Кінцевий посібник з батарей

Акумулятори дуже важливі в сучасному суспільстві і використовуються в широкому спектрі застосувань (з розробкою технологій все більше пристроїв перетворюються на живлення акумулятора).Вони забезпечують портативні, відновлювані та аварійні енергетичні рішення, що сприяють технологічному розвитку, стійкому використанню енергії та прогресу в широкому спектрі галузей.

1. Портативні електронні пристрої: Наприклад, мобільні телефони, планшети, ноутбуки та цифрові камери.

2. Перевезення: Електричні та гібридні транспортні засоби використовують батареї як пристрій для зберігання первинної енергії.З збільшенням попиту на відновлювану енергію та екологічно чисті способи транспорту батареї відіграють ключову роль у розвитку стійкого транспорту.

3. Зберігання відновлюваної енергії: Акумулятори широко використовуються для зберігання відновлюваних джерел енергії, таких як сонячна та вітрова енергія.Зберігаючи електричну енергію в акумуляторах, вони можуть забезпечити постійний запас електроенергії, коли сонячна або вітрова енергія недоступна.

4. Аварійна влада: Акумулятори відіграють важливу роль як резервне джерело живлення в надзвичайних ситуаціях.Наприклад, такі пристрої, як бездротові телефони, смолоскипи та аварійні світильники, потребують батарей, щоб забезпечити надійну потужність.

5. Медичне обладнання: Багато медичних пристроїв, таких як кардіостимулятори та штучні вентилятори, використовують батареї як джерело живлення.Стабільність та надійність акумуляторів мають вирішальне значення для роботи цих критичних пристроїв.

6. Військові заяви: Акумулятори використовуються в широкому спектрі військових застосувань, наприклад, для військового комунікаційного обладнання, навігаційних систем та безпілотників.Акумулятори можуть забезпечити незалежну енергопостачання та покращити бойові можливості на полі бою.

7. Промисловий: Акумулятори використовуються в промисловості для акумуляторних систем, аварійних джерел живлення та бездротових датчиків.Вони забезпечують надійне електропостачання та забезпечують безперервність та безпеку промислового виробництва.

Магія акумуляторів полягає в їх здатності перетворювати хімічну енергію в електричну енергію.Акумулятор містить два електроди (позитивні та негативні) та електроліт.Електроліт діє як провідник іонів, що дозволяє хімічну реакцію між електродами.

Основний принцип акумулятора заснований на електрохімічних реакціях.Коли відбувається хімічна реакція, вона генерує потік електронів.У зарядженому стані акумулятор зберігає хімічні речовини між позитивними та негативними електродами, а хімічна реакція оборотна.Коли акумулятор підключений до зовнішнього ланцюга, хімічна реакція починається, внаслідок чого хімічна речовина на позитивному терміналі окислюється, а хімічна речовина на негативному клемі для зменшення.В результаті надходять електрони від негативної клеми до позитивної клеми, виробляючи електричний струм.Цей процес триває, поки хімічні речовини не будуть виснажені.

Різні типи акумуляторів використовують чіткі хімічні реакції для отримання електроенергії.Наприклад, найпоширеніший тип літій-іонної батареї: його позитивний електрод складається з літієвої сполуки (наприклад, оксиду кобальту або літієвого фосфату заліза), а його негативний електрод складається з вуглецевого матеріалу (наприклад, графіт).У зарядженому стані іони літію вбудовуються з позитивного електрода в негативний матеріал.Під час розряду іони літію відмовляються від негативного електрода і повертаються до позитивного електрода, випускаючи електрони.

Кінцевий посібник є цінним для читача з кількох причин:

1. Надати точну інформацію: Інтернет переповнений фрагментами інформації та суперечливими думками.Кінцевий посібник надає вичерпну та точну інформацію шляхом консолідації та збору надійних джерел, щоб допомогти читачам швидко отримати доступ до необхідних знань та уникати оманливої чи неправильної інформації.

2. Економте час та зусилля: Пошук в Інтернеті конкретних тем часто вимагає великої кількості часу, щоб просіяти та перевірити надійність інформації.Кінцевий посібник економить час та зусилля, об'єднуючи відповідну інформацію, щоб читачі могли знайти всю необхідну інформацію в одному місці.

