Ghid cuprinzător pentru clasificarea bateriei: o referință completă

Articolul precedent a menționat de fapt bateria cu litiu-ion de multe ori.Cred că ai înțeles deja conceptul său de bază.(Airticul conex:Ghidul final pentru baterii) Dar mulți oameni confundă adesea multe concepte, cum ar fi bateriile cu ioni de litiu, bateriile cu fosfat de fier de litiu și așa mai departe.Aici este vorba de clasificarea bateriei cu litiu-ion.Vă rugăm să continuați să citiți mai jos.

Bateriile cu ioni de litiu pot fi clasificate în mai multe categorii pe baza construcției și compoziției lor.Iată câteva clasificări comune ale bateriilor cu litiu-ion:

1. Baterii cu oxid de cobalt cu litiu (Licooo2): Acestea sunt unul dintre cele mai utilizate tipuri de baterii cu litiu-ion, frecvent întâlnite în electronica de consum, cum ar fi smartphone-urile și laptopurile.

Componente principale: un catod (electrod pozitiv) realizat din oxid de cobalt de litiu, un anod (electrod negativ) realizat în mod obișnuit din grafit și un separator care permite fluxul de ioni de litiu între electrozi, prevenind în același timp contactul direct.
•Densitate de energie: aproximativ 150-200 WH/kg
•Viața ciclului: în jur de 300-500 de cicluri
•Rata de auto-descărcare: aproximativ 5-8% pe lună

2. Baterii fosfat de fier de litiu (LIFEPO4): Aceste baterii sunt cunoscute pentru performanțele lor excelente de siguranță și pentru viața cu ciclu lung.Sunt adesea utilizate în vehicule electrice (EV) și sisteme de stocare a energiei.

Componente principale: Bateriile LifePO4 constau dintr -un catod (electrod pozitiv) din fosfat de fier de litiu, un anod (electrod negativ) fabricat în mod obișnuit din carbon și un separator care permite fluxul de ioni de litiu, prevenind în același timp contactul direct între electrozi.
•Densitatea energiei: în jur de 130-160 WH/kg
•Viața ciclului: de obicei cicluri 2000-5000
•Rata de auto-descărcare: aproximativ 1-3% pe lună

3. Baterii cu oxid de cobalt cu nichel de litiu (Linimncoo2 sau NMC): Bateriile NMC oferă un echilibru între densitatea energetică, capacitatea de putere și siguranța.Sunt utilizate frecvent în vehicule electrice și dispozitive electronice portabile.

Componente principale: compoziția bateriilor NMC poate varia, dar cea mai frecventă formulare este un raport dintre nichel, mangan și cobalt în catod, cum ar fi NMC 111 (părți egale nichel, mangan și cobalt) sau NMC 532 (5 părți părținichel, 3 părți mangan și 2 părți cobalt).Raportul exact afectează caracteristicile de performanță ale bateriei, inclusiv densitatea energetică, densitatea puterii și durata de viață a ciclului.
•Densitate de energie: aproximativ 200-250 WH/kg
•Viața ciclului: de obicei 500-1000 de cicluri
•Rata de auto-descărcare: aproximativ 3-5% pe lună

4. Baterii cu oxid de aluminiu de cobalt de litiu (linicoalo2 sau NCA): Bateriile NCA sunt cunoscute pentru densitatea lor ridicată de energie și sunt utilizate în vehicule electrice, cum ar fi unele modele produse de Tesla.

Componente principale: compoziția bateriilor NCA constă de obicei dintr -o concentrație mare de nichel, o cantitate moderată de cobalt și o cantitate mică de aluminiu în materialul catodului.Această formulare permite o densitate energetică ridicată și o performanță generală bună.

•Densitatea energetică: în jur de 200-260 WH/kg
•Durata de viață a ciclului: aproximativ 500-1000 de cicluri
•Rata de auto-descărcare: aproximativ 2-3% pe lună

5. Baterii Titanat de litiu (Li4TI5O12): Aceste baterii au o capacitate de rată ridicată și o durată de viață lungă a ciclului, ceea ce le face adecvate pentru aplicații care necesită încărcare rapidă și o putere mare de energie, cum ar fi autobuzele electrice și stocarea de energie a rețelei.

