Крајниот водич за батерии

Батериите се многу важни во современото општество и се користат во широк спектар на апликации (со развој на технологија, сè повеќе уреди се претвораат во моќност на батеријата).Тие обезбедуваат преносни, обновливи и решенија за итни случаи кои водат технолошки развој, одржлива употреба на енергија и напредок во широк спектар на индустрии.

1. Преносни електронски уреди: Како што се мобилни телефони, таблети, лаптопи и дигитални фотоапарати.

2. Транспорт: Електрични и хибридни возила користат батерии како примарен уред за складирање на енергија.Со зголемената побарувачка за обновлива енергија и еколошки режими на транспорт, батериите играат клучна улога во водењето на одржлив развој на транспортот.

3. Складирање на обновлива енергија: Батериите се користат за складирање на обновливи извори на енергија, како што се соларна и ветерна енергија.Со складирање на електрична енергија во батерии, тие можат да обезбедат стабилно снабдување со електрична енергија кога не е достапна сончева или ветерна енергија.

4. Моќ за итни случаи: Батериите играат важна улога како резервен извор на енергија во итни ситуации.На пример, уредите како што се безжични телефони, факели и светла за итни случаи, бараат батерии за да обезбедат сигурна моќност.

5. Медицинска Опрема: Многу медицински уреди, како што се пејсмејкерите и вештачките вентилатори, користат батерии како извор на енергија.Стабилноста и сигурноста на батериите се клучни за работата на овие критични уреди.

6. Воени апликации: Батериите се користат во широк спектар на воени апликации, како на пример за опрема за воена комуникација, системи за навигација и беспилотни летала.Батериите можат да обезбедат независно снабдување со енергија и да ги подобрат борбените способности на бојното поле.

7. Индустриски: Батериите се користат во индустријата за системи за батерии, напојување за итни случаи и безжични сензори.Тие обезбедуваат сигурно напојување и обезбедуваат континуитет и безбедност на индустриското производство.

Магијата на батериите лежи во нивната способност да ја претворат хемиската енергија во електрична енергија.Батеријата опфаќа две електроди (позитивни и негативни) и електролит.Електролитот делува како спроводник на јони, овозможувајќи хемиска реакција помеѓу електродите.

Основниот принцип на батеријата се заснова на електрохемиски реакции.Кога се јавува хемиска реакција, генерира проток на електрони.Во наполнетата состојба, батеријата ги чува хемикалиите помеѓу позитивните и негативните електроди и хемиската реакција е реверзибилна.Кога батеријата е поврзана со надворешно коло, започнува хемиската реакција, предизвикувајќи ја хемикалијата на позитивниот терминал да се оксидира и да се намали хемикалијата на негативниот терминал.Како резултат, електроните течат од негативниот терминал до позитивниот терминал, произведувајќи електрична струја.Овој процес продолжува сè додека хемикалиите не се исцрпат.

Различни видови на батерии користат различни хемиски реакции за производство на електрична енергија.На пример, најчестиот вид литиум-јонска батерија: неговата позитивна електрода е составена од литиумско соединение (како што е кобалт оксид или литиум железо фосфат) и неговата негативна електрода е составена од јаглероден материјал (како што е графит).Во наполнетата состојба, литиумските јони се вградени од позитивната електрода во негативниот материјал.За време на празнењето, литиумските јони се вградени од негативната електрода и се враќаат во позитивната електрода, ослободувајќи електрони.

Крајниот водич е вреден за читателот од неколку причини:

1. Да се обезбедат точни информации: Интернетот е полн со информации за фрагменти и спротивставени мислења.Крајниот водич обезбедува сеопфатни и точни информации со консолидирање и собирање на сигурни извори за да им помогне на читателите брзо да пристапат до знаењето што им е потребно и да избегнат погрешни или неточни информации.

2. Заштедете време и напор: Пребарувањето на Интернет за специфични теми честопати бара многу време за да се проследи и да се потврди веродостојноста на информациите.Крајниот водич заштедува време и напор со здружување на релевантни информации, така што читателите можат да ги најдат сите информации што им се потребни на едно место.

