Разновидности аккумуляторов. Типы аккумуляторов


Типы аккумуляторов |

Типы аккумуляторов.

Типы аккумуляторов, приведенные в этой статье, классифицированы по функциональному применению и в зависимости от материалов электродов и электролита. В отдельном разделе приведены типы аккумуляторов для автомобильной техники.

Электрический аккумулятор — химический источник постоянного тока многоразового пользования. Работа аккумулятора основана на принципе преобразовании одного вида энергии в другой:

а) в процессе зарядки от внешнего источника постоянного тока — электрическая энергия преобразуется в химическую и в таком виде может быть запасена;

б) в процессе разрядки химический вид энергии вновь преобразуется в электрическую энергию.

1. Типы аккумуляторов для автомобильной, тракторной и мото техники подразделяются на вспомогательные источники электроэнергии и основные. К вспомогательным источникам относятся стартерные аккумуляторные батареи, к основным — тяговые аккумуляторные батареи.

Стартерные аккумуляторы при малом внутреннем падении напряжения обладают свойствами кратковременно отдавать большой ток для работы стартера.

Тяговые аккумуляторы способны длительное время обеспечивать непрерывное функционирование электромобилей и другой техники.

2. Типы аккумуляторов в зависимости от материалов электродов и электролита.

2.1. Кислотно — свинцовые аккумуляторы. 

Реагентами в полностью заряженных аккумуляторах служат двуокись свинца PbO2  (положительные пластины) и свинец Pb (отрицательные пластины), электролитом — раствор серной кислоты. При разрядке батареи активные массы положительных и отрицательных пластин, взаимодействуя с серной кислотой h3SO4 электролита, превращаются в сернокислый свинец PbSO4 (сульфат свинца). В ходе разрядки батареи происходит разложение серной кислоты. Кислотный остаток So42  поглощается активными массами пластин, а в электролите остается вода.

При зарядке аккумулятора происходит разложение сернокислого свинца на исходные продукты, а также восстановление концентрации электролита.

Кислотно — свинцовые аккумуляторы подразделяется на стартерные, тяговые и стационарные.

Стартерные аккумуляторы используются для запуска двигателя и электропитания устройств автомобиля при неработающем двигателе. Общие технические условия на изготовление батарей аккумуляторных свинцовых стартерных для автотракторной техники изложены в нормативном документе ГОСТ Р 53165 – 2008.

Тяговые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи используются в качестве источника энергии в напольных транспортных средствах с электрической тягой (электропогрузчики, электрокары, электротележки).

Батареи комплектуются из последовательно соединенных жесткими свинцовыми перемычками либо гибкими медными перемычками  отдельных тяговых аккумуляторов. Структура условного наименования аккумуляторов и батарей: 2 — вольтаж аккумулятора; 210, 280, 400, 720, 1000, 1200 – номинальная емкость аккумулятора при 5-часовом режиме разряда, Ач.

Пример условного обозначения батареи, состоящей из 24 аккумуляторов: батарея 24 х 2 — 280 (емкость 280Ач, напряжение 48 вольт).

Аккумуляторы изготавливаются с классическими панцирными электродами (1500 циклов разряд-заряда). Батареи эксплуатируются при температуре окружающего воздуха от минус 20 до плюс 45°С, при этом температура электролита в аккумуляторах должна быть не ниже 0°С и не выше плюс 45°С.Батареи поставляются в сухозаряженном состоянии в комплекте с электролитом, либо залитыми электролитом и заряженными (Тюменский аккумуляторный завод).

Стационарные аккумуляторные батареи используются в качестве источника постоянного тока на на объектах энергетики и связи. Работают в режиме непрерывного подзаряда.

2.2. Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd). 

Катод — гидрат закиси никеля Ni(OH)2 с графитовым порошком.

Электролит — гидроксид калия KOH плотностью 1,19–1,21 г/см3 с добавкой гидроксида лития LiOH (для образования никелатов лития и увеличения ёмкости на 21–25%)

Анод — гидрат закиси кадмия Cd(OH)2 или металлический кадмий Cd (в виде порошка).

