialin nga i cili është bërë njësia.

Këto janë parametrat bazë që përcaktojnë në masë të madhe nëse një bateri e caktuar është e përshtatshme për ju. Ndryshimet e performancës janë të detajuara në figurën e mësipërme.

Markë evropiane

Duhet pranuar se në Evropë kërkesat për bateri, veçanërisht mirëdashja e tyre mjedisore, janë shumë më të larta. Nuk është për t'u habitur që shënimi evropian gjithashtu ka dallime të rëndësishme.

Në Evropë, prodhuesit e baterive të makinave udhëhiqen kryesisht nga standardi DIN kur krijojnë produktet e tyre. Ai përfshin përdorimin e pesë numrave bazë në shënimin.

E rëndësishme! Ekziston edhe standardi ETN, ai përfshin nëntë shifra.

Shënimi me pesë shifra përcaktohet nga parametrat e mëposhtëm:

• Tre shifrat e para tregojnë kapacitetin e baterisë. Për të përcaktuar me saktësi këtë parametër nga numri i shkruar, është e nevojshme të zbritni 500.
• Dy numrat në fund tregojnë llojin e baterisë.

Këtu duhet bërë një sqarim i rëndësishëm. Pavarësisht nga thjeshtësia e standardit zyrtar, secili prodhues përpiqet të tregojë në bateri sa më shumë informacion të dobishëm të jetë e mundur. Prandaj, duke studiuar etiketimin e baterisë evropiane, mund të zbuloni të dhënat e mëposhtme:

• ekzekutimi,
• specifikimet e terminalit,
• tiparet e heqjes së gazit,
• treguesi i rezistencës ndaj dridhjeve.

Etiketimi i baterisë ETN përbëhet nga treguesit e mëposhtëm:

• Numri i parë tregon kapacitetin.
• E dyta dhe e treta janë diapazoni i fuqisë. Numri gjashtë në këtë shënim do të thotë që kur llogaritni, duhet të shtoni 100 Ah, shtatë - 200 Ah.
• Tre figurat e ardhshme janë zgjidhja konstruktive dhe materialet e përdorura.
• Në fund ka tre shifra që tregojnë vlerën e një të dhjetës së rrotullës së ftohtë.

Kur studioni etiketimin e një baterie evropiane, duhet të kuptoni se mund të ketë shumë përcaktime shtesë në të, të cilat prodhuesi i zbaton sipas gjykimit të tij.

Etiketimi aziatik

Tregu aziatik përdor etiketimin e baterisë JIS. Duhet të pranojmë se është mjaft konfuze, dhe do të duhet kohë për ta kuptuar. Sigurisht, nuk mund të bësh pa tavolina të veçanta.

Etiketa e baterisë aziatike përbëhet nga gjashtë karaktere:

• Dy shifrat e para tradicionalisht tregojnë kapacitetin. Por duhet të keni parasysh që parametri nominal shumëzohet me faktorin e korrigjimit.
• Karakteri i tretë është një shkronjë. Ajo tregon formën e baterisë dhe raportin e aspektit.
• Dy personazhet e ardhshëm janë madhësia në centimetra (gjatësia).
• Karakteri i fundit ka vetëm dy kuptime - R b L. Ai tregon vendndodhjen e terminalit negativ.

Kapaciteti i baterisë aziatike, e cila tregohet në shënim, është dukshëm më e ulët se ajo evropiane.

Sistemi amerikan i numërimit

Në Amerikë, bateritë përcaktohen duke përdorur standardin SAE, por opsione të tjera janë të mundshme. Në këtë kontekst, legjislacioni amerikan siguron një hapësirë ​​mjaft të gjerë për aktivitetet e sipërmarrësve.

Etiketimi amerikan i baterisë është në përputhje me standardin SAE. Sidoqoftë, mund të përdoren lloje të tjera shenjash. Tradicionalisht, numri i karaktereve në nomenklaturë është gjashtë (një shkronjë dhe pesë numra). Këto simbole kanë kuptimet e mëposhtme:

• Shkronja e parë tregon llojin e baterisë.
• Dy shifrat e para përcaktojnë madhësinë e pajisjes.
• Numri i fundit në nomenklaturë është vlera aktuale gjatë zhurmës së ftohtë.

Shumë shpesh, prodhuesit vendosin një tregues të kapacitetit rezervë në pajisjet e tyre. Ju gjithashtu mund të gjeni në rast se sa kohë duhet për të zvogëluar tensionin në 10 V. Një rrymë fikse prej 25 amper merret si konstante.

Rezultatet

Në thelb, bateritë klasifikohen në të servisuara dhe jo të servisuara. Ato gjithashtu mund të ndahen në lloje për shkak të veçorive të projektimit të pllakave. Shënimi i pajisjeve varet nga rajoni në të cilin është prodhuar produkti dhe standardet e fabrikës së prodhuesit.

