Батерије: конзервирана струје 2006-10-27 17:50:46

Изградња и реконструкција.

Батерије: конзервирана струје

2006-10-27 17:50:46

2Pb + О2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O. Наравно, када све и ове реакције ће доћи крај, али за такве прилике и ту је издувни вентил. Свінцовие батерије разликују се веће масе, ниске електричне густине и кратким роком рада (200, максимално 500 циклуса). Шта привлачи купце, тако да је високи напон елемента (6 или 12), ниска цена и непретенциозност на СЛА. Код њих недостаје ефекат меморије'яти, а брзина саморазрядки није већа од 40% годишње. Похранити их треба само у напуњене, јер при дубоком отпусту почиње процес сульфитации, значајно деградира перформансе батерије. Релативно недавно СЛА-батерије можете пунити искључиво методом споро пуњење (6 - 12 сати). Међутим, у последњих неколико модела (посебно, Панасониц) могуће коришћење и брзог режима (1 - 2 h). Опсег дозвољених температуре за пуњење од 0 до +40 ° Ц, за ослобађање од - 15 до +50 ° Ц. Свінцовие батерије наћи примену у разнообразном преносиви апарати, укључујући и професионалних камкордера и моћне мобилне телефоне класе "Аташе" ( превозе у кейсах или уграђен у возило). Никл-кадмијум батерије (Ницд) Алкалне батерије које садрже никл, вероватно, највише популаран и данас. У сваком случају, између произвођача и купаца мобилни телефон, поцкет ПЦ и лаптоп. Никл-кадмијум батерије су измислили још у 1899 Вальдмаром Джунгнером (Waldmar Jungner). На путу широко увођење они су прошли све фазе еволуције, који су превазишли своје време и тром батерије. Прво се истиче у време пуњења на позитивном электроде кисеоник нервирао стварање запечаћеној ограде, међутим 1947 године инжењери претпостављате да негативна електрода више позитиван - сада цео гас апсорбује прореагировала његов део. У случају, ако процес пуњења ће бити одложено на непредвидиво дуго време у дизајну батерије обично наплаћују сигурносни вентил, који ће отпустити вишак кисеоника из корпуса. Међутим, као што можете погодити, "издувних" ће бити мало личи на "дах бели слез", и заједно са гасом выплеснется солидан део алкалних електролита, што није добро за уређај у којем је инсталиран батерија. Главни њени елементи су позитивне и негативне електроде, заврнутим у цилиндар заједно са изазивало поделе слој, смештени у металном кућишту и конкретних электролитом. Позитиван електрода садржи гидрооксид никла (NiOOH), а негативне - кадмијума у саставу компаунда. Разделяющий слој по традицији је израђен од нетканих материјала, одрживог били изложени на алкалије. У време ослобађања активне никл-и кадмійсодержащіе компоненте електрода се трансформишу у одговарајуће гидроксиды - Ni (OH) 2 и Cd (OH) 2. Алкалне електролита не учествује у реакцији. Брзина саморазрядки - један од најважнијих слабих места Ницд-батерије. Губитак пуњења до 10% за први дан, а затим по 10% месечно. Али овде потрошача подстерегает подмукло двојство природе никл-кадмиевого хемијски процес. Са једне стране, ми не можемо дозволити да дубоко пражњење батерије (односно смањење излазни напон испод границе, означено у пасошу уређаја), али с друге - да се наплаћује пре него што стигне до ове границе, - себи да повреди. - Већ крилатица "меморијски ефекат'яти" ће довести до губитка преосталог капацитета, иначе говорећи, капацитет, сохранившаяся у време почетка пуњења. Ефекат је условљен појавом кристална формација на кадмиево электроде, што је довело до смањења његове корисне површине. Да бисте ово избегли, увек је неопходно да се спроведе пуна пражњење батерије. Произвођачи уопште саветује месечно обавља тзв. ресторативне циклуса (неколико пуних разрядок / зарядок). Придржавајући се ових нехитрых, иако прилично досадан правила рад, бићете у могућности да продужи век трајања никл-кадмиевого батерије са гарантованим 500 - 1000 и више циклуса. С обзиром на намењени за ниску цену, са економске тачке гледишта - то је веома корисна опција. Напряженіе једног никл-кадмиевого елемента укупно 1 У, тако да их бере батерије. Препоручује струје пражњења 0, 1 - 0, 5 [mA * капацитет батерије]. Густина енергије ~ 60 вх / кг. Температурни опсег пуњење: од 0 до +45 ° C, пражњења - од - 20 до +65 ° Ц. Дозвољено аутоматско пуњење. Нікельметаллгідрідние батерије (Нимх) Су са циљем да се заменисвоіх несавршена никл-кадмијум братијом, али далеко не сви наши успео. У дизајну нікельметаллгідрідние батерије, као што знате, изузетно личе на