Pagrindinis baterijų vadovas

2023-06-07
Pagrindinis baterijų vadovas

Baterijos tapo svarbia mūsų kasdienio gyvenimo dalimi.Jie maitina įrenginius ir technologijas, kurios formuoja mūsų pasaulį, nuo telefonų ir nešiojamųjų kompiuterių iki elektrinių transporto priemonių ir energijos kaupimo sistemų.Jie suteikia mums nešiojamos energijos patogumą ir galimybę palaikyti ryšį, produktyvų ir ekologišką.Labai svarbu suprasti įvairių rūšių baterijas, jų savybes ir tai, kaip optimizuoti jų galimybes, kad būtų kuo geriau išnaudoti mūsų energiją ir prisidėti prie tvarios ateities.Šiame išsamiame vadove mes gilinsimės į baterijų pasaulį, tyrinėdami jų istoriją, funkcionalumą ir įvairias programas, kurios jomis remiasi.Pradėkime nuo šios kelionės, kad atrakintume baterijų galią ir apšvieskime kelią į energingesnę rytoj.

Šis vadovas yra labai informatyvus, todėl raskite tai, ko norite sužinoti iš turinio lentelės, atsižvelgiant į jūsų akumuliatoriaus žinių lygį.Žinoma, jei esate pradedantysis, pradėkite nuo pradžios.

Išankstinis skaitymo patarimas: Vieną kartą spustelėkite teksto lauką pavadinime ir išsamus tekstas bus išplėstas;Spustelėkite dar kartą ir išsamus tekstas bus paslėptas.

Įvadas

Akumuliatorių svarba ir plačiai.

Baterijos yra labai svarbios šiuolaikinėje visuomenėje ir naudojamos įvairiose programose (kuriant technologijas, vis daugiau įrenginių keičiama į akumuliatoriaus galią).Jie teikia nešiojamus, atsinaujinančius ir avarinius galios sprendimus, kurie skatina technologinę plėtrą, tvarų energijos vartojimą ir progresą įvairiose pramonės šakose.

Image 1


1. Nešiojamieji elektroniniai prietaisai: Pavyzdžiui, mobilieji telefonai, planšetiniai kompiuteriai, nešiojamieji kompiuteriai ir skaitmeniniai fotoaparatai.

2. Transportas: Elektrinės ir hibridinės transporto priemonės naudoja baterijas kaip pirminės energijos kaupimo įtaisą.Padidėjus atsinaujinančios energijos ir ekologiškų transporto būdų paklausai, baterijos vaidina pagrindinį vaidmenį skatinant tvarų transporto plėtrą.

3. Atsinaujinančios energijos kaupimas: Baterijos yra plačiai naudojamos atsinaujinančių energijos šaltinių, tokių kaip saulės ir vėjo jėgainės, kaupimui.Saugodami elektros energiją akumuliatoriuose, jie gali užtikrinti stabilų elektros energijos tiekimą, kai saulės ar vėjo energijos nėra.

4. Avarinė galia: Baterijos vaidina svarbų vaidmenį kaip atsarginis energijos šaltinis avarinėse situacijose.Pvz., Įrenginiams, tokiems kaip belaidžiai telefonai, žibintuvėliai ir avariniai žibintai, reikalaujama, kad baterijos užtikrintų patikimą galią.

5. Medicininė įranga: Daugelis medicinos prietaisų, tokių kaip širdies stimuliatoriai ir dirbtiniai ventiliatoriai, naudoja baterijas kaip energijos šaltinį.Baterijų stabilumas ir patikimumas yra labai svarbus veikiant šiems kritiniams prietaisams.

6. Karinės paraiškos: Baterijos naudojamos įvairiose karinėse programose, tokiose kaip karinės komunikacijos įranga, navigacijos sistemos ir dronai.Baterijos gali suteikti nepriklausomą energijos tiekimą ir sustiprinti kovos galimybes mūšio lauke.

7. Pramoninis: Baterijos naudojamos pramonėje akumuliatorių sistemoms, avarinio maitinimo šaltiniams ir belaidžio ryšio jutikliams.Jie teikia patikimą maitinimo šaltinį ir užtikrina pramoninės gamybos tęstinumą ir saugumą.

Pagrindinių baterijų principų ir darbo mechanizmų apžvalga.

Baterijų magija slypi jų gebėjime cheminę energiją paversti elektrine energija.Bateriją sudaro du elektrodai (teigiami ir neigiami) ir elektrolitas.Elektrolitas veikia kaip jonų laidininkas, įgalinantis cheminę reakciją tarp elektrodų.

Image 2


Pagrindinis akumuliatoriaus principas yra pagrįstas elektrocheminėmis reakcijomis.Kai įvyksta cheminė reakcija, ji sukelia elektronų srautą.Įkrautoje būsenoje akumuliatorius saugo chemines medžiagas tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų, o cheminė reakcija yra grįžtama.Kai akumuliatorius yra prijungtas prie išorinės grandinės, prasideda cheminė reakcija, todėl cheminė medžiaga teigiama gnybte oksiduojasi, o cheminė medžiaga - neigiamame gnybte, kad sumažėtų.Dėl to elektronai teka iš neigiamo gnybto į teigiamą gnybtą, sukuriant elektros srovę.Šis procesas tęsiasi tol, kol išeikvojamos cheminės medžiagos.

