Die ultimative Anleitung für Batterien

2023-06-07
Die ultimative Anleitung für Batterien

Batterien sind zu einem wichtigen Teil unseres täglichen Lebens geworden.Sie führen die Geräte und Technologien mit, die unsere Welt prägen, von Telefonen und Laptops bis hin zu Elektrofahrzeugen und Energiespeichersystemen.Sie bieten uns den Komfort der tragbaren Energie und die Möglichkeit, in Verbindung, produktiv und umweltfreundlich zu bleiben.Es ist entscheidend, die verschiedenen Arten von Batterien, ihre Eigenschaften und die Optimierung ihrer Fähigkeiten zu verstehen, um das Beste aus unserem Energieverbrauch zu nutzen und zu einer nachhaltigen Zukunft beizutragen.In diesem umfassenden Leitfaden werden wir uns mit der Welt der Batterien befassen und ihre Geschichte, Funktionalität und die verschiedenen Anwendungen untersuchen, die auf sie beruhen.Lassen Sie uns auf diese Reise beginnen, um die Kraft von Batterien freizuschalten und den Weg zu einem stärker energetisierten morgen zu beleuchten.

Die folgende Anleitung ist sehr informativ. Finden Sie also, was Sie aus dem Inhaltsverzeichnis lernen möchten, abhängig von Ihrem Wissensniveau.Wenn Sie Anfänger sind, beginnen Sie natürlich am Anfang.

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Einführung

Die Wichtigkeit und die weit verbreitete Anwendungen von Batterien.

Batterien sind in der modernen Gesellschaft sehr wichtig und werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt (mit der Entwicklung von Technologie werden immer mehr Geräte in Batteriestrom umgewandelt).Sie bieten tragbare, erneuerbare und Notfallleistungslösungen, die die technologische Entwicklung, den nachhaltigen Energieverbrauch und den Fortschritt in einer Vielzahl von Branchen vorantreiben.

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1. Tragbare elektronische Geräte: Mobiltelefone, Tablets, Laptops und Digitalkameras.

2. Transport: Elektrische und hybride Fahrzeuge verwenden Batterien als Primärergiespeichervorrichtung.Angesichts der erhöhten Nachfrage nach erneuerbaren Energien und umweltfreundlichen Transportmitteln spielen die Batterien eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung einer nachhaltigen Transportentwicklung.

3. Speicherung für erneuerbare Energien: Batterien werden weit verbreitet, um erneuerbare Energiequellen wie Sonnen- und Windkraft aufzubewahren.Durch die Speicherung elektrischer Energie in Batterien können sie eine stetige Stromversorgung anstreben, wenn keine Sonnen- oder Windenergie verfügbar ist.

4. Notstrom: Batterien spielen eine wichtige Rolle als Backup-Stromquelle in Notsituationen.Beispielsweise erfordern Geräte wie schnurlose Telefone, Fackeln und Notleuchten Batterien, um zuverlässige Strom zu liefern.

5. Medizinische Ausrüstung: Viele medizinische Geräte wie Herzschrittmacher und künstliche Beatmungsgeräte verwenden Batterien als Stromquelle.Die Stabilität und Zuverlässigkeit von Batterien ist für den Betrieb dieser kritischen Geräte von entscheidender Bedeutung.

6. Militäranträge: Batterien werden in einer Vielzahl von militärischen Anwendungen verwendet, z. B. für militärische Kommunikationsgeräte, Navigationssysteme und Drohnen.Batterien können eine unabhängige Energieversorgung bereitstellen und die Kampffähigkeiten auf dem Schlachtfeld verbessern.

7. Industriell: Batterien werden in der Industrie für Batteriesysteme, Notfallversorgungen und drahtlose Sensoren verwendet.Sie bieten eine zuverlässige Stromversorgung und gewährleisten die Kontinuität und Sicherheit der industriellen Produktion.

Ein Überblick über die Grundprinzipien und Arbeitsmechanismen von Batterien.

Die Magie der Batterien liegt in ihrer Fähigkeit, chemische Energie in elektrische Energie umzuwandeln.Eine Batterie umfasst zwei Elektroden (positiv und negativ) und einen Elektrolyten.Der Elektrolyte wirkt als Ionenleiter und ermöglicht eine chemische Reaktion zwischen den Elektroden.

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Das Grundprinzip einer Batterie basiert auf elektrochemischen Reaktionen.Wenn eine chemische Reaktion auftritt, erzeugt sie den Elektronenfluss.Im geladenen Zustand speichert die Batterie Chemikalien zwischen den positiven und negativen Elektroden, und die chemische Reaktion ist reversibel.Wenn die Batterie an einen externen Schaltkreis angeschlossen ist, beginnt die chemische Reaktion, was dazu führt, dass die Chemikalie am positiven Anschluss oxidieren und die Chemikalie am negativen Anschluss reduzieren.Infolgedessen fließen die Elektronen vom negativen Anschluss zum positiven Anschluss und erzeugen einen elektrischen Strom.Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis die Chemikalien erschöpft sind.

