Jenis Bateri Popular

Peranti (dalam beberapa perkataan), kelebihan dan kekurangan. Asid plumbum, nikel-kadmium, hidrida nikel-logam dan bateri lithium-ion.

Teknologi bateri secara diam-diam dan tegas memasuki kehidupan kita. Telefon tanpa wayar, telefon bimbit, alat kuasa tanpa wayar, kamera, pelbagai mainan ... Jika semua ini menerima elektrik hanya dari bateri asid atau alkali biasa, maka sebahagian besar belanjawan setiap keluarga Rusia akan dibelanjakan untuk bateri. Oleh itu, anda sering melihat diri anda berfikir: bagaimana kita hidup tanpa bateri isi rumah?

Bateri - Ini adalah peranti elektrokimia yang mampu menyimpan dan memberi tenaga elektrik. Walau bagaimanapun, di sebalik definisi ringkas itu terletak pelbagai reka bentuk dan prinsip operasi pelbagai bateri. Evolusi dan kemajuan teknologi telah menjejaskan mereka sepenuhnya dan hari ini dalam industri ada bateri boleh dicas semulamampu bekerja dengan kuasa maksima selama bertahun-tahun tanpa pengisian semula.

Walau bagaimanapun, orang awam biasa hanya mengenali beberapa jenis bateri. Marilah kita meneruskannya dengan lebih terperinci.

Di dalam sistem kuasa di dalam kereta kami digunakan bateri asid plumbum permulaan. Bateri moden Kumpulan ini tidak memerlukan penyelenggaraan. Elektrolit di dalamnya adalah penyelesaian asid sulfurik, dan reagen aktif adalah oksida plumbum dan memimpin sendiri. Semasa pelepasan, reagen dikurangkan pada anoda dan katod untuk memimpin sulfat, dan arus elektrik melalui elektrolit. Semasa mengecas, reaksi kimia terbalik berlaku, dan arus mengalir ke arah yang bertentangan.

Bateri kereta dipanggil bateri starter kerana mereka dikehendaki untuk memberikan arus permulaan yang besar walaupun dalam keadaan yang paling melampau, contohnya, pada suhu sekitar -30 darjah Celsius atau lebih rendah.

Bateri pemula dan bateri asid plumbum pada umumnya tidak hadir sepenuhnya "Kesan ingatan". Ini bermakna bahawa mereka benar-benar tidak peduli dengan kekerapan dan sejauh mana mereka dikenakan, kapasiti mereka dari pengecasan yang tidak seimbang dan tidak lengkap tidak berkurang.

Di samping itu, bateri asid plumbum sendiri melepaskan diri ke tahap yang minimum, mempunyai kos yang agak rendah dan dapat bertahan hingga 1000 kitaran caj.

Tetapi pada masa yang sama, bateri pemula juga mempunyai kelemahan. Contohnya, keupayaan bateri plumbum, yang dirujuk kepada unit jilid dan jisim, adalah kecil. Oleh itu, bateri utama tidak boleh dipanggil padat dan ringan. Satu lagi kekurangan bateri jenis ini ialah rasa takut akan pelepasan yang mendalam. Optimum untuk bateri pemula akan menjadi pelepasan tidak lebih daripada separuh kapasiti.

Dalam perkakasan kompak industri isi rumah dan umum, sehingga baru-baru ini, kepimpinan mutlak dalam kelaziman dipertahankan bateri kadmium nikel (Ni-Cd). Ini adalah bateri alkali, mereka menggunakan kalium hidroksida sebagai elektrolit. Dan bahan-bahan aktif di dalamnya adalah kadmium dan nikel hidroksida (dengan itu nama).

Bateri nikel-kadmium unik dalam sikap mereka untuk melepaskan mendalam. Mereka "suka" dan mempunyai kesan yang bermanfaat ke atas kapasiti dan bilangan kitaran boleh cas semula. Secara umum, bateri nikel-kadmium adalah baik kerana ia dapat berfungsi dengan kuasa yang berterusan sepanjang kitaran pelepasan keseluruhan, menghasilkan arus yang sama.

Seperti bateri plumbum, bateri nikel dan kadmium boleh menahan perubahan suhu dan sedia untuk sejumlah besar kitaran cas.

Kos bateri nikel-kadmium sedikit lebih tinggi daripada kos bateri plumbum, tetapi ia tidak boleh dikatakan bahawa bekas mahal sekali.

Kelemahan utama bateri nikel-kadmium adalah "kesan memori" yang ketara. Oleh itu, bateri tersebut sangat berbahaya untuk terus "mengecas" dan tidak sepenuhnya dilepaskan. Orang tidak boleh lupa bahawa kadmium adalah racun, yang mana mungkin terdapat beberapa kesulitan apabila membuang bateri nikel-kadmium.

Untuk menyelesaikan masalah ketoksikan kadmium dan untuk mencapai ciri-ciri operasi yang lebih tinggi, pada akhir 80-an abad yang lalu telah dibangunkan bateri nikel hidrida logam boleh dicas semula (Ni-Mh). Perbezaan antara bateri dan bateri nikel-kadmium ini ialah katod yang mengandungi hidrogen terserap (intermetallic). Bateri hidrida nikel-logam kurang terdedah kepada "kesan memori", mempunyai kapasiti khusus yang lebih tinggi.