Никель-кадмиевые аккумуляторы применяются на электрокарах как тяговые, трамваях и троллейбусах для питания цепей управления, речных и морских судах. Широко применяются в авиации в качестве бортовых аккумуляторных батарей самолётов и вертолётов. Используются как источники питания для автономных шуруповертов и дрелей.

2.3.  Железо – никелевые аккумуляторы — это вторичный (обратимый) химический источник тока, в котором железо — анод, электролитом является водный раствор гидроксида натрия или калия, катод – гидрат окиси никеля.

Это достаточно выносливые аккумуляторы, стойкие к грубому обращению (перезаряд, глубокий разряд, короткое замыкание и термические удары) и имеющие очень длительный срок службы.

Используются для резервного электропитания там, где могут быть постоянно заряжаемыми. Срок службы в таком случае может быть более 20 лет, а также используются в качестве тяговых аккумуляторов на различном электротранспорте, в системе электрооборудования пассажирских вагонов, а также моторвагонного подвижного состава и локомотивов (для питания цепей управления).

2.4. Выпускаются также никель-металл-гидридные (Ni — MH) аккумуляторы, литий-ионные (Li ‑ ion) и литий-полимерные (Li ‑ pol) для мобильных устройств, строительных электроинструментов и электромобилей.

3. Типы аккумуляторов для автомобильной техники.

Кислотно — свинцовые аккумуляторы в зависимости от добавок для материала электродов подразделяются на сурьмянистые, малосурьмянистые, кальциевые и гибридные.

3.1. Сурьмянистые аккумуляторы.

Положительные и отрицательные пластины аккумулятора отливают в форме решеток из свинца с добавлением для прочности и лучших литейных качеств около 6 процентов сурьмы. Сурьма, содержащаяся в сплаве положительных пластин, постепенно переходит через раствор на поверхность отрицательного электрода. Накопление большого количества сурьмы на поверхности отрицательных пластин понижает напряжение начала электролиза. Вследствие этого в батарее наблюдается интенсивное газовыделение. Это ведет к испарению воды из раствора серной кислоты, изменению его концентрации и уменьшению объема. Аккумуляторы с таким содержанием сурьмы изготавливают легкообслуживаемыми, то есть c возможностью заливки в каждую банку дистилированной воды (электролита). Корпус черный пластмассовый или эбонитовый, верхняя часть батареи залита смолой. В настоящее время сурьмянистые батареи не устанавливаются на автомобили. Применяются малосурьмянистые аккумуляторы.

3.2. Малосурьмянистые аккумуляторы.

Положительные и отрицательные пластины такого аккумулятора изготовлены из свинца с добавлением сурьмы в пределах 2,5 — 3,0 %. В сравнении с сурьмянистыми батареями это позволило снизить выкипание и избавиться от постоянных неудобств, связанных со снижением уровня электролита. Значительно снизился уровень саморазряда при хранении. Плюсом таких аккумуляторов является то, что они восстанавливаются после глубокого разряда и нетребовательны к качеству электрооборудования автомобиля — при перепадах напряжения бортовой сети характеристики данного аккумулятора не меняются так необратимо, как это бывает с более современными аккумуляторами, например, кальциевыми или гелевыми. Малосурьмянистые аккумуляторы в классификации обозначаются как малообслуживаемые, то есть требующие доливки воды один раз в год. Изготавливаются из прозрачных и непрозначных корпусов. Доступ к банкам через отдельные пробки или через общую крышку. Могут иметь индикатор плотности электролита. Малосурьмянистые аккумуляторы часто не имеют маркировки, указывающей на технологию изготовления, либо имеют маркировку Sb или Pb/Sb. Выпускаются в двух вариантах: сухозаряженными и залитыми электролитом.

3.3. Кальциевые аккумуляторы.