Verschiedene Arten von Batterien verwenden unterschiedliche chemische Reaktionen, um Strom zu erzeugen.Beispielsweise besteht die häufigste Art der Lithium-Ionen-Batterie: Die positive Elektrode besteht aus einer Lithiumverbindung (wie Kobaltoxid oder Lithium-Eisenphosphat) und seine negative Elektrode besteht aus einem Kohlenstoffmaterial (z. B. Graphit).Im geladenen Zustand werden Lithiumionen aus der positiven Elektrode in das negative Material eingebettet.Während der Entladung werden die Lithiumionen von der negativen Elektrode eingebettet und kehren zur positiven Elektrode zurück, wodurch Elektronen freigesetzt werden.

Der Wert einer ultimativen Anleitung für Batterien für die Leser.

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Grundlagen von Batterien

Verschiedene Arten von Batterien: Prinzipien, Eigenschaften und Anwendungen.

Hier sind einige der 5 häufigsten Arten von Batterien, einschließlich ihrer Prinzipien, Merkmale und Anwendungen.Wenn Sie die umfassendsten Informationen zu Akku -Typen wünschen, können Sie diesen Abschnitt auch überspringen und direkt zu den folgenden "die meisten Akku und Anwendungen" wechseln.

Blei-Säure-Batterien

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Prinzip: Blei-Säure-Batterien verwenden eine chemische Reaktion zwischen Blei- und Bleidioxid, um elektrische Energie zu erzeugen.
Merkmale: Geringe Kosten, hohe Startstrom- und Energiedichte, aber groß und schwer.
Anwendungen: Automobilstarterbatterien, UPS (ununterbrochene Stromversorgung) usw.

Li-Ion (Lithium-Ionen) -Batterien

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Prinzip: Lithium-Ionen-Batterien verwenden die Migration von Lithiumionen zwischen positiven und negativen Elektroden, um elektrische Energie zu speichern und freizusetzen.
Merkmale: hohe Energiedichte, leichteres Gewicht und längeres Zyklusleben.Hohe Lade- und Entlassungseffizienz.
Anwendungen: Mobile Geräte (z. B. Mobiltelefone, Tablet -Computer), tragbare elektronische Geräte und Elektrofahrzeuge.

NICD-Batterien (Nickel-Cadmium)

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Prinzip: NICD -Batterien produzieren elektrische Energie durch eine chemische Reaktion zwischen Nickel und Cadmiumhydroxid.
Merkmale: Hochleistungsleistung und lange Lebensdauer, aber sie enthalten das schädliche Schwermetall -Cadmium, das einen gewissen Einfluss auf die Umwelt hat.
Anwendungen: Digitalkameras, tragbare Werkzeuge und Drohnen usw.

NIMH (Nickel-Metal) Hydrid-Batterien

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Prinzip: NIMH -Batterien verwenden die chemische Reaktion zwischen Nickel und Wasserstoff, um elektrische Energie zu speichern und freizusetzen.
Merkmale: hohe Energiedichte, lange Lebensdauer, keine Umweltverschmutzung und eine bessere Leistung mit hoher Temperatur.
Anwendungen: Hybridfahrzeuge, Energiespeichersysteme usw.

Lipo (Lithiumpolymer) Batterie

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Prinzip: Die Lithiumpolymerbatterie ähnelt der Lithium -Ionen -Batterie, verwendet jedoch einen festen Polymerelektrolyten anstelle eines flüssigen Elektrolyten.
Merkmale: hohe Energiedichte, leichteres Gewicht, bessere Sicherheit und niedrigere Selbstentladungsrate.Geeignet für dünne Geräte.
Anwendungen: Laptops, intelligente Uhren und tragbare medizinische Geräte usw.

Physikwissen über Batterien
Spannung (v):
Die Spannung repräsentiert die elektrische Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten in einer Schaltung.Es wird in Volt (V) gemessen.Die Spannung über eine Batterie ist normalerweise als V_BATT bezeichnet.

