Quvvat batareyasi nima?
Batareya texnologiyasi ajoyib va uzoq tarixga ega ajoyib ixtirodir. Ingliz"Batareya" Birinchi marta batareya 1749 yilda paydo bo'lgan. U birinchi marta amerikalik ixtirochi Benjamin Franklin tomonidan elektr tajribalarini o'tkazish uchun bir qator kondensatorlardan foydalanganda foydalanilgan. . U akkumulyatorning qutblanish muammosini hal qilish uchun elektrolit sifatida suyultirilgan sulfat kislotadan foydalangan va muvozanatli oqimni ushlab turishi mumkin bo'lgan birinchi polarizatsiyalanmagan sink-mis akkumulyatorini ishlab chiqargan, u"Daniel batareyasi deb ham ataladi."
1860 yilda Frantsiya's Plante elektrod sifatida qo'rg'oshindan foydalanadigan akkumulyatorni ixtiro qildi, u ham akkumulyator batareyasining salafi hisoblanadi; shu bilan birga, Fransiya's Lakeland uglerod-sink akkumulyatorini ixtiro qildi va batareya texnologiyasini quruq batareyalar sohasiga olib keldi.
Batareya texnologiyasidan tijorat maqsadlarida foydalanish quruq batareyalar bilan boshlandi. U 1887 yilda ingliz Xellerson tomonidan ixtiro qilingan va 1896 yilda Qo'shma Shtatlarda ommaviy ishlab chiqarilgan. Shu bilan birga, Tomas Edison 1890 yilda qayta zaryadlanuvchi temir-nikel batareyasini ixtiro qildi, u ham 1910 yilda amalga oshirildi. Tijoriy ommaviy ishlab chiqarish.
O'shandan beri, tijoratlashtirish tufayli batareya texnologiyasi tez rivojlanish davrini boshladi. 1914 yilda Tomas Edison gidroksidi batareyalarni, 1934 yilda Shlext va Akermann nikel-kadmiy batareyalari uchun sinterlangan plastinkalarni, 1947 yilda Neumann muhrlangan nikelni ishlab chiqdilar. gidroksidi batareyalar.
1970-yillarga kirgandan so'ng, batareya texnologiyasi energiya inqiroziga ta'sir qildi va asta-sekin jismoniy kuch yo'nalishi bo'yicha rivojlandi. 1954 yilda paydo bo'lgan quyosh batareyasi texnologiyasining uzluksiz rivojlanishiga qo'shimcha ravishda, lityum batareyalar va nikel-metall gidridli batareyalar asta-sekin ixtiro qilindi va tijoratlashtirildi.
Quvvat batareyasi nima? Uning oddiy batareyalardan farqi
Yangi energiya vositalarining quvvat manbai asosan quvvat batareyalariga asoslangan. Quvvat akkumulyatori aslida transport uchun quvvat manbai bo'lgan quvvat manbai hisoblanadi. Uning oddiy akkumulyatorlardan asosiy farqlari quyidagilardan iborat:
1. Tabiatan har xil
Quvvat akkumulyatori, odatda, portativ elektron jihozlar uchun energiya ta'minlaydigan kichik batareyaga nisbatan, tashish uchun quvvatni ta'minlaydigan batareyani anglatadi; oddiy batareya suvsiz elektrolitlar eritmasidan foydalangan holda salbiy elektrod materiali sifatida lityum metall yoki lityum qotishma turi bo'lsa, birlamchi batareya lityum ion batareyasi va lityum ion polimer batareyasidan farq qiladi.
Ikkinchidan, batareya quvvati boshqacha
Yangi batareyalar bo'lsa, batareya quvvatini tekshirish uchun zaryadsizlanish o'lchagichdan foydalaning. Odatda, quvvat batareyalarining quvvati taxminan 1000-1500 mAh; oddiy akkumulyatorlarning sig'imi 2000 mAh dan yuqori, ba'zilari esa 3400 mAh ga etishi mumkin.
Uchinchidan, tushirish quvvati boshqacha
4200 mA/soat quvvatga ega batareya quvvatni bir necha daqiqada zaryadsizlantirishi mumkin, lekin oddiy batareyalar buni'to'liq qila olmaydi, shuning uchun oddiy batareyalarning zaryadsizlanish quvvati quvvatli batareyalar bilan mutlaqo taqqoslanmaydi. Quvvat batareyasi va oddiy batareya o'rtasidagi eng katta farq uning katta tushirish quvvati va yuqori o'ziga xos energiyasidir. Quvvat akkumulyatori asosan avtomobilni energiya bilan ta'minlash uchun ishlatilganligi sababli, u oddiy akkumulyatorlarga qaraganda yuqori tushirish quvvatiga ega.