Componente principale: Materialul catod în bateriile Li4TI5O12 este compus din oxid de litiu din titan, care are o structură de cristal spinel.Această structură permite inserarea și extragerea ionilor de litiu cu o tulpină minimă, permițând bateriei să obțină o durată de viață lungă a ciclului.
•Densitatea energetică: de obicei 80-120 WH/kg
•Viața ciclului: în jur de 10.000 de cicluri sau mai multe
•Rata de auto-descărcare: aproximativ 1-2% pe lună

6. Baterii cu litiu-sulf (Li-s): Bateriile Li-S au potențialul de a oferi o densitate energetică ridicată, dar sunt încă în curs de dezvoltare și nu sunt comercializate pe scară largă.

Componente principale: Catodul bateriilor Li-S este de obicei compus din compuși de sulf sau sulf elementar, în timp ce anodul poate fi metal cu litiu sau un material gazdă cu ioni de litiu.În timpul descărcării, ionii de litiu se transformă între anod și catod prin electrolit, iar sulful suferă o serie de reacții chimice pentru a forma compuși de sulfură de litiu.Procesul invers are loc în timpul încărcării.
•Densitatea energetică: în prezent în curs de dezvoltare, dar potențial peste 300 WH/kg
•Viața ciclului: încă este îmbunătățită, de obicei în jur de 200-500 de cicluri
•Rata de auto-descărcare: variază în funcție de proiectarea și chimia specifică

7. Baterii cu ioni cu stat solid: Aceste baterii folosesc un electrolit solid în loc de un electrolit lichid sau gel, oferind avantaje potențiale în ceea ce privește siguranța, densitatea energetică și durata de viață a ciclului.Cu toate acestea, ei sunt încă în stadiul de cercetare și dezvoltare.

Componente principale: în bateriile cu ioni de litiu în stare solidă, atât catodul, cât și anodul sunt fabricate de obicei din materiale care conțin litiu, similare cu bateriile tradiționale cu ioni cu litiu.Cu toate acestea, diferența cheie constă în electrolit, care este un material solid care facilitează transportul ionilor de litiu între electrozi.
•Densitatea energetică: în prezent în curs de dezvoltare, dar care poate depăși 500 WH/kg
•Viața ciclului: încă este cercetat, dar se așteaptă să fie semnificativ mai mare decât bateriile convenționale cu ioni de litiu
•Rata de auto-descărcare: se așteaptă să fie mai mică decât bateriile convenționale cu ioni de litiu, dar datele specifice nu sunt încă disponibile pe scară largă.

Acestea sunt doar câteva dintre tipurile comune și există și alte tipuri specializate de baterii cu ioni de litiu în curs de dezvoltare.

Articolul precedent a menționat de fapt conceptul de baterii de fosfat de fier de litiu, care este un membru al familiei de baterii cu litiu-ion.Dar, din cauza proprietăților sale speciale, trebuie să vorbesc despre asta mai detaliat separat.

Bateriile cu fosfat cu litiu-fier au următoarele caracteristici unice în comparație cu bateriile tradiționale cu ioni de litiu: siguranță ridicată, durată de viață lungă, risc mai mic de fugă termică și un interval de temperatură de funcționare mai larg.Bateriile cu fosfat de fier de litiu folosesc ioni de litiu între electrozii pozitivi și negativi ca material catod, care are proprietăți chimice mai stabile și poate oferi o siguranță mai mare și o durată de viață mai lungă.În plus, bateriile cu fosfat de litiu-fier au un risc mai mic de fugă termică în comparație cu bateriile convenționale cu ioni de litiu în condiții extreme, cum ar fi temperatura ridicată sau supraîncărcarea.Acest lucru face ca bateriile de fosfat de litiu-fier mai avantajoase în unele aplicații care necesită o siguranță mai mare și pot funcționa corect pe un interval de temperatură mai larg.

Următorii sunt parametri comuni pentru bateriile cu fosfat de litiu-fier:

Interval de temperatură: Bateriile cu fosfat de fier de litiu funcționează de obicei pe o gamă largă de temperatură, de obicei de la -20 grade Celsius la 60 de grade Celsius.

Rata de auto-descărcare: Rata de auto-descărcare este rata cu care o baterie își pierde puterea pe cont propriu atunci când nu este utilizată.Rata de auto-descărcare a bateriei LifePO4 este de 1-3% pe lună.

