Из чего состоит аккумуляторная батарея: Из чего состоит аккумулятор

И на конец самая усовершенствованная на данный момент свинцово-кислотная технология абсорбирующего стекловолокна (AGM)

Выбирая AGM на основе самой совершенной технологии Absorbent Glass Mat (абсорбирующее стекловолокно), Вы получаете исключительно качественный аккумулятор, который способен удовлетворить потребности в энергии самых требовательных автомобилей и оборудования. Аккумулятор AGM безопасен и герметичен даже в случае поломки. Технология AGM обеспечивает в три раза больший срок службы в циклах по сравнению с обычными аккумуляторами, что идеально подходит для усовершенствованных систем Start-Stop, в которых аккумулятор нужно быстро подзаряжать энергией рекуперативного торможения.

Аккумуляторы Powersports AGM спроектированы с учетом работы в суровых условиях. Благодаря усовершенствованной технологии AGM этот сложный продукт обеспечивает максимальную мощность в течение длительного времени и не требует обслуживания.

Впитывающий стекломат (AGM)

Специальный стекловолоконный сепаратор впитывает весь электролит в аккумуляторе и обеспечивает высокую устойчивость к циклированию. Это позволяет аккумулятору выдерживать многочисленные циклы заряда-разряда без потери производительности.

Узнать больше о технологии AGM

2.3. Устройство стартерных аккумуляторных батарей

Стартерные аккумуляторные батареи состоят из отдельных аккумуляторов, соединенных между собой последовательно с помощью перемычек.

Каждый аккумулятор состоит из чередующихся отрицательных и положительных электродов, разделенных сепараторами и собранных в блок.

Блоки электродов каждого аккумулятора помещаются либо в отдельных ячейках моноблока, либо в отдельных баках из эбонита, устанавливаемых в деревянном ящике или в стеклопластиковом корпусе. Каждый аккумулятор закрывается отдельной крышкой, которая при сборке аккумуляторной батареи герметизируется с помощью специальной заливочной битумной мастики.

Для танковых аккумуляторных батарей кроме заливочной мастики для уплотнения крышек применяются резиновые уплотнительные прокладки (рамки).

Различные типы аккумуляторных батарей имеют свои конструктивные особенности, однако в их устройстве много принципиально общего. Устройство танковой аккумуляторной батареи показано на рис. 4, а устройство автомобильной аккумуляторной батареи — на рис. 5.

Электрод каждой полярности состоит из токоотвода и активной массы. Токоотводы электродов стартерных аккумуляторов отливают из свинцово-сурьмянистого сплава.

Для токоотводов положительных электродов некоторых типов батарей применяется свинцово-сурьмянистый сплав с небольшой добавкой мышьяка, что увеличивает коррозионную стойкость токоотводов. При изготовлении электродов ячейки токоотводов заполняются специальной пастой, которая после электрохимической обработки (формирования) превращается в пористую активную массу.

Электроды одной полярности о определенным зазором свариваются между собой в полублоки посредством свинцового мостика, к которому приваривается борн (рис. 6).

Полублоки положительных и отрицательных электродов собираются в блок электродов так, что положительные и отрицательные электроды чередуются. В собранном аккумуляторе крайние электроды, как правило, являются отрицательными. Поэтому полублок отрицательных электродов имеет на один электрод больше, чем полублок положительных электродов.

Блок электродов опирается выступами («ножками») электродов на опорные призмы, имеющиеся на дне каждой ячейки моноблока или отдельного эбонитового бака. Таким образом, между нижними кромками электродов и дном имеется свободное пространство, необходимое для накапливания шлама (осадка, образующегося с течением времени из активной массы). Тем самым предотвращаются короткие замыкания разноименных электродов выпадающим шламом.

При сборке блока положительные и отрицательные электроды отделяются друг от друга микропористыми прокладками, которые называются сепараторами.

Сепараторы предохраняют разноименные электроды от коротких замыканий и обеспечивают необходимый запас электролита между электродами.

Сепараторы изготавливаются в виде тонких листов из мипора (микропористого эбонита на основе натурального каучука) или из мипласта (микропористого полихлорвинила) и имеют с одной стороны гладкую, а с другой ребристую поверхность (рис. 7). Ребристая поверхность сепаратора обращена к положительному электроду для лучшего доступа к нему электролита.

Размеры сепараторов несколько больше, чем размеры электродов, что предотвращает замыкания между кромками разноименных электродов. Для повышения срока службы положительных электродов в некоторых типах автомобильных и мотоциклетных батарей применяются комбинированные сепараторы — мипор или мипласт со стекловолокном. При этом сепаратор стекловолокном устанавливается к положительному электроду. Прилегая плотно к его поверхности, он предохраняет активную массу от оплывания.

Для предохранения верхних кромок сепараторов от механических повреждений (при измерении температуры, плотности и уровня электролита) сверху над сепараторами устанавливается перфорированный предохранительный щиток.

Каждый аккумулятор закрывается крышкой (рис. 8), изготовленной из эбонита или пластмассы. В двух крайних отверстиях для выводных борнов блоков электродов запрессованы свинцовые втулки, которые затем свариваются с борнами и перемычками, что создает надежное уплотнение. Среднее отверстие для заливки электролита закрывается резиновой пробкой, имеющей вентиляционное отверстие для выхода газа. Однако применяются также крышки (рис. 9) с автоматическим ограничением уровня электролита и отдельными вентиляционными отверстиями. Такие крышки закрываются глухой пробкой (без вентиляционного отверстия).

Для автомобильных аккумуляторных батарей, устанавливаемых на машинах, преодолевающих глубокие броды, применяются гидростатические пробки (рис. 10), предотвращающие попадание забортной воды в аккумуляторы.

При сборке батарей на заводе под пробки заливных отверстий подкладываются уплотнительные резиновые диски, создающие герметичность, необходимую при хранении батарей в сухом виде. У некоторых типов батарей герметичность обеспечивается за счет применения полиэтиленовых пробок с глухими выступами (рис. 11) на месте вентиляционного отверстия или с помощью заклейки вентиляционного отверстия пленкой.

При приведении аккумуляторных батарей в рабочее состояние глухие выступы над вентиляционными отверстиями срезаются, уплотнительные резиновые диски и пленки удаляются.

Выводные борны отдельных аккумуляторов последовательно соединяются между собой посредством перемычек (рис. 12) способом сварки. Борны, перемычки и выводы танковых, а также автомобильных (ЗСТ-215, 6СТ-182, 6СТ-190) батарей, рассчитанных на большие величины стартерных токов, имеют внутренние медные вкладыши, снижающие падение напряжения на перемычках. К выводным борнам крайних аккумуляторов навариваются полюсные выводы. В зависимости от назначения батарей применяются полюсные выводы в виде конусов или в виде проушин с отверстиями под болт.

Полюсные выводы батарей обозначаются знаками «+» (положительный) и «—» (отрицательный), такие же знаки ставятся на стенках моноблока (ящика) у полюсных выводов.

