Zanimljivo

Tehnologija baterija

Tehnologija baterija

Baterije se sve više koriste. Kako se povećava upotreba prenosne i mobilne opreme, tako se povećava i upotreba tehnologije baterija.

Sve veći zahtjevi za baterijama značili su da se tehnologija znatno razvila u posljednjih nekoliko godina, a u budućnosti se može očekivati ​​veći razvoj.

Uz veliku potražnju za baterijama, na raspolaganju je širok spektar različitih tehnologija baterija i ćelija. Oni se kreću od uspostavljenih tehnologija koje se ne mogu puniti, kao što su cink-ugljenične i alkalne baterije, do punjivih baterija koje su prešle iz NiCd kroz NiMH ćelije u novije litijum-jonske punjive baterije. Uz ogromnu potrebu za baterijama, u toku je velika količina tehnologije baterija, a novi tipovi ćelija i baterija će nesumnjivo postati dostupni nudeći još više nivoe performansi.

Još jedno područje tehnologije baterija koje postaje sve važnije su ekološki aspekti ili aspekti zaštite okoliša. Neke od starih tehnologija baterija sadrže hemikalije koje se mogu smatrati otrovnima. Sada novi dizajni žele koristiti ekološki prihvatljivije hemikalije. Sada se stanice kadmijuma nikla smatraju ekološkim i nisu toliko široko korištene kao ranije. I druge baterije sadrže štetne hemikalije i to će vjerovatno imati značajan utjecaj na smjer budućeg razvoja.

Osnovni koncepti baterija i ćelija

Gledajući same osnove tehnologije baterija, baterija je kombinacija dvije ili više elektrokemijskih ćelija. Te elektrokemijske ćelije skladište energiju u obliku hemijske energije, a ona se pretvara u električnu energiju kada je spojena na električni krug u kojem može teći električna struja.

Ćelija se sastoji od dvije elektrode s elektrolitom smještenim između njih. Negativna elektroda je poznata kao katoda, dok je pozitivna elektroda anoda. Elektrolit između njih može biti tekućina ili krutina. Danas su mnoge ćelije zatvorene u poseban spremnik, a postoji element poznat kao separator smješten između anode i katode. Ovo je porozno za elektrolit i sprečava elektrode za vuču da dođu u kontakt jedna s drugom.

Razlika potencijala na stezaljkama baterije poznata je kao napon na priključku. Ako baterija ne propušta struju, npr. kada nije povezan ni s jednim krugom, tada je viđeni napon na priključku napon otvorenog kruga i to je jednako EMR ili elektromotornoj sili baterije.

Otkriveno je da sve baterije imaju određeni nivo unutrašnjeg otpora. Kao rezultat, napon stezaljke pada kada je spojen na vanjsko opterećenje. Kako se baterija isprazni, utvrđeno je da se unutarnji otpor povećava, a napon pod opterećenjem opada.

Primarne i sekundarne ćelije

Iako postoji mnogo različitih vrsta baterija, postoje dvije glavne kategorije ćelija ili baterija koje se mogu koristiti za pružanje električne energije. Svaka vrsta ima svoje prednosti i nedostatke, pa se stoga svaki tip baterije koristi u različitim aplikacijama, iako se često mogu zamijeniti:

  • Primarne baterije: Primarne baterije su u osnovi baterije koje se ne mogu puniti. Oni nepovratno transformišu hemijsku energiju u električnu. Kada su sve hemikalije u bateriji reagovale kako bi proizvele električnu energiju i istrošile se, baterija ili ćelija se ne mogu lako obnoviti električnim putem.
  • Sekundarne baterije: Sekundarne baterije ili sekundarne ćelije razlikuju se od primarnih po tome što se mogu puniti. Hemijske reakcije u ćeliji ili bateriji mogu se poništiti opskrbom ćelije električnom energijom, obnavljajući njihov izvorni sastav.