Įvairių rūšių baterijoms elektros energijai generuoti naudojamos skirtingos cheminės reakcijos.Pvz., Dažniausiai ličio jonų akumuliatoriaus tipas: jo teigiamas elektrodas yra sudarytas iš ličio junginio (pvz., Kobalto oksido ar ličio geležies fosfato), o neigiamas jo elektrodas yra sudarytas iš anglies medžiagos (pvz., Graphito).Įkrautoje būsenoje ličio jonai yra įterpti iš teigiamo elektrodo į neigiamą medžiagą.Išleidimo metu ličio jonai yra išmatuoti iš neigiamo elektrodo ir grįžta į teigiamą elektrodą, išleidžiant elektronus.

„Ultimate“ vadovas skaitytojams turi būti galutinis vadovas.

Pagrindinis vadovas yra vertingas skaitytojui dėl kelių priežasčių:

1. Norėdami pateikti tikslią informaciją: Internete pilna informacijos fragmentų ir prieštaringų nuomonių.Pagrindinis vadovas pateikia išsamią ir tikslią informaciją, konsoliduodamas ir palygindamas patikimus šaltinius, kad skaitytojai galėtų greitai pasiekti reikiamas žinias ir išvengti klaidinimo ar neteisingos informacijos.

2. Sutaupykite laiko ir pastangų: Ieškoti interneto konkrečioms temoms dažnai reikia daug laiko, kad būtų galima išsiaiškinti ir patikrinti informacijos patikimumą.„Ultimate Guide“ taupo laiką ir pastangas, sudedant svarbią informaciją, kad skaitytojai galėtų rasti visą reikalingą informaciją vienoje vietoje.

3. Sprendimas prieštaravimų ir painiavos: Internetas dažnai pateikia skirtingus atsakymus į tą patį klausimą ar prieštaravimus tarp informacijos.Pagrindinis vadovas padeda skaitytojams išvengti painiavos ir sumišimo, sintezuodamas skirtingas nuomones ir autoritetingus šaltinius, kad pateiktų patikimiausius atsakymus.

4. Pateikite patarimų ir patarimų: Pagrindinis vadovas ne tik pateikia faktus ir informaciją, bet ir gali pateikti praktines rekomendacijas ir patarimus.

Baterijų pagrindai

Skirtingų baterijų tipai: principai, charakteristikos ir programos.

Čia yra keletas iš 5 dažniausiai pasitaikančių baterijų tipų, įskaitant jų principus, charakteristikas ir programas.Jei norite išsamiausios informacijos apie akumuliatorių tipus, taip pat galite praleisti šį skyrių ir pereiti tiesiai prie žemiau pateikto „daugumos akumuliatorių tipų ir programų“.

Švino-rūgšties baterijos

Image 2


Principas: švino rūgšties baterijos naudoja cheminę švino ir švino dioksido reakciją, kad gautų elektrinę energiją.
Savybės: Paukė, didelė pradinė srovė ir energijos tankis, tačiau didelis ir sunkus.
Programos: Automobilių starterio baterijos, UPS (nepertraukiamas maitinimo šaltinis) ir kt.

Ličio (ličio jonų) baterijos

Image 2


Principas: ličio jonų akumuliatoriai naudoja ličio jonų migraciją tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų, kad būtų galima laikyti ir išlaisvinti elektros energiją.
Savybės: didelis energijos tankis, lengvesnis svoris ir ilgesnis ciklo tarnavimo laikas.Didelis įkrovimo ir iškrovimo efektyvumas.
Programos: mobilieji įrenginiai (pvz., Mobilieji telefonai, planšetinių kompiuteriai), nešiojami elektroniniai įrenginiai ir elektrinės transporto priemonės.

NICD (nikelio-kadmio) baterijos

Image 2


Principas: NICD baterijos sukuria elektrinę energiją per cheminę reakciją tarp nikelio ir kadmio hidroksido.
Savybės: Didelė galia ir ilgas tarnavimas, tačiau juose yra kenksmingas sunkiųjų metalų kadmis, kuris daro tam tikrą poveikį aplinkai.
Programos: Skaitmeniniai fotoaparatai, nešiojamieji įrankiai ir dronai ir kt.

NIMH (nikelio-metalo) hidrido baterijos

Image 2


Principas: NIMH akumuliatoriai naudoja cheminę nikelio ir vandenilio reakciją, kad būtų galima laikyti ir išlaisvinti elektros energiją.
Savybės: didelis energijos tankis, ilgas tarnavimas, be taršos ir geresnis aukštos temperatūros našumas.
Programos: Hibridinės transporto priemonės, energijos kaupimo sistemos ir kt.