своје предшественніков. Међутим, овај пут негативна електрода су направљени од легуре, апсорбује водоник. Ове двухкомпонентные легуре су отворена пре више од 20 година и да су способни зв'везује количине водоника на хиљаде пута више од свог. Метали, улази у састав материјала, уобичајено се означава словима а и Б, а све могуће комбинације классифицируют у погледу компоненте, на пример, АБ, AB2, A2B, AB5, итд, У овом тренутку најбољи сматрају опције AB2 (TiNi2, ZnMn2) и AB5 (на пример, LaNi5). Конкретно, легуре, поно'у вези са другог типа, користе производе компаније Матсусхита Елецтриц, која је у власништву марка Панасониц. Алкалне електролита увек не учествује у реакцији, заснован на кретању јона водоника између електрода. У току пуњења гидрооксид никла (Ni (OH) 2) се претвара у оксігідріт (NiOOH), дајући водоник легуре негативне електроде. Гута водоника није изотермической реакција, тако да метала за легуре увек се бира на такав начин да је један од њих, ако зв'язуванні гаса доделила је топло, а други, напротив, поглощал. У теорији, ово би требало да обезбеди топлотну равнотежу, међутим нікельметаллгідрідние батерије уживају знатно јачи него никл-кадмијум. Не повећао и животни век: за новог типа, као и за стари, он је 500 циклуса. Поред тога, евидентно чак и ефекат амп'яти упркос недостатку кадмијума. Поврати старе капацитет се може покренути циклус потпуно пражњење / пуњење. Самопражњење за Нимх-технологије - је посебан проблем, он на 1, 5 - 2 пута већа него за Ницд-батерије. Напетост коју прима на један елемент, једнак 1, 2, али се препоручује струја пражњења укупно 0, 3 [mA * капацитет батерије]. Чега је успео да се постигне, тако да повећање густина електричне батерије (до ~ 90 вх / кг). Међутим, и цена им, сходно томе, је такође већи. Нимх-батерије треба да се чувају у напуњене, да се није дозвољено да дубоко пражњење и прекомерно пуњење. Због јаког грејање многи модели долазе са уграђеним електронике, контролирующей температуру. Савремена достигнућа у области побољшања Нимх батерије су усмерени углавном на повећање ефикасности пражњења, капацитета и броја радних циклуса. На пример, већ поменуо компанија Матсусхита се бави активним истраживањима нових легура типа AB5, где је, као компонента A користи тзв мішметалл, који се састоји од мешавине неколико ретких елемената. Сингапур-базиран фирма у ГП батерије International већ је послао у комерцијалним количинама нікельметаллгідрідние батерије без ефекта меморије'яти и са гаранцијом на 1000 циклуса пуњења / пражњења, којима се, посебно, већ завршени су мобилни телефони Микро Тац корпорације Моторола. Іонолітіевие батерије (Ли-Ион) Највише починио и скупе батерије - сан власника мобилних технологија. Главни недостатак - ограничење трајања за временом. Литијум-Јонска батерија-батерија проработает и по дана или две године, и трајање његово функционисање не поно'има везе са бројем радних циклуса. Као активни елемент се користи литијум, који, будући да је најлакши метал, пружа највећу густину електрохемијски пуњења (до 200 вх / кг). Она је мало другачији од две говорили раније сорти. Разлику - у хемијском процесу. Позитиван електрода је направљен од літійкобальтоксіда (Лицоо2). Током реакције пуњења јона литијума селе и зв'обавезују материјал негативне електроде, који се састоји од угљеника. Као електролита делује органски растварач. Напетост која је хемијски процес, тако високо (3, 7), што се обично батерија садржи само један елемент. Ізобретенние у 1912 г. іонолітіевие батерије имају стечен да буде широко распрострањена пре само десет година. Проблем је у дендритах - ове древовидные кристални структуре расту на површини литијум електроде и после неколико радних циклуса доспети на површину негативне електроде, што доводи до кратког споја и експлозију батерије. У 1991 г. увођењем у производњу литијум фелне су стручњаци корпорације Сони је успео да превазиђе све тешкоће. Па ипак, литијумске батерије је увек обезбеђује контролише електроником, која искључује елемент од оптерећења у случају неодговарајућих вредности температуре или напона. То је разлог зашто су власници таквих батерије не могу да брину о трајање пуњења. Не само да је іонолітіевие батерија треба увек чувати у напуњене, тако и напуните их преко сваке мере, захваљујући уграђеним програмима, неће успети. Дозвољено аутоматско пуњење. Тренутно постоје две главне сорте Ли-Ион батерија: графит и кокс. Последње направљени