Madame Lelica

Historia baterii

W 1800 roku Volta odkryła, że niektóre ciecze mogą generować ciągłą energię elektryczną, gdy są używane jako przewodniki. Odkrycie to doprowadziło do pierwszego ogniwa voltaicznego zwanego baterią. Wynalazek baterii Volta zapoczątkował nową erę eksperymentów z bateriami. I liczba naukowców próbował różnych eksperymentów, aby baterie. Ale niewielu z nich było w stanie dojść do wniosku., Volta i Daniel byli dwoma naukowcami komórek znanych jako Volta i Daniel odpowiednio.

ogniwo fotowoltaiczne: ogniwo fotowoltaiczne wykorzystuje reakcję chemiczną do produkcji energii elektrycznej. Jedna anoda i katoda są wykonane naprzeciwko siebie. Na anodzie następuje utlenianie, a na katodzie następuje redukcja. Pomiędzy nimi tworzy się mostek solny, aby zakończyć Obwód. Części, w których występuje utlenianie i redukcja, nazywane są półkomórkami. Zewnętrzny obwód jest używany do przewodzenia przepływu elektronów.

komórka volta wynaleziona przez Volta nie była zbyt przenośna i miała zbyt wiele wad., Po tym cela Daniela zaprojektowana przez „Johna Fredrica Daniela” stała się popularna.

Daniel Cell: po wynalezieniu ogniwa fotowoltaicznego, Daniel cell był popularny we wcześniejszych wiekach jako źródło energii elektrycznej. W tym typie komórki, Pojemnik podzielony na dwie komory. Szczelina została wykonana przez membranę przepuszczalną dla jonów. W jednym ze składników elektrolit Cynkowy zanurzono w roztworze siarczanu cynku. W drugiej komorze zanurzono elektrodę miedzianą w roztworze siarczanu miedzi. Komórka była zdolna do dostarczania prądu, dopóki nie zabraknie cynku lub siarczanu miedzi.,

John Dancer przeprowadził ten eksperyment i zaprojektował pierwszą baterię o konstrukcji porowatej.

w 1859 roku akumulator kwasowo-ołowiowy zaprojektowany przez Gastona Plante stał się popularny ze względu na funkcję ładowania akumulatora. Prosta konstrukcja akumulatora umożliwiała ładowanie poprzez odwrócenie przepływu prądu z powrotem do akumulatora. Bateria ta jest nadal używana w wielu miejscach, takich jak akumulatory samochodowe, pojazdy samochodowe itp.

ponadto Bateria Leclanche została wynaleziona przez Carla Gessnera jako sucha konstrukcja, która nie miała ciekłego elektrolitu.,

przyjrzyjmy się komórce Leclanche.

ten wynalazek sprawił, że korzystanie z baterii było bardzo łatwe i wygodne, ponieważ problem rozlewania i orientacji został całkowicie wyeliminowany. Ponownie wynaleziono akumulator niklowo-kadmowy, który był powszechnie znany jako bateria alkaliczna. W 1970 roku wieku większość baterii litowych zostały wynalezione do użytku w urządzeniach przenośnych.,

• Related Post: Jak obliczyć czas ładowania akumulatora& prąd ładowania akumulatora – przykład

Chemia Ogólna akumulatora:

akumulator ma trzy warstwy katody, anody i separatora. Ujemna warstwa baterii nazywana jest anodą, a dodatnia – katodą. Po podłączeniu ładunku do akumulatora prąd zaczyna płynąć przez anodę do katody. Podobnie, po podłączeniu ładowarki prąd zaczyna płynąć w przeciwnym kierunku tj. katoda do anody.,

każda bateria pracuje na reakcji chemicznej zwanej reakcją utleniania-redukcji. Reakcja zachodzi pomiędzy katodą a anodą za pośrednictwem separatora (elektrolitu).

w rezultacie jedna elektroda zostaje naładowana ujemnie w wyniku reakcji utleniania. I, że ujemnie naładowana elektroda jest nazywana katodą. Druga elektroda zostaje naładowana dodatnio w wyniku reakcji redukcji, która jest dalej nazywana anodą., Gdy dwa różne rodzaje metali są zanurzone w tym samym roztworze elektrolitu, jedna z elektrod zyska elektron, a druga straci elektron.