LIPO (ličio polimero) akumuliatorius

Image 2


Principas: ličio polimero akumuliatorius yra panašus į ličio jonų akumuliatorių, tačiau vietoj skysčio elektrolito naudojamas kietas polimero elektrolitas.
Savybės: didelis energijos tankis, lengvesnis svoris, geresnis saugumas ir mažesnis savęs įkrovos greitis.Tinka ploniems prietaisams.
Programos: nešiojamieji kompiuteriai, išmanieji laikrodžiai ir nešiojami medicinos prietaisai ir kt.

Fizikos žinios apie baterijas
Įtampa (v)
Įtampa parodo elektrinio potencialo skirtumą tarp dviejų grandinės taškų.Jis matuojamas voltais (V).Įtampa per akumuliatorių paprastai žymima kaip V_BATT.

Mokestis (q):
Įkrovimas nurodo akumuliatoriaus saugomo elektros įkrovimo kiekį.Jis matuojamas kulnais (C) arba ampero valandomis (AH).Ryšį tarp mokesčio ir pajėgumų nurodo: Įkrova (q) = talpa (c) × įtampa (v)

Talpa (c):
Talpa parodo akumuliatoriaus įkrovimo kiekį.Paprastai jis matuojamas amperų valandomis (AH) arba miliampero valandomis (MAH).Gebėjimo, mokesčio ir energijos santykis yra: Energija (E) = talpa (c) × įtampa (V)

Energija (E):
Energija yra gebėjimas atlikti darbą arba sistemos galimybė sukelti pokyčius.Baterijų kontekste energija dažnai matuojama vatų valandomis (WH) arba džauliais (J).Ryšys tarp energijos, pajėgumų ir mokesčio nurodo: Energija (E) = krūvis (q) × įtampa (V)

Galia (P):
Galia parodo greitį, nuo kurio atliekamas darbas, arba perduodama energija.Jis matuojamas vatais (W).Galia grandinėje apskaičiuojama naudojant formulę: Galia (P) = įtampa (V) × srovė (i)

Serijos ryšys:
1. Kai baterijos yra prijungtos nuosekliai, bendra įtampa visoje grandinėje yra atskirų akumuliatorių įtampos suma.Dabartinė išlieka ta pati.
Bendra įtampa (v_total) = v1 + v2 + v3 + ...
2. Kai baterijos yra prijungtos nuosekliai, bendra talpa yra atskirų akumuliatorių talpos suma.Taip yra todėl, kad srovė išlieka ta pati, tačiau bendra įtampa padidėja.
Bendra talpa (c_total) = c1 + c2 + c3 + ...

Lygiagretus ryšys:
1. Kai baterijos yra prijungtos lygiagrečiai, bendra įtampa išlieka tokia pati kaip ir atskiros baterijos, o bendra srovė yra srovių, tekančių per kiekvieną akumuliatorių, suma.
Bendra srovė (i_total) = i1 + i2 + i3 + ...
2. Kai baterijos yra prijungtos lygiagrečiai, bendra talpa yra lygi vienos baterijos talpai.Taip yra todėl, kad įtampa išlieka ta pati, tačiau bendra srovė padidėja.
Bendra talpa (c_total) = c1 = c2 = c3 = ...
Bendri akumuliatoriaus terminai ir apibrėžimai.

1. Akumuliatoriaus talpa: Elektros energijos kiekis, kurį gali kaupti akumuliatorius, paprastai išreikštas amp valandomis (AH) arba Milli-AMP (MAH).

2. Įtampa: Akumuliatoriaus potencialo skirtumas ar įtampos skirtumas, išreikštas V voltais V. Tai rodo, kiek energijos, kurią akumuliatorius gali laikyti, kiekį.

3. Akumuliatoriaus elementas: Atskira akumuliatoriaus ląstelė, kurioje yra teigiamas elektrodas, neigiamas elektrodas ir elektrolitas.

4. Akumuliatoriaus pakuotė: Visuma, kurią sudaro keli akumuliatorių elementai, sujungti.Paprastai jie yra sujungti ir valdomi per jungtis, plokštes ir kitus komponentus.

5. Serijos ryšys: Kelios akumuliatoriaus ląstelės, sujungtos iš eilės, su teigiamu gnybtu, sujungtu su neigiamu gnybtu, kad padidintų bendrą įtampą.Prijungus serijas, ląstelių įtampa yra uždėta.

6. Lygiagretus ryšys: Jungia kelis akumuliatoriaus ląsteles iš eilės, su teigiamu terminalu, prijungtu prie neigiamo gnybto, kad padidintų bendrą srovės galimybes ir talpą.Prijungus lygiagrečiai, akumuliatoriaus elementų talpos pridedamos.

7. Įkrovimas: Įkelkite elektros energiją į akumuliatorių iš išorinio šaltinio, kad atkurtumėte akumuliatoriaus kaupiamą cheminę energiją.

8. Išmetimas: Elektros energijos išlaisvinimas iš akumuliatoriaus, skirto tiekti elektroninę įrangą ar grandines.

9. Įkrovimo ciklas: Nurodo visą įkrovimo ir išmetimo procesą.

10. Mokesčio efektyvumas: Akumuliatoriaus absorbuotos elektros energijos santykis ir elektros energija, saugoma įkrovimo proceso metu.