Eficiența ciclului: Eficiența ciclului se referă la procentul de energie pierdută în timpul ciclului de încărcare/descărcare a bateriei.Bateriile cu fosfat de fier de litiu au, de obicei, o eficiență cu ciclu ridicat și sunt capabile să transforme energia electrică în energie chimică și să o elibereze cu o eficiență ridicată.

Dimensiunea bateriei: Bateriile cu fosfat cu fier de litiu sunt disponibile în mar ket într-o varietate de dimensiuni și forme diferite, cum ar fi 18650, 26650, etc.

Forma bateriei: Prismatic sau cilindric.

Tensiune nominală: Tensiunea nominală a unei singure baterii cu fosfat de fier de litiu este de 3,2 volți (v).

Tensiune de tăiere: Tensiunea de tăiere a unei singure baterii cu fosfat de fier de litiu este în general de 2,5 volți

Capacitate: Capacitatea celulelor LiFePO4 cilindrice variază de obicei de la 1000 mAh la 3000 mAh sau mai mare.Celulele LifePO4 pătrate au un interval de capacitate mai largă de la 7AH la 400AH sau mai mare.

Rata de încărcare: Rata de încărcare este de obicei exprimată ca o valoare C, care este un multiplu al capacității bateriei.De exemplu, o rată de încărcare de 1C înseamnă că bateria este încărcată la același curent cu capacitatea sa.O baterie LifePO4 tipică poate suporta rate de încărcare până la 1C până la 2C sau chiar mai mare.

Rată de descărcare: Rata de descărcare, exprimată și ca valoare C, reprezintă raportul dintre curentul de descărcare continuu al bateriei și capacitatea sa.Bateriile cu fosfat de fier de litiu au, de obicei, o capacitate ridicată a vitezei de descărcare și pot susține rate de descărcare de până la 3C sau mai mari.

Viața (viața ciclului): Bateriile cu fosfat de fier de litiu au de obicei o durată de viață lungă, pot rezista la 2000-5000 cicluri de încărcare și descărcare.

Densitatea energiei: Densitatea energetică a bateriilor cu fosfat de litiu-fier este de obicei între 130 și 160 de watt-ore pe kilogram (WH/kg).

Bateria cu plumb-acid a fost menționată anterior, dar mai aveți îndoieli?

Care este diferența dintre bateriile AMG și acid cu plumb?
Ce este o baterie cu gel?
...

Nu vă faceți griji, aici vă va oferi un fel clar de diferențe și asemănări ale acestora.

Bateriile cu plumb-acid pot fi clasificate în următoarele tipuri:

Baterii inundate cu plumb-acid: Acestea sunt cel mai frecvent tip de baterii cu plumb-acid.Au un electrolit lichid, de obicei un amestec de apă și acid sulfuric, care este liber să se deplaseze în carcasa bateriei.

Iată câteva caracteristici cheie și caracteristici ale bateriilor cu acid cu plumb inundat:

•Electrolit lichid: Bateriile inundate conțin o soluție de electrolit lichid, de obicei un amestec de apă și acid sulfuric.Electrolitul lichid este liber să se deplaseze în carcasa bateriei.

•Capacele celulare detașabile: Bateriile inundate au capace de celule detașabile care permit inspecția și întreținerea nivelului electrolitului și a gravitației specifice.Gravitatea specifică este o măsură a concentrației de acid sulfuric în electrolit și indică starea de încărcare a bateriei.

•Topul apei: Bateriile inundate necesită întreținere periodică, inclusiv adăugarea de apă distilată pentru a menține nivelul adecvat al electrolitului.Apa se evaporă în timpul procesului de încărcare, iar completarea cu apă distilată ajută la prevenirea expunerii plăcilor la aer, ceea ce ar putea duce la sulfare.

•Sistem de aerisire: Datorită producerii de gaze în timpul încărcării, bateriile inundate au un sistem de aerisire pentru a elibera excesul de gaz și a preveni acumularea presiunii în interiorul bateriei.Acest sistem de aerisire necesită o ventilație adecvată în zona de instalare a bateriei.

•Capacitate de descărcare profundă: Bateriile inundate sunt concepute pentru a gestiona descărcările adânci, ceea ce le face potrivite pentru aplicații în care sunt așteptate sarcini grele ocazionale sau descărcări de lungă durată.

•Economic: Bateriile cu plumb inundat sunt, în general, mai puțin costisitoare în comparație cu alte tehnologii de baterii, ceea ce le face o alegere rentabilă pentru diverse aplicații.