3. Решавање на противречности и збунетост: Интернетот честопати претставува различни одговори на истото прашање или противречности помеѓу информациите.Крајниот водич им помага на читателите да избегаат од збунетост и збунетост со синтетизирање на различни погледи и авторитативни извори за да дадат најсигурни одговори.

4. Дајте насоки и совети: Крајниот водич не само што обезбедува факти и информации, туку може да обезбеди и практично водство и совети.

Еве некои од 5 најчести типови батерии, вклучувајќи ги и нивните принципи, карактеристики и апликации.Ако сакате најсеопфатни информации за типовите на батерии, можете да го прескокнете и овој дел и да одите директно на „повеќето типови и апликации на батерии“ подолу.

Батерии во олово-киселина

•Принцип: Батериите со олово-киселина користат хемиска реакција помеѓу олово и оловен диоксид за производство на електрична енергија.
•Карактеристики: ниска цена, висока почетна струја и енергетска густина, но голема и тешка.
•Апликации: Автомобилски почетни батерии, UPS -от (непрекинато напојување), итн.

Ли-јон (литиум-јон) батерии

•Принцип: Литиум-јонските батерии ја користат миграцијата на литиумските јони помеѓу позитивните и негативните електроди за чување и ослободување на електрична енергија.
•Карактеристики: висока густина на енергија, полесна тежина и подолг живот на циклусот.Високо ефикасност за полнење и празнење.
•Апликации: Мобилни уреди (на пр. Мобилни телефони, таблет компјутери), преносни електронски уреди и електрични возила.

Батерии NICD (никел-кадмиум)

•Принцип: Батериите на NICD произведуваат електрична енергија преку хемиска реакција помеѓу никел и кадмиум хидроксид.
•Карактеристики: Голема моќност и долг живот, но тие содржат штетен кадмиум со тешки метали, кој има одредено влијание врз околината.
•Апликации: Дигитални фотоапарати, преносни алатки и беспилотни летала, итн.

Батерии на хидрид NIMH (никел-метал)

• Принцип: NIMH батериите ја користат хемиската реакција помеѓу никел и водород за да се чува и ослободи електрична енергија.
•Карактеристики: висока густина на енергија, долг живот, без загадување и подобри перформанси на висока температура.
•Апликации: Хибридни возила, системи за складирање на енергија, итн.

Батерија на липо (литиум полимер)

•Принцип: Батеријата на литиум полимер е слична на литиумската јонска батерија, но користи цврст полимер електролит наместо течен електролит.
•Карактеристики: висока густина на енергија, полесна тежина, подобра безбедност и пониска стапка на само-празнење.Погоден за тенки уреди.
•Апликации: Лаптопи, паметни часовници и преносни медицински уреди итн.

1. Капацитет на батеријата: Количината на електрична енергија што батеријата може да ја чува, обично изразена во засилувачи-часови (AH) или Milli-Amps (MAH).

2. Напон: Потенцијална разлика или напон разлика на батеријата, изразена во волти V. Таа претставува количина на електрична енергија што батеријата може да ја чува.

3. Ќелија на батерии: Индивидуална ќелија во батерија, која содржи позитивна електрода, негативна електрода и електролит.

4. Пакет со батерии: Цела комбинирана од неколку ќелии на батерии.Обично се поврзани и управуваат преку конектори, табли и други компоненти.

5. Врска серија: Повеќе клетки на батерии поврзани во низа, со позитивен терминал поврзан со негативниот терминал, за да се зголеми вкупниот напон.Кога се поврзани во серија, напоните на ќелијата се надредени.

6. Паралелна врска: Поврзува повеќе ќелии на батеријата во низа, со позитивниот терминал поврзан со негативниот терминал, за да ја зголеми вкупната струја и капацитет.Кога се поврзани паралелно, капацитетите на ќелиите на батеријата се додаваат заедно.

7. Полнење: Хранење електрична енергија во батеријата од надворешен извор за да ја врати хемиската енергија зачувана во батеријата.

8. Празнење: Ослободување на електрична енергија од батерија за употреба при снабдување со електронска опрема или кола.

9. Циклус на полнење: Се однесува на целосен процес на полнење и празнење.