Tetapi pada masa yang sama, bateri ini mempunyai kos yang lebih tinggi daripada bateri kadmium, mereka mampu menahan kitaran pelepasan caj yang lebih rendah dan tidak dapat memberikan arus besar untuk masa yang lama. Kerana kekurangan ini, bateri hidrida logam telah gagal bersaing dengan bateri kadmium.

Salah satu yang paling maju dan, pada masa yang sama, jenis bateri popular bateri ion litium. Di sisi mereka adalah kedua-dua berat ringan, dan sumber yang besar, dan ketiadaan "kesan memori" dan pelepasan diri.

Peranti bateri litium ion agak kompleks: katod terbuat dari grafit, dan anod diperbuat daripada kobalt atau mangan. Semasa pengoperasian bateri, litium oksida terletak bersebelahan dengan elektrod positif atau negatif.

Untuk kelemahan bateri lithium-ion boleh dikaitkan, pertama sekali, kos tinggi mereka. Anda boleh menambah suhu operasi yang kecil ini. Walau bagaimanapun, kekurangan ini tidak boleh dianggap penting, dan pengeluaran bateri lithium-ion terus mendapat momentum. Selain itu, jenis bateri yang lebih moden, seperti litium-polimer, belum lagi meluas.

Baca lebih lanjut mengenai jenis bateri yang paling moden di sini:

Bateri litium ion

Bateri gel

Teknologi yang menjanjikan:

Bateri aluminium

Bateri karbon

Bateri graphene

Alexander Molokov

Comments

[#1]

Di Ni-MH, intermetallic adalah anod, bukan katod. Katod oksida nikel.

[#3]

Peranti untuk penyelenggaraan semasa (desulfation) bateri yang dikendalikan.

Bateri menghadapi masalah sulfat beberapa tahun yang lalu, enjin diesel kereta saya mula sejuk dengan sejuk. Dengan bateri yang dikenakan, starter berputar, tetapi entah bagaimana lambat. Saya melihat melalui bahan-bahan Faktor Bateri (dengan oscillogram yang tidak difahami mereka), skema Valraven (idea yang baik, tetapi penyelesaian teknikal yang buta huruf), dan lain-lain. Saya telah diilhamkan oleh idea untuk mengaktifkan proses desulfation oleh denyut-denyut arus dengan tajam yang tajam. Saya memasang litar mudah pada papan roti, memasangnya pada bateri untuk malam, dan memulakan kereta tanpa masalah pada waktu pagi. T.O. Saya sampai pada akhir musim (saya tidak pergi pada musim sejuk), saya pergi musim bunga musim panas tanpa masalah dan pada musim luruh saya mendapat bateri baru, memanjangkan umur enam tahun tua selama setahun. Saya sampai pada kesimpulan: 1- peranti adalah berkesan, tetapi lemah untuk rawatan; 2 - pencegahan desulfasi diperlukan, borzh mesti mabuk tepat pada waktunya. Saya menyebarkan TD untuk mengulangi peranti yang saya sedang bicarakan, semua orang boleh membuatnya tidak malas, semua komponen tidak terlalu pendek. Lihatlah

[#4 tit]

Artikel ini tidak buruk.Walau bagaimanapun, tiada apa yang dikatakan tentang AGM VRLA dan bateri gel, yang juga sering digunakan dalam kehidupan seharian (contohnya, untuk sistem bateri inverter, atau UPS untuk dandang ..)
Dan dengan cara itu, nikel-kadmium kini 2-3 kali lebih mahal daripada plumbum.

[#5 Anton]

Kesan ingatan ion litium

Penyelidik di Institut Swiss Paul Scherrer, bersama dengan rakan-rakan dari Toyota Research di Jepun, mendapati jenis bateri lithium-ion yang banyak digunakan masih tertakluk kepada kesan memori yang negatif.

Seperti yang ditunjukkan oleh kajian, kitaran yang kerap bagi pengisian yang tidak lengkap dan pelepasan yang berikutnya membawa kepada kemunculan "mikrofek ingatan" yang berasingan, yang kemudian disimpulkan. Ini kerana asas bateri adalah pelepasan dan penangkap semula ion litium, dinamik yang menjadi jauh dari optimum dalam hal pengecasan yang tidak lengkap.

Semasa proses pengecasan, ion litium meninggalkan zarah litium ferrofosfat, saiznya adalah puluhan mikrometer, satu demi satu. Bahan katod mula memisahkan zarah dengan kandungan litium yang berbeza.

Caj bateri berlaku terhadap latar belakang peningkatan potensi elektrokimia. Pada titik tertentu, ia mencapai nilai had. Ini membawa kepada percepatan pembebasan baki ion litium dari bahan katod, tetapi mereka tidak lagi mengubah jumlah voltan bateri.

Sekiranya ia tidak dicas sepenuhnya, sebilangan zarah yang hampir dengan keadaan sempadan akan kekal di katod. Mereka praktikal mencapai penghalang pelepasan ion litium, tetapi tidak dapat mengatasinya.

Semasa pelepasan, ion lithium bebas cenderung kembali ke tempat mereka dan bergabung dengan ion ferrofosfat. Walau bagaimanapun, pada permukaan katod, mereka juga dipenuhi oleh zarah dalam keadaan sempadan yang sudah mengandungi litium. Penangkapan semula dihalang, dan struktur mikro elektrod terganggu.

Pada masa ini, dua cara untuk menyelesaikan masalah sedang diperiksa: membuat perubahan pada algoritma sistem pengurusan bateri dan membangunkan katod dengan kawasan permukaan yang meningkat.