Bateriile cu acid cu plumb inundat sunt utilizate în mod obișnuit în aplicații auto, sisteme de energie regenerabilă în afara rețelei, sisteme de energie de rezervă și în aplicații grele, unde durabilitatea și fiabilitatea sunt critice.

Baterii sigilate cu plumb (SLA): Cunoscute și sub denumirea de baterii cu plumb reglementate de supapă (VRLA), aceste baterii sunt proiectate pentru a fi fără întreținere și sunt sigilate pentru a preveni scurgerea electrolitică.În continuare sunt clasificate în două subtipuri:

A.Baterii cu covor de sticlă absorbant (AGM): Aceste baterii folosesc o covorașă din fibră de sticlă înmuiată în electrolit pentru a absorbi și a ține electrolitul în baterie.Covorașul acționează, de asemenea, ca un separator între plăci.

Iată câteva puncte cheie despre bateriile AGM:

•Construcție: Bateriile AGM constau din plăci de plumb și un electrolit absorbit într -un separator de covorașe de sticlă.Electrolitul este imobilizat în covorașul de sticlă, ceea ce îl face să nu fie spilabil și fără întreținere.

•Funcționare: Bateriile AGM funcționează folosind o reacție chimică între plăcile de plumb și electrolit pentru a produce electricitate.Separatorul de covoare din sticlă absorbită ajută la păstrarea electrolitului și oferă o suprafață mare pentru reacții chimice, ceea ce duce la o densitate mare de putere și capacități de reîncărcare rapidă.

•Sigilate și reglate cu supapă: Bateriile AGM sunt sigilate, ceea ce înseamnă că nu necesită apă sau reumplere a electrolitului, cum ar fi bateriile tradiționale inundate cu plumb.De asemenea, sunt reglementate de valvă, ceea ce înseamnă că au o supapă de reducere a presiunii pentru a evacua excesul de gaz și a menține presiunea internă.

•Capacitate de ciclu profund: Bateriile AGM sunt cunoscute pentru capacitatea lor de ciclu profund, ceea ce înseamnă că pot descărca o porțiune semnificativă din capacitatea lor, fără a fi deteriorate.Sunt utilizate în mod obișnuit în aplicații care necesită descărcări și reîncărcări profunde frecvente, cum ar fi sisteme de energie regenerabilă, vehicule electrice și aplicații marine.

•Fără întreținere: Bateriile AGM sunt practic fără întreținere, deoarece nu necesită adăugări regulate de apă sau verificări de electroliți.Cu toate acestea, acestea necesită în continuare condiții de încărcare și depozitare adecvate pentru a -și maximiza durata de viață și performanța.

•Avantaje: Bateriile AGM oferă mai multe avantaje față de alte tipuri de baterii.Au o rată scăzută de auto-descărcare, sunt mai rezistente la vibrații și șoc și pot fi montate în diferite orientări.De asemenea, au o rată de reîncărcare mai rapidă și pot oferi o producție ridicată de curent atunci când este nevoie.

•Aplicații: Bateriile AGM sunt utilizate într-o gamă largă de aplicații, inclusiv sisteme de alimentare de rezervă, surse de alimentare neîntrerupte (UPS), sisteme de alarmă, echipamente medicale, vehicule de agrement (RVS), sisteme solare off-grid și multe altele.

b.Baterii cu gel: Bateriile cu gel folosesc un agent de îngroșare, de obicei silice, pentru a imobiliza electrolitul.Aceasta creează o consistență asemănătoare cu gelul, care reduce riscul de scurgere a electrolitului și permite orientări diferite ale bateriei.

Iată o imagine de ansamblu asupra bateriilor cu gel:

•Electrolit cu gel: Bateriile cu gel folosesc un electrolit îngroșat sub formă de gel.Electrolitul este format dintr-o soluție de acid sulfuric amestecat cu silice pentru a crea o substanță asemănătoare cu gel.Acest electrolit cu gel imobilizează acidul și îl împiedică să curgă liber.

•Construcție: Bateriile cu gel au de obicei plăci de plumb, similare cu alte baterii cu plumb-acid, dar cu un material de separare unic care absoarbe și păstrează electrolitul cu gel.Electrolitul cu gel reduce riscul de scurgere a acidului, ceea ce face ca bateriile să se răspândească și să nu fie întreținere.