3. Вирішення суперечностей та плутанини: Інтернет часто представляє різні відповіді на одне і те ж питання чи суперечності між інформацією.Кінцевий посібник допомагає читачам уникнути плутанини та здивування, синтезуючи різні погляди та авторитетні джерела, щоб дати найнадійніші відповіді.

4. Надайте рекомендації та поради: Кінцевий посібник не лише надає факти та інформацію, але також може надати практичні вказівки та поради.

Ось деякі з 5 найпоширеніших типів акумуляторів, включаючи їх принципи, характеристики та застосування.Якщо ви хочете найбільш вичерпну інформацію про типи акумуляторів, ви також можете пропустити цей розділ і перейти прямо на "більшість типів акумуляторів та додатків" нижче.

Свинцеві батареї

•Принцип: батареї свинцю-кислоти використовують хімічну реакцію між діоксидом свинцю та свинцю для отримання електричної енергії.
•Особливості: низька вартість, висока стартова струм та щільність енергії, але велика і важка.
•Програми: автомобільні стартерні батареї, ДБЖ (безперебійне джерело живлення) тощо.

Лі-іон (літій-іон) акумулятори

•Принцип: літій-іонні батареї використовують міграцію іонів літію між позитивними та негативними електродами для зберігання та вивільнення електричної енергії.
•Особливості: Висока щільність енергії, легша вага та довший термін експлуатації.Висока зарядка та ефективність розряду.
•Програми: мобільні пристрої (наприклад, мобільні телефони, планшетні комп'ютери), портативні електронні пристрої та електромобілі.

Нікд (нікель-кадмій) батареї

•Принцип: акумулятори NICD виробляють електричну енергію за допомогою хімічної реакції між нікелем та гідроксидом кадмію.
•Особливості: Висока потужність та тривале життя, але вони містять шкідливий кадмій важкого металу, що має певний вплив на навколишнє середовище.
•Програми: цифрові камери, портативні інструменти та безпілотники тощо.

NIMH (нікель-метал) гідридні батареї

• Принцип: батареї NIMH використовують хімічну реакцію між нікелем та воднем для зберігання та вивільнення електричної енергії.
•Особливості: Висока щільність енергії, тривале життя, без забруднення та кращі показники високої температури.
•Застосування: гібридні транспортні засоби, системи зберігання енергії тощо.

Ліпо (літієвий полімер) акумулятор

•Принцип: Літієвий полімерний акумулятор схожий на літій -іонний акумулятор, але він використовує суцільний полімерний електроліт замість рідкого електроліту.
•Особливості: Висока щільність енергії, легша вага, краща безпека та менша швидкість самообанктору.Підходить для тонких пристроїв.
•Програми: ноутбуки, розумні годинники та портативні медичні пристрої тощо.

1. Ємність акумулятора: Кількість електричної енергії, яку може зберігати акумулятор, зазвичай виражається в AMP-годинах (AH) або мілі-АМП (МАХ).

2. Напруга: Різниця потенціалу або різниця напруги акумулятора, виражена в Вольтах V. Він представляє кількість електричної енергії, яку може зберігати акумулятор.

3. Акумулятор: Індивідуальна комірка в акумуляторі, що містить позитивний електрод, негативний електрод та електроліт.

4. Акумулятор: Ціле складається з декількох акумуляторних комірок у поєднанні.Зазвичай вони підключаються та керуються через з'єднувачі, дошки та інші компоненти.

5. З'єднання серії: Множинні батареї, з'єднані послідовно, з позитивним клемою, підключеним до негативного клеми, для збільшення загальної напруги.При підключенні послідовно напруги комірки накладаються.

6. Паралельне з'єднання: Підключає кілька акумуляторних комірок послідовно, з позитивним клемою, підключеним до негативного терміналу, для збільшення загальної можливості струму та ємності.При підключенні паралельно, потужність акумуляторних комірок додається разом.

7. Зарядка: Подаючи електричну енергію в акумулятор із зовнішнього джерела, щоб відновити хімічну енергію, що зберігається в акумуляторі.

8. Розряд: Випуск електричної енергії від акумулятора для використання в постачанні електронного обладнання або схем.

9. Цикл заряду: Посилається на повний процес зарядки та розряду.

10. Ефективність заряду: Співвідношення між електричною енергією, поглиненою акумулятором, та електричною енергією, фактично збереженою під час процесу зарядки.

