Крайното ръководство за батериите

Батериите са много важни в съвременното общество и се използват в широк спектър от приложения (с развитието на технологиите все повече устройства се преобразуват в захранване на батерията).Те осигуряват преносими, възобновяеми и аварийни енергийни решения, които водят до технологично развитие, устойчиво използване на енергия и напредък в широк спектър от индустрии.

1. Преносими електронни устройства: Като мобилни телефони, таблети, лаптопи и цифрови камери.

2. Транспорт: Електрическите и хибридните превозни средства използват батериите като основно устройство за съхранение на енергия.С увеличеното търсене на възобновяема енергия и екологичните режими на транспорт, батериите играят ключова роля за стимулиране на устойчивото развитие на транспорта.

3. Съхранение на възобновяема енергия: Батериите се използват широко за съхраняване на възобновяеми енергийни източници като слънчева и вятърна енергия.Съхранявайки електрическа енергия в батериите, те могат да осигурят стабилно снабдяване на електричество, когато слънчевата или вятърната енергия не е налична.

4. Аварийно захранване: Батериите играят важна роля като резервен източник на захранване в аварийни ситуации.Например, устройства като безжични телефони, факли и аварийни светлини изискват батерии да осигурят надеждна мощност.

5. Медицинско оборудване: Много медицински изделия, като пейсмейкъри и изкуствени вентилатори, използват батериите като източник на захранване.Стабилността и надеждността на батериите са от решаващо значение за работата на тези критични устройства.

6. Военни приложения: Батериите се използват в широк спектър от военни приложения, например за военно комуникационно оборудване, навигационни системи и дронове.Батериите могат да осигурят независимо енергийно снабдяване и да подобрят бойните възможности на бойното поле.

7. Индустриален: Батериите се използват в индустрията за батерии, аварийни захранвания и безжични сензори.Те осигуряват надеждно захранване и гарантират непрекъснатостта и безопасността на индустриалното производство.

Магията на батериите се крие в способността им да преобразуват химическата енергия в електрическа енергия.Батерията включва два електрода (положителни и отрицателни) и електролит.Електролитът действа като проводник на йони, което позволява химическа реакция между електродите.

Основният принцип на батерията се основава на електрохимични реакции.Когато се появи химическа реакция, тя генерира потока на електрони.В зареденото състояние батерията съхранява химикали между положителните и отрицателните електроди и химическата реакция е обратима.Когато батерията е свързана към външна верига, започва химическата реакция, причинявайки химикала на положителния терминал да се окисли и химикал на отрицателния терминал да се намали.В резултат на това електроните текат от отрицателния терминал към положителния терминал, произвеждайки електрически ток.Този процес продължава, докато химикалите не бъдат изчерпани.

Различните видове батерии използват различни химични реакции за генериране на електричество.Например, най-често срещаният тип литиево-йонна батерия: неговият положителен електрод е съставен от литиево съединение (като кобалтово оксид или литиев железен фосфат) и неговият отрицателен електрод е съставен от въглероден материал (като графит).В зареденото състояние литиевите йони се вграждат от положителния електрод в отрицателния материал.По време на разряда литиевите йони се дефинират от отрицателния електрод и се връщат към положителния електрод, освобождавайки електроните.

Крайно ръководство е ценно за читателя по няколко причини:

1. За предоставяне на точна информация: Интернет е пълен с информационни фрагменти и противоречиви мнения.Крайно ръководство предоставя изчерпателна и точна информация чрез консолидиране и събиране на надеждни източници, за да помогне на читателите бързо да имат достъп до знанията, от които се нуждаят, и да избегнат подвеждаща или неправилна информация.

2. Спестете време и усилия: Търсенето на интернет за конкретни теми често изисква много време за пресяване и проверка на надеждността на информацията.Крайното ръководство спестява време и усилия, като обединява съответната информация, така че читателите да могат да намерят цялата информация, от която се нуждаят на едно място.

