Kompleksowy przewodnik po klasyfikacji baterii: pełne odniesienie

W poprzednim artykule wiele razy wspomniano o baterii litowo-jonowej.Wierzę, że już rozumiesz jego podstawową koncepcję.(Powiązana powietrza:Ostateczny przewodnik po bateriach) Ale wiele osób często myli wiele koncepcji, takich jak akumulatory litowo-jonowe, akumulatory fosforanu litowego żelaza i tak dalej.Tutaj dochodzi do klasyfikacji baterii litowo-jonowej.Proszę kontynuować czytanie poniżej.

Akumulatory litowo-jonowe można podzielić na kilka kategorii na podstawie ich konstrukcji i składu.Oto kilka typowych klasyfikacji akumulatorów litowo-jonowych:

1. Akumulatory litowe tlenku kobaltu (LICOO2): Są to jeden z najczęściej używanych rodzajów akumulatorów litowo-jonowych, powszechnie występujących w elektronice użytkowej, takich jak smartfony i laptopy.

Główne komponenty: katoda (elektroda dodatnia) wykonana z tlenku kobaltu litowego, anody (elektrodę ujemną) zwykle wykonaną z grafitu i separatora, który umożliwia przepływ jonów litowych między elektrodami, zapobiegając bezpośredniemu kontaktowi.
• •Gęstość energii: około 150-200 WH/kg
• •Życie cyklu: około 300-500 cykli
• •Wskaźnik samozadowolenia: około 5-8% miesięcznie

2. Baterie z fosforanu żelaza litowego (LifePo4): Te baterie są znane z doskonałej wydajności bezpieczeństwa i długiego życia cyklu.Są one często używane w pojazdach elektrycznych (EV) i systemach magazynowania energii.

Główne komponenty: Akumulatory LifePo4 składają się z katody (elektrody dodatniej) wykonanej z fosforanu żelaza litowego, anody (elektrody ujemnej) zwykle wykonanej z węgla i separatora, który umożliwia przepływ jonów litowych, zapobiegając bezpośredniemu kontaktowi między elektrodami.
• •Gęstość energii: około 130-160 WH/kg
• •Cykl życia: zazwyczaj 2000-5000 cykli
• •Wskaźnik samozadowolenia: około 1-3% miesięcznie

3. Baterie litowe nikiel manganu (Linimncoo2 lub NMC): Akumulatory NMC oferują równowagę między gęstością energii, mocy i bezpieczeństwa.Są one powszechnie stosowane w pojazdach elektrycznych i przenośnych urządzeniach elektronicznych.

Główne elementy: skład akumulatorów NMC może się różnić, ale najczęstszym preparatem jest stosunek niklu, manganu i kobaltu w katodzie, takich jak NMC 111 (równe części nikiel, mangan i kobalt) lub NMC 532 (5 części części częściowychNikiel, 3 części manganu i 2 części kobaltu).Dokładny stosunek wpływa na charakterystykę wydajności baterii, w tym gęstość energii, gęstość mocy i żywotność cyklu.
• •Gęstość energii: około 200-250 WH/kg
• •Cykl życia: zazwyczaj 500-1000 cykli
• •Wskaźnik samozadowolenia: około 3-5% miesięcznie

4. Akumulatory litowe nikiel kobaltu (Linicoalo2 lub NCA): Baterie NCA są znane z wysokiej gęstości energii i są stosowane w pojazdach elektrycznych, takich jak niektóre modele wytwarzane przez Tesla.

Główne elementy: skład akumulatorów NCA zwykle składa się z wysokiego stężenia niklu, umiarkowanej ilości kobaltu i niewielkiej ilości aluminium w materiale katody.Ten preparat pozwala na wysoką gęstość energii i dobrą ogólną wydajność.

• •Gęstość energii: około 200-260 WH/kg
• •Życie cyklu: około 500-1000 cykli
• •Wskaźnik samozadowolenia: około 2-3% miesięcznie

5. Baterie litowe (li4TI5O12): Akumulatory te mają wysoką liczbę stawek i długą żywotność cyklu, dzięki czemu są odpowiednie do zastosowań wymagających szybkiego ładowania i wysokiej mocy wyjściowej, takich jak magazynowanie energii elektrycznej i magazynowanie energii sieci.