Gebühr (q):
Die Ladung bezieht sich auf die in einer Batterie gespeicherte elektrische Ladung.Es wird in Coulombs (c) oder Ampere (AH) gemessen.Die Beziehung zwischen Ladung und Kapazität wird angegeben durch: Ladung (q) = Kapazität (c) × Spannung (v)

Kapazität (c):
Die Kapazität repräsentiert die Ladungsmenge, die ein Akku speichern kann.Es wird typischerweise in Amperestunden (AH) oder Milliampere-Stunden (MAH) gemessen.Die Beziehung zwischen Kapazität, Ladung und Energie ist gegeben durch: Energie (e) = Kapazität (c) × Spannung (V)

Energie (e):
Energie ist die Fähigkeit, zu arbeiten, oder das Potenzial eines Systems, Änderungen zu verursachen.Im Kontext von Batterien wird Energie häufig in Wattstunden (WH) oder Joule (J) gemessen.Die Beziehung zwischen Energie, Kapazität und Ladung ist gegeben durch: Energie (e) = Ladung (q) × Spannung (v)

Macht (p):
Die Stromversorgung stellt die Rate dar, mit der die Arbeit oder Energie übertragen wird.Es wird in Watts (W) gemessen.Die Leistung in einer Schaltung wird unter Verwendung der Formel berechnet: Power (p) = Spannung (v) × Strom (i)

Serienverbindung:
1. Wenn Batterien in Reihe angeschlossen sind, ist die Gesamtspannung über die Schaltung die Summe der einzelnen Batteriespannungen.Der Strom bleibt gleich.
Gesamtspannung (v_total) = v1 + v2 + v3 + ...
2. Wenn die Batterien in Reihe angeschlossen sind, ist die Gesamtkapazität die Summe der einzelnen Batterienkapazitäten.Dies liegt daran, dass der Strom gleich bleibt, aber die Gesamtspannung steigt.
Gesamtkapazität (c_total) = C1 + C2 + C3 + ...

Parallele Verbindung:
1. Wenn die Batterien parallel angeschlossen sind, bleibt die Gesamtspannung mit der einer einzelnen Batterie überein, während der Gesamtstrom die Summe der durch jede Batterie fließenden Ströme ist.
Gesamtstrom (i_total) = i1 + i2 + i3 + ...
2. Wenn die Batterien parallel angeschlossen sind, entspricht die Gesamtkapazität der Kapazität einer einzelnen Batterie.Dies liegt daran, dass die Spannung gleich bleibt, aber der Gesamtstrom steigt.
Gesamtkapazität (c_total) = C1 = C2 = C3 = ...
Häufige Batteriebegriffe und Definitionen.

1. Batteriekapazität: Die Menge an elektrischer Energie, die eine Batterie speichern kann, die normalerweise in Ampstunden (AH) oder Milli-Ampere (MAH) ausgedrückt wird.

2. Stromspannung: Die Potentialdifferenz oder Spannungsdifferenz einer Batterie, ausgedrückt in Volt V. Sie repräsentiert die Menge an elektrischer Energie, die die Batterie speichern kann.

3. Batterie: Eine einzelne Zelle in einer Batterie, die die positive Elektrode, die negative Elektrode und den Elektrolyten enthält.

4. Batteriepack: Ein Ganzes bestehend aus mehreren Batteriebatterien kombiniert.Sie werden normalerweise durch Anschlüsse, Leiterplatten und andere Komponenten verbunden und verwaltet.

5. Serienverbindung: Multiple Batteriezellen, die nach Sequenz verbunden sind, wobei der positive Anschluss an den negativen Anschluss angeschlossen ist, um die Gesamtspannung zu erhöhen.In Serie sind die Zellspannungen überlagert.

6. Parallele Verbindung: Verbindet mehrere Batteriezellen nacheinander, wobei der positive Anschluss mit dem negativen Terminal angeschlossen ist, um die Gesamtstromfähigkeit und -kapazität zu erhöhen.Wenn sie parallel angeschlossen sind, werden die Kapazitäten der Batteriezellen addiert.

7. Ladung: Füttere elektrische Energie in die Batterie von einer externen Quelle, um die in der Batterie gespeicherte chemische Energie wiederherzustellen.

8. Entlassung: Die Freisetzung von elektrischer Energie von einer Batterie zur Verwendung elektronischer Geräte oder Schaltkreise.

9. Ladungszyklus: Bezieht sich auf einen vollständigen Lade- und Entladungsprozess.

10. Ladungseffizienz: Das Verhältnis zwischen der von der Batterie absorbierten elektrischen Energie und der tatsächlich während des Ladevorgangs gespeicherten elektrischen Energie.

11. Selbstentladung: Die Rate, mit der eine Batterie selbst an Strom verliert, wenn sie nicht verwendet wird.

12. Batterielebensdauer: Die Lebensdauer einer Batterie, die normalerweise in Bezug auf die Anzahl der Ladungszyklen oder die Verwendungszeit gemessen wird.

13. Batterielebensdauer: Die Zeitspanne, in der eine Batterie nach einer einzigen Ladung weiterhin Strom liefern kann.

14. Schnelles Laden: Eine Lade -Technologie, die die Batterie schneller Strom liefert, um die Ladezeit zu verkürzen.

15. Batterieverwaltungssystem (BMS): Ein elektrisches System, das den Zustand der Batterie überwacht und steuert, das Lade- und Entladungsprozess und schützt die Batterie vor nachteiligen Bedingungen wie Überladung und Überdrehung.