10. Ефикасност на полнење: Односот помеѓу електричната енергија апсорбирана од батеријата и електричната енергија што се чува за време на процесот на полнење.

11. Само-празнење: Стапката на која батеријата ја губи моќта самостојно кога не е во употреба.

12. Траење на батеријата: Животниот век на батеријата, обично мерен во однос на бројот на циклуси на полнење или време на употреба.

13. Траење на батеријата: Количината на време на батеријата може да продолжи да снабдува моќ по едно полнење.

14. Брзо полнење: Технологија за полнење што побрзо дава моќност на батеријата за да го намали времето за полнење.

15. Систем за управување со батерии (BMS): Електричен систем што ја следи и контролира состојбата на батеријата, процесот на полнење и празнење и ја штити батеријата од неповолни услови, како што се преоптоварување и пренасочување.

16. Живот на циклусот на батеријата: Бројот на циклуси на полнење што батеријата може да ги заврши, обично мери со полнење и празнење на одредена загуба на капацитет, како што е 80% од оригиналниот капацитет.

17. Максимална стапка на полнење: Максимална стапка на полнење што може безбедно да се прифати од батеријата, изразена како сооднос на капацитетот на полнење.

18. Максимална стапка на празнење: Максималната стапка на струја со која батеријата може безбедно да се испушти, изразена како сооднос на тековниот капацитет.

19. Коло за заштита на батеријата: Безбедносен уред што се користи за следење на состојбата на батеријата и за исклучување на колото на батеријата во случај на преоптоварување, преголем преполнување, прекумерна струја, пренапони, итн. За да се спречи оштетување или опасност на батеријата.

20. Поларитет на батеријата: Разликата и идентификацијата помеѓу позитивните и негативните терминали на батеријата, обично означени со симболите + и - или ознаките.

21. Рециклирање на батеријата: Процесот на отстранување на користените батерии со цел да се опорават и да се отстранат опасните материјали содржани во нив и повторно да се користат рециклирачки материјали.

22. Длабоко празнење: Состојба во која батеријата е испуштена на многу ниско ниво или целосно осиромашена.Длабоко празнење обично не се препорачува често за да се избегнат негативни ефекти врз траењето на батеријата.

23. Брзо празнење: Техника за празнење што ја ослободува енергијата на батеријата во голема струја за краток временски период.

24. Неуспех на батеријата: Состојба кога батеријата не е во состојба да обезбеди доволна моќност или да одржува нормално работење, што може да биде предизвикано од различни причини, како што се стареење или оштетување.

25. Термички бегство : Се однесува на брз и неконтролиран пораст на температурата на батеријата под абнормални услови, како што се преоптоварување, преголемо загревање, прегревање, итн., Што може да предизвика батеријата да експлодира или да запали оган.

26. Електроди на батерии: Позитивните и негативните електроди во батерија, кои се клучните компоненти за складирање и ослободување на електрично полнење.

27. Станица за размена на батерии: Објект или услуга за брза замена на батериите во електрични возила за да се обезбеди подолг опсег.

28. Електрохемиска реакција: Хемиската реакција што се одвива во батерија за да ја претвори хемиската енергија во електрична енергија преку процес на редокс.

29. Електролит: Проводлива течност или цврста што се користи за транспорт на јони помеѓу позитивните и негативните електроди на батеријата за да се олесни електрохемиската реакција.

30. Полнач: Уред за пренесување на електрична енергија во батерија за да ја врати својата зачувана хемиска енергија.

31. Балансирање на батеријата: Процес со кој се прилагодува стапката на полнење или празнење на секоја ќелија во батеријата за да се обезбеди дека полнењето е избалансирано помеѓу одделните клетки.

32. Надворешна батерија: Отстранлива единица за батерии што може да се поврзе со електронски уред за снабдување со моќност.

33. Индикатор за полнење на батеријата: Индикатор или дисплеј што ја покажува состојбата на полнење или ниво на батерија.

34. Ефект на меморија на батеријата: Феномен при што капацитетот на батеријата постепено се намалува бидејќи се повторуваат циклусите на полнење и празнење, бидејќи батеријата се сеќава на помалите опсези на полнење и празнење.

