Электрический аккумулятор. Аккумулятор электрический


Электрические аккумуляторы » их работа, устройство и принцип действия.

 

Тема: работа аккумулятора, его устройство и общий принцип действия.

 

Электрический аккумулятор — это химический источник электрического тока, основная специфика которого заключается в способности на обратимость внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для электропитания различных электротехнических устройств, оборудования и т.д.

 

первый электрический аккумуляторСамый первый работоспособный электрический аккумулятор был сделан в 1859г. французским учёным Г. Планте. Это был свинцово-кислотный электрический аккумулятор, который представлял собой ёмкость с электролитом в виде 10% раствора серной кислоты и электродами из листового свинца (сепаратором служило полотно). После многократных зарядов и разрядов, на электродах образовывалось покрытие, что позволяло аккумулятору накапливать больше электрической энергии. Это был прототип нынешних аккумуляторов

 

Для того чтобы ясно понять суть работы электрических аккумуляторов, давайте разберёмся с его устройством и общим принципом действия. В основу работы всех химических источников электропитания заложены две составляющие: это пара электродов и электролит. Всё это находится в ёмкости, которая служит корпусом для электрического аккумулятора.

 

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц (в твёрдых веществах, это электроны, а в жидких и газообразных, это ионы). Ток не может существовать без воздействия электродвижущей силы ЭДС (разности потенциалов или напряжения). Значит, между электродами что-то должно создавать эту ЭДС А создаёт её следующий процесс!

 

 

И так, у нас имеется сосуд с двумя электродами, погружённых в жидкий электролит. С точки зрения химии, в этом сосуде происходит растворение одного электрода (под действием кислотной или щелочной среды электролита) и восстановление (отложение слоя) другого. При этом от растворяющегося электрода (металла) отрываются ионы этого вещества, которые с собой уносят положительный заряд. А электроны, ранее принадлежащие этому атому металла и не имеющие возможности уйти с ним, остаются на этом электроде.

 

работа электрического аккумулятораНа другом же электроде будет происходить противоположный процесс, те ионы, которые были оторваны от первого, переходят на второй, неся в себе положительный заряд и постоянно прибавляя его к электроду. Весь этот химический процесс окислительно-восстановительной реакции сопровождается превращением одних веществ в другие, при заряде, и взаимообратный, при разряде электрического аккумулятора.

 

 

В итоге получается, что под воздействием внешнего источника электрического поля (в случае процесса заряда) мы принудительно превращаем одни вещества в другие, а при подключении к клеммам электрической нагрузки (создавая тем самым замкнутую цепь), мы позволяем накопленной электроэнергии выйти, по средствам обратного химического превращения веществ. Следует заметить, что электролит в этой электрохимической системе является переносчиком положительного заряда (ионов, оторванных от электрода), и они перемещаются внутри самого аккумулятора. А отрицательный заряд (то есть электроны) будет транспортироваться по внешней цепи, вне аккумулятора.

 

электрический аккумурятор, его устройство и работаОсновной задачей аккумулятора, конечно, является накопление электроэнергии при заряде и отдача её, при разряде. Следовательно, наиболее важными свойствами любого аккумулятора для нас будут: ёмкость, коэффициент полезного действия, напряжение, требования к эксплуатации и срок службы. Всё эти параметры зависят от материалов, из которых будет сделан аккумулятор. К сожалению, нет таких веществ, сделав из которых аккумулятор можно было бы добиться максимально высоких и хороших показателей по всем вышеприведённым характеристикам электрического аккумулятора сразу. В реальности же, получается сделать «разнобокий» источник питания. Одни показатели лучше, другие — хуже.

 

Все электрические аккумуляторы делятся на две основные разновидности: это кислотные и щелочные. Каждый из них сделан из определённых материалов и каждый обладает своеобразными характеристиками, о которых мы поговорим в соответствующих темах далее.

 

ps smail

P.S. В данной теме я специально не использовал «научно-химических» формулировок и формул, что бы максимально облегчить понимание общего принципа работы данной разновидности источников электропитания.

  • < Назад
  • Вперед >

electrohobby.ru

Электрический аккумулятор

Электрический аккумулятор — химический источник тока многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования.

Принцип действия

Принцип действия аккумулятора основан на обратимости химической реакции. Работоспособность аккумулятора может быть восстановлена путём заряда, то есть пропусканием электрического тока в направлении, обратном направлению тока при разряде. Несколько аккумуляторов, объединенных в одну электрическую цепь, составляют аккумуляторную батарею.

Характеристики

Максимально возможный полезный заряд аккумулятора называется зарядной ёмкостью, или просто ёмкостью. Ёмкость аккумулятора — это заряд, отдаваемый полностью заряженным аккумулятором при разряде до наименьшего допустимого напряжения. В системе СИ ёмкость аккумуляторов измеряют в кулонах, на практике часто используется внесистемная единица — ампер-час. 1 А⋅ч = 3600 Кл. Реже на аккумуляторах указывается энергетическая ёмкость — энергия, отдаваемая полностью заряженным аккумулятором при разряде до наименьшего допустимого напряжения. В системе СИ она измеряется в джоулях, на практике иногда используется внесистемная единица — ватт-час. 1 Вт⋅ч = 3600 Дж.

Электрические и эксплуатационные характеристики аккумулятора зависят от материала электродов и состава электролита.

По мере исчерпания химической энергии напряжение и ток падают, аккумулятор перестаёт действовать. Зарядить аккумулятор (батарею аккумуляторов) можно от любого источника постоянного тока с бо́льшим напряжением при ограничении тока. Стандартным считается зарядный ток (в амперах) в 1/10 номинальной ёмкости аккумулятора (в ампер⋅часах). Многие типы аккумуляторов имеют различные ограничения, которые необходимо учитывать при зарядке и последующей эксплуатации, например NiMH-аккумуляторы чувствительны к перезаряду, литиевые — к переразряду, напряжению и температуре. NiCd- и NiMH-аккумуляторы имеют так называемый эффект памяти, заключающийся в снижении ёмкости, в случае когда зарядка осуществляется при не полностью разряженном аккумуляторе. Также эти типы аккумуляторов обладают заметным саморазрядом, то есть они постепенно теряют заряд, даже не будучи подключенными к нагрузке. Для борьбы с этим эффектом может применяться капельная подзарядка.