Танковые аккумуляторные батареи 6СТЭН-140М и 6СТ-140Р собираются из шести отдельных аккумуляторов, помещенных в общий деревянный корпус (ящик). Танковые батареи 12СТ-70М, 12СТ-70 и 12СТ-85Р собираются из двенадцати аккумуляторов. Каждые четыре аккумулятора собраны в четырехкамерный бак и три таких бака помещены в деревянный ящик или корпус из стеклопластика. Для повышения прочности деревянный ящик стянут двумя стальными лентами, проходящими между эбонитовыми баками батареи. Батареи 12СТ-85Р собраны в корпусе из стеклопластика (рис. 13). Полюсные выводы батарей в виде проушин с отверстиями под болт выведены на переднюю стенку корпуса и привернуты к нему двумя винтами. Полюсные выводы закрываются защитным кожухом, который крепится болтом к передней стенке корпуса батареи. Деревянные ящики батарей покрываются кислотостойким лаком БТ-783. Батареи закрываются деревянной прессованной крышкой (в батарее 12СТ-85Р крышка из стеклопластика).

Автомобильные аккумуляторные батареи (рис. 14… 25) собираются в моноблоках из эбонита или пластмассы с внутренними перегородками, образующими ячейки для каждого аккумулятора.

Мотоциклетные батареи (рис. 26 и 27) собираются в моноблоках из эбонита, полиэтилена и холодостойкого полипропилена.

Все аккумуляторные батареи большой емкости, имеющие массу более 30 кг, снабжены ручками для удобства переноски, снятия и установки на машину.

Для обеспечения работоспособности системы электрического пуска дизельных двигателей колесных машин и гусеничных транспортеров-тягачей при низких температурах окружающего воздуха разработана стартерная аккумуляторная батарея 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом. По габаритным и присоединительным размерам батарея на колесных машинах и гусеничных тягачах взаимозаменяема с серийными батареями 6СТЭН-140М, 6СТЭ-128 и 12СТ-70. Общий вид и устройство аккумуляторной батареи 6СТ-190ТРН показаны на рис. 28 и 29.

Батарея собрана на тонких унифицированных электродах с увеличенным количеством активной массы. В сплав, из которого изготовлены токоотводы электродов, введена добавка мышьяка, позволившая увеличить срок их службы.

В активную массу отрицательных электродов введен эффективный расширитель, позволивший повысить отдачу батареи в стартерном режиме разряда при низких температурах. В состав активной массы отрицательного электрода введен также ингибитор окисления свинца, что обеспечивает сохранение сухозаряженности батареи в течение одного года.

Для сокращения потерь энергии уменьшены зазоры между сепараторами и электродами, использованы сепараторы из мипора с высокой пористостью, перемычки и борны армированы медными вкладышами.

Моноблок батареи выполнен из полиэтилена низкого давления с наполнителем.

Каждый аккумулятор батареи 6СТ-190ТРН оборудован отдельным нагревательным элементом типа ЭНА-100 (электрический нагреватель аккумуляторный номинальной мощностью 100 Вт). Нагревательный элемент выполнен из графитированного шнура на основе вискозного кордного волокна в изоляции из фторопласта.

Нагреватели расположены в придонном пространстве под блоком электродов (рис. 30).

Система обогрева батарей имеет два основных эксплуатационных режима:

Номинальная мощность системы обогрева батареи составляет 600 Вт в режиме форсированного разогрева и 125 Вт в режиме длительного подогрева.

Управление режимами обогрева осуществляется с помощью несложного коммутационного устройства, устанавливаемого вне батареи.

Для предотвращения перегрева батареи внутри нее встроено температурное реле, отключающее нагревательные элементы от источника питания при достижении температуры электролита 15±5 °С.

Питание системы обогрева аккумуляторных батарей предусматривается в движении от собственной генераторной установки машины, а на стоянке — от внешнего источника электроэнергии постоянного или переменного тока с номинальным напряжением 28.0 В.

Особенности эксплуатации системы внутреннего электрообогрева аккумуляторных батарей 6СТ-190ТРН и основные рекомендации по применению режимов электрообогрева в условиях эксплуатации батарей на машинах приведены в других статьях раздела.

Аккумуляторная батарея для тракторов

Категория:

   Тракторы

Публикация:

   Аккумуляторная батарея для тракторов

Читать далее:

Аккумуляторная батарея представляет собой вспомогательный источник электрической энергии, питающий всех потребителей в то время, когда двигатель трактора не работает. Батарея состоит из отдельных аккумуляторов — приборов, обладающих свойством накапливать химическую энергию, которую по мере необходимости можно превращать в электрическую.

Принцип действия. Если в бак (рис. 48, а), заполненный электролитом (водным раствором серной кислоты), поместить две свинцовые пластины, отлитые в виде решетки и заполненные окисью свинца, то в результате взаимодействия этой окиси с серной кислотой на поверхности пластин образуется слой сульфата свинца, а в сосуде останется электролит низкой плотности.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 48. Аккумуляторная батарея:
а — схема действия; б — устройство; 1 — бак; 2 — положительная пластина; 3—отрицательная пластина; 4 — ареометр; 5 — источник постоянного тока; 6 — потребитель тока; 7 — клемма; 8 — перемычка; 9 — крышка; 10 — сепараторы; 11 — полублок; I — подготовка к зарядке; II — зарядка; III — разрядка.

Чтобы накопить в аккумуляторе химическую энергию, его нужно зарядить. Для этого одну из пластин, например (см. рис. 48, а, II), соединяют с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а другую, с положительным полюсом источника тока. В результате электролиза электрическая энергия превращается в химическую. Плотность электролита при этом увеличивается, что можно определить при помощи ареометра.

Если между пластинами заряженного аккумулятора установить потребитель электрического тока (см. рис. 48, а, III), то электроны начнут передвигаться от отрицательного электрода к положительному, т. е. возникает электрический ток, и химическая энергия начнет превращаться в электрическую. Плотность электролита при этом будет постепенно падать, а пластины покрываться сульфатом свинца.

Устройство. Аккумуляторная батарея состоит из бака (см. рис. 48, б), изготовленного из эбонита или какого-либо другого кислотоупорного материала, с внутренними перегородками, образующими отдельные сосуды для аккумуляторов. В батарею входит три или шесть аккумуляторов.

Для того чтобы в аккумуляторе можно было накопить достаточно большое количество химической энергии, т. е. чтобы аккумулятор имел большую емкость, в каждый сосуд помещают не две пластины, а две группы пластин, спаянных в полублоки. Каждый из полублоков содержит четыре, пять или больше положительных пластин и на одну больше отрицательных пластин (пять, шесть и т. д.).

При сборке аккумуляторов пластины разноименных полублоков изолируют одну от другой сепараторами — пластинами, изготовленными из изоляционного материала, например микропористого эбонита (мипор). Сверху каждый аккумулятор закрыт крышкой. Все аккумуляторы, находящиеся в батарее, соединены между собой последовательно свинцовыми перемычками. Крайние аккумуляторы имеют конические выводные клеммы, к которым и присоединяют провода, идущие в электрическую сеть трактора.