w rezultacie jeden z metali straci elektron, a drugi metal zyska elektron. Ta różnica w stężeniu elektronów dwóch metali powoduje różnicę potencjału elektrycznego między metalami. Ta różnica potencjałów może być wykorzystana jako źródło napięcia w dowolnym urządzeniu elektrycznym.

jony przepływają tylko przez separator, blokuje cały ruch od anody do katody., W związku z tym jedynym sposobem, aby uzyskać prąd z zacisków baterii.

zobaczmy, jak podzielone są akumulatory…

• Related Post: szeregowe, równoległe i szeregowo-równoległe Podłączanie akumulatorów

różne rodzaje akumulatorów

akumulatory są powszechnie stosowane w urządzeniach gospodarstwa domowego, a także w zastosowaniach przemysłowych. Każda bateria jest zaprojektowana w celu spełnienia określonego celu i może być używana zgodnie z wymaganiami. Istnieją głównie dwie kategorie baterii zwane ogniwami pierwotnymi i wtórnymi., Akumulatory dzielą się jednak na cztery szerokie kategorie, a mianowicie ogniwo pierwotne, ogniwo wtórne, ogniwo paliwowe i ogniwo rezerwowe. Poniżej znajduje się wszystko, co musisz wiedzieć o różnych rodzajach baterii i ich pracy.

• ogniwo pierwotne
• ogniwo wtórne
• ogniwo rezerwowe
• ogniwo paliwowe

ogniwo pierwotne (baterie wielokrotnego ładowania)

baterie wielokrotnego ładowania znane również jako Baterie Pierwotne lub ogniwo pierwotne. Baterie Pierwotne to takie, które nie mogą być ponownie użyte po pełnym zużyciu zgromadzonej energii., Baterie te nie mogą przywrócić energii przez żadne zewnętrzne źródło. Z tego powodu ogniwa pierwotne nazywane są również bateriami jednorazowymi.

głównym czynnikiem zmniejszającym żywotność baterii pierwotnych jest ich spolaryzowanie podczas użytkowania. Aby wydłużyć żywotność baterii poprzez zmniejszenie efektu polaryzacji, stosuje się depolaryzację chemiczną, tj. utlenianie wodoru do wody przez dodanie środka utleniającego do ogniwa. Podobnie jak as, w komórce cynkowo-węglowej i komórce Leclanche 'a stosuje się dwutlenek manganu, a w komórce Bunsena i komórce Grove' a stosuje się kwas azotowy.,

Related Post: Jak przetestować baterię za pomocą miernika testowego?

zastosowania ogniw pierwotnych:

• mogą być używane w zegarkach i zabawkach
• może być stosowany w małych urządzeniach domowych
• może być stosowany w komputerach osobistych
• może być stosowany w przenośnych lampach awaryjnych i falownikach

baterie wielokrotnego ładowania są wielu typów. Są one podane poniżej

• bateria cynkowo-Węglowa (aka., „Heavy Duty”)
• alkaliczne
• ogniwa litowe
• ogniwa tlenku srebra
• ogniwa powietrzne cynkowe

Related Post: rodzaje kondensatorów | stałe, zmienne, Polarne & niepolarne

1. Bateria cynkowo-Węglowa

baterie cynkowo-węglowe są pierwszymi komercyjnymi suchymi bateriami, które zapewniają bardzo niską moc i są również znane jako suche ogniwa. W akumulatorze umieszczony jest pręt węglowy, który zbiera prąd z elektrody dwutlenku manganu. Może dać 1,5 V prądu stałego., Tego typu baterie są używane w latarkach, radiach, pilotach i zegarach ściennych.