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, laptopë, 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 nevojshme 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 kërkuari 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, gjatë shkarkimit të baterisë, 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 atij fillestar.

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 thithëse e qelqit absorbues të plumbit - 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 me energji, 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 ju mund të merrni të gjitha avantazhet mbi llojin AGM VRLA.

Furnizimet me energji kimike GEL VRLA, si AGM, kanë shumë nëntipe që janë më të përshtatshmet për kushte të caktuara operimi. 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. Kutia e baterisë është bërë nga një plastikë e veçantë e papërshkueshme nga goditjet, rezistente ndaj sulmeve kimike dhe zjarrit, dhe valvulat e ventiluara 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 tjera).

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 litiumi 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 ​​telefonat e parë celularë 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, për këtë arsye, me një madhësi kompakte dhe peshë të lehtë, ato sigurojnë 2-4 herë kapacitet në krahasim me bateritë me acid plumbi. 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. Bota moderne është e vështirë të imagjinohet 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 ngarkimit. 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 në kundërshtim.

Figura №8. Diagrami elektrokimik i një baterie litium-jon.

Për shkak të efikasitetit të tij të lartë, bateritë litium-jon janë zhvilluar me shpejtësi dhe shumë nënspecie, për shembull, bateri litium-fosfat hekuri (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 oksidin e litiumit 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 litium kobalt, 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 të litiumit (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 cila është e optimizuar për parametrat e fuqisë së lartë, 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) përdorën fosfatin 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 litium nikel kobalt alumini (NCA) u prezantuan në 1999. Ky lloj siguron një energji të lartë specifike dhe fuqi specifike të mjaftueshme, 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 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 dëmtime të rëndësishme 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 polimer 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 në mënyrë të paarsyeshme, pasi me ndihmën e polimereve të veçanta ishte e mundur të krijohej një bateri pa një 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 polimer i ngurtë 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 polimer litiumi, gjë që bën të mundur krijimin e baterive aq të holla sa të duken si karta krediti, atëherë ato 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 qelizës pasi teknologjia e baterisë litium-jon nuk lejon prodhimin e qelizave të vetme me fuqi të lartë. 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 termocentrale 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 nikel kadmiumi

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. Pavarësisht nga ngjashmëria e dizajnit 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 lloj acidi plumbi. 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

Bateri 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.

Në procesin e shkarkimit të një baterie 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. Në të njëjtën kohë, 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 dhe 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 nikelit kadmium

Karakteristikat e larta teknike e bëjnë këtë lloj baterie shumë tërheqës për zgjidhjen e problemeve industriale kur kërkohet një burim rezervë shumë i besueshëm i energjisë 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 sisteme të energjisë së rinovueshme.

Parimi i funksionimit të baterive nikel-hekur

Energjia elektrike ruhet duke përdorur hidroksid nikeli oksid si pllaka pozitive, hekur 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. i reziston shkarkimeve të thella, rimbushjeve të 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 të hekurit 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, kur ngasni në rrugët tona të papërsosura, elektroliti rrjedh, 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. Modele të tilla 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;
• bateritë e llojit të kalciumit, në këtë rast, vetëm pllakat e kalciumit janë pozitive dhe negative, vetë-shkarkimi i tyre është sa 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, voltazhi 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.

Një bateri është një burim energjie i ripërdorshëm i krijuar për të ruajtur dhe ruajtur energjinë. Puna e tij bazohet në reaksione redoks të kthyeshme, gjë që bën të mundur përdorimin e baterisë shumë herë. Për të krijuar një bateri ruajtëse, disa bateri janë të lidhura në një qark.

Llojet e baterive

Për pajisjet shtëpiake dhe mjetet, përdoren disa lloje të baterive të rimbushshme, të cilat ndryshojnë në materialet e përdorura për prodhimin e tyre.

Nikel kadmium (NiCd)

Kjo bateri mund të përballojë një numër të madh shkarkimesh dhe ngarkimesh, është rezistente ndaj temperaturave të ulëta dhe ka një rrymë të madhe të lejueshme të shkarkimit. Një nga avantazhet e tij kryesore është çmimi i ulët dhe jeta e gjatë e shërbimit. Disavantazhet e këtij lloji janë se shpejt shkarkohet vetë dhe ka një densitet të ulët energjie.

Disavantazhi kryesor i pajisjeve të tilla është "efekti i kujtesës", i cili çon në një rënie të kapacitetit të dobishëm kur bateria nuk është shkarkuar plotësisht. Për të rivendosur fuqinë nominale, është e nevojshme të shkarkoni plotësisht dhe më pas të rimbushni këtë pajisje. Për të rritur jetën e shërbimit të pajisjeve të tilla, është e nevojshme ta shkarkoni plotësisht atë dhe vetëm atëherë ta vendosni atë në ngarkim. Për karikim, duhet të përdorni vetëm pajisjen që ka ardhur me komplet, ose atë që plotëson kërkesat e prodhuesit të baterisë.