Аккумуляторные батареи выпускаются сухозаряжен-ными и несухозаряженными. Сухозаряженные батареи можно долго хранить на складе и быстро привести в рабочее состояние. При особой необходимости такую батарею можно устанавливать на трактор без подзарядки через 3 ч после заливки электролита при условии, что плотность электролита за это время понизится не более чем на 0,04 г/см3.

Аккумуляторная батарея с «массой» соединяется при помощи специального устройства — включателя (рис. 49, а, б), к которому подводится от батареи отрицательный полюс. Для включения «массы» нужно нажать на шток 3 включателя. При этом контактный диск замкнет контакты и направит ток на «массу».

Чтобы отключить батарею от «массы», нужно нажать на боковую кнопку включателя, тогда шток освободится и под действием пружины 5 поднимется вверх и отключит батарею от «массы» (см. рис. 49, б).

Обозначение. На каждой аккумуляторной батарее дается обозначение, например 6СТ-132 ЭМС ГОСТ 959 18—79. Первая цифра (3 или 6) обозначает число аккумуляторов в батарее, что позволяет судить о напряжении тока в батарее (6 или 12 В). Буквы СТ указывают, что батарея стартерная, т. е. такая, которая способна отдавать очень большие токи (до 1000… 2000 А). Следующее за буквами число (50, 75, 82, 132, 150, 182 и 215) соответствует номинальной емкости батареи (А-ч) при 20-часовом разрядном токе. Последующие буквы обозначают материал блока (Э — эбонит, Т — термопласт) и материал сепаратора (М — мипласт, Р — мипор, С — стекловолокно). В условное обозначение несухозаряженной батареи добавляется буква Н. И наконец в обозначение батарей, подготовленных для работы в тропическом климате, входит буква Т.

Рис. 49. Схема подключения включателя «массы»:
а — включено; б — выключено; 1 — контакты; 2— диск; 3— шток; 4 — кнопка; 5 — пружина.

У некоторых тракторов при включении аккумуляторной батареи на «массу» загорается контрольная лампа, расположенная на щитке контрольных приборов.

Рекламные предложения:

Категория: — Тракторы

Главная → Справочник → Статьи → Форум

B22 5.2 Аккумуляторная батарея 22 В — Аккумуляторы для электроинструментов

Наведите курсор на картинку для увеличения.

Кликните на картинку для увеличения.

Кликните на картинку для увеличения.

Артикул #r6227236

Мощная литий-ионная батарея 22 В с емкостью 5,2 А ч для более длительной работы

Отзывы

Клиенты также искали аккумулятор, аккумулятор для инструмента, аккумулятор Hilti или батарея 22В

Преимущества и применения

Преимущества и применения

Преимущества

• Высокопроизводительная батарея, обеспечивающая большее время работы для всех электроинструментов Hilti на платформе 22 В
• Технология Cordless Power Care (CPC) обеспечивает интеллектуальный контроль каждой ячейки батареи для ее неизменно высокой выходной мощности и точного отображения состояния заряда
• Полная герметичность электроники для высокого уровня защиты от пыли и влаги
• Прорезиненный корпус из стеклопластика – до четырех раз лучше защита от повреждений в случае падения и вдвое большая устойчивость к воздействию экстремальных температур по сравнению со стандартным пластиком ABS
• Корпус специальной конструкции для охлаждения батареи до оптимальной температуры для более быстрой зарядки и уменьшения нагрузки во время работы

Применения

• Совместимость со всей линейкой аккумуляторных инструментов Hilti на платформе 22 В
• Совместимость со всей линейкой аккумуляторных инструментов Hilti на платформе 18 В и 22 В
• Совместимость со всеми зарядными устройствами для литий-ионных аккумуляторных батарей Hilti C4/36
• Возможность эксплуатации при температуре от -17 °C до +60 °C
• Возможность эксплуатации в сложных температурных условиях – от -20 °C до +60 °C

Услуги

• Решение всех вопросов по одному клику или звонку
• Бесплатное обслуживание до 2-х лет, включая замену изношенных деталей, приёмку инструмента в сервис и его доставку
• Гарантия качества деталей и отсутствия производственного брака в течение всего срока службы инструмента

• Отдельная маркировка и возможность отслеживания в режиме онлайн обеспечивают прозрачность контроля всего ассортимента инструментов.
• Ежемесячный платеж за использование покрывает все расходы, связанные с эксплуатацией, обслуживанием и ремонтом инструментов, что помогает обеспечить полный контроль расходов.
• Высокоэффективные инструменты и последние технологические разработки помогают повысить производительность на рабочей площадке.
• Подменный инструмент на время ремонта для уменьшения простоев.
• Краткосрочная аренда инструмента на время пиковых нагрузок или для выполнения специальных задач помогает сократить финансовые расходы.

Техническая информация

Документы и видео

Консультация и поддержка

Оценки и отзывы

Зарегистрироваться

Регистрация позволяет получить доступ к ценам с учетом персональной скидки.

Не получается войти или забыли пароль?

Пожалуйста, введите свой e-mail адрес ниже. Вы получите письмо с инструкцией по созданию нового пароля.

Войдите, чтобы продолжить

Зарегистрироваться

Регистрация позволяет получить доступ к ценам с учетом персональной скидки.

Выберите следующий шаг, чтобы продолжить

Ошибка входа

К сожалению, вы не можете войти в систему.
Email адрес, который вы используете, не зарегистрирован на {0}, но он был зарегистрирован на другом сайте Hilti.

Количество обновлено

Обратите внимание: количество автоматически округлено в соответствии с кратностью упаковки.

Обратите внимание: количество автоматически округлено до в соответствии с кратностью упаковки.

Аккумуляторная батарея VISION 6FM200SE-X

Технические характеристики:

Рабочее напряжение — 12 В
Число элементов — 6
Срок службы в буферном режиме – 10 лет
Вес — 59.1 кг        
Емкость С10 — 200 Ач       
Емкость С5 — 173.5 Ач       
Емкость С1 — 129 Ач
Длина — 522 мм
Ширина – 238 мм
Высота без учета клемм — 218 мм       
Высота с клеммами — 223 мм 
Клеммы — Резьба под болт М8
Диапазон температуры при хранении от -20 до +50 °С             
Диапазон температуры при разряде от -15 до +50 °С
Диапазон температуры при заряде от -10 до +50 °С 
Внутреннее сопротивление заряженной батареи (25°С) — 4 мОм     
Ток короткого замыкания — 3300
Максимальный разрядный ток (5с) – 1000 А
Саморазряд в месяц (25°С) — 3% емкости
Напряжение подзаряда в циклическом режиме — 14,4 — 14,7 В, температурная компенсация -30 мВ/°С
Номинальный…макс. ток заряда — 20…60 А
Напряжение подзаряда в буферном режиме — 13,38 — 13,8 В, температурная компенсация -20 мВ/°С
Срок службы, циклов, при 30% разряде — 1200
Срок службы, циклов, при 100% разряде — 200-250
Страна бренд/производство — Китай/Вьетнам
Гарантийный срок — 13 мес.     

