Madame Lelica

Diferite Tipuri De Baterii și Celule & Aplicațiile Lor

Timp în urmă, singura modalitate de a face portabil de energie fost fie abur sau de combustibil. După inventarea bateriei, viața a devenit mai ușoară ca niciodată. În zilele noastre, toată lumea caută mașini portabile pentru a-și ușura sarcinile de zi cu zi. În acest caz, bateriile sunt capabile să îndeplinească nevoia de a produce energie din mers.,

fără îndoială, bateriile arată destul de mici și plictisitoare, dar cu siguranță sunt capabile să transforme micul cilindru mic în propria dvs. micro-centrală. Ideea de a genera energie portabilă nu este nimic nou și chiar uman preistoric folosit pentru a produce acest lucru folosind păduri și combustibili. Doar că bateriile sunt calea instantanee a sursei de alimentare. Puteți doar să apăsați un buton și să ușurați camera întunecată într-o secundă sau chiar mai puțin decât atât.

• Related Post: de ce baterie evaluat în Ah (Amperi oră) și nu în VA.există mai multe tipuri de baterii prezente pe piață., Toate aceste baterii funcționează pe același principiu de transformare a energiei chimice în energie electrică. Aici, în acest articol, vom discuta tot ce trebuie să știți despre diferitele tipuri de baterii, funcționarea și utilizarea acestora.înainte de a începe cu funcționarea și tipurile bateriei, trebuie doar să aruncați o privire asupra istoricului bateriilor. De unde au venit? Și de cine sunt descoperiți.
  • Related Post: de ce nu putem stoca AC în baterii în loc de DC?,

  

  Cuprins

  Istoria Baterii

  În 1800, Volta a descoperit că anumite lichid poate genera continuă de energie electrică atunci când este utilizat ca un dirijor. Această descoperire a dus la prima celulă voltaică numită baterie. Inventarea bateriei de către Volta a început o nouă eră a experimentării bateriei. Și, numărul de om de știință a încercat diverse experimente pentru a face baterii. Dar puțini dintre ei au reușit să ajungă la o concluzie., Volta și Daniel au fost doi oameni de știință a făcut celule cunoscut sub numele de Voltaic și Daniel, respectiv.celula voltaică: o celulă voltaică folosește reacția chimică pentru a produce energie electrică. Un anod și catod sunt făcute opuse unul altuia. La anod, oxidarea are loc și reducerea are loc la catod. O punte de sare este creată între ele pentru a finaliza circuitul. Părțile în care se produce oxidarea și reducerea se numesc jumătăți de celule. Un circuit extern este utilizat pentru a conduce fluxul de electroni.celula voltaică inventată de Volta nu era atât de portabilă și avea prea multe dezavantaje., După aceea, celula lui Daniel proiectată de” John Fredric Daniel ” devine populară.celula Daniel: după inventarea celulei voltaice, celula Daniel a fost populară în secolele anterioare ca sursă de energie electrică. În acest tip de celulă, un container împărțit în două compartimente. Decalajul a fost realizat de o membrană permeabilă la ioni. Într-una dintre componente, electrolitul de Zinc a fost scufundat într-o soluție de sulfat de Zinc. În celălalt compartiment, un electrod de cupru într-o soluție de sulfat de cupru a fost scufundat. Celula a fost capabilă să furnizeze curent până când rămâne fără zinc sau sulfat de cupru.,John Dancer a continuat acest experiment și a proiectat prima baterie cu design poros.în 1859, bateria plumb acid proiectată de Gaston Plante a devenit populară datorită caracteristicii reîncărcabile a bateriei. Designul simplu al bateriei a permis reîncărcarea prin inversarea fluxului de curent înapoi la baterie. Această baterie este încă folosită în multe locuri, cum ar fi bateriile auto, autovehiculele etc.mai mult, bateria Leclanche a fost inventată de Carl Gessner ca design uscat care nu avea electrolit lichid.,

  Să aruncăm o privire la celula leclanche.