1. alkaliczny

alkaliczny jest również baterią suchą, składa się z anody cynkowej i katody dwutlenku manganu. Bateria alkaliczna jest zapakowana w stalową puszkę, a najbardziej zewnętrzny obszar wewnętrzny jest wypełniony dwutlenkiem manganu. Cynk i elektrolit wodorotlenku potasu jest wypełniony w środkowej części akumulatora. Baterie alkaliczne mają większą gęstość niż inne baterie. Ogólnie rzecz biorąc, jest on używany w odtwarzaczach Audio, radiotelefonach i lampach latarki.,

1. ogniwa litowe

baterie litowe są dostępne w formie monet lub przycisków. Zapewnia wyższą wartość napięcia (3V) niż baterie cynkowe, alkaliczne i manganowe. Ogniwa litowe są mniejsze i lżejsze. Wewnętrzna rezystancja ogniw litowych jest wysoka i nie można ich ładować. Najpopularniejszym ogniwem monety używanym w wielu zastosowaniach elektronicznych jest CR2032, który zapewnia wyjście 3V. Ogniwa litowe mają dłuższą żywotność (około 10 lat).,

• Related Post: Kalkulator Pojemności Baterii

1. ogniwa tlenku srebra:

baterie tlenku srebra to baterie małej mocy o dużej pojemności. Są one podobne z wyglądu do ogniw rtęciowych i zapewniają wyższe emf 1,5 V. Katoda baterii składa się z tlenku srebra. Elektrolit obecny w akumulatorze jest wykonany z wodorotlenku potasu lub sodu. Ponieważ srebro jest drogie, Bateria ta ma bardzo ograniczone zastosowania.,

doskonałe cechy ogniw tlenku srebra to:

• unikalne uszczelnienie struktury baterii sprawia, że bateria jest wysoce szczelna.
• stałe napięcie wyjściowe podane przez akumulator sprawia, że przydatne jest stabilne rozładowanie
• zastosowanie przeciwutleniaczy przyczynia się do wysokiej gęstości energii akumulatora.,

zastosowania ogniw tlenku srebra:

• urządzenia oparte na IOT
• Zegarki elektryczne
• Instrumenty precyzyjne
• urządzenia medyczne

1. ogniwa cynkowo-powietrzne

bateria cynkowo-powietrzna osiąga pełne napięcia robocze w ciągu 5 minut po odklejeniu. Są to baterie podstawowe z możliwością ładowania. Zawartość tlenu w powietrzu działa jak masa aktywna akumulatora. Katoda to porowaty korpus wykonany z węgla z dostępem powietrza. Napięcie wyjściowe ogniwa wynosi 1,65 V., Podczas wyładowania masa cząsteczek cynku tworzy porowatą anodę nasyconą elektrolitem. Tlen obecny w powietrzu reaguje z Jonem hydroksylowym i tworzy cynkat. Cynk ten tworzy tlenek cynku i woda wraca do elektrolitu.

• Related Post: równoległe połączenie baterii Z Panelem Słonecznym

ogniwo wtórne (akumulatory)

akumulatory są również znane jako ogniwo wtórne. Można go używać wielokrotnie, podłączając je do ładowania i uzyskując wiele zastosowań, zanim bateria wymaga wymiany., Początkowy koszt akumulatorów jest zwykle większy niż baterie jednorazowe, ale całkowity koszt posiadania i wpływ na środowisko tych baterii są niższe, ponieważ można je ładować niedrogo wiele razy, zanim trzeba je wymienić.

zastosowania komórek wtórnych:

• może być stosowany w pasmach fitness, inteligentnych zegarkach.,
• może być stosowany w wojsku i łodziach podwodnych
• aparaty fotograficzne i sztuczne stymulatory

akumulatory lub wtórne baterie są głównie trzech typów:

• kwas ołowiowy
• Litowo-jonowy (Li-ion)
• niklowo-kadmowy (Ni-Cd)

Related Post: Kalkulator żywotności baterii

1. kwas ołowiowy

kwas ołowiowy jest bardzo powszechnym rodzajem akumulatora. Są one zwykle używane do przechowywania energii z energii słonecznej, ponieważ ich jakość różnią się od innych., Baterie te zapewniają wysoki prąd i są używane w pojeździe. Gdy bateria przestanie działać, może być używana do recyklingu. Około 93% całego ołowiu baterii jest ponownie wykorzystywane do recyklingu, aby stworzyć nowe akumulatory ołowiowo-kwasowe.