Аккумулятор ETALON VISION 6FM200SE-X является стационарным свинцово-кислотным необслуживаемым и изготовлен по технологии AGM. Серия VISION CP спроектирована под применение в источниках бесперебойного питания. Отличительная особенность – высокая надежность, устойчивость работы при циклическом режиме, превосходные разрядные характеристики на коротких временах разряда.

Сферы применения акб ETALON серии VISION CP

Свинцово-кислотные аккумуляторы VISION входят в линейку «ETALON UPS SYSTEMS» и предназначены для источников резервного и бесперебойного питания, таких, как APC, EATON, GE.

Основные сферы применения аккумуляторов серии VISION CP:

• Источники резервного питания
• Источники бесперебойного питания
• Медицинское оборудование
• Приборостроение

Расчетный срок службы: 5 лет.
Предназначены для работы как в буферном, так и в циклическом режимах.

Серия сертифицирована для использования предприятиями на территории Российской Федерации.

   Технология AGM (Absorbent Glass Mat), класс VRLA (Valve-Regulated Lead–Acid)

• Система внутренней рекомбинации газа: под крышкой аккумулятора на моноблоках расположены клапаны избыточного давления, которые поддерживают необходимое давление и обеспечивают выпуск газа при превышении внутреннего давления выше допустимого уровня
• Полностью герметична, может эксплуатироваться в любом положении, кроме перевернутого крышкой вниз: утечка электролита невозможна
• Необслуживаемые: не требуется долив воды
• Нет ограничений на перевозку воздушным, железнодорожным, авто- транспортом
• Низкий саморазряд (до 3% в месяц)
• Соответствие требованиям UL, IEC, Гост Р

Аккумуляторные батареи

Страница 1 из 26

1. Основные характеристики аккумуляторов

1.1. Классификация химических источников тока

Химическими источниками тока   называются устройства, в которых химическая энергия при разряде за счет окислительно-восстановительных процессов превращается в электрическую. По характеру работы химические источники тока делятся на две группы: гальванические элементы или первичные источники тока и электрические аккумуляторы или вторичные источники тока.
К группе первичных химических источников тока относятся устройства, в которых активные материалы могут быть использованы лишь однократно.
К группе вторичных химических источников тока относятся источники тока, которые могут восстанавливать свою работоспособность после разряда путем последующего заряда. Эти источники тока называются электрическими аккумуляторами, т. е. накопителями электрической энергии (в виде химической энергии) для ее последующего использования.
Конструкция химических источников тока может быть самая различная, но в принципе и гальванические элементы и аккумуляторы состоят из двух электродов — проводников первого рода, разделенных слоем электролита — проводником второго рода. Знаки электродов и их название — анод и катод — соответствуют протекающим на них окислительно-восстановительным процессам. Так, при разряде химические источники тока отрицательным электродом или анодом называется тот электрод, на котором протекает процесс окисления, а положительным или катодом — электрод, на котором идет процесс восстановления.
Освобождающиеся на аноде электроны ввиду разности электродных потенциалов данного источника тока направляются по внешней цепи источника к катоду. Таким образом, разрядный ток источника по внешней цепи будет направлен от катода к аноду. Направление тока заряда противоположно направлению тока разряда, следовательно, и процессы, протекающие при заряде химических источников тока, по своей природе обратны тем, которые протекают при разряде.

1.2. Схемы соединения элементов

В большинстве случаев аккумуляторы используются группами или батареями, количество элементов в батарее и их величина зависят от требований, предъявляемых эксплуатацией. Аккумуляторы в батарее можно соединить несколькими способами, но каждый раз нужно выбирать самое экономичное для данного случая решение. Два фактора диктуют выбор схемы соединения элементов с одной стороны, необходимый уровень напряжения, с другой — необходимая емкость. Когда элементы соединены последовательно, т. е. когда положительный полюс одного элемента соединяется с отрицательным полюсом другого элемента, как показано на рис.1.1, то напряжение всех элементов складывается. Два элемента, соединенных последовательно, дают напряжение, в 2 раза большее напряжения одного элемента, пять элементов дают напряжение, в 5 раз большее, и т. д.
               

Емкость же батареи последовательно соединенных элементов не превышает емкости одного элемента. Элементы могут быть соединены параллельно, т. е. одноименными полюсами (рис. 1.2). Напряжение батареи параллельно соединенных элементов не выше напряжения одного элемента, но емкость такой батареи эквивалентна сумме емкостей отдельных элементов. Такая схема соединения аккумуляторов не нашла широкого распространения, так как целесообразнее брать один аккумулятор необходимой емкости, а не соединять параллельно несколько аккумуляторов меньшей мощности.
При необходимости смешанного соединения элементы соединяют, как показано на рис. 1.3 и 1.4. Элементы могут быть собраны в последовательные ряды, а эти ряды затем соединяются параллельно (рис. 1.3). Можно элементы собрать в параллельные группы, а затем группы соединить последовательно (рис. 1.4). Напряжение и емкость батареи в обоих случаях одинаковы. Первый способ соединения предпочтителен для аккумуляторов. Для сухих элементов лучше второй способ.
Параллельное соединение групп последовательно соединенных аккумуляторов применяется в случаях, когда требуется очень большая емкость или когда зарядное устройство не может обеспечить заряд батареи, если все элементы будут соединены последовательно.
В некоторых установках с большим числом элементов со смешанным соединением соединяют электрически все точки равного потенциала. Это способствует уравниванию нагрузок отдельных аккумуляторов и снижает общее сопротивление межэлементных и межгрупповых соединений.
               

Аккумуляторная батарея Трипольской ТЭС

Рис. 1.5. Аккумуляторная батарея Трипольской ТЭС

Рис. 1.6. Аккумуляторная батарея Трипольской ТЭС

Аккумулятор (электричество)

2

Устройство, объединяющее солнечные элементы и батарею, может хранить электроэнергию вне сети

27 сентября 2018 г. — Ученые объединили возможности солнечного элемента и батареи в одном устройстве — «солнечной батарее», которая впитывает солнечный свет и эффективно хранит его в виде химической энергии для …

Новая система улавливает CO2 и вырабатывает электроэнергию

Мар.17 февраля 2021 г. — Недавнее исследование представило новую систему, способную быстро и эффективно производить водород и электричество, сокращая при этом выбросы углекислого газа …

Новый растягивающийся аккумулятор для носимой электроники

24 января 2020 г. — Внедрение носимой электроники до сих пор ограничено их потребностью получать питание от громоздких, жестких батарей, которые снижают комфорт и могут представлять угрозу безопасности из-за утечки химикатов или …

Новый способ охлаждения электронных устройств и рекуперации отработанного тепла

Апр.22, 2020 — Слишком долгое использование электронных устройств может привести к их перегреву, что может замедлить их работу, повредить их компоненты или даже заставить их взорваться или загореться. Теперь исследователи разработали …

Питание кардиостимулятора с помощью сердцебиения пациента

20 февраля 2019 г. — Имплантируемые кардиостимуляторы, без сомнения, изменили современную медицину, спасая бесчисленное количество жизней, регулируя сердечный ритм. Но у них есть один серьезный недостаток: их батарей хватает всего на пять-двенадцать…