Standardne veličine ćelija i baterija

Bitno je da se baterije, a posebno primarne baterije mogu mijenjati po isteku vijeka upotrebe. Kao rezultat, baterije obično dolaze u standardnim veličinama, tako da se mogu koristiti baterije različitih proizvođača. Kao rezultat toga, koristi se niz standardnih veličina baterija.

Sažetak uobičajenih standardnih veličina baterija dat je u nastavku:


Standardne veličine ćelija i baterija
Tip ćelijePromjer
mm
Visina
mm
AAA10.544.5
aa14.550.5
C26.250.0
D34.261.5

Tipovi ćelija

Dostupne su mnoge različite vrste ćelijskih ili baterijskih tehnologija. Svaka druga vrsta tehnologije baterija ima svoje prednosti i nedostatke. Prema tome, različite vrste ćelijskih ili baterijskih tehnologija mogu se koristiti u različitim aplikacijama. Tabela u nastavku daje sažetak nekih različitih vrsta koje su danas češće u upotrebi.


Vrste baterija i njihova svojstva
Tip ćelijeNominalni napon
V
Karakteristike
Primarne ćelije i baterije
Alkalni mangan-dioksid1.5Široko dostupan, pružajući veliki kapacitet. Rok trajanja normalno do oko pet godina. Sposoban da pruži umerenu struju.
Litijum-tionil-hlorid3.6Dobro za male do srednje struje. Velika gustina energije i dug vijek trajanja.
Litijum mangan dioksid3.0Dug vijek trajanja u kombinaciji s velikom gustinom energije i umjerenom strujom.
Živin oksid1.35Koristi se za ćelije dugmeta, ali se sada praktički ukida zbog žive koju sadrže.
Silveov oksid1.5Dobra gustina energije. Uglavnom se koristi za ćelije dugmeta.
Cink ugljenik1.5Široko se koristi za potrošačke aplikacije. Niska cijena, umjereni kapacitet. Najbolje raditi pod uvjetima povremene upotrebe.
Cink zrak1.4Uglavnom se koristi za ćelije dugmeta. Imaju ograničen životni vijek nakon otvaranja i slabu strujnu sposobnost, ali visoku gustinu energije.
Sekundarne ćelije i baterije
Nikal-kadmijum
NiCd
1.2Bili su u vrlo čestoj upotrebi, ali sada ustupaju mjesto NiMH ćelijama i baterijama s obzirom na utjecaje na okoliš. Nizak unutrašnji otpor i može napajati velike struje. Dug životni vijek ako se koristi pažljivo.
Metal-hidrid nikla
NiMH
1.2Većeg kapaciteta, ali skuplji od NiCads-a. Punjenje mora biti pažljivo kontrolirano. Koristi se u mnogim aplikacijama u kojima su se ranije koristili NiCads.
Litijum-joni
Lav
Najvećeg kapaciteta i sada se široko koriste u mnogim prenosnim računarima, mobilnim telefonima, fotoaparatima. itd. Punjenje mora biti pažljivo kontrolirano i često mora imati ograničeni vijek trajanja - obično 300 ciklusa pražnjenja.
Olovna kiselina2.0Široko se koristi za automobilsku primjenu. Relativno jeftino, ali očekivani životni vijek često je kratak.

Učinak tehnologije baterija znatno se poboljšao posljednjih godina. Kako su se zahtjevi za baterijama povećavali sa većim kapacitetom u manjim prostorima i većim nivoima pouzdanosti, tako su uložene značajne količine istraživanja u pokušaju da se udovolje novim zahtjevima.

Istraživanje je rezultiralo mnogo dužim vremenima između punjenja, većim nivoima kapaciteta i većim stupnjem pouzdanosti. U budućnosti će se zahtjevi za baterijama samo povećavati i nesumnjivo će se tehnologija poboljšati preko svake mjere.


Pogledajte video: How to check the correctness of batteries Kako provjeriti baterije # Episode 2 (Oktobar 2021).