Populiarūs baterijų tipai

Įrenginys (keliais žodžiais), pranašumai ir trūkumai. Švino-rūgšties, nikelio-kadmio, nikelio-metalo hidrido ir ličio jonų akumuliatoriai.

Baterijų technologija tyliai ir tvirtai įžengė į mūsų gyvenimą. Belaidžiai telefonai, mobilieji telefonai, belaidžiai elektriniai įrankiai, fotoaparatai, įvairiausi žaislai ... Jei visa tai gautų elektra tik iš paprastų rūgštinių ar šarminių baterijų, reikšminga kiekvienos rusų šeimos biudžeto dalis būtų išleista baterijoms. Todėl jūs dažnai pagaunate save galvodami: kaip mes net be to gyvenome buitinės baterijos?

Baterijos - Tai yra elektrocheminiai įtaisai, galintys kaupti ir atiduoti elektros energiją. Tačiau už tokio paprasto apibrėžimo slypi platus dizainas ir įvairių baterijų veikimo principai. Evoliucija ir technologinė pažanga juos visapusiškai paveikė ir šiandien pramonėje yra įkraunamos baterijosgalintis dirbti su maksimalia galia pažodžiui metus be įkrovimo.

Tačiau paprastas pasaulietis yra tik pažįstamas kelių rūšių baterijos. Pagyvenkime prie jų išsamiau.

Borto elektrinės sistemos yra naudojamos mūsų automobiliuose starterio švino rūgštinės baterijos. Šiuolaikinės baterijos Šiai grupei nereikia priežiūros. Juose esantis elektrolitas yra sieros rūgšties tirpalas, o aktyvūs reagentai yra švino oksidas ir pats švinas. Iškrovimo metu reagentai redukuojami prie anodo ir katodo iki švino sulfato, o pro elektrolitą praeina elektros srovė. Įkraunant vyksta atvirkštinė cheminė reakcija, o srovė teka priešinga kryptimi.

Automobilių akumuliatoriai vadinami starterio akumuliatoriais, nes reikalaujama, kad jie duotų didelę pradinę srovę net ir ekstremaliausiomis sąlygomis, pavyzdžiui, esant aplinkos temperatūrai –30 laipsnių ar žemesnei.

Pradinių ir švino-rūgštinių akumuliatorių paprastai nėra „Atminties efektas“. Tai reiškia, kad jiems visiškai nesvarbu, koks dažnis ir kokiu laipsniu jie yra įkraunami, jų pajėgumas dėl netolygaus ir nepilno įkrovimo nemažėja.

Be to, švino-rūgšties akumuliatoriai išsikrauna iki minimumo, yra palyginti pigūs ir gali atlaikyti iki tūkstančio įkrovimo ciklų.

Bet tuo pačiu metu starterio akumuliatoriai taip pat turi trūkumų. Pavyzdžiui, švino akumuliatoriaus talpa, susijusi su jo tūrio ir masės vienetu, yra nedidelė. Todėl švino baterija negali būti vadinama kompaktiška ir lengva. Kitas šio tipo akumuliatorių trūkumas yra gilių iškrovų baimė. Optimalus starterio akumuliatorius bus ne daugiau kaip pusės talpos iškrova.

Buitiniuose ir bendruose pramoniniuose kompaktiškuose prietaisuose iki šiol buvo išlaikytas absoliutus populiarumas nikelio ir kadmio baterijos (Ni-Cd). Tai yra šarminės baterijos, jos kaip elektrolitą naudoja kalio hidroksidą. O juose esančios veikliosios medžiagos yra kadmis ir nikelio hidroksidas (taigi pavadinimas).

Nikelio ir kadmio akumuliatoriai yra išskirtiniai savo požiūriu į gilų išsikrovimą. Jie „patinka“ ir daro teigiamą poveikį galimų įkrovimo ciklų talpai ir skaičiui. Apskritai, nikelio-kadmio baterija yra gera tuo, kad sugeba dirbti su nuolatine galia per visą iškrovos ciklą, sukurdama tą pačią srovę.

Kaip ir švino akumuliatoriai, nikelio ir kadmio akumuliatoriai gali atlaikyti temperatūros pokyčius ir yra paruošti daugybei įkrovimo ciklų.

Nikelio-kadmio baterijų kaina yra šiek tiek didesnė nei švino baterijų, tačiau negalima sakyti, kad pirmosios yra ypač brangios.

Pagrindinis nikelio-kadmio baterijų trūkumas yra ryškus „atminties efektas“. Todėl tokios baterijos yra labai kenksmingos nuolat „įkrauti“ ir nevisiškai išsikrauti. Nereikia pamiršti, kad kadmis yra nuodai, todėl išmetant nikelio-kadmio baterijas gali kilti sunkumų.

Praėjusio šimtmečio 80-ųjų pabaigoje buvo sukurtos kadmio toksiškumo problemos ir pasiektos aukštesnės eksploatacinės savybės įkraunamos nikelio metalo hidrido baterijos (Ni-Mh). Skirtumas tarp šių ir nikelio-kadmio baterijų yra tas, kad jų katode yra absorbuotas vandenilis (tarpmetalinis). Nikelio-metalo hidrido akumuliatoriai yra mažiau jautrūs „atminties efektui“, turi didesnę savitąją talpą.

Tačiau tuo pačiu metu šios baterijos kainuoja brangiau nei kadmio baterijos, jos atlaiko mažiau įkrovimo ir iškrovimo ciklų ir ilgą laiką nesugeba sukelti didelių srovių. Dėl šių trūkumų metalo hidrido baterijos nesugebėjo konkuruoti su kadmio baterijomis.

Vienas pažangiausių ir tuo pačiu metu populiariausių tipų akumuliatorių yra ličio jonų baterijos. Jų pusėje yra ir lengvas svoris, ir didelis resursas, „atminties efekto“ nebuvimas ir savaiminis išsikrovimas.

Ličio jonų akumuliatoriaus įtaisas gana sudėtingas: katodas pagamintas iš grafito, o anodas - iš kobalto arba mangano. Akumuliatoriaus veikimo metu ličio oksidas yra pakaitomis ant teigiamo arba neigiamo elektrodo.

Kam ličio jonų akumuliatorių trūkumai galima priskirti, visų pirma, jų didelėms sąnaudoms. Prie to galite pridėti nedidelį darbinių temperatūrų diapazoną. Tačiau šie trūkumai negali būti laikomi reikšmingais, o ličio jonų akumuliatorių gamyba įgauna pagreitį. Be to, modernesnių tipų baterijos, tokios kaip ličio polimeras, dar nebuvo paplitusios.

Daugiau apie moderniausių tipų baterijas skaitykite čia:

Ličio jonų baterijos

Gelio baterijos

Pažadėtos technologijos:

Aliuminio baterijos

Anglies baterijos

Grafeno baterijos

Aleksandras Molokovas