De ultieme gids voor batterijen

2023-06-07
De ultieme gids voor batterijen

Batterijen zijn een belangrijk onderdeel van ons dagelijks leven geworden.Ze voeden de apparaten en technologieën die onze wereld vormen, van telefoons en laptops tot elektrische voertuigen en energieopslagsystemen.Ze bieden ons het gemak van draagbare energie en de mogelijkheid om verbonden, productief en milieuvriendelijk te blijven.Het is cruciaal om de verschillende soorten batterijen, hun kenmerken en hoe ze hun mogelijkheden kunnen optimaliseren om het meeste uit ons energieverbruik te halen en bij te dragen aan een duurzame toekomst.In deze uitgebreide gids zullen we ons verdiepen in de wereld van batterijen, het verkennen van hun geschiedenis, functionaliteit en de diverse toepassingen die op hen vertrouwen.Laten we aan deze reis beginnen om de kracht van batterijen te ontgrendelen en het pad naar een meer bekrachtigde morgen te verlichten.

De volgende gids is zeer informatief, dus zoek wat u wilt leren van de inhoudsopgave, afhankelijk van uw niveau van batterijkennis.Natuurlijk, als je een beginner bent, begin dan bij het begin.

Voorlees tip: Klik een keer op het tekstvak Titel en de gedetailleerde tekst wordt uitgebreid;Klik opnieuw en de gedetailleerde tekst wordt verborgen.

Invoering

Het belang en de wijdverbreide toepassingen van batterijen.

Batterijen zijn erg belangrijk in de moderne samenleving en worden gebruikt in een breed scala van applicaties (met de ontwikkeling van technologie worden steeds meer apparaten omgezet in batterijvermogen).Ze bieden draagbare, hernieuwbare en noodmachtoplossingen die technologische ontwikkeling, duurzaam energieverbruik en vooruitgang in een breed scala van industrieën stimuleren.

Image 1


1. Draagbare elektronische apparaten: Zoals mobiele telefoons, tablets, laptops en digitale camera's.

2. Transport: Elektrische en hybride voertuigen gebruiken batterijen als het primaire energieopslagapparaat.Met de toegenomen vraag naar hernieuwbare energie en milieuvriendelijke transportmodi, spelen batterijen een sleutelrol bij het stimuleren van duurzame transportontwikkeling.

3. Opslag van hernieuwbare energie: Batterijen worden veel gebruikt om hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie op te slaan.Door elektrische energie in batterijen op te slaan, kunnen ze een gestage toevoer van elektriciteit bieden wanneer zonne- of windenergie niet beschikbaar is.

4. Noodstroom: Batterijen spelen een belangrijke rol als back-up stroombron in noodsituaties.Apparaten zoals draadloze telefoons, fakkels en noodlichten hebben bijvoorbeeld batterijen nodig om betrouwbaar vermogen te bieden.

5. Medische apparatuur: Veel medische hulpmiddelen, zoals pacemakers en kunstmatige ventilatoren, gebruiken batterijen als stroombron.De stabiliteit en betrouwbaarheid van batterijen is van cruciaal belang voor de werking van deze kritieke apparaten.

6. Militaire toepassingen: Batterijen worden gebruikt in een breed scala aan militaire toepassingen, zoals voor militaire communicatieapparatuur, navigatiesystemen en drones.Batterijen kunnen een onafhankelijke energievoorziening bieden en gevechtsmogelijkheden op het slagveld verbeteren.

7. Industrieel: Batterijen worden in de industrie gebruikt voor batterijsystemen, noodvoedingen en draadloze sensoren.Ze bieden een betrouwbare voeding en zorgen voor de continuïteit en veiligheid van de industriële productie.

Een overzicht van de fundamentele principes en werkmechanismen van batterijen.

De magie van batterijen ligt in hun vermogen om chemische energie om te zetten in elektrische energie.Een batterij bestaat uit twee elektroden (positief en negatief) en een elektrolyt.De elektrolyt werkt als een geleider van ionen, waardoor een chemische reactie tussen de elektroden mogelijk is.

Image 2


Het fundamentele principe van een batterij is gebaseerd op elektrochemische reacties.Wanneer een chemische reactie optreedt, genereert deze de stroom van elektronen.In de geladen toestand slaat de batterij chemicaliën op tussen de positieve en negatieve elektroden en de chemische reactie is omkeerbaar.Wanneer de batterij is aangesloten op een extern circuit, begint de chemische reactie, waardoor de chemische stof bij de positieve terminal oxideert en de chemische stof bij de negatieve terminal verminderen.Als gevolg hiervan stromen elektronen van de negatieve terminal naar de positieve terminal, waardoor een elektrische stroom wordt geproduceerd.Dit proces gaat door totdat de chemicaliën zijn uitgeput.