Инновационная химия батарей революционизирует воздушно-цинковую батарею

4 января 2021 г. — Воздушно-цинковые батареи — это привлекательная технология хранения энергии будущего. На основе инновационного нещелочного водного электролита международная исследовательская группа разработала новую батарею …

Насколько легким может быть складной и долговечный аккумулятор

11 декабря 2019 г. — Инженеры разработали трехмерную монолитную органическую батарею…

Простая самозарядная батарея предлагает решения для электропитания устройств

25 февраля 2020 г. — Аккумулятор нового типа сочетает в себе отрицательную емкость и отрицательное сопротивление внутри одного элемента, что позволяет элементу самозаряжаться без потери энергии, что имеет важные последствия для …

Тонкий слой защищает аккумулятор, позволяет заряжать от холода

26 августа 2020 г. — В поисках надежного, быстро заряжаемого аккумулятора для холодной погоды для автомобилей решением может стать самосборный тонкий слой электрохимически активных молекул, по мнению команды или…

Литий-ионные батареи, отпечатанные на 3D-принтере

17 октября 2018 г. — Электромобили и большинство электронных устройств, таких как сотовые телефоны и портативные компьютеры, питаются от литий-ионных батарей. До сих пор производителям приходилось проектировать свои устройства на основе …

Батарея состоит из одного или нескольких электрохимических элементов.Каждая ячейка содержит два металлических электрода и как минимум один раствор электролита. (раствор, содержащий ионы, которые могут проводить электричество). Батарея действует посредством электрохимических реакций, называемых окислением и восстановлением. Эти реакции включают обмен электронами между химическими частицами. Если химическое вещество теряет один или несколько электронов, это называется окислением. Противоположный процесс — усиление электронов — называется редукцией.

Окисление происходит на аноде.

Восстановление происходит на катоде.

Если реактивные компоненты электрохимические ячейки контактируют друг с другом, они будут реагируют прямым переносом электронов ( окисление — реакция восстановления) и там невозможно использовать эту энергию для выполнения электрических работ. Большинство из энергия реакции выделяется в виде тепла. Выделяемое тепло тесно связан со стандартным изменением энтальпии (дельта-Н °) реакции.

В большинстве аккумуляторов используются разные материалы. два электрода, так что они хотят реагировать с одним материалом, окисляется, а другой восстанавливается. В ячейке ниже цинк используется для электрода слева (анод), контактирующего с раствором ионов цинка (II), возможно, раствор Цинк Нитрат. Медь используется для электрод справа (Катод) в контакте с раствором, содержащим Медь (II) ионы, возможно Нитрат меди. Разделяя материалы, электроны, производимые окисление на аноде может быть использовано для выполнения электрических работ в том виде, в котором они переносятся на катод, где они будут потребляться восстановлением процесс. Количество электромонтажных работ, которые может произвести аккумулятор. тесно связано со стандартным изменением свободной энергии (дельта-G °) реакции.

Однако процесс окисления дает положительный ионов или удаляет отрицательные ионы из раствора на аноде (или это может заменить один ион на более положительный), и процесс восстановления либо удаляет положительные ионы или производит отрицательные ионы в растворе на катод.В результате получаются электрически заряженные растворы, и очень быстро останавливает процесс до того, как будет перенесено измеримое количество электронов.

Должен быть путь для движения ионов между два решения, чтобы электроны непрерывно текли по проводу. Это создает «ионный ток» внутри аккумулятор с катионами (положительно — заряженный ионы) движутся от анода к катоду, а анионы (отрицательно заряженные ионы) движутся от катода к аноду.

Этот путь может быть обеспечен двумя решениями контактируют друг с другом, но это позволяет диффузию всех ионов и довольно быстро «разряжает» аккумулятор. Это распространение может быть замедляется за счет разделения растворов мембраной или пористой пробкой. Все это может привести к «потенциалу жидкого перехода». из-за различной скорости движения катионов и анионов. Соль мост »может использоваться для разделения двух растворов с помощью третьего концентрированного раствор хорошо подобранных катионов и анионов, полностью устраняя «потенциал жидкого перехода».В нескольких корпусов, можно сконструировать батарею так, чтобы оба электрода могли быть помещен в тот же контейнер только с одним раствором.

*********************************************** *

Прежде чем мы закончим обсуждение, обсудим термодинамику. аккумуляторов, нам необходимо учитывать влияние концентрации на напряжение ячейки.Это может быть несколько сложным и запутанным. Мы собираемся избежать этих проблем, сосредоточив внимание на ячейках с очень специфическим тип химической реакции.

*********************************************** *

Уравнение Нернста описывает влияние концентраций на максимальное напряжение, которое реакция может быть произведена путем соотнесения напряжения со стандартом Электрохимический потенциал (E °). Этот стандарт Электрохимический потенциал представляет собой максимальное напряжение реакции может производить со всеми стандартными компонентами состояниях или при единичной деятельности.

*********************************************** *

Один из способов сделать это — использовать металл / металл. Солевые электроды, которые получают путем покрытия металла одним его нерастворимых солей (или оксида), как в Silver / Silver Хлорид, свинец / сульфат свинца или ртуть / ртуть Хлоридные (каломелевые) электроды.Эти обычно являются твердым металлом и твердой солью, хотя в случае ртути металл — чистая жидкость. Электрический контакт обычно осуществляется через платиновую проволоку, контактирующую с ртуть.

Эта ячейка построена с отведением / отведением Сульфатный анод и серебро / сульфат серебра катод, оба в растворе сульфата натрия. Два раствора разделены анионным обменом. мембрана, позволяющая проходить через нее отрицательно заряженным ионам, но положительно заряженные ионы не могут.Напряжение этой ячейки все еще зависит от тока, протекающего от него, и от температуры. Однако при любой фиксированной температуре максимальное напряжение (при очень малом токе) не зависит от концентрации электролита и равна Стандартный электрохимический потенциал для это реакция.

верхняя

Аккумулятор как источник питания

Существуют разные типы аккумуляторных батарей.Самый распространенный тип — это свинцово-кислотные аккумуляторы. Менее известна никель-кадмиевая (NiCad) батарея, которую все еще можно найти в старых системах аварийного питания. Из-за высокого напряжения заряда, необходимого для никель-кадмиевых аккумуляторов, и того факта, что они очень вредны для окружающей среды, эти аккумуляторы не подходят для использования на борту судна или автомобиля / грузовика.

Принцип работы свинцово-кислотной батареи

Батарея — это устройство, которое накапливает электроэнергию в форме химической энергии.При необходимости энергия снова высвобождается в виде электроэнергии для потребителей постоянного тока, таких как осветительные приборы и стартеры. Батарея состоит из нескольких гальванических ячеек с напряжением 2 вольта каждый. В 12-вольтовой батарее шесть ячеек соединены последовательно и помещены в один корпус. Для достижения 24 В последовательно соединены две 12-вольтовые батареи. Каждая ячейка имеет положительные окисленные свинцовые пластины и отрицательные свинцовые металлические пластины, а также электролит, состоящий из воды и серной кислоты. Во время разряда оксид свинца на свинцовых пластинах превращается в свинец.Содержание кислоты уменьшается, поскольку для этого процесса требуется серная кислота.