11. Savęs mokestis: Greitis, kuriuo akumuliatorius praranda energiją savaime, kai nenaudojama.

12. Akumuliatoriaus veikimo laikas: Akumuliatoriaus eksploatavimo trukmė, paprastai matuojama atsižvelgiant į įkrovos ciklų skaičių ar naudojimo laiką.

13. Akumuliatoriaus veikimo laikas: Tai, kiek akumuliatorius gali ir toliau tiekti energiją po vieno įkrovos.

14. Greitas įkrovimas: Įkrovimo technologija, kuri greičiau suteikia akumuliatoriui energiją, kad sumažintų įkrovimo laiką.

15. Baterijų valdymo sistema (BMS): Elektros sistema, kuri stebi ir kontroliuoja akumuliatoriaus būklę, įkrovimo ir iškrovimo procesą ir apsaugo akumuliatorių nuo neigiamų sąlygų, tokių kaip per didelis įkrovimas ir per didelis mokestis.

16. Akumuliatorių ciklo gyvenimas: Baterijos įkrovimo ciklų skaičius gali būti baigtas, paprastai matuojamas įkraunant ir išleidžiant tam tikru pajėgumo nuostoliu, pavyzdžiui, 80% pradinės talpos.

17. Maksimalus įkrovos norma: Maksimalus įkrovos norma, kurią gali saugiai priimti akumuliatorius, išreikštas kaip krūvio talpos santykis.

18. Maksimalus iškrovos greitis: Maksimalus srovės norma, kuria akumuliatorius gali būti saugiai išleidžiamas, išreikštas kaip srovės talpos santykis.

19. Akumuliatoriaus apsaugos grandinė: Saugos įtaisas, naudojamas akumuliatoriaus būklei stebėti ir atjungti akumuliatoriaus grandinę, jei per daug įkrovos, perviršis, viršįtampis, perpildymas ir kt., Kad išvengtumėte akumuliatoriaus pažeidimo ar pavojaus.

20. Akumuliatoriaus poliškumas: Skirtumas ir identifikavimas tarp teigiamų ir neigiamų akumuliatoriaus gnybtų, paprastai nurodytų simboliais + ir - arba žymėjimais.

21. Akumuliatoriaus perdirbimas: Panaudotų baterijų disponavimo procesas siekiant atkurti ir išmesti jose esančias pavojingas medžiagas ir pakartotinai naudoti perdirbamas medžiagas.

22. Gilus išleidimas: Sąlyga, kai akumuliatorius išleidžiamas į labai žemą lygį arba visiškai išeikvojama.Dažnai nerekomenduojama giliai iškrauti, kad būtų išvengta neigiamo poveikio akumuliatoriaus veikimui.

23. Greitas išleidimas: Išmetimo technika, kuri trumpą laiką sunaudoja akumuliatoriaus energiją aukštoje srovėje.

24. Baterijos gedimas: Sąlyga, kai akumuliatorius negali suteikti pakankamai energijos ar išlaikyti normalų veikimą, kurį gali sukelti įvairios priežastys, tokios kaip senėjimas ar sugadinimas.

25. Šiluminis bėgimas : Nurodo greitą ir nekontroliuojamą akumuliatoriaus temperatūros kilimą nenormaliomis sąlygomis, tokiomis kaip per didelis įkrovimas, perkrautas, perkaitimas ir kt., Dėl ko akumuliatorius gali sprogti ar užsidegti.

26. Akumuliatoriaus elektrodai: Teigiami ir neigiami akumuliatoriaus elektrodai, kurie yra pagrindiniai komponentai, skirti saugoti ir išleisti elektrinį krūvį.

27. Akumuliatoriaus keitimo stotis: Įrenginys ar paslauga, skirta greitai pakeisti akumuliatorius elektrinėse transporto priemonėse, kad būtų užtikrintas ilgesnis nuotolis.

28. Elektrocheminė reakcija: Cheminė reakcija, kuri vyksta akumuliatoriuje, norint paversti cheminę energiją į elektrinę energiją per redokso procesą.

29. Elektrolitas: Laidus skystis arba kieta medžiaga, naudojama jonams gabenti tarp teigiamų ir neigiamų akumuliatoriaus elektrodų, kad būtų lengviau elektrocheminė reakcija.

30. Įkroviklis: Įrenginys, skirtas perduoti elektros energiją į akumuliatorių, kad būtų atkurta jo kaupiama cheminė energija.

31. Baterijos balansavimas: Procesas, kurio metu kiekvienos ląstelės įkrovos ar išleidimo greitis yra sureguliuotas, kad būtų užtikrintas, kad krūvis būtų subalansuotas tarp atskirų ląstelių.

32. Išorinė baterija: Nuimamas akumuliatoriaus blokas, kurį galima prijungti prie elektroninio įrenginio, kad būtų galima tiekti energiją.

33. Akumuliatoriaus įkrovimo indikatorius: Indikatorius ar ekranas, kuriame parodyta akumuliatoriaus įkrovimo būsena arba lygis.