16. Lebensdauer des Batteriezyklus: Die Anzahl der Ladungszyklen, die eine Batterie abschließen kann, die normalerweise durch das Laden und Ablösen eines bestimmten Kapazitätsverlusts wie 80% der ursprünglichen Kapazität gemessen wird.

17. Maximale Ladungsrate: Die maximale Ladungsrate, die von der Batterie sicher akzeptiert werden kann, ausgedrückt als Verhältnis der Ladungskapazität.

18. Maximale Entladungsrate: Die maximale Stromrate, mit der eine Batterie sicher entladen werden kann, ausgedrückt als Verhältnis der Stromkapazität.

19. Batterieschutzschaltung: Ein Sicherheitsgerät zur Überwachung des Zustands der Batterie und zum Trennen des Batteriekreislaufs im Falle von Überladung, Überdrehungskosten, Überstrom, Übertemperatur usw., um Schäden oder Gefahr für die Batterie zu verhindern.

20. Batteriepolarität: Die Unterscheidung und Identifizierung zwischen den positiven und negativen Klemmen einer Batterie, die normalerweise durch die Symbole + und - oder Markierungen angegeben ist.

21. Batterierecycling: Der Prozess der Entsorgung von gebrauchten Batterien, um die darin enthaltenen gefährlichen Materialien zurückzugewinnen und zu entsorgen und recycelbare Materialien wiederzuverwenden.

22. Tiefausfluss: Ein Zustand, bei dem eine Batterie auf ein sehr niedriges Niveau oder vollständig erschöpft wird.Tiefe Entladung wird normalerweise nicht häufig empfohlen, um negative Auswirkungen auf die Akkulaufzeit zu vermeiden.

23. Schnelle Entladung: Eine Entladungstechnik, die die Energie der Batterie für einen kurzen Zeitraum in einem hohen Strom freigibt.

24. Batterieausfall: Eine Bedingung, bei der die Batterie nicht ausreichend Strom liefern oder einen normalen Betrieb aufrechterhalten kann, der durch verschiedene Gründe wie Alterung oder Beschädigung verursacht werden kann.

25. Thermalausreißer : Bezieht sich auf den schnellen und unkontrollierbaren Temperaturanstieg einer Batterie unter abnormalen Bedingungen wie Überladung, Überdrehung, Überhitzung usw., was dazu führen kann, dass die Batterie explodiert oder Feuer fängt.

26. Batterieelektroden: Die positiven und negativen Elektroden in einer Batterie, die die Schlüsselkomponenten für die Speicherung und Freisetzung von elektrischer Ladung sind.

27. Batterie -Tauschstation: Eine Einrichtung oder einen Service für den schnellen Austausch von Batterien in Elektrofahrzeugen, um eine größere Reichweite zu erzielen.

28. Elektrochemische Reaktion: Die chemische Reaktion, die in einer Batterie stattfindet, um chemische Energie durch einen Redoxprozess in elektrische Energie umzuwandeln.

29. Elektrolyt: Eine leitende Flüssigkeit oder ein Feststoff, die zum Transport von Ionen zwischen den positiven und negativen Elektroden einer Batterie verwendet werden, um die elektrochemische Reaktion zu erleichtern.

30. Ladegerät: Ein Gerät zur Übertragung elektrischer Energie auf eine Batterie, um die gespeicherte chemische Energie wiederherzustellen.

31. Batterieausgleich: Ein Prozess, mit dem die Ladung oder die Entladungsrate jeder Zelle in einem Akku eingestellt wird, um sicherzustellen, dass die Ladung zwischen den einzelnen Zellen ausgeglichen ist.

32. Externe Batterie: Eine abnehmbare Batterieeinheit, die an ein elektronisches Gerät angeschlossen werden kann, um Strom zu liefern.

33. Batterieladeanzeige: Ein Indikator oder eine Anzeige, die den Ladungszustand oder die Ladezustellung oder einen Batteriepegel anzeigt.

34. Batteriespeichereffekt: Ein Phänomen, bei dem die Kapazität einer Batterie nach und nach wiederholt wird, wenn sich die Ladungs- und Entladungszyklen wiederholen, da sich die Batterie an die kleineren Ladungs- und Entladungsbereiche erinnert.

35. Impedanz: Bezieht sich auf den internen Widerstand einer Batterie, die sich auf die Effizienz und Leistung der Energieumwandlung auswirkt.

36. Temperaturschutz: Eine Funktion oder ein Gerät, das die Temperatur einer Batterie überwacht und steuert, um eine Überhitzungsschäden zu vermeiden, wenn die Temperatur zu hoch wird.

37. Niedriger Spannungsschutz: Ein Schutzmechanismus, der die Schaltung automatisch schneidet, um eine Überwehrung zu vermeiden, wenn die Batteriespannung unter einen sicheren Schwellenwert fällt.