Verschillende soorten batterijen maken gebruik van verschillende chemische reacties om elektriciteit te genereren.Het meest voorkomende type lithium-ionbatterij: de positieve elektrode bestaat bijvoorbeeld uit een lithiumverbinding (zoals kobaltoxide of lithiumijzerfosfaat) en de negatieve elektrode bestaat uit een koolstofmateriaal (zoals grafiet).In de geladen toestand zijn lithiumionen ingebed uit de positieve elektrode in het negatieve materiaal.Tijdens ontlading worden de lithiumionen vastgemaakt uit de negatieve elektrode en terugkeren naar de positieve elektrode, waardoor elektronen worden vrijgelaten.

De waarde van het hebben van een ultieme gids voor batterijen voor de lezers.

Een ultieme gids is om verschillende redenen waardevol voor de lezer:

1. Om nauwkeurige informatie te verstrekken: Het internet zit vol met informatiefragmenten en tegenstrijdige meningen.Een ultieme gids biedt uitgebreide en nauwkeurige informatie door betrouwbare bronnen te consolideren en te verzamelen om lezers te helpen snel toegang te krijgen tot de kennis die ze nodig hebben en misleidende of onjuiste informatie te voorkomen.

2. Bespaar tijd en moeite: Het zoeken naar internet naar specifieke onderwerpen vereist vaak veel tijd om door te zoeken en de betrouwbaarheid van informatie te verifiëren.De ultieme gids bespaart tijd en moeite door relevante informatie samen te brengen, zodat lezers alle informatie kunnen vinden die ze op één plek nodig hebben.

3. Het oplossen van tegenstrijdigheden en verwarring: Het internet presenteert vaak verschillende antwoorden op dezelfde vraag of tegenstrijdigheden tussen informatie.De ultieme gids helpt lezers om te ontsnappen aan verwarring en verbijstering door verschillende weergaven en gezaghebbende bronnen te syntheteren om de meest betrouwbare antwoorden te geven.

4. Geef begeleiding en advies: De ultieme gids biedt niet alleen feiten en informatie, maar kan ook praktische begeleiding en advies bieden.

Basics van batterijen

Verschillende soorten batterijen: principes, kenmerken en toepassingen.

Hier zijn enkele van de 5 meest voorkomende soorten batterijen, waaronder hun principes, kenmerken en toepassingen.Als u de meest uitgebreide informatie over batterijtypen wilt, kunt u dit gedeelte ook overslaan en hieronder meteen naar "de meeste batterijtypen en applicaties" gaan.

Loodzuur batterijen

Image 2


Principe: loodzuurbatterijen gebruiken een chemische reactie tussen lood en looddioxide om elektrische energie te produceren.
Kenmerken: lage kosten, hoge startstroom en energiedichtheid, maar groot en zwaar.
Toepassingen: Automotive Starter -batterijen, UPS (ononderbroken voeding), enz.

Li-ion (lithium-ion) batterijen

Image 2


Principe: lithium-ionbatterijen gebruiken de migratie van lithiumionen tussen positieve en negatieve elektroden om elektrische energie op te slaan en af te geven.
Kenmerken: hoge energiedichtheid, lichter gewicht en een langere levensduur van de cyclus.Efficiëntie met een hoog opladen en ontladen.
Toepassingen: mobiele apparaten (bijv. Mobiele telefoons, tabletcomputers), draagbare elektronische apparaten en elektrische voertuigen.

NICD (nikkel-cadmium) batterijen

Image 2


Principe: NICD -batterijen produceren elektrische energie door een chemische reactie tussen nikkel en cadmiumhydroxide.
Kenmerken: hoog vermogen en een lange levensduur, maar ze bevatten het schadelijke cadmium van heavy metal, dat een zekere impact op het milieu heeft.
Toepassingen: digitale camera's, draagbare tools en drones, enz.

NIMH (nikkel-metal) hydridebatterijen

Image 2


Principe: NIMH -batterijen gebruiken de chemische reactie tussen nikkel en waterstof om elektrische energie op te slaan en af te geven.
Kenmerken: hoge energiedichtheid, lange levensduur, geen vervuiling en betere prestaties op hoge temperatuur.
Toepassingen: hybride voertuigen, energieopslagsystemen, etc.

