Что такое аккумулятор: Что такое аккумулятор? | İnci Akü

Содержание

Что такое аккумулятор? | İnci Akü

Аккумулятор — это устройство для хранения энергии, которое хранит электрическую энергию в виде химической энергии и при необходимости отдает ее в виде электрической энергии.

Помимо запуска, освещения и зажигания, его основным назначением является запуск двигателя автомобиля. По сути, на вопрос о том, что такое аккумулятор, традиционно можно ответить что это преобразование химической энергии, которая вступает в реакцию с электрической цепью, в электрическую энергию. Однако аккумуляторы нового поколения, которые производятся сегодня с развитием автомобильных технологий, также накапливают электрическую энергию в виде химической энергии и выполняют задачу по использованию по мере необходимости. Благодаря высокотехнологичным аккумуляторам нового поколения исключаются деформации, требующие традиционного обслуживания, и замена заряда-разряда. В новых продуктах более высокая производительность также может быть достигнута с помощью AGM технологии и системы Старт-Стоп.

Что такое аккумулятор и как он работает?

Принципы и процесс работы аккумуляторов охватывают этапы, которые запускают друг друга. Соблюдается порядок последовательности: запуск, освещение, зажигание и работа. Эта тема как бы отождествляется с определением того, что такое аккумулятор. После запуска аккумулятора автомобиль электризуется генератором переменного тока. Аккумуляторы типа SLI, то есть свинцово-кислотные аккумуляторы, предназначены для высвобождения большого импульсного тока, измеряемого в амперах, с последующей быстрой зарядкой. Они не только выполняют функцию стартера, но также выполняют многие функции, такие как химическое хранение электроэнергии и ее повторное использование при необходимости. В дополнение ко всем этим функциям, аккумуляторы обеспечивают дополнительную мощность, необходимую, когда электрические требования транспортного средства превышают мощность от системы зарядки.

Какие бывают типы батарей?

В нынешних условиях аккумуляторы используются почти для всех автомобилей, их также называют свинцово-кислотными аккумуляторами, потому что основные материалы, используемые при их производстве, состоят из свинца и серной кислоты. Все аккумуляторы, используемые в автомобилях, имеют стандартный принцип работы, который дает нам ответ на вопрос, что такое аккумулятор. Аккумуляторы делятся на группы в зависимости от области использования: Автомобильные аккумуляторы, стационарные и тяговые. По типу металла бывают свинцово-кислотные, железоникелевые, никель-кадмиевые и серебристо-цинковые. Эти аккумуляторы различаются по эффективности использования и производительности. Сегодня наиболее предпочтительным типом аккумуляторов являются свинцово-кислотные. Свинцово-кислотные аккумуляторы также имеют собственные подкатегории: сухие и влажные.

Вы можете посетить нашу страницу «Найди свой аккумулятор», чтобы выбрать аккумулятор, наиболее подходящий для вашего автомобиля.

аккумулятор — это… Что такое аккумулятор?

  • Аккумулятор — У этого термина существуют и другие значения, см. Аккумулятор (значения). Аккумулятор (лат. accumulator собиратель, от лат. accumulo собираю, накопляю) устройство для накопления энергии с целью её последующего использования,… …   Википедия

  • АККУМУЛЯТОР — (от лат. accumulare скоплять). Изобретенный В. Армстронгом прибор для накопления электрической энергии. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. АККУМУЛЯТОР Прибор для накопления механической энергии.… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • АККУМУЛЯТОР — (от лат. accumulator собиратель) устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования. 1) Электрический аккумулятор преобразует электрическую энергию в химическую и по мере надобности обеспечивает обратное преобразование;… …   Большой Энциклопедический словарь

  • аккумулятор

    — а м. accumulateur, нем. Akkumulator, лат. < accumulator. 1564. Лексис. 1. Стрелецкое войско было единственным социальным фактором способным сыграть роль аккумулятора народных жалоб. Милюков Национализм. // 3 3 178. Аккумулятор и одновременно… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • АККУМУЛЯТОР — (от латинского accumulator собиратель), устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования. 1) Электрический аккумулятор гальванический элемент многоразового использования; преобразует электрическую энергию в химическую и… …   Современная энциклопедия

  • Аккумулятор — (от латинского accumulator собиратель), устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования. 1) Электрический аккумулятор гальванический элемент многоразового использования; преобразует электрическую энергию в химическую и… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • АККУМУЛЯТОР — АККУМУЛЯТОР, аккумулятора, муж. (лат. accumulator собиратель). 1. Прибор, заряженный электричеством и служащий источником электрического тока (физ.). 2. Вообще прибор для накопления энергии (тех.). Гидравлический аккумулятор. Паровой аккумулятор …   Толковый словарь Ушакова

  • АККУМУЛЯТОР — (вторичный элемент или накопительная батарея), гальванический элемент, или батарея, которую можно многократно подзаряжать. Широко известный автомобильный аккумулятор представляет собою свинцово кислотный элемент …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • аккумулятор — источник, накопитель Словарь русских синонимов. аккумулятор сущ., кол во синонимов: 8 • автоаккумулятор (1) • …   Словарь синонимов

  • аккумулятор — Гальванический элемент, предназначенный для многократного разряда за счет восстановления емкости путем заряда электрическим током. [ГОСТ 15596 82] аккумулятор элемент Совокупность электродов и электролита, образующая основу устройства… …   Справочник технического переводчика

  • АККУМУЛЯТОР — АККУМУЛЯТОР, а, муж. Устройство для накопления энергии с целью последующего её использования. Электрический, тепловой, гидравлический а. | прил. аккумуляторный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • Аккумуляторы и их применение презентация. Аккумуляторы. Что такое аккумулятор

    Аккумулятор — устройство для накопления энергии с целью её последующего использования, энергоноситель. Аккумуляторная батарея является альтернативным источником энергии, рассчитанная на поддержание постоянного тока в сети в течении определенного времени, поэтому емкость аккумулятора измеряется в А. часах.

    В повседневной жизни, аккумулятор встречается в сотовых телефонах, под капотом машины, но аккумуляторы используют гораздо шире. В электронике — это источники энергии для блоков бесперебойного питания, в системах охраны — аккумулятор используется как альтернатива сети.

    Аккумулятор широко используют на транспорте, железнодорожные вагоны, троллейбусы, машины — гибриды, электрокары, троллейбусы и даже огромные » Белазы » — используют специальные аккумуляторы для движения. И это не привычные аккумуляторные батареи, которые стоят в наших автомобилях и требуют дополнительного сервиса по зарядке и контроль уровня электролита и его плотности. Аккумуляторы использующиеся на транспорте — это тяговые аккумуляторные батареи, разработанные специально для работы силовых агрегатов и двигателей. Такие аккумуляторные батареи обладают продолжительным сроком службы. Тяговым аккумуляторам не страшны постоянные нагрузки и частота зарядки. Гелевый электролит в таких аккумуляторах препятствует выделению газа, что сохраняет срок службы пластин. Кроме того аккумуляторные батареи такого класса защищены от вскипания и работают в режиме заряд — разряд.

    Тяговые аккумуляторные батареи используются для оснащения складской техники: штабелеров, погрузчиков, электрокаров и других машин, в условиях, где невозможно использование бензиновых двигателей. Стоит отметить, что срок службы электрокара, гораздо выше, чем у его дизельных аналогов. Для складской техники применяют несколько видов аккумуляторов это свинцово — кислотные аккумуляторные батареи, щелочные аккумуляторы. Однако принято разделять аккумуляторы на два вида — это малообслуживаемые и гелевые аккумуляторные батареи.

    Малообслуживаемые аккумуляторы по своим параметрам схожи с классическими, приблизительно одинаковая емкость и время заряда. Эти аккумуляторы нуждаются в уходе и внимательном соблюдении правил эксплуатации, гелевый электролит лишен таких недостатков, но время заряда гелевого аккумулятора больше, а емкость немного меньше. Основной показатель аккумулятора — его срок службы, для гелевых аккумуляторов он может составлять до 8 лет. По популярности сложно определить лидера, гелевые аккумуляторы считаются надежнее, обычные же аккумуляторы более гибки в использовании, быстрее набирают заряд и более емки

    Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com


    Подписи к слайдам:

    Ученицы 8 «Б» МОУ СОШ № 38 Дрофичевой Анастасии Аккумулятор – прибор для накопления электрической энергии с целью её дальнейшего использования.

    Итальянский ученый Луиджи Гальвани (1737–1798) открыл возможность получения электрического тока иным, чем электризация трением Применения аккумуляторов

    Однажды, когда он проводил исследование лягушек, он заметил, что при прикосновении стальным скальпелем к нерву лапка мёртвой лягушки пришла в движение. В дальнейшем Гальвани поставил несколько опытов по обнаружению причины возникновения электрического тока И сследования

    Принцип действия аккумуляторов основан на явлении электролиза. Электролиз заключается в изменение химического состава раствора при прохождении через него электрического тока, обусловленное потерей или присоединением электронов ионами. Важным свойством электролиза является его обратимость. Э лектролиз

    Аналогично гальваническому элементу можно изготовить и аккумулятор. Для этого используют две свинцовые пластины, погруженные в раствор, содержащий одну часть серной кислоты и пять частей воды. Чтобы зарядить аккумулятор, его соединяют последовательно с амперметром и пропускают через цепь ток. Изготовления аккумулятора

    Процесс зарядки состоит в том, что две идентичные пластины аккумулятора вследствие электролиза становятся различными; одна из них, отрицательная, по-прежнему остаётся свинцовой, а материал другой (положительной), превращается в перекись свинца. При прохождении через аккумулятор электрического тока на катоде выделяются пузырьки водорода, а на аноде освобождается кислород. В связи с тем, что некоторое количество кислорода химически соединяется с материалом пластины анода, она постепенно приобретает темно-коричневый цвет за счет образования на ее поверхности перекиси свинца. Процесс зарядки

    При образовании зарядный ток падает, что указывает на возрастание внутреннего сопротивления аккумулятора. Если аккумулятор заряжен полностью, присоединенный к нему вольтметр покажет напряжение несколько более 2 вольт. Зарядный ток

    В аккумуляторе протекают следующие химические реакции (в процессе зарядки реакции идут слева направо, при разрядке – в обратном направлении): Зарядка >

    Положительные пластины при производстве промышленных аккумуляторов покрывают толстым слоем перекиси свинца. Отрицательные пластины изготавливаются из пористого губчатого свинца. У обычной аккумуляторной батареи, состоящей из трех последовательно соединенных аккумуляторных элементов, напряжение составляет немногим более 6 вольт. Коэффициент полезного действия аккумуляторной батареи – примерно 75%. На аккумуляторной батарее ставят число, которое показывает количество запасенной в аккумуляторе электроэнергии, выраженной в ампер — часах Промышленные аккумуляторы

    Например, 120 ампер-часов означает, что при полной разрядке аккумулятор сможет давать ток в 1 ампер в течение 120 часов, или ток в 2 ампера в течение 60 часов. Необходимо постоянно поддерживать аккумулятор в заряженном состоянии. Даже если батарея не находится в эксплуатации, ее следует регулярно подзаряжать. Необходимо содержать зажимы батареи в чистоте и предохранять от возникновения коррозии. Ни следует допускать замерзания батарей. Ампер — часы

    В основном аккумуляторные батареи используются для запуска двигателей автомобилей и других машин. Возможно так же и применение в качестве временных источников электроэнергии в местах, удаленных от населенных пунктов. Необходимо помнить, что аккумуляторы следует поддерживать в заряженном состоянии, применяя для этого, к примеру, солнечную энергию. В будущем аккумуляторы рассчитывают применять для питания экологически чистых электромоторов. Применение ампер — часов


    По теме: методические разработки, презентации и конспекты

    в данном материале изложены результаты применения учителем в своей работе одного из методов современных технологий обучения во внеклассной работе — метод проектов…

    Рабочие программы для профессии 270802.09 Мастер общестроительных работ:ОП.03 Основы строительного черчения. ОП.04.Основы технологии общестроительных работ. ПМ.03 Выполнение каменных работ.