Типы аккумуляторов

  • Железно-воздушный аккумулятор
  • Железно-никелевый аккумулятор
  • Лантан-фторидный аккумулятор
  • Литий-железно-сульфидный аккумулятор
  • Литий-железно-фосфатный аккумулятор
  • Литий-ионный аккумулятор (Li-Ion)
  • Литий-воздушный аккумулятор (lithium-air, Li-air)
  • Литий-полимерный аккумулятор
  • Литий-фторный аккумулятор
  • Литий-хлорный аккумулятор
  • Литий-серный аккумулятор
  • Натрий-никель-хлоридный аккумулятор
  • Натрий-серный аккумулятор
  • Никель-кадмиевый аккумулятор (NiCd)
  • Никель-металл-гидридный аккумулятор (NiMH)
  • Никель-цинковый аккумулятор
  • Свинцово-водородный аккумулятор
  • Свинцово-кислотный аккумулятор
  • Серебряно-кадмиевый аккумулятор
  • Серебряно-цинковый аккумулятор
  • Цинк-бромный аккумулятор
  • Цинк-воздушный аккумулятор
  • Цинк-хлорный аккумулятор
  • Никель-водородный аккумулятор

Новые технологии

Электрическая батарейка от электрического угря

Исследователи из Мичиганского и Фрибурского университетов сообщают в 2017 году в своей статье в Nature, что им удалось сконструировать источник тока, работающий по тому же принципу, что и электрический орган электрического угря. У угрей электрические органы состоят из множества клеток, через которые проходит поток положительных ионов калия и натрия; в результате у каждой клетки появляется положительно заряженный полюс (направленный к голове рыбы) и отрицательно заряженный полюс (направленный к хвосту). В каждой клетке создается напряжение около 150 милливольт, но все вместе, уложенные друг за другом, подобно батарейкам, они генерируют сотни и сотни вольт[1].

Нечто похожее сделали Майкл Майер (Michael Mayer) и его коллеги. Вместо живых клеток они использовали ячейки, заполненные гидрогелем-полимером, удерживающим воду. Гидрогель в ячейках удерживает либо чистую воду, либо воду с солями, распадающимися в растворе на положительные и отрицательные ионы. Стенки ячеек сделаны из полупроницаемой мембраны, которая пропускает эти ионы туда и обратно. Когда ячейки соприкасаются друг с другом, ионы в них начинают двигаться в разные стороны, и возникает электрическое напряжение.

Электрические ячейки, наполненные гидрогелями с водой и солями. (Фото: Thomas B. H. Schroeder, Anirvan Guha.)

Гидрогели в ячейках отличаются по собственному составу и по составу растворов, которые они удерживают; если сравнивать с электрическими клетками угрей, то одной клетке соответствуют четыре ячейки (на фото они обозначены разными цветами). Один блок из четырёх ячеек дает от 130 до 185 милливольт, в эксперименте удалось сделать большую «батарейку» из нескольких сотен ячеек, которые в сумме давали 110 вольт.

Но главная хитрость здесь в том, как батарейку заставляли работать. Искусственные электрические клетки в одном случае распределили между двумя эластичными полимерными листами: накладывая листы друг на друга, ячейки можно было совместить в нужном порядке (как на фото 2). В другом варианте их всех помещали на один и тот же лист, но так, чтобы их можно было совместить, сложив лист несколько раз (как на фото 3). Когда оба листа сжимали, или когда сдавливали сложенный лист, возникал контакт сразу между всеми ячейками – и всех ячейки работали одновременно.

Предполагается, что подобные батарейки можно будет использовать для питания различных биомедицинских устройств, и, более того, что такие батарейки смогут использовать естественную заряженность некоторых внутренних тканей и органов. «Угреподобные» аккумуляторы более гибкие и их проще сделать биосовместимыми, чтобы они не раздражали живые клетки. Проблема, однако, в том, что пока напряжение, которое они дают, не очень велико, хотя авторы изобретения полагают, что в ближайшем времени им удастся заставить их батареи генерировать ток такого же напряжения, что и настоящие электрические угри.

Батарея-спрей

Исследователи из Университета Райса в Хьюстоне (Rice University) представили в 2016 году прототип батареи, которая наносится как спрей, что может кардинально изменить подход к дизайну портативных электронных устройств.

Такая батарея является заряжаемой и имеет те же самые электрические характеристики, что и литий-ионные батареи, которые встроены во все мобильные гаджеты, но сама батарея может наноситься практически на любую поверхность с помощью обычного распылителя для краски, заявила Нилам Синг (Neelam Singh), выпускница университета, которая возглавляет команду исследователей на протяжении более чем года.

Сегодня литий-ионные батареи при всем многообразии устройств, где они используются, выглядят примерно одинаково: это съемные прямоугольные блоки с электродами на одном конце. Поскольку эти батареи не гнутся, они серьезно ограничиваются дизайнеров портативных устройств в выборе новых форм-факторов, особенно изогнутых, но теперь ситуация может измениться. «Батареи нового типа смогут изготавливаться непосредственного в форме того пространства, которое остается в устройстве свободным», - отметила Синг.

Батарея распыляется в виде пяти слоев: одни из которых работают как катод, другие как анод, также присутствует полимерный сепаратор. Ученые заявили, что у них были проблемы с подбором краски, которая изначально не была влагоустойчивой и могла отстаиваться, но добавление полимеров и введение процедуры термической обработки решило этот вопрос.

В результате батарея нового типа может напыляться на пластик, металл и даже не керамику. В ходе эксперимента команда ученых напылила такую батарею на девять керамических плиток, которое обычно используют для отделки ванных комнат. Эти плитки объединили в аккумуляторную батарею, и их мощности хватило на 6 часов работы светодиодов, которыми они выложили название университета – «Rice».

В настоящий момент команда занялась патентованием своего изобретения. По словам Синг, дальнейшая работа будет проводиться над тем, чтобы даже не-профессиналы могли производить такие батареи в домашних условиях из подручных материалов. Кроме того, разработчики надеяться заинтересовать своим прототипов производителей электроники, так как считают, что производство таких батарей при современном уровне развития промышленности можно наладить очень быстро.

Электромобили

www.tadviser.ru

аккумулятор электрический - это... Что такое аккумулятор электрический?