Lipo (lithium polymeer) batterij

Image 2


Principe: de lithiumpolymeerbatterij is vergelijkbaar met de lithiumionbatterij, maar gebruikt een vaste polymeer -elektrolyt in plaats van een vloeibare elektrolyt.
Kenmerken: hoge energiedichtheid, lichter gewicht, betere veiligheid en lagere zelfontladingssnelheid.Geschikt voor dunne apparaten.
Toepassingen: laptops, slimme horloges en draagbare medische hulpmiddelen enz.

Fysica -kennis van batterijen
Spanning (v):
Spanning vertegenwoordigt het elektrische potentiaalverschil tussen twee punten in een circuit.Het wordt gemeten in volt (v).De spanning over een batterij wordt meestal aangeduid als v_batt.

Lading (Q):
Lading verwijst naar de hoeveelheid elektrische lading die is opgeslagen in een batterij.Het wordt gemeten in Coulombs (C) of ampere-uren (AH).De relatie tussen lading en capaciteit wordt gegeven door: Lading (q) = capaciteit (c) × spanning (v)

Capaciteit (c):
Capaciteit vertegenwoordigt de hoeveelheid lading die een batterij kan opslaan.Het wordt meestal gemeten in ampere-uren (AH) of Milliampere-uren (MAH).De relatie tussen capaciteit, lading en energie wordt gegeven door: Energie (e) = capaciteit (c) × spanning (v)

Energie (e):
Energie is de capaciteit om werk te doen of het potentieel dat een systeem veranderingen veroorzaakt.In de context van batterijen wordt energie vaak gemeten in wattuur (WH) of joules (J).De relatie tussen energie, capaciteit en lading wordt gegeven door: Energie (e) = lading (q) × spanning (v)

Power (P):
Vermogen vertegenwoordigt de snelheid waarmee werk wordt gedaan of energie wordt overgedragen.Het wordt gemeten in Watts (W).Het vermogen in een circuit wordt berekend met behulp van de formule: Vermogen (p) = spanning (v) × stroom (i)

Serieschakeling:
1. Wanneer batterijen in serie zijn aangesloten, is de totale spanning over het circuit de som van de afzonderlijke batterijspanningen.De stroom blijft hetzelfde.
Totale spanning (v_total) = v1 + v2 + v3 + ...
2. Wanneer batterijen in serie zijn aangesloten, is de totale capaciteit de som van de afzonderlijke batterijcapaciteiten.Dit komt omdat de stroom hetzelfde blijft, maar de totale spanning neemt toe.
Totale capaciteit (C_Total) = C1 + C2 + C3 + ...

Parallelle verbinding:
1. Wanneer batterijen parallel zijn aangesloten, blijft de totale spanning hetzelfde als die van een individuele batterij, terwijl de totale stroom de som is van de stromen die door elke batterij stroomt.
Totale stroom (i_total) = i1 + i2 + i3 + ...
2. Wanneer batterijen parallel zijn aangesloten, is de totale capaciteit gelijk aan de capaciteit van een enkele batterij.Dit komt omdat de spanning hetzelfde blijft, maar de totale stroom neemt toe.
Totale capaciteit (C_Total) = C1 = C2 = C3 = ...
Veel voorkomende batterijtermen en definities.

1. Batterij capaciteit: De hoeveelheid elektrische energie die een batterij kan opslaan, meestal uitgedrukt in amp-uren (AH) of Milli-Apps (MAH).

2. Spanning: Het potentiaalverschil of spanningsverschil van een batterij, uitgedrukt in volt V. Het vertegenwoordigt de hoeveelheid elektrische energie die de batterij kan opslaan.

3. Batterij cel: Een individuele cel in een batterij, die de positieve elektrode, negatieve elektrode en elektrolyt bevat.

4. Batterij: Een geheel bestaande uit verschillende batterijcellen gecombineerd.Ze zijn meestal verbonden en beheerd via connectoren, printplaten en andere componenten.

5. Serieschakeling: Meerdere batterijcellen in sequentie aangesloten, waarbij de positieve terminal is aangesloten op de negatieve terminal, om de totale spanning te verhogen.Indien in serie zijn aangesloten, worden de celspanningen gesuperponeerd.

6. Parallelle verbinding: Verbindt meerdere batterijcellen in sequentie, waarbij de positieve terminal is aangesloten op de negatieve terminal, om de totale huidige capaciteit en capaciteit te vergroten.Wanneer parallel wordt aangesloten, worden de capaciteiten van de batterijcellen bij elkaar opgeteld.

7. Opladen: Elektrische energie voeden in de batterij van een externe bron om de chemische energie die in de batterij is opgeslagen te herstellen.