11. Самозарядка: Швидкість, з якою акумулятор втрачає живлення самостійно, коли не використовується.

12. Час роботи акумулятора: Тривалість життя акумулятора, як правило, вимірюється з точки зору кількості циклів заряду або часу використання.

13. Час роботи акумулятора: Кількість часу, коли акумулятор може продовжувати постачати живлення після одного заряду.

14. Швидка зарядка: Технологія зарядки, яка швидше забезпечує живлення акумулятора, щоб скоротити час зарядки.

15. Система управління акумуляторами (BMS): Електрична система, яка контролює та керує станом акумулятора, процес зарядки та розряду та захищає акумулятор від несприятливих умов, таких як надмірна зарядка та перенапруження.

16. Термін батареї: Кількість циклів заряду, які може завершити акумулятор, зазвичай вимірюється зарядкою та випискою до певної втрати потужностей, таких як 80% від початкової ємності.

17. Максимальна швидкість заряду: Максимальна швидкість заряду, яка може бути безпечно прийнята акумулятором, вираженою як співвідношення ємності заряду.

18. Максимальна швидкість скидання: Максимальна швидкість струму, з якою акумулятор може бути безпечно розряджений, виражений як співвідношення потужності струму.

19. Ланцюг захисту акумулятора: Безпечний пристрій, що використовується для моніторингу стану акумулятора та для відключення ланцюга акумулятора у разі надмірної зарядки, перенапруження, перенапруження, перемикання тощо, щоб запобігти пошкодженню або небезпеці для акумулятора.

20. Полярність акумулятора: Відмінність та ідентифікація між позитивними та негативними клемами акумулятора, зазвичай позначені символами + і - або маркуванням.

21. Переробка акумуляторів: Процес утилізації вживаних акумуляторів з метою відновлення та утилізації небезпечних матеріалів, що містяться в них, та повторного використання матеріалів, що підлягають переробці.

22. Глибокий розряд: Умова, при якій акумулятор викидається на дуже низький рівень або повністю виснажений.Глибокий розряд зазвичай не рекомендується часто, щоб уникнути негативного впливу на час роботи акумулятора.

23. Швидкий розряд: Техніка розряду, яка випускає енергію акумулятора у високому струмі протягом короткого періоду часу.

24. Несправність акумулятора: Умова, коли акумулятор не в змозі забезпечити достатню потужність або підтримувати нормальну роботу, яка може бути викликана різними причинами, такими як старіння або пошкодження.

25. Термічний втік : Посилається на швидке та неконтрольоване підвищення температури акумулятора в ненормальних умовах, таких як надмірна зарядка, перенапруження, перегрів тощо, що може спричинити вибух або спалювання акумулятора.

26. Акумуляторні електроди: Позитивні та негативні електроди в акумуляторі, які є ключовими компонентами для зберігання та вивільнення електричного заряду.

27. Станція заміни акумулятора: Об'єкт або послуга для швидкої заміни батарей в електромобілях для забезпечення більш тривалого дальності.

28. Електрохімічна реакція: Хімічна реакція, яка відбувається в акумуляторі для перетворення хімічної енергії в електричну енергію за допомогою окислювально -відновного процесу.

29. Електроліт: Електропровідна рідина або тверда речовина, що використовується для транспортування іонів між позитивними та негативними електродами акумулятора для полегшення електрохімічної реакції.

30. Зарядка: Пристрій для перенесення електричної енергії в акумулятор для відновлення його збереженої хімічної енергії.

31. Балансування акумуляторів: Процес, за допомогою якого регулюється заряд або розряд кожної комірки в батареї, щоб переконатися, що заряд збалансований між окремими клітинами.

32. Зовнішній акумулятор: Знімний блок акумулятора, який можна підключити до електронного пристрою для подачі живлення.

33. Індикатор зарядки акумулятора: Індикатор або дисплей, який показує стан заряду або рівень акумулятора.

34. Ефект пам'яті акумулятора: Явище, завдяки якому ємність акумулятора поступово зменшується, коли повторюються цикли заряду та розряду, оскільки акумулятор пам’ятає менші діапазони заряду та розряду.

35. Опір: Посилається на внутрішній опір акумулятора, що впливає на його ефективність та продуктивність перетворення енергії.