 аккумулятор электрический аккумуля́тор электри́ческий гальванический элемент многоразового использования, в котором происходит накопление электрической энергии за счёт превращения в химическую с целью дальнейшего использования после обратного преобразования из химической в электрическую. Аккумуляторы состоят из положительного электрода – анода, отрицательного электрода – катода и электролита. Самый распространённый в наши дни свинцовый аккумулятор содержит две группы свинцовых пластин (2 электрода), покрытых оксидом свинца, опущенных в электролит – разбавленную серную кислоту. При подключении аккумулятора к источнику постоянного тока на электроде, присоединённом к аноду источника тока, из электролита выделяется кислород, который окисляет оксид свинца в пероксид свинца. На электроде, подключённом к катоду источника тока, выделяется водород, восстанавливающий оксид свинца в чистый свинец. Этот процесс называется зарядкой аккумулятора, на него расходуется электрическая энергия. Но она не исчезает бесследно, а переходит в химическую энергию, в результате между электродами образуется разность потенциалов. При разряде аккумулятора происходит обратный процесс: аккумулятор отдаёт запасённую электрическую энергию, а на пластинах-электродах вновь образуется оксид свинца. Пластины аккумулятора не обязательно делать из свинца. Широко применяются такие пары химически различных металлов, как кадмий и никель, железо и никель, серебро и цинк. Отличаются аккумуляторы и составом электролита – напр., используется не кислота, а щёлочь.

Аккумуляторы и аккумуляторные батареи применяют в качестве автономных источников электроэнергии на транспорте, в навигационных приборах, космических аппаратах, радиоэлектронной аппаратуре, в бытовых и медицинских приборах и др.

Аккумулятор:

Аккумулятор:

1 – электролит; 2 – электроды; 3 – корпус

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

.

  • акведук
  • активная зона{ ядерного реактора}

Смотреть что такое "аккумулятор электрический" в других словарях:

  • АККУМУЛЯТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — прибор для накопления и сохранения электр. энергии постоянного тока, вырабатываемой другим источником с целью дальнейшего ее использования. Действие А. э. основано на преобразовании электр. энергии в хим. (процесс, наз. зарядом), к рая в… …   Технический железнодорожный словарь

  • 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 (значения) — Аккумулятор (лат. accumulator собиратель, от лат. accumulo собираю, накопляю) устройство для накопления энергии с целью её последующего использования. Автомобильный аккумулятор аккумуляторная батарея, используемая на автомобильном… …   Википедия

  • 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 — (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

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АККУМУЛЯТОР — хим. источник электрического тока, работоспособность которого может быть восстановлена путём зарядки (см. (1)). Конструктивно Э. а. состоит из сосуда из изоляционного и химически стойкого материала (эбонита, пластмассы, стекла и др.),… …   Большая политехническая энциклопедия

  • 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

  • АККУМУЛЯТОР — (Accumulator) прибор для накопления электрической энергии. Представляет собой вторичный гальванический элемент, который можно зарядить, пропуская через него электрический ток от постороннего источника, а затем длительно разряжать на какую нибудь… …   Морской словарь

dic.academic.ru

АККУМУЛЯТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ - это... Что такое АККУМУЛЯТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ?

 АККУМУЛЯТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АККУМУЛЯТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

прибор для накопления и сохранения электр. энергии постоянного тока, вырабатываемой другим источником с целью дальнейшего ее использования. Действие А. э. основано на преобразовании электр. энергии в хим. (процесс, наз. зарядом), к-рая в дальнейшем преобразуется обратно в электр. энергию (процесс, наз. разрядом). Всякий А. э. состоит из двух помещенных в электролит металл. пластин (электродов — положительного и отрицательного). В настоящее время применяются два рода А. э.: 1) кислотные со свинцовыми пластинами, помещенными в раствор серной кислоты, и 2) щелочные со стальными пластинами, помещенными в раствор едкой щелочи. Из многочисленных видов щелочных А. э. в СССР изготовляются А. э. типа Юнгнера. Сосуды и рамки пластин таких А. э. изготовляются из никелированной стали. Обычно А. э. соединяются последовательно, образуя батареи; число элементов А. э. в батарее определяется необходимой величиной напряжения. Номинальное напряжение, даваемое одним кислотным элементом составляет 2 в, а щелочным— 1,2 в. Самой важной величиной, характеризующей А. э., является его разрядная емкость, т. е. количество электричества, к-рое может дать полностью заряженный А. э. при разряде его током постоянной величины до предписанного з-дом предельного напряжения (1,8 в для кислотного и 1 в для щелочного элементов). Емкость А. э. выражается в ампер-часах и является произведением величины разрядного тока (в амперах) на число часов разряда до минимально допустимого напряжения. Емкость А. э. зависит от силы разрядного тока и уменьшается с увеличением этой силы. А. э. на ж. д. применяются для питания телеграфных, телефонных и сигнализационных цепей, освещения поездов, питания цепей управления электровозов и моторных вагонов электр. поездов, а также на электр. станциях и подстанциях (в частности тяговых) для питания ламп сигнализации, катушек реле, приводов масляных и быстродействующих выключателей. На небольших электр. станциях постоянного тока А. э. служат резервом для генераторов. В последнее время на подвижном составе Московского метрополитена аккумуляторные батареи установлены для целей служебного освещения.

Технический железнодорожный словарь. - М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство. Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941.

.

  • АККОРДНАЯ ОПЛАТА
  • АККУМУЛЯТОРНАЯ ТЕЛЕЖКА

Смотреть что такое "АККУМУЛЯТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ" в других словарях:

  • аккумулятор электрический — гальванический элемент многоразового использования, в котором происходит накопление электрической энергии за счёт превращения в химическую с целью дальнейшего использования после обратного преобразования из химической в электрическую.… …   Энциклопедия техники

  • 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 (значения) — Аккумулятор (лат. accumulator собиратель, от лат. accumulo собираю, накопляю) устройство для накопления энергии с целью её последующего использования. Автомобильный аккумулятор аккумуляторная батарея, используемая на автомобильном… …   Википедия

  • 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 — (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

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АККУМУЛЯТОР — хим. источник электрического тока, работоспособность которого может быть восстановлена путём зарядки (см. (1)). Конструктивно Э. а. состоит из сосуда из изоляционного и химически стойкого материала (эбонита, пластмассы, стекла и др.),… …   Большая политехническая энциклопедия

  • 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

  • АККУМУЛЯТОР — (Accumulator) прибор для накопления электрической энергии. Представляет собой вторичный гальванический элемент, который можно зарядить, пропуская через него электрический ток от постороннего источника, а затем длительно разряжать на какую нибудь… …   Морской словарь

dic.academic.ru

Электрический аккумулятор — WiKi

Принцип действия аккумулятора основан на обратимости химической реакции. Работоспособность аккумулятора может быть восстановлена путём заряда, то есть пропусканием электрического тока в направлении, обратном направлению тока при разряде. Несколько аккумуляторов, объединённых в одну электрическую цепь, составляют аккумуля́торную батаре́ю.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в растворе серной кислоты.