35. Импеданса: Се однесува на внатрешната отпорност на батеријата, што влијае на неговата ефикасност и перформанси на конверзија на енергија.

36. Заштита на температурата: Функција или уред што ја следи и контролира температурата на батеријата за да спречи оштетување на прегревањето ако температурата стане превисока.

37. Заштита на низок напон: Механизам за заштита што автоматски го намалува колото за да се спречи прекумерно празно кога напонот на батеријата се спушта под безбеден праг.

38. Заштита на преоптоварување: Механизам за заштита што автоматски го отсекува колото за да се спречи преоптоварување кога полнењето на батеријата ќе го достигне прагот на безбедноста.

39. Складирање на батерии: Процесот на задржување на батерија во неискористена состојба подолг временски период, честопати бара соодветни мерки за намалување на само-празнењето и заштита на батеријата.

40. Систем за управување со батерии (BMS): Електронски систем за следење, контролирање и заштита на состојбата и перформансите на акумулаторот, вклучувајќи управување со струја, напон, температура и други параметри.

41. Индикатор за ниво на батерија: Уред или функција што укажува на нивото на полнење што останува во батерија, обично изразено како процент или во неколку фази.

42. Време на полнење: Времето потребно за да се донесе батерија од ниско полнење до целосно полнење, под влијание на моќноста на полначот и капацитетот на батеријата.

43. Температурен коефициент: Односот помеѓу перформансите на батеријата и промените во температурата, што може да влијае на капацитетот, внатрешниот отпор и карактеристиките на полнење/празнење на батеријата.

44. Гаранција за батерија: Гаранција на производителот за перформанси и квалитет на батерија за одреден временски период, обично изразена во месеци или години.

45. Станица за полнење: Опрема или објект што се користи за снабдување со електрични возила или друга опрема за батерии за полнење.

46. Тестер на батерија: Уред или инструмент што се користи за мерење на напонот, капацитетот, внатрешниот отпор и другите параметри на батеријата за да се процени неговото здравје и перформанси.

47. Активно балансирање: Техника за управување со батеријата што го изедначува полнењето во акумулаторот со контролирање на стапките на полнење и празнење помеѓу одделните ќелии.

48. Пасивно балансирање: Техника за управување со батеријата во која полнењето во батеријата е балансирано со поврзување на отпорници или истекување на полнење, обично помалку ефикасно од активното балансирање.

49. Пакување на батерии : Надворешно пакување на батерија, што се користи за заштита на ќелијата, да обезбеди структурна поддршка и спречување на кратки кола.

50. Висока густина на енергија: Максимална количина на електрична енергија што батеријата може да ја чува по единица волумен или тежина, што укажува на ефикасноста на складирање на енергија на батеријата.

51. Ниска стапка на само-празнење: Стапката со која батеријата ја губи електричната енергија самостојно е многу бавна и одржува висока состојба на полнење кога се чува или неискористена подолг временски период.

52. Поларизација на батеријата: Се однесува на промената на материјалот на површината на електродите за време на полнење и празнење како резултат на хемиски реакции на електродите.

53. Истекување на електролит на батерии: Состојба во која електролитот во батеријата протекува во надворешното опкружување, што ќе резултира во деградација на перформансите на батеријата или други безбедносни проблеми.

54. Систем за ладење на батеријата: Систем што се користи за контрола на температурата на батеријата, или преку дисипација на топлина, ладење на вентилаторот или течноста за да се задржи батеријата во соодветниот опсег на работна температура.

55. Систем за греење на батеријата: Систем што се користи за да се обезбеди топлина на батеријата во околини со ниска температура за да се обезбеди соодветно работење на батеријата на ниски температури.

56. Батерија со висока стапка на празнење: Батерија која е способна да испорача електрична енергија во голема струја за апликации со големи побарувања за напојување, како што се електрични алатки и електрични возила.

57. Секундарна батерија: Батерија што може да се наполни, наспроти батеријата за еднократна употреба што не може да се надополнува.

58. Монитор на батеријата: Уред или систем за следење на статусот, напонот, температурата и другите параметри на батеријата во реално време за да се обезбедат информации и да се заштити батеријата.