3. Решаване на противоречия и объркване: Интернет често представя различни отговори на един и същ въпрос или противоречия между информацията.Крайното ръководство помага на читателите да избягат от объркване и недоумение, като синтезират различни възгледи и авторитетни източници, за да дадат най -надеждните отговори.

4. Предоставете насоки и съвети: Върховното ръководство не само предоставя факти и информация, но и може да предостави практически насоки и съвети.

Ето някои от 5 -те най -често срещани типа батерии, включително техните принципи, характеристики и приложения.Ако искате най -изчерпателната информация за типовете батерии, можете също да пропуснете този раздел и да отидете направо към „повечето типове батерии и приложения“ по -долу.

Батерии с олово-киселина

•Принцип: Батериите на оловно-киселината използват химическа реакция между оловен и оловен диоксид, за да произвеждат електрическа енергия.
•Характеристики: Ниска цена, висока начална тока и енергийна плътност, но голяма и тежка.
•Приложения: Автомобилни стартови батерии, UPS (непрекъснато захранване) и т.н.

Ли-йонни (литиево-йонни) батерии

•Принцип: Литиево-йонните батерии използват миграцията на литиеви йони между положителни и отрицателни електроди, за да съхраняват и отделят електрическа енергия.
•Характеристики: Висока енергийна плътност, по -леко тегло и по -дълъг живот на цикъла.Висока ефективност на зареждане и изхвърляне.
•Приложения: Мобилни устройства (напр. Мобилни телефони, таблетни компютри), преносими електронни устройства и електрически превозни средства.

NICD (никел-кадмиум) батерии

•Принцип: NICD батериите произвеждат електрическа енергия чрез химическа реакция между никел и кадмиев хидроксид.
•Характеристики: Висока мощност и дълъг живот, но те съдържат вредния кадмий на тежки метали, който има определено влияние върху околната среда.
•Приложения: цифрови камери, преносими инструменти и дронове и т.н.

NIMH (никел-метал) хидридни батерии

• Принцип: NIMH батериите използват химическата реакция между никел и водород, за да съхраняват и освободят електрическа енергия.
•Характеристики: Висока енергийна плътност, дълъг живот, без замърсяване и по -добри показатели с висока температура.
•Приложения: Хибридни превозни средства, системи за съхранение на енергия и др.

Lipo (литиев полимер) батерия

•Принцип: Литиевата полимерна батерия е подобна на литиевата йонна батерия, но използва твърд полимерен електролит вместо течен електролит.
•Характеристики: Висока енергийна плътност, по-леко тегло, по-добра безопасност и по-ниска скорост на саморазреда.Подходящ за тънки устройства.
•Приложения: Лаптопи, интелигентни часовници и преносими медицински изделия и т.н.

1. Капацитет на батерията: Количеството електрическа енергия, която батерията може да съхранява, обикновено изразено в усилватели (AH) или Milli-Amps (MAH).

2. Волтаж: Разликата в потенциала или напрежението на батерията, изразена във Volts V. Представлява количеството електрическа енергия, което батерията може да съхранява.

3. Батерия: Индивидуална клетка в батерия, съдържаща положителния електрод, отрицателен електрод и електролит.

4. Батерия: Цялост, състоящо се от няколко клетки на батерията, комбинирани.Те обикновено са свързани и управлявани чрез конектори, платки и други компоненти.

5. Серия връзка: Множество клетки на батерията, свързани последователно, с положителния терминал, свързан към отрицателния терминал, за да се увеличи общото напрежение.Когато се свързват последователно, клетъчните напрежения се наслагват.

6. Паралелна връзка: Свързва множество клетки на батерията последователно, като положителният терминал е свързан към отрицателния терминал, за да увеличи общия капацитет и капацитет на тока.Когато се свързват паралелно, капацитетът на клетките на батерията се добавя заедно.

7. Зареждане: Хранене на електрическа енергия в батерията от външен източник, за да се възстанови химическата енергия, съхранявана в батерията.

8. Изхвърляне: Освобождаването на електрическа енергия от батерия за използване при доставка на електронно оборудване или вериги.