    Рабочие программы предназначены для обучения по профессии 270802.09 Мастер общестроительных работ…

    ПОЛОЖЕНИЕ о выпускных квалификационных работах (выпускная практическая квалификационная работа и письменная экзаменационная работа)

    В Данном Положении прописана нормативная база, на которую мы опираемся, требования к оформлению и содержанию выпускной квалификационной работы обучающихся техникума по направления начального профессио…

    Преемственность в работе учителя-дефектолога (учителя-логопеда) и воспитателя в работе с дошкольниками с задержкой психического развития (из опыта работы)

    Результативность коррекции недостатков в развитии у детей с ЗПР зависит от эффективного взаимодействия специлистов, работающих в группе….


    Аккумулятор — это источник электрического тока, действие которого основано на химических реакциях. В отличие от обычного гальванического элемента аккумулятор можно заряжать и разряжать большое число раз. Возможность накопления заряда и возможность перезарядки выделяют аккумуляторы в отдельный класс устройств, широко используемых как на производстве, так и в быту.


    Последние годы двадцатого века – это годы широкого распространения таких портативных устройств, как плееры, пейджеры, сотовые телефоны, различные переносные компьютеры и т. д. В качестве источника для них не только удобно использовать аккумуляторы, но и невозможно использовать что-либо иное. Несмотря на некоторые различия, всем аккумуляторам для портативных электронных устройств присущи много общих свойств: большая емкость (аккумулятор должен долго работать без перезарядки), небольшие размеры и масса (человеку, использующее данное устройство, должно быть легко и удобно его носить), высокая надежность (аккумуляторов не должна быть восприимчивым к различным ударам, встряскам, перепадам температур и т. д.).Всем этим требованиям лучшим образом удовлетворяют литий-металл-гидридные аккумуляторы. Последние годы двадцатого века – это годы широкого распространения таких портативных устройств, как плееры, пейджеры, сотовые телефоны, различные переносные компьютеры и т. д. В качестве источника для них не только удобно использовать аккумуляторы, но и невозможно использовать что-либо иное. Несмотря на некоторые различия, всем аккумуляторам для портативных электронных устройств присущи много общих свойств: большая емкость (аккумулятор должен долго работать без перезарядки), небольшие размеры и масса (человеку, использующее данное устройство, должно быть легко и удобно его носить), высокая надежность (аккумуляторов не должна быть восприимчивым к различным ударам, встряскам, перепадам температур и т. д.).Всем этим требованиям лучшим образом удовлетворяют литий-металл-гидридные аккумуляторы.


    Если раньше компьютер был инструментом для ученых, то в настоящее время он распросторанился и в быту, и в бизнесе. В последнем случае при внезапном отключении электричества могут быть потеряны важные данные, что приведет к серьезным убыткам. Если же подобное произойдет с крупным сервером, то последствия могут быть даже катастрофическими. Чтобы подобного не произошло, используют источник бесперебойного питания (ИБП), важнейшим элементом которого является аккумулятор. Требования к нему несколько другие, чем к аккумулятору для портативных устройств. Аккумулятор должен работать долго без перезарядки и должен давать на своих выходах напряжение достаточное для нормальной работы компьютера. Для нее иногда требуется выходная мощность 500 Вт и более. Если раньше компьютер был инструментом для ученых, то в настоящее время он распросторанился и в быту, и в бизнесе. В последнем случае при внезапном отключении электричества могут быть потеряны важные данные, что приведет к серьезным убыткам. Если же подобное произойдет с крупным сервером, то последствия могут быть даже катастрофическими. Чтобы подобного не произошло, используют источник бесперебойного питания (ИБП), важнейшим элементом которого является аккумулятор. Требования к нему несколько другие, чем к аккумулятору для портативных устройств. Аккумулятор должен работать долго без перезарядки и должен давать на своих выходах напряжение достаточное для нормальной работы компьютера. Для нее иногда требуется выходная мощность 500 Вт и более.


    Кроме широкого распространения аккумуляторов в вышеперечисленных устройствах, основное свое применение аккумулятор нашел в автомобилестроении. В автомобилях он используется для начального запуска двигателя. Несмотря на в целом более низкие показатели последнего по сравнению с литий-металл-гидридным, в автомобилях используется именно свинцовые аккумуляторы из-за простоты в эксплуатации, относительной дешевизны и просто традиций автомобилестроения. Кроме широкого распространения аккумуляторов в вышеперечисленных устройствах, основное свое применение аккумулятор нашел в автомобилестроении. В автомобилях он используется для начального запуска двигателя. Несмотря на в целом более низкие показатели последнего по сравнению с литий-металл-гидридным, в автомобилях используется именно свинцовые аккумуляторы из-за простоты в эксплуатации, относительной дешевизны и просто традиций автомобилестроения.


    Уже довольно долго человечество пытается построить электромобиль- автомобиль, работающий не на жидком топливе, а на электрическом токе. Основным преимуществом электромобиля по сравнению с обычным автомобилем является экологическая чистота. Источником тока должны стать большие батареи аккумуляторов. Именно из-за размеров аккумуляторов электромобили до сих пор не стали серьезными конкурентами автомобилей на бензине или на дизельном топливе. Уже довольно долго человечество пытается построить электромобиль- автомобиль, работающий не на жидком топливе, а на электрическом токе. Основным преимуществом электромобиля по сравнению с обычным автомобилем является экологическая чистота. Источником тока должны стать большие батареи аккумуляторов. Именно из-за размеров аккумуляторов электромобили до сих пор не стали серьезными конкурентами автомобилей на бензине или на дизельном топливе.

    Работа может использоваться для проведения уроков и докладов по предмету «Физика»

    Наши готовые презентации по физике делают сложные темы урока простыми,интересными и легкоусвояемыми. Большинство опытов, изучаемых на уроках физики, невозможно провести в обычных школьных условиях, показать такие опыты можно с помощью презентаций по физике.В данном разделе сайта Вы можете скачать готовые презентации по физике для 7,8,9,10,11 класса, а также презентации-лекции и презентации-семинары по физике для студентов.

    «Применение аккумуляторов».

    Аккумулятор- это источник электрического тока, действие которого основано на химических реакциях. В отличие от обычного гальванического элемента аккумулятор можно заряжать и разряжать большое число раз. Возможность накопления заряда и возможность перезарядки выделяют аккумуляторы в отдельный класс устройств, широко используемых как на производстве, так и в быту.

    Последние годы двадцатого века – это годы широкого распространения таких портативных устройств, как плееры, пейджеры, сотовые телефоны, различные переносные компьютеры и т. д. В качестве источника для них не только удобно использовать аккумуляторы, но и невозможно использовать что-либо иное. Несмотря на некоторые различия, всем аккумуляторам для портативных электронных устройств присущи много общих свойств: большая емкость (аккумулятор должен долго работать без перезарядки), небольшие размеры и масса (человеку, использующее данное устройство, должно быть легко и удобно его носить), высокая надежность (аккумуляторов не должна быть восприимчивым к различным ударам, встряскам, перепадам температур и т. д.).Всем этим требованиям лучшим образом удовлетворяют литий-металл-гидридные аккумуляторы.Последние годы двадцатого века – это годы широкого распространения таких портативных устройств, как плееры, пейджеры, сотовые телефоны, различные переносные компьютеры и т. д. В качестве источника для них не только удобно использовать аккумуляторы, но и невозможно использовать что-либо иное. Несмотря на некоторые различия, всем аккумуляторам для портативных электронных устройств присущи много общих свойств: большая емкость (аккумулятор должен долго работать без перезарядки), небольшие размеры и масса (человеку, использующее данное устройство, должно быть легко и удобно его носить), высокая надежность (аккумуляторов не должна быть восприимчивым к различным ударам, встряскам, перепадам температур и т. д.).Всем этим требованиям лучшим образом удовлетворяют литий-металл-гидридные аккумуляторы.

    Аккумуляторы.

    Если раньше компьютер был инструментом для ученых, то в настоящее время он распросторанился и в быту, и в бизнесе. В последнем случае при внезапном отключении электричества могут быть потеряны важные данные, что приведет к серьезным убыткам. Если же подобное произойдет с крупным сервером, то последствия могут быть даже катастрофическими. Чтобы подобного не произошло, используют источник бесперебойного питания (ИБП), важнейшим элементом которого является аккумулятор. Требования к нему несколько другие, чем к аккумулятору для портативных устройств. Аккумулятор должен работать долго без перезарядки и должен давать на своих выходах напряжение достаточное для нормальной работы компьютера. Для нее иногда требуется выходная мощность 500 Вт и более.Если раньше компьютер был инструментом для ученых, то в настоящее время он распросторанился и в быту, и в бизнесе. В последнем случае при внезапном отключении электричества могут быть потеряны важные данные, что приведет к серьезным убыткам. Если же подобное произойдет с крупным сервером, то последствия могут быть даже катастрофическими. Чтобы подобного не произошло, используют источник бесперебойного питания (ИБП), важнейшим элементом которого является аккумулятор. Требования к нему несколько другие, чем к аккумулятору для портативных устройств. Аккумулятор должен работать долго без перезарядки и должен давать на своих выходах напряжение достаточное для нормальной работы компьютера. Для нее иногда требуется выходная мощность 500 Вт и более.

    Кроме широкого распространения аккумуляторов в вышеперечисленных устройствах, основное свое применение аккумулятор нашел в автомобилестроении. В автомобилях он используется для начального запуска двигателя. Несмотря на в целом более низкие показатели последнего по сравнению с литий-металл-гидридным, в автомобилях используется именно свинцовые аккумуляторы из-за простоты в эксплуатации, относительной дешевизны и просто традиций автомобилестроения.Кроме широкого распространения аккумуляторов в вышеперечисленных устройствах, основное свое применение аккумулятор нашел в автомобилестроении. В автомобилях он используется для начального запуска двигателя. Несмотря на в целом более низкие показатели последнего по сравнению с литий-металл-гидридным, в автомобилях используется именно свинцовые аккумуляторы из-за простоты в эксплуатации, относительной дешевизны и просто традиций автомобилестроения.

    Уже довольно долго человечество пытается построить электромобиль- автомобиль, работающий не на жидком топливе, а на электрическом токе. Основным преимуществом электромобиля по сравнению с обычным автомобилем является экологическая чистота. Источником тока должны стать большие батареи аккумуляторов. Именно из-за размеров аккумуляторов электромобили до сих пор не стали серьезными конкурентами автомобилей на бензине или на дизельном топливе.Уже довольно долго человечество пытается построить электромобиль- автомобиль, работающий не на жидком топливе, а на электрическом токе. Основным преимуществом электромобиля по сравнению с обычным автомобилем является экологическая чистота. Источником тока должны стать большие батареи аккумуляторов. Именно из-за размеров аккумуляторов электромобили до сих пор не стали серьезными конкурентами автомобилей на бензине или на дизельном топливе.

    Что такое аккумулятор и аккумуляторная батареи, соединение аккумуляторов

    Если сделать элемент из двух свинцовых пластин, погруженных в раствор серной кислоты, то вследствие их однородности никакой разности потенциалов между этими пластинами не будет.

    Поэтому нельзя будет использовать этот элемент как источник электрической энергии. Однако если через такой элемент пропустить постоянный электрический ток, то электролит начнет разлагаться: на одной свинцовой пластине станет выделяться кислород, отчего она начнет окисляться и поверхностный слой ее превратится в перекись свинца; на другой свинцовой пластине будет выделяться водород.