8. Ontladen: De afgifte van elektrische energie uit een batterij voor gebruik bij het leveren van elektronische apparatuur of circuits.

9. Laadcyclus: Verwijst naar een compleet oplaad- en ontlaadproces.

10. Ladingsefficiëntie: De verhouding tussen de elektrische energie die wordt geabsorbeerd door de batterij en de elektrische energie die daadwerkelijk tijdens het laadproces is opgeslagen.

11. Zelfontlading: De snelheid waarmee een batterij zelf vermogen verliest wanneer niet in gebruik is.

12. Batterijduur: De levensduur van een batterij, meestal gemeten in termen van het aantal laadcycli of gebruikstijd.

13. Batterijduur: De hoeveelheid tijd dat een batterij na een enkele lading stroom kan blijven leveren.

14. Snel opladen: Een oplaadtechnologie die sneller stroom levert aan de batterij om de oplaadtijd te verkorten.

15. Batterijbeheersysteem (BMS): Een elektrisch systeem dat de staat van de batterij, het oplaad- en ontlaadproces controleert en regelt en de batterij beschermt tegen ongunstige omstandigheden zoals overbelasting en overdeksel.

16. Batterijcyclus levensduur: Het aantal ladingscycli dat een batterij kan voltooien, meestal gemeten door opladen en ontladen tot een specifiek capaciteitsverlies zoals 80% van de oorspronkelijke capaciteit.

17. Maximale ladingspercentage: De maximale ladingssnelheid die veilig door de batterij kan worden geaccepteerd, uitgedrukt als een verhouding van de ladingscapaciteit.

18. Maximale ontladingssnelheid: De maximale stroomsnelheid waarmee een batterij veilig kan worden ontslagen, uitgedrukt als een verhouding van de huidige capaciteit.

19. Batterijbeschermingscircuit: Een veiligheidsapparaat dat wordt gebruikt om de staat van de batterij te bewaken en het batterijcircuit los te koppelen in het geval van overbelasting, overdekte, overstroom, overtemperatuur, enz. Om schade of gevaar voor de batterij te voorkomen.

20. Batterijpolariteit: Het onderscheid en de identificatie tussen de positieve en negatieve terminals van een batterij, meestal aangegeven door de symbolen + en - of markeringen.

21. Batterijrecycling: Het proces van het weggooien van gebruikte batterijen om de gevestigde materialen erin te herstellen en te verwijderen en recyclebare materialen opnieuw te gebruiken.

22. Diepe ontslag: Een voorwaarde waarbij een batterij wordt ontslagen tot een zeer laag niveau of volledig uitgeput.Diepe ontlading wordt meestal niet vaak aanbevolen om negatieve effecten op de levensduur van de batterij te voorkomen.

23. Snelle ontslag: Een ontladingstechniek die de energie van de batterij voor een korte periode op een hoge periode vrijgeeft.

24. Batterijstoring: Een voorwaarde waarbij de batterij niet in staat is om voldoende vermogen te leveren of normaal werk te behouden, wat kan worden veroorzaakt door verschillende redenen zoals veroudering of schade.

25. Thermische wegloper : Verwijst naar de snelle en oncontroleerbare temperatuurstijging van een batterij onder abnormale omstandigheden, zoals overbelasting, overbelasting, oververhitting, enz., Waardoor de batterij kan ontploffen of brand in brand kunnen steken.

26. Batterijelektroden: De positieve en negatieve elektroden in een batterij, die de belangrijkste componenten zijn voor het opslaan en vrijgeven van elektrische lading.

27. Batterijwisselingstation: Een faciliteit of service voor de snelle vervanging van batterijen in elektrische voertuigen om een langere afstand te bieden.

28. Elektrochemische reactie: De chemische reactie die plaatsvindt in een batterij om chemische energie om te zetten in elektrische energie via een redox -proces.

29. Elektrolyt: Een geleidende vloeistof of vaste stof die wordt gebruikt om ionen te transporteren tussen de positieve en negatieve elektroden van een batterij om de elektrochemische reactie te vergemakkelijken.

30. Oplader: Een apparaat voor het overbrengen van elektrische energie naar een batterij om zijn opgeslagen chemische energie te herstellen.

31. Batterij balanceren: Een proces waarbij de lading- of ontladingssnelheid van elke cel in een batterij wordt aangepast om ervoor te zorgen dat de lading tussen de afzonderlijke cellen in evenwicht is.

32. Externe batterij: Een verwijderbare batterij -eenheid die kan worden aangesloten op een elektronisch apparaat om stroom te leveren.