В положительных и отрицательных пластинах применяется сплав свинца и кальция. На аккумуляторы такого типа наносится маркировка «Са/Са». Применение кальция  снижает интенсивность выкипания электролита, уменьшает  внутреннее сопротивление батареи. Кальциевые аккумуляторы не боятся перезаряда, уровень саморазряда значительно снижен по сравнению с малосурьмянистыми батареями. Это позволяет хранить кальциевые батареи довольно долго без потери свойств. По классификации такие аккумуляторы относятся к необслуживаемыми, так как потери электролита настолько незначительны, что нет необходимости в добавлении воды или замене электролита на протяжении всего срока службы батареи. При правильной эксплуатации кальциевый аккумулятор способен проработать длительный срок. Недостатки — кальциевая батарея не расчитана на глубокие разряды, плохо переносит перепады напряжения бортовой сети,  у нее более высокая цена в сравнении с малосурьмянистыми аккумуляторами.

3.4. Гибридные аккумуляторы.

Положительные пластины такого аккумулятора изготовлены из свинца с добавлением сурьмы (малосурьмянистые), отрицательные – из свинца с добавлением кальция. Расход воды получается ниже, чем у малосурьмянистых малообслуживаемых батарей, но выше чем у кальциевых необслуживаемых. В итоге гибридные автомобильные батареи есть как в обслуживаемых, так и в необслуживаемых корпусах. На них часто можно встретить обозначение Ca Plus, Ca+ или Sb/Ca. По своим характеристикам и цене гибридные батареи расположены между малосурьмянистыми и кальциевыми  аккумуляторами.

4. Типы аккумуляторов для автомобильной техники по виду батарей.

Батареи различают по их виду следующим образом:

— батарея открытая (с жидким электролитом) — батарея, имеющая общую крышку с одним или несколькими вентиляционными отверстиями, через которые могут выделяться газообразные продукты;— батарея с регулирующим клапаном (с газовой рекомбинацией) — батарея, у которой при нормальных условиях работы клапан закрыт, но устройство которого позволяет выделяться газу при превышении внутреннего давления заранее установленного значения. В батарею нельзя доливать воду или электролит. В батареях этого типа электролит находится в связанном состоянии.

Новые батареи открытого исполнения (вентилируемые) могут поставляться в готовом к применению состоянии (заполненными электролитом и заряженными) либо сухозаряженными (с сохранением заряда незаполненные электролитом).Батареи с регулирующим клапаном должны поставляться в готовом к применению состоянии, плотность электролита в них нельзя проконтролировать, так как он недоступен (необслуживаемые батареи).

5. Типы аккумуляторов по конструкторско — технологическому исполнению.

Аккумуляторы в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53165 – 2008 должны выпускаться в следующих исполнениях:

N — с нормальным расходом воды; L — c малым расходом воды; VL — с очень малым расходом воды; VRLA — с регулирующим клапаном.

avtotrans-consultant.ru

Разновидности аккумуляторов | Современные зарядные устройства и аккумуляторы

Свинцовые аккумуляторы (Pb)

Реагентами в свинцовых аккумуляторах служат диоксид свинца (PbO2) и свинец (Pb), электролитом — раствор серной кислоты. Они также называются свинцово-кислотными аккумуляторами. Их разделяют на четыре основные группы:

  • стартерные аккумуляторы
  • стационарные аккумуляторы
  • тяговые аккумуляторы
  • портативные (герметизированные) аккумуляторы

Наиболее распространенные из свинцовых аккумуляторов — стартерные аккумуляторы, предназначены для запуска двигателей внутреннего сгорания и энергообеспечения агрегатов машин. В последние годы в основном используются аккумуляторы, не требующие ухода (необслуживаемые аккумуляторы). К недостаткам относят невысокие удельную энергию и наработку, плохую сохранность заряда, выделение водорода.

Стационарные свинцовые аккумуляторы используются в энергетике, на телефонных станциях, в телекоммуникационных системах, в качестве аварийного источника тока и т.д. Обычно они работают в режиме непрерывного подзаряда.

Тяговые аккумуляторы предназначены для электроснабжения электрокаров, подъемников, шахтных электровозов, электромобилей и других машин. Действуют в режимах глубокого разряда, имеют большой ресурс и низкую стоимость.

Портативные (герметизированные) свинцовые аккумуляторы используются для питания приборов, инструмента, аварийного освещения. К их достоинствам относятся более низкая стоимость по сравнению со стоимостью других портативных аккумуляторов, широкий интервал рабочих температур.