Główne elementy: Materiał katodowy w akumulatorach Li4TI5O12 składa się z tlenku litowego tytanu, który ma strukturę krystaliczną spinelową.Ta struktura pozwala na wprowadzenie i ekstrakcję jonów litowych przy minimalnym odkształceniu, umożliwiając baterię osiągnięcie długiej żywotności cyklu.
• •Gęstość energii: zazwyczaj 80-120 WH/KG
• •Cykl życia: około 10 000 cykli lub więcej
• •Wskaźnik samozadowolenia: około 1-2% miesięcznie

6. Baterie litowo-sulfurowe (li-s): Akumulatory Li-S mogą oferować wysoką gęstość energii, ale wciąż są w rozwoju i nie są powszechnie komercjalizowane.

Główne elementy: katoda akumulatorów Li-S zwykle składa się ze związków elementarnych siarki lub siarki, podczas gdy anodą może być metal litowy lub materiał gospodarza litowo-jonowego.Podczas rozładowania jony litowe przechylają się między anodą a katodą przez elektrolit, a siarka przechodzi szereg reakcji chemicznych w celu utworzenia związków siarczku litowego.Proces odwrotny występuje podczas ładowania.
• •Gęstość energii: obecnie opracowywana, ale potencjalnie ponad 300 WH/kg
• •Życie cyklu: wciąż poprawia się, zwykle około 200-500 cykli
• •Wskaźnik samozadowolenia: różni się w zależności od konkretnego projektu i chemii

7. Baterie litowo-jonowe w stanie stałym: Baterie te wykorzystują stały elektrolit zamiast elektrolitu ciecz lub żelowego, oferując potencjalne zalety pod względem bezpieczeństwa, gęstości energii i żywotności cyklu.Jednak nadal są na etapie badań i rozwoju.

Główne komponenty: W akumulatorach litowo-jonowych w stanie stałym zarówno katoda, jak i anoda są zwykle wykonane z materiałów zawierających lit, podobne do tradycyjnych akumulatorów litowo-jonowych.Jednak kluczowa różnica polega na elektrolicie, który jest stałym materiałem, który ułatwia transport jonów litowych między elektrodami.
• •Gęstość energii: obecnie opracowywana, ale potencjalnie przekracza 500 WH/KG
• •Życie cyklu: wciąż badane, ale oczekuje się, że będzie znacznie wyższa niż konwencjonalne akumulatory litowo-jonowe
• •Wskaźnik samozadowolenia: oczekuje się, że będzie niższy niż konwencjonalne akumulatory litowo-jonowe, ale konkretne dane nie są jeszcze szeroko dostępne.

To tylko niektóre z typów typowych, a inne wyspecjalizowane rodzaje baterii litowo-jonowych w opracowywaniu.

W poprzednim artykule faktycznie wspomniano o koncepcji akumulatorów fosforanu litowego żelaza, która jest członkiem rodziny baterii litowo-jonowej.Ale ze względu na jego specjalne nieruchomości muszę o tym bardziej szczegółowo porozmawiać osobno.

Akumulatory fosforanowe litowo-żelaza mają następujące unikalne cechy w porównaniu z tradycyjnymi akumulatorami litowo-jonowymi: wysokie bezpieczeństwo, długą żywotność cyklu, niższe ryzyko ucieczki termicznej i szerszy zakres temperatur roboczych.Akumulatory fosforanu litowo-żelaza wykorzystują jony litowe między elektrodami dodatnimi i ujemnymi jako materiał katody, który ma bardziej stabilne właściwości chemiczne i mogą zapewnić wyższą bezpieczeństwo i dłuższą żywotność cyklu.Ponadto akumulatory fosforanu litowo-żelaza mają niższe ryzyko ucieczki termicznej w porównaniu z konwencjonalnymi akumulatorami litowo-jonowymi w ekstremalnych warunkach, takich jak wysoka temperatura lub nadmierne ładowanie.To sprawia, że akumulatory fosforanu litowo-żelaza są korzystniejsze w niektórych zastosowaniach, które wymagają wyższego bezpieczeństwa i mogą działać prawidłowo w szerszym zakresie temperatur.

Poniżej znajdują się powszechne parametry dla akumulatorów fosforanu litowo-żelaza:

Zakres temperatury: Akumulatory fosforanowe litowo -żelaza zwykle działają w szerokim zakresie temperatur, zwykle od -20 stopni Celsjusza do 60 stopni Celsjusza.

Wskaźnik samozadowolenia: Szybkość samodzielnego rozładowania to szybkość, z jaką bateria sama traci moc, gdy nie jest używana.Wskaźnik samodzielnego rozładowania baterii LifePo4 wynosi 1-3% miesięcznie.