33. Batterij -oplaadindicator: Een indicator of display die de ladingstatus of het niveau van een batterij toont.

34. Batterijgeheugeneffect: Een fenomeen waarbij de capaciteit van een batterij geleidelijk afneemt naarmate de lading- en ontladingscycli worden herhaald, omdat de batterij de kleinere lading en afvoerbereiken herinnert.

35. Impedantie: Verwijst naar de interne weerstand van een batterij, die de efficiëntie en prestaties van de energieconversie beïnvloedt.

36. Temperatuurbeveiliging: Een functie of apparaat die de temperatuur van een batterij bewaakt en regelt om oververhittingschade te voorkomen als de temperatuur te hoog wordt.

37. Laagspanningsbeveiliging: Een beschermingsmechanisme dat het circuit automatisch snijdt om overontlading te voorkomen wanneer de batterijspanning onder een veilige drempel valt.

38. Beveiliging over te laden: Een beschermingsmechanisme dat het circuit automatisch afsnijdt om overbelasting te voorkomen wanneer de batterijlading de veiligheidsdrempel bereikt.

39. Batterijopslag: Het proces van het behouden van een batterij in een ongebruikte toestand gedurende een langere periode, waarbij vaak passende maatregelen nodig zijn om zelfontlading te verminderen en de batterij te beschermen.

40. Batterijbeheersysteem (BMS): Een elektronisch systeem voor het bewaken, regelen en beschermen van de conditie en prestaties van een batterij, inclusief het beheer van stroom, spanning, temperatuur en andere parameters.

41. Batterij -indicator: Een apparaat of functie die het laadniveau in een batterij aangeeft, meestal uitgedrukt als een percentage of in verschillende fasen.

42. Laadtijd: De tijd die nodig is om een batterij van een lage lading naar een volledige lading te brengen, die wordt beïnvloed door het vermogen van de lader en de capaciteit van de batterij.

43. Temperatuurcoëfficiënt: De relatie tussen batterijprestaties en temperatuurveranderingen, die de capaciteit, interne weerstand en lading/ontladingskarakteristieken van de batterij kunnen beïnvloeden.

44. Batterijgarantie: De garantie van een fabrikant over de prestaties en kwaliteit van een batterij gedurende een bepaalde periode, meestal uitgedrukt in maanden of jaren.

45. Oplaadpunt: Een apparatuur of faciliteit die wordt gebruikt om elektrische voertuigen of andere batterijapparatuur te leveren voor het opladen.

46. Batterijtester: Een apparaat of instrument dat wordt gebruikt om de spanning, capaciteit, interne weerstand en andere parameters van een batterij te meten om de gezondheid en prestaties ervan te beoordelen.

47. Actief balanceren: Een techniek voor batterijbeheer die de lading in een batterij gelijk maakt door de lading- en ontladingssnelheden tussen de afzonderlijke cellen te regelen.

48. Passief balanceren: Een techniek voor batterijbeheer waarin de lading in een batterijpakket wordt uitgebalanceerd door weerstanden of laadlekkage te verbinden, meestal minder efficiënt dan actief balanceren.

49. Batterijverpakking : De externe verpakking van een batterij, gebruikt om de cel te beschermen, structurele ondersteuning te bieden en kortsluiting te voorkomen.

50. Hoge energiedichtheid: De maximale hoeveelheid elektrische energie die een batterij kan opslaan per volume of gewicht, wat de energieopslagefficiëntie van de batterij aangeeft.

51. Laag zelfontladingspercentage: De snelheid waarmee een batterij zelf elektrische energie verliest, is erg traag en handhaaft een hoge toestand van lading wanneer deze voor een lange periode wordt opgeslagen of ongebruikt.

52. Batterijpolarisatie: Verwijst naar de verandering in materiaal op het oppervlak van de elektroden tijdens het opladen en ontladen als gevolg van chemische reacties op de elektroden.

53. Batterij -elektrolytlekkage: Een voorwaarde waarin de elektrolyt in een batterij in de externe omgeving lekt, wat zal resulteren in afbraak van batterijprestaties of andere veiligheidsproblemen.

54. Batterijkoelsysteem: Een systeem dat wordt gebruikt om de temperatuur van een batterij te regelen, hetzij door warmtedissipatie, ventilator- of vloeistofkoeling om de batterij binnen het juiste bedrijfstemperatuurbereik te houden.

55. Batterijverwarmingssysteem: Een systeem dat wordt gebruikt om warmte aan de batterij in omgevingen op lage temperatuur te bieden om de juiste werking van de batterij bij lage temperaturen te garanderen.