To'rt, turli xil ilovalar
Elektr transport vositalarini haydash quvvatini ta'minlaydigan batareyalar an'anaviy qo'rg'oshin-kislotali akkumulyatorlar, nikel-metall gidridli akkumulyatorlar va yangi paydo bo'lgan lityum-ion quvvat akkumulyatorlarini o'z ichiga olgan quvvat akkumulyatorlari deb ataladi, ular quvvat turidagi quvvat akkumulyatorlariga (gibrid transport vositalari) va energiya turidagi quvvat batareyalari (Sof elektr transport vositalari); Mobil telefonlar va noutbuklar kabi iste'molchi elektron mahsulotlarda ishlatiladigan lityum batareyalar, odatda, ularni elektr transport vositalarida ishlatiladigan quvvat batareyalaridan ajratish uchun lityum batareyalar deb ataladi.
Quvvat akkumulyatorlarining hozirgi asosiy turlari
Qo'rg'oshin kislotali akkumulyator texnologiyasi, nikel-vodorod akkumulyatori texnologiyasi, yonilg'i xujayrasi texnologiyasi va lityum batareya texnologiyasi hali ham bozordagi asosiy texnologiyalardir.
Qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlar
Qo'rg'oshin-kislota akkumulyatori eng uzoq dastur tarixi va eng etuk texnologiyaga ega. Bu eng past narx va narxga ega batareyadir va u ommaviy ishlab chiqarishga erishdi. Ularning orasida klapan bilan boshqariladigan muhrlangan qo'rg'oshin-kislotali akkumulyator (VRLA) bir vaqtlar GM tomonidan ishlab chiqilgan Saturn va EVI kabi ko'plab Evropa va Amerika avtomobil kompaniyalari tomonidan ishlab chiqilgan EV va HEV-da ishlatilgan muhim avtomobil quvvat akkumulyatoriga aylandi. mos ravishda 1980 va 1990 yillar. Elektr avtomobillari va boshqalar.
Shu bilan birga, qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorlar past o'ziga xos energiyaga ega, batareyaning ishlash muddati qisqa, yuqori o'z-o'zidan tushirish tezligi va past aylanish muddati; ularning asosiy xom ashyo qo'rg'oshin og'ir bo'lib, ishlab chiqarish va qayta ishlash jarayonida og'ir metallar atrof-muhit ifloslanishi mumkin. Shu sababli, hozirgi vaqtda qo'rg'oshin-akkumulyator batareyalari, asosan, avtomobillar ishga tushirilganda ateşleme qurilmalari va elektr velosiped kabi kichik uskunalar uchun ishlatiladi.
NiMH batareyalari
Ni/MH batareyalari haddan tashqari zaryad va zaryadsizlanishga yaxshi qarshilik ko'rsatadi. Og'ir metallarning ifloslanishi muammosi yo'q va ish jarayonida elektrolitlar ko'payishi yoki kamayishi bo'lmaydi, bu muhrlangan dizaynga va texnik xizmat ko'rsatmaydi. Qo'rg'oshin-kislotali akkumulyatorlar va nikel-kadmiyli batareyalar bilan solishtirganda, nikel-vodorod batareyalari yuqori o'ziga xos energiyaga, o'ziga xos quvvatga va aylanish muddatiga ega.
Kamchilik shundaki, batareyaning xotirasi yomon ta'sir qiladi va zaryadlash va tushirish davrining rivojlanishi bilan vodorod saqlash qotishmasi asta-sekin katalitik qobiliyatini yo'qotadi va batareyaning ichki bosimi asta-sekin o'sib boradi, bu esa batareyadan foydalanishga ta'sir qiladi. batareya. Bundan tashqari, nikel metallining qimmat narxi ham yuqori xarajatlarga olib keladi.
Asosiy materiallarga kelsak, nikel-metall gidridli batareyalar asosan musbat elektrod, salbiy elektrod, ajratuvchi va elektrolitdan iborat. Musbat elektrod nikel elektrod (Ni (OH) 2); salbiy elektrod odatda metall gidriddan (MH) foydalanadi; elektrolit asosan suyuq, asosiy komponenti esa vodoroddir. Kaliy oksidi (KOH). Hozirgi vaqtda nikel-vodorod batareyasining tadqiqot yo'nalishi asosan ijobiy va salbiy elektrod materiallariga qaratilgan bo'lib, uning texnologiyasini tadqiq qilish va ishlab chiqish nisbatan etukdir.
Avtotransport vositalari uchun Ni-MH batareyalari ommaviy ishlab chiqarilgan va ishlatilgan va ular gibrid transport vositalarini ishlab chiqishda eng ko'p ishlatiladigan avtomobil akkumulyatorlari turidir. Eng tipik vakil Toyota Prius bo'lib, u hozirda ommaviy ishlab chiqarilgan eng yirik gibrid avtomobil hisoblanadi. Toyota va Panasonic o'rtasidagi qo'shma korxona bo'lgan PEVE hozirda dunyodagi eng yirik nikel-vodorod batareyalari ishlab chiqaruvchisi hisoblanadi.
Endi nikel-metall gidridli akkumulyatorlar asosiy quvvat akkumulyatorlari qatoridan chiqib ketgan, nima uchun Toyota nikel-metall gidridli akkumulyatorlar lageriga yopishib oladi?
Bu Ni-MH batareyasining eng katta afzalligi haqida gapirish kerak: super chidamlilik!