Wydajność cyklu: Wydajność cyklu odnosi się do odsetka energii utraconej podczas cyklu ładowania/rozładowania baterii.Akumulatory fosforanu litowo-żelaza zwykle mają wysoką wydajność cyklu i są w stanie przekształcić energię elektryczną w energię chemiczną i uwalniać ją z wysoką wydajnością.

Rozmiar baterii: Akumulatory fosforanu litowo-żelaza są dostępne w Mar ket w różnych rozmiarach i kształtach, takich jak 18650, 26650 itp.

Kształt baterii: Pryzmatyczny lub cylindryczny.

Napięcie nominalne: Nominalne napięcie pojedynczego baterii fosforanu litowo-żelazowego wynosi 3,2 wolta (v).

Napięcie odcięcia: Napięcie odcięcia pojedynczego baterii fosforanu litowo-żelazowego wynosi na ogół 2,5 wolta

Pojemność: Pojemność cylindrycznych komórek LifePo4 zwykle waha się od 1000 mAh do 3000 mAh lub wyższej.Komórki kwadratowe LifePo4 mają szerszy zasięg pojemności od 7AH do 400AH lub wyższej.

Szybkość ładowania: Szybkość ładowania jest zwykle wyrażana jako wartość C, która jest wielokrotnością pojemności baterii.Na przykład szybkość ładowania 1C oznacza, że akumulator jest ładowany w tym samym prądu, co jej pojemność.Typowa bateria LifePo4 może obsługiwać prędkości ładowania tak wysokie jak 1C do 2C, a nawet wyższe.

Szybkość rozładowania: Szybkość rozładowania, wyrażona również jako wartość C, reprezentuje stosunek ciągłego prądu rozładowania akumulatora do jego pojemności.Akumulatory fosforanowe litowo-żelaza zwykle mają wysoką zdolność rozładowania i mogą wspierać szybkości rozładowania do 3C lub wyższych.

Życie (życie cyklu): Akumulatory fosforanu litowo-żelaza zwykle mają długą żywotność, mogą wytrzymać 2000-5000 cykli ładunku i rozładowania.

Gęstość energii: Gęstość energii akumulatorów fosforanu litowo-żelaza wynosi zwykle od 130 do 160 watów na kilogram (WH/kg).

Bateria ołowiowa została wspomniana wcześniej, ale nadal masz wątpliwości?

Jaka jest różnica między AMG a akumulatorami kwasowymi?
Co to jest bateria żelowa?
...

Nie martw się, tutaj da ci jasne różnice i podobieństwa.

Baterie ołowiu można podzielić na następujące typy:

Zalane akumulatory kwasowe ołowiowe: To najczęstszy rodzaj akumulatorów ołowiowych.Mają ciekłego elektrolitu, zazwyczaj mieszaninę wody i kwasu siarkowego, który może swobodnie poruszać się w obudowie akumulatora.

Oto kilka kluczowych cech i cech zalanych akumulatorów ołowiowych:

• •Ciekły elektrolit: Zalane akumulatory zawierają ciekł roztwór elektrolitowy, zwykle mieszaninę wody i kwasu siarkowego.Ciekły elektrolit może poruszać się w obudowie baterii.

• •Wyjmowane czapki komórkowe: Zalane akumulatory mają zdejmowane czapki komórkowe, które umożliwiają kontrolę i utrzymanie poziomu elektrolitu i grawitacji właściwej.Grawitacja właściwa jest miarą stężenia kwasu siarkowego w elektrolicie i wskazuje na stan ładunku akumulatora.

• •Uzwyczajanie wody: Zalane baterie wymagają okresowej konserwacji, w tym dodania wody destylowanej w celu utrzymania właściwego poziomu elektrolitu.Woda odparowuje podczas procesu ładowania, a doładowanie wodą destylowaną pomaga zapobiec wystawieniu płyt na powietrze, co może prowadzić do siarczanowania.

• •System odpowietrzania: Z powodu produkcji gazów podczas ładowania zalane akumulatory mają system odpowietrzania do zwolnienia nadmiaru gazu i zapobiegania nabudowaniu ciśnienia wewnątrz akumulatora.Ten system odpowietrzania wymaga odpowiedniej wentylacji w obszarze instalacji baterii.

• •Zdolność głębokiego rozładowania: Zalane akumulatory są zaprojektowane do obsługi głębokich zrzutów, dzięki czemu są odpowiednie do zastosowań, w których spodziewane są duże obciążenia lub długotrwałe zrzuty.

• •Ekonomiczne: Zalane akumulatory ołowiowe są ogólnie tańsze w porównaniu z innymi technologiami baterii, co czyni je opłacalnym wyborem dla różnych zastosowań.