38. Überladungsschutz: Ein Schutzmechanismus, der die Schaltung automatisch abschneidet, um eine Überladung zu vermeiden, wenn die Batterieladung den Sicherheitsschwellenwert erreicht.

39. Batteriespeicher: Der Prozess der Aufbewahrung einer Batterie in einem längeren Zeitraum in einem ungenutzten Zustand und erfordert häufig geeignete Maßnahmen, um die Selbstentscheidung zu reduzieren und die Batterie zu schützen.

40. Batterieverwaltungssystem (BMS): Ein elektronisches System zur Überwachung, Steuerung und Schutz des Zustands und der Leistung eines Akkus, einschließlich der Verwaltung von Strom, Spannung, Temperatur und anderen Parametern.

41. Batteriepegelanzeige: Ein Gerät oder eine Funktion, die den in einer Batterie verbleibenden Ladungsniveau angibt, der normalerweise als Prozentsatz oder in mehreren Stufen ausgedrückt wird.

42. Ladezeit: Die Zeit, die erforderlich ist, um eine Batterie von einer niedrigen Ladung auf eine vollständige Ladung zu bringen, die durch die Leistung des Ladegeräts und die Kapazität der Batterie beeinflusst wird.

43. Temperaturkoeffizient: Die Beziehung zwischen Batterieleistung und Temperaturänderungen, die die Kapazität, den Innenwiderstand und die Ladung/Entladungseigenschaften der Batterie beeinflussen können.

44. Batteriegarantie: Die Garantie eines Herstellers für die Leistung und Qualität einer Batterie für einen bestimmten Zeitraum, der normalerweise in Monaten oder Jahren ausgedrückt wird.

45. Ladestation: Eine Ausrüstung oder Einrichtung, die zur Lieferung von Elektrofahrzeugen oder anderen Batteriegeräten zum Laden verwendet wird.

46. Batterie -Tester: Ein Gerät oder ein Instrument, das zur Messung der Spannung, der Kapazität, des internen Widerstands und anderer Parameter einer Batterie verwendet wird, um ihre Gesundheit und Leistung zu bewerten.

47. Aktiver Ausgleich: Eine Batterie -Management -Technik, die die Ladung in einem Akku ausgleichen, indem die Ladungs- und Entladungsraten zwischen den einzelnen Zellen gesteuert werden.

48. Passives Ausgleich: Eine Batterie -Management -Technik, bei der die Ladung in einem Akku ausgeglichen wird, indem Widerstände angeschlossen oder geladen werden, normalerweise weniger effizient als aktives Ausgleich.

49. Akkuverpackung : Die externe Verpackung einer Batterie, die zum Schutz der Zelle verwendet wird, liefert strukturelle Unterstützung und verhindern Kurzschlüsse.

50. Hohe Energiedichte: Die maximale elektrische Energiemenge, die eine Batterie pro Volumen oder Gewicht des Einheiten speichern kann, was auf die Energiespeichereffizienz der Batterie hinweist.

51. Niedrige Selbstentladungsrate: Die Geschwindigkeit, mit der eine Batterie selbst die elektrische Energie verliert, ist sehr langsam und behält einen hohen Ladungszustand bei, wenn es über einen langen Zeitraum gespeichert oder nicht verwendet wird.

52. Batteriepolarisation: Bezieht sich auf die Änderung des Materials auf der Oberfläche der Elektroden während des Ladens und Entladens aufgrund chemischer Reaktionen auf den Elektroden.

53. Batterie -Elektrolyt -Leckage: Ein Zustand, bei dem der Elektrolyt in einer Batterie in die externe Umgebung eindringt, was zu einer Verschlechterung der Batterieleistung oder anderen Sicherheitsproblemen führt.

54. Batteriekühlsystem: Ein System, das zur Steuerung der Temperatur einer Batterie verwendet wird, entweder durch Wärmeableitungen, Lüfter- oder Flüssigkühlung, um die Batterie innerhalb des entsprechenden Betriebstemperaturbereichs zu halten.

55. Batterieheizsystem: Ein System, das verwendet wird, um die Batterie in niedrigen Temperaturumgebungen Wärme bereitzustellen, um den ordnungsgemäßen Betrieb der Batterie bei niedrigen Temperaturen zu gewährleisten.

56. Batterie mit hoher Entladungsrate: Eine Batterie, die in der Lage ist, elektrische Energie bei einem hohen Strom für Anwendungen mit hohen Strombedürfnissen wie Elektrowerkzeugen und Elektrofahrzeugen zu liefern.

57. Sekundäre Batterie: Eine Batterie, die aufgeladen werden kann, im Gegensatz zu einer Einweg -Batterie, die nicht wieder aufgeladen werden kann.

58. Batteriemonitor: Ein Gerät oder ein System zur Überwachung des Status, der Spannung, der Temperatur und anderer Parameter einer Batterie in Echtzeit, um Informationen bereitzustellen und die Batterie zu schützen.

