Populární typy baterií

Zařízení (několika slovy), výhody a nevýhody. Olověné, nikl-kadmiové, nikl-metal hydridové a lithium-iontové baterie.

Technologie baterií tiše a pevně vstoupila do našich životů. Bezšňůrové telefony, mobilní telefony, bezdrátové elektrické nářadí, fotoaparáty, různé hračky ... Pokud by to všechno dostalo elektřinu pouze z obyčejných kyselých nebo alkalických baterií, pak by se značná část rozpočtu každé ruské rodiny utratila za baterie. Proto se často chytíte přemýšlení: jak jsme vůbec žili domácí baterie?

Baterie - Jedná se o elektrochemická zařízení schopná ukládat a vydávat elektrickou energii. Za takovou jednoduchou definicí však leží širokou škálu návrhů a principů provozu různých baterií. Evoluce a technologický pokrok je plně ovlivnily a dnes v průmyslu existuje dobíjecí baterieschopné pracovat s maximálním výkonem doslova roky bez dobíjení.

Průměrný laik je však jen obeznámen několik typů baterií. Pojďme na ně podrobněji.

V palubních pohonných systémech našich automobilů se používají olověné kyselinové baterie startéru. Moderní baterie Tato skupina nevyžaduje údržbu. Elektrolyt v nich je roztok kyseliny sírové a aktivními činidly jsou oxid olovnatý a samotný olovo. Během vybíjení jsou činidla redukována na anodě a katodě na síran olovnatý a elektrolytem prochází elektrický proud. Při nabíjení dochází k reverzní chemické reakci a proud protéká opačným směrem.

Autobaterie se nazývají startovací baterie, protože se požaduje, aby byly ochotny dát velký počáteční proud i v těch nejextrémnějších podmínkách, například při okolní teplotě -30 ° C nebo nižší.

Startovací baterie a olověné baterie obvykle chybí "Paměťový efekt". To znamená, že se absolutně nezajímá, s jakou frekvencí a do jaké míry jsou nabíjeny, jejich kapacita z nerovnoměrného a neúplného nabíjení se nesnižuje.

Olověné akumulátory se navíc samovolně vybíjejí, mají relativně nízké náklady a vydrží až tisíc nabíjecích cyklů.

Současně však mají i startovací baterie nevýhody. Například kapacita olověné baterie, vztažená na jednotku objemu a hmotnosti, je malá. Proto nelze olověnou baterii nazvat kompaktní a lehkou. Další nevýhodou tohoto typu baterie je strach z hlubokého vybití. Optimální pro startovací baterii bude vybití maximálně poloviny kapacity.

U domácích a obecných průmyslových kompaktních spotřebičů se donedávna udržovalo absolutní vedoucí postavení v prevalenci nikl kadmiové baterie (Ni-Cd). Jedná se o alkalické baterie, které používají jako elektrolyt hydroxid draselný. A účinné látky v nich jsou kadmium a hydroxid nikelnatý (odtud název).

Nikl-kadmiové baterie jsou jedinečné v přístupu k hlubokému vybití. „Líbí se“ a má příznivý vliv na kapacitu a počet možných dobíjecích cyklů. Obecně platí, že nikl-kadmiová baterie je dobrá v tom, že je schopna pracovat s konstantním výkonem v průběhu celého vybíjecího cyklu a produkovat stejný proud.

Stejně jako olověné baterie, niklové a kadmiové baterie vydrží teplotní změny a jsou připraveny na velké množství dobíjecích cyklů.

Cena nikl-kadmiových baterií je o něco vyšší než cena olověných baterií, ale nelze říci, že první jsou zvláště drahé.

Hlavní nevýhodou nikl-kadmiových baterií je výrazný „paměťový efekt“. Proto jsou takové baterie velmi škodlivé, aby se neustále udržovaly „v nabíjení“ a ne zcela se vybíjely. Člověk by neměl zapomínat na to, že kadmium je jed, kvůli kterému mohou při likvidaci nikl-kadmiových baterií existovat určité potíže.

Koncem 80. let minulého století bylo vyvinuto řešení problému toxicity kadmia a dosažení vyšších provozních charakteristik dobíjecí niklmetalhydridové baterie (Ni-Mh). Rozdíl mezi těmito bateriemi a nikl-kadmiovými bateriemi je v tom, že jejich katoda obsahuje absorbovaný vodík (intermetalický). Nikl-metal hydridové baterie jsou méně citlivé na „paměťový efekt“, mají vyšší měrnou kapacitu.

Zároveň však tyto baterie mají vyšší náklady než kadmiové baterie, jsou schopné odolávat menšímu počtu cyklů vybíjení a nejsou schopny dávat velké proudy po dlouhou dobu. Kvůli těmto nedostatkům nedokázaly kovové hydridové baterie konkurovat kadmiovým bateriím.

Jeden z nejpokročilejších a zároveň populárních typů baterií je lithium-iontové baterie. Na jejich straně jsou jak nízká hmotnost, tak velký zdroj a absence „paměťového efektu“ a samovybíjení.

Lithium-iontová baterie docela složitá: katoda je vyrobena z grafitu a anoda je vyrobena z kobaltu nebo manganu. Během provozu baterie je oxid lithný střídavě na kladné nebo záporné elektrodě.

Do nevýhody lithium-iontových baterií lze připsat především jejich vysoké náklady. K tomu můžete přidat malý rozsah provozních teplot. Tyto nedostatky však nelze považovat za významné a výroba lithium-iontových baterií neustále nabývá na síle. Kromě toho se dosud nejrozšířenější moderní typy baterií, jako je lithium-polymer.

Přečtěte si více o nejmodernějších typech baterií zde:

Lithium-iontové baterie

Gelové baterie

Slibné technologie:

Hliníkové baterie

Uhlíkové baterie

Grafenové baterie

Alexander Molokov