Химическая реакция (слева направо — разряд, справа налево — заряд):

Pb+SO42−−2e−⇆PbSO4{\displaystyle Pb+SO_{4}^{2-}-2e^{-}\leftrightarrows PbSO_{4}} PbO2+SO42−+4H++2e−⇆PbSO4+2h3O{\displaystyle PbO_{2}+SO_{4}^{2-}+4H^{+}+2e^{-}\leftrightarrows PbSO_{4}+2H_{2}O} 
Литий-ионный аккумулятор

Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделённых пропитанными электролитом пористыми сепараторами. Переносчиком заряда в литий-ионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который внедряется (интеркалируется) в кристаллическую решетку других материалов (например, в графит, оксиды и соли металлов) с образованием химической связи (например: в графит с образованием LiC6, оксиды (LiMO2) и соли (LiMRON) металла).

Алюминий-ионный аккумулятор состоит из металлического алюминиевого анода, катода из графита в виде пены и жидкого ионного невоспламеняющегося электролита. Батарея работает по принципу электрохимического осаждения: происходит растворение алюминия на аноде, далее в среде жидкого электролита анионы хлоралюмината интеркалируют в графит. Количество возможных перезарядок батареи — более 7,5 тыс. циклов без потери мощности[2][3].

Ёмкость аккумулятора

За ёмкость аккумулятора чаще всего принимают количество электричества равное 1 Кл, при силе тока 1 А в течение 1 с, (при переводе времени в часы получаем 1 А*ч=3600 Кл). Однако принимают, а не измеряют. Существует распространенное заблуждение, что ёмкость аккумулятора измеряется в А*ч, это не совсем так, т. к. в 1 А*с=1 Кл или 1 А*ч=3600 Кл измеряется количество электричества или электрический заряд; по формуле Q= I*t, где Q -количество электричества или электрический заряд, I — сила тока, t — время протекания электрического тока. Например, обозначение «12 В на 55 А*ч» означает, что аккумулятор выдаёт количество электричества 198 кКл (кило Кулон) по какому-либо контуру, при токе разряда 55 А за 1 ч (3600 с) до порогового напряжения 10,8 В. Расчёт показывает, что при токе разряда в 255 А аккумулятор разрядится за 12,9 минут. Как видно 55 А*ч — это не ёмкость (электрическая ёмкость измеряется в Фарадах, 1 Ф= 1 Кл/В). Поэтому на аккумуляторе написано количество электричества Q, которое он выдаёт при определённом токе разряда и определённом времени его прохождения.[источник не указан 447 дней]

Плотность энергии

Плотность энергии — количество энергии на единицу объёма или единицу веса аккумулятора (см. ст. Плотность энергии).

Саморазряд

Саморазряд — это потеря аккумулятором заряда после полной зарядки при отсутствии нагрузки. Саморазряд проявляется по-разному у разных типов аккумуляторов, но всегда максимален в первые часы после заряда, а после — замедляется.

Для Ni-Cd аккумуляторов считают допустимым не более 10 % саморазряда за первые 24 часа после проведения зарядки. Для Ni-MH саморазряд чуть меньше. У Li-ion он пренебрежимо мал и значительно себя проявляет только в течение нескольких месяцев.

В свинцово-кислотных герметичных аккумуляторах саморазряд составляет около 40 % за 1 год хранения при 20°С, 15 % — при 5°С. Если температуры хранения более высокие, то саморазряд возрастает: батареи при 40°С теряют ёмкости 40 % всего за 4-5 месяцев.

Температурный режим

Следует беречь аккумуляторы от огня и воды, чрезмерного нагревания и охлаждения, резких перепадов температур.

Не следует использовать аккумуляторы при температурах выше +50°С и ниже −25°С. При эксплуатации аккумулятора в условиях «холодной зимы» рекомендуется его снимать и хранить в тёплом помещении. Нарушение температурного режима может привести к сокращению срока службы или потере работоспособности.

Тип аккумулятора

Тип аккумулятора определяется используемыми материалами. Различают следующие:

  • Cn-Po — Графен-полимерный аккумулятор.
  • La-Ft — лантан-фторидный аккумулятор
  • Li-Ion — литий-ионный аккумулятор (3,2-4,2 V), общее обозначение для всех литиевых аккумуляторов
    • Li-Co — литий-кобальтовый аккумулятор, (3,6 V), на базе LiCoO2, технология в процессе освоения
    • Li-Po — литий-полимерный аккумулятор (3,7 V), полимер в качестве электролита
    • Li-Ft — литий-фторный аккумулятор
    • Li-Mn — литий-марганцевый аккумулятор (3,6 V) на базе LiMn2O4
    • LiFeS — литий-железно-сульфидный аккумулятор (1,35 V)[источник не указан 46 дней]
    • LiFeP или LFP — Литий-железно-фосфатный аккумулятор (3,3 V) на базе LiFePO4
      • LiFeYPO4 — литий-железо-иттрий-фосфатный (Добавка иттрия для улучшения свойств)
    • Li-Ti — литий-титанатный аккумулятор (3,2 V) на базе Li4Ti5О12
    • Li-Cl — литий-хлорный аккумулятор (3,99 V)
    • Li-S — литий-серный аккумулятор (2,2 V)
    • LMPo — литий-металл-полимерный аккумулятор
  • Fe-air — железо-воздушный аккумулятор
  • Na/NiCl — никель-солевой аккумулятор (2,58 V)
  • Na-S — натрий-серный аккумулятор, (2 V), высокотемпературный аккумулятор
  • Ni-Cd — никель-кадмиевый аккумулятор (1,2 V)
  • Ni-Fe — железо-никелевый аккумулятор (1,2-1,9 V)
  • Ni-h3 — никель-водородный аккумулятор (1,5 V)
  • Ni-MH — никель-металл-гидридный аккумулятор (1,2 V)
  • Ni-Zn — никель-цинковый аккумулятор (1,65 V)
  • Pb — свинцово-кислотный аккумулятор (2 V)
  • Pb-H — свинцово-водородный аккумулятор
  • Ag-Zn — серебряно-цинковый аккумулятор (1,85 V)
  • Ag-Cd — серебряно-кадмиевый аккумулятор (1,6 V)
  • Zn-Br — цинк-бромный аккумулятор (1,8 V)
  • Zn-air — цинк-воздушный аккумулятор
  • Zn-Cl — цинк-хлорный аккумулятор
  • RAM (Rechargeable Alkaline Manganese) — перезаряжаемая разновидность марганцево-цинкового щелочного гальванического элемента (1,5 V)[источник не указан 374 дня]
  • Ванадиевый аккумулятор (1,41 V)[источник не указан 374 дня]
  • Алюминиево-графитный аккумулятор (2 V)[источник не указан 374 дня]
  • Алюминиево-ионный аккумулятор (2 V)[4]

