Populárne typy batérií

Zariadenie (niekoľkými slovami), výhody a nevýhody. Olovené, nikel-kadmiové, nikel-metal hydridové a lítium-iónové batérie.

Technológia batérie ticho a pevne vstúpila do našich životov. Bezdrôtové telefóny, mobilné telefóny, bezdrôtové elektrické náradie, fotoaparáty, rôzne hračky ... Ak by všetko toto dostalo elektrinu iba z bežných kyslých alebo alkalických batérií, potom by sa značná časť rozpočtu každej ruskej rodiny utratila za batérie. Preto sa často chytíte myslenia: ako sme dokonca žili bez domáce batérie?

batérie - Sú to elektrochemické zariadenia, ktoré sú schopné ukladať a vydávať elektrickú energiu. Za touto jednoduchou definíciou však leží široká škála návrhov a princípov činnosti rôznych batérií, Vývoj a technologický pokrok ich úplne ovplyvnil a dnes v priemysle existuje nabíjateľné batérieschopné pracovať s maximálnym výkonom doslova roky bez nabíjania.

Priemerný laik však pozná iba tieto skutočnosti niekoľko typov batérií, Prejdime im podrobnejšie.

V palubných pohonných systémoch sa používajú naše autá olovené batérie štartéra. Moderné batérie Táto skupina nevyžaduje údržbu. Elektrolyt v nich je roztokom kyseliny sírovej a aktívnymi činidlami sú oxid olova a samotný olovo. Počas vybíjania sa činidlá redukujú na anóde a katóde, aby sa dosiahol síran olovnatý, a elektrolytom prechádza elektrický prúd. Pri nabíjaní dochádza k reverznej chemickej reakcii a prúd tečie opačným smerom.

Autobatérie sa nazývajú štartovacie batérie, pretože sa od nich požaduje, aby boli ochotné dať veľký počiatočný prúd aj v tých najextrémnejších podmienkach, napríklad pri okolitej teplote -30 stupňov Celzia alebo nižšej.

Štartovacie batérie a olovené akumulátory obvykle úplne chýbajú „Pamäťový efekt“, To znamená, že sa vôbec nestarajú o to, s akou frekvenciou a do akej miery sú nabíjané, ich kapacita z dôvodu nerovnomerného a neúplného nabíjania sa neznižuje.

Olovené akumulátory sa navyše samočinne vybíjajú, majú relatívne nízke náklady a vydržia až tisíc nabíjacích cyklov.

Zároveň však majú štartovacie batérie svoje nevýhody. Napríklad kapacita olovenej batérie, vztiahnutá na jednotku objemu a hmotnosti, je nízka. Preto sa olovená batéria nedá nazývať kompaktná a ľahká. Ďalšou nevýhodou tohto typu batérie je strach z hlbokého vybitia. Optimálne pre štartovaciu batériu bude vybitie nie viac ako polovica kapacity.

V domácich a všeobecných priemyselných kompaktných zariadeniach sa až do nedávnej doby udržalo absolútne vedúce postavenie v prevalencii niklové kadmiové batérie (Ni-Cd), Jedná sa o alkalické batérie, ktoré používajú ako elektrolyt hydroxid draselný. A účinné látky v nich sú kadmium a hydroxid nikelnatý (odtiaľ názov).

Nikel-kadmiové batérie majú jedinečný prístup k hlbokému vybitiu. „Páči sa im“ a má priaznivý vplyv na kapacitu a počet možných cyklov nabíjania. Vo všeobecnosti je nikel-kadmiová batéria dobrá v tom, že je schopná pracovať s konštantnou energiou počas celého vybíjacieho cyklu, pričom vytvára rovnaký prúd.

Rovnako ako olovené batérie, niklové a kadmiové batérie vydržia zmeny teploty a sú pripravené na veľký počet cyklov nabíjania.

Cena nikel-kadmiových batérií je o niečo vyššia ako cena olovených batérií, nedá sa však povedať, že by boli zvlášť drahé.

Hlavnou nevýhodou nikel-kadmiových batérií je výrazný „pamäťový efekt“. Preto sú také batérie veľmi škodlivé, aby sa neustále udržovali „v nabití“ a neboli úplne vybité. Nemali by sme zabúdať na to, že kadmium je jed, z čoho môžu vzniknúť ťažkosti pri likvidácii nikel-kadmiových batérií.

Na vyriešenie problému toxicity kadmia a dosiahnutie vyšších prevádzkových charakteristík boli vyvinuté koncom 80. rokov minulého storočia dobíjacie nikel-metal hydridové batérie (Ni-Mh), Rozdiel medzi týmito batériami a nikel-kadmiovými batériami spočíva v tom, že ich katóda obsahuje absorbovaný vodík (intermetalický). Nikel-metal hydridové batérie sú menej citlivé na „pamäťový efekt“, majú vyššiu špecifickú kapacitu.

Zároveň však tieto batérie majú vyššie náklady ako kadmiové batérie, sú schopné odolávať menšiemu počtu cyklov nabíjania a vybíjania a nemôžu dlhodobo vydávať veľké prúdy. Kvôli týmto nedostatkom nedokázali kovové hydridové batérie konkurovať kadmiovým batériám.

Jeden z najvyspelejších a súčasne populárnych typov batérií je lítium-iónové batérie, Na ich strane sú ľahké, veľké zdroje a absencia „pamäťového efektu“ a samovybíjania.

Lítium-iónové batérie pomerne zložitá: katóda je vyrobená z grafitu a anóda je vyrobená z kobaltu alebo mangánu. Počas prevádzky batérie je oxid lítny striedavo buď na kladnej alebo zápornej elektróde.

K nevýhody lítium-iónových batérií možno pripísať predovšetkým ich vysoké náklady. K tomu môžete pridať malý rozsah prevádzkových teplôt. Tieto nedostatky však nemožno považovať za významné a výroba lítium-iónových batérií sa neustále zvyšuje. Navyše, modernejšie typy batérií, ako je lítium-polymér, sa zatiaľ ešte nerozšírili.

Viac informácií o najmodernejších typoch batérií nájdete tu:

Lítium-iónové batérie

Gélové batérie

Sľubné technológie:

Hliníkové batérie

Uhlíkové batérie

Grafénové batérie

Alexander Molokov