СВИНЦЕВО-КИСЛОТНІ - Нікель-кадмієві - Літій-ІОННІ
Акумулятор (АКБ), як накопичувач електричної енергії, має широку сферу застосування. Він не виробляє електрику, а може тільки запасати його, зберігати і витрачати протягом певного часу. Акумулятори представляють собою багаторазові пристрої, які можна заряджати від зовнішнього джерела електрики.
Існує велика кількість різних типів акумуляторних батарей, які відрізняються по конструкції і технічним принципам. До найбільш поширених належать такі:
- свинцево-кислотні;
- нікель-кадмієві (Ni-Cd);
- літій-іонні (Li-ion).
Принцип дії акумулятора залежить від його конструкції і, в основному, ґрунтується на дисоціації негативних і позитивних іонів. Процес роботи АКБ виглядає наступним чином. Батарея живлення підключається, з дотриманням полярності, до зовнішнього джерела постійного струму з відповідним вихідним напругою і зарядним струмом, обумовленим типом акумулятора.
Через певний час АКБ буде повністю заряджено і, після підключення навантаження, її можна використовувати як автономне джерело живлення для різних пристроїв. Область використання акумуляторних батарей варіюється від дитячих іграшок і мобільних телефонів до підводних човнів і космічних станцій.
Акумуляторні батареї, в залежності від сфери застосування можуть випускатися в різних геометричних. Зазвичай вони мають прямокутну або циліндричну форму. Основними технічними характеристиками АКБ є:
- електрична ємність;
- номінальні напруга і струм;
- глибина розряду;
- струми заряду і саморозряду;
- термін служби;
- робоча температура.
Ємність АКБ позначає кількість запасеної енергії. Вона вимірюється в ампер-годинах (А / ч, Ah) і позначає час, протягом якого пристрій може віддавати певну величину струму. Так, наприклад, батарея ємністю 7 А / год здатна при струмі 1 ампер працювати без підзарядки протягом 7 годин, або 14 годин при 0,5 А.
Напруга вимірюється в вольтах (В, V). Існують різні типи акумуляторів, розраховані на стандартні напруги. Це 1,2; 2,4; 6,0; 12; і 24 вольта. Для отримання великих величин, АКБ з'єднуються послідовно.
Глибина розряду вимірюється у відсотках (%) і означає, до якої величини акумулятор можна розряджати, щоб не вивести його з ладу. Найбільш стійкими до глибокого розряду є літій-іонні і нікель-кадмієві акумулятори. Сернокислотниє батареї зі свинцевими пластинами не слід розряджати більше ніж на 40-50%.
Саморозряд властивий всім акумуляторів. В результаті тривалого зберігання в зарядженому стані, якась частина заряду піде в результаті внутрішніх електрохімічних реакцій. При підвищенні навколишньої температури швидкість саморозряду зростає.
Зарядний струм зазвичай становить одну десяту від номінальної ємності. Так акумулятор на 100 А / ч слід заряджати струмом 10 А. У деяких випадках зарядку АКБ слід виконувати малим струмом. Існують також швидко заряджаються пристрою. У будь-якому випадку, цей параметр слід уточнити для кожної конкретної моделі.
Термін служби можна вважати не зовсім коректним параметром. Для АКБ важливіше кількість можливих циклів зарядки-розрядки. Ця величина залежить від типу батареї і параметрів експлуатації. Наприклад, АКБ, постійно розряджається до 50%, допускає 800 циклів, тоді як акумулятор, розряджається до рівня 25%, легко витримує 1 600 циклів.
АКБ є неодмінною складовою частиною:
СВИНЦЕВО-КИСЛОТНІ АКУМУЛЯТОРИ
Існує три види акумуляторів використовують сірчанокислотний електроліт і свинцеві елементи:
- електролітна батарея;
- гелева АКБ;
- AGM акумулятор.
Найпоширенішими АКБ такого типу є батареї на 12 В, мають ємність 0,2-150 А / ч.
Електролітна.
Цей тип застосовується в автомобілях та інших транспортних засобах, системах аварійного енергопостачання. Конструктивно такий акумулятор складається з пластин свинцю та оксиду свинцю, поміщених в ємність з розчином сірчаної кислоти в дистильованої воді. Вони відносяться до обслуговуваних пристроїв, оскільки вимагають постійного контролю рівня і щільності електроліту і коригування цих параметрів.
Такі батареї не можна експлуатувати в непровітрюваних приміщеннях через виділення токсичних газоподібних речовин. До переваг кислотних пристроїв можна віднести невисоку вартість, низький саморозряд і не критичність при перевищенні потужності навантаження. До мінусів відносяться неприпустимість глибокого розряду, великі розміри і погані температурні характеристики.