Для подзарядки аккумулятора необходимо подключить внешний источник питания — например, зарядное устройство, генератор или солнечную панель — с напряжением около 2,4 В на элемент. Затем сульфат свинца снова превратится в свинец и оксид свинца, и содержание серной кислоты возрастет. Для напряжения заряда установлены ограничения для предотвращения выделения чрезмерного количества водорода. Напряжение заряда более 2.Например, 4 В на элемент выделяет много газообразного водорода, который может образовывать взрывоопасную смесь с кислородом воздуха.

Верхний предел напряжения заряда для батареи 12 В составляет 14,4 В, а соответствующее значение для батареи 24 В составляет 28,8 В при 20 ° C. Взаимосвязь между степенью заряда аккумулятора и удельным весом смеси вода / серная кислота выглядит следующим образом:

Батареи разных типов — по толщине и количеству пластин на элемент — соответствуют разным приложениям.Максимальный ток, который может подаваться, определяется общей поверхностью пластины. Количество раз, которое можно разряжать и заряжать аккумулятор — количество циклов — зависит от толщины пластин. Батарея может состоять из множества тонких пластин или нескольких толстых.

Стартерная аккумуляторная батарея

У стартерной батареи много тонких пластин на элемент, что приводит к большой общей поверхности пластин. Таким образом, этот тип батареи подходит для передачи высокого уровня тока в течение короткого периода времени.Количество раз, когда стартерная аккумуляторная батарея может быть сильно разряжена, ограничено примерно 50-80 раз. Но поскольку запуск двигателя использует только небольшую часть запасенной энергии (около 0,01%), батареи хватает на многие годы. Этот тип батареи обычно не подходит для циклического использования.

Литий-ионный аккумулятор

До недавнего времени литий-ионные батареи были в основном доступны в виде заряжаемых батарей небольшой емкости, что сделало их популярными для использования в мобильных телефонах и ноутбуках.Mastervolt предлагает литий-ионные батареи большой емкости. Наши литий-ионные батареи обладают высокой плотностью энергии и идеально подходят для циклических приложений. По сравнению с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами литий-ионные аккумуляторы обеспечивают экономию до 70% по объему и весу, а количество циклов зарядки в три раза выше, чем у полутяговых свинцово-кислотных аккумуляторов. Дополнительным преимуществом является то, что литий-ионные батареи могут обеспечивать постоянную емкость независимо от подключенной нагрузки. Доступная емкость свинцово-кислотного аккумулятора уменьшается при более высоких токах разряда.Литий-ионные батареи могут быть разряжены до 80% без ущерба для их срока службы, тогда как свинцово-кислотные батареи более подвержены глубокому разряду.

Длится дольше

По сравнению с традиционными открытыми или свинцово-кислотными аккумуляторами литий-ионные аккумуляторы предлагают еще больше преимуществ, таких как гораздо большая удельная мощность и более длительный срок службы. А поскольку литий — самый легкий металл, литий-ионные батареи также более легкие. Их также можно заряжать в любое время, в то время как никель-кадмиевые батареи требуют полной разрядки для оптимальной работы и предотвращения эффекта памяти.Кроме того, литий-ионные батареи можно заряжать очень высоким током, до 100% емкости, что обеспечивает очень короткое время зарядки и отсутствие эффекта памяти.

Система управления батареями

Mastervolt оснащены системой управления батареями. Система сохраняет все отдельные ячейки идеально сбалансированными, что приводит к увеличению емкости и увеличению срока службы.

Де полутяговый аккумулятор

Полутяговая батарея имеет меньшее количество, но более толстые пластины в каждой ячейке.Эти батареи обеспечивают относительно более низкий пусковой ток, но могут разряжаться чаще и в большей степени (от 200 до 600 полных циклов). Этот тип батареи очень подходит для совместной работы стартерной и служебной батареи.

Залитая тяговая батарея

(Mastervolt не имеет в своем портфеле аккумуляторов этого типа)

У этого типа батарей еще меньше, но очень толстых, плоских или цилиндрических пластин. Следовательно, его можно разряжать много раз и достаточно полностью (1000-1500 полных циклов).Вот почему залитые тяговые батареи часто используются в вилочных погрузчиках и небольшом электрическом оборудовании, таком как промышленные очистительные машины. Но затопленные тяговые батареи требуют особого метода зарядки. Поскольку эти батареи в основном высокие, они чувствительны к накоплению серной кислоты на дне аккумуляторного контейнера. Это явление называется расслоением и возникает из-за того, что серная кислота плотнее воды. Содержание кислоты увеличивается в нижней части батареи, местами усиливая коррозию пластин, и уменьшается в верхней части, снижая емкость.

Аккумулятор разряжается неравномерно, что значительно сокращает срок его службы. Для того, чтобы снова равномерно распределить кислоту, аккумулятор необходимо целенаправленно перегрузить из-за чрезмерного напряжения. При этом образуется большое количество газообразного водорода, который образует опасную смесь с кислородом воздуха. Напряжение, необходимое для перезарядки этих батарей, составляет около 2,7 В на элемент, или 16,2 В для системы 12 В и 32,4 В для системы 24 В. Эти высокие уровни напряжения чрезвычайно опасны для подключенного оборудования, а большое количество выделяемого газа делает эти батареи непригодными для использования на судах и транспортных средствах, за исключением силовых установок.

<< Назад к обзору

Батарея (электричество) — Энциклопедия Нового Света

В науке и технике батарея — это устройство, которое накапливает химическую энергию и делает ее доступной в электрической форме. Батареи состоят из электрохимических устройств, таких как один или несколько гальванических элементов, топливных элементов или проточных элементов. Строго говоря, электрическая «батарея» представляет собой взаимосвязанный массив одинаковых ячеек, но термин «батарея» также обычно применяется к отдельной ячейке, которая используется сама по себе.

Схема электрической батареи.

С технологическим прогрессом были разработаны различные типы аккумуляторов, которые можно использовать по-разному. Их области применения варьируются от портативных электронных устройств до автомобилей и космических зондов.

История

Самыми ранними известными артефактами, которые могли быть батареями, являются так называемые «багдадские батареи», которые, по-видимому, использовались в период между 250–90–240 годами до нашей эры. и 640 C.E. Термин «батарея» в этом контексте был впервые использован Бенджамином Франклином для описания набора связанных лейденских сосудов, первого конденсатора и первых средств хранения заряда до изобретения настоящих электрохимических батарей.

Современная разработка батарей началась с гальванической батареи, изобретенной итальянским физиком Алессандро Вольта, который объявил о ней в 1800 году. ^[1] . Эта батарея состояла из стопки цинковых и медных дисков, разделенных картоном, пропитанным рассолом.

Британский химик по имени Джон Фредерик Дэниелл искал способ устранить скопление газа в вольтовом котле. Его решение состояло в том, чтобы использовать второй электролит для потребления водорода, производимого первым. В 1836 году он изобрел ячейку Даниэля, которая состояла из медного горшка, наполненного раствором сульфата меди, в который был погружен неглазурованный глиняный сосуд, наполненный серной кислотой, в который был погружен цинковый электрод.До этого момента все батареи полностью разряжались, когда заканчивались их химические реакции.