Электрические и эксплуатационные характеристики аккумулятора зависят от материала электродов и состава электролита. Сейчас наиболее распространены следующие аккумуляторы:

Тип ЭДС (В) Область применения
свинцово-кислотные

Pb

2,1 троллейбусы, трамваи, воздушные суда, автомобили, мотоциклы, электропогрузчики, штабелеры, электротягачи, аварийное электроснабжение, источники бесперебойного питания
никель-кадмиевые

Ni-Cd

1,2 замена стандартного гальванического элемента, строительные электроинструменты, троллейбусы, воздушные суда
никель-металл-гидридные

Ni-MH

1,2 замена стандартного гальванического элемента, электромобили
литий-ионные

Li‑ion

3,7 мобильные устройства, строительные электроинструменты, электромобили
литий-полимерные

Li‑pol

3,7 мобильные устройства, электромобили
никель-цинковые

Ni-Zn

1,6 замена стандартного гальванического элемента

По мере исчерпания химической энергии напряжение и ток падают, аккумулятор перестаёт действовать. Зарядить аккумулятор (батарею аккумуляторов) можно от любого источника постоянного тока с бо́льшим напряжением при ограничении тока. Наиболее распространённым считается зарядный ток (в амперах), пропорциональный 1/10 условной номинальной ёмкости аккумулятора (в ампер⋅часах).

Однако, основываясь на техническом описании, распространяемом изготовителями широко применяемых электрических аккумуляторов (NiMH, NiCd), можно сделать предположение о том, что данный режим заряда, обычно именуемый стандартным, рассчитывается исходя из продолжительности восьмичасового рабочего дня, когда разряженный в конце рабочего дня аккумулятор подключается к сетевому зарядному устройству до начала нового рабочего дня. Применение такого режима заряда для этих типов аккумуляторов при систематическом использовании позволяет соблюсти качественно-стоимостной баланс эксплуатации изделия. Таким образом, с подачи изготовителя данный режим можно применять только для никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных аккумуляторов.

Многие типы аккумуляторов имеют различные ограничения, которые необходимо учитывать при зарядке и последующей эксплуатации, например NiMH-аккумуляторы чувствительны к перезаряду, литиевые — к переразряду, напряжению и температуре. NiCd- и NiMH-аккумуляторы имеют так называемый эффект памяти, заключающийся в снижении ёмкости в случае, когда зарядка осуществляется при не полностью разряженном аккумуляторе. Также эти типы аккумуляторов обладают заметным саморазрядом, то есть они постепенно теряют заряд, не будучи подключенными к нагрузке. Для борьбы с этим эффектом может применяться капельная подзарядка.

В большинстве случаев возможность систематического использования аккумуляторов есть только в портативных устройствах радиосвязи и иной цифровой технике, где используются литий-ионные аккумуляторы и система контроля заряда-разряда встроена в устройство. В бюджетном сегменте «простые» никель-металл-гидридные и никель-кадмиевые аккумуляторы используются в качестве бюджетной замены щелочных элементов питания. В качестве источника тока для бюджетного аккумуляторного электроинструмента используются никель-кадмиевые аккумуляторы. Если в первом случае обычно есть возможность выбирать между бюджетным устройством «стандартного» заряда и зарядным устройством с контролем заряда (капельный заряд, импульсный заряд, ускоренный заряд с контролем напряжения и т. д.), то во втором случае изделие комплектуется, как правило, с трансформаторным источником питания для зарядки постоянным током, что при несоблюдении технических условий эксплуатации аккумулятора снижает срок его службы.

Форм-факторы

Внешний аккумулятор

Внешний аккумулятор (аккумуляторная батарея) — устройство для многократной подзарядки мобильного устройства (телефона, смартфона, планшетного компьютера) при отсутствии источника переменного тока (электросети).

Причиной появления этих устройств стало то, что при активном использовании современных смартфонов и планшетов заряда их аккумуляторов хватает на сравнительно короткое время — полдня или день. Для их зарядки в полевых условиях и были разработаны портативные аккумуляторы[5][6]. Типичный вес таких устройств — от нескольких сотен грамм, ёмкость от нескольких тысяч мА*ч до 10-20 А*ч[7]. С их помощью можно зарядить телефон 2-3 раза. Чаще всего они предоставляют для подключения порт USB. Некоторые из них имеют разъёмы или переходники для популярных разъёмов мобильных телефонов. Внешние аккумуляторы больших ёмкостей могут иметь переходники для зарядки ноутбуков. Иногда на внешних аккумуляторах имеется индикатор заряда или встроенный светодиодный фонарик.

Для заряда аккумуляторов применяется несколько методов. Как правило, метод заряда зависит от типа аккумулятора и обеспечивается зарядным устройством[8].

Медленный заряд постоянным током

Заряд постоянным током, пропорциональным 0.1-0.2 условной номинальной ёмкости Q в течение примерно 15-7 часов соответственно.

Самый длительный и безопасный метод заряда. Подходит для большинства типов аккумуляторов.

Быстрый заряд

Заряд постоянным током, пропорциональным 1/3 Q в течение примерно 3—5 часов.