Свинцовые аккумуляторы относятся к недорогим аккумуляторам. Недостатками кислотных аккумуляторов являются невозможность хранения в разряженном состоянии, трудность изготовления аккумуляторов малых размеров. См. также Свинцово-Кислотные Аккумуляторы

Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd)

Реагентами в никель-кадмиевых аккумуляторах служат гидроксид никеля и кадмий, электролитом — раствор КОН, поэтому они именуются щелочными аккумуляторами. Существуют три основных вида никель-кадмиевых аккумуляторов:

  • негерметичные с ламельными электродами (ламельные аккумуляторы)
  • негерметичные со спеченными электродами (безламельные аккумуляторы)
  • герметичные никель-кадмиевые аккумуляторы

Наиболее дешевые ламельные никель-кадмиевые аккумуляторы характеризуются плоской разрядной кривой, высокими ресурсом и прочностью, но не низкой удельной энергией. Удельная энергия, скорость разряда Ni-Cd аккумуляторов со спеченными электродами выше, они работоспособны при низких температурах, но дороже, характеризуются эффектом памяти и способностью к тепловому разгону. Применяются такие аккумуляторы для питания шахтных электровозов, подъемников, стационарного оборудования, средств связи и электронных приборов, для запуска дизелей и авиационных двигателей и т.п.

Герметичные Ni-Cd аккумуляторы характеризуются горизонтальной разрядной кривой, высокими скоростями разряда и способностью действовать при низких температурах, но они дороже герметизированных свинцовых аккумуляторов и характеризуются эффектом памяти. Применяются такие аккумуляторы для питания портативной аппаратуры (старые сотовые телефоны, магнитофоны, компьютеры и т.д.), бытовых приборов, радиоуправляемых игрушек и моделей, и т.д.

Недостатком никель-кадмиевых аккумуляторов является применение токсичного кадмия. Ni-Cd Аккумуляторы

Никель-железные аккумуляторы

Вместо кадмия в этих аккумуляторах используется железо. Из-за выделения водорода с самого начала заряда аккумуляторы производят только в негерметичном варианте. Они дешевле никель-кадмиевых аккумуляторов, не содержат токсичный кадмий, имеют длинный срок службы и высокую механическую прочность. Однако они характеризуются высоким саморазрядом, низкой отдачей по энергии, практически неработоспособны при температуре ниже -10°С. Выпускаются в призматическом виде и используются в основном как тяговые источники тока в шахтных электровозах, электрокарах и промышленных подъемниках.

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH)

Активным материалом отрицательного электрода является интерметаллид, обратимо сорбирующий водород, т.е. фактически отрицательный электрод является водородным электродом, у которого восстановленная форма водорода находится в абсорбированном состоянии. Разрядная кривая Ni-MH аккумулятора аналогична кривой Ni-Cd аккумулятора. Удельная емкость и энергия никель-металлогидридных аккумуляторов в 1.5-2 раза выше удельной энергии никель-кадмиевых аккумуляторов, кроме того, они не содержат токсичный кадмий. Изготавливаются в герметичном исполнении цилиндрической, призматической и дисковой формы. Применяются для питания портативных приборов, аппаратуры, радиоуправляемых игрушек и моделей. Ni-MH Аккумуляторы

Никель-цинковые аккумуляторы

Это щелочные аккумуляторы, у которых отрицательный электрод — цинковый. Удельная энергия никель-цинковых аккумуляторов примерно в 2 раза выше удельной энергии Ni-Cd аккумуляторов. Они характеризуются горизонтальной разрядной кривой, высокой удельной мощностью и относительно невысокой начальной ценой, однако ресурс их мал, поэтому массового применения не имеют. Применяются для питания портативной аппаратуры

Серебряно-цинковые и серебряно-кадмиевые аккумуляторы

Активными материалами служат оксид серебра на положительном и цинк или кадмий — на отрицательном электродах соответственно, электролитом является раствор щелочи. Характеризуются высокими удельными энергиями и мощностью, низким саморазрядом, но весьма дороги. Серебряно-цинковые аккумуляторы имеют незначительный ресурс. Выпускаются в призматической и дисковой формах, применяются для питания портативных приборов и аппаратов, в военной технике. Никель-водородные аккумуляторы. Отрицательным электродом служит пористый газодиффузионный электрод с платиновым катализатором, на котором обратимо реагирует газообразный водород. Характеризуются высокой удельной энергией и очень высоким ресурсом, но значительным саморазрядом и очень дороги. Применялись в космической технике.