Arbeitsprinzipien von Batterien

Batteriekonstruktion: Elektroden, Elektrolyt und Trennzeichen.
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1. Elektroden: Die Elektroden in einer Batterie sind in eine positive und negative Elektrode unterteilt.In der positiven Elektrode findet die Oxidationsreaktion in der Batterie statt und die negative Elektrode findet die Reduktionsreaktion in der Batterie statt.Die positiven und negativen Elektroden bestehen aus leitenden Materialien, normalerweise werden Metalle, Kohlenstoff oder Verbindungen verwendet.Der Potentialunterschied zwischen den positiven und negativen Elektroden erzeugt die Spannung der Batteriezelle.

2. Elektrolyt: Der Elektrolyt ist das Medium zwischen den Elektroden, mit dem Ionen zwischen den Elektroden gehen und den Ladungsbilanz aufrechterhalten können.Der Elektrolyt kann je nach Art der Zelle in flüssiger, fester oder gelform sein.In einer Flüssigkeitszelle ist der Elektrolyt normalerweise eine ionische Verbindung, die in Lösung gelöst ist.

3. Membran: Das Zwerchfell ist eine physikalische Barriere zwischen den positiven und negativen Elektroden, die den direkten Elektronenfluss verhindert, aber die Ionen durchlaufen können.Die Funktion des Zwerchfells besteht darin, die kurzfristige und negative Elektroden kurzfristig zu verhindern und gleichzeitig die Ionen zu ermöglichen, sich frei durch den Elektrolyten zu bewegen und den Ladungsausgleich der Zelle aufrechtzuerhalten.Das Zwerchfell besteht normalerweise aus einem polymeren Material oder einem Keramikmaterial.

Diese Komponenten arbeiten zusammen, um die Struktur der Batteriezelle zu bilden.

Ladungs- und Entladungsprozesse in Batterien: Chemische Reaktionen und Stromfluss.

1. Entladungsprozess: Wenn eine Batterie entladen wird, wird chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt.Während der Entladung erfolgt eine Oxidationsreaktion am positiven Anschluss und eine Reduktionsreaktion am negativen Anschluss.Die chemischen Reaktionen produzieren Elektronen und Ionen.Die positive Elektrode setzt Elektronen frei, die durch einen externen Stromkreis fließen, um einen elektrischen Strom zu erzeugen.Die negative Elektrode empfängt Elektronen, die sich mit Ionen zusammenschließen, um Verbindungen zu bilden.Gleichzeitig bewegen sich die Ionen durch den Elektrolyten und halten den Ladungsbilanz der Batterie bei.

2.Ladevorgang: Während des Aufladens einer Batterie wird die elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt, um Energie zu speichern.Während des Ladevorgangs wendet eine externe Stromquelle eine Vorwärtsspannung an, wodurch ein Strom durch die Batterie verläuft.Die positive Spannung kehrt die Batterie um und kehrt die chemische Reaktion zwischen den positiven und negativen Elektroden um.Die positive Elektrode akzeptiert Elektronen und die negative Elektrode setzt sie frei.Die chemische Reaktion speichert elektrische Energie als chemische Potentialergie und restauriert die Batterie in ihren ursprünglichen Zustand.Ionen bewegen sich durch den Elektrolyten, um das Ladungsbilanz aufrechtzuerhalten.

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Batteriespannung, Kapazität und Energiedichte.

Stromspannung:
Spannung ist ein Maß für die Stärke des elektrischen Ausgangs einer Batterie.Es wird normalerweise in Volt ausgedrückt.Häufige Batteriezellspannungen sind wie folgt:

Lithium-Ionen-Batterie (Li-Ionen): Im Allgemeinen 3,6 Volt bis 3,7 Volt.Besonderer ist, dass die Batterie von LifePO4 (Lithium -Eisenphosphat) 3,2 Volt beträgt.(Einzelzellspannung)
Nickel-Cadmium-Batterie (NICD): 1,2 Volt (Einzelzellspannung).
NIckel-Metallhydrid (NIMH): 1,2 Volt (Einzelzellspannung).
Bleibatterie (Bleisäure): 2 Volt bis 2,2 Volt (Einzelzellspannung).Blei-Säure-Batterien werden üblicherweise in Automobilstart, Energiespeichersystemen und anderen Feldern verwendet.
Zink-Alkal-Batterie (Zink-Kohlenstoff): 1,5 Volt (Einzelzellspannung).Diese Art von Akku ist häufig in alkalischen Batterien mit Einweg-Gebrauch wie AA- und AAA-Batterien zu finden.