34. Akumuliatoriaus atminties efektas: Reiškinys, kurio metu akumuliatoriaus talpa palaipsniui mažėja, kai kartojami įkrovos ir iškrovos ciklai, nes akumuliatorius prisimena mažesnį krūvio ir iškrovos diapazoną.

35. Varža: Nurodo akumuliatoriaus vidinį pasipriešinimą, kuris daro įtaką jo energijos konvertavimo efektyvumui ir našumui.

36. Apsauga nuo temperatūros: Funkcija ar prietaisas, kuris stebi ir kontroliuoja akumuliatoriaus temperatūrą, kad būtų išvengta perkaitimo, jei temperatūra tampa per aukšta.

37. Apsauga nuo mažos įtampos: Apsaugos mechanizmas, kuris automatiškai supjausto grandinę, kad būtų išvengta per didelio įkrovos, kai akumuliatoriaus įtampa nukrenta žemiau saugaus slenksčio.

38. Per didelės mokesčio apsauga: Apsaugos mechanizmas, kuris automatiškai nutraukia grandinę, kad būtų išvengta perkrovos, kai akumuliatoriaus įkrova pasiekia saugos slenkstį.

39. Akumuliatoriaus saugykla: Akumuliatoriaus išlaikymo nepanaudotos būsenos procesas ilgą laiką, dažnai reikalaujant tinkamų priemonių, kad būtų sumažintas savęs įkrovimas ir akumuliatoriaus apsauga.

40. Baterijų valdymo sistema (BMS): Elektroninė akumuliatoriaus būklės ir veikimo stebėjimo, valdymo ir apsaugos sistema, įskaitant srovės, įtampos, temperatūros ir kitų parametrų valdymą.

41. Akumuliatoriaus lygio indikatorius: Įrenginys ar funkcija, nurodanti akumuliatoriaus likusio įkrovos lygį, paprastai išreikštą procentine dalimi arba keliais etapais.

42. Įkrovimo laikas: Laikas, reikalingas akumuliatoriui pernešti iš mažo įkrovimo iki visiško įkrovimo, kuriam įtakos turi įkroviklio galia ir akumuliatoriaus talpa.

43. Temperatūros koeficientas: Ryšys tarp akumuliatoriaus našumo ir temperatūros pokyčių, o tai gali paveikti akumuliatoriaus talpą, vidinį pasipriešinimą ir įkrovimo/iškrovos charakteristikas.

44. Akumuliatoriaus garantija: Gamintojo garantija tam tikru laikotarpiu, paprastai išreikšta mėnesiais ar metais, tam tikru laikotarpiu.

45. Įkrovimo stotis: Įranga ar įrenginys, naudojamas tiekti elektrines transporto priemones ar kitą akumuliatorių įrangą įkrovimui.

46. Akumuliatoriaus testeris: Įrenginys ar prietaisas, naudojamas įvertinti akumuliatoriaus įtampą, talpą, vidinį pasipriešinimą ir kitus parametrus, kad būtų galima įvertinti jo sveikatą ir našumą.

47. Aktyvus balansavimas: Akumuliatorių tvarkymo technika, kuri lygiagrečia akumuliatoriaus įkrovimu, kontroliuojant įkrovimo ir iškrovos greitį tarp atskirų langelių.

48. Pasyvus balansavimas: Akumuliatorių tvarkymo technika, kai akumuliatoriaus įkrova yra subalansuota sujungiant rezistorius arba įkrovimo nuotėkį, paprastai mažiau efektyviai nei aktyvus balansavimas.

49. Akumuliatoriaus pakuotė : Išorinė akumuliatoriaus pakuotė, naudojama ląstelei apsaugoti, užtikrinti konstrukcinę atramą ir užkirsti kelią trumpametėms jungimams.

50. Didelis energijos tankis: Maksimalus elektros energijos kiekis, kurį akumuliatorius gali laikyti tūrio tūrio ar svorio vienetui ar svoriui, tai rodo akumuliatoriaus energijos kaupimo efektyvumą.

51. Žemas savęs įkrovos normas: Greitis, kuriuo akumuliatorius praranda elektrinę energiją savaime, yra labai lėtas ir palaiko aukštą įkrovos būseną, kai ilgą laiką laikoma ar nenaudojama.

52. Akumuliatoriaus poliarizacija: Nurodo medžiagos pokyčius elektrodų paviršiuje įkrovimo ir iškrovimo metu dėl cheminių reakcijų ant elektrodų.

53. Akumuliatoriaus elektrolito nuotėkis: Sąlyga, kai akumuliatoriaus elektrolitas nutekėja į išorinę aplinką, dėl kurios akumuliatoriaus veikimas sumažės ar kitos saugos problemos.

54. Baterijų aušinimo sistema: Sistema, naudojama akumuliatoriaus temperatūrai valdyti per šilumos išsklaidymą, ventiliatoriaus ar skysčio aušinimą, kad akumuliatorius išliktų atitinkamoje darbinės temperatūros diapazone.

55. Akumuliatorių šildymo sistema: Sistema, naudojama akumuliatoriaus šilumai tiekti žemos temperatūros aplinkoje, kad būtų užtikrintas tinkamas akumuliatoriaus veikimas žemoje temperatūroje.

