Populære batterityper

Enheten (med noen få ord), fordeler og ulemper. Blysyre, nikkel-kadmium, nikkel-metallhydrid og litium-ion-batterier.

Batteriteknologi gikk stille og fast inn i livene våre. Trådløse telefoner, mobiltelefoner, trådløse elektroverktøy, kameraer, en rekke leker ... Hvis alt dette bare mottok strøm fra vanlige syre- eller alkaliske batterier, ville en betydelig andel av budsjettet til hver russisk familie brukt på batterier. Derfor fanger du deg ofte og tenker: hvordan levde vi til og med uten husholdningsbatterier?

batterier - Dette er elektrokjemiske enheter som er i stand til å lagre og avgi elektrisk energi. Bak en så enkel definisjon ligger imidlertid et bredt utvalg av design og prinsipper for drift av forskjellige batterier. Evolusjon og teknologisk fremgang har påvirket dem fullt ut og i dag er det i industrien det oppladbare batterieri stand til å jobbe med maksimal kraft i bokstavelig talt år uten å lade.

Imidlertid er den gjennomsnittlige lekmannen bare kjent med flere typer batterier. La oss dvele nærmere på dem.

I ombord brukes kraftsystemer til våre biler starter blybatterier. Moderne batterier Denne gruppen krever ikke vedlikehold. Elektrolytten i dem er en løsning av svovelsyre, og de aktive reagensene er blyoksid og bly selv. Under utslippet reduseres reagensene ved anoden og katoden for å føre sulfat, og en elektrisk strøm går gjennom elektrolytten. Ved lading oppstår en omvendt kjemisk reaksjon, og strømmen strømmer i motsatt retning.

Bilbatterier kalles startbatterier fordi de er pålagt å være villige til å gi en stor startstrøm selv under de mest ekstreme forhold, for eksempel ved en omgivelsestemperatur på -30 grader eller lavere.

Startbatterier og bly-syre-batterier er vanligvis helt fraværende "Minneeffekt". Dette betyr at de absolutt ikke bryr seg om hvilken frekvens og i hvilken grad de blir ladet, kapasiteten fra ujevn og ufullstendig lading reduseres ikke.

I tillegg er blysyrebatterier selvutladet i et minimum, har relativt lave kostnader og tåler opptil tusen ladesykluser.

Men samtidig har også startbatterier ulemper. For eksempel er kapasiteten til et blybatteri, referert til en enhet med volum og masse, liten. Derfor kan blybatteriet ikke kalles kompakt og lett. En annen ulempe med denne typen batteri er frykten for dype utladninger. Optimal for et startbatteri vil det være utladning på ikke mer enn halvparten av kapasiteten.

I husholdningsapparater og generelle industrielle kompakte apparater ble inntil nylig absolutt ledelse i utbredelse opprettholdt nikkel-kadmiumbatterier (Ni-Cd). Dette er alkaliske batterier, de bruker kaliumhydroksyd som en elektrolytt. Og de aktive stoffene i dem er kadmium og nikkelhydroksid (derav navnet).

Nikkel-kadmiumbatterier er unike i sin holdning til dyp utladning. De "liker" det og har en gunstig effekt på kapasiteten og antall mulige ladesykluser. Generelt er et nikkel-kadmiumbatteri bra ved at det er i stand til å jobbe med konstant kraft gjennom hele utladningssyklusen, og produserer den samme strømmen.

Som blybatterier tåler nikkel- og kadmiumbatterier temperaturendringer og er klare for et stort antall ladesykluser.

Kostnaden for nikkel-kadmiumbatterier er litt høyere enn kostnadene for blybatterier, men det kan ikke sies at de førstnevnte er spesielt dyre.

Den største ulempen med nikkel-kadmiumbatterier er den uttalte "minneeffekten". Derfor er slike batterier veldig skadelige for å hele tiden holde "på lading" og ikke helt ut. Man må ikke glemme at kadmium er en gift, på grunn av hvilken det kan være noen vanskeligheter når man kasserer nikkel-kadmiumbatterier.

For å løse problemet med kadmiumtoksisitet og for å oppnå høyere driftsegenskaper ble det på slutten av 80-tallet av forrige århundre utviklet oppladbare nikkelmetallhydridbatterier (Ni-Mh). Forskjellen mellom disse batteriene og nikkel-kadmiumbatteriene er at katoden deres inneholder absorbert hydrogen (intermetallisk). Nikkel-metallhydridbatterier er mindre utsatt for "minneeffekten", har en høyere spesifikk kapasitet.

Men samtidig har disse batteriene en høyere kostnad enn kadmiumbatterier, de tåler færre ladeavladningssykluser og klarer ikke å gi store strømmer i lang tid. På grunn av disse manglene har metallhydridbatterier ikke klart å konkurrere med kadmiumbatterier.