1. akumulatory litowo-jonowe (Li-ion)

akumulatory litowo-jonowe to akumulatory, znane również jako akumulatory litowo-jonowe. Baterie te są powszechnie stosowane w elektronice, ponieważ mają dużą gęstość mocy. Baterie te mogą przechowywać 150 watogodzin na kg., Podczas rozładowania jony litu przemieszczają się z elektrody ujemnej do elektrody dodatniej i odwrotnie. Przegrzanie może spowodować uszkodzenie baterii lub pożar.

1. niklowo-wodorkowe (Ni-MH)

niklowo-wodorkowe akumulatory są akumulatorami. Metal baterii jest międzymetaliczny. Tego typu baterie mają dobrą żywotność i wysoką zdolność prądową. Może przechowywać 100 watogodzin na kg. Są bardziej stabilne termicznie niż baterie litowo-jonowe. Samorozładowanie jest wyższe niż w przypadku innych baterii.,

• Related Post: szeregowe podłączenie Baterii Z Panelem Słonecznym.

niklowo-kadmowy (Ni-Cd)

w akumulatorze niklowo-Kadmowym jako elektrodę stosuje się wodorotlenek tlenku niklu i metaliczny kadm. Jest również znany jako bateria NiCd lub bateria NiCad. Akumulatory Ni-Cd są dobre do utrzymywania napięcia i utrzymywania ładunku elektrycznego, gdy nie są używane. Główną wadą akumulatora Ni-Cd, która może spowodować obniżenie przyszłej pojemności akumulatora, jest to, że jeśli częściowo naładowany akumulator zostanie naładowany, może padnąć ofiarą „strasznego efektu pamięci” (tj., zmiany w płytce negatywowej lub kadmowej np. Ładowanie polega na konwersji CD (OH) na CD metal.) i obniżenie napięcia.

niklowo-kadmowe są dobre do dostarczania pojemności znamionowej przy pełnym rozładowaniu i mają dobry cykl życia przy niskich temperaturach.

różnica między ogniwami pierwotnymi i wtórnymi:

Dane techniczne:

ogniwa pierwotne mają wysoką odporność wewnętrzną, większą pojemność i są mniejsze. Podczas gdy komórki wtórne mają niską rezystancję wewnętrzną, mają odwracalne reakcje chemiczne i są złożone w budowie.,

konstrukcja:

komórki pierwotne są zwykle suchymi komórkami. Oznacza to, że nie mają płynu i są pełne pasty, która umożliwia ruch jonów wewnątrz baterii. Z tego powodu komórki pierwotne są odporne na rozlanie. Jednak komórki wtórne składają się z cieczy lub stopionej soli.,aplikacje koszt gh wysoce zalecane do tworzenia kopii zapasowych i aplikacji o wysokich kosztach ograniczone do konkretnych aplikacji bardzo wszechstronny i dlatego ma duże spektrum zastosowań niski koszt początkowy wyższy koszt początkowy

po przejrzeniu powyższej tabeli, mam nadzieję, że teraz być w stanie poznać zalety i wady baterii pierwotnych i wtórnych.,<| p>

• Related Post: typy rezystorów/stałe, zmienne, liniowe& nieliniowe

ogniwo rezerwowe

baterie rezerwowe lub ogniwo są również znane jako baterie zapasowe. Elektrolit pozostaje nieaktywny w stanie stałym, aż do osiągnięcia temperatury topnienia. Po osiągnięciu temperatury topnienia rozpoczyna się przewodzenie jonowe i bateria jest aktywowana.,

ogniwa rezerwowe są dalej podzielone na trzy kategorie:

• baterie aktywowane wodą
• baterie aktywowane ciepłem
• baterie aktywowane elektrolitem
• baterie aktywowane gazem

zastosowania baterii rezerwowych:

• jest on stosowany w urządzeniach używanych do wykrywania czasu i ciśnienia
• są one w dużej mierze stosowane w systemach broni
• są również stosowane w akumulatorach samochodowych i inne pojazdy

related post: jaka jest różnica między akumulatorem a kondensatorem?,

ogniwo paliwowe

w tej klasie akumulatorów materiały aktywne zasilane są ze źródła zewnętrznego. Ogniwa paliwowe są zdolne do wytwarzania energii elektrycznej tak długo, jak materiały aktywne są podawane do elektrod. Membrana wymiany protonów wykorzystuje wodór i tlen jako paliwo. Reakcja zachodzi wewnątrz komórki i jako produkt reakcji Wytwarza się wodę, energię elektryczną i ciepło. Cztery podstawowe elementy ogniw paliwowych to anoda, katoda, elektrolit i katalizator.,

zalety technologii zastosowanej za ogniwem paliwowym:

• proces przekształcania energii potencjalnej chemicznej bezpośrednio w energię elektryczną pozwala uniknąć „wąskiego gardła termicznego”.
• ze względu na brak ruchomych części w komórce jest wygodny i wysoce niezawodny
• ze względu na produkcję wodoru w sposób przyjazny dla środowiska, jest to stosunkowo mniej szkodliwe dla środowiska w porównaniu do innych.

zastosowania ogniw paliwowych

• jest to głównie używane w transporcie, takim jak samochody, autobusy i inne pojazdy silnikowe.,
• jest to bardzo często używane jako zabezpieczenie do produkcji energii elektrycznej w przypadku awarii zasilania.

Related Post: Jak podłączyć Panel słoneczny do akumulatora 12V i 12V,obciążenie DC?

zaleta akumulatora nad innymi źródłami zasilania

• specyficzna pojemność energetyczna: Pojemność akumulatora jest znacznie mniejsza w porównaniu do paliwa kopalnego. Jednak akumulatory mają zdolność dostarczania energii bardziej efektywnie w porównaniu z silnikiem cieplnym.
• przepustowość zasilania: Baterie są w stanie efektywniej obsługiwać małe i duże obciążenia dzięki dużej przepustowości mocy.,
• czas reakcji: akumulatory są w stanie dostarczyć moc w krótkim czasie. Oznacza to, że nagrzewanie nie jest wymagane, jak w przypadku silników spalinowych.
• środowisko: baterie są łatwe w użyciu i pozostają w miarę chłodne. Większość akumulatorów nie hałasuje, jak w przypadku innych silników na bazie paliwa.
• instalacja: obecnie szczelne baterie mogą być obsługiwane w prawie każdej pozycji. Są dobrą odpornością na wstrząsy i wibracje.

Related Post: Jak podłączyć Panel słoneczny do falownika 220V, Baterii 12V i obciążenia 12V, DC?,

wady baterii

• Czas ładowania: po rozładowaniu akumulatorów, ponowne naładowanie trwa wiele godzin. Nie jest to w przypadku stosowania paliw, które zajmuje kilka minut.
• koszt eksploatacji: Cena i waga dużych akumulatorów sprawiają, że jest to niepraktyczne dla niezawodnego użytkowania i dużych pojazdów.
• pojemność magazynowania energii: w porównaniu z paliwami kopalnymi pojemność magazynowania energii w akumulatorach jest niska.,

Related Post: Jak połączyć dwa panele słoneczne 24V równolegle z dwoma bateriami 12V szeregowo

wybierając odpowiednią baterię zgodnie z aplikacją?

bardzo ważne jest, aby wybrać odpowiednią baterię dla aplikacji, aby uniknąć uszkodzenia urządzenia lub aplikacji. Poniżej znajdują się niektóre z rozważań, o których należy pamiętać przy wyborze odpowiedniej baterii do aplikacji.

podstawowy lub wtórny: jest to jeden z najważniejszych czynników przy wyborze odpowiedniego typu baterii dla urządzenia., Możesz użyć podstawowej baterii do użytku okazjonalnego i w urządzeniach jednorazowych, takich jak zabawki itp. Jeśli jednak używasz urządzenia przez długi czas, bardziej odpowiednie są baterie wtórne lub akumulatorowe.

zakres temperatur: wybór odpowiedniego akumulatora o odpowiedniej temperaturze pomaga zmniejszyć ryzyko ucieczki ciepła. Akumulatory litowo-jonowe można ładować w wąskim zakresie temperatur od 20 do 45 stopni Celsjusza. Wybuch baterii może nastąpić w wyniku przeładowania, ładowania w wysokiej temperaturze lub zwarcia, które ostatecznie uszkadzają urządzenie lub aplikację.,

trwałość: trwałość baterii w dużej mierze zależy od dwóch czynników, a mianowicie żywotności ładowania i całkowitej żywotności. Ponadto czynniki fizyczne baterii również przyczyniają się do długiej żywotności baterii.

