Bilim

Home/Bilim/Batafsil

Zaryadlanuvchi akkumulyatorlarning turlari va tasnifi

Zaryadlanuvchi akkumulyatorlarning turlari va tasnifi


Nikel-kadmiy batareyasi (Ni-Cd)


Voltaj: 1.2V


Xizmat muddati: 500 marta


Chiqarish harorati: -20 darajadan 60 darajagacha


Zaryadlash harorati: 0 darajadan 45 darajagacha


Izohlar: Haddan tashqari zaryadga kuchli qarshilik.



Ni-MH batareya (Ni-Mh)


Voltaj: 1.2V


Xizmat muddati: 1000 marta


Chiqarish harorati: -10 darajadan 45 darajagacha


Zaryadlash harorati: 10 darajadan 45 darajagacha


Eslatma: Hozirgi maksimal quvvat taxminan 2100 mAh.


Lityum-ion batareya (Li-lon)


Voltaj: 3.6V


Xizmat muddati: 500 marta


Chiqarish harorati: -20 darajadan 60 darajagacha


Zaryadlash harorati: 0 darajadan 45 darajagacha


Izohlar: Og'irligi Ni-MH batareyalariga qaraganda 30% -40% engilroq va quvvati Ni-MH batareyalariga qaraganda 60% dan yuqori. Ammo ortiqcha zaryadlashga chidamli emas, agar haddan tashqari zaryadlash haroratning juda yuqori bo'lishiga olib keladi va strukturani yo'q qiladi=& gt; portlash.


Li-polimer batareyasi (Li-polimer)


Voltaj: 3.7V


Xizmat muddati: 500 marta


Chiqarish harorati: -20 darajadan 60 darajagacha


Zaryadlash harorati: 0 darajadan 45 darajagacha


Izohlar: Lityum batareyaning takomillashtirilgan turi akkumulyator suyuqligiga ega emas, balki uning o'rniga polimer elektrolitidan foydalaniladi, u turli shakllarda tayyorlanishi mumkin va lityum batareyaga qaraganda barqarorroqdir.


Qo'rg'oshin kislotali akkumulyator (muhrlangan)


Voltaj: 2V


Xizmat muddati: 200 ~ 300 marta


Chiqarish harorati: 0 darajadan 45 darajagacha


Zaryadlash harorati: 0 darajadan 45 darajagacha


Izohlar: Bu umumiy avtomobil akkumulyatori (u 12V shaklga ulangan 6 2V seriyali), suv qo'shmasdan batareyaning ishlash muddati 10 yilgacha, lekin hajmi va maksimal quvvati eng katta.


Batareyani zaryadlash shartlarini tushuntirish


Zaryadlash tezligi (C-stavkasi)


C - sig'imning birinchi harfi bo'lib, u batareya zaryadlangan va zaryadsizlanganda oqimning kattaligini ko'rsatish uchun ishlatiladi.


Masalan: qayta zaryadlanuvchi batareyaning nominal quvvati 1100 mA / soat bo'lsa, bu 1100 mA / soat (1C) zaryadsizlanish vaqti 1 soat davom etishi mumkinligini anglatadi. Misol uchun, 200mA (0,2C) tushirish vaqti bo'lishi mumkin


5 soat davomida zaryadlashni ham ushbu taqqoslash bo'yicha hisoblash mumkin.


Chiqib ketish kuchlanishi


Batareya zaryadsizlanganda, kuchlanish eng past ish kuchlanish qiymatiga tushadi, bunda batareya endi zaryadsizlanish uchun mos kelmaydi.


Turli xil akkumulyator turlari va turli tushirish shartlariga ko'ra, batareyaning quvvati va ishlash muddati uchun talablar ham farq qiladi, shuning uchun batareya zaryadsizlanishining belgilangan terminal kuchlanishi ham farq qiladi.


Ochiq tutashuv kuchlanishi (OCV)


Batareya zaryadsizlanganda, batareyaning ikki qutbi orasidagi potentsial farq deyiladi ochiq elektron kuchlanish .


