Аккумулятор

Аккумулятор - это многоразовый источник тока, который предназначен для накопления и хранения энергии.
Его работа основана на обратимых окислительно-восстановительных реакциях, что дает возможность использовать батарею многократно.
Для создания аккумуляторной батареи, несколько аккумуляторов соединяют в одну цепь.
Батареи - это электрохимические устройства, которые преобразуют активные материалы более высокого уровня в альтернативное состояние во время разряда.
Скорость такой преобразования определяет нагрузочные характеристики аккумулятора.
Никелевые и литиевые батареи превосходят свинцовые батареи по скорости реакции.

Для бытовых приборов и инструментов используется несколько типов аккумуляторных батарей, которые отличаются по используемым для их изготовления материалам.

Независимо от типа, любой аккумулятор работает благодаря наличию разности напряжения между пластинами из металла, погруженными в электролит.

Химические процессы, происходящие в батарее, являются обратимыми, поэтому после ее разряжения, есть возможность при помощи заряда восстановить работоспособность.
Во время заряда ток пропускают в направлении, противоположном тому, которое будет при разряде аккумуляторной батареи.

Основной характеристикой аккумулятора является емкость, т. е. величина заряда, которую полностью заряженная батарея может отдать при разряде до наименьшего допустимого значения.
Для ее измерения обычно используют Ач.

Никель-кадмиевые (NiCd)

Никель-кадмиевые батареи:

• являются одними из самых долговечных аккумуляторов с точки зрения срока службы.
• способны выдерживать большое количество разрядов и зарядов, устойчивы к низким температурам, также у них большой допустимый ток разряда.
• имеют низкую цену и большой срок службы.

Недостатки :

• быстро саморазряжается,
• имеет низкую плотность энергии,
• имеет «эффект памяти», что приводит к снижению полезной емкости при неполном разряде батареи.

Для восстановления номинальной мощности, надо полностью разрядить, а потом снова зарядить это устройство.
Чтобы увеличить срок службы такого оборудования, необходимо полностью его разряжать и только потом ставить на зарядку.
Для заряда надо использовать только то устройство, которое шло в комплекте, либо таким, которое соответствует требованиям производителя батареи.

Никель-кадмиевые (NiCd)

Эта батарея предлагает до 50% больше энергии, чем никель-кадмиевые.
Имеет короткий срок службы.
Такие батареи появились позже, и они являются более перспективными.
Сейчас они массово используются для разной бытовой техники, но для телефонов и ноутбуков применяются еще более прогрессивные виды.

Никель-кадмиевые (NiCd)

Среди аккумуляторов имеют самую высокую плотность энергии и самые легкие.
Стоят дороже и не могут обеспечить большие токи - это негатив.
Чаще всего используется для питания ноутбуков, фотоаппаратов и другой техники, но в современных телефонах они уже используются редко, т. к. вытесняются более прогрессивным типом батарей.
Их основной недостаток в высокой чувствительности к перезаряду, поэтому в устройствах, где используются такие батареи, обязательно устанавливают контроллер, который ограничивает заряд.

Литий-полимерные (LiPol)

Самые современные устройства.
Основным их отличием является то, что электролит гелеобразный, поэтому такие аккумуляторы могут быть очень тонкими.
Они чаще всего применяются в мобильных телефонах, плеерах и другой технике, имеющей небольшие размеры.
Т. к. такие батареи также чувствительны к перезаряду, использовать их в устройствах с неисправным контроллером заряда нельзя.
Если нарушается герметичность. также нельзя эксплуатировать такую батарею.

Литий-ионные аккумуляторы, которые мы используем в телефонах, ноутбуках и электромобилях, имеют жидкий электролит, через который ионы текут в одном направлении для зарядки аккумулятора и в другом направлении, когда он разряжается.
Литий-ионная батарея обычно имеет графитовый электрод, электрод из оксида металла и электролит из соли лития, растворенной в каком-либо растворителе.
Твердотельные батареи заменяют эту жидкость твердым материалом.

Твердотельные аккумуляторы

Важно увеличить емкость аккумулятора электромобиля, это позволит им стать основным направлением в автомобильной промышленности.
Твердотельная батарея с твердым электролитом демонстрирует улучшенную стабильность благодаря прочной структуре и повышенную безопасность, поскольку сохраняет форму даже в случае повреждения электролита.
Есть 2 способа увеличить емкость:

• увеличение количества батарей. Это ведет к :
• к росту цены аккумулятор,
• увеличению объема занятого аккумулятором места в автомобиле;
• использование твердотельного аккумулятора. Преимущества:
• имеет более высокую плотность энергии, чем литий-ионный аккумулятор, в котором используется раствор жидкого электролита,
• не подвержен риску взрыва или возгорания, поэтому в целях безопасности нет необходимости в дополнительных компонентах, что экономит больше места,
• появляется больше места для размещения большего количества активных материалов, которые увеличивают емкость аккумулятора,
• может увеличить плотность энергии на единицу площади, поскольку требуется лишь небольшое количество батарей. По этой причине твердотельная батарея идеально подходит для создания аккумуляторной системы электромобиля, состоящей из модуля и блока, требующей высокой емкости.

В твердотельных батареях можно использовать целый ряд материалов, заменяющих литий, включая керамику и сульфиды.

Промышленные аккумуляторы:

• обычно крупнее аккумуляторов, используемых в потребительских товарах,
• имеют более длительный срок службы,
• сконструированы таким образом, чтобы выдерживать ряд условий, которые не могут выдержать потребительские батареи;
• примеры:
• батареи, используемые для контроля структурных нагрузок на мосты,
• вилочные погрузчики, где надлежащее обслуживание и системы зарядки имеют решающее значение;
• номенклатура промышленных аккумуляторов гораздо шире, нежели бытовых;
• стоимость выше, чем потребительских аккумуляторов;
• нуждаются в обслуживании, чтобы обеспечить их эффективную работу как можно дольше.