1. Електроди: Електродите во батерија се поделени на позитивна и негативна електрода.Позитивната електрода е местото каде што реакцијата на оксидацијата се одвива во батеријата и негативната електрода е местото каде што реакцијата на намалување се одвива во батеријата.Позитивните и негативните електроди се состојат од спроводливи материјали, обично се користат метали, јаглерод или соединенија.Разликата во потенцијалот помеѓу позитивните и негативните електроди го произведува напонот на ќелијата на батеријата.

2. Електролит: Електролитот е медиум помеѓу електродите што им овозможува на јони да поминат помеѓу електродите и го одржува рамнотежата на полнењето.Електролитот може да биде во течна, цврста или гел форма, во зависност од видот на ќелијата.Во течна ќелија, електролитот е обично јонско соединение растворено во раствор.

3. Дијафрагма: Дијафрагмата е физичка бариера помеѓу позитивните и негативните електроди, спречувајќи директен проток на електрони, но дозволувајќи им на јони да поминат низ.Функцијата на дијафрагмата е да спречи краток спој на позитивните и негативните електроди, додека им дозволува на јони да се движат слободно низ електролитот и да го одржат рамнотежата на полнењето на ќелијата.Дијафрагмата обично се прави од полимерни материјал или керамички материјал.

Овие компоненти работат заедно за да ја формираат структурата на ќелијата на батеријата.

1. Процес на празнење: Кога батеријата е испразнета, хемиската енергија се претвора во електрична енергија.За време на празнење, реакција на оксидација се одвива на позитивниот терминал и реакција на намалување на негативниот терминал.Хемиските реакции произведуваат електрони и јони.Позитивната електрода ослободува електрони, кои течат низ надворешно коло за да произведат електрична струја.Негативната електрода прима електрони, кои се комбинираат со јони за да формираат соединенија.Во исто време, јони се движат низ електролитот, одржувајќи го салдото за полнење на батеријата.

2.Процес на полнење: За време на полнењето на батеријата, електричната енергија се претвора во хемиска енергија со цел да се чува енергија.За време на процесот на полнење, надворешен извор на енергија применува напон напред, предизвикувајќи струја да помине низ батеријата.Позитивниот напон ја менува батеријата и ја менува хемиската реакција помеѓу позитивните и негативните електроди.Позитивната електрода прифаќа електрони и негативната електрода ги ослободува.Хемиската реакција ја чува електричната енергија како хемиска потенцијална енергија, враќајќи ја батеријата во нејзината оригинална состојба.Јони се движат низ електролитот за да го одржат рамнотежата на полнењето.

Напон:
Напонот е мерка на јачината на електричниот излез на батеријата.Обично се изразува во волти.Вообичаените напони на ќелијата на батеријата се следниве:

•Литиум-јонска батерија (Li-Ion): Општо 3,6 волти до 3,7 волти.Она што е посебно е дека батеријата LifePo4 (литиум железо фосфат) е 3,2 волти.(напон на единечна ќелија)
•Батерија со никел-кадмиум (NICD): 1,2 волти (напон со една клетка).
•NИкел-метал хидрид (NIMH): 1,2 волти (напон со една клетка).
•Батерија на олово-киселина (олово-киселина): 2 волти до 2,2 волти (напон на единечна ќелија).Батериите во олово-киселина најчесто се користат во стартување на автомобили, системи за складирање на енергија и други полиња.
•Цинк-алкална батерија (цинк-јаглерод): 1,5 волти (напон со една клетка).Овој вид на батерија најчесто се наоѓа во алкални батерии со единечна употреба, како што се батериите АА и ААА.

Горенаведените се напони на различни батерии, а ние исто така можеме да го зголемиме напонот со поврзување на нив во серија.Примерите се следниве:

•Три 3,7V литиум-јонски батерии се поврзани во серија за да се добие пакет на батерии со литиум-јон 11.1V (т.е., она што честопати го нарекуваме батерија со литиум-јонски батерија од 12V);
•Три 2V батерии на олово-киселина се поврзани во серија за да се добие батерија со олово-олово-киселина;
• Четири 3,2V литиумски батерии на фосфат на железо се поврзани во серија за да се добие батерија со батерии со литиум со литиум со литиум железо (т.е., она што чес