Zalane akumulatory ołowiowe są powszechnie stosowane w aplikacjach motoryzacyjnych, systemach energii odnawialnej poza siecią, systemom zasilania kopii zapasowej oraz w zastosowaniach ciężkich, w których trwałość i niezawodność są krytyczne.

Zapieczętowane akumulatory kwasowe (SLA): Znane również jako akumulatory ołowiowe (VRLA) regulowane przez zawór, akumulatory te są zaprojektowane tak, aby były wolne od utrzymania i uszczelnione w celu zapobiegania wyciekom elektrolitów.Są dalej podzielone na dwa podtypy:

A.Baterie chłonnej szklanej maty (AGM): Baterie te wykorzystują matę z włókna szklanego nasączone elektrolitem, aby wchłonąć i przytrzymać elektrolit w akumulatorze.MAT działa również jako separator między płytami.

Oto kilka kluczowych punktów na temat akumulatorów AGM:

• •Konstrukcja: Baterie AGM składają się z płyt ołowiowych i elektrolitu wchłoniętego w separatorze mat szklanych.Elektrolit jest unieruchomiony w szklanej macie, dzięki czemu jest nie do spowolnienia i bez konserwacji.

• •Działanie: Baterie AGM działają przy użyciu reakcji chemicznej między płytkami ołowiowymi a elektrolitem w celu wytwarzania energii elektrycznej.Separator matrycy szklanej pomaga zatrzymać elektrolit i zapewnia dużą powierzchnię reakcji chemicznych, co powoduje dużą gęstość mocy i szybkie możliwości ładowania.

• •Uszczelnione i regulowane zaworami: akumulatory AGM są uszczelnione, co oznacza, że nie wymagają uzupełniania wody lub elektrolitów, takich jak tradycyjne zalane akumulatory kwasowe ołowiu.Są one również regulowane zastawkami, co oznacza, że mają zawór zwolnienia ciśnieniowego, aby wyrzucić nadmiar gazu i utrzymać ciśnienie wewnętrzne.

• •Zdolność do cyklu głębokiego: Akumulatory AGM są znane ze swoich zdolności cyklu głębokiego, co oznacza, że mogą rozładować znaczną część swojej pojemności bez uszkodzenia.Są one powszechnie stosowane w zastosowaniach, które wymagają częstych głębokich zrzutów i ładowania, takich jak systemy energii odnawialnej, pojazdy elektryczne i zastosowania morskie.

• •Bez konserwacji: Akumulatory AGM są praktycznie wolne od utrzymania, ponieważ nie wymagają regularnych dodatków do wody ani kontroli elektrolitów.Nadal jednak wymagają odpowiednich warunków ładowania i przechowywania, aby zmaksymalizować ich żywotność i wydajność.

• •Zalety: Baterie AGM oferują kilka zalet w porównaniu z innymi typami baterii.Mają niską szybkość wypisu, są bardziej odporne na wibracje i wstrząs i mogą być zamontowane w różnych orientacjach.Mają również szybszą szybkość ładowania i mogą zapewnić wysoką wydajność prądu w razie potrzeby.

• •Zastosowania: Akumulatory AGM są używane w szerokiej gamie aplikacji, w tym systemy zasilania kopii zapasowej, zasilacze nieprzerwane (UPS), systemy alarmowe, sprzęt medyczny, pojazdy rekreacyjne (RVS), systemy słoneczne poza siecią i wiele innych.

B.Baterie żelowe: Akumulatory żelowe wykorzystują środek zagęszczający, zwykle krzemionkę, do unieruchomienia elektrolitu.Tworzy to żelową konsystencję, która zmniejsza ryzyko wycieku elektrolitu i pozwala na różne orientacje akumulatora.

Oto przegląd baterii żelowych:

• •Elektrolit żelowy: Baterie żelowe wykorzystują zagęszczony elektrolit w postaci żelu.Elektrolit składa się z roztworu kwasu siarkowego zmieszanego z krzemionką, aby stworzyć substancję podobną do żelowej.Ten żelowy elektrolit unieważnia kwas i zapobiega swobodnie płynie.

• •Konstrukcja: Akumulatory żelowe zwykle mają płytki ołowiowe, podobne do innych akumulatorów kwasowych ołowiowych, ale z unikalnym materiałem separatora, który pochłania i zachowuje elektrolit żelowy.Elektrolit żelowy zmniejsza ryzyko wycieku kwasu, dzięki czemu akumulatory odporne na rozlanie i bezobsługowe.