9. Цикъл на зареждане: Се отнася до пълен процес на зареждане и изхвърляне.

10. Ефективност на заряда: Съотношението между електрическата енергия, абсорбирана от батерията и електрическата енергия, действително съхранявана по време на процеса на зареждане.

11. Саморазряд: Скоростта, с която батерията губи мощност самостоятелно, когато не се използва.

12. Живот на батерията: Продължителността на живота на батерията, обикновено измерена по отношение на броя на циклите на зареждане или времето за използване.

13. Живот на батерията: Времето, което батерията може да продължи да захранва мощност след едно зареждане.

14. Бързо зареждане: Технология за зареждане, която осигурява захранване на батерията по -бързо, за да намали времето за зареждане.

15. Система за управление на батерията (BMS): Електрическа система, която следи и контролира състоянието на батерията, процеса на зареждане и изхвърляне и предпазва батерията от неблагоприятни условия като презареждане и свръхзаряд.

16. Живот на цикъла на батерията: Броят на циклите на зареждане, който батерията може да завърши, обикновено измерена чрез зареждане и изхвърляне до специфична загуба на капацитет, като 80% от първоначалния капацитет.

17. Максимална скорост на зареждане: Максималната скорост на зареждане, която може безопасно да бъде приета от батерията, изразена като съотношение на капацитета на заряда.

18. Максимална скорост на изхвърляне: Максималната скорост на тока, с която батерията може да бъде безопасно записана, изразена като съотношение на токов капацитет.

19. Верига за защита на батерията: Защитно устройство, използвано за наблюдение на състоянието на батерията и за изключване на веригата на батерията в случай на претоварване, свръхзаряд, свръхток, надморска температура и т.н., за да се предотврати повреда или опасност за батерията.

20. Полярност на батерията: Разграничаването и идентифицирането между положителните и отрицателните терминали на батерията, обикновено обозначени със символите + и - или маркировки.

21. Рециклиране на батерията: Процесът на изхвърляне на употребявани батерии, за да се възстанови и изхвърли опасните материали, съдържащи се в тях, и да се използват повторно рециклируеми материали.

22. Дълбоко изхвърляне: Състояние, при което батерията се изхвърля на много ниско ниво или напълно изчерпано.Дълбокото изхвърляне обикновено не се препоръчва често, за да се избегнат отрицателни ефекти върху живота на батерията.

23. Бързо изхвърляне: Техника на изпускане, която освобождава енергията на батерията при висок ток за кратък период от време.

24. Повреда на батерията: Условие, при което батерията не е в състояние да осигури достатъчна мощност или да поддържа нормална работа, което може да бъде причинено от различни причини като стареене или повреда.

25. Термично бягство : Се отнася до бързото и неконтролируемо повишаване на температурата на батерията при ненормални условия, като презареждане, свръхзаряд, прегряване и т.н., което може да доведе до избухване на батерията или да се запали.

26. Електроди на батерията: Положителните и отрицателните електроди в батерията, които са ключовите компоненти за съхранение и освобождаване на електрически заряд.

27. Станция за смяна на батерията: Съоръжение или услуга за бърза подмяна на батерии в електрически превозни средства, за да осигурят по -дълъг обхват.

28. Електрохимична реакция: Химическата реакция, която се осъществява в батерия за преобразуване на химическата енергия в електрическа енергия чрез редокс процес.

29. Електролит: Проводима течност или твърдо вещество, използвано за транспортиране на йони между положителните и отрицателните електроди на батерията, за да се улесни електрохимичната реакция.

30. зарядно устройство: Устройство за прехвърляне на електрическа енергия в батерия, за да се възстанови съхраняваната му химическа енергия.

31. Балансиране на батерията: Процес, чрез който се регулира скоростта на зареждане или разреждане на всяка клетка в батерията, за да се гарантира, че зарядът е балансиран между отделните клетки.

32. Външна батерия: Подвижен батерия, който може да бъде свързан към електронно устройство за захранване.