36. Захист температури: Функція або пристрій, який контролює та контролює температуру акумулятора, щоб запобігти пошкодженню перегріву, якщо температура стає занадто високою.

37. Захист низької напруги: Механізм захисту, який автоматично вирізає ланцюг, щоб запобігти надмірному розрядженню, коли напруга акумулятора опускається нижче безпечного порогу.

38. Захист перевищення зарядки: Механізм захисту, який автоматично відрізає ланцюг, щоб запобігти надмірному зарядці, коли заряд акумулятора досягає порогу безпеки.

39. Зберігання акумуляторів: Процес утримання акумулятора в невикористаному стані протягом тривалого періоду часу, який часто вимагає відповідних заходів щодо зменшення самообанкрану та захисту акумулятора.

40. Система управління акумуляторами (BMS): Електронна система моніторингу, контролю та захисту стану та продуктивності акумулятора, включаючи управління струмом, напругою, температурою та іншими параметрами.

41. Індикатор рівня акумулятора: Пристрій або функція, що вказує на рівень заряду, що залишився в акумуляторі, зазвичай виражений у відсотках або в декількох етапах.

42. Час зарядки: Час, необхідний для приведення акумулятора з низького заряду до повного заряду, на який впливає потужність зарядного пристрою та ємність акумулятора.

43. Коефіцієнт температури: Зв'язок між продуктивністю акумулятора та змінами температури, що може впливати на ємність, внутрішній опір та характеристики заряду/розряду акумулятора.

44. Гарантія акумулятора: Гарантія виробника щодо продуктивності та якості акумулятора протягом певного періоду часу, як правило, виражена протягом місяців чи років.

45. Зарядна станція: Обладнання або об'єкт, що використовуються для постачання електромобілів або іншого акумулятора для зарядки.

46. Тестер акумулятора: Пристрій або інструмент, що використовуються для вимірювання напруги, ємності, внутрішнього опору та інших параметрів акумулятора для оцінки його здоров'я та продуктивності.

47. Активне балансування: Техніка управління акумуляторами, яка дорівнює заряд в батареї, контролюючи частоту заряду та розряду між окремими комірками.

48. Пасивне врівноваження: Техніка управління акумуляторами, в якій заряд в батареї врівноважується шляхом підключення резисторів або витоку заряду, як правило, менш ефективно, ніж активне балансування.

49. Упаковка акумулятора : Зовнішня упаковка акумулятора, яка використовується для захисту клітини, забезпечує структурну підтримку та запобігання коротких схем.

50. Висока щільність енергії: Максимальна кількість електричної енергії, яку акумулятор може зберігати на одиницю об'єму або ваги, що вказує на ефективність зберігання енергії акумулятора.

51. Низька ставка самообанкрана: Швидкість, з якою акумулятор втрачає електричну енергію самостійно, дуже повільна і підтримує високий стан заряду при зберіганні або невикористаному протягом тривалого періоду часу.

52. Поляризація акумулятора: Посилається на зміну матеріалу на поверхні електродів під час зарядки та розряду внаслідок хімічних реакцій на електродах.

53. Витік електроліту акумулятора: Умова, в якій електроліт в акумуляторі просочується у зовнішнє середовище, що призведе до погіршення продуктивності акумулятора або інших проблем безпеки.

54. Система охолодження акумулятора: Система, яка використовується для управління температурою акумулятора, або через тепло -розсіювання, вентилятор або охолодження рідини, щоб підтримувати акумулятор у відповідному діапазоні робочої температури.

55. Система опалення акумулятора: Система, яка використовується для забезпечення тепла акумулятора в середовищах з низькою температурою, щоб забезпечити належну роботу акумулятора при низьких температурах.

56. Акумулятор високої швидкості: Акумулятор, який здатний доставляти електричну енергію при високому струмі для застосувань з високими потребами в потужності, такими як електроінструменти та електромобілі.

57. Вторинний акумулятор: Акумулятор, який можна зарядити, на відміну від одноразового акумулятора, який не підлягає.

58. Монітор акумулятора: Пристрій або система для моніторингу стану, напруги, температури та інших параметрів акумулятора в режимі реального часу для надання інформації та захисту акумулятора.