  

  această invenție a făcut utilizarea bateriei foarte ușoară și convenabilă, deoarece problema deversării și orientării a fost complet eradicată. Din nou baterie nichel-cadmiu a fost inventat, care a fost cunoscut sub numele de baterie alcalină. În secolul 1970, majoritatea bateriilor cu litiu au fost inventate pentru a fi utilizate în dispozitive portabile.,

  • Related Post: Cum de a Calcula Timpul de Incarcare a Bateriei & Încărcare a Bateriei Curent – Exemplu

  Chimie Generală de Baterie:

  O baterie trei straturi catod, anod și un separator. Stratul negativ al bateriei este numit anod, iar stratul pozitiv este numit catod. Atunci când o sarcină este atașat cu bateria începe curent curge prin anod la catod. În mod similar, atunci când conectăm încărcătorul, curentul începe să curgă în direcția opusă, adică catod la anod.,

  

  fiecare baterie lucrează la o reacție chimică numită reacție de reducere a oxidării. Reacția are loc între catod și anod prin separator (electrolit).

  în rezultat, un electrod devine încărcat negativ din cauza reacției de oxidare. Și, că electrod încărcat negativ este numit ca catod. Al doilea electrod devine încărcat pozitiv din cauza reacției de reducere, care este numit în continuare ca anod., Atunci când două tipuri diferite de metale sunt scufundate în aceeași soluție de electrolit, unul dintre electrod va câștiga electron și alte va pierde electron.

  în rezultat, unul dintre metale va pierde electronul, iar celălalt metal va câștiga electronul. Această diferență în concentrația de electroni a două metale determină o diferență de potențial electric între metale. Această diferență de potențial poate fi utilizată ca sursă de tensiune în orice dispozitiv electric.ionii curg numai prin separator, blochează toată mișcarea de la anod la catod., Prin urmare, singura modalitate de a scoate curentul este de la bornele bateriei.

  Să vedem cum bateriile sunt clasificate…

  • Related Post: Serie, Paralel și Serie-Paralel de Conexiune de Baterii

  Diferite Tipuri de Baterii

  Bateriile sunt frecvent utilizate în dispozitive de uz casnic, precum și pentru aplicații industriale. Fiecare baterie este proiectată pentru a îndeplini un scop specificat și poate fi utilizată în funcție de cerință. Există în principal două categorii de baterii numite celule primare și secundare., Cu toate acestea, bateriile sunt clasificate în patru mari categorii, și anume celula primară, celula secundară, celula de combustibil și celula de rezervă. Mai jos sunt tot ce trebuie să știți despre diferitele tipuri de baterii și despre funcționarea acestora.

  • celulă primară
  • celulă secundară
  • celulă de rezervă
  • celulă de combustibil

  celulă primară (baterii nereîncărcabile)

  baterii nereîncărcabile cunoscute și sub denumirea de baterii primare sau celulă primară. Bateriile primare sunt cele care nu pot fi utilizate din nou odată ce energia stocată este utilizată complet., Aceste baterii nu pot restabili energia prin nicio sursă externă. Acesta este motivul pentru care celulele primare sunt numite și baterii de unică folosință.

  

  un factor major care reduce durata de viață a bateriilor primare este faptul că acestea devin polarizate în timpul utilizării. Pentru a prelungi durata de viață a bateriei prin reducerea efectului polarizării, se utilizează depolarizarea chimică, adică oxidarea hidrogenului în apă prin adăugarea unui agent oxidant în celulă. Ca as, în celula de zinc-carbon și în celula Leclanche se utilizează dioxid de mangan, iar în celula Bunsen și în celula Grove se utilizează acid azotic.,

  Related Post: Cum să testați o baterie cu contor de testare?

  Aplicații de Celule Primare:

  • Acestea pot fi utilizate în ceas și jucării
  • poate fi folosit în mici dispozitive de uz casnic
  • poate fi folosit în calculatoarele personale
  • poate fi folosit în portabile lumini de urgență și invertoare

  non-bateriile reîncărcabile sunt de mai multe tipuri. Acestea sunt prezentate mai jos

  • baterie Zinc-Carbon (aka., ‘Grele’)
  • Alcalin
  • Celule Litiu
  • Oxid de Argint Celule
  • Zinc-Aer Celule

  Related Post: Tipuri De Condensatoare | Fixe, Variabile, Polar & Non-Polar

  1. Zinc-Carbon-Baterii

  baterii Zinc-carbon sunt prima comerciale baterii uscate care oferă foarte redus de energie și sunt, de asemenea, cunoscut sub numele de celule uscate. O tijă de carbon este plasată în baterie, care colectează curentul de la electrodul de dioxid de mangan. Se poate da o 1.5 Volți de alimentare cu curent continuu., Aceste tipuri de baterii sunt utilizate în lanternă, radiouri, telecomenzi și Ceasuri de perete.