    Структура аккумулятора

    В результате такого процесса, называемого зарядом, пластины в электролите уже не будут однородными, между ними появится разность потенциалов; следовательно, такой элемент можно использовать как источник электрической энергии (рис. 1).

    При использовании такого элемента в качестве источника электрической энергии перекись свинца на одной пластине и чистый свинец на другой превращаются в сернокислый свинец. Когда вся перекись свинца израсходуется, элемент разрядится и э. д. с. его исчезнет.

    Элементы, требующие для своего действия предварительного заряда электрическим током, называются аккумуляторами, или вторичными элементами, в отличие от первичных гальванических элементов, не требующих для своего действия никакого заряда.

    Казалось бы, какой смысл изготовлять элементы, да еще заряжать их, когда можно сделать сразу готовые к действию элементы, не требующие предварительного заряда. Оказывается, смысл есть. Дело в том, что аккумуляторы после использования можно опять зарядить и, таким образом, сделать их вновь пригодными к использованию.

    Рис. 1. Устройство простейшего аккумулятора.

    Заряжать аккумуляторы при правильной их эксплуатации можно много десятков и даже сотни раз, для этого нужна схема зарядки аккумулятора которая поможет контролировать нужный ток заряда и уровень зарядки.

    Слово «аккумулятор» означает «накопитель». Аккумуляторы при заряде как бы накапливают электрическую энергию, а при разряде отдают ее потребителю.

    Гальванические же элементы после первого использования фактически приходят в негодность; зарядить их уже нельзя, н поэтому к дальнейшему использованию они уже непригодны.

    Рис. 2. Решетчатая аккумуляторная пластина.

    Рассмотренный простейший аккумулятор обладает очень маленькой емкостью и поэтому может давать ток очень непродолжительное время. Для увеличения емкости аккумулятора пластину его изготовляют в виде решетки (рис. 2), в отверстие которой набивают особую активную массу. Кроме того, для увеличения емкости аккумулятор после изготовления подвергают многократному заряду-разряду — формовке, в процессе которой емкость его еще более возрастает.

    Напряжение, создаваемое кислотным аккумулятором сразу после заряда, равно 2,7 в, при включении его на нагрузку это напряжение быстро падает до 2 в На этом уровне оно держится довольно продолжительное время, а затем снова начинает быстро палать.

    Емкостью кислотных аккумуляторов, измеряемой в ампер-часах, называется количество электричества, которое аккумулятор может отдать при разряде его от 2,7 до 1,85 в.

    Как и для элементов, для каждого типа аккумулятора существует максимальный разрядный ток. Превышение этого тока, а также короткое замыкание аккумулятора ведут к разрушению его пластин и порче аккумулятора. Чрезмерно большой зарядный ток также вредно сказывается на аккумуляторе, снижая срок его службы.

    Щелочные аккумуляторы

    Кроме кислотных аккумуляторов со свинцовыми электродами, широко применяются щелочные аккумуляторы, электролитом з которых служит раствор едкого калия, а электродами являются железные никелированные рамки, удерживающие пакеты с активной массой (рис. 3).

    Рис. 3. Пластины щелочного аккумулятора.

    В положительных пластинах активной массой является гидрат окиси никеля в смеси с графитом, а в отрицательных — кадмий и окись железа. Аккумуляторы этого типа иногда называют также кадмиево-никелевыми или — сокращенно — аккумуляторами типа КН.

    Сосуды щелочных аккумуляторов обычно изготовляются из листового железа с гофрированными для повышения механической прочности стенками (рис. 4).

    Рис. 4. Банка щелочного аккумулятора.

    Щелочные аккумуляторы по сравнению с кислотными значительно удобнее в эксплуатации. Они не боятся коротких замыканий, тряски, толчков и могут долго находиться в разряженном состоянии. Кроме того, они легче.

    Однако напряжение одного элемента у щелочных аккумуляторов составляет всего 1,25 в, т. е. значительно меньше, чем у кислотных.

    Соединение элементов и аккумуляторов в батарею

    Если э. д. с. или емкость элемента (аккумулятора) оказывается недостаточной, то элементы (аккумуляторы) соединяют в группы, называемые батареями.

    Рис. 5. Последовательное соединение элементов.

    Рис. 6. Параллельное соединение элементов.

    Так, для питания цепей накала ламп бывают необходимы источники питания напряжением 6 в, а для питания анодных цепей 80—120 в. В этих случаях применяют последовательное соединение элементов или аккумуляторов в батареи (рис. 5).

    При последовательном соединении элементов или аккумуляторов отрицательный полюс первого из них соединяют с положительным полюсом второго, отрицательный полюс второго — с положительным полюсом третьего и т. д.

    Оставшиеся свободными положительный полюс первого элемента и отрицательный последнего образуют соответствующие полюсы батареи. Напряжение такой батареи равно сумме напряжений, создаваемых отдельными элементами. Поэтому, соединяя последовательно элементы, можно получить батарею любого напряжения.

    Но от последовательно соединенных элементов нельзя получить ток большей величины, чем может дать один элемент. Поэтому для получения тока большей величины применяется способ параллельного соединения элементов (рис. 6).

    При этом способе все положительные полюсы элементов соединяют вместе, образуя положительный полюс батареи, а все отрицательные также соединяют вместе, образуя отрицательный полюс. В результате получается как бы один элемент с увеличенной площадью поверхности пластины, но только разделенный на части, которые размещены по разным сосудам.

    Рис. 7. Смешанное соединение элементов.

    В аккумуляторах очень часто такие параллельно соединенные пластины помещают в одном сосуде, т. е. делают один аккумулятор с параллельно соединенными пластинами и увеличенной соответственно емкостью.

    Напряжение батареи из параллельно соединенных элементов равняется напряжению одного элемента. Электрическая же емкость и допустимый разрядный ток равняются сумме емкостей и сумме допустимых разрядных токов всех параллельно соединенных элементов.

    Если необходимо получить одновременно повышенное напряжение и значительную величину тока, применяют смешанное соединение, при котором для получения нужного напряжения элементы соединяют последовательно, а затем несколько таких групп для получения необходимой величины тока соединяют параллельно (рис. 7).

    Бурлянд В.А., Жеребцов И.П. Хрестоматия радиолюбителя. 1963 г.

    Что такое аккумулятор? — Рассказываем максимально доступно

    Знаете ли вы, что первые автомобили были именно электрическими и использовали свинцово-кислотные аккумуляторы? То, что мы привыкли считать машинами будущего – электромобили – появились до изобретения двигателя внутреннего сгорания (ДВС). С тех пор прошло больше 100 лет, но современный АКБ автомобильный изменился только качественно, оставшись принципиально таким же, как и столетие назад.

    Сегодня аккумулятор в автомобиле считается расходником, требующим периодической замены. Сколько именно проработает АКБ – вопрос к качеству изготовления, режиму работы, даже к состоянию дорог, но рано или поздно его меняют на «свежий». 

    Аккумулятор — химический источник тока, в котором энергия химической реакции многократно преобразуется в электрическую и наоборот. Таким образом, аккумулятор, имея возможность преобразовывать химическую энергию в электрическую, способен запасать ее и хранить в течение длительного времени. Заряжаясь, аккумулятор накапливает электрическую энергию, разряжаясь, отдает ее потребителю. 

    Первый аккумулятор (прототип современного свинцово-кислотного) был создан в 1860 г. Гастоном Планте и представлял собой две свинцовые полосы, разделенные пористым изолятором и помещенные в раствор серной кислоты. Выполненный по такой схеме единичный аккумуляторный элемент способен обеспечивать напряжение на выходе около 2 вольт. Емкость такого аккумулятора была невелика, и рабочие характеристики достигались только после многократных зарядно-разрядных циклов. Аккумулятор, аналогичный по своей конструкции современному, был создан в 1881 г. Пластины в нем представляли собой пакеты свинцовых решеток с запрессованной в них активной массой — пастой двуокиси свинца. Точно также и в современном свинцово-кислотном аккумуляторе активными веществами являются свинец и двуокись свинца, а электролитом — водный раствор серной кислоты. 

    Положительно заряженная пластина (электрод) представляет собой свинцовую решетку с активной массой из двуокиси свинца (PbO2), а электрод со знаком минус — решетку с активной массой из губчатого свинца (Pb). Во избежание возникновения короткого замыкания между пластинами, их разделяют пористыми сепараторами из изоляционного материала. Собранные блоки помещаются в корпус и заливаются электролитом (раствором серной кислоты плотностью 1.27-1.29 г/см3). 

    Если к аккумулятору подключить нагрузку, то свинцовые пластины с активной массой, электролит и нагрузка образуют замкнутую цепь. Внутри аккумулятора начинается химическая реакция, в результате которой активная масса обоих электродов начнет менять первоначальный состав, преобразуясь из губчатого свинца и его двуокиси в сернокислый свинец (сульфат свинца PbSO4), а плотность электролита начинает падать. В итоге, в цепи образуется направленное движение ионов, и течет электрический ток. Такой процесс представляет собой разряд аккумулятора. При подключении к аккумулятору внешнего источника тока начинается обратный процесс — заряд. При заряде активная масса пластин восстанавливает свой первоначальный состав, плотность электролита растет. Эти химические процессы можно описать следующими уравнениями:
     


     

    1 – отpицательная пластина; 
    2 – сепаpатоp; 
    3 – положительная пластина; 
    4 – пpедохpанительная сетка; 
    5 – баpетка; 
    6 – штыpь; 
    7 – моноблок; 
    8 – уплотнительная мастика; 
    9 – положительный вывод; 
    10 – пpобка наливного отвеpстия; 
    11 – межэлементная пеpемычка; 
    12 – кpышка; 
    13 – отpицательный вывод
    — на положительной пластине: 

    PbO2 + H2SO4 = PbSO4+ H2O + 2e 

    — на отрицательной пластине: 

    Pb + H2SO4 = PbSO4+ H2 — 2e


    Батареи первого поколения — батареи с жидким электролитом

    Активной массой положительного электрода обычной батареи служит двуокись свинца, отрицательного — чистый свинец, а электролитом — водный раствор серной кислоты. При разряде батареи активные массы пластин вступают в химическую реакцию с электролитом, вырабатывая электрический ток. При этом они преобразуются в сульфат свинца, а в электролит выделяется вода. При заряде происходит обратный процесс. 

    Для повышения твердости и коррозионной стойкости электродов свинцовые решетки, удерживающие активную массу, сначала легировали добавками сурьмы и мышьяка. Но сурьма способствует повышенному расходу воды и снижению ЭДС аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации. Такое неудобство, как необходимость обслуживания классических батарей, заставила производителей искать способы упрощения эксплуатации. Сначала было снижено содержание сурьмы в пластинах, затем из отрицательных пластин сурьму вытеснил кальций. Гибридные АКБ продолжали требовать долива воды, но уже гораздо реже. Применение кальция в положительных пластинах привело к появлению батарей, теоретически не требующих долива на протяжении всего срока эксплуатации. Однако, кальциевые батареи имеют другой недостаток: они плохо переносят глубокие разряды. Чтобы повысить устойчивость АКБ к глубоким разрядам, в свинцово-кальциевый сплав положительных пластин стали добавлять серебро (Ag). Так возникли самые распространенные на сегодняшний день необслуживаемые АКБ.

    Батареи второго поколения — герметизированные гелевые батареи (Gelled Electrolite)

    В таких батареях кислотный электролит находится в гелеобразном состоянии благодаря добавлению в него соединений кремния. Гелевый электролит позволяет добиться полной герметичности батареи, так как все газовыделение происходит внутри сильно развитой системы пор в массе геля. Это решает проблему необслуживаемости АКБ. 

