Populārie akumulatoru veidi

Ierīce (dažos vārdos), priekšrocības un trūkumi. Svina-skābju, niķeļa-kadmija, niķeļa-metālu hidrīdu un litija jonu akumulatori.

Akumulatoru tehnoloģija klusi un stingri ienāca mūsu dzīvē. Bezvada telefoni, mobilie tālruņi, bezvada elektroinstrumenti, fotokameras, dažādas rotaļlietas ... Ja tas viss saņemtu elektrību tikai no parastajām skābju vai sārmu baterijām, tad ievērojama daļa katras krievu ģimenes budžeta tiktu tērēta baterijām. Tāpēc jūs bieži ķeraties pie domām: kā mēs pat bez tā dzīvojām sadzīves baterijas?

Baterijas - Tās ir elektroķīmiskas ierīces, kas spēj uzglabāt un izdalīt elektrību. Tomēr aiz tik vienkāršas definīcijas slēpjas dažādu dizainu un dažādu bateriju darbības principu klāsts. Attīstība un tehnoloģiskais progress viņus ir pilnībā ietekmējis, un šodien rūpniecībā tās ir uzlādējamās baterijasspēj strādāt ar maksimālo jaudu burtiski gadus bez uzlādēšanas.

Tomēr vidusmēra lajs ir tikai pazīstams vairāku veidu baterijas. Ļaujiet mums pakavēties pie tiem sīkāk.

Bortā tiek izmantotas mūsu automašīnu energosistēmas sākuma svina skābes akumulatori. Mūsdienu baterijas Šai grupai nav nepieciešama apkope. Tajos esošais elektrolīts ir sērskābes šķīdums, un aktīvie reaģenti ir svina oksīds un pats svina. Izlādes laikā reaģenti tiek samazināti pie anoda un katoda, lai iegūtu svina sulfātu, un caur elektrolītu iziet elektriskā strāva. Uzlādes laikā notiek apgriezta ķīmiskā reakcija, un strāva plūst pretējā virzienā.

Automašīnu akumulatorus sauc par starta akumulatoriem, jo ​​tiem tiek prasīts dot lielu sākotnējo strāvu pat visizmeklētākajos apstākļos, piemēram, apkārtējā temperatūrā -30 grādi pēc Celsija vai zemāk.

Sākuma akumulatoru un svina-skābes akumulatoru vispār nav "Atmiņas efekts". Tas nozīmē, ka viņiem pilnīgi vienalga, cik bieži un cik lielā mērā viņi tiek uzlādēti, viņu kapacitāte no nevienmērīgas un nepilnīgas uzlādes nemazinās.

Turklāt svina-skābes akumulatori minimāli izlādējas, ir salīdzinoši zemas izmaksas un var izturēt līdz tūkstoš uzlādes ciklu.

Bet tajā pašā laikā sākuma akumulatoriem ir arī trūkumi. Piemēram, svina akumulatora jauda, ​​kas attiecas uz tā tilpuma un masas vienību, ir maza. Tāpēc svina akumulatoru nevar saukt par kompaktu un vieglu. Vēl viens šāda veida akumulatora trūkums ir bailes no dziļas izlādes. Optimāls starta akumulatoram būs izlāde, kas nepārsniedz pusi no jaudas.

Sadzīves un vispārējās rūpniecības kompaktajās ierīcēs vēl nesen tika saglabāta absolūta vadošā loma izplatībā niķeļa kadmija baterijas (Ni-Cd). Tās ir sārma baterijas, kā elektrolītu tās izmanto kālija hidroksīdu. Un tajās esošās aktīvās vielas ir kadmijs un niķeļa hidroksīds (tātad nosaukums).

Niķeļa-kadmija baterijas ir unikālas attieksmē pret dziļu izlādi. Viņiem tas “patīk” un labvēlīgi ietekmē iespējamo uzlādes ciklu ietilpību un skaitu. Kopumā niķeļa-kadmija akumulators ir labs ar to, ka tas spēj strādāt ar nemainīgu jaudu visā izlādes ciklā, nodrošinot vienādu strāvu.

Tāpat kā svina akumulatori, niķeļa un kadmija akumulatori var izturēt temperatūras izmaiņas un ir gatavi daudziem atkārtotas uzlādes cikliem.

Niķeļa-kadmija bateriju izmaksas ir nedaudz augstākas nekā svina akumulatoru izmaksas, taču nevar teikt, ka pirmās ir īpaši dārgas.

Niķeļa-kadmija bateriju galvenais trūkums ir izteikts "atmiņas efekts". Tāpēc šādas baterijas ir ļoti kaitīgas, lai pastāvīgi uzturētu "uzlādētu" un pilnībā neizlādētos. Nevajadzētu aizmirst, ka kadmijs ir inde, kura dēļ var rasties zināmas grūtības, iznīcinot niķeļa-kadmija baterijas.

Lai atrisinātu kadmija toksicitātes problēmu un sasniegtu augstākas ekspluatācijas īpašības, pagājušā gadsimta 80. gadu beigās tika izstrādāti atkārtoti uzlādējamas niķeļa metāla hidrīda baterijas (Ni-Mh). Atšķirība starp šīm baterijām un niķeļa-kadmija baterijām ir tāda, ka to katods satur absorbētu ūdeņradi (intermetālisko). Niķeļa-metāla hidrīda baterijas ir mazāk jutīgas pret “atmiņas efektu”, tām ir lielāka īpatnējā jauda.

Bet tajā pašā laikā šīm baterijām ir augstākas izmaksas nekā kadmija baterijām, tās spēj izturēt mazāk uzlādes-izlādes ciklu un ilgstoši nespēj radīt lielas strāvas. Šo trūkumu dēļ metāla hidrīda akumulatori nav spējuši konkurēt ar kadmija baterijām.

Viens no vismodernākajiem un vienlaikus populārākajiem bateriju veidiem ir litija jonu baterijas. Viņu pusē ir gan viegls svars, gan liels resurss, kā arī "atmiņas efekta" neesamība un pašizlāde.

Litija jonu akumulatora ierīce diezgan sarežģīts: katods ir izgatavots no grafīta, bet anods - no kobalta vai mangāna. Akumulatora darbības laikā litija oksīds ir pārmaiņus uz pozitīvā vai negatīvā elektrodu.

Uz litija jonu akumulatoru trūkumi var attiecināt, pirmkārt, uz to augstajām izmaksām. Tam varat pievienot nelielu darba temperatūru diapazonu. Tomēr šos trūkumus nevar uzskatīt par nozīmīgiem, un litija jonu akumulatoru ražošana turpina pieaugt. Turklāt mūsdienīgāki bateriju veidi, piemēram, litija polimērs, vēl nav kļuvuši plaši izplatīti.

Vairāk par modernākajiem bateriju veidiem lasiet šeit:

Litija jonu baterijas

Gēla baterijas

Daudzsološās tehnoloģijas:

Alumīnija baterijas

Oglekļa baterijas

Grafēna baterijas

Aleksandrs Molokovs