Madame Lelica

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電池の歴史

1800年、ボルタは、導体として使用すると、特定の流体が連続的な電力を生成することができることを発見しました。 この発見は、バッテリーと呼ばれる最初のボルタ電池につながります。 ボルタのバッテリーの発明は、バッテリー実験の新しい時代を始めました。 そして、科学者の数は、電池を作るために様々な実験を試みました。 しかし、それらのいくつかは結論に達することができました。, ボルタとダニエルは、それぞれボルタとダニエルとして知られている二つの科学者だった。

ボルタ電池：ボルタ電池は、電気エネルギーを生成するために化学反応を使用しています。 一方の陽極と陰極は互いに反対に作られています。 陽極では酸化が起こり、陰極では還元が起こる。 回路を完成させるために、その間に塩ブリッジが作成されます。 酸化および減少が起こる部分は半分の細胞と呼ばれます。 外部回路は、電子の流れを伝導するために使用される。

ボルタによって発明されたボルタ電池は、それほど移植性がなく、欠点も多くありませんでした。, その後、”John Fredric Daniel”がデザインしたDanielのセルが人気となった。

ダニエルの細胞:ボルタ細胞の発明の後で、ダニエルの細胞は電気のもととして早い世紀に普及していました。 このセルタイプでは、二つの区画に分けられたコンテナ。 この隙間はイオンに対して透過性の膜によって作られた。 一つの成分において、亜鉛電解質を硫酸亜鉛溶液に浸漬した。 他の区画では、硫酸銅溶液中の銅電極を浸漬した。 このセルは、亜鉛または硫酸銅がなくなるまで電流を供給することができました。,

John Dancerはこの実験を進め、多孔質設計の最初のバッテリーを設計しました。

1859年、ガストン-プランテによって設計された鉛蓄電池は、電池の充電式の特徴のために普及しました。 電池のシンプルな設計は電池に戻って流れの流れの逆転によって再充電することを可能にしました。 この電池はまだカー-バッテリー、自動車両等のような多くの場所で使用されます。

さらに、Leclanche電池は、液体電解質を持たない乾式設計としてCarl Gessnerによって発明されました。,

ルクランシェの細胞を見てみましょう。

この発明は、こぼれと向きの問題が完全に根絶されたので、電池の使用を非常に簡単かつ便利にしました。 再び一般的にアルカリ電池として知られていたニッケル-カドミウム電池が発明された。 1970年代にリチウム電池のほとんどは携帯機器で使用されるために発明されました。,

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バッテリーの一般的な化学：

バッテリーは、 電池の否定的な層は陽極として呼ばれ、肯定的な層は陰極として呼ばれます。 負荷が電池によって付すとき流れは陰極に陽極を通って流れ始めます。 同様に、バッテリー充電器を接続すると、電流は反対方向、すなわち陰極から陽極へ流れ始めます。,

すべての電池は、酸化還元反応と呼ばれる化学反応に取り組んでいます。 反応は、セパレータ（電解質）を介して陰極と陽極の間で起こる。

その結果、一方の電極は酸化反応により負に帯電する。 そして、その負に帯電した電極は陰極と呼ばれます。 第二の電極は、還元反応により正に帯電し、これはさらに陽極と呼ばれる。, 二つの異なる種類の金属が同じ電解質溶液に浸漬されると、一方の電極は電子を獲得し、他方の電極は電子を失うことになる。

その結果、一方の金属は電子を失い、もう一方の金属は電子を得ることになります。 この二つの金属の電子濃度の違いは、金属間の電位差を引き起こす。 この電位差は、任意の電気装置の電圧源として使用することができる。

イオンは分離器だけを、それ妨げます陽極からの陰極へのすべての動きを流れます。, したがって、電流を取り出す唯一の方法は、バッテリの端子からです。

電池がどのように分類されているか見てみましょう…

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さまざまな種類の電池

各電池は指定目的を達成するように設計され、条件に従って使用することができます。 主に一次電池と二次電池と呼ばれる二つのカテゴリーの電池があります。, しかし，電池は一次電池，二次電池，燃料電池，予備電池の四つの大きなカテゴリに分類される。 以下は、さまざまな種類のバッテリーとその動作について知る必要があるすべてのものです。