Batareyaning ochiq tutashuv kuchlanishi akkumulyator'ning musbat, salbiy va elektrolit materiallariga qarab o'zgaradi. Agar akkumulyator'ning musbat va manfiy elektrodlari materiallari aynan bir xil bo'lsa, batareyaning o'lchamidan va geometrik strukturaning qanday o'zgarishidan qat'i nazar, ochiq elektron kuchlanish bir xil bo'ladi.


DOD tushirish chuqurligi


Batareyani ishlatish jarayonida batareyaning nominal quvvati'ning foizi zaryadsizlanish chuqurligi deb ataladi.


Zaryadlash chuqurligi ikkilamchi batareyaning zaryadlash muddati bilan chuqur bog'liqdir. Ikkilamchi batareyaning zaryadsizlanish chuqurligi chuqurroq bo'lsa, zaryadlash muddati qisqaradi. Shuning uchun, foydalanish paytida iloji boricha chuqur oqimdan qochish kerak.

Haddan tashqari zaryadsizlanish


Agar batareya zaryadsizlanish jarayonida batareyaning zaryadsizlanishini tugatish kuchlanishidan oshsa, batareya zaryadsizlanishi davom etganda batareyaning ichki bosimi oshishi mumkin, ijobiy va salbiy faol moddalarning qaytarilishi buziladi va batareya quvvati sezilarli darajada kamayadi. kamayadi.


Ortiqcha zaryad


Batareya zaryad olayotganda, u to'liq zaryadlangan holatga kelgandan keyin zaryadlashda davom etsa, batareyaning ichki bosimi oshishiga, batareyaning deformatsiyasiga, tungi oqishga va hokazolarga olib kelishi mumkin va batareyaning ishlashi ham sezilarli darajada bo'ladi. kamayadi va shikastlanadi.


Energiya zichligi


Batareyaning o'rtacha hajmi yoki massasi tomonidan chiqarilgan elektr energiyasi.


Odatda, bir xil hajmda lityum-ion batareyalarning energiya zichligi nikel-kadmiy batareyalaridan 2,5 baravar va nikel-vodorod batareyalaridan 1,8 baravar ko'p. Shuning uchun, batareya quvvati teng bo'lganda, lityum-ion batareyalar nikel-kadmiy va nikel-vodorod batareyalaridan yaxshiroq bo'ladi. Kichikroq o'lcham va engilroq vazn.


O'z-o'zidan tushirish


Batareya ishlatilganmi yoki yo'qligidan qat'i nazar, turli sabablarga ko'ra u quvvatni yo'qotish hodisasiga olib keladi.


Agar bir oy ichida hisoblansa, lityum-ion batareyalarning o'z-o'zidan zaryadsizlanishi taxminan 1% -2% ni tashkil qiladi va nikel-vodorod batareyalarining o'z-o'zidan zaryadsizlanishi taxminan 3% -5% ni tashkil qiladi.


Velosiped hayoti


Zaryadlanuvchi batareya qayta-qayta zaryadlangan va zaryadsizlanganda, batareya quvvati asta-sekin dastlabki quvvatning 60% -80% gacha kamayadi.


Xotira effekti


Batareyani zaryadlash va tushirish jarayonida batareya plitasida ko'plab kichik pufakchalar hosil bo'ladi. Vaqt o'tishi bilan bu pufakchalar batareya plitasining maydonini kamaytiradi va bilvosita batareya quvvatiga ta'sir qiladi.


Zaryadlanuvchi batareyalarni zaryadlash va tushirish uchun asosiy talablar


Yangi sotib olingan qayta zaryadlanuvchi batareyani 8-12 soat davomida zaryad qilish kerakmi?