    Однако аккумуляторы с загущенным электролитом имеют несколько худшие нагрузочные характеристики по сравнению с классическими АКБ: большие токи с них снять сложнее из-за более высокого внутреннего сопротивления. Батареи с жидким электролитом лучше работают при высоких токах нагрузки при коротких режимах. Кроме того, гелевые батареи критичны к температуре окружающей среды и стабильности зарядного напряжения. Для их подзаряда нужно использовать зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже +/- 1% для предотвращения обильного газовыделения. 

    Батареи типа GEL наиболее устойчивы к глубоким разрядам и не нуждаются в обслуживании в течение всего срока службы при нормальных условиях эксплуатации. Но при их нарушении происходит быстрое старение батареи.

    Батареи третьего поколения — герметизированные батареи с абсорбированным сепараторами электролитом AGM (Absorptive Glass Mat)

    AGM-технология вновь вернулась к жидкой кислоте, но теперь электролит удерживается в порах сепаратора из ультратонких стеклянных волокон, размещенных между электродами. Такой сепаратор представляет собой пористую систему, в которой каппилярные силы удерживают электролит. При этом количество электролита дозируется так, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для свободной циркуляции газов. Принцип рециркуляции такой же, как у гелевых АКБ: блуждая по порам сепаратора, газы успевают «вернуться» в электролит, не покидая корпус аккумулятора. Таким образом, AGM батареи также не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации. 

    Конструкция AGM батарей позволяет не только герметизировать корпус, но и сохранить работоспособность батареи даже в случае повреждений наружной оболочки. Они нечувствительны к колебаниям температуры, долговечны и виброустойчивы. 

    Но главное преимущество таких батарей — в стойкости к глубоким разрядам. Происходит это за счет повышенной плотности сборки блока пластин и удержания активной массы. Электролит «связан», и разряд аккумулятора не сопровождается его выпариванием с последующим окислением пластин, как это случается с традиционными АКБ. 

    Но, как и гелевые, AGM батареи чувствительны к превышению зарядного напряжения, только причиной здесь является существенно меньшее количество электролита в них. Поэтому единственным условием для длительной эксплуатации такого рода аккумуляторов является правильный выбор зарядного устройства.

    Источник: https://www.ap52.ru/content/battery.html

    Как классифицируются автомобильные аккумуляторы, по каким типам и признакам, читайте на нашем сайте http://www.vk-sto.by/blog/klassifikacija_avtomobilnykh_akkumuljatorov/2019-11-06-35

    Про восстановление АКБ и способы http://www.vk-sto.by/blog/vosstanovlenie_akb_svoimi_rukami/2019-11-07-36

    Как выбрать аккумулятор? Типы аккумуляторных батареи и их особенности.

    Что такое аккумулятор?

    По своей сути, аккумулятор — это химический источник тока многоразового действия. Ключевым принципом действия аккумулятора является обратимость химических процессов, которые происходят внутри устройства. Именно данная особенность обеспечивает многократность использования аккумулятора (циклы разряд-заряда). Давайте подробнее рассмотрим, как работает АКБ. При зарядке аккумулятора происходит химическая реакция, которая направлена на накопление устройством энергии. В свою очередь, при разряде аккумулятора происходит процесс отдачи накопленной энергии подключенным потребителям. В зависимости от вида подключенных потребителей рекомендуется использовать различные типи АКБ.

    Как выбрать аккумулятор?

    Для того, чтобы правильно выбрать аккумуляторную батарею, необходимо иметь как минимум базовое представление об основных технических характеристиках АКБ, ведь по большей части, выбор устройства происходит в зависимости от показателей аппарата. Ниже приведены основные технические характеристики и параметры аккумуляторных батарей.

    • Тип аккумуляторной батареи.
    • Напряжение батареи.
    • Емкость аккумулятора.

    Также при выборе АКБ уделяют внимание таким параметрам как внутреннее сопротивление, химический состав, ток саморазряда, заявленный срок службы аккумулятора. Давайте подробнее ознакомимся с параметрами, разберемся, на что они влияют и почему важен тот или иной показатель при выборе устройства.

    Тип аккумуляторной батареи

    На страницах интернет-магазина «7sorok.ua» можно выделить 4 основные типа аккумуляторных батарей:

    • Гелевые аккумуляторы.
    • AGM аккумуляторы.
    • Мультигелевые аккумуляторы.
    • Тяговые аккумуляторы.

    Гелевые АКБ — это свинцово-кислотные необслуживаемые герметичные аккумуляторы. Данное название этот тип АКБ получил из-за того, что электролит, который находится между свинцовыми пластинами находится в гелевом состоянии. Электролит достигает такого состояния благодаря добавлению в его состав силиконового компонента, который его сгущает. Неоспоримым преимуществом гелевых аккумуляторов является большой срок эксплуатации. Производители заявляют, что гелевые АКБ могут служить до 10 лет. При этом устройство рассчитано на большое количество циклов разряд-зарядов. Также важно отметить, что гелевый аккумулятор отличается низкими потерями емкости при простое (≈20% в год). Гелевые аккумуляторы не нуждаются в специальном обслуживании. Также стоит отметить безопасность эксплуатации данного типа АКБ, ведь они изготавливаются в непроницаемом корпусе. И вместе с тем, стоит отметить некоторые недостатки гелевых АКБ. Это чувствительность устройств. Гелевые аккумуляторы чувствительны к напряжению при зарядке. Подача напряжения выше допустимого значения приведет к разрушению компонентов. Также gelакб чувствительны к низким температурам, т.к. электролит застывает, что приводит к ухудшению его свойств. Также гелевые АКБ чувствительны к коротким замыканиям.

    AGM аккумуляторы — это еще один тип свинцово-кислотных необслуживаемых батарей. Данные аккумуляторы изготавливаются с использованием технологии absorbent glass mat, благодаря чему и получили свое название. AGM-технология подразумевает, что весь электролит аккумулятора находится в связанном состоянии. Обычные свинцово-кислотные аккумуляторы заполнены свободным жидким электролитом, в то время как в agm акб весь электролит содержится в специальной стекловолоконной матрице, которая расположена между пластинами. Неоспоримым преимуществом данного типа аккумуляторов является высокая энергоотдача. Также AGMаккумуляторы демонстрируют высокую скорость зарядки (в сравнении с обычными свинцово-кислотными АКБ). АГМ аккумуляторы не боятся морозов. Также важно отметить, что данный тип аккумуляторов значительно дешевле, чем рассмотренные ранее гелевые АКБ. Однако стоит отметить моменты, которые для некоторых пользователей могут стать недостатками. AGMаккумуляторные батареи характеризуются большим весом. Их цена больше, чем у обычных свинцово-кислотных батарей. Технические характеристики АКБ снижаются при глубоком разряде устройства.

    Мультигелевые аккумуляторные батареи — это довольно популярный и востребованный тип АКБ. Уникальность данного типа устройств заключается в том, что для их изготовления используется технология AGM, а в качестве электролита используют не жидкий электролит, а его гелеообразный аналог. Данный тип АКБ отличается высоким ресурсом циклов заряд-разряда. При этом мультигелевые батареи демонстрируют низкий саморазряд. Мультигелевые АКБ быстро заряжаются и могут использоваться даже при низких температурах.

    Тяговые аккумуляторы — это устройства, разработанные для длительной и интенсивной работы. Они принципиально отличаются от привычных стартерных (автомобильных) аккумуляторов. Тяговые АКБ предназначены для длительной и интенсивной работы. Их непосредственной задачей является непрерывное снабжение питанием различной техники, механизмов и т.д. В то время, как стартерный аккумулятор предназначен для подачи тока на запуск устройства.

    Что бы выбрать аккумуляторную батарею с нужными характеристикими перейдите на страницу выбора аккумуляторных батарей и с мошью фильтров введите нужные параметры АКБ, после чего вым будут показаны подходящие вам батареи.

    Самыми популярными брендами на данный момент являются: Ventura Volter Maxxter Ritar Luxeon LogicPower Challenger EnerGenie

    Если вы планируете купить акб, но не знаете какое выбрать устройство, или вы сомневаетесь в правильности вашего выбора — позвоните нам. Наши технические специалисты с удовольствием ответят на все ваши вопросы, а также предоставят вам профессиональную консультацию и помощь в выборе оборудования. Для того, чтобы связаться с нами, позвоните по номерам, указанным на сайте, или воспользуйтесь онлайн-чатом.

    Гелевый аккумулятор. Технология. Устройство. Применение

    Технологии в развитии аккумуляторной мысли не стоят на месте. Как и всё вокруг они развиваются столь же стремительно. Кто постарше помнят ещё деревянные ящики с пластинами внутри, затем черные «эбонитовые» аккумуляторы с клеммами, залитыми смолой, и отличающиеся особой тяжестью….

    Многообразие сегодняшнего аккумуляторного мира не может не впечатлять. Всё больше ёмкости, меньше размеры, дольше служба, шире применяемость, выше возможности. В традиционном понимании аккумулятор это короб, в котором два электрода в виде свинцовых пластин помещены в раствор серной кислоты (электролит), где протекает окислительно-восстановительная реакция и выдаётся электроэнергия на гора. При этом аккумулятор устройство достаточно небезопасное, любое неосторожное обращение с которым грозит невосполнимыми последствиями для наших джинсов. Но как сказано было выше, технологии не стоят на месте и всё бОльшее распространение получают аккумуляторы, в которых вместо привычного жидкого раствора кислоты электролит в гелеобразном состоянии.

    Итак, что такое Гелевый аккумулятор?

    В широком и обывательском понимании гелевый аккумулятор это аккумулятор, где электролит в виде геля. А ещё интересное бытует мнение, что аккумулятор гелИевый от слова гелий.

    На самом деле есть две конкурирующие друг с другом технологии применения «густого» электролита в аккумуляторах

    Первая, наиболее распространенная технология — Absorptive Glass Mat (AGM). . В данном случае путем применения пористого заполнителя-сепаратора из стекловолокна, пропитанного электролитом, добиваются его безжидкостного состояния. Такой сепаратор представляет собой пористую систему, в которой каппилярные силы удерживают электролит. При этом количество электролита дозируется так, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для свободной циркуляции газов. Таким образом, AGM батареи не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации.

    Вторая — Gelled Electrolite (GEL), так называемые гелевые аккумуляторы, электролит в которых имеет гелеобразное состояние благодаря добавлению в него соединений кремния. Гелевый электролит позволяет добиться полной герметичности батареи, так как все газовыделение происходит внутри сильно развитой системы пор в массе геля. Это решает проблему необслуживаемости АКБ.

    Итак, такое достоинство «гелевых» аккумуляторов как безжидкостное состояние электролита вылилось в ряд существенных преимуществ этого типа аккумуляторов перед их классическими собратьями.

    1. Гелевые аккумуляторы и аккумуляторы AGM могут эксплуатироваться в любом положении – вот почему они популярны на экстремальных и спортивных видах техники – самолёты, мототехника, лодки ….
    2. Аккумуляторы GEL и AGM отличаются безопасностью — нет рисков протекания электролита, исключается возможность выделения газов и опасность взрывов – детские электроигрушки, инвалидные коляски, медицинское оборудование…
    3. Повышенная виброустойчивость – благодаря тому, что в пространстве между пластинами находится пористый твёрдый наполнитель – стекловолокно или силикагель — в таких аккумуляторных батареях практически невозможно осыпание свинцовых пластин и как следствие, закорачивание и выход из строя.
    4. Аккумуляторы GEL и AGM максимально эффективны даже в нештатных режимах работы, что позволяет эксплуатировать их в жарких погодных условиях, при температуре до +50°C, или в низкотемпературных режимах, например до -35°C и ниже.
    5. За счёт своих уникальных технологий аккумуляторы GEL и AGM выдерживают большое количество циклов заряда-разряда, могут продолжительное время находиться в разряженном состоянии, имеют низкий саморазряд. Продолжительность службы таких аккумуляторных батарей 8-10 лет.