33. Индикатор за зареждане на батерията: Индикатор или дисплей, който показва състоянието на заряд или нивото на батерията.

34. Ефект на паметта на батерията: Явление, при което капацитетът на батерията постепенно намалява с повтарянето на цикъла на заряда и изпускане, тъй като батерията помни по -малкия диапазон на зареждане и изпускане.

35. Импеданс: Отнася се до вътрешното съпротивление на батерията, което влияе върху неговата ефективност и производителност на преобразуване на енергия.

36. Защита на температурата: Функция или устройство, което следи и контролира температурата на батерията, за да предотврати прегряване на повреди, ако температурата стане твърде висока.

37. Защита от ниско напрежение: Механизъм за защита, който автоматично прерязва веригата, за да предотврати свръхзаряд, когато напрежението на батерията падне под безопасен праг.

38. Защита на презареждане: Механизъм за защита, който автоматично отрязва веригата, за да предотврати претоварването, когато зарядът на батерията достигне прага на безопасност.

39. Съхранение на батерията: Процесът на задържане на батерия в неизползвано състояние за продължителен период от време, често изисква подходящи мерки за намаляване на самоизмерването и защита на батерията.

40. Система за управление на батерията (BMS): Електронна система за наблюдение, контрол и защита на състоянието и производителността на батерията, включително управлението на тока, напрежението, температурата и други параметри.

41. Индикатор за ниво на батерията: Устройство или функция, което показва нивото на зареждане, оставащо в батерия, обикновено изразено като процент или на няколко етапа.

42. Време за зареждане: Времето, необходимо за привеждане на батерия от нисък заряд до пълен заряд, което се влияе от силата на зарядното устройство и капацитета на батерията.

43. Температурен коефициент: Връзката между работата на батерията и промените в температурата, което може да повлияе на капацитета, вътрешното съпротивление и характеристиките на заряда/изпускането на батерията.

44. Гаранция на батерията: Гаранцията на производителя относно производителността и качеството на батерията за определен период от време, обикновено изразено след месеци или години.

45. Станция за зареждане: Оборудване или съоръжение, използвано за доставка на електрически превозни средства или друго оборудване на батерията за зареждане.

46. Тестер на батерията: Устройство или инструмент, използван за измерване на напрежението, капацитета, вътрешното съпротивление и други параметри на батерията за оценка на нейното здраве и производителност.

47. Активно балансиране: Техника за управление на батерията, която изравнява заряда в батерията, като контролира заряда и скоростта на изпускане между отделните клетки.

48. Пасивно балансиране: Техника за управление на батерията, при която зарядът в батерията се балансира чрез свързване на резистори или изтичане на заряда, обикновено по -малко ефективно, отколкото активно балансиране.

49. Опаковка на батерията : Външната опаковка на батерия, използвана за защита на клетката, осигурява структурна опора и предотвратява късо съединение.

50. Висока енергийна плътност: Максималното количество електрическа енергия, което батерията може да съхранява на единица обем или тегло, което показва ефективността на съхранение на енергия на батерията.

51. Ниска степен на саморазпределяне: Скоростта, с която батерията губи електрическа енергия сама по себе си, е много бавна и поддържа високо състояние на зареждане, когато се съхранява или не се използва за дълъг период от време.

52. Поляризация на батерията: Се отнася до промяната на материала на повърхността на електродите по време на зареждане и изхвърляне поради химични реакции на електродите.

53. Изтичане на електролит на батерията: Състояние, при което електролитът в батерията изтича във външната среда, което ще доведе до влошаване на производителността на батерията или други проблеми с безопасността.

54. Система за охлаждане на батерията: Система, използвана за контрол на температурата на батерията, или чрез разсейване на топлина, вентилатор или течно охлаждане, за да се поддържа батерията в съответния диапазон на работна температура.

55. Система за отопление на батерията: Система, използвана за осигуряване на топлина на батерията в нискотемпературни среди, за да се гарантира правилната работа на батерията при ниски температури.