Har qanday akkumulyator o'z-o'zidan zaryadsizlanish xususiyatiga ega bo'lishidan qat'i nazar, sizning qo'lingizga yangi qayta zaryadlanuvchi batareya kelganida, qayta zaryadlanuvchi batareya ma'lum vaqt davomida o'z-o'zidan zaryadsizlangan bo'lishi mumkin. Buning sababi shundaki, qayta zaryadlanuvchi batareya ichidagi kimyoviy xom ashyo ma'lum vaqt davomida ishlatilmagan va"passivatsiya" holati paydo bo'ladi va kimyoviy reaksiya etarli kuchlanishni ta'minlash uchun to'liq amalga oshirilmaydi. Bunday holda, qayta zaryadlanuvchi batareyani birinchi marta ishlatganda, kuchlanishni dastlabki darajasiga qaytarish uchun qayta zaryadlanuvchi batareyani to'liq zaryadlashni unutmang. Aslida, agar qayta zaryadlanuvchi batareyangiz uzoq vaqt ishlatilmasa, bu"passivatsiya" hodisa ham yuz beradi va vaziyat yanada jiddiyroq bo'ladi. Zaryadlanuvchi batareyani uch marta zaryad qilish va zaryadsizlantirish eng yaxshisidir, bu qayta zaryadlanuvchi batareyaning faollashishiga yordam beradi. Zaryadlanuvchi batareyadagi kimyoviy moddalar o'z ta'sirini to'liq ta'minlasin (nikel-kadmiy batareyasi). Ba'zan zaryadlovchiga yangi sotib olingan qayta zaryadlanuvchi batareya qo'yilganda, zaryadlovchi to'liq zaryadlanmaguncha zaryadlashni to'xtatadi. Bunday muammoga duch kelganingizda, zaryadlashni davom ettirish uchun qayta zaryadlanuvchi batareyani zaryadlovchidan olib tashlashingiz kerak, so'ngra uni zaryadlovchiga qo'ying. Bu yangi qayta zaryadlanuvchi batareyalar uchun odatiy hodisa va siz yomon qayta zaryadlanuvchi batareyalarni (Ni-MH, Li-ion batareyalar) sotib olganingiz emas. Umuman olganda, zaryadlash vaqti juda uzoq bo'lishi mumkin emas va 12 soatgacha etarli. Haddan tashqari zaryadlangan bo'lsa, u qayta zaryadlanuvchi batareyaga zarar etkazadi.


Zaryadlash vaqtini qanday hisoblash mumkin?


Zaryadlash vaqti (soat)=qayta zaryadlanuvchi batareya quvvati (mAh) / zaryadlash oqimi (mA) * 1,5 koeffitsient


Agar siz 1600 mA/soat quvvatga ega qayta zaryadlanuvchi batareyadan foydalansangiz va zaryadlovchi qurilmani zaryad qilish uchun 400 mA oqim ishlatsa, zaryadlash vaqti: 600/400*1,5=6 soat (eslatma: bu usul yangi sotib olingan yoki uzoq muddat foydalanilmagan qayta zaryadlanuvchi batareyalarga taalluqli emas)


Ni-MH qayta zaryadlanuvchi batareyalar va Li-ion qayta zaryadlanuvchi batareyalar aslida xotira effektiga ega, ular haqiqatan ham foydalanilganda zaryadsizlanishi kerakmi?


Darhaqiqat, yuqori Ni-MH qayta zaryadlanuvchi batareyasi va lityum-ionli qayta zaryadlanuvchi batareyaning xotira effekti juda kichik va bu bizning e'tiborimizga loyiq emas.


(E'tibor bering, buni ko'rganingizda, Ni-MH qayta zaryadlanuvchi batareyalarni va litiy-ionli qayta zaryadlanuvchi batareyalarni, ayniqsa litiy-ionli qayta zaryadlanuvchi batareyalarni zaryadsizlantirish uchun zaryadlovchining tushirish funksiyasidan foydalanmang. O'zlarining moddiy omillari tufayli batareyaning o'zi bardosh bermaslik Zaryadlovchining majburiy zaryadsizlanishi Agar siz litiy-ionli qayta zaryadlanuvchi batareyani zaryadsizlantirishni talab qilsangiz, batareya oxir-oqibat shikastlanadi.) Bundan tashqari, agar siz zaryadsizlanishi kerak bo'lgan nikel-kadmiy qayta zaryadlanuvchi batareyadan foydalansangiz, u Nikel-kadmiyning xotira ta'sirini ta'minlash uchun batareyaning tez-tez ishlatilishi yoki ishlatilmasligidan qat'i nazar, nikel-kadmiy qayta zaryadlanuvchi batareyani har ikki yoki uch oyda zaryadlash va zaryadsizlantirish yaxshidir. qayta zaryadlanuvchi batareya minimallashtiriladi.