Hidrid metalik nikeli (NiMh)

Bateri të tilla janë shfaqur më vonë dhe janë më premtuese. Tani ato përdoren masivisht për pajisje të ndryshme shtëpiake, por edhe lloje më progresive përdoren për telefona dhe laptopë.

Jon litiumi (LiIon)

Një bateri e tillë përdoret më shpesh për të fuqizuar laptopët, kamerat dhe pajisjet e tjera, por në telefonat modernë përdoret rrallë, pasi zëvendësohet nga një lloj baterie më progresive. Pengesa e tyre kryesore është ndjeshmëria e tyre e lartë ndaj mbingarkesës, prandaj, në pajisjet ku përdoren bateri të tilla, është e domosdoshme të instaloni një kontrollues që kufizon ngarkesën.

Polimer litiumi (LiPol)

Pajisjet më moderne, ndryshimi i tyre kryesor është se elektroliti është xhelatinoz, kështu që bateri të tilla mund të jenë shumë të holla. Ato përdoren më shpesh në telefonat celularë, iPods dhe pajisje të tjera të vogla. Meqenëse këto bateri janë gjithashtu të ndjeshme ndaj mbingarkesës, ato nuk mund të përdoren në pajisjet me një kontrollues të ngarkimit të gabuar. Nëse ngushtësia është thyer, është gjithashtu e pamundur të përdorni një bateri të tillë.

Pajisje

Më parë, bateritë e rimbushshme për pajisjet shtëpiake dhe telefonat në strukturën e tyre ishin një kopje e saktë e atyre të përdorura në makina. Teknologjitë moderne kanë bërë të mundur zhvillimin e baterive litium-jon, në të cilat katoda është e veshur me alumin dhe anoda me fletë bakri. Në modelet e polimerit të litiumit, qeset e buta përdoren si kanaçe, të cilat mbushen me një zgjidhje të ngjashme me xhel të litiumit në një polimer.

Për të kontrolluar ngarkimin, një bateri e tillë e rimbushshme ka domosdoshmërisht një pajisje që është bërë në formën e një bordi elektronik. Në vend të dy kontakteve të zakonshme, bateri të tilla lidhen me tabelën e telefonit duke përdorur një konvektor - një lidhje me shumë pole.

Parimi i funksionimit

Pavarësisht nga lloji, çdo bateri funksionon për shkak të pranisë së një ndryshimi të tensionit midis pllakave metalike të zhytura në elektrolit.

Proceset kimike që ndodhin në bateri janë të kthyeshme, prandaj, pas shkarkimit të tij, është e mundur të rivendosni kapacitetin e punës me ndihmën e një ngarkese. Gjatë ngarkimit, rryma kalon në drejtim të kundërt, i cili do të jetë kur bateria të shkarkohet.

Karakteristika kryesore është kapaciteti, domethënë sasia e ngarkesës që një bateri e ngarkuar plotësisht mund të heqë kur shkarkohet në vlerën më të ulët të lejuar. Ah përdoret zakonisht për ta matur atë.

Fushat e përdorimit

Bateria përdoret në industri të ndryshme dhe ka një gamë të gjerë aplikimesh. Bateritë e rimbushshme përdoren për të ndriçuar karrocat, furnizimin me energji të hapjeve të ndryshme në makina, telefona celularë, pajisje shtëpiake dhe pajisje elektronike.

Për të siguruar kompjuterin dhe informacionin në dispozicion në rast të një ndërprerje të papritur të energjisë, përdoren. Elementi kryesor i tij është bateria. Nisja fillestare e çdo automjeti nuk është e mundur pa një bateri të ngarkuar.

Si të zgjidhni një bateri

Konsideroni tiparet e zgjedhjes së një baterie për një telefon celular. Së pari ju duhet të kuptoni se cila bateri është e instaluar në telefonin tuaj, pasi mund të jetë e lëvizshme ose jo e lëvizshme.

Nëse mund të hiqet, atëherë hapni kapakun e pasmë të telefonit dhe studioni me kujdes karakteristikat e baterisë:

• Kapaciteti.
• Model.
• Tensioni.

Nëse ka një bateri të pa lëvizshme, të dhënat e saj mund të gjenden në pasaportën e telefonit ose në faqen e internetit të prodhuesit. Tregu modern ofron bateri origjinale, të ngjashme dhe "pa emër". Shtë më mirë të mos i kushtoni vëmendje opsionit të fundit fare, pasi një bateri e tillë jo vetëm që mund të çaktivizojë telefonin, por edhe të shpërthejë.