Ускоренный или «дельта-V» заряд

Заряд с начальным током заряда, пропорциональным величине условной номинальной ёмкости аккумулятора, при котором постоянно измеряется напряжение аккумулятора и заряд заканчивается после того, как аккумулятор полностью заряжен. Время заряда — примерно час-полтора. Возможен разогрев аккумулятора и даже его разрушение.

Реверсивный заряд

Выполняется чередованием длинных импульсов заряда с короткими импульсами разряда. Реверсивный метод наиболее полезен для заряда NiCd и NiMH аккумуляторов, для которых характерен т. н. «эффект памяти».

ru-wiki.org

Электрический аккумулятор — Википедия РУ

Принцип действия аккумулятора основан на обратимости химической реакции. Работоспособность аккумулятора может быть восстановлена путём заряда, то есть пропусканием электрического тока в направлении, обратном направлению тока при разряде. Несколько аккумуляторов, объединённых в одну электрическую цепь, составляют аккумуля́торную батаре́ю.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в растворе серной кислоты.

Химическая реакция (слева направо — разряд, справа налево — заряд):

Pb+SO42−−2e−⇆PbSO4{\displaystyle Pb+SO_{4}^{2-}-2e^{-}\leftrightarrows PbSO_{4}} PbO2+SO42−+4H++2e−⇆PbSO4+2h3O{\displaystyle PbO_{2}+SO_{4}^{2-}+4H^{+}+2e^{-}\leftrightarrows PbSO_{4}+2H_{2}O} 
Литий-ионный аккумулятор

Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделённых пропитанными электролитом пористыми сепараторами. Переносчиком заряда в литий-ионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который внедряется (интеркалируется) в кристаллическую решетку других материалов (например, в графит, оксиды и соли металлов) с образованием химической связи (например: в графит с образованием LiC6, оксиды (LiMO2) и соли (LiMRON) металла).

Алюминий-ионный аккумулятор состоит из металлического алюминиевого анода, катода из графита в виде пены и жидкого ионного невоспламеняющегося электролита. Батарея работает по принципу электрохимического осаждения: происходит растворение алюминия на аноде, далее в среде жидкого электролита анионы хлоралюмината интеркалируют в графит. Количество возможных перезарядок батареи — более 7,5 тыс. циклов без потери мощности[2][3].

Ёмкость аккумулятора

За ёмкость аккумулятора чаще всего принимают количество электричества равное 1 Кл, при силе тока 1 А в течение 1 с, (при переводе времени в часы получаем 1 А*ч=3600 Кл). Однако принимают, а не измеряют. Существует распространенное заблуждение, что ёмкость аккумулятора измеряется в А*ч, это не совсем так, т. к. в 1 А*с=1 Кл или 1 А*ч=3600 Кл измеряется количество электричества или электрический заряд; по формуле Q= I*t, где Q -количество электричества или электрический заряд, I — сила тока, t — время протекания электрического тока. Например, обозначение «12 В на 55 А*ч» означает, что аккумулятор выдаёт количество электричества 198 кКл (кило Кулон) по какому-либо контуру, при токе разряда 55 А за 1 ч (3600 с) до порогового напряжения 10,8 В. Расчёт показывает, что при токе разряда в 255 А аккумулятор разрядится за 12,9 минут. Как видно 55 А*ч — это не ёмкость (электрическая ёмкость измеряется в Фарадах, 1 Ф= 1 Кл/В). Поэтому на аккумуляторе написано количество электричества Q, которое он выдаёт при определённом токе разряда и определённом времени его прохождения.[источник не указан 447 дней]

Плотность энергии

Плотность энергии — количество энергии на единицу объёма или единицу веса аккумулятора (см. ст. Плотность энергии).

Саморазряд

Саморазряд — это потеря аккумулятором заряда после полной зарядки при отсутствии нагрузки. Саморазряд проявляется по-разному у разных типов аккумуляторов, но всегда максимален в первые часы после заряда, а после — замедляется.

Для Ni-Cd аккумуляторов считают допустимым не более 10 % саморазряда за первые 24 часа после проведения зарядки. Для Ni-MH саморазряд чуть меньше. У Li-ion он пренебрежимо мал и значительно себя проявляет только в течение нескольких месяцев.

В свинцово-кислотных герметичных аккумуляторах саморазряд составляет около 40 % за 1 год хранения при 20°С, 15 % — при 5°С. Если температуры хранения более высокие, то саморазряд возрастает: батареи при 40°С теряют ёмкости 40 % всего за 4-5 месяцев.

Температурный режим

Следует беречь аккумуляторы от огня и воды, чрезмерного нагревания и охлаждения, резких перепадов температур.

Не следует использовать аккумуляторы при температурах выше +50°С и ниже −25°С. При эксплуатации аккумулятора в условиях «холодной зимы» рекомендуется его снимать и хранить в тёплом помещении. Нарушение температурного режима может привести к сокращению срока службы или потере работоспособности.

Тип аккумулятора

Тип аккумулятора определяется используемыми материалами. Различают следующие:

  • Cn-Po — Графен-полимерный аккумулятор.
  • La-Ft — лантан-фторидный аккумулятор
  • Li-Ion — литий-ионный аккумулятор (3,2-4,2 V), общее обозначение для всех литиевых аккумуляторов
    • Li-Co — литий-кобальтовый аккумулятор, (3,6 V), на базе LiCoO2, технология в процессе освоения
    • Li-Po — литий-полимерный аккумулятор (3,7 V), полимер в качестве электролита
    • Li-Ft — литий-фторный аккумулятор
    • Li-Mn — литий-марганцевый аккумулятор (3,6 V) на базе LiMn2O4
    • LiFeS — литий-железно-сульфидный аккумулятор (1,35 V)[источник не указан 46 дней]
    • LiFeP или LFP — Литий-железно-фосфатный аккумулятор (3,3 V) на базе LiFePO4
      • LiFeYPO4 — литий-железо-иттрий-фосфатный (Добавка иттрия для улучшения свойств)
    • Li-Ti — литий-титанатный аккумулятор (3,2 V) на базе Li4Ti5О12
    • Li-Cl — литий-хлорный аккумулятор (3,99 V)
    • Li-S — литий-серный аккумулятор (2,2 V)
    • LMPo — литий-металл-полимерный аккумулятор
  • Fe-air — железо-воздушный аккумулятор
  • Na/NiCl — никель-солевой аккумулятор (2,58 V)
  • Na-S — натрий-серный аккумулятор, (2 V), высокотемпературный аккумулятор
  • Ni-Cd — никель-кадмиевый аккумулятор (1,2 V)
  • Ni-Fe — железо-никелевый аккумулятор (1,2-1,9 V)
  • Ni-h3 — никель-водородный аккумулятор (1,5 V)
  • Ni-MH — никель-металл-гидридный аккумулятор (1,2 V)
  • Ni-Zn — никель-цинковый аккумулятор (1,65 V)
  • Pb — свинцово-кислотный аккумулятор (2 V)
  • Pb-H — свинцово-водородный аккумулятор
  • Ag-Zn — серебряно-цинковый аккумулятор (1,85 V)
  • Ag-Cd — серебряно-кадмиевый аккумулятор (1,6 V)
  • Zn-Br — цинк-бромный аккумулятор (1,8 V)
  • Zn-air — цинк-воздушный аккумулятор
  • Zn-Cl — цинк-хлорный аккумулятор
  • RAM (Rechargeable Alkaline Manganese) — перезаряжаемая разновидность марганцево-цинкового щелочного гальванического элемента (1,5 V)[источник не указан 374 дня]
  • Ванадиевый аккумулятор (1,41 V)[источник не указан 374 дня]
  • Алюминиево-графитный аккумулятор (2 V)[источник не указан 374 дня]
  • Алюминиево-ионный аккумулятор (2 V)[4]