En av de mest avanserte og samtidig populære batteritypene litiumionbatterier. På deres side er både lett vekt, og en stor ressurs, og fraværet av en "minneeffekt" og selvutladning.

Litium-ion-batteri-enhet ganske komplisert: katoden er laget av grafitt, og anoden er laget av kobolt eller mangan. Under drift av batteriet er litiumoksyd vekselvis enten på den positive eller på den negative elektroden.

K ulempene med litium-ion-batterier kan tilskrives, først og fremst, de høye kostnadene. Du kan legge til et lite utvalg av driftstemperaturer. Disse manglene kan imidlertid ikke anses som betydelige, og produksjonen av litium-ion-batterier får kontinuerlig fart. Dessuten er ikke mer moderne batterityper som litium-polymer ennå blitt utbredt.

Les mer om de mest moderne batteritypene her:

Litium-ion-batterier

Gelbatterier

Lovende teknologier:

Aluminiumsbatterier

Karbonbatterier

Grafenbatterier

Alexander Molokov

Comments

[#1]

I Ni-MH er den intermetalliske en anode, ikke en katode. Nikkeloksidkatode.

[#3]

Enhet for nåværende vedlikehold (desulfasjon) av betjente batterier.

Batteriet sto overfor sulfateringsproblemet for noen år siden, dieselmotoren til bilen min begynte å bli kald av kulde. Med et ladet batteri snurret starteren, men på en eller annen måte treg. Jeg så gjennom materialene i Battery Factor (med deres uforståelige oscillogram), Valraven's skjema (en god idé, men en analfabet teknisk løsning), etc. Jeg ble inspirert av ideen om å aktivere prosessen med å desulfere med strømpulser med bratte forkanter. Jeg monterte en enkel krets på en brødplate, installerte den på et batteri for natten og startet bilen uten problemer om morgenen. dermed Jeg nådde slutten av sesongen (jeg går ikke om vinteren), jeg gikk vår-sommer uten problemer og om høsten fikk jeg et nytt batteri, som forlenget levetiden til den gamle seksåringen i ett år. Jeg kom til konklusjonene: 1 - enheten er effektiv, men svak for behandling; 2- forebygging av desulfasjon er nødvendig, borzh må drikkes i tide. Jeg spredte TD for å gjenta enheten jeg snakket om, alle kan gjøre at den ikke blir lat, alle komponentene er ikke mangelvare. Look

[#4 tit]

Artikkelen er ikke dårlig.Ingenting sies imidlertid om bly VRLA AGM og gelbatterier, som også ganske ofte brukes i hverdagen (for eksempel for inverter-batterisystemer, eller UPS for kjeler ..)
Og forresten, nikkel-kadmium er for tiden 2-3 ganger dyrere enn bly.

[#5 Anton]

Hukommelseseffekt av litiumion

Forskere ved Swiss Institute of Paul Scherrer, sammen med kolleger fra Toyota Research i Japan, fant ut at den mye brukte typen litium-ion-batterier fremdeles er utsatt for en negativ "minneeffekt."

Som studien viste, fører hyppige sykluser med ufullstendig lading og etterfølgende utladning til utseendet til separate "mikroeffekter av minne", som deretter blir oppsummert. Dette fordi grunnlaget for batteriet er frigjøring og gjenfangst av litiumioner, hvis dynamikk blir langt fra optimal når det gjelder ufullstendig lading.

Under ladeprosessen etterlater litiumioner partikler av litiumferrofosfat, hvis størrelse er titalls mikrometer, etter hverandre. Katodematerialet begynner å skille seg ut i partikler med forskjellige litiuminnhold.

Batterilading skjer på bakgrunn av økende elektrokjemisk potensial. På et bestemt tidspunkt når den sin grenseverdi. Dette fører til en akselerasjon av frigjøring av de gjenværende litiumionene fra katodematerialet, men de endrer ikke lenger den totale batterispenningen.

Hvis den ikke er fulladet, vil et visst antall partikler i nærheten av grensetilstanden forbli ved katoden. De nådde praktisk talt barrieren for litiumionfrigjøring, men klarte ikke å overvinne den.

Under utslippet har frie litiumioner en tendens til å returnere til sin plass og rekombinere med ferrofosfationer. På katodeoverflaten blir de imidlertid møtt av partikler i grensetilstanden som allerede inneholder litium. Re-capture blir hindret, og mikrostrukturen til elektroden forstyrres.

For øyeblikket blir det undersøkt to måter å løse problemet på: å gjøre endringer i algoritmene til batterihåndteringssystemet og utvikle katoder med økt overflate.