•Capacitate de ciclu profund: la fel ca bateriile AGM, bateriile cu gel sunt proiectate pentru aplicații cu ciclu profund.Acestea pot rezista la descărcări profunde repetate și reîncărcări fără pierderi semnificative de capacitate.Acest lucru le face potrivite pentru aplicații care necesită ciclism frecvent, cum ar fi sisteme de energie regenerabilă, vehicule electrice și aplicații marine.

•Sigilate și reglate cu supapă: bateriile cu gel, precum bateriile AGM, sunt sigilate și reglate cu supapă.Acestea nu necesită întreținere regulată, cum ar fi adăugarea de apă sau verificarea nivelului de electrolit.Supapa de reducere a presiunii permite excesului de gaze să scape și ajută la menținerea presiunii interne a bateriei.

•Sensibilitate la temperatură: Bateriile cu gel au o sensibilitate mai mică la extremele de temperatură în comparație cu bateriile AGM.Ele funcționează bine atât în medii la temperaturi înalte, cât și la temperaturi scăzute.Electrolitul cu gel oferă o stabilitate termică îmbunătățită, ceea ce le face adecvate pentru aplicațiile din climele extreme.

•Vibrații și rezistență la șoc: Bateriile cu gel sunt foarte rezistente la vibrații și șoc din cauza electrolitului cu gel imobilizat.Acest lucru le face o alegere preferată pentru aplicațiile în care bateria poate experimenta mișcare frecventă sau stres mecanic.

•Rata de încărcare mai lentă: O limitare a bateriilor cu gel este rata lor de încărcare relativ mai lentă în comparație cu bateriile AGM.Electrolitul cu gel inhibă mișcarea ionilor, rezultând un proces de încărcare mai lent.Este important să utilizați un încărcător compatibil special conceput pentru bateriile cu gel pentru a evita supraîncărcarea.

•Aplicații: Bateriile cu gel sunt utilizate în mod obișnuit în diverse aplicații, inclusiv sisteme de energie regenerabilă, sisteme solare în afara rețelei, căruțe de golf, scaune cu rotile electrice, scutere și alte dispozitive de mobilitate.De asemenea, sunt preferate în aplicațiile în care siguranța, rezistența la vibrații și capacitatea de ciclism profund sunt cruciale.

rezumat
Deși bateriile cu acid cu plumb ocupă încă o cotă mare de martie ket în aplicația mar ket din cauza prețului scăzut.Dar în ultimii ani, odată cu trezirea conștientizării oamenilor cu privire la protecția mediului, tot mai mulți oameni au început să abandoneze bateriile poluante de plumb și să le înlocuiască cu bateriile cu ioni de litiu mai ecologici.

Bateriile de polimer cu litiu, cunoscute și sub denumirea de baterii Li-PO, sunt un tip de baterie reîncărcabilă utilizată în mod obișnuit în dispozitivele electronice portabile.Acestea sunt o variație a bateriilor cu ioni de litiu și împărtășesc multe asemănări, dar diferă în ceea ce privește construcția și electrolitul lor.

Iată câteva informații principale despre bateriile polimerului de litiu (Li-PO):

Bateriile Li-PO folosesc un electrolit polimer în loc de un electrolit lichid găsit în bateriile tradiționale cu ioni de litiu.Acest electrolit polimer este de obicei o substanță solidă sau asemănătoare cu gel, care permite o mai mare flexibilitate a factorului de formă al bateriei.Această flexibilitate face ca bateriile Li-PO să fie ideale pentru dispozitivele cu constrângeri de spațiu sau forme neregulate, cum ar fi smartphone-uri, tablete, drone și dispozitive purtabile.

• Densitatea energetică: Bateriile Li-PO au de obicei densități de energie cuprinse între 150 și 200 de watt-ore pe kilogram (WH/kg).Această densitate ridicată a energiei permite o durată de viață mai lungă a bateriei și proiecte mai compacte în comparație cu alte tehnologii de baterii.

• Rata de descărcare: Bateriile Li-PO sunt cunoscute pentru ratele mari de descărcare, care depășesc adesea 20C (unde C reprezintă capacitatea bateriei).Unele baterii Li-PO de înaltă performanță pot gestiona chiar și ratele de descărcare de 50C sau mai mari, permițându-le să furnizeze rapid cantități mari de putere.