Midis tyre, produktet origjinale dhe analoge praktikisht nuk ndryshojnë në karakteristikat e tyre, por bateritë origjinale do të jenë shumë më të shtrenjta. Ju lutemi vini re se disa prodhues nuk bëjnë pjesë origjinale, kështu që në këtë rast do t'ju duhet të blini një furnizim të ngjashëm me energji elektrike.

Bateri për makinë

Në këtë rast, duhet t'i kushtohet vëmendje karakteristikave të tilla si kapaciteti, dimensionet fillestare të rrymës dhe produktit. Shtë e rëndësishme që kapaciteti dhe vlera e rrymës fillestare të mos jenë shumë të ndryshme nga bateria e instaluar në fabrikë, pasi gjeneratori dhe pajisjet e tjera janë krijuar për vlera të caktuara.

Përveç karakteristikave të përshkruara, vëmendje i kushtohet pranisë së elementeve shtesë: një dorezë për transport të lehtë, mbrojtje të terminaleve, prania e një treguesi të ngarkuar të integruar.

Avantazhet dhe disavantazhet

Le të shqyrtojmë se cilat janë avantazhet dhe disavantazhet e llojeve të ndryshme të baterive.

Avantazhet e pajisjeve NiCd:

• Karikim i shpejtë, mund të përdorni një rrymë që është e barabartë ose madje tejkalon kapacitetin e baterisë, shpesh është e pamundur të abuzoni me një rrymë të madhe të karikimit, dhe nëse kërkohet karikim i shpejtë, atëherë pajisjet që përcaktojnë ngarkimin e plotë të baterisë janë përdoren, pas së cilës ato duhet të fiken.
• Ata mund t'i japin një rrymë të lartë ngarkesës.
• Nëse ndiqen rregullat e funksionimit, atëherë jeta e shërbimit do të jetë e gjatë.
• Mundësia e rimëkëmbjes kur kapaciteti zvogëlohet.
• Kosto e përballueshme.

Disavantazhet do të jenë si më poshtë:

• Prania e një "efekti të kujtesës".
• Shkalla e lartë e vetë-shkarkimit.
• Pesha dhe dimensione të mëdha.
• Asgjësimi i veçantë kërkohet për shkak të pranisë së kadmiumit.

Karakteristikat e baterive NiMh:

• Më shumë dendësi fuqie, kështu që ato janë më të lehta dhe më të lehta.
• Jeta e shërbimit varet nga thellësia e shkarkimit, në mënyrë që bateria të zgjasë më shumë, është më mirë ta përdorni atë jo me një shkarkesë të plotë, por me një shkarkesë sipërfaqësore.
• Karikimi nuk mund të kryhet aq shpejt sa në versionin e mëparshëm.
• "Efekti i kujtesës" është shumë më pak i theksuar.
• Ata kanë një numër të vogël të cikleve të punës.
• Vetë-shkarkim i lartë, i cili arrin 30% në muaj.

Bateritë LiIon kanë përparësitë e mëposhtme:

• Pesha dhe madhësia e lehtë, kjo arrihet për shkak të densitetit të lartë të energjisë elektrike.
• Vetë-shkarkim i lehtë.
• Ata nuk kërkojnë mirëmbajtje gjatë gjithë jetës së tyre të shërbimit.

Disavantazhet e baterive të tilla janë si më poshtë:

• Cmim i larte.
• Ruani bateri të tilla vetëm kur ngarkohen.
• Edhe nëse nuk përdoren, procesi i plakjes ndodh, pas dy vitesh, nëse nuk përdoren, zakonisht dështojnë.

Pajisjet LiPol janë më moderne, por deri më tani ato nuk përdoren gjerësisht, prandaj, është ende e pamundur të vlerësohen në mënyrë objektive avantazhet dhe disavantazhet e tyre.

Nëse i krahasoni ato me llojet e tjera, atëherë në pajisje të tilla ka më pak cikle pune, dhe ato janë krijuar për një rrymë të vogël ngarkese. Teknologjia e tyre e prodhimit ju lejon të krijoni forma gjeometrike të holla dhe plastike, gjë që nuk është tipike për llojet e tjera të baterive. Ashtu si për çdo gjë të re, kostoja e baterive të tilla është ende e lartë.

Në ditët e sotme, pajisjet elektronike përdorin kryesisht bateri NiMh dhe LiIon. E para do të ketë një jetë më të gjatë shërbimi me ngarkesa të moderuara dhe kosto më të ulët, ndërsa e dyta do të ketë mirëmbajtje të thjeshtë dhe një jetë të gjatë shërbimi në ngarkesa intensive. Pajisjet nikel-kadmium praktikisht nuk përdoren më, dhe ato litium-polimer sapo po fitojnë tregun.