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)

В качестве отрицательного электрода применяется углеродистый материал, в который обратимо внедряются ионы лития. Активным материалом положительного электрода обычно служит оксид кобальта, в который также обратимо внедряются ионы лития. Электролитом является раствор соли лития в неводном апротонном растворителе. Аккумуляторы имеют высокую удельную энергию, высокий ресурс и способны работать при низких температурах. Благодаря высокой удельной энергии их производство в последние годы резко увеличилось. Выпускаются в цилиндрической и призматической формах. Они применяются в сотовых телефонах, ноутбуках и других портативных устройствах. Li-ion Аккумуляторы

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-pol)

Анодом служит углеродистый материал, в который обратимо внедряются ионы лития. Активными материалами положительных электродов являются оксиды ванадия, кобальта или марганца. Электролитом является или раствор соли лития в неводных апротонных растворителях, заключенный в микропористую полимерную матрицу, или полимер (полиакрилонитрил, полиметилметакрилат, поливинилхлорид либо другие), пластифицированный раствором соли лития в апротонном растворителе (гель-полимерный электролит). По сравнению с литий-ионными аккумуляторами литий-полимерные аккумуляторы имеют более высокие удельную энергию и ресурс и лучшую безопасность. Применяются для питания портативных электронных устройств. Li-pol Аккумуляторы

Перезаряжаемые марганцево-цинковые источники тока

Первичные цилиндрические марганцево-цинковые источники тока с щелочным электролитом определенного состава, изготовленные по специальной технологии, могут электрически перезаряжаться. Они характеризуются высокой удельной энергией, малым саморазрядом и невысокой стоимостью, выпускаются в герметичном исполнении, однако имеют очень малый ресурс (до 25-50 циклов), небольшую скорость разряда и наклонную разрядную кривую. Возможность перезаряда такого марганцево-цинкового источники тока отдельно оговаривается производителем.

Характеристики аккумуляторов

Среднее разрядное напряжение аккумуляторов находится в широком диапазоне от 1.25В у никель-кадмиевых аккумуляторов до 3.5В у литиевых аккумуляторов. С повышением скорости разряда емкость аккумуляторов уменьшается (см. рисунок), причем в минимальной степени у Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Емкость также снижается при понижении температуры. Наибольшее снижение емкости при низких температурах наблюдается у никель-железных аккумуляторов и минимальное снижение — у никель-кадмиевых со спеченными электродами и у свинцовых аккумуляторов. Высокую удельную мощность можно получить от никель-кадмиевых аккумуляторов, свинцовых (стартерных и герметизированных), никель-цинковых и серебряно-цинковых аккумуляторов. Невысокую удельную мощность имеют никель-железные аккумуляторы. Удельная массовая энергия минимальна у свинцовых аккумуляторов и максимальна у литиевых аккумуляторов. Наибольшую наработку имеют никель-водородные аккумуляторы, низким ресурсом характеризуются серебряно-цинковые и никель-цинковые аккумуляторы. Следует отметить, что по мере циклирования уменьшаются емкость, напряжение и соответственно удельная энергия аккумуляторов, причем скорости понижения удельной энергии у разных аккумуляторов существенно различаются. В наименьшей степени снижаются емкость и энергия при циклировании Ni-Cd аккумуляторов. Наработка зависит от многих причин и прежде всего от глубины разряда. Наиболее высокая скорость саморазряда отмечается у никель-водородных и никель-железных аккумуляторов, наименьшая — у серебряно-кадмиевых и серебряно-цинковых аккумуляторов. К наиболее дешевым принадлежат свинцовые аккумуляторы, к наиболее дорогим — никель-водородные, серебряно-кадмиевые и серебряно-цинковые аккумуляторы. Влияние тока разряда на емкость отдаваемую аккумулятором Влияние тока разряда на емкость отдаваемую аккумулятором: 1-никель-кадмиевые аккумуляторы со спеченным электродом и никель-металлгидридные аккумуляторы, 2-серебрянно-цинковые аккумуляторы, 3- никель-кадмиевые аккумуляторы с ламельным электродом, 4-никель-цинковые аккумуляторы, 5-литий-инные аккумуляторы, 6-свинцовые аккумуляторы, 7-никель-железные аккумуляторы.