• Durata de viață a ciclului: Bateriile Li-PO pot rezista de obicei la sute de cicluri de încărcare și descărcare înainte ca capacitatea lor să înceapă să se degradeze semnificativ.O baterie Li-PO bine întreținută poate păstra aproximativ 80% din capacitatea sa inițială după 300-500 de cicluri.

• Rata de auto-descărcare: Bateriile Li-PO au o rată de auto-descărcare relativ scăzută.Acestea pot păstra aproximativ 5-10% din taxa pe lună atunci când sunt depozitate la temperatura camerei.Această caracteristică le face potrivite pentru dispozitive care pot fi inactive pentru perioade îndelungate, fără a pierde multă taxă.

• Tensiune: Bateriile Li-PO au de obicei o tensiune nominală de 3,7 volți pe celulă.Cu toate acestea, atunci când este încărcat complet, tensiunea poate ajunge la aproximativ 4,2 volți pe celulă.Este important de menționat că bateriile Li-PO necesită încărcătoare specializate concepute pentru a gestiona caracteristicile de tensiune și încărcare.

• Considerații de siguranță: Bateriile Li-PO sunt mai sensibile la supraîncărcare, supra-dezamăgire și temperaturi ridicate în comparație cu alte tipuri de baterii.Dacă sunt maltratate, pot umfla, supraîncălzi sau chiar prinde foc sau explodează.Este crucial să urmați ghidurile de siguranță, să utilizați încărcătoare adecvate și să evitați deteriorarea fizică a bateriei.

Principiul compoziției și al funcționării:
Bateriile cu hidrură de nichel (NIMH) constau dintr-un electrod pozitiv (hidroxid de nichel), un electrod negativ (hidrură metalică) și un electrolit.În timpul descărcării, ionii de hidrogen din electrodul de hidrură metalică se combină cu ioni hidroxid de la electrolit, creând apă.Electronii eliberați curg prin circuitul extern, generând energie electrică.

Voltaj:
Bateriile NIMH au de obicei o tensiune nominală de 1,2 volți pe celulă.Mai multe celule pot fi conectate în serie pentru a crește tensiunea totală.

Capacitate și energie:
Bateriile NIMH au un rating de capacitate, măsurate în ampere-ore (AH) sau miliampere-ore (MAH), ceea ce reprezintă cantitatea de încărcare pe care o poate stoca bateria.Capacitatea energetică a unei baterii NIMH este determinată prin înmulțirea capacității sale cu tensiunea nominală.

Încărcare și descărcare:
Bateriile NIMH pot fi încărcate folosind tehnici de încărcare adecvate.În timpul încărcării, se aplică o tensiune mai mare pentru a inversa reacțiile chimice care au avut loc în timpul descărcării.Descărcarea implică eliberarea de energie stocată ca energie electrică.

Efect de memorie:
Bateriile NIMH sunt sensibile la efectul de memorie, unde capacitatea bateriei este redusă dacă este încărcată în mod repetat fără a fi externat complet mai întâi.Cu toate acestea, bateriile NIMH moderne sunt mai puțin predispuse la acest sens în comparație cu versiunile anterioare.

Impact asupra mediului:
Bateriile NIMH sunt mai ecologice decât unele alte tipuri de baterii (cum ar fi bateria de acid cu plumb), deoarece nu conțin metale grele toxice precum plumb sau cadmiu.Cu toate acestea, acestea necesită în continuare eliminarea sau reciclarea corespunzătoare din cauza prezenței altor materiale precum nichel și hidrură metalică.

Aplicații:
Bateriile NIMH sunt utilizate în mod obișnuit în diverse aplicații, inclusiv electronice portabile, vehicule hibride, unelte electrice fără fir și alte dispozitive de înaltă durată.Acestea oferă un echilibru între capacitate, densitate energetică și rentabilitate.

Principiul compoziției și al funcționării:
Bateriile Silver-Zinc (Ag-Zn) constau dintr-un electrod pozitiv (oxid de argint, Ag2O), un electrod negativ (zinc, Zn) și un electrolit alcalin.În timpul descărcării, electrodul de oxid de argint se reduce la formarea argintului (Ag) și eliberează ioni de hidroxid (OH-) în electrolit.Simultan, electrodul de zinc se oxidează, dizolvându-se în ioni de zinc (Zn2+) și generarea de electroni (E-).Reacția generală poate fi reprezentată ca: 2AG2O + Zn -> 4AG + ZNO

Voltaj:
Bateriile de argint-zinc au de obicei o tensiune nominală de 1,6 până la 1,9 volți pe celulă.