Электрические и эксплуатационные характеристики аккумулятора зависят от материала электродов и состава электролита. Сейчас наиболее распространены следующие аккумуляторы:

Тип ЭДС (В) Область применения
свинцово-кислотные

Pb

2,1 троллейбусы, трамваи, воздушные суда, автомобили, мотоциклы, электропогрузчики, штабелеры, электротягачи, аварийное электроснабжение, источники бесперебойного питания
никель-кадмиевые

Ni-Cd

1,2 замена стандартного гальванического элемента, строительные электроинструменты, троллейбусы, воздушные суда
никель-металл-гидридные

Ni-MH

1,2 замена стандартного гальванического элемента, электромобили
литий-ионные

Li‑ion

3,7 мобильные устройства, строительные электроинструменты, электромобили
литий-полимерные

Li‑pol

3,7 мобильные устройства, электромобили
никель-цинковые

Ni-Zn

1,6 замена стандартного гальванического элемента

По мере исчерпания химической энергии напряжение и ток падают, аккумулятор перестаёт действовать. Зарядить аккумулятор (батарею аккумуляторов) можно от любого источника постоянного тока с бо́льшим напряжением при ограничении тока. Наиболее распространённым считается зарядный ток (в амперах), пропорциональный 1/10 условной номинальной ёмкости аккумулятора (в ампер⋅часах).

Однако, основываясь на техническом описании, распространяемом изготовителями широко применяемых электрических аккумуляторов (NiMH, NiCd), можно сделать предположение о том, что данный режим заряда, обычно именуемый стандартным, рассчитывается исходя из продолжительности восьмичасового рабочего дня, когда разряженный в конце рабочего дня аккумулятор подключается к сетевому зарядному устройству до начала нового рабочего дня. Применение такого режима заряда для этих типов аккумуляторов при систематическом использовании позволяет соблюсти качественно-стоимостной баланс эксплуатации изделия. Таким образом, с подачи изготовителя данный режим можно применять только для никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных аккумуляторов.

Многие типы аккумуляторов имеют различные ограничения, которые необходимо учитывать при зарядке и последующей эксплуатации, например NiMH-аккумуляторы чувствительны к перезаряду, литиевые — к переразряду, напряжению и температуре. NiCd- и NiMH-аккумуляторы имеют так называемый эффект памяти, заключающийся в снижении ёмкости в случае, когда зарядка осуществляется при не полностью разряженном аккумуляторе. Также эти типы аккумуляторов обладают заметным саморазрядом, то есть они постепенно теряют заряд, не будучи подключенными к нагрузке. Для борьбы с этим эффектом может применяться капельная подзарядка.

В большинстве случаев возможность систематического использования аккумуляторов есть только в портативных устройствах радиосвязи и иной цифровой технике, где используются литий-ионные аккумуляторы и система контроля заряда-разряда встроена в устройство. В бюджетном сегменте «простые» никель-металл-гидридные и никель-кадмиевые аккумуляторы используются в качестве бюджетной замены щелочных элементов питания. В качестве источника тока для бюджетного аккумуляторного электроинструмента используются никель-кадмиевые аккумуляторы. Если в первом случае обычно есть возможность выбирать между бюджетным устройством «стандартного» заряда и зарядным устройством с контролем заряда (капельный заряд, импульсный заряд, ускоренный заряд с контролем напряжения и т. д.), то во втором случае изделие комплектуется, как правило, с трансформаторным источником питания для зарядки постоянным током, что при несоблюдении технических условий эксплуатации аккумулятора снижает срок его службы.

Форм-факторы

Внешний аккумулятор

Внешний аккумулятор (аккумуляторная батарея) — устройство для многократной подзарядки мобильного устройства (телефона, смартфона, планшетного компьютера) при отсутствии источника переменного тока (электросети).

Причиной появления этих устройств стало то, что при активном использовании современных смартфонов и планшетов заряда их аккумуляторов хватает на сравнительно короткое время — полдня или день. Для их зарядки в полевых условиях и были разработаны портативные аккумуляторы[5][6]. Типичный вес таких устройств — от нескольких сотен грамм, ёмкость от нескольких тысяч мА*ч до 10-20 А*ч[7]. С их помощью можно зарядить телефон 2-3 раза. Чаще всего они предоставляют для подключения порт USB. Некоторые из них имеют разъёмы или переходники для популярных разъёмов мобильных телефонов. Внешние аккумуляторы больших ёмкостей могут иметь переходники для зарядки ноутбуков. Иногда на внешних аккумуляторах имеется индикатор заряда или встроенный светодиодный фонарик.

Для заряда аккумуляторов применяется несколько методов. Как правило, метод заряда зависит от типа аккумулятора и обеспечивается зарядным устройством[8].

Медленный заряд постоянным током

Заряд постоянным током, пропорциональным 0.1-0.2 условной номинальной ёмкости Q в течение примерно 15-7 часов соответственно.

Самый длительный и безопасный метод заряда. Подходит для большинства типов аккумуляторов.