56. Didelio iškrovos greičio baterija: Baterija, galinti tiekti elektros energiją esant didelei srovei, kad būtų galima naudoti didelius galios reikalavimus, tokius kaip elektriniai įrankiai ir elektrinės transporto priemonės.

57. Antrinė baterija: Baterija, kurią galima įkrauti, o ne vienkartine baterija, kuri nėra įkraunama.

58. Akumuliatoriaus monitorius: Įrenginys ar sistema, skirta stebėti būseną, įtampą, temperatūrą ir kitus akumuliatoriaus parametrus realiuoju laiku, kad būtų galima pateikti informaciją ir apsaugoti akumuliatorių.

Darbo baterijų principai

Akumuliatoriaus konstrukcija: elektrodai, elektrolitas ir separatorius.
Image 1

1. Elektrodai: Akumuliatoriaus elektrodai yra padalyti į teigiamą ir neigiamą elektrodą.Teigiamas elektrodas yra ten, kur akumuliatoriuje vyksta oksidacijos reakcija, o neigiamas elektrodas yra tas, kur akumuliatoriuje vyksta redukcijos reakcija.Teigiami ir neigiami elektrodai yra sudaryti iš laidžių medžiagų, dažniausiai naudojami metalai, anglies ar junginiai.Teigiamų ir neigiamų elektrodų potencialo skirtumas sukuria akumuliatoriaus elemento įtampą.

2. Elektrolitas: Elektrolitas yra terpė tarp elektrodų, leidžiančių jonams praeiti tarp elektrodų ir palaiko krūvio balansą.Elektrolitas gali būti skystas, kietas arba gelio pavidalas, atsižvelgiant į ląstelės tipą.Skystoje ląstelėje elektrolitas paprastai yra joninis junginys, ištirpęs tirpale.

3. Diafragma: Diafragma yra fizinis barjeras tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų, užkertant kelią tiesioginiam elektronų srautui, tačiau leidžianti praeiti jonai.Diafragmos funkcija yra užkirsti kelią teigiamų ir neigiamų elektrodų trumpam ciklavimui, tuo pačiu leidžiant jonams laisvai judėti per elektrolitą ir išlaikyti ląstelės krūvio balansą.Diafragma paprastai yra pagaminta iš polimerinės medžiagos arba keraminės medžiagos.

Šie komponentai veikia kartu, kad sudarytų akumuliatoriaus elemento struktūrą.

Įkrovos ir išleidimo procesai akumuliatoriuose: cheminės reakcijos ir srovės srautas.

1. Išmetimo procesas: Kai akumuliatorius išleidžiamas, cheminė energija paverčiama elektrine energija.Išleidimo metu teigiamajame terminale vyksta oksidacijos reakcija ir redukcijos reakcija neigiamame terminale.Cheminės reakcijos gamina elektronus ir jonus.Teigiamas elektrodas išskiria elektronus, kurie teka per išorinę grandinę, kad gautų elektros srovę.Neigiamas elektrodas gauna elektronus, kurie sujungia su jonais, kad sudarytų junginius.Tuo pačiu metu jonai juda per elektrolitą, palaikydami akumuliatoriaus įkrovimo balansą.

2.Įkrovimo procesas: Įkraunant akumuliatorių, elektros energija paverčiama chemine energija, kad būtų galima kaupti energiją.Įkrovimo proceso metu išorinis maitinimo šaltinis taiko priekinę įtampą, todėl srovė praeina pro akumuliatorių.Teigiama įtampa keičia akumuliatorių ir pakeičia cheminę reakciją tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų.Teigiamas elektrodas priima elektronus, o neigiamas elektrodas juos išskiria.Cheminė reakcija kaupia elektrinę energiją kaip cheminės potencialo energiją, atkurdama akumuliatorių iki pradinės būklės.Jonai juda per elektrolitą, kad išlaikytų įkrovos balansą.

Image 2
Akumuliatoriaus įtampa, talpa ir energijos tankis.

Įtampa:
Įtampa yra akumuliatoriaus elektrinės išėjimo stiprumo matas.Paprastai jis išreiškiamas voltais.Įprasta akumuliatoriaus ląstelių įtampa yra tokia:

Ličio jonų akumuliatorius (Li-jon): paprastai nuo 3,6 voltų iki 3,7 voltų.Ypatingiau yra tai, kad „LiFEPO4“ (ličio geležies fosfato) akumuliatorius yra 3,2 volto.(Vienos ląstelės įtampa)
Nikelio-kadmio akumuliatorius (NICD): 1,2 voltų (vienos ląstelės įtampa).
NIckelio metalinis hidridas (NIMH): 1,2 volto (vienos ląstelės įtampa).
Švino rūgšties akumuliatorius (švino rūgšties): nuo 2 voltų iki 2,2 volto (vienos ląstelės įtampa).Švino rūgšties akumuliatoriai dažniausiai naudojamos automobilių paleidimo, energijos kaupimo sistemose ir kitose laukuose.
Cinko-šarminio akumuliatorius (cinko anglies): 1,5 volto (vienos ląstelės įtampa).Šio tipo akumuliatoriai dažniausiai randami vienkartiniame šarminėje baterijose, tokiose kaip AA ir AAA baterijos.

