Кислотные, щелочные, ионные и все-все-все…

Оставить комментарий
Share
Основные виды аккумуляторов

Каждому автомобилисту, конечно, знакомы свинцовые аккумуляторы. Тяжелые, основательные, относительно недорогие. Каждому владельцу современного мобильника знакомы литий-ионные батарейки – маленькие, дорогие, имеющие возможность дозаряда. Ну еще «пальчиковые» батарейки в телевизионных пультах. Вроде бы они щелочные… А сколько вообще существует видов батареек? Какие они и «с чем их едят»?

Первые, конечно, подвергнутся нашему рассмотрению свинцово-кислотные батареи. Электролитом в них выступает слабый раствор серной кислоты, а действующими веществами являются свинец и диоксид свинца. Такие аккумуляторы недороги, не обладают «эффектом памяти», имеют низкий саморазряд. Правда есть и недостатки: невысокие удельная энергия и наработка, плохая сохранность заряда, выделение водорода.

Свинцово-кислотные батареи делят на 4 группы: стартерные, стационарные, портативные и тяговые.

Стартерные аккумуляторы распространены больше прочих АКБ. Ведь именно они используются в автомобилях для пуска и поддержки работы двигателя, а также для энергоснабжения. Сейчас, автомобилистами, в основном, используются стартерные батареи, не требующие ухода, так называемые необслуживаемые авто аккумуляторы.

Стационарные аккумуляторы используют в качестве аварийного источника тока на телефонных станциях, в телекоммуникационных системах, в качестве аварийного источника тока. Они обычно имеют очень большие размеры, находятся в режиме непрерывного подзаряда и имеют относительно невысокую стоимость.

Портативные аккумуляторы используются для питания приборов, аварийного освещения, энергообеспечения приборов. Они дешевле других портативных аккумуляторов, работают и в жару и в холода. К минусам можно отнести только невозможность хранения в разряженном состоянии и трудность изготовления свинцово-кислотных батарей малых размеров.

Тяговые аккумуляторы используют для энергоснабжения шахтных электровозов, электрокаров, подъемников. Работают такие АКБ в режимах глубокого разряда, имеют большой ресурс и стоят довольно недорого.

Следующий распространенный тип аккумуляторных батарей – никель-кадмиевые (Ni-Cd). Электролитом в таких батареях является раствор КОН, именно поэтому второе название таких аккумуляторов – щелочные. Применяются такие батареи для питания стационарного оборудования, портативных электроприборов, бытовой техники, игрушек, подъемников, а также электронных приборов, для запуска дизелей и авиационных двигателей. Но у щелочных АКБ есть большие недостатки: высокая стоимость, низкая удельная энергия, эффект памяти, благодаря которому лишь немногие никель-кадмиевые батареи пригодны для подзарядки. Кроме того, кадмий, входящий в состав этих аккумуляторов, достаточно токсичен.

Никель-железные аккумуляторы по принципу работы очень похожи на батареи предыдущего типа, только вместо кадмия активным веществом в них является железо. Эти АКБ не герметичны, так как в процессе работы они выделяют водород. Они дешевле, крепче, долговечнее Ni-Cd батарей. Только вот у них достаточно и минусов: склонность к саморазряду, низкая отдача энергии, неработоспособность при температуре ниже -10 градусов. Используют такие батареи, в основном, как тяговые источники тока в промышленных подъемниках и электрокарах.

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH) по многим свойствам похожи на никель-кадмиевые, только их удельная энергия в 1,5-2 раза выше и токсичного кадмия в них нет. Его заменяет интерметаллид, обратимо сорбирующий водород. Такие аккумуляторы имеют цилиндрическую, призматическую или дисковую форму, используются преимущественно для питания портативных приборов.

В экзотических никель-водородных аккумуляторах анодом служит пористый газодиффузионный электрод с платиновым катализатором, на котором обратимо реагирует газообразный водород. По обилию сложных слов, описывающих эти АКБ, становится понятно, что батареи эти довольно сложны и дороги. Удельная энергия их высока, также как и саморазряд. Применялись такие аккумуляторы в космической технике.

Никель-цинковые АКБ с цинковым анодом имеют высокую удельную энергию (в 2 раза выше удельной энергии Ni-Cd аккумуляторов). Также они недороги и довольно мощны, но ресурс их чрезвычайно мал, потому массового применения Ni-Zn батареи не получили. Используют их для питания портативной аппаратуры.

В военной технике используются серебряно-кадмиевые и серебряно-цинковые батареи. Активный материал в них – оксид серебра. Саморазряд таких аккумуляторов низок, в то время как удельная мощность и энергия высоки. Подкачал у таких батарей только небольшой ресурс. Ну и цена. Большая. Что ж, потому и используются они в военной технике.

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion), конечно, знакомы каждому. Сейчас они есть, пожалуй, в каждом доме. Мобильники, ноутбуки, бытовая техника – словом арсенал их применения огромен. В последнее время их все чаще применяют в технике. На расширение их «ареала обитания» работают плюсы литий-ионных батарей: высокая удельная энергия, высокий ресурс и способность работать при низких температурах. Анод в Li-ion АКБ сделан из углеродистого материала, в который обратимо внедряются ионы лития. Катод – оксид кобальта. Электролитом же является раствор соли лития в неводном апротонном растворителе. Как просто внешне и как сложно внутренне!

Усовершенствованной версией литий-ионных батарей являются более безопасные и энергоемкие, обладающие бОльшим ресурсом литий-полимерные (Li-pol) АКБ. Электролит в них заключен в микропористую полимерную матрицу, что как раз и повышает параметры батареи. Используют Li-pol аккумуляторы для питания портативных электронных устройств.

Таковы основные виды аккумуляторов. Возможно, в эти самые минуты наш список пополняется новыми видами батарей, еще более надежными и энергоемкими, чем вышеперечисленные. Химики и физики ведь не дремлют. Они стараются сделать жизнь людей все более комфортной и механизированной. А куда в этом деле без хороших батареек?

Оставить комментарий