56. Батерия с висока скорост на изпускане: Батерия, която може да достави електрическа енергия при висок ток за приложения с високи изисквания за мощност, като електроинструменти и електрически превозни средства.

57. Вторична батерия: Батерия, която може да бъде презаредена, за разлика от батерия за еднократна употреба, която не се презарежда.

58. Монитор на батерията: Устройство или система за наблюдение на състоянието, напрежението, температурата и други параметри на батерията в реално време, за да предостави информация и да защити батерията.

1. Електроди: Електродите в батерията са разделени на положителен и отрицателен електрод.Положителният електрод е мястото, където реакцията на окисляване се осъществява в батерията, а отрицателният електрод е мястото, където реакцията на редукция се осъществява в батерията.Положителните и отрицателните електроди са съставени от проводими материали, обикновено се използват метали, въглеродни или съединения.Разликата в потенциала между положителните и отрицателните електроди произвежда напрежението на клетката на батерията.

2. Електролит: Електролитът е средата между електродите, която позволява на йони да преминават между електродите и поддържа баланса на заряда.Електролитът може да бъде в течна, твърда или гел форма, в зависимост от вида на клетката.В течна клетка електролитът обикновено е йонно съединение, разтворено в разтвор.

3. Диафрагма: Диафрагмата е физическа бариера между положителните и отрицателните електроди, предотвратявайки директния поток на електрон, но позволява да преминат йони.Функцията на диафрагмата е да се предотврати късо съединение на положителните и отрицателните електроди, като същевременно позволява на йони да се движат свободно през електролита и да поддържат баланса на заряда на клетката.Диафрагмата обикновено е изработена от полимерен материал или керамичен материал.

Тези компоненти работят заедно, за да образуват структурата на клетката на батерията.

1. Процес на изхвърляне: Когато батерията се изхвърля, химическата енергия се преобразува в електрическа енергия.По време на изхвърлянето се осъществява реакция на окисляване на положителния терминал и редукционната реакция на отрицателния терминал.Химичните реакции произвеждат електрони и йони.Положителният електрод освобождава електрони, които преминават през външна верига, за да произвеждат електрически ток.Отрицателният електрод получава електрони, които се комбинират с йони, за да образуват съединения.В същото време йони се движат през електролита, поддържайки баланса на заряда на батерията.

2.Процес на зареждане: По време на зареждането на батерията електрическата енергия се преобразува в химическа енергия, за да се съхранява енергия.По време на процеса на зареждане външен източник на захранване прилага напрежение напред, което води до преминаване на ток през батерията.Положителното напрежение обръща батерията и обръща химическата реакция между положителните и отрицателните електроди.Положителният електрод приема електрони и отрицателният електрод ги освобождава.Химическата реакция съхранява електрическата енергия като химическа потенциална енергия, като възстановява батерията до първоначалното си състояние.Йони се движат през електролита, за да поддържат баланса на заряда.

Волтаж:
Напрежението е мярка за силата на електрическия изход на батерията.Обикновено се изразява във волта.Общите напрежения на клетъчните батерии са както следва:

•Литиево-йонна батерия (Li-йон): обикновено 3,6 волта до 3,7 волта.По -специално е, че батерията LIFEPO4 (литиев железен фосфат) е 3,2 волта.(Единично клетъчно напрежение)
•Никело-кадмиева батерия (NICD): 1,2 волта (едноклевно напрежение).
•нickel-метален хидрид (NIMH): 1,2 волта (едноклевно напрежение).
•Оловно-кисела батерия (оловно-киселина): 2 волта до 2,2 волта (еднократно напрежение).Оловно-кисели батерии обикновено се използват при стартиране на автомобили, системи за съхранение на енергия и други полета.
•Цинко-алкална батерия (цинк-въглерод): 1,5 волта (едноклевно напрежение).Този тип батерия обикновено се намира в алкални батерии с еднократна употреба като батерии AA и AAA.

Горните са напреженията на различни батерии и ние също можем да увеличим напрежението, като г