В 1859 году Гастон Планте изобрел свинцово-кислотный элемент, первую батарею, которую можно было заряжать, пропуская через нее обратный ток. Свинцово-кислотный элемент состоит из свинцового анода и катода из оксида свинца, погруженных в серную кислоту. Оба электрода реагируют с кислотой с образованием сульфата свинца, но реакция на свинцовом аноде высвобождает электроны, в то время как реакция на оксиде свинца поглощает их, производя ток.Эти химические реакции можно обратить вспять, пропустив через батарею обратный ток, тем самым подзаряжая ее. Первая модель Планте состояла из листа свинца и листа оксида свинца, разделенных резиновыми полосками и свернутых по спирали. ^[2] Его батареи впервые были использованы для питания фонарей в вагонах поездов, когда он остановился на станции.

В 1881 году Камилла Фор изобрела улучшенную версию, которая состояла из решетки из свинцовой сетки, в которую была запрессована паста из оксида свинца, образуя пластину.Несколько пластин можно штабелировать для большей производительности. Такую конструкцию было легче производить в серийном производстве. К концу девятнадцатого века Карл Гасснер заменил жидкий электролит пастой, сделав батарею гораздо более практичной для массового потребления.

В 1866 году Жорж Лекланше изобрел батарею, состоящую из цинкового анода, обернутого пористым материалом, и катода из диоксида марганца, погруженного в хлорид аммония. Катод из диоксида марганца также содержит небольшое количество углерода, что улучшает проводимость и поглощение электролита. ^[3]

В 1887 году Карл Гасснер запатентовал вариант ячейки Лекланше, которая стала известна как сухая ячейка, поскольку в ней не было свободного жидкого электролита. Вместо этого хлорид аммония был смешан с Plaster of Paris для создания пасты с добавлением небольшого количества хлорида цинка для продления срока хранения. Катод из диоксида марганца был погружен в эту пасту, и оба были запечатаны в цинковую оболочку, которая также действовала как анод.

На рубеже двадцатого века ранние бензиновые автомобили были ненадежными, а электромобили были более популярны.Однако их популярность ограничивалась очень тяжелыми свинцово-кислотными батареями, на которых они работали. Надеясь создать более коммерчески жизнеспособный электромобиль, Томас Эдисон и его сотрудники начали поиск более легкого и прочного аккумулятора. В 1903 году в результате их исследования была получена батарея, состоящая из железных и никелевых электродов с гидроксидом калия в качестве электролита (отсюда и «щелочной» дескриптор, хотя эту батарею чаще называют никель-железной батареей).Однако потребители обнаружили, что эта ранняя версия подвержена утечкам и короткому сроку службы; он также не намного превзошел свинцово-кислотную батарею. Эдисон вернулся к чертежной доске и семь лет спустя выпустил более надежную и мощную модель. К этому времени, однако, недорогая и надежная модель T Ford сделала автомобили с бензиновым двигателем стандартом. Тем не менее батарея Эдисона добилась больших успехов в других приложениях.

Самый распространенный тип батарей, продаваемых сегодня — щелочные батареи — были разработаны в 1955 году компанией Eveready.

Концепции аккумуляторов

Аккумулятор — это устройство, в котором химическая энергия напрямую преобразуется в электрическую. Он состоит из одного или нескольких гальванических элементов, каждый из которых состоит из двух полуэлементов, последовательно соединенных проводящим электролитом ^[4] .На рисунке справа батарея состоит из одного или нескольких последовательно соединенных гальванических элементов. Обычный символ не обязательно отображает истинное количество гальванических элементов. Каждая ячейка имеет положительный полюс, показанный длинной горизонтальной линией, и отрицательный полюс, показанный более короткой горизонтальной линией. Они не соприкасаются друг с другом, а погружены в твердый или жидкий электролит.

Электролит — это проводник, соединяющий полуэлементы вместе. Он также содержит ионы, которые могут вступать в реакцию с химическими веществами электродов.Химическая энергия преобразуется в электрическую в результате химических реакций, которые переносят заряд между электродом и электролитом на границе раздела фаз. Такие реакции называются фарадеев, и отвечают за протекание тока через ячейку. Обычные реакции без переноса заряда ( нефарадеевских ) также происходят на границах раздела электрод-электролит. Нефарадеевские реакции — одна из причин того, что гальванические элементы (особенно свинцово-кислотные элементы обычных автомобильных аккумуляторов) «разряжаются», когда они не используются.

Около 1800 года Алессандро Вольта изучал влияние различных электродов на чистую электродвижущую силу (ЭДС) многих различных типов гальванических элементов. (ЭДС эквивалентна тому, что называлось внутренним источником напряжения в предыдущем разделе.) Он показал, что суммарная ЭДС (E) — это разность ЭДС 1 и 2, связанных с границами раздела электролит-электрод в двух полуячейках. Следовательно, одинаковые электроды дают Ε = 0 (нулевая ЭДС). Вольта не понимал, что ЭДС возникла из-за химических реакций.Он думал, что его клетки были неисчерпаемым источником энергии, и что связанные с ними химические эффекты (например, коррозия) были просто неприятностью, а не, как показал Майкл Фарадей около 1830 года, неизбежным побочным продуктом их работы.

Гальванические элементы и батареи гальванических элементов измеряются в вольтах, единицах электродвижущей силы в системе СИ. Напряжение на клеммах аккумулятора известно как напряжение на клеммах . Напряжение на клеммах батареи, которая не заряжается и не разряжается (напряжение холостого хода), равно ее ЭДС.Напряжение на клеммах разряженной батареи меньше, чем ЭДС, а напряжение заряжаемой батареи больше, чем ЭДС.

Щелочные и углеродно-цинковые элементы рассчитаны на напряжение около 1,5 В каждый из-за характера протекающих в них химических реакций. Для сравнения, учитывая высокие электрохимические потенциалы соединений лития, литиевые элементы могут обеспечивать до 3 или более вольт каждый. Однако соединения лития могут быть опасными.

В традиционной модели гальванического элемента, как показано выше, внутреннее сопротивление протягивается снаружи элемента.Это правильный эквивалент Тевенина для схемотехники, но он упрощает химию и физику. В более точной (и более сложной) модели гальванический элемент можно рассматривать как два электрических насоса, по одному на каждом выводе (фарадеевские реакции на соответствующих поверхностях раздела электрод-электролит), разделенных внутренним сопротивлением, в значительной степени обусловленным электролитом. . Даже это чрезмерное упрощение, поскольку оно не может объяснить, почему поведение гальванического элемента сильно зависит от скорости его разряда.Например, хорошо известно, что элемент, который разряжается быстро (но не полностью), самопроизвольно восстанавливается после времени ожидания, но элемент, который разряжается медленно (но полностью), самопроизвольно не восстанавливается.

Самая простая характеристика батареи — это ее ЭДС (напряжение), внутреннее сопротивление и емкость. В принципе, энергия, запасаемая батареей, равна произведению ее ЭДС и ее емкости.