По материалам сайта Powerinfo.ru

2a3a.ru

Основные типы аккумуляторов

Аккумуляторы - основные типы и характеристики

Свинцовые аккумуляторы (Pb). Реагентами в свинцовых аккумуляторах служат диоксид свинца (PbO2) и свинец (Pb), электролитом - раствор серной кислоты. Они также называются свинцово-кислотными аккумуляторами. Их разделяют на четыре основные группы; стартерные, стационарные, тяговые и портативные (герметизированные). Наиболее распространенные из свинцовых аккумуляторов - стартерные аккумуляторы, предназначены для запуска двигателей внутреннего сгорания и энергообеспечения устройств машин. В последние годы в основном используются аккумуляторы, не требующие ухода. К недостаткам относят невысокие удельную энергию и наработку, плохую сохранность заряда, выделение водорода.

Battery, Типы аккумуляторов, характеристики аккумулятора, виды аккумуляторов, топливные элементы, заправка аккумулятора, ёмкость аккумулятора

Стационарные аккумуляторы используются в энергетике, на телефонных станциях, в телекоммуникационных системах, в качестве аварийного источника тока и т.д. Обычно они работают в режиме непрерывного подзаряда. Относятся к недорогим аккумуляторам.

Тяговые аккумуляторы предназначены для электроснабжения электрокаров, подъемников, шахтных электровозов, электромобилей и других машин. Действуют в режимах глубокого разряда, имеют большой ресурс и низкую стоимость.

Портативные (герметизированные) свинцовые аккумуляторы используются для питания приборов, инструмента, аварийного освещения. К их достоинствам относятся более низкая стоимость по сравнению со стоимостью других портативных аккумулторов, широкий интервал рабочих температур. Недостатками кислотных аккумуляторов являются невозможность хранения в разряженном состоянии, трудность изготовления аккумуляторов малых размеров. 

Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd). Реагентами в никель-кадмиевых аккумуляторах служат гидроксид никеля и кадмий, электролитом - раствор КОН, поэтому они именуются щелочными аккумуляторами. Существуют три основных вида никель-кадмиевых аккумуляторов: негерметичные с ламельными (ламельные аккумуляторы) и спеченными электродами (безламельные аккумуляторы) и герметичные. Наиболее дешевые ламельные никель-кадмиевые аккумуляторы характеризуются плоской разрядной кривой, высокими ресурсом и прочностью, но не низкой удельной энергией. Удельная энергия, скорость разряда Ni-Cd аккумуляторов со спеченными электродами выше, они работоспособны при низких температурах, но дороже, характеризуются эффектом памяти и способностью к тепловому разгону.

Применяются никель-кадмиевые аккумуляторы для питания шахтных электровозов, подъемников, стационарного оборудования, средств связи и электронных приборов, для запуска дизелей и авиационных двигателей и т.п.

Герметичные Ni-Cd аккумуляторы характеризуются горизонтальной разрядной кривой, высокими скоростями разряда и способностью действовать при низких температурах, но они дороже герметизированных свинцовых аккумуляторов и характеризуются эффектом памяти. Применялись для питания портативной аппаратуры (сотовых телефонов, магнитофонов, компьютеров и т.д.), бытовых приборов, игрушек и т.д. Недостатком никель-кадмиевых аккумуляторов является применение токсичного кадмия. 

Никель-железные аккумуляторы. Вместо кадмия в этих аккумуляторах используется железо. Из-за выделения водорода с самого начала заряда аккумуляторы производят только в негерметичном варианте. Они дешевле никель-кадмиевых аккумуляторов, не содержат токсичный кадмий, имеют длинный срок службы и высокую механическую прочность. Однако они характеризуются высоким саморазрядом, низкой отдачей по энергии, практически неработоспособны при температуре ниже -10 °С. Выпускаются в призматическом виде и используются в основном как тяговые источники тока в шахтных электровозах, электрокарах и промышленных подъемниках.