• •Możliwości głębokiego cyklu: Podobnie jak akumulatory AGM, żelowe akumulatory są przeznaczone do zastosowań w głębokim cyklu.Mogą wytrzymać wielokrotne głębokie zrzuty i ładowania bez znacznej utraty zdolności.To sprawia, że nadają się do zastosowań wymagających częstego jazdy na rowerze, takich jak systemy energii odnawialnej, pojazdy elektryczne i zastosowania morskie.

• •Uszczelnione i regulowane zaworami: Akumulatory żelowe, takie jak akumulatory AGM, są uszczelnione i regulowane zawory.Nie wymagają regularnej konserwacji, takich jak dodawanie wody lub sprawdzanie poziomów elektrolitów.Zawór odciążenia pozwala na ucieczkę nadmiaru gazu i pomaga utrzymać ciśnienie wewnętrzne akumulatora.

• •Wrażliwość na temperaturę: Akumulatory żelowe mają niższą wrażliwość na ekstremalne temperatury w porównaniu do akumulatorów AGM.Dobrze sobie radzą zarówno w środowiskach o wysokiej, jak i niskiej temperaturze.Elektrolit żelowy zapewnia lepszą stabilność termiczną, co czyni je odpowiednimi do zastosowań w ekstremalnych klimatach.

• •Wibracje i odporność na wstrząs: Akumulatory żelowe są wysoce odporne na wibracje i wstrząs z powodu unieruchomionego elektrolitu żelowego.To czyni je preferowanym wyborem dla aplikacji, w których akumulator może odczuwać częste ruch lub naprężenie mechaniczne.

• •Wolniejsza szybkość ładowania: Jednym ograniczeniem akumulatorów żelowych jest ich stosunkowo wolniejsza szybkość ładowania w porównaniu z akumulatorami AGM.Elektrolit żelowy hamuje ruch jonów, co powoduje wolniejszy proces ładowania.Ważne jest, aby użyć kompatybilnej ładowarki zaprojektowanej specjalnie do akumulatorów żelowych, aby uniknąć przeładowania.

• •Zastosowania: Akumulatory żelowe są powszechnie stosowane w różnych zastosowaniach, w tym systemach energii odnawialnej, systemach słonecznych poza siecią, wózkach golfowych, wózkach elektrycznych, skuterach i innych urządzeniach mobilności.Są one również preferowane w zastosowaniach, w których kluczowe jest bezpieczeństwo, odporność na wibracje i głębokie możliwości jazdy na rowerze.

Streszczenie
Chociaż akumulatory ołowiowe nadal zajmują wysoki udział MAR ket w aplikacji Mar ket ze względu na niską cenę.Ale w ostatnich latach, wraz z przebudzeniem świadomości ludzi na temat ochrony środowiska, coraz więcej osób zaczęło porzucić zanieczyszczające akumulatory ołowiowe i zastępują je bardziej przyjaznymi dla środowiska akumulatorów litowo-jonowych.

Akumulatory litowe polimerowe, znane również jako akumulatory Li-PO, są rodzajem akumulatora powszechnie stosowanego w przenośnych urządzeniach elektronicznych.Są odmianą akumulatorów litowo-jonowych i mają wiele podobieństw, ale różnią się pod względem ich konstrukcji i elektrolitu.

Oto kilka głównych informacji na temat akumulatorów litowych (Li-Po):

Akumulatory Li-PO wykorzystują elektrolit polimerowy zamiast ciekłego elektrolitu występującego w tradycyjnych akumulatorach litowo-jonowych.Ten elektrolit polimerowy jest zwykle substancją stałą lub żelową, która pozwala na większą elastyczność w kształcie baterii.Ta elastyczność sprawia, że akumulatory Li-PO są idealne dla urządzeń z ograniczeniami przestrzennymi lub nieregularnymi kształtami, takimi jak smartfony, tablety, drony i urządzenia do noszenia.

• • Gęstość energii: akumulatory Li-Po zazwyczaj mają gęstości energii w zakresie od 150 do 200 watów na kilogram (WH/kg).Ta wysoka gęstość energii pozwala na dłuższą żywotność baterii i bardziej kompaktowe wzory w porównaniu z innymi technologiami baterii.

• • Szybkość rozładowania: Baterie Li-PO są znane z wysokich prędkości rozładowania, często przekraczające 20 ° C (gdzie C reprezentuje pojemność baterii).Niektóre wysokowydajne akumulatory Li-PO mogą nawet obsługiwać prędkości rozładowania 50 ° C lub więcej, umożliwiając im szybkie dostarczanie dużych ilości energii.