Die oben genannten sind die Spannungen verschiedener Batterien, und wir können auch die Spannung erhöhen, indem wir sie in Reihe anschließen.Beispiele sind wie folgt:

Drei 3,7-V-Lithium-Ionen-Batterien sind in Reihe angeschlossen, um einen 11,1-V-Lithium-Ionen-Akku zu erhalten (dh, was wir häufig als 12-V-Lithium-Ionen-Akku bezeichnen);
Drei 2-V-Blei-Säure-Batterien sind in Reihe angeschlossen, um einen 6-V-Blei-Säure-Akku zu erhalten.
Vier 3,2 -V -Lithium -Eisen -Phosphat -Batterien sind in Reihe angeschlossen, um einen 12,8 -V -Lithium -Eisen -Phosphat -Akku zu erhalten (dh, was wir häufig als 12 -V -Lithium -Eisen -Phosphat -Akku bezeichnen)

Kapazität:
Wenn Sie über die Batteriekapazität sprechen, wird es häufig mit der Einheit der Amperestunden (AH) oder der Milliampere-Stunden (MAH) ausgedrückt.Die Batteriekapazität ist die Menge an Ladung, die eine Batterie speichern kann und auch als Produkt des Stroms und der Zeit, die die Batterie liefern kann, verstanden werden kann.Hier sind einige Beispielfiguren und die Art und Weise, wie sie beschrieben werden:

2000 MAH -Batterie: Dies bedeutet, dass die Batterie eine Kapazität von 2000 mAh hat.Wenn das Gerät einen durchschnittlichen Strom von 200 Milliamps (MA) pro Stunde zeichnet, kann diese Batterie 10 Stunden lang theoretisch Strom liefern (2000 mAh / 200 mA = 10 Stunden).
5AH-Batterie: Dies bedeutet, dass die Batterie eine Kapazität von 5 Ampere Stunden hat.Wenn das Gerät einen durchschnittlichen Strom von 1 Ampere (a) pro Stunde verbraucht, kann diese Batterie theoretisch 5 Stunden lang (5AH / 1A = 5 Stunden) theoretisch mit Strom versorgen.

Batteriepackungen können parallel angeschlossen werden, um beispielsweise eine erhöhte Kapazität zu erzielen:
2 Li-Ionen-Batterien von 12 V-100AH können parallel angeschlossen werden, um einen Li-Ionen-Akku von 12V-200AH zu erhalten.
2 LIFEPO4-Batterien von 3,2 V-10AH können parallel angeschlossen werden, um einen LIFEPO4-Akku von 3,2 V-20AH zu erhalten.

1000 -mAh -Batterieladegerät: Dies ist ein Ladegerät, das die Batterie mit einer Rate von 1000 Milliamps (MA) pro Stunde aufladen kann.Wenn Sie einen 2000 -mAh -Akku haben, dauert das Laden mit diesem Ladegerät theoretisch 2 Stunden (2000mAh / 1000 mA = 2 Stunden), um sie vollständig zu berechnen.

In der Praxis kann die theoretisch berechnete Batterieverbrauchszeit aufgrund von Batterieverschleiß und anderen Faktoren abweichen.

Energiedichte:
Die Energiedichte ist ein Maß für die Effizienz der in einer Batterie gespeicherten Energie.Es zeigt die Energiemenge an, die pro Volumeneinheit oder Einheitsgewicht der Batterie gespeichert werden kann.Häufige Einheiten der Energiedichte sind Wattstunden pro Kilogramm (WH/kg) oder Wattstunden pro Liter (WH/L).

Lithium-Ionen-Batterie: Lithium-Ionen-Batterien haben eine hohe Energiedichte, die typischerweise zwischen 150 und 250 WH/kg liegt.
NIMH-Batterie: NIMH-Batterien haben eine geringere Energiedichte im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien.Sie reichen typischerweise zwischen 60 und 120 WH/kg.
Bleibatterie: Blei-Säure-Batterien haben im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien eine relativ geringe Energiedichte.Sie reichen typischerweise zwischen 30 und 50 WH/kg.
Zink-Kohlenstoff-Batterie: Zink-Kohlenstoff-Batterien haben im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien eine geringere Energiedichte.Sie reichen typischerweise zwischen 25 und 40 WH/kg.

Fehlerbehebung bei häufigem Batterieproblemen

Batteriespeicherempfehlungen

Die ordnungsgemäße Batteriespeicherung ist wichtig, um die Gesundheit der Batterie zu erhalten und die Lebensdauer zu verlängern.Hier sind einige Empfehlungen zum Speichern von Batterien:

Temperatur: Batterien an einem kühlen, trockenen Ort mit einer Temperatur zwischen 15 ° C und 25 ° C (59 ° F und 77 ° F) speichern.Hohe Temperaturen können die Selbstentladungsrate beschleunigen und die Haltbarkeit der Batterie verkürzen.Vermeiden Sie es, Batterien extremer Hitze oder Erkältung auszusetzen.

Feuchtigkeit vermeiden: Feuchtigkeit kann Batterien beschädigen und zu Korrosion oder Leckagen führen.Halten Sie Batterien von feuchten Umgebungen wie Keller oder Badezimmern fern.Stellen Sie sicher, dass der Lagerbereich trocken und gut belüftet ist.