    Применение

    В силу своих характеристик, качеств и достоинств аккумуляторы, изготовленные по GEL и AGM технологиям, находят самое широкое применение:

    • Телекоммуникации.
    • Системы энергоснабжения.
    • Бытовое потребление электроэнергии.
    • Системы искусственного охлаждения.
    • Транспорт.
    • Энергопроизводство.
    • Медицина.

    И там где надёжность на первом месте.

    Ваш ЭнергоМет, аккумуляторная компания.

    Что такое система управления батареями (BMS)? — Как это работает

    Реализованное управление тепловым режимом полностью зависит от размера и стоимости аккумуляторной батареи и требований к производительности, критериев проектирования BMS и единицы продукта, что может включать рассмотрение целевого географического региона (например, Аляска или Гавайи). Независимо от типа обогревателя, как правило, более эффективно получать энергию от внешнего источника питания переменного тока или от альтернативной постоянной батареи, предназначенной для работы обогревателя при необходимости.Однако, если электрический нагреватель потребляет небольшое количество энергии, энергия основного аккумулятора может быть перенаправлена ​​на его обогрев. Если реализуется теплогидравлическая система, то для нагрева теплоносителя используется электронагреватель, который перекачивается и распределяется по узлу агрегата.

    Инженеры-конструкторы

    BMS, несомненно, найдут в своем деле хитрости, чтобы передать тепловую энергию в упаковку. Например, можно включить различную силовую электронику внутри BMS, предназначенную для управления мощностью.Хотя он не так эффективен, как прямой нагрев, его можно использовать в любом случае. Охлаждение особенно важно для минимизации потери производительности литий-ионного аккумулятора. Например, возможно, данная батарея оптимально работает при 20°C; если температура пакета повысится до 30°C, эффективность его работы может снизиться на целых 20%. Если аккумулятор постоянно заряжается и перезаряжается при температуре 45°C (113°F), потеря производительности может возрасти до 50%. Срок службы батареи также может пострадать от преждевременного старения и деградации, если она постоянно подвергается чрезмерному выделению тепла, особенно во время быстрых циклов зарядки и разрядки.Охлаждение обычно достигается двумя способами, пассивным или активным, и могут использоваться оба метода. Пассивное охлаждение основано на движении воздушного потока для охлаждения батареи. В случае с электромобилем это означает, что он просто движется по дороге. Тем не менее, это может быть более сложным, чем кажется, поскольку датчики скорости воздуха могут быть интегрированы для стратегической автоматической регулировки отклоняющих воздушных заслонок для максимального увеличения потока воздуха. Внедрение активного вентилятора с регулируемой температурой может помочь на низких скоростях или при остановке транспортного средства, но все, что он может сделать, это просто выровнять пакет с окружающей температурой окружающей среды.В случае палящего жаркого дня это может повысить начальную температуру пакета. Термогидравлическое активное охлаждение может быть спроектировано как дополнительная система и обычно использует этиленгликолевый хладагент с заданным соотношением компонентов смеси, циркулирующий с помощью насоса с приводом от электродвигателя по трубам/шлангам, распределительным коллекторам, перекрестноточному теплообменнику (радиатору). , и охлаждающая пластина, расположенная напротив узла аккумуляторной батареи. BMS отслеживает температуру по всему блоку и открывает и закрывает различные клапаны, чтобы поддерживать температуру всей батареи в узком диапазоне температур, чтобы обеспечить оптимальную работу батареи.

    Управление мощностями

    Максимальное увеличение емкости аккумуляторной батареи, возможно, является одной из наиболее важных характеристик производительности батареи, которую обеспечивает BMS. Если это техническое обслуживание не будет выполнено, аккумуляторная батарея может в конечном итоге прийти в негодность. Корень проблемы заключается в том, что «стек» аккумуляторной батареи (последовательный массив ячеек) не является абсолютно одинаковым и по своей сути имеет несколько разные скорости утечки или саморазряда. Утечка — это не дефект производителя, а химическая характеристика батареи, хотя статистически на нее могут влиять незначительные изменения производственного процесса.Первоначально аккумуляторная батарея может иметь хорошо подобранные элементы, но со временем сходство между элементами еще больше ухудшается не только из-за саморазряда, но и из-за циклов зарядки/разрядки, повышенной температуры и общего календарного старения. Поняв это, вспомните ранее обсуждение того, что литий-ионные элементы работают превосходно, но могут быть довольно неумолимыми, если они работают за пределами жесткого SOA. Ранее мы узнали о необходимой электрической защите, потому что литий-ионные элементы плохо справляются с перезарядкой.После полной зарядки они не могут больше принимать ток, и любая дополнительная энергия, подаваемая в них, превращается в тепло, при этом напряжение потенциально быстро возрастает, возможно, до опасного уровня. Это нездоровая ситуация для ячейки и может привести к необратимому повреждению и небезопасным условиям эксплуатации, если она продолжится.

    Массив ячеек аккумуляторной батареи определяет общее напряжение батареи, и несоответствие между соседними ячейками создает дилемму при попытке зарядить любую батарею.Рисунок 3 показывает, почему это так. Если у вас есть идеально сбалансированный набор элементов, все в порядке, поскольку каждый из них будет заряжаться одинаково, и зарядный ток может быть отключен при достижении верхнего порога отключения напряжения 4,0. Однако в несбалансированном сценарии верхняя ячейка рано достигнет своего предела заряда, и зарядный ток должен быть прекращен для ветви до того, как другие нижележащие ячейки будут заряжены до полной емкости.

    Что такое аккумулятор? | National Grid Group

    Аккумуляторные накопители или аккумуляторные системы накопления энергии (BESS) — это устройства, которые позволяют накапливать энергию из возобновляемых источников, таких как солнечная и ветровая , а затем высвобождаться, когда потребителям больше всего нужна энергия.

    Литий-ионные аккумуляторы, которые используются в мобильных телефонах и электромобилях , в настоящее время являются доминирующей технологией хранения для крупных электростанций, помогая электрическим сетям обеспечивать надежное снабжение возобновляемой энергией. Мы начали внедрять эту технологию на более тяжелом оборудовании, работая с Viridi Parente — компанией, производящей аккумуляторные системы хранения для промышленных, коммерческих и жилых зданий.
     

    Почему важно хранить аккумулятор и каковы его преимущества?

    Аккумуляторная технология играет ключевую роль в обеспечении того, чтобы дома и предприятия могли питаться зеленой энергией , даже когда солнце не светит или ветер стих.

    Например, Великобритания имеет самую большую в мире установленную мощность морских ветровых установок , но способность улавливать эту энергию и целенаправленно использовать ее может повысить ценность этой чистой энергии; за счет увеличения производства и потенциального снижения затрат.

    Каждый день инженеры National Grid и электросетей по всему миру должны увязывать предложение со спросом. Управление этими пиками и впадинами становится более сложной задачей, когда цель состоит в том, чтобы достичь чистых нулевых выбросов углерода путем поэтапного отказа от электростанций, работающих на ископаемом топливе, которые традиционно использовались в качестве резерва для обеспечения надежного и стабильного энергоснабжения.

    По оценкам правительства Великобритании, такие технологии, как аккумуляторные аккумуляторные системы, поддерживающие интеграцию более низкоуглеродных энергетических, тепловых и транспортных технологий, могут сэкономить энергетической системе Великобритании до 40 миллиардов фунтов стерлингов к 2050 году , что в конечном итоге сократит счета людей за электроэнергию.

    В США Кен-Ичи Хино, директор по энергетике в National Grid Renewables , американском подразделении National Grid Ventures по возобновляемым источникам энергии, говорит: «Хранилище обеспечивает дальнейшее производство возобновляемой энергии как с точки зрения эксплуатации, так и с точки зрения надежности.Это также ключевой элемент постоянного развития и перехода наших потребителей коммунальных услуг к возобновляемым источникам энергии. Мы видим значительные возможности для объединения накопления энергии с нашими солнечными проектами в будущем».

     

    Как именно работает аккумуляторная система хранения?

    Системы хранения энергии на батареях значительно более совершенны, чем батареи, которые вы держите в кухонном ящике или вставляете в детские игрушки. Система хранения аккумуляторов может заряжаться электричеством, полученным из возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца.

    Программное обеспечение для интеллектуальных батарей использует алгоритмы для координации производства энергии, а компьютеризированные системы управления используются для принятия решения о том, когда сохранять энергию для обеспечения резервов или отдавать ее в сеть. Энергия высвобождается из аккумуляторной системы во время пикового спроса, что снижает затраты и обеспечивает подачу электроэнергии.

    Эта статья посвящена крупномасштабным аккумуляторным системам хранения, но бытовых систем хранения энергии работают по тем же принципам.
     

    Какие системы хранения возобновляемой энергии разрабатываются?

    Для хранения возобновляемой энергии требуются недорогие технологии с длительным сроком службы (тысячи зарядок и разрядок), безопасные и способные эффективно хранить энергию, достаточную для удовлетворения спроса.

    Литий-ионные аккумуляторы были разработаны британским ученым в 1970-х годах и впервые были использованы Sony в коммерческих целях в 1991 году для портативного видеомагнитофона компании. Хотя в настоящее время они являются наиболее экономически жизнеспособным решением для хранения энергии, в настоящее время разрабатывается ряд других технологий для хранения аккумуляторов. К ним относятся:

    • Аккумулирование энергии сжатого воздуха : В этих системах, обычно расположенных в больших камерах, избыточная мощность используется для сжатия воздуха и последующего его хранения.Когда требуется энергия, сжатый воздух выпускается и проходит через воздушную турбину для выработки электроэнергии.

    • Механический гравитационный накопитель энергии : Одним из примеров этого типа системы является использование энергии для подъема бетонных блоков на башню. Когда энергия необходима, бетонные блоки опускаются обратно вниз, вырабатывая электричество под действием силы тяжести.

    • Проточные батареи : В этих батареях, которые по сути являются перезаряжаемыми топливными элементами, химическая энергия обеспечивается двумя химическими компонентами, растворенными в жидкостях, содержащихся в системе и разделенных мембраной.

    Прескотт Хартсхорн, директор по распределенной энергии и возобновляемым источникам энергии в National Grid Ventures , говорит: «Следующее десятилетие будет важным для хранения энергии в целом и для аккумуляторов в частности. Это будет важное время испытаний для аккумуляторов и других технологий».
     

    Что такое жизненный цикл батареи?

    Вы определенно не хотите оказаться в глуши с разряженным аккумулятором. Независимо от того, использовали ли вы аккумулятор глубокого разряда в течение многих лет или вы только что купили новый, важно знать, как долго он должен работать.На жизненный цикл батареи влияет множество факторов, но прежде чем мы углубимся в них, мы рассмотрим, что такое жизненный цикл батареи и как его рассчитать.

    Что такое жизненный цикл батареи?

    Когда вы используете аккумулятор и заряжаете его, он постепенно теряет способность возвращаться к своей первоначальной емкости. Жизненный цикл батареи — это количество циклов зарядки и разрядки, которые она может выполнить до потери производительности.

    Как рассчитать срок службы батареи?

    На самом деле, при первой разрядке аккумулятора он не зарядится до полной емкости.Конечно, это не означает, что срок службы вашей батареи истек.

    Каждый производитель предоставляет данные о приемлемой производительности и уменьшении емкости до того, как будет определен жизненный цикл. Стандартного теста не существует, но общее практическое правило заключается в том, что жизненный цикл батареи — это количество циклов, которые вы получаете, прежде чем вы не сможете зарядить батарею более чем на 80% от первоначальной емкости.

    Как определяется глубина разряда?

    Другой способ понять емкость батареи — это глубина разрядки.Глубина разряда — это процент использованной емкости батареи по отношению к общей емкости. Например, новый аккумулятор емкостью 100 Ач, разряженный до 60 Ач, будет иметь глубину разряда 40% за этот цикл.