  1. alcalin

  alcalin este, de asemenea, o baterie de celule uscate, constă din anod de zinc și catod de dioxid de mangan. Bateria alcalină este ambalată cu cutie de oțel, iar regiunea interioară exterioară este umplută cu dioxid de mangan. Zincul și electrolitul de hidroxid de potasiu este umplut în centrul celei mai mari regiuni a bateriei. Bateriile alcaline au o densitate mai mare decât celelalte baterii. În general, este utilizat în playere Audio, radiouri și luminile torței.,

  

  1. Litiu Celule

  Litiu baterii sunt vine în monedă sau de tip buton de proiectare formular. Acesta furnizează o valoare de tensiune mai mare (3v) decât bateriile cu zinc, alcaline și mangan. Celulele litiu sunt mai mici și mai ușoare în greutate. Rezistența internă a celulelor de litiu este ridicată și nu este reîncărcabilă. Cea mai populară celulă de monedă utilizată în numărul de aplicații electronice este CR2032 care oferă ieșire 3v. Celulele cu litiu au o durată de viață mai lungă (în jur de 10 ani).,

  • Related Post: calculatorul capacității bateriei

  1. celule de oxid de argint:

  bateriile cu oxid de Argint sunt baterii cu putere redusă, cu capacitate mare. Ele sunt similare în aparență cu celulele de mercur și oferă un emf mai mare de 1,5 volți. Catodul bateriei este alcătuit din oxid de argint. Electrolitul prezent în interiorul bateriei este fabricat din hidroxid de potasiu sau sodiu. Deoarece argintul este scump, această baterie are aplicații foarte limitate.,caracteristicile excelente ale celulelor de oxid de argint sunt:

  • etanșarea unică a structurii bateriei face ca bateria să fie foarte rezistentă la scurgeri.
  • ieșire de tensiune constantă dată de baterie face utilă obținerea descărcării stabile
  • utilizarea antioxidanților contribuie la densitatea energetică ridicată a bateriei.,

  Aplicații de oxid de argint celule:

  • MULTE dispozitive bazate
  • Electrice ceasuri
  • instrumente de Precizie
  • dispozitive Medicale

  1. Zinc-Aer Celule

  baterii zinc aer la plin de tensiuni de operare în termen de 5 minute imediat după ce onu-etanșare. Acestea sunt baterii primare cu modele reîncărcabile. Conținutul de oxigen din aer acționează ca masa activă a bateriei. Catodul este un corp poros format din carbon cu acces la aer. Capacitatea de tensiune de ieșire a celulei este de 1,65 volți., În timpul descărcării, o masă de particule de zinc formează un anod poros saturat cu un electrolit. Oxigenul prezent în aer reacționează cu ionul hidroxil și formează zincat. Acest zincat formează oxid de zinc și apa revine la electrolit.

  • Related Post: conectarea paralelă a bateriilor cu panoul Solar

  celule secundare (Baterii reîncărcabile)

  bateriile reîncărcabile sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de celule secundare. Poate fi folosit din nou și din nou prin conectarea lor la încărcare și obținerea mai multor utilizări înainte ca bateria să fie înlocuită., Costul inițial al bateriilor reîncărcabile este de obicei mai mult decât bateriile de unică folosință, dar costul total de proprietate și impactul asupra mediului al acestor baterii sunt mai mici, deoarece pot fi reîncărcate ieftin de multe ori înainte de a fi nevoie să le înlocuiască.