Bir marta Amerikaning mashhur avtomobil ommaviy axborot vositalari o'n yil davomida ishlatilgan birinchi avlod Priusda qiyosiy sinov o'tkazdilar. Sinov natijalari shuni ko'rsatadiki, nikel-metall gidridli akkumulyatorlar bilan birinchi avlod Prius modeli uchun 10 yil davomida 330 000 kilometr yo'l bosib, uni yangi avtomobil ma'lumotlari bilan taqqoslaganda, yoqilg'i sarfi va quvvat ko'rsatkichlari bir xil darajada qolmoqda. Gibrid tizim va Ni-MH batareya to'plami hamon normal ishlamoqda.
Bundan tashqari, o'n yil foydalanishda 330 000 kilometr masofani bosib o'tgan bo'lsa ham, ushbu birinchi avlod Prius nikel-metall gidridli batareyalar to'plamida hech qachon muammoga duch kelmagan. O'n yil oldin, odamlar batareya quvvatining pasayishi yoqilg'i sarfi va quvvat ko'rsatkichlariga katta ta'sir ko'rsatishi haqidagi vaziyatni shubha ostiga olishdi. U ham ko'rinmadi' Shu nuqtai nazardan, har doim qattiqqo'l va konservativ bo'lgan yaponlar nikel-vodorod batareyalariga bo'lgan muhabbatlarining o'ziga xos sabablariga ega.
Yoqilg'i xujayrasi
Yoqilg'i xujayrasi - yoqilg'i va oksidantdagi kimyoviy energiyani bevosita elektr energiyasiga aylantiradigan energiya ishlab chiqaruvchi qurilma. Yoqilg'i va havo yoqilg'i xujayrasiga alohida-alohida beriladi va elektr energiyasi ishlab chiqariladi. Tashqi tomondan u akkumulyator kabi musbat va manfiy elektrodlar va elektrolitlar va boshqalarga ega, lekin aslida u"saqlash" lekin bir"elektr stantsiyasi".
Oddiy kimyoviy batareyalar bilan solishtirganda, yonilg'i xujayralari yoqilg'ini, odatda vodorodni to'ldirishi mumkin. Ba'zi yonilg'i xujayralari metan va benzinni yoqilg'i sifatida ishlatishi mumkin, lekin ular odatda elektr stantsiyalari va forkliftlar kabi sanoat ilovalari bilan cheklanadi. Vodorod yonilg'i xujayrasining asosiy printsipi suv elektrolizining teskari reaktsiyasidir. Vodorod va kislorod mos ravishda anodga va katodga beriladi. Vodorod anod orqali tarqalib, elektrolitlar bilan reaksiyaga kirishgandan so'ng, elektronlar tashqi yuk orqali katodga chiqariladi.
Vodorod yonilg'i xujayrasining ishlash printsipi: vodorod gazini yonilg'i xujayrasining anod plastinkasiga (salbiy elektrod) yuborish. Katalizator (platina) ta'siridan so'ng vodorod atomidagi elektron ajralib chiqadi va elektronni yo'qotgan vodorod ioni (proton) proton orqali o'tadi. Almashinuv membranasi yonilg'i xujayrasining katod plastinkasiga (musbat elektrod) etib boradi va elektronlar proton almashinuvi membranasidan o'tolmaydi. Bu elektron yonilg'i xujayrasining katod plastinkasiga etib borish uchun faqat tashqi kontaktlarning zanglashiga olib o'tishi mumkin va shu bilan tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladi.
Elektronlar katod plastinkasiga yetib borgach, ular kislorod atomlari va vodorod ionlari bilan qayta birikib, suv hosil qiladi. Katod plastinkasiga etkazib beriladigan kislorod havodan olinishi mumkinligi sababli, anod plitasi doimiy ravishda vodorod bilan ta'minlangan bo'lsa, katod plitasi havo bilan ta'minlanadi va suv bug'lari o'z vaqtida olinsa, elektr energiyasi uzluksiz bo'lishi mumkin. ta'minlangan.
Yoqilg'i xujayrasi tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasi elektr motoriga invertorlar, kontrollerlar va boshqa qurilmalar orqali etkazib beriladi, so'ngra g'ildiraklar uzatish tizimi, harakatlantiruvchi o'q va boshqalar orqali aylanish uchun boshqariladi, shuning uchun avtomobil yo'lda harakatlana oladi. An'anaviy transport vositalari bilan taqqoslaganda, yonilg'i xujayrasi transport vositalarining energiya konvertatsiya qilish samaradorligi 60-80% gacha, bu ichki yonish dvigatellariga qaraganda 2-3 baravar ko'p.
Yoqilg'i xujayrasi yoqilg'isi vodorod va kislorod, mahsulot esa toza suvdir. U uglerod oksidi va karbonat angidrid ishlab chiqarmaydi, oltingugurt va zarrachalarni chiqarmaydi. Shu sababli, vodorod yonilg'i xujayrasi vositalari haqiqatan ham nol emissiya va nol ifloslantiruvchi vositalardir va vodorod yoqilg'isi mukammal avtomobil energiya manbai hisoblanadi!