56. Batterij met hoge ontladingssnelheid: Een batterij die in staat is elektrische energie te leveren op een hoge stroom voor toepassingen met hoge stroomvereisten zoals elektrisch gereedschap en elektrische voertuigen.

57. Secundaire batterij: Een batterij die kan worden opgeladen, in tegenstelling tot een wegwerpbatterij die niet oplaadbaar is.

58. Batterijmonitor: Een apparaat of systeem voor het bewaken van de status, spanning, temperatuur en andere parameters van een batterij in realtime om informatie te verstrekken en de batterij te beschermen.

Werkprincipes van batterijen

Batterijconstructie: elektroden, elektrolyt en separator.
Image 1

1. Elektroden: De elektroden in een batterij zijn verdeeld in een positieve en een negatieve elektrode.De positieve elektrode is waar de oxidatiereactie plaatsvindt in de batterij en de negatieve elektrode is waar de reductiereactie plaatsvindt in de batterij.De positieve en negatieve elektroden bestaan uit geleidende materialen, meestal worden metalen, koolstof of verbindingen gebruikt.Het verschil in potentiaal tussen de positieve en negatieve elektroden produceert de spanning van de batterijcel.

2. Elektrolyt: De elektrolyt is het medium tussen de elektroden waarmee ionen tussen de elektroden kunnen passeren en de ladingsbalans onderhouden.De elektrolyt kan in vloeibare, vaste of gelvorm zijn, afhankelijk van het type cel.In een vloeibare cel is de elektrolyt meestal een ionische verbinding opgelost in oplossing.

3. Diafragma: Het diafragma is een fysieke barrière tussen de positieve en negatieve elektroden, waardoor directe elektronenstroom worden voorkomen, maar ionen kunnen passeren.De functie van het diafragma is het voorkomen van kortsluiting van de positieve en negatieve elektroden, terwijl ionen vrij door de elektrolyt kunnen bewegen en de ladingsbalans van de cel behouden.Het diafragma is meestal gemaakt van een polymeer materiaal of een keramisch materiaal.

Deze componenten werken samen om de structuur van de batterijcel te vormen.

Laad- en ontladingsprocessen in batterijen: chemische reacties en stroomstroom.

1. Ontslagproces: Wanneer een batterij wordt ontslagen, wordt chemische energie omgezet in elektrische energie.Tijdens ontlading vindt een oxidatiereactie plaats bij de positieve terminal en een reductiereactie op de negatieve terminal.De chemische reacties produceren elektronen en ionen.De positieve elektrode brengt elektronen vrij, die door een extern circuit stromen om een elektrische stroom te produceren.De negatieve elektrode ontvangt elektronen, die combineren met ionen om verbindingen te vormen.Tegelijkertijd bewegen ionen door de elektrolyt, waarbij de ladingsbalans van de batterij worden gehandhaafd.

2.Laadproces: Tijdens het opladen van een batterij wordt elektrische energie omgezet in chemische energie om energie op te slaan.Tijdens het laadproces past een externe stroombron een voorwaartse spanning toe, waardoor een stroom door de batterij gaat.De positieve spanning keert de batterij om en keert de chemische reactie tussen de positieve en negatieve elektroden om.De positieve elektrode accepteert elektronen en de negatieve elektrode geeft ze vrij.De chemische reactie slaat elektrische energie op als chemische potentiële energie en herstelt de batterij in zijn oorspronkelijke toestand.Ionen bewegen door de elektrolyt om het ladingsbalans te behouden.

Image 2
Batterijspanning, capaciteit en energiedichtheid.

Spanning:
Spanning is een maat voor de sterkte van de elektrische uitgang van een batterij.Het wordt meestal uitgedrukt in volt.Veelvoorkomende batterijcelspanningen zijn als volgt:

Lithium-ionbatterij (Li-ion): in het algemeen 3,6 volt tot 3,7 volt.Wat specialer is, is dat de LIFEPO4 -batterij (lithiumijzerfosfaat) 3,2 volt is.(Voltage van enkele cellen)
Nikkel-Cadmium-batterij (NICD): 1,2 volt (spanning met één cel).
Nickel-metal hydride (NIMH): 1,2 volt (spanning met één cel).
Loodzuurbatterij (loodzuur): 2 volt tot 2,2 volt (enkele celspanning).Loodzuurbatterijen worden vaak gebruikt bij het starten van de auto, energieopslagsystemen en andere velden.
Zink-alkalijnbatterij (zink-koolstof): 1,5 volt (spanning met één cel).Dit type batterij wordt vaak aangetroffen in alkalische batterijen voor eenmalig gebruik zoals AA- en AAA-batterijen.