• • Życie cyklu: akumulatory Li-PO mogą zazwyczaj wytrzymać setki cykli ładowania i rozładowania, zanim ich pojemność zacznie znacząco degradować.Dobrze utrzymana bateria Li-PO może zachować około 80% swojej pierwotnej pojemności po 300-500 cyklach.

• • Szybkość wypisu: Akumulatory Li-PO mają stosunkowo niski wskaźnik samozadowolenia.Mogą zachować około 5-10% ładunku miesięcznie, gdy są przechowywane w temperaturze pokojowej.Ta funkcja sprawia, że nadają się do urządzeń, które mogą być bezczynne przez dłuższe okresy bez utraty większej liczby opłat.

• • Napięcie: Akumulatory Li-Po zwykle mają nominalne napięcie 3,7 woltów na komórkę.Jednak po całkowitym naładowaniu napięcie może osiągnąć około 4,2 woltów na komórkę.Należy zauważyć, że akumulatory Li-PO wymagają wyspecjalizowanych ładowarek zaprojektowanych do obsługi ich właściwości napięcia i ładowania.

• • Rozważania bezpieczeństwa: Akumulatory Li-PO są bardziej wrażliwe na nadmierne ładowanie, nadmierne obciążenie i wysokie temperatury w porównaniu z innymi typami baterii.Jeśli są źle traktowane, mogą puchnąć, przegrzewać, a nawet zapalić lub eksplodować.Ważne jest, aby przestrzegać wytycznych bezpieczeństwa, użycie odpowiednich ładowarek i unikanie fizycznego uszkodzenia baterii.

Kompozycja i zasada pracy:
Akumulatory niklu-metalu (NIMH) składają się z elektrody dodatniej (wodorotlenek niklu), elektrody ujemnej (wodorek metalu) i elektrolitu.Podczas rozładowania jony wodoru z elektrody wodorodowej metalowej łączą się z jonami wodorotlenkowymi z elektrolitu, tworząc wodę.Elektrony uwalniane przepływają przez obwód zewnętrzny, generując energię elektryczną.

Napięcie:
Akumulatory NIMH zazwyczaj mają napięcie nominalne 1,2 wolta na komórkę.Wiele komórek można połączyć szeregowo, aby zwiększyć całkowite napięcie.

Pojemność i energia:
Akumulatory NIMH mają ocenę pojemności, mierzoną w godzinach amper-godzinnych (AH) lub Milliampere-Hours (MAH), co reprezentuje ilość ładowania, którą akumulator może przechowywać.Pojemność energii akumulatora NIMH jest określana przez pomnożenie jego pojemności przez napięcie nominalne.

Ładowanie i rozładowywanie:
Baterie NIMH można ładować za pomocą odpowiednich technik ładowania.Podczas ładowania stosuje się wyższe napięcie w celu odwrócenia reakcji chemicznych, które wystąpiły podczas rozładowania.Rozładowanie obejmuje uwalnianie zapisanej energii jako energii elektrycznej.

Efekt pamięci:
Baterie NIMH są podatne na efekt pamięci, w którym pojemność baterii jest zmniejszona, jeśli jest ona wielokrotnie naładowana bez pełnego rozładowania.Jednak współczesne akumulatory NIMH są mniej podatne na ten efekt w porównaniu z wcześniejszymi wersjami.

Wpływ środowiska:
Baterie NIMH są bardziej przyjazne dla środowiska niż niektóre inne typy baterii (takie jak bateria ołowiowa), ponieważ nie zawierają toksycznych metali ciężkich, takich jak ołów lub kadm.Nadal jednak wymagają odpowiedniego usuwania lub recyklingu z powodu obecności innych materiałów, takich jak nikiel i wodorek metalu.

Aplikacje:
Akumulatory NIMH są powszechnie stosowane w różnych aplikacjach, w tym w przenośnej elektronice, pojazdach hybrydowych, elektrycznych narzędzia i innych urządzeniach o wysokim leczeniu.Oferują równowagę między pojemnością, gęstością energii i opłacalności.

Kompozycja i zasada pracy:
Akumulatory srebra-Zinc (Ag-Zn) składają się z elektrody dodatniej (tlenek srebra, Ag2O), elektrody ujemnej (cynk, Zn) i alkalicznego elektrolitu.Podczas rozładowania elektroda tlenku srebra zmniejsza się do srebra (AG) i uwalnia jony wodorotlenkowe (OH-) do elektrolitu.Jednocześnie elektroda cynkowa utlenia się, rozpuszczając się w jony cynku (Zn2+) i wytwarzając elektrony (E-).Ogólna reakcja może być reprezentowana jako: 2AG2O + Zn -> 4ag + ZnO

Napięcie:
Akumulatory srebrne-Zinc zwykle mają nominalne napięcie od 1,6 do 1,9 woltów na komórkę.