су Сони, њихов недостатак је у неравномерном крива пражњења. Као што се може видети из графикона, коришћење коксового електрода доводи до наглог пада напона на крају циклуса разрядкі. Још једна значајна предност іонолітіевой технологије лежи у ниској брзини да саморазрядки - укупно 2 - 5% месечно. Препоручује се струја пражњења једнак капацитет батерије, доња граница за напряжению - 3 (графит), 2, 5 (кока-кола). Температурни опсег за пуњење се налази између 0 и +45 ° C, пражњења - између - 20 и +60 ° Ц. Дубоко пражњење није дозвољено. Тренутно су у току интензивни рад на развоју нових сорти іонолітіевих батерије. Конкретно, компаније Фуји је створио аморфни композиционный окисный материјал на основу пиб-а за производњу негативних електрода. Његово увођење обећава да ће значајно повећање (на ~ 50%) и без тога не малом делу електроенергетског капацитета батерије овог типа, убрзање процедура пуњења, побољшање ефикасности пражњења при ниским температурама. Друга новина, већ је добила довољно широко распрострањена, - літійполімерние (Li-Pol) батерије. Они поседују високу дуктилност, што вам омогућава да приложите им било ком облику и на најбољи начин користи унутрашњи простор компактних мобилних уређаја. Електролита у Li-Pol-батеријама - гел, што искључује могућност да га цури ван. Врсте пуњача и методологије За пуњење оловних акумулатора херметички затвореним постоје три главне методе за пуњење. Један од најбољих је метод је дц напон, када је батерија се пуни путем апликације за њу напона 2, 45 Века, Након што је у року од три сата одржава стабилан ниво напона, пуњење заустављен. Сматра се да је овај метод омогућава да се постигне највећи ефикасности рада СЛА-батерије. Такође се широко користиначин дц / дц. Напетост је под контролом на нивоу 2, 45, а струје - на којем 0, 4 [A * капацитет батерије]. За брзо пуњење дизајниран двухшаговый метод сталног напона. У првој фази се користи уређај за пуњење високим напоном: када се струја смањује до одређене вредности, укључите уређај споро пуњење (trickle charge) са ниским нивоом стреса. Два начина да се примењују у блоковима за непрекидно напајање. Један од њих предвиђа гашење батерије од оптерећења и спори јој подзарядку од мреже струје. Према другим батерија подключают паралелно оптерећење до укупног напајање који обезбеђује сталну напетост. При томе програмер треба водити рачуна о довољан капацитет за напајање. Метод се назива "плутајући пуњења" (float charge). Пуњење никл-кадмијум и нікельметаллгідрідних батерија може да се вежба, користећи мноштво различитих методологија. Највише умерену варијанту - већ поменуо спор за пуњење, која налази примену у блоковима непрекидно напајање и врши малим константном струјом: 0, 02 - 0, 05 [mA * капацитет батерије], нема ограничења времена и спроводи се када је батерија искључен из посла. Главни њен циљ - накнада самопражњење (тако да понекад носи име "компенсационной пуњење"). Метод полупостоянной струје (полу-constant-current charge) се бодује за пуњење у року од 15 часова За тај ланац између батерије и пуњача су отпор, стабилизирующий струја; обавља мала струја (~ 0, 1 [mA * капацитет батерије]), тако да је батерија скоро не греје. Ово елиминише потребу за коришћењем надзор система. Уређаји, реализующие овај тип пуњења, наизглед једноставна, а самим тим и јефтин. Мало брже (око 6 х) може да напуните батерију, управљање режимом пуњења (тајмер-controlled charge). У овом случају, на почетку процеса покренут је тајмер који рачунајући одређено време у току којег се врши пуњење струја 0, 2 [mA * капацитет батерије]. Након позитивне тајмер струја је смањен на 0, 05 [mA * капацитет батерије] - уређај улази у моду за споре зарядкі. Постоји још две методе, омогућавајући да се спроведе брзо пуњење: за 1 - 2 кафене Највише распрострањена нашао метод детектирования пада напона ( В cut-off charge). Она се заснива на детектировании наглог пада напона на батерије одмах после достизања максималног нивоа пуњења, врши удар од 0, 5 до 1, 0 [mA * капацитет батерије]. По завршетку главног процеса уређај улази у режим споро пуњење. Треба узети у обзир постојање тзв "тајмер почетног кашњења", који не даје да се укључе детектора. Ово омогућава да се избегне да га рано лажно позитивни резултат могућих флуктуација напона у почетној фази процеса. Постоји неколико метода које се користе за управљање стресом (voltage-controlled), међутим, они се не препоручују за Ницд