• 一次電池
• 二次電池
• 予備電池
• 燃料電池

一次電池（非充電式電池）

一次電池または一次電池としても知られている非充電式電池。 一次電池は、蓄積されたエネルギーが完全に使用されると、再び使用できないものです。, これらの電池を回復できないエネルギーによる外部ソースです。 これが、一次電池が使い捨て電池とも呼ばれる理由です。

一次電池の寿命を低下させる主な要因は、使用中に偏光になることです。 分極の効果の減少によって電池の寿命を拡張するためには、化学脱分極は細胞に酸化剤を加えることによって水に水素を酸化するすなわち使用さ Ａｓと同様に，亜鉛-炭素電池やルクランシェ電池では二酸化マンガンが用いられ，ブンゼン電池やグローブ電池では硝酸が用いられる。,

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一次電池の用途：

• 時計やおもちゃに使用できます
• 小型家庭用機器に使用できます
• パーソナルコンピュータに使用できます
• ポータブル非常灯やインバータに使用できます

非充電式電池は多くのタイプです。 それらは以下に示されている

• 亜鉛炭素電池（別名。, 関連記事：コンデンサの種類|固定、可変、極性&非極性

  1. 亜鉛炭素電池

  亜鉛炭素電池は、最初の市販の乾燥電池です非常に低い電力を提供し、別名乾電池である電池。 二酸化マンガン電極から電流を集める炭素棒が電池内に配置される。 それはDCの供給の1.5ボルトを与えることができる。, これらのタイプの電池は懐中電燈、ラジオ、リモート-コントロールおよび柱時計で使用されます。

  1. アルカリ性

  アルカリ性は乾電池電池でもあり、亜鉛陽極と二酸化マンガン陰極で構成されています。 アルカリ電池は鋼鉄缶と詰まり、最も外側の内部の地域は二酸化マンガンで満ちています。 亜鉛および水酸化カリウムの電解物は電池の中心のほとんどの地域で満ちています。 アルカリ電池に高密度そして他の電池があります。 一般的に、オーディオプレーヤー、ラジオ、トーチライトで使用されます。,

  

  1. リチウム電池

  リチウム電池は、コイン型またはボタン型のデザインフォームで提供されています。 亜鉛、アルカリ、マンガン電池よりも電圧（3V）が高い。 リチウム電池はより小さく、重量でより軽いです。 リチウム電池の内部抵抗は高く、充電式ではありません。 電子工学の適用の数で使用される最も普及した硬貨の細胞はCR2032 3V出力を提供するです。 リチウム電池は長い寿命（約10年）を持っています。,

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  1. 酸化銀電池：

  酸化銀電池は、大容量の低消費電力バッテリです。 それらは水銀細胞と外観が似ており、1.5ボルトのより高いemfを提供する。 電池の陰極は酸化銀から成っています。 電池内に存在する電解質は、カリウムまたは水酸化ナトリウムでできています。 銀は高価であるため、この電池は非常に限られた用途を有する。,

  銀酸化物の細胞の優秀な特徴は次のとおりです:

  • 電池の構造の独特なシーリングは電池を非常にleak-proofにさせます。
  • 電池によって与えられる定電圧出力は、安定した放電を得ることを有用にする
  • 酸化防止剤の使用は、電池の高エネルギー密度に寄与する。,