Pojemność i energia:
Baterie srebrne-zinc mają stosunkowo wysoką gęstość energii około 100-120 WH/kg.Oferują pojemność od 150 do 500 mAh na komórkę.

Ładowanie i rozładowywanie:
Podczas ładowania reakcje są odwrócone.Srebro jest utleniane z powrotem do tlenku srebra na elektrodzie dodatniej, a cynk wysiany z powrotem na elektrodę ujemną.

Zalety:
Baterie srebrne-zinc oferują kilka zalet, w tym wysoką gęstość energii, dłuższą żywotność cyklu (zwykle ponad 500 cykli) i stosunkowo niski wpływ na środowisko.Są one również uważane za bezpieczniejsze w porównaniu z innymi chemii akumulatorów.

Ograniczenia:
Jednym ograniczeniem baterii srebrnych z end-zinc jest możliwość tworzenia srebrnych dendrytów, które mogą powodować zwarcia wewnętrzne i zmniejszyć wydajność baterii z czasem.Konieczne są staranne procedury ładowania i rozładowywania, aby zminimalizować tworzenie dendrytu.

Aplikacje:
Baterie srebrne-zinc są stosowane w różnych zastosowaniach, takich jak sprzęt wojskowy, urządzenia medyczne, aparaty słuchowe i zastosowania lotnicze.Ich wysoka gęstość energii i niezawodność sprawiają, że są odpowiednie do wymagających i wysokowydajnych zastosowań.

Kompozycja i zasada pracy:
Akumulatory ołowiu łączą dodatnią elektrodę dwutlenku ołowiu (PBO2) i ujemną elektrodę zawierającą materiały węglowe.Podczas rozładowania elektroda dwutlenku ołowiu przekształca siarczan ołowiowy (PBSO4), podczas gdy elektroda węglowa pochłania i uwalnia jony.Ten proces generuje energię elektryczną.Podczas ładowania reakcje są odwrócone, przekształcając siarczan ołowiu z powrotem do dwutlenku ołowiu i przywracając elektrodę węglową.

Napięcie:
Akumulatory ołowiowe zwykle mają nominalne napięcie 2 woltów na komórkę.

Pojemność i energia:
Akumulatory ołowiowe mają ocenę pojemności od około 40 AH do 200 AH na ogniwo, w zależności od wielkości i konstrukcji akumulatora.Pojemność energii jest określana przez pomnożenie pojemności przez napięcie nominalne.

Ładowanie i rozładowywanie:
Akumulatory ołowiu można ładować za pomocą odpowiednich technik ładowania.Podczas ładowania nakłada się napięcie wyższe niż napięcie akumulatora w celu przekształcenia siarczanu ołowiu z powrotem w dwutlenek ołowiu i uzupełnienie elektrody węglowej.Rozładowanie obejmuje uwalnianie zapisanej energii jako energii elektrycznej.

Zalety:
Akumulatory ołowiu oferują kilka zalet w stosunku do tradycyjnych akumulatorów ołowiowych, w tym lepszą żywotność cyklu (zwykle ponad 2000 cykli), wyższą akceptację ładunku i lepszą wydajność w częściowym stanie ładunku (PSOC).Dodanie węgla do elektrody ujemnej zwiększa zdolność baterii do obsługi zastosowań o wysokiej prądu i wysokiej jakości.

Aplikacje:
Akumulatory ołowiu znajdują aplikacje w systemach magazynowania energii odnawialnej, hybrydowych pojazdów elektrycznych (HEVS), systemach zapasowych zasilania i innych zastosowaniach przemysłowych.Są one szczególnie odpowiednie do zastosowań wymagających częstego kolarstwa, wysokich wskaźników ładowania i rozładowania oraz długoterminowej niezawodności.

Wpływ środowiska:
Akumulatory ołowiu mają zmniejszoną zawartość ołowiu w porównaniu z konwencjonalnymi akumulatorami ołowiu, co prowadzi do lepszego wpływu na środowisko.Wykazują również lepsze możliwości jazdy na rowerze, co powoduje dłuższą żywotność usług i zmniejszenie wytwarzania odpadów.

