Δημοφιλή είδη μπαταριών

Η συσκευή (με λίγα λόγια), πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Μόλυβδος-οξύ, νικέλιο-κάδμιο, υδρίδιο νικελίου-μετάλλου και μπαταρίες ιόντων λιθίου.

Η τεχνολογία της μπαταρίας μπήκε αθόρυβα και σταθερά στη ζωή μας. Ασύρματα τηλέφωνα, κινητά τηλέφωνα, ασύρματα ηλεκτρικά εργαλεία, φωτογραφικές μηχανές, διάφορα παιχνίδια ... Εάν όλα αυτά έλαβαν ηλεκτρική ενέργεια μόνο από συνηθισμένο όξινο ή αλκαλικό, τότε ένα σημαντικό μερίδιο του προϋπολογισμού κάθε ρωσικής οικογένειας θα δαπανηθεί για μπαταρίες. Ως εκ τούτου, μπορείτε συχνά να πιάσετε τον εαυτό σας σκέψης: πώς κάναμε ακόμα και χωρίς οικιακές μπαταρίες?

Μπαταρίες - Πρόκειται για ηλεκτροχημικές συσκευές ικανές να αποθηκεύουν και να εκπέμπουν ηλεκτρική ενέργεια. Ωστόσο, πίσω από έναν τόσο απλό ορισμό βρίσκεται μια μεγάλη ποικιλία σχεδίων και αρχών λειτουργίας διαφόρων μπαταριών. Η εξέλιξη και η τεχνολογική πρόοδος έχουν πληγεί πλήρως και σήμερα υπάρχουν στη βιομηχανία επαναφορτιζόμενες μπαταρίεςικανό να λειτουργεί με μέγιστη ισχύ για κυριολεκτικά χρόνια χωρίς επαναφόρτιση.

Ωστόσο, ο μέσος απλός είναι μόνο εξοικειωμένος με πολλών τύπων μπαταριών. Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα τα θέματα αυτά.

Στα συστήματα ηλεκτροκίνησης των οχημάτων μας χρησιμοποιούνται μπαταρίες μολύβδου μίζας. Σύγχρονες μπαταρίες Αυτή η ομάδα δεν απαιτεί συντήρηση. Ο ηλεκτρολύτης σε αυτά είναι ένα διάλυμα θειικού οξέος και τα ενεργά αντιδραστήρια είναι οξείδιο του μολύβδου και μόλυβδος. Κατά τη διάρκεια της απόρριψης, τα αντιδραστήρια μειώνονται στην άνοδο και την κάθοδο για να οδηγήσουν θειικό άλας και ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται μέσω του ηλεκτρολύτη. Κατά τη φόρτιση, συμβαίνει αντίστροφη χημική αντίδραση και το ρεύμα ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Οι μπαταρίες αυτοκινήτου ονομάζονται μπαταρίες εκκίνησης επειδή απαιτείται να είναι πρόθυμες να δώσουν ένα μεγάλο αρχικό ρεύμα ακόμη και στις πιο ακραίες συνθήκες, για παράδειγμα σε θερμοκρασία περιβάλλοντος -30 βαθμούς Κελσίου ή χαμηλότερη.

Οι μπαταρίες εκκίνησης και οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος γενικά απουσιάζουν "Εφέ μνήμης". Αυτό σημαίνει ότι απολύτως δεν ενδιαφέρονται με ποια συχνότητα και σε ποιο βαθμό χρεώνονται, η ικανότητά τους από άνιση και ατελής χρέωση δεν μειώνεται.

Επιπλέον, οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος εκφορτίζονται σε ελάχιστο βαθμό, έχουν σχετικά χαμηλό κόστος και μπορούν να αντέξουν μέχρι και χίλιους κύκλους φόρτισης.

Αλλά ταυτόχρονα, οι μπαταρίες εκκίνησης έχουν επίσης μειονεκτήματα. Για παράδειγμα, η χωρητικότητα μιας μπαταρίας μολύβδου, που αναφέρεται σε μια μονάδα όγκου και μάζας, είναι μικρή. Συνεπώς, η μπαταρία μολύβδου δεν μπορεί να καλείται συμπαγής και ελαφριά. Ένα άλλο μειονέκτημα αυτού του τύπου μπαταρίας είναι ο φόβος των βαθιών εκκενώσεων. Το βέλτιστο για μια μπαταρία εκκίνησης θα είναι μια απόρριψη που δεν υπερβαίνει το μισό της χωρητικότητας.

Στις οικιακές και γενικές βιομηχανικές συμπαγείς συσκευές, μέχρι πρόσφατα διατηρήθηκε η απόλυτη ηγεσία στον επιπολασμό μπαταρίες νικελίου καδμίου (Ni-Cd). Αυτές είναι αλκαλικές μπαταρίες, χρησιμοποιούν υδροξείδιο του καλίου ως ηλεκτρολύτη. Και οι δραστικές ουσίες σε αυτές είναι το κάδμιο και το υδροξείδιο του νικελίου (εξ ου και το όνομα).

Οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου είναι μοναδικές στη στάση τους έναντι της βαθιάς εκκένωσης. Τους αρέσει και έχει ευεργετική επίδραση στην ικανότητα και στον αριθμό των πιθανών κύκλων επαναφόρτισης. Γενικά, μια μπαταρία νικελίου-καδμίου είναι καλή επειδή είναι σε θέση να δουλεύει με σταθερή ισχύ σε όλο τον κύκλο εκφόρτισης, παράγοντας το ίδιο ρεύμα.

Όπως και οι μπαταρίες μολύβδου, οι μπαταρίες νικελίου και καδμίου μπορούν να αντέξουν τις αλλαγές θερμοκρασίας και είναι έτοιμες για μεγάλο αριθμό κύκλων επαναφόρτισης.

Το κόστος των μπαταριών νικελίου-καδμίου είναι ελαφρώς υψηλότερο από το κόστος των μπαταριών μολύβδου, αλλά δεν μπορούμε να πούμε ότι οι πρώτες είναι ιδιαίτερα δαπανηρές.

Το κύριο μειονέκτημα των μπαταριών νικελίου-καδμίου είναι το έντονο φαινόμενο μνήμης. Επομένως, τέτοιες μπαταρίες είναι πολύ επιβλαβείς για να διατηρούν συνεχώς "φορτίο" και να μην εκφορτίζονται πλήρως. Δεν πρέπει να λησμονούμε ότι το κάδμιο είναι ένα δηλητήριο, εξαιτίας του οποίου ενδέχεται να υπάρχουν κάποιες δυσκολίες κατά τη διάθεση των μπαταριών νικελίου-καδμίου.

Για την επίλυση του προβλήματος της τοξικότητας του καδμίου και την επίτευξη υψηλότερων επιχειρησιακών χαρακτηριστικών αναπτύχθηκαν στα τέλη της δεκαετίας του 80 του περασμένου αιώνα επαναφορτιζόμενες μπαταρίες υδριδίου μετάλλων νικελίου (Ni-Mh). Η διαφορά μεταξύ αυτών των μπαταριών και των μπαταριών νικελίου-καδμίου είναι ότι η κάθοδος τους περιέχει απορροφημένο υδρογόνο (διαμεταλλικό). Οι μπαταρίες νικελίου-μετάλλου υδριδίου είναι λιγότερο επιρρεπείς στο "φαινόμενο μνήμης", έχουν υψηλότερη ειδική χωρητικότητα.

Αλλά ταυτόχρονα, αυτές οι μπαταρίες έχουν υψηλότερο κόστος από τις μπαταρίες καδμίου, είναι σε θέση να αντέξουν λιγότερους κύκλους φόρτισης και εκκένωσης και δεν είναι σε θέση να δώσουν μεγάλα ρεύματα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Λόγω αυτών των ελλείψεων, οι μπαταρίες μεταλλικού υδριδίου δεν κατάφεραν να ανταγωνιστούν τις μπαταρίες καδμίου.

Ένα από τα πιο προηγμένα και, ταυτόχρονα, δημοφιλή είδη μπαταριών είναι μπαταρίες ιόντων λιθίου. Από την πλευρά τους είναι και το μικρό βάρος, και ένας μεγάλος πόρος, καθώς και η απουσία ενός "εφέ μνήμης" και αυτοεκφόρτωσης.

Συσκευή μπαταρίας ιόντων λιθίου πολύ περίπλοκη: η κάθοδος είναι κατασκευασμένη από γραφίτη και η άνοδος είναι κατασκευασμένη από κοβάλτιο ή μαγγάνιο. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας της μπαταρίας, το οξείδιο του λιθίου είναι εναλλάξ είτε στο θετικό είτε στο αρνητικό ηλεκτρόδιο.

Για να τα μειονεκτήματα των μπαταριών ιόντων λιθίου μπορεί να αποδοθεί, πρώτον, το υψηλό κόστος τους. Μπορείτε να προσθέσετε σε αυτό ένα μικρό εύρος θερμοκρασιών λειτουργίας. Ωστόσο, αυτές οι αδυναμίες δεν μπορούν να θεωρηθούν σημαντικές και η παραγωγή μπαταριών ιόντων λιθίου συνεχώς αυξάνεται. Επιπλέον, πιο σύγχρονοι τύποι μπαταριών, όπως το πολυμερές λιθίου, δεν έχουν ακόμη διαδοθεί.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τους πιο σύγχρονους τύπους μπαταριών εδώ:

Μπαταρίες ιόντων λιθίου

Μπαταρίες γέλης

Υπόσχετες τεχνολογίες:

Μπαταρίες αλουμινίου

Μπαταρίες άνθρακα

Μπαταρίες Graphene

Αλέξανδρο Μόλοκοφ