Bovenstaande zijn de spanningen van verschillende batterijen, en we kunnen ook de spanning verhogen door ze in serie te verbinden.Voorbeelden zijn als volgt:

Drie 3.7V lithium-ionbatterijen zijn in serie aangesloten om een 11.1V lithium-ionbatterij te krijgen (dat wil zeggen wat we vaak een 12V lithium-ionbatterij noemen);
Drie 2V loodzuurbatterijen zijn in serie aangesloten om een 6V-batterij met loodzuur te krijgen;
Vier 3,2V lithium -ijzerfosfaatbatterijen zijn in serie verbonden om een 12,8 V lithium -ijzerfosfaatbatterij te krijgen (dat wil zeggen wat we vaak een 12V lithium -ijzerfosfaatbatterij noemen)

Capaciteit:
Wanneer het gaat over de batterijcapaciteit, wordt dit vaak uitgedrukt met behulp van de eenheid van ampère-uren (AH) of Milliampere-uren (MAH).Batterijcapaciteit is de hoeveelheid lading die een batterij kan opslaan en kan ook worden opgevat als het product van de stroom en de tijd die de batterij kan leveren.Hier zijn enkele voorbeeldfiguren en de manier waarop ze worden beschreven:

2000 MAH -batterij: dit betekent dat de batterij een capaciteit van 2000 mAh heeft.Als het apparaat een gemiddelde stroom van 200 milliamp (MA) per uur trekt, kan deze batterij 10 uur theoretisch vermogen leveren (2000 mAh / 200 mA = 10 uur).
5AH-batterij: dit betekent dat de batterij een capaciteit van 5 ampère uren heeft.Als het apparaat een gemiddelde stroom van 1 amp (a) per uur verbruikt, kan deze batterij 5 uur in theoretisch stroomvermogen (5AH / 1A = 5 uur).

Batterijpakketten kunnen parallel worden aangesloten om een verhoogde capaciteit te geven, bijvoorbeeld:
2 Li-ionbatterijen van 12V-100AH kunnen parallel worden aangesloten om een LI-ionbatterij van 12V-200AH te krijgen.
2 LIFEPO4-batterijen van 3,2V-10Ah kunnen parallel worden aangesloten om een LifePo4-batterij van 3.2V-20AH te krijgen.

1000 mAh batterijlader: dit is een lader die de batterij kan opladen met een snelheid van 1000 milliamp (MA) per uur.Als u een batterij van 2000 mAh hebt, zal deze opladen met deze lader theoretisch 2 uur (2000 mAh / 1000Ma = 2 uur) duurt om deze volledig op te laden.

In de praktijk kan de theoretisch berekende batterijgebruikstijd afwijken als gevolg van batterijslijtage en andere factoren.

Energiedichtheid:
Energiedichtheid is een maat voor de efficiëntie van de energie die in een batterij is opgeslagen.Het geeft de hoeveelheid energie aan die kan worden opgeslagen per volume -eenheid of eenheidsgewicht van de batterij.Veel voorkomende eenheden energiedichtheid zijn wattuur per kilogram (WH/kg) of wattuur per liter (WH/L).

Lithium-ionbatterij: lithium-ionbatterijen hebben een hoge energiedichtheid, meestal variërend van 150 tot 250 WH/kg.
NIMH-batterij: NIMH-batterijen hebben een lagere energiedichtheid in vergelijking met lithium-ionbatterijen.Ze variëren meestal van 60 tot 120 WH/kg.
Loodzure batterij: loodzuurbatterijen hebben een relatief lage energiedichtheid in vergelijking met lithium-ionbatterijen.Ze variëren meestal van 30 tot 50 WH/kg.
Zink-koolstofbatterij: zink-koolstofbatterijen hebben een lagere energiedichtheid in vergelijking met lithium-ionbatterijen.Ze variëren meestal van 25 tot 40 WH/kg.

Problemen oplossen van veel voorkomende batterijproblemen

Aanbevelingen voor batterijopslag

Juiste batterijopslag is essentieel om de gezondheid van de batterij te behouden en de levensduur te verlengen.Hier zijn enkele aanbevelingen voor het opslaan van batterijen:

Temperatuur: Bewaar de batterijen op een koele, droge plaats met een temperatuur tussen 15 ° C en 25 ° C (59 ° F en 77 ° F).Hoge temperaturen kunnen de zelfontladingssnelheid versnellen en de houdbaarheid van de batterij verkorten.Vermijd het blootstellen van batterijen aan extreme hitte of koude.