Быстрый заряд

Заряд постоянным током, пропорциональным 1/3 Q в течение примерно 3—5 часов.

Ускоренный или «дельта-V» заряд

Заряд с начальным током заряда, пропорциональным величине условной номинальной ёмкости аккумулятора, при котором постоянно измеряется напряжение аккумулятора и заряд заканчивается после того, как аккумулятор полностью заряжен. Время заряда — примерно час-полтора. Возможен разогрев аккумулятора и даже его разрушение.

Реверсивный заряд

Выполняется чередованием длинных импульсов заряда с короткими импульсами разряда. Реверсивный метод наиболее полезен для заряда NiCd и NiMH аккумуляторов, для которых характерен т. н. «эффект памяти».

http-wikipediya.ru

ru:статьи:аккумулятор_электрический [ЮниТех]

Определение

Аккумулятор электрический – это источник тока многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования, а также для обеспечения резервных источников энергии.1)

Назначение

Обеспечение питанием систем связи, аварийного освещения, оповещения, контроля и телекоммуникаций, а также оснащение источников бесперебойного питания.

Конструкция

В основу работы всех химических источников электропитания заложены две составляющие: это пара электродов и электролит. Всё это находится в ёмкости, которая служит корпусом для электрического аккумулятора.2) Несколько аккумуляторов, объединённых в одну электрическую цепь, составляют аккумуляторную батарею.

Принцип действия

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц (в твёрдых веществах это электроны, а в жидких и газообразных – это ионы). Ток не может существовать без воздействия электродвижущей силы ЭДС (разности потенциалов или напряжения). Значит, между электродами что-то должно создавать эту ЭДС. А создаёт её следующий процесс.

Итак, имеется сосуд с двумя электродами, погружёнными в жидкий электролит. С точки зрения химии, в этом сосуде происходит растворение одного электрода (под действием кислотной или щелочной среды электролита) и восстановление (отложение слоя) другого. При этом от растворяющегося электрода (металла) отрываются ионы этого вещества, которые с собой уносят положительный заряд. А электроны, ранее принадлежащие этому атому металла и не имеющие возможности уйти с ним, остаются на этом электроде.

На другом же электроде будет происходить противоположный процесс, те ионы, которые были оторваны от первого, переходят на второй, неся в себе положительный заряд и постоянно прибавляя его к электроду. Весь этот химический процесс окислительно-восстановительной реакции сопровождается превращением одних веществ в другие при заряде; при разряде же электрического аккумулятора происходит обратный процесс.

В итоге получается, что под воздействием внешнего источника электрического поля (в случае процесса заряда) мы принудительно превращаем одни вещества в другие, а при подключении к клеммам электрической нагрузки (создавая тем самым замкнутую цепь), мы позволяем накопленной электроэнергии выйти посредством обратного химического превращения веществ. Следует заметить, что электролит в этой электрохимической системе является переносчиком положительного заряда (ионов, оторванных от электрода), и они перемещаются внутри самого аккумулятора. А отрицательный заряд (то есть электроны) будет транспортироваться по внешней цепи, вне аккумулятора.3)

Единицей измерения емкости аккумуляторных батарей является ампер-час (А·ч).

Принцип работы аккумуляторной батареи автомобиля (на англ. языке + субтитры):

Применение

Автомобильный аккумулятор

Используется для пуска двигателя, а также для обеспечения электроэнергией потребителей при неработающем двигателе или неисправном генераторе. Стандартный автомобильный аккумулятор состоит из шести 2-вольтовых элементов, что дает на выходе 12 вольт. Каждый элемент состоит из свинцовых решетчатых пластин, покрытых активным веществом и погруженных в кислотный электролит.4) Аккумулятор расположен в доступной части капота справа или слева и имеет вид прямоугольной коробки. Традиционной считается компоновка, когда аккумулятор устанавливается в нише между моторным отсеком и салонной перегородкой.5) К клеммам аккумулятора подсоединяются провода к стартеру и генератору, а также к потребителям (электрооборудование).6) При работающем двигателе аккумуляторная батарея заряжается от генератора. Аккумуляторную батарею также можно зарядить с помощью специального зарядного устройства.7)

Герметичные малогабаритные аккумуляторы (ГМА)

ГМА используются для малогабаритных потребителей электрической энергии (телефонные радиотрубки, переносные радиоприемники, электронные часы, измерительные приборы, сотовые телефоны, ноутбуки и т.д.).

Аккумуляторы для электротранспорта

Аккумуляторы используются в городском и региональном транспорте (в частности, в пригородных электричках, в поездах метро, в пассажирских поездах) для освещения, аварийного электроснабжения, питания вспомогательного оборудования.8)

В электромобилях аккумулятор является основным источником электроэнергии. Принципиальная схема аккумуляторного электромобиля в общем случае следующая: аккумуляторная батарея через силовую электропроводку и систему регулирования (управления) тягового электродвигателя соединяется с тяговым электродвигателем, который, в свою очередь, через карданный вал передаёт главной передаче крутящий момент.9)

Батареи располагаются на шасси электромобиля чаще всего таким образом, чтобы имелась возможность осуществлять быструю замену батарей аккумуляторов и легкого доступа к выводным штырям и отверстиям для заливки электролита. Расположение в нижней части также обеспечивает устойчивость электромобиля.

Техническое обслуживание

  1. Чистка аккумулятора от пыли и грязи, удаление остатков электролита с поверхности аккумулятора при помощи тряпки или ветоши, смоченной 10%-ным раствором кальцинированной соды или нашатырного спирта.

  2. Проверка надежности крепления батареи и соединения наконечников проводов с выводами батареи, зачистка окислившихся наконечников проводов и выводов, их смазка техническим вазелином.
  3. Проверка и при необходимости доведение до нормы уровня электролита в аккумуляторе (при доведении уровня в аккумуляторы доливают дистиллированную воду).

  4. Проверка степени заряженности аккумуляторов батареи по плотности электролита и ее работоспособности по напряжению аккумуляторов под нагрузкой (плотность электролита замеряют денсиметром, а напряжение аккумуляторов — аккумуляторным пробником).

Только авторизованные участники могут оставлять комментарии.

ru/статьи/аккумулятор_электрический.txt · Последние изменения: 23.12.2015 13:14 (внешнее изменение)

wiki.unitechbase.com


Смотрите также