Kompozycja i zasada pracy:
Akumulatory sodowo-sulfur (NAS) składają się z elektrolitu w stanie stałym, elektrody dodatniej sodu (Na) i elektrody ujemnej siarki (S).Zasada pracy obejmuje odwracalne reakcje redoks między sodem a siarką.Podczas rozładowania jony sodu (Na+) migrują z elektrody dodatniej przez elektrolit do elektrody ujemnej, gdzie reagują z siarką z tworzeniem polisiarczków sodu.Ten proces uwalnia energię elektryczną.Podczas ładowania reakcje są odwrócone, przekształcając polisiarczki sodu z powrotem na jony sodu i siarkę.

Napięcie:
Akumulatory sodowo-siarczkowe zazwyczaj mają nominalne napięcie 2 woltów na komórkę.

Pojemność i energia:
Baterie sodowo-siarki mają wysoką gęstość energii, od 100 WH/KG do 200 WH/KG.Pojemność jest zwykle w zakresie od 200 do 500 godzin amper-godzinnych (AH) na komórkę.

temperatura robocza:
Akumulatory sodowo-siarczkowe działają w wysokich temperaturach, zwykle około 300 do 350 stopni Celsjusza (572 do 662 stopni Fahrenheita), aby ułatwić ruchliwość jonów sodu i zwiększyć reakcje elektrochemiczne.

Ładowanie i rozładowywanie:
Baterie sodowo-siarki wymagają starannej kontroli temperatury podczas ładowania i rozładowywania, aby utrzymać ich wydajność i zapobiec problemom bezpieczeństwa.Ładowanie polega na zastosowaniu wyższego napięcia w celu napędzania jonów sodu z powrotem do elektrody dodatniej, podczas gdy rozładowanie obejmuje uwalnianie zapisanej energii jako energii elektrycznej.

Zalety:
Akumulatory sodowo-sulfurowe oferują kilka zalet, w tym wysoką gęstość energii, długą żywotność cyklu (ponad 3000 cykli) i doskonałą wydajność ładunku/rozładowania.Są odpowiednie do zastosowań wymagających magazynowania energii na dużą skalę, takich jak systemy magazynowania energii na poziomie siatki.

Aplikacje:
Baterie sodowo-siarki są stosowane w różnych zastosowaniach, w tym w zakresie magazynowania energii odnawialnej, stabilizacji sieci elektrycznej i systemów zasilania poza siecią.Są one szczególnie odpowiednie do zastosowań, które wymagają długotrwałego magazynowania energii i wysokiej mocy wyjściowej.

Kompozycja i zasada pracy:
Akumulatory sodu-jonowe składają się z elektrody dodatniej na bazie sodu, elektrody ujemnej na bazie węgla i elektrolitu przewodzącego sodu jonowo.Zasada pracy obejmuje odwracalną interkalację/deinterkalację jonów sodu (Na+) w/z materiałów elektrodowych.Podczas rozładowania jony sodu migrują z elektrody dodatniej do elektrody ujemnej przez elektrolit, tworząc przepływ elektronów, który generuje energię elektryczną.Podczas ładowania jony sodu są wyprowadzane z powrotem do elektrody dodatniej.

Napięcie:
Akumulatory sodu-jonowe zwykle mają nominalne napięcie od 3,7 do 4 woltów na komórkę.

Pojemność i energia:
Akumulatory sodu-jonowe mają ocenę pojemności zwykle od 100 do 150 miliamperów na gram (MAH/G) dla materiałów elektrodowych.Gęstość energii może wynosić od 100 do 150 watów na kilogram (WH/KG).

Ładowanie i rozładowywanie:
Baterie sodowo-jonowe można ładować za pomocą odpowiednich technik ładowania.Podczas ładowania stosuje się wyższe napięcie, aby napędzać jony sodu z powrotem do elektrody dodatniej.Rozładowanie obejmuje uwalnianie zapisanej energii jako energii elektrycznej.

Zalety:
Akumulatory sodu-jonowe oferują kilka zalet, w tym obfitość i niski koszt sodu w porównaniu z litem, co czyni je potencjalnie bardziej opłacalnymi.Mają także długą żywotność cyklu, lepsze bezpieczeństwo w porównaniu do akumulatorów litowo-jonowych i są bardziej przyjazne dla środowiska.

Aplikacje:
Baterie sodowo-jonowe są badane dla różnych zastosowań, w tym na dużą skalę systemów magazynowania energii, integracji energii odnawialnej i stabilizacji siatki.Mają potencjał stosowania w pojazdach elektrycznych, przenośnej elektronice i innych zastosowaniach w zakresie magazynowania energii.