  酸化銀セルのアプリケーション：

  • IOTベースのデバイス
  • 電気時計
  • 精密機器
  • 医療機器

  1. 亜鉛空気電池

  亜鉛空気電池は、シールを解除した直後に5分以内にフル動作電圧に達します。 これらは再充電可能な設計の一次電池です。 空気中の酸素content有量は、電池の活性質量として作用する。 陰極は空気アクセスのカーボンから成っている多孔性ボディです。 セルの出力電圧能力は1.65ボルトです。, 放電中、亜鉛粒子の塊は電解質で飽和した多孔質陽極を形成する。 空気中に存在する酸素はヒドロキシルイオンと反応し、ジンケートを形成する。 このZincateは酸化亜鉛を形作り、水は電解物に戻ります。

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  二次電池（充電式電池）

  充電式電池は、二次電池としても知られています。 それは充満にそれらを差し込むことによって使用であり、電池が取り替えられる必要がある前に多数の使用を得ることができます。, 充電式電池の初期コストは使い捨て電池よりも一般的ですが、交換が必要になる前に何度も安価に充電できるため、これらの電池の総所有コストと環境

  

  二次細胞のアプリケーション：

  • これは、フィットネスバンド、スマートウォッチで使用することができます。,
  • それは軍および潜水艦で使用することができます
  • カメラおよび人工ペースメーカー

  充電式または二次電池は主に三つのタイプです：

  • 鉛酸
  • リチウムイオン（Li-ion）
  • ニッケル金属水素化物（Ni-MH）
  • ニッケルカドミウム（Ni-Cd）

  関連電卓

  1. 鉛酸

  鉛酸は、充電式電池の非常に一般的なタイプです。 彼らは一般的に使用されてい店舗からエネルギー太陽エネルギーがその品質が異なるからです。, これらの電池は高い流れを、車で使用されて提供し。 電池が働くことを止めるときリサイクルに使用することができます。 約93%のすべての鉛電池再利用リサイクルの新規鉛電池です。

  1. リチウムイオン(Li-ion)

  リチウムイオン電池は、リチウムイオン電池としても知られている充電式電池です。 これらの電池は、電力密度が高いため、電子機器で一般的に使用されています。 これらの電池はkgごとの150ワット時間を貯えることがで, 放電中、リチウムイオンは負極から正極に移動し、その逆もまた同様である。 過熱すると、電池の損傷や火災の原因となります。

  1. ニッケル水素化物(Ni-MH)

  ニッケル水素化物電池は充電式電池です。 電池の金属はインターメタリックです。 これらのタイプの電池によい生命および高い現在の機能があります。 それはkgごとの100ワット時を貯えることができる。 それらはリチウムイオン電池より熱的に安定しています。 自己放電は他の電池より高いです。,

  • 関連記事：太陽電池パネルと電池の直列接続。

  ニッケルカドミウム(Ni-Cd)

  ニッケルカドミウム二次電池では、酸化ニッケル水酸化物と金属カドミウムが電極として使用されています。 NiCdバッテリーまたはNiCadバッテリーとしても知られています。 Ni-Cd電池は、使用していないときに電圧を維持し、電荷を保持するのに適しています。 バッテリの将来の容量をlowing引き起こす可能性がありますNi-Cdバッテリの主な欠点は、部分的に充電バッテリが再充電された場合、それは”恐ろしいメモリー効果”の犠牲者に落ちる可能性があることです（すなわち）。, 負またはカドミウムプレートの変化、例えば充電は、CD（OH）をCd金属に変換することを含む。）および電圧降下。

  ニッケルのカドミウムは完全な排出率で評価される容量を提供してよく、低温率操作でよいライフサイクルがあります。

  一次セルと二次セルの違い：

  仕様：

  一次セルは内部抵抗が高く、容量が大きく、設計が小さい。 二次セルは内部抵抗が低いが、可逆的な化学反応を有し、設計が複雑である。,

  デザイン：

  一次細胞は、通常、乾燥細胞です。 つまり、彼らは流体を持っていないし、電池内のイオンの動きを可能にするペーストでいっぱいです。 これが一次細胞がこぼれにくい理由です。 しかしながら、二次電池は、液体または溶融塩のいずれかで構成されている。,ghコストアプリケーション バックアップおよび高コストアプリケーションに強く推奨 特定のアプリケーションに限定 汎用性が高く、したがってアプリケーションの広いスペクトルを持っています コスト より高い初期コスト