    Если мы вернемся к нашему определению жизненного цикла батареи, мы достигнем предела жизненного цикла, если не сможем зарядить ту же батарею более чем на 80 Ач. Даже при «полной» зарядке мы начинаем с 20% глубины разряда.

    Вы всегда должны использовать монитор батареи, такой как Victron BMV-700, для определения глубины разрядки вашей батареи.Чтобы правильно рассчитать глубину разряда и оставшуюся емкость батареи, вам необходимо ввести правильную константу Пейкерта в монитор батареи.

    Подробное обсуждение константы Пейкерта и закона Пейкерта выходит за рамки этой статьи. Тем не менее, простой вывод заключается в том, что разные батареи имеют разную разрядную емкость в зависимости от того, насколько быстро они разряжаются. Это изменение емкости рассчитывается с помощью постоянной Пейкерта.

    Константа Пейкерта зависит от вашей батареи и позволяет монитору батареи точно рассчитать глубину разряда.Производитель вашей батареи должен предоставить вам правильную константу Пекерта для вашей батареи.

    В Dragonfly Energy мы проверяем каждую ячейку батареи, чтобы обеспечить емкость и безопасность.

    Сколько циклов выдерживает батарея?

    Срок службы батареи зависит от типа батареи и способа ее использования.

    Срок службы литий-ионного аккумулятора Ожидаемый срок службы литий-ионных аккумуляторов

    Dragonfly Energy составляет от 3000 до 5000 циклов для интенсивно используемых аккумуляторов.Легкое использование может значительно превысить этот рейтинг. Каждый производитель также указывает предельную глубину разряда для достижения своего рейтинга жизненного цикла.

    В большинстве случаев производители литиевых батарей ограничивают глубину разряда до 80%. Однако некоторые производители, такие как Dragonfly Energy и наш потребительский бренд Battle Born Batteries, оценивают свои аккумуляторы как 100%-ную глубину разряда. Это означает, что вы можете использовать 100% емкости без чрезмерного повреждения батареи.

    Литий-ионные аккумуляторы

    гораздо меньше подвержены влиянию факторов окружающей среды и разрядки, чем их свинцово-кислотные аналоги.Это делает оценки жизненного цикла более точными.

    Срок службы свинцово-кислотного аккумулятора

    Существует несколько типов свинцово-кислотных аккумуляторов, каждый из которых имеет разный срок службы. В зависимости от того, как вы поддерживаете свою батарею и какой у вас тип, вы можете рассчитывать на от нескольких сотен до тысячи циклов зарядки.

    Срок службы в свинцово-кислотных батареях во многом зависит от легких разрядов и правильных циклов перезарядки. Если батарея будет использоваться для высоких требований к мощности или глубоких разрядов, эти батареи получат намного меньше циклов.

    Что сокращает срок службы аккумуляторной батареи?

    Помимо типа вашей батареи, на срок службы вашей батареи влияют различные факторы. Их понимание поможет вам максимально увеличить производительность и срок службы батареи.

    Температура

    Влияние температуры на срок службы батареи может немного сбивать с толку. Вы часто слышите, что более высокие температуры улучшают работу батарей, а низкие температуры снижают ее. Это верно, когда речь идет о емкости, а не о жизненном цикле.

    Экстремальные температуры в свинцово-кислотных и литиевых батареях приводят к сокращению срока их службы. Однако деградация более резкая в свинцово-кислотных батареях. Оптимальная рабочая температура для батарей составляет около 25 градусов по Цельсию или 77 градусов по Фаренгейту.

    Одно исследование показало, что производительность литиевой батареи за первые 200 циклов снизилась примерно на 3,3% при температуре 77 градусов по Фаренгейту. При 113 градусах по Фаренгейту производительность снизилась на 6,7% за то же количество циклов. И наоборот, жизненный цикл свинцово-кислотных аккумуляторов сокращается наполовину при каждом повышении температуры на 15 градусов по сравнению с 77 градусами.

    Конечно, вы можете эксплуатировать аккумулятор при высоких температурах; однако если делать это в течение длительного времени, срок службы батареи сократится.

    Чрезмерная глубина разряда

    То, насколько глубоко вы разряжаете аккумулятор во время каждого цикла, напрямую влияет на срок службы. Общее эмпирическое правило для свинцово-кислотных аккумуляторов заключается в том, что регулярное циклирование аккумулятора до 50% глубины разряда (DOD) вместо 80% DOD удваивает срок службы. Точно так же переход на 10% DOD вместо 50% увеличит жизненный цикл примерно в пять раз.Хотя это не обязательно практично, стандартный совет — не разряжать свинцово-кислотную батарею ниже 50%, если это возможно.

    Литиевые батареи

    менее подвержены повреждениям из-за слишком глубокого разряда. Опять же, большинство производителей литиевых батарей рекомендуют не разряжать их при глубине разряда ниже 80%. Здесь, в Dragonfly Energy и Battle Born Batteries, наши батареи оцениваются в 100% DOD.

    Аккумуляторы Dragonfly Energy рассчитаны на 100% разрядку.

    Неправильный цикл перезарядки

    Важно заряжать аккумулятор полностью, а не частично.Позволив вашей батарее завершить цикл перезарядки, вы сможете пройти фазу кондиционирования. Эта фаза кондиционирования снижает сульфатацию свинцовых пластин.

    Неполные циклы зарядки оказывают меньшее влияние на литиевые батареи благодаря их внутренней системе контроля батареи (BMS). Тем не менее, рекомендуется по возможности полностью заряжать литиевые батареи.

    Потери электролита

    Все батареи глубокого цикла содержат раствор электролита, который обеспечивает внутреннюю химическую реакцию.В залитых свинцово-кислотных батареях раствор электролита может испаряться. Технически испаряется только вода, а электролит остается. В любом случае, если вы не будете периодически перезаряжать батарею, вы увидите значительное сокращение срока службы батареи.

    Литиевые батареи и герметичные свинцово-кислотные батареи также содержат раствор электролита. Однако, поскольку они запечатаны, нет необходимости их заправлять. Потери электролита в литиевых батареях не происходит, так как они полностью герметичны.Герметичные свинцово-кислотные батареи по-прежнему могут выделять газ во время быстрой зарядки или перезарядки и выпускать воздух через клапан. Со временем даже эта небольшая потеря электролита может повлиять на срок службы.

    ➡ Узнайте больше об электролите для аккумуляторов и о том, как он работает

    Электрод для кристаллизации

    Со временем все батареи немного деградируют из-за химических изменений в батареях. Некоторые из этих изменений происходят из-за образования определенных отложений на электродах. В свинцово-кислотных батареях образуются кристаллы сульфата свинца, а в литий-ионных может накапливаться металлический литий.

    Эти изменения сокращают количество доступных химикатов для проведения реакций. Это также может повлиять на внутреннее сопротивление и в конечном итоге привести к выходу из строя батареи, когда повреждение станет чрезмерным.

    Как увеличить срок службы батареи?

    Как только вы начнете понимать, как различные факторы влияют на жизненный цикл вашей батареи, станет яснее, как вы можете увеличить срок ее службы. Следование некоторым простым «передовым методам» может помочь вам получить максимальную отдачу от вашей батареи, независимо от того, является ли она свинцово-кислотной или литий-ионной батареей.

    По возможности используйте батарею при умеренных температурах. Конечно, это не всегда возможно. Оптимально хранить, заряжать и разряжать аккумулятор при температуре около 77 градусов по Фаренгейту.

    Если у вас свинцово-кислотный аккумулятор, сведите к минимуму частоту разрядки аккумулятора ниже 50% его емкости. В идеале глубина разряда в каждом цикле должна составлять от 10% до 50%. Если у вас литиевая батарея, вы, вероятно, можете снизить глубину разряда до 80%, а в некоторых случаях и до 100%.Обратитесь к рекомендации производителя вашей батареи, чтобы быть в безопасности.

    Кроме того, если у вас залитая свинцово-кислотная батарея, следите за тем, чтобы раствор электролита был заполнен доверху. Наконец, медленная зарядка аккумулятора может помочь снизить внутреннее сопротивление и продлить срок службы аккумулятора.

    Узнайте больше о нашей технологии литий-ионных аккумуляторов

    Производство литий-ионных аккумуляторов может быть грязным и дорогостоящим процессом. Вот почему мы решили разработать более чистые и менее расточительные процессы для создания литий-ионных аккумуляторов.Чем меньше след, тем лучше.

    Компания Dragonfly Energy постоянно внедряет инновации. У нас есть результаты и процессы, подтверждающие это. Никакого дыма и зеркал — только настоящая наука и передовые технологии.

    Узнайте больше о нашей технологии здесь.

    Как работает батарея?

    Энергия не может быть создана или уничтожена, но ее можно сохранить в различных формах. Один из способов его хранения — в виде химической энергии в батарее. При подключении к цепи батарея может производить электричество.

    Батареи преобразуют химическую энергию в электрическую

    Батарея имеет два вывода: положительный (катод) и отрицательный (анод). Если вы соедините две клеммы проводом, образуется цепь. Электроны будут течь по проводу, и будет производиться электрический ток. Внутри батареи происходит реакция между химическими веществами. Но реакция происходит только при наличии потока электронов.Батареи могут храниться в течение длительного времени и продолжать работать, потому что химический процесс не начнется, пока электроны не перейдут от отрицательного к положительному выводу через цепь.

    В батарее происходит химическая реакция

    Простой пример — лимонная батарейка

    Давайте начнем с очень простой батареи, в которой используется лимон, в который вставлены два разных металлических предмета, например оцинкованный гвоздь и медная монета или проволока.Медь служит положительным электродом или катодом, а гальванизированный (оцинкованный) гвоздь — отрицательным электродом или анодом, производящим электроны. Эти два объекта работают как электроды, вызывая электрохимическую реакцию, которая создает небольшую разность потенциалов.

    Поскольку атомы меди (Cu) притягивают электроны больше, чем атомы цинка (Zn), если вы поместите кусок меди и кусок цинка в контакт друг с другом, электроны перейдут от цинка к меди. Когда электроны концентрируются на меди, они будут отталкиваться друг от друга и останавливать поток электронов от цинка к меди.С другой стороны, если вы поместите полоски цинка и меди в проводящий раствор и соедините их снаружи проводом, реакции между электродами и раствором позволят электронам непрерывно течь по проводу.

    ЛИМОННАЯ БАТАРЕЯ

    Как работает лимонная батарейка?

    Лимонная батарея состоит из лимона и двух металлических электродов из разных металлов, таких как медная монета или проволока, и оцинкованного (оцинкованного) гвоздя.

    Энергия для батареи исходит не от лимона, а от химического превращения цинка (или другого металла). Цинк окисляется внутри лимона, обменивая часть своих электронов, чтобы достичь более низкого энергетического состояния, а высвобождаемая энергия обеспечивает энергию. Лимон просто обеспечивает среду, в которой это может произойти, но они не расходуются в процессе.

    Если предположить, что используются цинковые и медные электроды (например, медная монета и оцинкованный гвоздь), то один лимон может генерировать приблизительно 0.9 вольт. Слева последовательная цепь лимонов показывает, что вырабатывается 3,41 вольта.

    ПРИМЕЧАНИЕ: Можно использовать картофель, яблоки, квашеную капусту или любые другие фрукты или овощи, содержащие кислоту или другой электролит, но лимоны предпочтительнее из-за их более высокой кислотности. Например, в картофеле электролитом является фосфорная кислота, а в лимонах — лимонная кислота.


    В лимонной батарее происходит как окисление (потеря электронов), так и восстановление (приобретение электронов).Эта батарея похожа на оригинальные «простые гальванические элементы», изобретенные Алессандро Вольта (см. Ниже). На аноде металлический цинк окисляется и переходит в кислый раствор в виде ионов Zn2+:

    Zn —> Zn2 + + 2 e-

    На медном катоде ионы водорода (сольватированные протоны из кислого раствора в лимоне) восстанавливаются с образованием молекулярного водорода:

    2H++ 2e- —> h3

    Что заставляет электроны двигаться?