  

  aplicații ale celulelor secundare:

  • poate fi folosit în benzi de fitness, ceasuri inteligente.,
  • acesta poate fi utilizat în militare și submarine
  • camere și stimulatoare cardiace artificiale

  bateriile reîncărcabile sau secundare sunt în principal de trei tipuri:

  • plumb acid
  • litiu Ion (Li-ion)
  • nichel metal hidrură (Ni-MH)
  • nichel cadmiu (Ni-Cd)

  /p>

  1. plumb acid

  plumb acid este un tip foarte frecvente de baterie reîncărcabilă. Ele sunt utilizate în general pentru a stoca energie din energia solară, deoarece calitatea lor le diferă de celelalte., Aceste baterii oferă curent ridicat, și utilizate în vehicul. Când bateria nu mai funcționează, poate fi utilizată pentru reciclare. Aproximativ 93% din toate baterie plumb este reutilizat pentru reciclare pentru a face noi baterii plumb-Acid.

  1. Litiu-Ion (Li-ion)

  bateriile Litiu-ion sunt baterii reîncărcabile, de asemenea, cunoscut sub numele de Li-ion. Aceste baterii sunt utilizate în mod obișnuit în electronică, deoarece au o densitate mare de putere. Aceste baterii pot stoca 150 watt-ore pe kg., În timpul descărcării, ionii de litiu se deplasează de la electrodul negativ la electrodul pozitiv și invers. Supraîncălzirea poate provoca deteriorarea bateriei sau incendiu.

  1. nichel metal hidrură (Ni-MH)

  nichel metal hidrură bateriile sunt baterii reîncărcabile. Metalul bateriei este inter-metalic. Aceste tipuri de baterii au o viață bună și o capacitate ridicată de curent. Poate stoca 100 watt-oră pe kg. Ele sunt mai stabile termic decât bateriile litiu-ion. Auto-descărcarea este mai mare decât celelalte baterii.,

  • Related Post: conexiune serie de baterii cu panou Solar.

  nichel cadmiu (Ni-Cd)

  în baterie reîncărcabilă Nicker-cadmiu, hidroxid de oxid de nichel și cadmiu metalic sunt utilizate ca electrod. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de baterie NiCd sau baterie NiCad. Bateriile Ni-Cd sunt bune pentru a menține tensiunea și pentru a menține sarcina electrică atunci când nu sunt utilizate. Un dezavantaj major al bateriei Ni-Cd care poate provoca scăderea capacității viitoare a bateriei este că, dacă o baterie de încărcare parțială este reîncărcată, aceasta poate cădea victimă a” efectului de memorie temut ” (adică., modificările plăcii negative sau cadmiu, de exemplu încărcarea implică conversia CD-ului(OH) în metal Cd.) și depresie de tensiune.

  nichel cadmiu sunt bune pentru a livra capacitatea nominală la rata de descărcare completă și are ciclu de viață bun la operațiunile de rata de temperatură scăzută.

  diferența dintre celulele primare și cele secundare:

  Specificații:

  celulele primare au o rezistență internă ridicată, o capacitate mai mare și sunt mai mici în modele. În timp ce celulele secundare au o rezistență internă scăzută, au reacții chimice reversibile și au un design complex.,

  Design:

  celulele primare sunt de obicei celule uscate. Asta înseamnă că nu au lichid și sunt pline de pastă care permit mișcarea ionilor în interiorul bateriei. Acesta este motivul pentru care celulele primare sunt rezistente la vărsare. Cu toate acestea, celulele secundare sunt fie alcătuite din sare lichidă sau topită.,gh cost aplicații

  Foarte recomandat pentru backup și costul ridicat de aplicații Limitat la aplicații specifice Extrem de versatil, și, prin urmare, are spectru larg de aplicații Low cost inițial cost inițial mai Mare

  După ce a trecut prin tabelul de mai sus, sper că acum va fi în măsură să dau seama de argumentele pro și contra ale primară și secundară baterii.,

  • Related Post: tipuri de rezistențe / fixe, variabile, liniare &neliniare

  celula de rezervă

  bateriile de rezervă sau celula sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de baterie stand-by. Electrolitul rămâne inactiv în stare solidă până la atingerea punctului de topire. De îndată ce punctul de topire este atins, conducerea Ionică începe și bateria este activată.,celulele de rezervă sunt clasificate în trei categorii:

  • Baterii activate cu apă
  • Baterii activate cu căldură
  • Baterii activate cu electroliți
  • Baterii activate cu gaz

  aplicații ale bateriilor de rezervă:

  • se utilizează în dispozitivele utilizate pentru detectarea timpului și a presiunii
  • ele sunt utilizate în mare parte în sistemele de arme
  • vehicule

  related post: care este diferența dintre o baterie și un condensator?,în această clasă de baterii, materialele active sunt alimentate din surse externe. Celulele de combustie sunt capabile să producă energie electrică atâta timp cât materialele active sunt alimentate la electrozi. Membrana de schimb de protoni folosește hidrogen și gaz de oxigen ca combustibil. Reacția are loc în interiorul celulei și ca produs al apei de reacție, electricitatea și căldura sunt produse. Cele patru elemente de bază ale pilelor de combustie sunt și anume anodul, catodul, electrolitul și catalizatorul.,avantajele tehnologiei utilizate în spatele celulei de combustibil: procesul de transformare a energiei potențiale chimice direct în energie electrică evită „blocajul termic”.

• datorită faptului că nu există părți în mișcare în celulă, este convenabil și foarte fiabil
• datorită producției de hidrogen într-un mod prietenos cu mediul, acest lucru este relativ mai puțin dăunător pentru medii în comparație cu altele.

aplicații de celule de combustibil

• acest lucru este utilizat în principal în transportul cum ar fi autoturisme, autobuze și alte autovehicule.,
• acest lucru este foarte des folosit ca rezervă pentru a produce energie electrică în caz de pană de curent.

Related Post: Cum să conectați panoul Solar la bateria 12V și încărcarea 12V, DC?

avantajul bateriei față de alte surse de alimentare

• capacitatea energetică specifică: capacitatea de stocare a energiei bateriei este foarte mică în comparație cu combustibilul fosil. Cu toate acestea, bateriile au capacitatea de a furniza energie mai eficient în comparație cu motorul termic.
• lățime de bandă de putere: bateriile sunt capabile să manipuleze sarcini mici și mari mai eficient datorită lățimii de bandă de mare putere.,
• receptivitate: bateriile sunt capabile să furnizeze energie pe termen scurt. Aceasta înseamnă că încălzirea nu este necesară ca în cazul motoarelor cu ardere.
• Mediu: bateriile sunt ușor de utilizat t și rămâne destul de rece. Majoritatea bateriilor nu produc zgomot ca în cazul altor motoare pe bază de combustibil.
• instalare: în zilele noastre, bateriile sigilate pot fi operate în aproape orice poziție. Ele sunt bune de șoc și toleranță la vibrații.

Related Post: Cum să conectați panoul Solar la invertorul 220V, bateria 12V și încărcarea 12V,DC?,

dezavantaje ale bateriilor

• timp de încărcare: odată ce bateriile sunt baterii primare sunt descărcate, este nevoie de ore pentru a fi reîncărcate din nou pentru utilizare. Acest lucru nu este în cazul utilizării combustibililor care durează câteva minute.
• costul de Operare: prețul și greutatea bateriilor mari fac imposibilă utilizarea fiabilă și vehiculele mari.
• capacitatea de stocare a energiei: în comparație cu combustibilii fosili, capacitatea de stocare a energiei bateriilor este scăzută.,

Related Post: Cum să conectați două panouri solare de 24V în paralel cu două baterii de 12V în serie

alegerea bateriei potrivite în funcție de aplicația dvs.?

este foarte important să alegeți bateria potrivită pentru aplicația dvs. pentru a evita deteriorarea dispozitivului sau a aplicației. Mai jos sunt câteva dintre considerentele de care trebuie să țineți cont în timp ce alegeți bateria potrivită pentru aplicația dvs.primar sau secundar: acesta este unul dintre cei mai importanți factori în alegerea tipului de baterie potrivit pentru dispozitivul dvs., Puteți utiliza bateria primară pentru utilizare ocazională și în dispozitive de unică folosință, cum ar fi jucării etc. Cu toate acestea, dacă utilizați dispozitivul pentru perioade lungi de timp, atunci bateriile secundare sau reîncărcabile sunt mai potrivite.