Aukščiau pateiktos yra įvairių akumuliatorių įtampos, taip pat galime padidinti įtampą, sujungdami jas iš eilės.Pavyzdžiai yra šie:

Trys 3,7 V ličio jonų baterijos yra sujungtos iš eilės, kad gautų 11,1 V ličio jonų akumuliatorių paketą (tai yra tai, ką mes dažnai vadiname 12 V ličio jonų akumuliatorių paketu);
Trys 2 V švino rūgšties baterijos yra sujungtos nuosekliai, kad gautumėte 6 V švino akumuliatoriaus pakuotę;
Keturios 3,2 V ličio geležies fosfato baterijos yra sujungtos iš eilės, kad būtų gauta 12,8 V ličio geležies fosfato akumuliatoriaus pakuotė (tai yra, ką mes dažnai vadiname 12 V ličio geležies fosfato akumuliatoriaus paketu)

Talpa :
Kalbant apie akumuliatoriaus talpą, jis dažnai išreiškiamas naudojant amperų valandų (AH) arba miliamperų valandas (MAH) vienetą.Akumuliatoriaus talpa yra įkrovos, kurią akumuliatorius gali laikyti, kiekis, taip pat gali būti suprantamas kaip dabartinio ir laiko, kurį akumuliatorius gali pristatyti, sandauga.Čia yra keletas pavyzdžių ir jų aprašymo būdo:

2000 mAh baterija: Tai reiškia, kad akumuliatoriaus talpa yra 2000 mAh.Jei prietaisas nubrėžė vidutinę 200 miliampių (MA) per valandą srovę, tada ši akumuliatorius teoriškai gali tiekti energiją 10 valandų (2000mAh / 200mA = 10 valandų).
5AH akumuliatorius: Tai reiškia, kad akumuliatoriaus talpa yra 5 amperų valandas.Jei prietaisas sunaudoja vidutinę 1 amp (a) per valandą srovę, tada ši akumuliatorius teoriškai gali įjungti 5 valandas (5AH / 1A = 5 valandos).

Akumuliatorių pakuotės gali būti prijungtos lygiagrečiai, kad būtų padidinta, pavyzdžiui,:
2 Li-jonų 12 V-100AH baterijas galima prijungti lygiagrečiai, kad būtų gauta Li-Ion baterijos pakuotė 12 V-200AH.
2 „Lifepo4“ baterijos, kurių 3,2 V-10AH, gali būti sujungtos lygiagrečiai, kad „Lifepo4“ akumuliatoriaus pakuotė būtų 3,2 V-20AH.

1000 mAh akumuliatoriaus įkroviklis: Tai įkroviklis, galintis įkrauti akumuliatorių 1000 miliampių (MA) greičiu per valandą.Jei turite 2000 mAh bateriją, įkraunant jį šiuo įkrovikliu teoriškai, norint jį visiškai įkrauti, tai užtruks 2 valandas (2000mAh / 1000MA = 2 valandas).

Praktiškai teoriškai apskaičiuotas akumuliatoriaus naudojimo laikas gali nukrypti dėl akumuliatoriaus susidėvėjimo ir kitų veiksnių.

Energijos tankis:
Energijos tankis yra akumuliatoriaus kaupiamos energijos efektyvumo matas.Tai rodo energijos kiekį, kurį galima laikyti akumuliatoriaus tūrio vienetui arba vienetui.Įprasti energijos tankio vienetai yra vatų valandos kilogramas (WH/kg) arba vatos valandos litre (Wh/L).

Ličio jonų akumuliatorius: ličio jonų akumuliatoriai turi didelį energijos tankį, paprastai svyruojantį nuo 150 iki 250 Wh/kg.
NIMH akumuliatorius: NIMH akumuliatoriai turi mažesnį energijos tankį, palyginti su ličio jonų baterijomis.Paprastai jie svyruoja nuo 60 iki 120 Wh/kg.
Švino rūgšties akumuliatorius: švino ir rūgšties baterijų tankis yra palyginti mažas, palyginti su ličio jonų baterijomis.Paprastai jie svyruoja nuo 30 iki 50 Wh/kg.
Cinko anglies baterija: cinko-anglies baterijos turi mažesnį energijos tankį, palyginti su ličio jonų baterijomis.Paprastai jie svyruoja nuo 25 iki 40 Wh/kg.

Bendrosios akumuliatoriaus problemos trikčių šalinimas

Akumuliatoriaus saugojimo rekomendacijos

Tinkamas akumuliatoriaus laikymas yra būtinas norint išlaikyti akumuliatoriaus sveikatą ir prailginti jos eksploatavimo laiką.Čia yra keletas rekomendacijų, kaip laikyti baterijas:

Temperatūra: laikykite baterijas vėsioje, sausoje vietoje, kurios temperatūra yra nuo 15 ° C iki 25 ° C (59 ° F ir 77 ° F).Aukšta temperatūra gali pagreitinti savęs įkrovos greitį ir sutrumpinti akumuliatoriaus galiojimo laiką.Venkite akumuliatorių eksponuoti didelę šilumą ar šaltį.