Capacitate și energie:
Bateriile de argint-zinc au o densitate relativ mare de energie de aproximativ 100-120 WH/kg.Acestea oferă o capacitate cuprinsă între 150 și 500 mAh pe celulă.

Încărcare și descărcare:
În timpul încărcării, reacțiile sunt inversate.Argintul este oxidat înapoi la oxid de argint pe electrodul pozitiv, iar zincul este placat înapoi pe electrodul negativ.

Avantaje:
Bateriile de argint-zinc oferă mai multe avantaje, inclusiv o densitate ridicată a energiei, o durată de viață mai lungă a ciclului (de obicei peste 500 de cicluri) și un impact asupra mediului relativ scăzut.De asemenea, sunt considerate mai sigure în comparație cu alte chimice de baterii.

Limitări:
O limitare a bateriilor Silver-Zinc este potențialul de formare a dendritelor de argint, ceea ce poate provoca scurtcircuite interne și poate reduce performanța bateriei în timp.Procedurile de încărcare și descărcare atentă sunt necesare pentru a reduce la minimum formarea dendritei.

Aplicații:
Bateriile de argint-zinc sunt utilizate în diverse aplicații, cum ar fi echipamente militare, dispozitive medicale, aparate auditive și aplicații aerospațiale.Densitatea ridicată a energiei și fiabilitatea lor le fac potrivite pentru aplicații solicitante și de înaltă performanță.

Principiul compoziției și al funcționării:
Bateriile cu carbon de plumb combină un electrod pozitiv de dioxid de plumb (PBO2) și un electrod negativ care conține materiale de carbon.În timpul descărcării, electrodul de dioxid de plumb se transformă în sulfat de plumb (PBSO4), în timp ce electrodul de carbon absoarbe și eliberează ioni.Acest proces generează energie electrică.În timpul încărcării, reacțiile sunt inversate, transformând sulfatul de plumb înapoi în dioxid de plumb și restabilirea electrodului de carbon.

Voltaj:
Bateriile cu carbon de plumb au de obicei o tensiune nominală de 2 volți pe celulă.

Capacitate și energie:
Bateriile cu carbon de plumb au o evaluare a capacității cuprinsă între aproximativ 40 Ah și 200 AH pe celulă, în funcție de dimensiunea și designul bateriei.Capacitatea energetică este determinată prin înmulțirea capacității cu tensiunea nominală.

Încărcare și descărcare:
Bateriile cu carbon de plumb pot fi încărcate folosind tehnici de încărcare adecvate.În timpul încărcării, se aplică o tensiune mai mare decât tensiunea bateriei pentru a transforma sulfatul de plumb înapoi în dioxid de plumb și pentru a reface electrodul de carbon.Descărcarea implică eliberarea de energie stocată ca energie electrică.

Avantaje:
Bateriile cu carbon de plumb oferă mai multe avantaje față de bateriile tradiționale cu plumb-acid, inclusiv durata de viață îmbunătățită a ciclului (de obicei peste 2.000 de cicluri), o acceptare mai mare de încărcare și o performanță mai bună în condiții parțiale de încărcare (PSOC).Adăugarea de carbon la electrodul negativ îmbunătățește capacitatea bateriei de a gestiona aplicații cu curent ridicat și de mare rată.

Aplicații:
Bateriile cu carbon de plumb găsesc aplicații în sisteme de stocare a energiei regenerabile, vehicule electrice hibride (HEV), sisteme de energie de rezervă și alte aplicații industriale.Sunt deosebit de potrivite pentru aplicațiile care necesită ciclism frecvent, rate mari de încărcare și descărcare și fiabilitate pe termen lung.

Impact asupra mediului:
Bateriile cu carbon de plumb au redus conținutul de plumb în comparație cu bateriile convenționale cu plumb-acid, ceea ce duce la îmbunătățirea impactului asupra mediului.De asemenea, prezintă o capacitate mai bună de ciclism, ceea ce duce la o durată de viață mai lungă și la o generare de deșeuri reduse.