  上記の表を通過した後、私はあなたが今、一次電池と二次電池の長所と短所を把握することができるようになることを願っています。,

  • 関連記事：抵抗の種類/固定、可変、線形&非線形

  予備セル

  予備電池またはセルは、予備電池としても知られています。 電解質は、融点に達するまで固体状態で不活性のままである。 融点に達するとすぐに、イオン伝導が始まり、電池が活性化される。,

  予備電池は、さらに三つのカテゴリに分類されます。

  • 水活性電池
  • 熱活性電池
  • 電解質活性電池
  • ガス活性電池

  予備電池の用途：

  • 時間と圧力を感知するために使用されるデバイスに使用されます。
  • 主に武器システムで使用されます。
  • 車のバッテリーやその他の電池にも使用されます。li>

  関連記事：バッテリーとコンデンサーの違いは何ですか？,

  燃料電池

  このクラスの電池では、活物質は外部源から供給される。 燃料電池は、活物質が電極に供給される限り、電気エネルギーを生成することができる。 プロトン交換膜は、燃料として水素と酸素ガスを使用しています。 反応は細胞内で起こり、反応水の生成物として、電気および熱が生成される。 燃料電池の四つの基本要素は、すなわち陽極、陰極、電解質および触媒である。,

  燃料電池の背後に使用される技術の利点：

  • 化学ポテンシャルエネルギーを電気エネルギーに直接変換するプロセスは、”熱ボトルネック”を回避する。
  • セル内に可動部分がないため、便利で信頼性が高い
  • 環境にやさしい方法で水素を製造するため、他のものと比較して環境に対する有害

  燃料電池のアプリケーション

  • これは、主に自動車、バス、その他の自動車のような輸送に使用されます。,
  • これは、停電の場合に電気を生成するためのバックアップとして非常に頻繁に使用されます。関連記事：ソーラーパネルを12Vバッテリーと12V、DC負荷に配線するにはどうすればよいですか？

    他の電源に比べてバッテリーの利点

    • 比エネルギー容量：バッテリーのエネルギー貯蔵容量は化石燃料と比較して非常に少ないです。 但し、電池に熱エンジンと比較してエネルギーをより効果的に提供する容量があります。
    • 電力帯域幅：バッテリは、高い電力帯域幅のために小さな負荷および大きな負荷をより効果的に処理することができます。,
    • 応答性：バッテリは、短い通知で電力を供給することができます。 この温が不要の場合には、燃焼エンジンです。環境:電池は容易なtの使用で、適度に涼しくとどまります。 電池のほとんどは他の燃料ベースのエンジンの場合にはように騒音を作りません。
    • 取付け:この頃は、密封された電池はほとんどあらゆる位置で作動させることができます。 それらはよい衝撃および振動許容です。関連記事：ソーラーパネルを220Vインバーター、12Vバッテリー、12V、DC負荷に配線する方法は？,

      電池の欠点

      • 充電時間：電池が一次電池になると放電され、使用するために再充電されるまでに時間がかかります。 これは、数分かかる燃料を使用する場合ではありません。
      • 運用コスト：大型電池の価格と重量は、信頼性の高い使用法と大型車両にとっては実用的ではありません。
      • エネルギー貯蔵容量：化石燃料と比較して、電池のエネルギー貯蔵容量は低い。,

      関連記事：直列の二つの12V電池と並列に二つの24Vソーラーパネルを配線する方法

      あなたのアプリケーションに応じて適切なバッテリーを選

      デバイスまたはアプリケーションの損傷を避けるために、アプリケーションに適したバッテリーを選択することは非常に重要です。 次はあなたの適用のための右の電池を選んでいる間心に留めておかれるべきである考察のいくつかはある。