Gęstość Energii: całkowita ilość energii zmagazynowanej w akumulatorze na jednostkę objętości jest nazywana gęstością energii. Określa stabilność baterii, że jak długo będzie działać do następnego ładowania

Bezpieczeństwo: bateria, którą wybierasz, powinna być zgodna z temperaturą roboczą. Czasami temperatura baterii przekracza i może uszkodzić elementy urządzenia., Ponadto, jeśli temperatura urządzenia przekracza wydajność może się zmniejszyć.

inne czynniki obejmują:

• Chemia ogniw
• transport
• kształt i rozmiar fizyczny
• koszt
• niezawodność

akumulatory elektryczne pojazdów (EV)

akumulatory elektryczne pojazdów są zaprojektowane tak, aby zapewnić zasilanie przez dłuższy okres czasu. Czynnikami, które odróżniają je od innych baterii jest zapłon i błyskawica., Akumulatory elektryczne pojazdów zwiększają swój udział w rynku ze względu na niezawodność i przyjazny dla środowiska charakter.

najczęściej spotykanymi akumulatorami w nowoczesnych samochodach są akumulatory litowo-jonowe i litowo-polimerowe. Ogniwa są instalowane w postaci modułów. Innymi słowy, jedna forma baterii jest zainstalowana, aby utworzyć opakowanie. Weźmy przykład samochodu elektrycznego BMW, w którym zainstalowano łącznie 96 ogniw. Liczba ogniw umieszczonych w ramie, które chronią baterie przed zewnętrznym ciepłem i wibracjami. Kombinację komórek nazywa się modułem.,

kilka takich modułów, pakiet chłodzący i system zarządzania baterią łączy się ze sobą tworząc pakiet.

dwa główne typy akumulatorów litowo-jonowych stosowanych w pojazdach elektrycznych to:

• tlenki Meta
• fosforan

w zastosowaniach motoryzacyjnych, takich jak pojazdy, akumulatory litowo-jonowe są bezpieczniejsze pod względem zagrożenia chemicznego i wygody.

• Related Post: Jak zaprojektować i zainstalować system fotowoltaiczny? Z rozwiązanym przykładem

Budowa akumulatorów EV

obecnie samochody elektryczne pracują na bateriach litowych., Normalne napięcie ogniwa litowego wynosi 3,7 V, ale EV (Pojazd Elektryczny) wymaga 300 V. dla osiągnięcia tej wartości napięcia i prądu ogniwa litowe są łączone szeregowo i równolegle. Kombinacja takich ogniw litowych jest znana jako moduł. Moduły są wyposażone w system zarządzania baterią BMS (Battery management system) dla ich ochrony. Poniżej znajduje się Zdjęcie Nissana Leaf, pokazujące Moduły ogniw litowych stworzone w celu osiągnięcia wymaganego napięcia.,

ważna Instrukcja korzystania z baterii elektrycznych pojazdów

• nie pozwól, aby bateria osiągnęła poniżej napięcia odcięcia, które jest również nazywane nadmiernym rozładowaniem.
• maksymalną sprawność można osiągnąć tylko wtedy, gdy obecne wartości znamionowe są niższe.
• Akumulatory EV są podawane w KWH (kilo watogodzin), co określa, jak długo akumulator będzie działał.
• zawsze istnieje szybkość samorozładowania akumulatorów.
• BMS (Battery Management System) pomaga znaleźć Ilość naładowania pozostałego w akumulatorze.,

• Konfiguracja baterii. Seria czy równoległa?
• baterie MCQs z wyjaśnieniami
• baterie połączenia i schematy okablowania
• co się stanie, jeśli bateria zostanie podłączona do zasilacza prądu przemiennego?
• co się dzieje z akumulatorem z odwrotną polaryzacją połączenia przewodów