    Когда вы отпускаете мяч, который держите в руках, он падает на землю, потому что гравитационное поле Земли тянет мяч вниз.Точно так же заряженные частицы, такие как электроны, должны совершить работу, чтобы переместиться из одной точки в другую. Количество работы на единицу заряда называется разностью электрических потенциалов между двумя точками. Единица разности потенциалов называется вольт.

    Разность потенциалов между катодом и анодом определяется химической реакцией. Внутри батареи электроны подталкиваются химической реакцией к положительному концу, создавая разность потенциалов.

    Именно эта разность потенциалов заставляет электроны двигаться по проводу.

    Разность потенциалов может быть положительной или отрицательной, подобно гравитационной энергии, движущейся вверх или вниз по склону. В батарее поток электронов направлен вниз… электроны могут течь вверх, как в случае с зарядным устройством.

    Почему электроны не перемещаются от анода к катоду внутри батареи?

    Электролит в батарее не дает одиноким электронам двигаться прямо от анода к катоду внутри батареи.Когда клеммы соединены токопроводящим проводом, электроны могут легко течь от анода к катоду.

    В каком направлении движутся электроны в проводе?

    Электроны заряжены отрицательно, поэтому они будут притягиваться к положительному концу батареи и отталкиваться от отрицательного конца. Когда батарея подключена к устройству, которое позволяет электронам течь через нее, они текут от отрицательного (анодного) к положительному (катодному) выводу.

    Кто изобрел гальванический элемент (батарейку)?

    ПЕРВАЯ БАТАРЕЯ VOLTA

    Аккумулятор производства Volta считается первым гальваническим элементом. Он состоит из двух электродов: один из цинка, другой из меди. Электролит представляет собой серную кислоту или смесь солевого раствора соли и воды. Электролит существует в форме 2H+ и SO42-.Цинк, который в электрохимическом ряду выше меди и водорода, реагирует с отрицательно заряженным сульфатом SO42- . Положительно заряженные ионы водорода (протоны) захватывают электроны меди, образуя пузырьки газообразного водорода h3. Это делает цинковый стержень отрицательным электродом, а медный стержень — положительным электродом.

    Теперь у нас есть две клеммы, и ток будет течь, если мы их соединим. Реакции в этой ячейке следующие:

    цинк

    Zn —> Zn2+ + 2e-

    серная кислота 

    2H+ + 2e- —> h3

    Медь не вступает в реакцию, действуя как электрод для химической реакции.

    Как работает современный аккумулятор (угольно-цинковый аккумулятор)?

    Сухой угольно-цинковый элемент или батарея упакованы в цинковую банку, которая служит как контейнером, так и отрицательной клеммой (анодом). Положительная клемма представляет собой угольный стержень, окруженный смесью диоксида марганца и угольного порошка. В качестве электролита используется паста из хлорида цинка и хлорида аммония, растворенных в воде.Углеродный (графитовый) стержень собирает электроны, поступающие от анодной части батареи, чтобы вернуться к катодной части батареи. Углерод является единственным практичным материалом проводника, потому что любой обычный металл быстро подвергается коррозии в положительном электроде в электролите на основе соли.

    Цинк окисляется в соответствии со следующим полууравнением.
    Zn(s) —> Zn2+(aq) + 2 e- [e° = -1,04 вольта]

    Диоксид марганца смешивают с угольным порошком для увеличения электропроводности.Реакция выглядит следующим образом: 

    2MnO2(т) + 2 e- + 2Nh5Cl(водн.) —> 
    Mn2O3(т) + 2Nh4(водн.) + h3O(водн.) + 2 Cl- [e° ˜ +,5 v]

    , а CL сочетается с Zn2+.

    В этой полуреакции марганец восстанавливается из степени окисления (+4) в (+3). Возможны и другие побочные реакции, но общую реакцию в угольно-цинковом элементе можно представить как:

    Zn(тв) + 2MnO2(тв) + 2Nh5Cl(вод) —> Mn2O3(тв) + Zn(Nh4)2Cl2 (вод) + h3O(ж)

    Батарея имеет e.м.ф. около 1,5 В. 

     

    Какие существуют типы батарей?

    В разных типах батарей используются разные типы химикатов и химических реакций. Некоторые из наиболее распространенных типов батарей: 

    Щелочная батарея

    Используется в батареях Duracell® и Energizer® и других щелочных батареях.Электроды цинково-марганцево-оксидные. Электролит представляет собой щелочную пасту.

    Свинцово-кислотный аккумулятор

    Используются в автомобилях. Электроды изготовлены из свинца и оксида свинца с сильной кислотой в качестве электролита.

    Литиевая батарея

    Эти батарейки используются в фотоаппаратах для вспышки.Они изготавливаются из лития, йодида лития и йодида свинца. Они могут обеспечить скачки электричества для вспышки.
    Литиевая батарея Эти батарейки используются в фотоаппаратах для вспышки. Они изготавливаются из лития, йодида лития и йодида свинца. Они могут обеспечить скачки электричества для вспышки.
    Литий-ионный аккумулятор Эти аккумуляторы используются в портативных компьютерах, сотовых телефонах и другом портативном оборудовании с интенсивным использованием.
    Никель-кадмиевая или никель-кадмиевая батарея Электроды никель-гидроксидно-кадмиевые. Электролит – гидроксид калия.
    Цинк-угольная батарея или стандартная угольная батарея – Цинк и углерод используются во всех обычных или стандартных сухих батареях AA, C и D. Электроды изготовлены из цинка и углерода, а паста из кислотных материалов между ними служит электролитом.

    ССЫЛКИ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

    Potato Power: Руководство для учителя
    История батареи
    Электрохимические реакции
    Цинк-угольная батарея
    Цинк-угольная батарея — Как они работают?
    Как работают батареи Анимированное руководство по науке о батареях


    Оценка Вопросы:

    M несколько Выбор вопросов

    Аккумулятор (электричество)


    2

    Новая система секвестрирует CO2 и вырабатывает электроэнергию

    мар.17 февраля 2021 г. — В ходе недавнего исследования была представлена ​​новая система, способная быстро и эффективно производить водород и электроэнергию, одновременно сокращая выбросы углекислого газа …


    Новая эластичная батарея может питать носимую электронику

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


    Новый способ охлаждения электронных устройств, рекуперация отработанного тепла

    апр.22 октября 2020 г. — Слишком длительное использование электронных устройств может привести к их перегреву, что может замедлить их работу, повредить их компоненты или даже привести к их взрыву или возгоранию. Теперь исследователи разработали …


    Инновационная химия аккумуляторов произвела революцию в воздушно-цинковых аккумуляторах

    4 января 2021 г. — Воздушно-цинковые батареи — привлекательная технология хранения энергии будущего. На основе инновационного нещелочного электролита на водной основе международная исследовательская группа разработала новый аккумулятор…


    Насколько легкой может быть складная и долговечная батарея

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


    Простая самозаряжающаяся батарея обеспечивает питание для устройств

    25 февраля 2020 г. — Батарея нового типа сочетает в себе отрицательную емкость и отрицательное сопротивление в одной ячейке, что позволяет ячейке самозаряжаться без потери энергии, что имеет важные последствия для …


    Тонкий слой защищает аккумулятор, допускает холодную зарядку

    26 августа 2020 г. — При поиске надежной, быстро заряжаемой аккумуляторной батареи для автомобилей в холодную погоду решением может стать самособирающийся тонкий слой электрохимически активных молекул, по мнению группы или …


    Microwaves Power Новая технология для аккумуляторов, энергия

    22 апреля 2020 г. — Новая аккумуляторная технология с использованием микроволн может открыть путь для преобразования и хранения возобновляемой энергии.Исследователи создали технологию переработки отходов полиэтилентерефталата, одного из …


    Новое покрытие может иметь большое значение для литиевых батарей

    14 мая 2019 г. — Ученые разработали новое катодное покрытие с использованием метода окислительного химического осаждения из паровой фазы. Новое покрытие может поддерживать электрическую и ионную проводимость катода батареи и …


    Конструкция соляной батареи преодолевает неровности дороги, чтобы помочь электромобилям пройти лишнюю милю

    фев.1 января 2021 г. — Используя соль в качестве ключевого ингредиента, исследователи разработали новый тип перезаряжаемой батареи, которая может ускорить переход на более экологичный электрический транспорт на нашем …


    Как работает аккумулятор, информационный гид от Yuasa

    Что такое батарея?

    Аккумулятор представляет собой устройство для хранения электрической энергии в химической форме и последующего высвобождения ее в виде постоянного тока контролируемым образом.

    Батареи всех типов содержат положительный и отрицательный электроды, погруженные в электролит, причем вся сборка находится внутри контейнера.

    Большинство батарей Yuasa являются свинцово-кислотными батареями, что означает, что они имеют положительный и отрицательный электроды, изготовленные из соединений свинца в разбавленном сернокислотном электролите.

    Свинцово-кислотные батареи являются вторичными батареями, что означает, что их можно заряжать после разрядки. ?Первичные батареи можно разряжать только один раз, после чего их нужно выбросить; примерами являются некоторые типы фонариков и аккумуляторов для радио.

    Как работает батарея Yuasa

    Положительный электрод изготовлен из диоксида свинца, а отрицательный — из пористого свинца.

    Когда электрическая нагрузка (например, освещение или стартер) подключена к аккумулятору, ток протекает через электролит в аккумуляторе и через внешнюю нагрузку. Это приводит к разрядке батареи, что приводит к изменению химического состава обоих электродов на сульфат свинца.

    Аккумулятор можно зарядить, пропуская через него ток от внешнего источника электроэнергии, такого как генератор переменного тока, динамо-машина или зарядное устройство. Это превращает сульфат свинца обратно в исходные материалы из двуокиси свинца и пористого свинца.

    Когда аккумулятор заряжается, электричество начинает разлагать (гидролизовать) воду в электролите на составляющие элементы водорода и кислорода, которые выделяются в виде газа. Вот почему батарея выделяет газы, когда она заряжена.

    Из чего сделан аккумулятор?

    Сетки

    Поскольку положительный и отрицательный электроды изготовлены из слабых материалов, они нуждаются в механической опоре, которая обеспечивается сеткой из свинцового сплава; свинец сам по себе был бы слишком мягким.

    Помимо поддержки электродов (активный материал), сетка также проводит электричество от электродов к внешней нагрузке.

    Электроды

    Электроды изначально изготавливаются из смеси оксида свинца и сульфата свинца. Он преобразуется в диоксид свинца на положительной пластине и в пористый свинец на отрицательной пластине при первоначальной зарядке аккумулятора.

    Отрицательный электрод также содержит небольшое количество присадок, придающих аккумулятору хорошие характеристики разряда при низких температурах для облегчения запуска.

    Комбинация сетки и электрода обычно называется пластиной.

    Электролит

    Электролит представляет собой разбавленную серную кислоту. Он действует как проводник для переноса электрических ионов между положительными и отрицательными пластинами, когда батарея заряжается или разряжается.

    Кислота также принимает участие в разряде, так как ионы сульфата вступают в химическую реакцию на электродах с образованием сульфата свинца.

    Сепаратор

    Сепаратор представляет собой изолятор, помещенный между положительной и отрицательной пластинами для предотвращения их короткого замыкания.

    Сепаратор должен быть микропористым с очень маленькими отверстиями, чтобы ионы могли проходить через сепаратор с одной пластины на другую. Он также должен быть в состоянии выдерживать высокие температуры и сильно кислотные окислительные условия, которые возникают в аккумуляторе.