Batareya modeli haqidagi bilimlar odatda quyidagilarga bo'linadi: 1, 2, 3, 5 va 7, ulardan № 5 va № 7 ayniqsa tez-tez ishlatiladi. AA deb ataladigan batareya 5-raqamli batareyadir va AAA batareyasi №7 batareyadir! AA va AAA barcha ko'rsatmalar Batareya modeli; fan va texnologiyaning rivojlanishi bilan quruq batareyalar katta oilaga aylandi, hozirgacha 100 ga yaqin tur mavjud. Oddiy rux-marganets quruq batareyalari, gidroksidi rux-marganets quruq batareyalari, magniy-marganets quruq batareyalari, rux-havo batareyalari, sink-simob oksidi batareyalari, sink-kumush oksidli batareyalar, litiy-marganets batareyalari va boshqalar.


Eng ko'p ishlatiladigan rux-marganets quruq batareyalari uchun ularni turli tuzilmalarga bo'lish mumkin: pasta tipidagi rux-marganets quruq batareyalari, karton tipidagi rux-marganets quruq batareyalari, yupqa plyonkali sink-marganets quruq batareyalari, sink xlorid-sink- marganets quruq akkumulyatorlari, ishqorli rux-marganets quruq akkumulyatorlari, to‘rt kutupli parallel rux-marganets quruq akkumulyatorlari, laminatlangan rux-marganets quruq akkumulyatorlari va boshqalar;


Sink-marganets quruq batareyalari odatda kundalik hayotda qo'llaniladi.


Katod materiali: MnO2, grafit tayoq


Anod materiali: sink parchasi


Elektrolit: NH4Cl, ZnCl2 va kraxmal pastasi


Batareya belgisi quyidagicha ifodalanishi mumkin


(-) Zn|ZnCl2, NH4Cl (pasta) ‖MnO2|C (grafit) (+)


Salbiy elektrod: Zn=Zn2++2e


Ijobiy elektrod: 2MnO2+2NH4++2e=Mn2O3+2NH3+H2O


Umumiy reaksiya: Zn+2MnO2+2NH4+=2Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O


Sink-marganets quruq akkumulyatorining elektromotor kuchi 1,5V ni tashkil qiladi. Hosil bo'lgan NH3 gazi grafit tomonidan adsorbsiyalanadi, bu esa elektromotor kuchning tez pasayishiga olib keladi. Agar NH4Cl o'rniga yuqori o'tkazuvchanlik pastasi KOH ishlatilsa va katod materiali po'lat silindrga almashtirilsa, MnO2 qatlami gidroksidi rux-marganets quruq batareyasini hosil qilish uchun po'lat silindrga yaqin bo'ladi. Batareya reaktsiyasi tufayli gaz hosil bo'lmaydi, ichki qarshilik past va elektromotor quvvati 1,5 V ni tashkil qiladi. nisbatan barqaror.


Quruq batareya kimyoviy energiya ta'minotidagi asosiy batareyadir. Bu bir martalik batareyaning bir turi. U tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kimyoviy energiyani elektr energiyasiga aylantirish uchun musbat elektrod sifatida marganets dioksidi va salbiy elektrod sifatida rux tsilindridan foydalanadi. Kimyoviy reaksiyada rux marganetsga qaraganda faolroq bo'lganligi sababli, rux elektronlarini yo'qotadi va oksidlanadi, marganets esa elektron oladi va kamayadi.