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH). Активным материалом отрицательного электрода является интерметаллид, обратимо сорбирующий водород, т.е. фактически отрицательный электрод является водородным электродом, у которого восстановленная форма водорода находится в абсорбированном состоянии. Разрядная кривая Ni-MH аккумулятора аналогична кривой Ni-Cd аккумулятора. Удельная емкость и энергия никель-металлогидридных аккумуляторов в 1,5-2 раза выше удельной энергии никель-кадмиевых аккумуляторов, кроме того, они не содержат токсичный кадмий. Изготавливаются в герметичном исполнении цилиндрической, призматической и дисковой форм. Применяются для питания портативных приборов и аппаратуры. 

Никель-цинковые аккумуляторы. Это щелочные аккумуляторы, у которых отрицательный электрод - цинковый. Удельная энергия никель-цинковых аккумуляторов примерно в 2 раза выше удельной энергии Ni-Cd аккумуляторов. Они характеризуются горизонтальной разрядной кривой, высокой удельной мощностью и относительно невысокой начальной ценой, однако ресурс их мал, поэтому массового применения не имеют. Применяются для питания портативной аппаратуры

Серебряно-цинковые и серебряно-кадмиевые аккумуляторы. Активными материалами служат оксид серебра на положительном и цинк или кадмий - на отрицательном электродах соответственно, электролитом является раствор щелочи. Характеризуются высокими удельными энергиями и мощностью, низким саморазрядом, но весьма дороги. Серебряно-цинковые аккумуляторы имеют незначительный ресурс. Выпускаются в призматической и дисковой формах, применяются для питания портативных приборов и аппаратов, в военной технике.

Никель-водородные аккумуляторы. Отрицательным электродом служит пористый газодиффузионный электрод с платиновым катализатором, на котором обратимо реагирует газообразный водород. Характеризуются высокой удельной энергией и очень высоким ресурсом, но значительным саморазрядом и очень дороги. Применялись в космической технике.

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion). В качестве отрицательного электрода применяется углеродистый материал, в который обратимо внедряются ионы лития. Активным материалом положительного электрода обычно служит оксид кобальта, в который также обратимо внедряются ионы лития. Электролитом является раствор соли лития в неводном апротонном растворителе. Аккумуляторы имеют высокую удельную энергию, высокий ресурс и способны работать при низких температурах. Благодаря высокой удельной энергии их производство в последние годы резко увеличилось. Выпускаются в цилиндрической и призматической формах. Они применяются в сотовых телефонах, ноутбуках и других портативных устройствах. 

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-pol). Анодом служит углеродистый материал, в который обратимо внедряются ионы лития. Активными материалами положительных электродов являются оксиды ванадия, кобальта или марганца. Электролитом является или раствор соли лития в неводных апротонных растворителях, заключенный в микропористую полимерную матрицу, или полимер (полиакрилонитрил, полиметилметакрилат, поливинилхлорид либо другие), пластифицированный раствором соли лития в апротонном растворителе (гель-полимерный электролит). По сравнению с литий-ионными аккумуляторами литий-полимерные аккумуляторы имеют более высокие удельную энергию и ресурс и лучшую безопасность. Применяются для питания портативных электронных устройств. 

Перезаряжаемые марганцево-цинковые источники тока. Первичные цилиндрические марганцево-цинковые источники тока с щелочным электролитом определенного состава, изготовленные по специальной технологии, могут электрически перезаряжаться. Они характеризуются высокой удельной энергией, малым саморазрядом и невысокой стоимостью, выпускаются в герметичном исполнении, однако имеют очень малый ресурс (до 25-50 циклов), небольшую скорость разряда и наклонную разрядную кривую. Возможность перезаряда такого марганцево-цинкового источники тока отдельно оговаривается производителем.