Ladestufe: Bevor Sie für einen längeren Zeitraum Batterien aufbewahren, ist es am besten, dass sie teilweise aufgeladen sind.Die meisten Hersteller empfehlen für eine langfristige Lagerung ein Gebühr von rund 40% bis 60%.Dieser Bereich hilft, während der Lagerung Überladungs- oder Überladungsbedingungen zu verhindern.

Batteriestyp: Unterschiedliche Batteriechemien haben spezifische Speicheranforderungen.Hier sind einige Richtlinien für gemeinsame Typen:

A. Alkalische Batterien: Alkalische Batterien haben eine lange Haltbarkeit und können mehrere Jahre aufbewahrt werden.Sie sind nicht wiederaufladbar und sollten nicht extremen Temperaturen ausgesetzt sein.

B. Lithium-Ionen-Batterien: Li-Ionen-Batterien senken üblicherweise tragbare Elektronik.Wenn Sie vorhaben, sie für einen längeren Zeitraum zu speichern, streben Sie ein Ladungsniveau zwischen 40% und 60% an.Vermeiden Sie es, Li-Ionen-Batterien bei voller Ladung aufzubewahren oder vollständig entladen.

C. Blei-Säure-Batterien: Diese werden üblicherweise in Fahrzeugen und Backup-Stromversorgungssystemen verwendet.Halten Sie bei der langfristigen Lagerung Blei-Säure-Batterien voll aufgeladen.Überprüfen Sie den Elektrolytspiegel regelmäßig und geben Sie bei Bedarf mit destilliertem Wasser auf.

D. Nickelbasierte Batterien (NIMH und NICD): NIMH- und NICD-Batterien sollten zu einer Teilladung (etwa 40%) aufbewahrt werden.Wenn sie vor der Lagerung vollständig entlassen werden, können sie Spannungsdepressionen entwickeln und ihre Gesamtkapazität verringern.

SEPARATE -LAGER: Speichern Sie Batterien auf eine Weise, die den Kontakt zwischen ihren Terminals verhindert.Wenn sich positive und negative Klemmen gegenseitig berühren oder mit leitfähigen Materialien in Kontakt kommen, kann dies Entladung und mögliche Schäden verursachen.

Originalverpackung: Die Originalverpackung ist so konzipiert, dass sie die Batterien vor Feuchtigkeit, Staub und anderen Verunreinigungen schützen.

Regelmäßige Inspektion: Inspiziert die gespeicherten Batterien regelmäßig auf Anzeichen von Leckagen, Korrosion oder Beschädigung.Wenn Sie Probleme bemerken, behandeln Sie sie mit Sorgfalt und entsorgen Sie sie ordnungsgemäß.

Umweltbelastung.

Batterierecycling: Batterien enthalten verschiedene Chemikalien und Metalle, die für die Umwelt schädlich sein können, wenn sie nicht ordnungsgemäß entsorgt werden.Recycling -Batterien helfen dabei, wertvolle Materialien wie Lithium, Kobalt und Nickel wiederzugewinnen, und verhindert die Freisetzung giftiger Substanzen.Viele Gemeinden haben Batterie-Recyclingprogramme oder Abgabestellen.Wenden Sie sich an die örtlichen Behörden oder Recycling -Zentren, um die ordnungsgemäßen Entsorgungsoptionen in Ihrer Region zu finden.

Gefahrstoffe: Einige Batterien wie in Fahrzeugen verwendete Bleibatterien enthalten gefährliche Substanzen wie Blei und Schwefelsäure.Eine unsachgemäße Entsorgung dieser Batterien kann Boden- und Wasserquellen kontaminieren und ein Risiko für die menschliche Gesundheit und die Umwelt darstellen.Da die Menschen sich des Umweltschutzes bewusster werden, verwenden immer mehr Menschen umweltfreundlichere Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere LifePO4-Batterien.

Energieverbrauch: Die Batterieproduktion erfordert Energie, und die Umweltauswirkung variiert je nach Batterieart.Zum Beispiel beinhaltet die Produktion von Lithium-Ionen-Batterien, die in vielen elektronischen Geräten und Elektrofahrzeugen verwendet werden, die Extraktion und Verarbeitung von Mineralien.Die Verwendung energieeffizienter Geräte und die Optimierung der Batterieverbrauch kann dazu beitragen, den Gesamtenergieverbrauch zu verringern.

CO2 -Fußabdruck: Der mit Batterieproduktion und -entsorgung verbundene CO2 -Fußabdruck kann zu Treibhausgasemissionen und dem Klimawandel beitragen.Eine erhöhte Einführung erneuerbarer Energiequellen für die Herstellung von Batterien und das Recycling kann dazu beitragen, die Umweltauswirkungen zu mildern.