1. Електроди: Електроди в акумуляторі поділяються на позитивний і негативний електрод.Позитивний електрод - це те, де реакція окислення відбувається в акумуляторі, а негативний електрод - це місце реакції відновлення в акумуляторі.Позитивні та негативні електроди складаються з провідних матеріалів, зазвичай використовуються метали, вуглець або сполуки.Різниця в потенціалі між позитивними та негативними електродами виробляє напругу акумуляторної комірки.

2. Електроліт: Електроліт - це середовище між електродами, що дозволяє іонам проходити між електродами і підтримує баланс заряду.Електроліт може бути у рідкій, твердій або гелевій формі, залежно від типу клітини.У рідкій клітині електроліт, як правило, є іонною сполукою, розчиненою в розчині.

3. Діафрагма: Діафрагма - це фізичний бар'єр між позитивними та негативними електродами, що запобігає прямим потоку електронів, але дозволяє проходити іонам.Функція діафрагми полягає в тому, щоб запобігти короткому циркулюванню позитивних та негативних електродів, дозволяючи іонам вільно переміщуватися по електроліту та підтримувати баланс заряду клітини.Діафрагма зазвичай виготовляється з полімерного матеріалу або керамічного матеріалу.

Ці компоненти працюють разом для формування структури акумулятора.

1. Процес розряду: Коли батарея виписується, хімічна енергія перетворюється на електричну енергію.Під час розряду реакція окислення відбувається при позитивному терміналі та реакції на відновлення при негативному терміналі.Хімічні реакції виробляють електрони та іони.Позитивний електрод вивільняє електрони, які протікають через зовнішній ланцюг для отримання електричного струму.Негативний електрод отримує електрони, які поєднуються з іонами для формування сполук.У той же час іони рухаються по електроліті, підтримуючи баланс заряду акумулятора.

2.Процес зарядки: Під час зарядки акумулятора електрична енергія перетворюється на хімічну енергію з метою зберігання енергії.Під час процесу зарядки зовнішнє джерело живлення застосовує напругу вперед, внаслідок чого струм проходить через акумулятор.Позитивна напруга повертає акумулятор і повертає хімічну реакцію між позитивними та негативними електродами.Позитивний електрод приймає електрони, а негативний електрод звільняє їх.Хімічна реакція зберігає електричну енергію як енергію хімічного потенціалу, відновлюючи акумулятор до початкового стану.Іони рухаються по електроліту, щоб підтримувати баланс заряду.

Напруга:
Напруга - це міра міцності електричного виходу акумулятора.Зазвичай він виражається у вольтах.Поширені напруги клітин батареї такі:

•Літій-іонний акумулятор (літіон): як правило, 3,6 вольт до 3,7 вольт.Особливо - це те, що акумулятор LifePO4 (літієвий залізний фосфат) становить 3,2 вольт.(напруга в одній клітині)
•Нікель-кадмієвий акумулятор (NICD): 1,2 вольт (одноклітинна напруга).
•П.Гідрид ікель-металу (NIMH): 1,2 вольт (одноклітинна напруга).
•Акумулятор свинцю-кислоти (свинцева кислота): 2 вольт до 2,2 вольт (напруга в одній клітині).Акумулятори свинцю-кислоти зазвичай використовуються в системах запуску автомобілів, системах зберігання енергії та інших полях.
•Цинк-алкаліновий акумулятор (цинко-вуглець): 1,5 вольт (одноклітинна напруга).Цей тип акумулятора зазвичай зустрічається в лужних батареях з одноразовим використанням, таких як батареї AA та AAA.

Наведені вище - напруги різних акумуляторів, і ми також можемо збільшити напругу, підключивши їх послідовно.Приклади такі:

•Три 3,7 В літій-іонні батареї підключені послідовно, щоб отримати пакет літій-іонних акумуляторів 11,1 В (тобто те, що ми часто називаємо 12 В літій-іонного акумулятора);
•Три 2v свинцеві кислотні батареї підключені послідовно, щоб отримати акумулятор 6В свинцево-кислотна акумулятор;
• Чотири 3,2 В літієві батареї залізного фосфату підключені послідовно, щоб отримати пакет акумуляторів з літієм залізофосфатом на 12,8 В (тобто те, що ми часто називаємо 12 В літієвого фосфатного батареї)

Ємність:
Розмовляючи про ємність акумулятора, вона часто виражається за допомогою одиниці ампер-годин (AH) або міліампер-годин (МАХ).Ємність акумулятора - це кількість заряду, який аку