Аккумуляторы,типы аккумуляторов, характеристики аккумулятора, виды аккумуляторов, топливные элементы, заправка аккумулятора, ёмкость аккумулятора

 

Характеристики аккумуляторов

Среднее разрядное напряжение аккумуляторов находится в широком диапазоне от 1,25В у никель-кадмиевых аккумуляторов до 3,5В у литиевых аккумуляторов. С повышением скорости разряда емкость аккумуляторов уменьшается (см. рисунок), причем в минимальной степени у Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Емкость также снижается при понижении температуры. Наибольшое снижение емкости при низких температурах наблюдается у никель-железных аккумуляторов и минимальное снижение - у никель-кадмиевых со спеченными электродами и у свинцовых аккумуляторов. Высокую удельную мощность можно получить от никель-кадмиевых аккумуляторов, свинцовых (стартерных и герметизированных), никель-цинковых и серебряно-цинковых аккумуляторов. Невысокую удельную мощность имеют никель-железные аккумуляторы. Удельная массовая энергия минимальна у свинцовых аккумуляторов и максимальна у литиевых аккумуляторов. Наибольшую наработку имеют никель-водородные аккумуляторы, низким ресурсом характеризуются серебряно-цинковые и никель-цинковые аккумуляторы. Следует отметить, что по мере циклирования уменьшаются емкость, напряжение и соответственно удельная энергия аккумуляторов, причем скорости понижения удельной энергии у разных аккумуляторов существенно различаются. В наименьшей степени снижаются емкость и энергия при циклировании Ni-Cd аккумуляторов. Наработка зависит от многих причин и прежде всего от глубины разряда. Наиболее высокая скорость саморазряда отмечается у никель-водородных и никель-железных аккумуляторов, наименьшая - у серебряно-кадмиевых и серебряно-цинковых аккумуляторов. К наиболее дешевым принадлежат свинцовые аккумуляторы, к наиболее дорогим - никель-водородные, серебряно-кадмиевые и серебряно-цинковые аккумуляторы.

 

Влияние тока разряда на емкость отдаваемую аккумуляторомВлияние тока разряда на емкость отдаваемую аккумулятором:1-никель-кадмиевые аккумуляторы со спеченным электродом и никель-металлгидридные аккумуляторы, 2-серебрянно-цинковые аккумуляторы, 3- никель-кадмиевые аккумуляторы с ламельным электродом, 4-никель-цинковые аккумуляторы, 5-литий-инные аккумуляторы, 6-свинцовые аккумуляторы, 7-никель-железные аккумуляторы. (Аккумуляторы,типы аккумуляторов, характеристики аккумулятора, виды аккумуляторов, топливные элементы, заправка аккумулятора, ёмкость аккумулятора)Battery. The average discharge voltage batteries in a wide range from 1.25 for nickel-cadmium batteries and 3.5 V in lithium batteries. With the increase of discharge rate battery capacity decreases (see figure), with a minimum degree of a Ni-Cd and Ni-MH batteries. Capacity is also reduced at lower temperatures. The greatest decrease in capacity at low temperatures observed in the nickel-iron batteries and a minimal decrease - a nickel-cadmium with sintered electrodes and lead-acid batteries. High power density can be obtained from the nickel-cadmium batteries, lead acid (sealed and starter), nickel-zinc and silver-zinc batteries. Low power density are nickel-iron batteries. The specific mass energy is minimal for lead-acid batteries and lithium batteries at a maximum. Greatest operating time are nickel-hydrogen batteries, low-resource characterized by the silver-zinc and nickel-zinc batteries. It should be noted that as the cycling of reduced capacity, voltage and energy density of batteries, respectively, and the rate of decrease in specific energy for different batteries are significantly different. At least reduced the capacity and energy cycling in Ni-Cd batteries. Operating time depends on many factors and primarily on the depth of discharge. The highest self-discharge rate is observed in nickel-hydrogen and nickel-iron batteries, the lowest - in silver-cadmium and silver-zinc batteries. The most expensive lead-acid batteries belong to the most expensive - nickel-hydrogen, silver-cadmium and silver-zinc batteries.Russian portal about alternative energy and eco technology

www.ecotoc.ru


Смотрите также