      プライマリまたはセカンダリ：これは、お使いのデバイスに適したバッテリータイプを選択する際の最も重要な要因の一つです。, 臨時の使用のためにそしておもちゃ等のような使い捨て可能な装置で第一次電池を使用できます。 ただし、デバイスを長時間にわたって使用している場合は、二次電池または充電式電池がより適しています。

      温度範囲：適切な温度で適切なバッテリーを選択すると、熱暴走のリスクを減らすことができます。 リチウムイオン電池は20度から45の摂氏温度の狭い温度較差の内で満たすことができます。 電池の爆発は、過充電、高温充電、または短絡の結果として起こり、最終的には装置またはアプリケーションに害を及ぼす可能性があります。,

      耐久性：バッテリーの耐久性は、主に二つの要因、すなわち充電寿命と総寿命に依存します。 さらに、電池の物理的な要因はまた電池の長い生命に貢献します。

      エネルギー密度：単位体積当たりの電池に蓄積されたエネルギーの総量をエネルギー密度と呼びます。 それは次の再充電までどの位動くか電池の安定性を定義します

      安全:あなたが選んでいる電池はそれの実用温度に従ってあるべきです。 時々、電池の温度は装置の部品を超過し、傷つけるかもしれません。, また、デバイス温度を超えると性能が低下してしまうことがあります。

      その他の要因には、次のものがあります。

      • 細胞化学
      • 輸送
      • 物理的形状およびサイズ
      • コスト
      • 信頼性

      電気自動車（EV）バッテリー

      電気自動車バッテリーは、持続期間にわたって電力を供給するように設計されています。 それらを他の電池と異なるものにする要因は、点火および雷である。, 電気車電池は信頼性および環境に優しい性質による市場の分け前を高めています。

      

      現代の車の中で最も一般的な電池は、リチウムイオンとリチウムポリマー電池です。 細胞はモジュールの形態に取付けられている。 つまり、パックを作るために一つの形のバッテリーが設置されています。 合計96個のセルが設置されているBMW電気自動車の例を見てみましょう。 外部の熱や振動からバッテリーを保護するフレームに入れたセルの数。 セルの組み合わせはモジュールと呼ばれます。,そのような多数のモジュール、冷却パックおよびバッテリ管理システムが一緒に組み合わされてパックを形成する。

      電気自動車に使用されるリチウムイオン電池の二つの主要なタイプは次のとおりです。

      • メタ酸化物
      • リン酸塩

      車のような自動車用途では、リチウムイオン電池は化学的危険性と利便性の点でより安全です。

      • 関連記事：太陽光発電システムを設計して設置する方法は？ 解決した例で

      EVバッテリーの構築

      現在、電気自動車はリチウムバッテリーで実行されています。, リチウム電池の通常の電圧は3.7ボルトですが、EV(電気自動車)では300Vが必要です。この電圧と電流値を達成するためには、リチウム電池を直列と並列に組み合わせます。 の組み合わせなどのリチウム細胞として知られるモジュールです。 モジュールは保護のためのBMS（電池の管理システム）と来る。 以下は日産リーフの写真で、必要な電圧を達成するために作成されたリチウム電池モジュールを示しています。,

      

      電気車電池を使用する重要な指示

      • 電池がまた排出にとして呼ばれる締切りの電圧の下で達するようにしないで下さい。
      • 最大効率は、電流定格が低い場合にのみ達成できます。
      • EVバッテリーはKWH（Kilo watt Hour）定格で提供され、バッテリー車両がどれくらいの時間走行するかを定義します。
      • 電池の自己放電率が常にあります。
      • BMS（バッテリ管理システム）は、バッテリに残っている充電量を見つけるのに役立ちます。,
      • バッテリーの構成。 シリーズかパラレルか？
      • 説明的な答えを持つ電池の全額
      • 電池の配線接続と図
      • 電池がAC電源に接続されている場合はどうなりますか？
      • 逆極性配線接続でバッテリはどうなりますか