    Большинство современных сепараторов изготавливаются из микропористого полиэтилена, свойства которого соответствуют жестким условиям в аккумуляторной батарее.

    Контейнер и крышка

    Обычно они изготавливаются из полипропилена, который представляет собой легкий, но прочный пластик.В отличие от некоторых пластиков, он не становится хрупким на холоде и поэтому может противостоять ударам при обращении. Он не подвергается воздействию кислот, а также может выдерживать жидкости (бензин, дизельное топливо, тормозная жидкость, антифриз), обычно присутствующие в автомобиле.

    Что делает батарею необслуживаемой?

    30 лет назад аккумуляторы быстро теряли воду, и автомобилистам советовали проверять уровень кислоты в качестве одной из еженедельных проверок; современные необслуживаемые аккумуляторы не требуют добавления воды в течение всего срока службы при нормальных условиях эксплуатации.Кстати, за тот же период срок службы батареи увеличился вдвое с 2 до 4-5 лет.

    В прошлом сетки аккумуляторов изготавливались из сплава свинца с 10% сурьмы; цель сурьмы заключалась в том, чтобы придать жесткость, поскольку чистый свинец сам по себе был бы слишком мягким. К сожалению, часть сурьмы растворилась в кислоте, что привело к потере воды в батарее.

    Благодаря усовершенствованию технологии аккумуляторов нам удалось снизить содержание сурьмы с 10 процентов до 1.5 процентов, и это сокращение привело к тому, что батареи требуют минимального обслуживания и требуют только ежегодного обслуживания.

    Последним усовершенствованием стало использование 0,1% кальция в качестве отвердителя в сетках вместо сурьмы; это приводит к меньшему загрязнению кислоты и значительному снижению потерь воды, что делает батарею необслуживаемой, поэтому в течение срока ее службы не нужно добавлять воду.

    Проблемы с обслуживанием

    Перезарядка

    Современные автомобильные зарядные устройства пропускают в аккумулятор только небольшой ток, когда он полностью заряжен.Если генератор неисправен, через аккумулятор будет проходить гораздо более высокий ток все время, пока автомобиль работает. Этот ток приведет к быстрой потере воды в батарее, что разрушит характеристики батареи, не требующие обслуживания, а также уменьшит срок службы батареи из-за повреждения положительных цепей.

    Темно-коричневый/черный цвет на дне вентиляционных заглушек является явным признаком перезарядки.

    Если генератор (автомобиль без системы Start-Stop) имеет напряжение выше 14.8 Вольт при нормальной температуре, это вообще признак неисправности системы зарядки. Общая неисправность диода в выпрямителе приведет к зарядному напряжению 16,0 В на аккумуляторе, генератор следует немедленно отремонтировать, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение аккумулятора.

    Обратите внимание, что в новейших автомобилях Start-Stop с рекуперацией энергии торможения используются более высокие напряжения (15,2 В), чтобы максимизировать эффективность зарядки и сократить периоды зарядки генератора.

    Глубокий цикл

    Современные системы зарядки поддерживают высокий уровень заряда аккумулятора во время движения автомобиля в большинстве условий эксплуатации.Однако аккумулятор будет разряжаться в нештатных условиях или если автомобиль будет стоять с включенным грузом, например, фарами. В современных автомобилях при парковке обычно происходит постоянная разрядка аккумулятора, вызванная такими компонентами, как компьютер, сигнализация, часы и т. д., что приводит к разрядке аккумулятора. В зависимости от автомобиля, это может занять недели или месяцы.

    Аккумуляторы транспортных средств рассчитаны на несколько циклов разрядки и перезарядки, но не предназначены для приложений, в которых существуют постоянные циклы зарядки и разрядки (глубокие циклы).Аккумуляторы для отдыха были разработаны для этих типов приложений и имеют специальную конструкцию, позволяющую проводить их глубокий цикл на постоянной основе.

    Непрерывный глубокий цикл автомобильных аккумуляторов приведет к выходу из строя, так как положительный активный материал будет постепенно падать на дно аккумулятора, снижая способность пластин накапливать электричество.

    Большое количество мелких черных/коричневых частиц в электролите является явным признаком того, что батарея подвергалась глубокому циклу.

    Сульфатация

    Сульфатация является нормальной частью работы аккумулятора и возникает всякий раз, когда аккумулятор разряжается. Когда батарея перезаряжается, сульфатация (сульфат свинца) снова превращается в активный материал.

    Если аккумулятор оставить разряженным в течение определенного периода времени, эта сульфатация медленно меняет свою форму на такую, которая не может быть преобразована обратно в активный материал при зарядке, поэтому после зарядки аккумулятор не вернется к своим первоначальным характеристикам. Если сульфатация достаточно сильная, машина не заведется.Эту проблему обычно называют сульфатацией.

    Заниженная зарядка

    Недостаточный заряд происходит, если батарея не получает достаточного заряда, чтобы вернуть ее в состояние полного заряда; это будет медленно вызывать сульфатацию. Эта неисправность может возникнуть, если автомобиль используется только изредка для поездок на короткие расстояния или для движения по городу с системой Start-Stop. Недостаточный заряд также будет иметь место, если напряжение генератора находится в районе 13,6–13,8 Вольт.

    Ваше тело — это большая батарея, и ученые хотят заряжать ею гаджеты

    В течение многих лет наши электронные устройства становились меньше и быстрее, но эта тенденция не может продолжаться, пока мы не решим одно большое препятствие: батареи.

    Батареи являются узким местом любой электронной системы, говорит Дина Эль-Дамак, профессор электротехники в Университете Южной Калифорнии. Устройство настолько хорошо, насколько хорош его источник питания, и стремление к большей мощности и более быстрым вычислениям уже привело к опасным ситуациям, таким как взрывы Samsung Galaxy 7. Одним из решений является создание устройств с автономным питанием, которые генерируют электричество из таких источников, как движение и тепло тела, без внутренней батареи.

    Хотя пройдет некоторое время, прежде чем мы расстанемся с нашими зарядными устройствами для iPhone, ученые по всей стране работают над достижением этой цели, и компании тоже участвуют в этом.

    ПОЧЕМУ АВТОНОМНЫЕ УСТРОЙСТВА?

    Для большинства из нас устройства с автономным питанием означают, что мы никогда не заряжаем наш телефон или Fitbit. Но основное применение, на которое обращает внимание большинство исследователей, — это здоровье, особенно имплантируемые медицинские устройства, такие как кардиостимуляторы. «Если устройство работает на батареях, замена батареи требует хирургического вмешательства, поэтому предоставление операций для медицинских устройств является огромным преимуществом и может реально повлиять на жизнь людей», — говорит Эль-Дамак.

    Это также может помочь с мозговыми имплантатами, такими как те, которые надеется создать компания Илона Маска Neuralink.В настоящее время срок службы большинства мозговых имплантатов составляет менее пяти лет, а долговечный имплантат должен иметь долговечные батареи.

    ПОЛУЧЕНИЕ ЭНЕРГИИ ИЗ ТЕПЛА ТЕЛА

    Автономные устройства могут работать по-разному. Одним из них является пьезоэлектрическая энергия, которая генерируется при приложении давления к определенным материалам. Другой метод, более распространенный в общественном воображении, — движение сбора урожая. Но хотя движение кажется очевидным, иметь устройство, которое работает только во время движения, нецелесообразно.Так, для многих исследователей лучшим источником энергии является тепло тела, или термоэлектрическая генерация.

    Термоэлектрическая генерация работает, потому что температура нашего тела почти всегда отличается от температуры окружающего воздуха. «Термоэлектрические генераторы улавливают разницу температур, а затем используют ее для создания энергии», — говорит Дариуш Вашаи, инженер-электрик из Университета штата Северная Каролина. В прошлом году его команда построила крошечное устройство, которое делало именно это. Это металлический язычок, который можно вшить в рубашку или носить на нарукавной повязке.(Они опубликовали результаты в статье в журнале Applied Energy .)

    Очевидным преимуществом тепла тела является то, что вам не нужно ничего делать для выработки энергии, говорит Вашаи. Но проблема в том, что вы можете собрать очень мало энергии за один раз. «Эти устройства в основном полагаются на разницу температур всего в несколько градусов, иногда всего на градус или меньше, — говорит он, — поэтому устройства должны быть действительно эффективными, если они спроектированы так, чтобы использовать небольшое количество тепла для выработки полезной энергии.

    Его генератор вырабатывает мощность только в микроваттах, которой никогда не хватит для питания телефона, и ее слишком мало практически для любого устройства. Конечно, можно сделать эффективные комбайны, которые собирают много энергии, но тогда они будут большими, неуклюжими вещами, которые никто не захочет носить, добавляет Вашаи.

    МАЛОМОЩНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

    Итак, на другой стороне уравнения находятся инженеры, пытающиеся создать электронные устройства, потребляющие очень мало энергии. Одна из больших проблем заключается в том, что батареи «протекают», говорит Эль-Дамак.Если вы положите аккумулятор на полку и не будете его использовать, он потеряет часть накопленной энергии, поэтому было проведено много исследований, как этого избежать.

    В Университете штата Северная Каролина находится исследовательский консорциум — Центр передовых автономных систем интегрированных датчиков и технологий (ASSIST), занимающийся созданием маломощной электроники без аккумуляторов для здравоохранения. Эта исследовательская группа финансируется Национальным научным фондом и уже создала прототип для отслеживания состояния здоровья, говорит директор ASSIST Вина Мишра.Это устройство, работающее от тепла тела, состоит из большого оранжевого браслета и нашивки на груди. Браслет может отслеживать такие показатели, как влажность, температура и даже органические соединения в воздухе. Патч отслеживает частоту сердечных сокращений, движения и частоту дыхания.

    Фото: NC State University

    ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЧЕРЕЗ ТРЕНИЕ

    Электричество также может генерироваться трением: подумайте о статическом электричестве, которое возникает, когда вы трете два куска ткани друг о друга.Это называется трибоэлектрическим эффектом. Группа ученых использовала как движение, так и трибоэлектрический эффект, чтобы создать эластичное носимое устройство с автономным питанием. Одним касанием руки он может генерировать несколько ватт энергии на квадратный метр, чего достаточно, чтобы временно включить несколько крошечных огней.

    Трибоэлектрический эффект является универсальным, а это означает, что технически этот эффект могут создавать любые два материала, но лучше всего с этим справляются некоторые полимеры. «Выбор материалов огромен: бумага, шелк, волокна, дерево, металлические поверхности, органические материалы», — говорит Ван.В результате вариантов больше, чем при использовании других методов, добавляет он, и он может генерировать больше энергии, чем при использовании тепла тела.

    Гибкость — одно из ключевых нововведений. «Когда у вас есть гибкий материал, вы можете имитировать человеческую кожу для машинных интерфейсов», — говорит соавтор исследования Чжун Линь Ван, который возглавляет исследовательскую группу по нанонаукам в Технологическом институте Джорджии. Его эластичное носимое устройство можно было использовать в датчиках тела, а также во всем, что связано с тканью. Представьте себе систему безопасности, в которой используются датчики, встроенные в ковер или шторы, говорит он.

    Прозрачная электронная кожа для тактильного восприятия. Фото Сюн Пу

    КАК ДОЛГО ЭТО ДОСТУПНО?

    И Ван, и Мишра из ASSIST работают с отраслевыми партнерами, пытаясь вывести технологию на рынок. Ван говорит, что, по его мнению, пройдет три года, прежде чем его устройство появится на рынке.

    А пока есть часы Matrix Watch, которые используют тепло тела и поступят в продажу в сентябре.В конце прошлого года я встретился с основателями Акрамом Букаем и Дугласом Тэмом для демонстрации. Черные часы с круглым циферблатом большие, но не такие нелепые, и довольно красивые. Личная демонстрация была впечатляющей, и Букай даже использовал лед из нашего морозильника, чтобы включить часы.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.