Vermijd luchtvochtigheid: vocht kan batterijen beschadigen, wat leidt tot corrosie of lekkage.Houd batterijen uit de buurt van vochtige omgevingen, zoals kelders of badkamers.Zorg ervoor dat de opslagruimte droog en goed geventileerd is.

Laadniveau: Voordat u batterijen voor een langere periode opslaat, is het het beste om ervoor te zorgen dat ze gedeeltelijk worden opgeladen.De meeste fabrikanten bevelen een ladingsniveau van ongeveer 40% tot 60% aan voor langdurige opslag.Dit bereik helpt bij het voorkomen van overontladings- of overbelastingsomstandigheden tijdens opslag.

Type batterij: Verschillende batterijchemie hebben specifieke opslagvereisten.Hier zijn enkele richtlijnen voor veel voorkomende typen:

A. Alkalische batterijen: alkalische batterijen hebben een lange houdbaarheid en kunnen enkele jaren worden bewaard.Ze zijn niet oplaadbaar en mogen niet worden blootgesteld aan extreme temperaturen.

B. Lithium-ionbatterijen: Li-ionbatterijen gewoonlijk Power Portable Electronics.Als u van plan bent om ze voor een langere periode op te slaan, richt u dan op een ladingsniveau tussen 40% en 60%.Slag niet op het opslaan van Li-ionbatterijen bij volledige lading of volledig ontladen.

C. Loodzure batterijen: deze worden vaak gebruikt in voertuigen en back-upvermogensystemen.Houd voor langdurige opslag de batterijen van loodzuren volledig opgeladen.Controleer regelmatig de elektrolytniveaus en vul indien nodig bij met gedestilleerd water.

D. Op nikkel gebaseerde batterijen (NIMH en NICD): NIMH- en NICD-batterijen moeten worden opgeslagen bij een gedeeltelijke lading (ongeveer 40%).Als ze volledig worden ontslagen vóór de opslag, kunnen ze spanningsdepressie ontwikkelen, waardoor hun algehele capaciteit wordt verminderd.

SEparate Storage: Bewaar batterijen op een manier die contact tussen hun terminals voorkomt.Als positieve en negatieve terminals elkaar raken of in contact komen met geleidende materialen, kan dit ontlading en potentiële schade veroorzaken.

Originele verpakking: de originele verpakking is ontworpen om de batterijen te beschermen tegen vocht, stof en andere verontreinigingen.

Regelmatige inspectie: inspecteer periodiek opgeslagen batterijen op tekenen van lekkage, corrosie of schade.Als u problemen opmerkt, moet u ze met zorg omgaan en deze correct weggooien.

Milieu -impact.

Batterijrecycling: Batterijen bevatten verschillende chemicaliën en metalen die schadelijk kunnen zijn voor het milieu, zo niet goed verwijderd.Recyclingbatterijen helpen waardevolle materialen zoals lithium, kobalt en nikkel te herstellen en voorkomt de afgifte van giftige stoffen.Veel gemeenschappen hebben batterijrecyclingprogramma's of drop-off locaties.Neem contact op met lokale autoriteiten of recyclingcentra om de juiste verwijderingsopties in uw regio te vinden.

Gevaarlijke stoffen: Sommige batterijen, zoals loodzuurbatterijen die in voertuigen worden gebruikt, bevatten gevaarlijke stoffen zoals lood en zwavelzuur.Onjuiste verwijdering van deze batterijen kan bodem- en waterbronnen verontreinigen, waardoor een risico is voor de menselijke gezondheid en het milieu.Naarmate mensen zich meer bewust worden van milieubescherming, gebruiken steeds meer mensen meer milieuvriendelijke lithium-ionbatterijen, met name LIFEPO4-batterijen.

Energieverbruik: Batterijproductie vereist energie en de milieu -impact varieert afhankelijk van het batterijtype.De productie van lithium-ionbatterijen die in veel elektronische apparaten en elektrische voertuigen worden gebruikt, omvat bijvoorbeeld de extractie en verwerking van mineralen.Het gebruik van energie-efficiënte apparaten en het optimaliseren van het batterijgebruik kan helpen het algemene energieverbruik te verminderen.

Koolstofvoetafdruk: De koolstofvoetafdruk geassocieerd met de productie en verwijdering van batterijen kan bijdragen aan de uitstoot van broeikasgassen en klimaatverandering.Verhoogde acceptatie van hernieuwbare energiebronnen voor de productie en recycling van de batterij kan helpen de impact op het milieu te verminderen.