Гелева.
Такий акумулятор являє собою вдосконалену Електролітну батарею. Різниця між ними полягає в тому, що рідкий компонент замінений на густий гель на основі діоксиду кремнію. Гель запобігає можливим замикання і перешкоджає осипання пластин.
Батарея такого типу не потребує обслуговування, їй не потрібно долив електроліту, і вона не виділяє ніяких газів. Точніше газ виділяється, але він рекомбинируют всередині герметичного корпусу. На відміну від класичних, які можна експлуатувати тільки при розташуванні клемами вгору, гелева АКБ до цього не критична і може працювати в будь-якому положенні.
Таке виконання допускає більш глибокий розряд і забезпечує при цьому більшу кількість циклів перезарядження. Компактні і герметичні гелеві АКБ знайшли широке застосування в безперебійних джерелах живлення для систем пожежної та охоронної сигналізації.
Самий істотний недолік батарей з гелевим електролітом полягає в жорстких вимогах до току заряду. При перевищенні зарядного струму виникає потужне газоутворення, яке може привести до механічного пошкодження корпусу.
AGM акумулятор.
AGM технологію можна вважати подальшою модифікацією кислотних батарей. Електроліт в цих пристроях знаходиться в повністю зв'язаному вигляді. Між електродами знаходяться губчасті пластини-мати зі скловолокна, які заповнені електролітом. Такі системи добре витримують підвищені навантаження і менш чутливі до температури, оскільки не мають рідкого компонента.
Недоліком таких акумуляторів є висока ціна і жорсткі вимоги до струму і напрузі при зарядці. Загальноприйняті зарядні пристрої використовувати для таких батарей не можна, так як вони не забезпечують стабільності параметрів ± 1%. AGM батарею можна ставити в пару з іншим типом акумулятора.
На початок
Нікель-кадмієвих акумуляторів
Це герметична низьковольтна конструкція складається з двох електродів, один з яких виготовлений з гідроксиду нікелю, а другий з кадмію. Між ними знаходиться шар гелю з добавкою лугу. Стандартна напруга одного елемента батареї становить 1,2 В. Для отримання більшої напруги вони з'єднуються послідовно, а збільшити струм можна паралельним з'єднанням.
Такі пристрої застосовуються там, де навантаження споживає великий струм. Вони використовуються в електричних вантажних візках, водному транспорті і в авіації. Найширше поширення такі батареї отримали в автономному інструменті.
Плюси Ni-Cd батарей:
- низька вартість;
- здатність віддавати великі струми;
- малий час заряду;
- велика кількість (до 1000) розрядних циклів.
До мінусів відноситься ефект пам'яті і високий саморозряд. Акумулятор «пам'ятає» значення напруги до якого був розряджений в попередньому циклі і згодом віддає енергії тільки до досягнення цього рівня.
Таким чином, якщо заряджати батарею, яка була не до кінця розряджена, то відбувається втрата ємності. Цього можна уникнути, тільки розрядивши батарею до нуля. Самостійний розряд акумулятора може досягати величини 8-10% за місяць зберігання.
На початок
Літій-ІОННІ АКУМУЛЯТОРИ
Батареї такого типу широко застосовуються в самій різної побутовій електроніці. Це мобільні телефони, планшетні комп'ютери, ноутбуки, фотоапарати і відеокамери. Літій іон - досить нова технологія. Такі акумулятори з'явилися на ринку в 1991 році. У пристрої є анод і катод, між якими знаходиться пористий сепаратор (роздільник), просочений електролітом. Переносником заряду в такій системі є іон літію.
Літій-іонні батареї дуже критичні до перевищення напруги в процесі заряду, тому в більшість літієвих джерел живлення відомих компаній встановлюється мікрочіп контролер заряду. Так само в деяких моделях є запобіжний клапан для скидання підвищеного тиску.
Літій-іонні АКБ мають достоїнствами, що визначили їх переважне використання в компактній побутовій техніці:
- можливість регулярної невеликий підзарядки;
- тривалий термін служби (більше 1000 робочих циклів);
- малу вагу і габарити.
Недоліки у таких джерел живлення теж є:
- висока ціна;
- критичність до температурного режиму роботи;
- вибухонебезпечність.
При експлуатації таких батарей слід не допускати глибокого розряду. Берегти батарею від перегріву і прямих сонячних променів, не експлуатувати її на сильному морозі, захищати від механічних впливів.
На початок
© 2012-2019 р Всі права захищені.
Всі представлені на цьому сайті матеріали мають виключно інформаційний характер і не можуть бути використані в якості керівних і нормативних документів