батерије. Заиста, већ на основу описа постаје јасно да ове методе нису сасвим поуздани. Уређаји дате класе прелазак у режим споро пуњење након достизања одређеног нивоа напона. Јер је стање животне средине у великој мери утиче на максималан напон батерије, морају да се уведу накнаде за помоћ шеме температура накнаду. Метод није погодан за пуњење лежалых батерије. Поред тога, краткорочне флуктуације напона често доводе до непотпуне пуњење чак и нове батерије. Други низ управљање је "метод одлази напона" (В-taper controlled charge). Он је сличан вышеописанному начин, осим тога, да је после детектирования датог нивоа напона и струје је смањена не одмах, него за неко време. Метод одлази напона препоручује за олово-киселина батерије. Брзо пуњење је такође врши помоћу метода за контролу температуре (dT / dt charge). Прати стопу раста температуре батерије - када она прелази 1 - 2 ° Ц у минути, укључује режим спорог зарядкі. Іонолітіевие батерије - то је уопште посебан случај, јер су они сами у стању да контролишу своје основне параметре (температура и напон). Опсег дозвољених напона (2, 3 - 4, 3) изабрана је тако да пружи прилика да правилно спроектированном пуњач прекине процес (3, 0 - 4, 2), пре него што успе електроника безбедности, уграђен у батерији. Пуњач за Литијум-Јонске батерије-акумулатора мора да садржи и тајмер, који је прати, тако да је укупно време пуњења не премашује дефинисане вредности (према подацима компаније Матсусхита - 720 мин). Пуњење се врши методом дц / дц и састоји се из две фазе: до напон 2, 9 користи струја сила 0, 1 [mA * капацитет батерије], после превазилажења овог прага струја расте до 0, 7 [mA * капацитет батерије]. Тржиште и Тржиште развој пуњиве батерије брзо расте. У то време, како би инжењери и научници нису у стању да понуди нове врсте батерија произвођачи играју на цене. На пример, према истраживању тржишта компаније Darnell Group, у просеку цена нікельметаллгідрідних батерије је смањена за 8, 2%, а никл-кадмијум - 4, 1% годишње. При том, чак и између три основна типа батерије (Ницд, Нимх и Ли-Ион) не примећују знаке озбиљну конкуренцију. "као купци се пребацујете са Ницд -, Нимх и Ли-Ион батерија, ми ћемо наставити да повећа продају у областима тржишта, где су они (Ницд-батерије) још увек доносе профит", -- каже Џо Карконе (Joe Carcone), потпредседник компаније Санио Energy УСА. Лампе хитне светла, апарати и бежични телефони-у већини ових уређаја је још увек наћи добре старе никл-кадмијум батерије. У исто време притисак очување организације, нарочито у САД и Европи, повећава. Тако су све чешће произвођачи су приморани да се ослони на примену Нимх-технологије супротно прилично високе његове вредности. Међутим, последњи је, заузврат, још увек прети опасност и од стране Ли-Ион батерија. Тржишна судбина металлгидридных батерија у потпуности зависи од тога колико брзо ће бити померени акценти у корист ионолитиевой технологије. Цене су смањене под притиском кинеских произвођача: "Они су цене, када покушавају да повећају свој тржишни удео", -- тврди Карконе. Међутим, што се тиче трошкова, онда је, према мишљењу Линнеа Четка (Linnea Brush) од Darnell Group, никельметаллгидридные батерије (да не спомињем ионолитиевых) никада не могу да се чак и близу никл-кадмиевым. Судбина неопходне за функционисање Нимх батерије електронских кола у цену је овде одлучујући фактор. Безбедност -- то је један од главних проблема, не дозвољава индустрији да се брзо постигне високе густине енергије батерије. Прошле године је добио широку популарност инцидент, када су Делл и Хп су били приморани да се повуче десетине хиљада продатих у комплету са лаптоп Литијум-Јонска батерија произведен од стране компаније Сони и Санио. У неисправни производи поставља реална опасност од кратког споја, да у случају високе густине енергије би могло изазвати пожар или чак и експлозије. Литийполимерная технологија ће омогућити делимично елиминише питање безбедности. Шта рећи у закључку? Напредак у области технологије производње батерија подстать напредак савремене рачунарске технологије. Као произвођачи процесора и интерфејса "выжимают последњих сокова" од традиционалних методологија и приступа, тако и програмери батерије немилосрдно експлоатишу хемијски процеси вековни застарелости. Остаје само да се надамо за смањење цена, да на све више горива ефикасна чипова и ЛЦД екрана.

ИЗВОР: Предузећа'рачунар преглед

Извор: http://stroymart. цом. уа