Principiul compoziției și al funcționării:
Bateriile de sodiu-sulf (NAS) constau dintr-un electrolit în stare solidă, un electrod pozitiv de sodiu (NA) și un electrod negativ cu sulf (s).Principiul de lucru implică reacțiile redox reversibile între sodiu și sulf.În timpul descărcării, ionii de sodiu (Na+) migrează de la electrodul pozitiv prin electrolit până la electrodul negativ, unde reacționează cu sulf pentru a forma polisulfide de sodiu.Acest proces eliberează energie electrică.În timpul încărcării, reacțiile sunt inversate, transformând polisulfidele de sodiu înapoi în ioni de sodiu și sulf.

Voltaj:
Bateriile de sodiu-sulf au de obicei o tensiune nominală de 2 volți pe celulă.

Capacitate și energie:
Bateriile de sodiu-sulf au o densitate energetică ridicată, variind de la 100 WH/kg la 200 WH/kg.Capacitatea este de obicei cuprinsă între 200 și 500 de ore de amperi (AH) pe celulă.

Temperatura de Operare:
Bateriile de sodiu-sulf funcționează la temperaturi ridicate, de obicei în jur de 300 până la 350 de grade Celsius (572 până la 662 grade Fahrenheit), pentru a facilita mobilitatea ionilor de sodiu și pentru a spori reacțiile electrochimice.

Încărcare și descărcare:
Bateriile de sodiu-sulf necesită un control atent al temperaturii în timpul încărcării și descărcării pentru a-și menține performanța și a preveni problemele de siguranță.Încărcarea implică aplicarea unei tensiuni mai mari pentru a conduce ionii de sodiu înapoi la electrodul pozitiv, în timp ce descărcarea implică eliberarea de energie stocată ca energie electrică.

Avantaje:
Bateriile de sodiu-sulf oferă mai multe avantaje, inclusiv o densitate ridicată a energiei, durata de viață a ciclului lung (peste 3.000 de cicluri) și o eficiență excelentă de încărcare/descărcare.Sunt potrivite pentru aplicații care necesită stocare de energie pe scară largă, cum ar fi sisteme de stocare a energiei la nivel de grilă.

Aplicații:
Bateriile de sodiu-sulf sunt utilizate în diverse aplicații, inclusiv stocarea de energie regenerabilă, stabilizarea rețelei electrice și sistemele de alimentare în afara rețelei.Sunt deosebit de potrivite pentru aplicațiile care necesită stocare de energie de lungă durată și o putere mare de energie.

Principiul compoziției și al funcționării:
Bateriile cu ioni de sodiu constau dintr-un electrod pozitiv pe bază de sodiu, un electrod negativ pe bază de carbon și un electrolit care conduc sodiu-ion.Principiul de lucru implică intercalarea/deintercalarea reversibilă a ionilor de sodiu (Na+) în/din materialele electrodului.În timpul descărcării, ionii de sodiu migrează de la electrodul pozitiv la electrodul negativ prin electrolit, creând un flux de electroni care generează energie electrică.În timpul încărcării, ionii de sodiu sunt conduși înapoi la electrodul pozitiv.

Voltaj:
Bateriile cu ioni de sodiu au de obicei o tensiune nominală de 3,7 până la 4 volți pe celulă.

Capacitate și energie:
Bateriile cu ioni de sodiu au un rating de capacitate de obicei cuprins între 100 și 150 miliampere pe gram (mah/g) pentru materialele cu electrozi.Densitatea energetică poate varia de la 100 la 150 watt-ore pe kilogram (WH/kg).

Încărcare și descărcare:
Bateriile cu ioni de sodiu pot fi încărcate folosind tehnici de încărcare adecvate.În timpul încărcării, se aplică o tensiune mai mare pentru a conduce ionii de sodiu înapoi la electrodul pozitiv.Descărcarea implică eliberarea de energie stocată ca energie electrică.

Avantaje:
Bateriile cu ioni de sodiu oferă mai multe avantaje, inclusiv abundența și costul scăzut al sodiului în comparație cu litiu, ceea ce le face potențial mai rentabile.De asemenea, au o durată de viață cu ciclu lung, o siguranță îmbunătățită în comparație cu bateriile cu litiu-ion și sunt mai ecologice.

Aplicații:
Bateriile cu ioni de sodiu sunt explorate pentru diverse aplicații, inclusiv sisteme de stocare a energiei pe scară largă, integrare de energie regenerabilă și stabilizare a rețelei.Acestea au potențialul de a fi utilizate în vehicule electrice, electronice portabile și alte aplicații de stocare a energiei.