Емкость аккумулятора

Учитывая, что напряжение аккумулятора относительно постоянно, емкость аккумулятора по хранению энергии часто выражается в терминах общего количества заряда, способного пройти через устройство.Это выражается в ампер-часах, , где один А · ч равен 3600 кулонам. Если аккумулятор может заряжаться в течение одного часа со скоростью один кулон / сек или один ампер (1 А), его емкость составляет 1 А · ч. Если он может обеспечить 1 А в течение 100 часов, его емкость составит 100 А · ч. Чем больше электролита и электродного материала в ячейке, тем больше емкость ячейки. Таким образом, крошечный элемент имеет гораздо меньшую емкость, чем элемент гораздо большего размера, даже если оба основаны на одних и тех же химических реакциях (например, щелочные элементы), которые производят одинаковое напряжение на клеммах.Из-за химических реакций внутри элементов емкость батареи зависит от условий разряда, таких как величина тока, продолжительность тока, допустимое напряжение на клеммах батареи, температура и другие факторы.

Производители аккумуляторов используют стандартный метод оценки своих аккумуляторов. Батарея разряжается с постоянной скоростью тока в течение фиксированного периода времени, например 10 часов или 20 часов, до установленного напряжения на клеммах на элемент.Таким образом, батарея на 100 ампер-часов рассчитана на 5 А в течение 20 часов при комнатной температуре. Эффективность батареи различается при разной скорости разряда. При низкой скорости разряда энергия аккумулятора передается более эффективно, чем при более высокой скорости разряда. Это известно как закон Пейкерта.

Срок службы батареи

Одноразовые (или «первичные») батареи, даже если их никогда не вынимать из оригинальной упаковки, могут ежегодно терять от двух до двадцати пяти процентов своего первоначального заряда.Эта скорость существенно зависит от температуры, поскольку обычно химические реакции протекают быстрее при повышении температуры. Это известно как скорость «саморазряда» и связано с нефарадеевскими (не производящими ток) химическими реакциями, которые происходят внутри элемента, даже если к нему не приложена нагрузка. Батареи следует хранить при прохладных или низких температурах, чтобы снизить скорость побочных реакций. Например, некоторые люди хранят неиспользованные батареи в холодильниках, чтобы продлить срок их службы, хотя следует позаботиться о том, чтобы батареи не замерзли.Чрезвычайно высокие или низкие температуры снижают производительность аккумулятора.

Перезаряжаемые батареи саморазряжаются быстрее, чем одноразовые щелочные батареи; до трех процентов в сутки (в зависимости от температуры). Из-за их плохого срока хранения их не следует оставлять в ящике, а затем использовать для питания фонарика или небольшого радиоприемника в чрезвычайной ситуации. По этой причине рекомендуется иметь под рукой несколько щелочных батарей. Никель-кадмиевые батареи почти всегда «разряжены», когда вы их получаете, и перед первым использованием их необходимо зарядить.

Большинство NiMH и NiCd аккумуляторов можно заряжать несколько сотен раз. Кроме того, они оба могут быть полностью разряжены, а затем перезаряжены без повреждения или сокращения их емкости. Автомобильные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи имеют гораздо более тяжелый срок службы. Из-за вибрации, ударов, тепла, холода и сульфатирования свинцовых пластин немногие автомобильные аккумуляторы служат дольше шести лет регулярного использования. Автомобильные пусковые батареи имеют множество тонких пластин, чтобы обеспечить как можно больше ампер в относительно небольшом корпусе, и они разряжаются лишь в небольшом количестве перед немедленной подзарядкой.Следует проявлять осторожность, чтобы не допустить глубокого разряда стартерной батареи, так как в процессе перезарядки небольшое количество свинца плавится с пластин. Когда в пластинах образуются отверстия, это приводит к уменьшению площади поверхности для химической реакции, что приводит к меньшему измеряемому напряжению. Если оставить свинцово-кислотную батарею в глубоко разряженном состоянии на любой период времени, это позволит сульфату более прочно приставать к пластине, что затрудняет удаление сульфата во время процесса зарядки. Это может привести к меньшей доступной поверхности пластины и, как следствие, к более низкому напряжению, сокращая срок службы батареи.Свинцово-кислотные батареи «глубокого цикла», такие как те, которые используются в электрических гольф-карах, имеют гораздо более толстые пластины, что способствует их долговечности. Основное преимущество свинцово-кислотных аккумуляторов — это низкая стоимость, а основные недостатки — большие размеры и вес при заданной емкости и напряжении. Свинцово-кислотные батареи никогда не должны разряжаться ниже 20% от их полной емкости, так как внутреннее сопротивление вызовет нагрев и повреждение при попытке их перезарядки. В свинцово-кислотных системах с глубоким циклом часто используется сигнальная лампа низкого заряда или выключатель низкого заряда для предотвращения повреждений, которые сокращают срок службы батареи.

Специальные «резервные» батареи, предназначенные для длительного хранения в аварийном оборудовании или боеприпасах, удерживают электролит батареи отдельно от пластин до тех пор, пока батарея не сработает, позволяя элементам заполниться электролитом. Срок хранения таких батарей может составлять годы или десятилетия. Однако их конструкция дороже, чем более распространенные формы.

Взрыв батареи

Взрыв батареи вызван неправильным использованием или неисправностью батареи, например попыткой перезарядки основной батареи или коротким замыканием батареи.В случае автомобильных аккумуляторов взрывы наиболее вероятны, когда короткое замыкание генерирует очень большие токи. Кроме того, автомобильные аккумуляторы выделяют водород при перезарядке (из-за электролиза воды в электролите). Обычно степень перезарядки очень мала, как и количество выделяемого взрывоопасного газа, и этот газ быстро рассеивается. Однако при «перепрыгивании» автомобильного аккумулятора большой ток может вызвать быстрое выделение большого количества водорода, который может воспламениться ближайшей искрой (например, при удалении соединительных кабелей).

Когда аккумулятор перезаряжается с чрезмерной скоростью, взрывоопасная газовая смесь водорода и кислорода может образоваться быстрее, чем она может выйти из стенок аккумулятора, что приведет к повышению давления и возможности взрыва корпуса аккумулятора. . В крайних случаях аккумуляторная кислота может сильно брызнуть из корпуса аккумуляторной батареи и вызвать травму.

Кроме того, утилизация батареи в огне может вызвать взрыв, поскольку пар скапливается внутри герметичного корпуса батареи.

Перезарядка — то есть попытка зарядить аккумулятор сверх его электрической емкости — также может привести к взрыву аккумулятора, утечке или необратимому повреждению аккумулятора. Это также может привести к повреждению зарядного устройства или устройства, в котором позже будет использоваться перезаряженная батарея.

Типы аккумуляторов

Различные батарейки (по часовой стрелке снизу слева): две 9-вольтовые, две «AA», одна «D», «аккумулятор для беспроводного телефона, аккумулятор для видеокамеры, 2-метровый аккумулятор для портативного радиолюбителя и батарейка-таблетка, один» C «и два» AAA «плюс U.С. четверть, масштаб