interval de temperatură: alegerea unei baterii potrivite cu temperatura potrivită vă ajută să reduceți riscul de scăpare termică. Bateriile litiu-ion pot fi încărcate într-un interval de temperatură îngust de 20 grade până la 45 grade Celsius. Explozia bateriilor se poate întâmpla ca urmare a supraîncărcării, încărcării la temperaturi ridicate sau a scurtcircuitului care, în cele din urmă, dăunează dispozitivului sau aplicației.,durabilitate: durabilitatea bateriei depinde în mare măsură de doi factori, și anume durata de viață a încărcării și durata totală de viață. În plus, factorii fizici ai bateriei contribuie, de asemenea, la Durata lungă de viață a bateriei.densitatea energetică: cantitatea totală de energie stocată în baterie pe unitatea de volum este numită densitatea energetică. Acesta definește stabilitatea bateriei pe care o va rula până la următoarea reîncărcare

siguranță: bateria pe care o alegeți trebuie să fie în funcție de temperatura de funcționare a acesteia. Uneori, temperatura bateriei depășește și poate deteriora componentele dispozitivului., De asemenea, în cazul în care temperatura dispozitivului depășește performanța poate obține redus.

alți factori includ:

• celule chimie
• transport
• forma fizică și dimensiunea
• cost
• fiabilitate

vehicul Electric (EV) baterie

vehicule Electrice bateriile sunt concepute pentru a oferi putere pe o perioada sustinuta de timp. Factorii care le diferențiază de celelalte baterii sunt aprinderea și fulgerul., Bateriile vehiculelor electrice își măresc cota de piață datorită fiabilității și naturii prietenoase cu mediul.

cele mai frecvente baterii din mașina modernă sunt litiu-ion și litiu-polimer. Celulele sunt instalate în forme de module. Cu alte cuvinte, o formă de baterie este instalată pentru a face un pachet. Să luăm un exemplu de mașină electrică BMW, în care sunt instalate în total 96 de celule. Numărul de celule puse într-un cadru care protejează bateriile de căldură și vibrații externe. O combinație de celule este numită modul.,un număr de astfel de module, un pachet de răcire și un sistem de gestionare a bateriilor sunt combinate pentru a forma un pachet.

Cele două tipuri principale de baterii Litiu-ion utilizate în vehiculele electrice sunt:

• Meta oxizi
• Fosfat

În aplicații auto cum ar fi vehicule, baterii litiu-ion sunt mai sigure din punct de vedere chimic pericol și confort.

• Related Post: cum se proiecteaza si se instaleaza un sistem solar PV? Cu exemplul rezolvat

construcția bateriilor EV

în prezent, mașinile electrice funcționează cu baterii cu litiu., Tensiunea normală a unei celule de litiu este de 3,7 volți, dar un EV (vehicul electric) necesită 300V. pentru atingerea acestei valori de tensiune și curent, celulele de litiu sunt combinate în serie și paralele. Combinația acestor celule de litiu este cunoscută sub numele de modul. Modulele sunt dotate cu un BMS (Battery management system) pentru protecția acestora. Mai jos este imaginea Nissan Leaf, care arată modulele de celule de litiu create pentru a atinge tensiunea necesară.,

Instrucțiuni importante pentru utilizarea bateriilor vehiculelor electrice

• Nu lăsați bateria să ajungă sub tensiunea de întrerupere, care este numită și descărcare.
• eficiența maximă poate fi obținută numai atunci când ratingurile actuale sunt mai mici.
• bateriile EV vine în KWH (Kilo watt oră) de rating, care definește că cât timp va rula vehiculul bateriei.
• există întotdeauna o rată de auto-descărcare a bateriilor.
• BMS (Battery Management System) vă ajută să găsiți cantitatea de încărcare rămasă în baterie.,

• configurare Baterii. Serie sau Paralel?
• Baterii MCQ-uri cu răspunsuri explicative
• conexiuni și diagrame ale bateriilor
• ce se întâmplă dacă o baterie este conectată la sursa de curent alternativ?
• ce se întâmplă cu bateria cu conexiune de cablare cu polaritate inversă