Venkite drėgmės: Drėgmė gali pakenkti baterijoms, todėl atsiranda korozija ar nuotėkis.Laikykite baterijas atokiau nuo drėgnos aplinkos, tokios kaip rūsiai ar vonios kambariai.Įsitikinkite, kad laikymo vieta yra sausa ir gerai vėdinta.

Įkrovos lygis: Prieš ilgą laiką kaupdami baterijas, geriausia užtikrinti, kad jos būtų iš dalies įkrautos.Dauguma gamintojų rekomenduoja įkrovimo lygį nuo 40% iki 60% ilgalaikiam laikymui.Šis diapazonas padeda užkirsti kelią per dideliam įkrovos ar per dideliam mokesčio sąlygoms saugojimo metu.

Akumuliatoriaus tipas: Skirtingos akumuliatoriaus chemijos turi specifinius laikymo reikalavimus.Čia yra keletas įprastų tipų gairių:

a. Šarminės baterijos: Šarminės baterijos turi ilgą galiojimo laiką ir gali būti laikomos kelerius metus.Jie nėra įkraunami ir neturėtų būti veikiami ekstremalios temperatūros.

b. Ličio jonų baterijos: Li-jonų baterijos dažniausiai nešiojamos elektronikos.Jei planuojate juos laikyti ilgą laiką, siekite, kad mokesčio lygis būtų nuo 40% iki 60%.Venkite Li-jonų akumuliatorių saugoti pilnai įkrautą arba visiškai išleidžiant.

c. Švino rūgšties baterijos: jos dažniausiai naudojamos transporto priemonėse ir atsarginėse energijos sistemose.Norėdami ilgalaikiam laikymui, saugokite švino rūgšties baterijas.Reguliariai patikrinkite elektrolitų lygius ir, jei reikia, užpilkite distiliuotu vandeniu.

d. Nikelio pagrindu pagamintos baterijos (NIMH ir NICD): NIMH ir NICD baterijos turėtų būti laikomos daliniu krūviu (apie 40%).Jei jie yra visiškai išleidžiami prieš laikymą, jie gali išsivystyti įtampos depresiją, sumažindamos bendrą jų pajėgumą.

SEparato saugojimas: laikykite baterijas taip, kad būtų užkirstas kelias kontaktui tarp jų gnybtų.Jei teigiami ir neigiami gnybtai liečia vienas kitą arba liečiasi su laidžiomis medžiagomis, tai gali sukelti iškrovą ir galimą pažeidimą.

Originali pakuotė: Originali pakuotė yra skirta apsaugoti baterijas nuo drėgmės, dulkių ir kitų teršalų.

Reguliarus patikrinimas: periodiškai apžiūrėkite saugomas baterijas, kad gautų bet kokių nuotėkio, korozijos ar pažeidimų požymių.Jei pastebite kokius nors problemas, tvarkykite jas atsargiai ir tinkamai jas išmeskite.

Poveikis aplinkai.

Akumuliatoriaus perdirbimas: Baterijose yra įvairių cheminių medžiagų ir metalų, kurie gali būti kenksmingi aplinkai, jei nebus tinkamai pašalintos.Perdirbimo baterijos padeda atkurti vertingas medžiagas, tokias kaip ličio, kobaltas ir nikelis, ir neleidžia išsiskirti toksiškoms medžiagoms.Daugelis bendruomenių turi akumuliatorių perdirbimo programas arba nuleidimo vietas.Pasitarkite su vietos valdžios institucijomis ar perdirbimo centruose, kad rastumėte tinkamas šalinimo galimybes jūsų rajone.

Pavojingos medžiagos: Kai kuriose baterijose, tokiose kaip transporto priemonėse naudojamos švino ir rūgšties baterijos, yra pavojingų medžiagų, tokių kaip švinas ir sieros rūgštis.Netinkamas šių baterijų šalinimas gali užteršti dirvožemio ir vandens šaltinius, kelia pavojų žmonių sveikatai ir aplinkai.Kai žmonės geriau supranta aplinkos apsaugą, vis daugiau žmonių naudoja ekologiškesnes ličio jonų baterijas, ypač „Lifepo4“ baterijas.

Energijos suvartojimas: Baterijų gamybai reikia energijos, o poveikis aplinkai skiriasi priklausomai nuo akumuliatoriaus tipo.Pavyzdžiui, ličio jonų baterijų, naudojamų daugelyje elektroninių prietaisų ir elektrinių transporto priemonių, gamyba apima mineralų ištraukimą ir perdirbimą.Naudojant energiją taupančius įrenginius ir optimizuojant akumuliatorių naudojimą, galite sumažinti bendrą energijos suvartojimą.

Anglies pėdsakas: Anglies pėdsakai, susiję su akumuliatorių gamyba ir šalinimu, gali prisidėti prie šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo ir klimato pokyčių.Padidėjęs atsinaujinančių energijos šaltinių priėmimas akumuliatorių gamybai ir perdirbimui gali padėti sušvelninti poveikį aplinkai.