Baterie wielokrotnego ładowania lub baterie bez możliwości ładowania są tak powszechne w dzisiejszych czasach, że prawie ich nie zauważamy. Są one jednak wspaniałą innowacją z długą i wspaniałą przeszłością oraz równie zachwycającą przyszłością.
Baterie są jednym z najważniejszych organów życiowych dla urządzeń bezprzewodowych, takich jak wiertarka z możliwością ładowania.
Akumulator jest urządzeniem, które przechowuje energię chemiczną przed przekształceniem jej w energię elektryczną. Akumulatory są w zasadzie miniaturowymi reaktorami chemicznymi, które wytwarzają energetyczne elektrony, które mogą przepływać przez zewnętrzne urządzenie.
Luigi Galvani, włoski lekarz, który nieumyślnie odkrył, że mięśnie kurczą się, gdy stykają się ze sobą dwa różne metale, w 1780 roku położył podwaliny pod budowę nowoczesnych baterii. Galvani przypadkowo stworzył "ogniwo galwaniczne" w swoim "eksperymencie z żabimi udkami".
Baterie na przestrzeni dziejów
Obwód został stworzony poprzez połączenie dwóch oddzielnych elektrod (dwóch metali) z elektrolitem (woda w żabich udkach). Allesandro Volta stworzył Kolumnę Volty w 1800 roku w oparciu o to zrozumienie. W układzie kanapkowym, wiele "ogniw galwanicznych" było ułożonych jedno na drugim. Każde ogniwo składało się z arkusza miedzi i cynku oraz kartonowego dysku nasączonego solą. Stale przepływający obwód elektryczny był formowany poprzez połączenie najwyższego i najniższego ogniwa za pomocą drutu. Im wyższe napięcie elektryczne, tym więcej ogniw posiadała kolumna - w ten sposób narodził się prekursor dzisiejszych baterii.
Typowa bateria składa się z dwóch metali lub związków o różnych potencjałach chemicznych, które są oddzielone porowatym izolatorem. Kiedy elektrony mogą przemieszczać się przez połączone urządzenie zewnętrzne, potencjał chemiczny jest energią zawartą w atomach i wiązaniach związku, która jest następnie przekazywana poruszającym się elektronom.
Elektrolit jest cieczą przewodzącą, taką jak sól lub woda, która jest używana do przenoszenia rozpuszczalnych jonów z jednego metalu na drugi podczas reakcji.
Anoda jest metalem lub związkiem, który traci elektrony podczas rozładowania, podczas gdy katoda jest metalem lub związkiem, który absorbuje elektrony. Nasze gadżety elektroniczne są zasilane przez przejście elektronów z anody do katody poprzez połączenie zewnętrzne.
Istnieją pewne odrębne terminologie, które określają cechy baterii, takie jak amperogodzina (mAh), współczynnik C, napięcie, napięcie ładowania, prąd ładowania, prąd rozładowania, napięcie odcięcia, okres trwałości i żywotność cyklu, aby wymienić tylko kilka.
✅ Napięcie
: Pod pojęciem "napięcie akumulatora" rozumie się różnicę potencjałów elektrycznych pomiędzy dodatnim i ujemnym biegunem akumulatora. Większa różnica potencjałów powoduje większe napięcie. Potencjał elektryczny jest różnicą ładunków pomiędzy dwoma punktami - w tym przypadku dwoma biegunami akumulatora. Jeden z nich jest naładowany dodatnio, drugi ujemnie. Ładunek ujemny oznacza po prostu, że na biegunie znajduje się nadmiar ujemnie naładowanych cząsteczek, czyli elektronów, podczas gdy biegun dodatnio naładowany jest pozbawiony tych elektronów.
✅ Wydajność
: Pojemność ładowania akumulatora mierzy się w amperogodzinach. Teoretycznie możemy pobierać 5 amperów bez przerwy przez 60 minut, zanim rozładujemy nasz 5 amperogodzinny akumulator. Dzieje się tak w idealnych warunkach: optymalna temperatura, brak wibracji i stałe zasilanie. Ponieważ w rzeczywistym świecie nigdy nie osiągniemy tych idealnych warunków, nazywamy to właściwym ładowaniem. Rozważmy amperogodzinę jako miarę określającą, czy jeden akumulator jest w stanie utrzymać ładunek dłużej niż inny. Amperogodzinę akumulatora możemy uzyskać mnożąc natężenie prądu przez czas rozładowania, lub możemy określić, jak długo akumulator wytrzyma przy określonym natężeniu prądu.
✅ O
kres przydatności do użycia: Może się zdarzyć, że baterie są pozostawione w stanie spoczynku przez dłuższy okres czasu, szczególnie w sklepach. Okres trwałości to czas, przez jaki bateria może być ładowana i używana przez określony czas. Baterie nie nadające się do ponownego ładowania mają dłuższy okres przydatności, ponieważ są używane i wyrzucane. Nawet jeśli okres przydatności baterii wielokrotnego ładowania jest krótszy, nadal możemy je naładować.
✅ Żywotność cyklu
: Jeśli bateria zostanie całkowicie naładowana, a następnie rozładowana do 80% swojej pierwotnej pojemności, uważa się, że bateria wykonała jeden cykl. Podobnie żywotność akumulatora określa się liczbą takich cykli, które może on naładować i rozładować. Jakość baterii będzie się poprawiać wraz ze wzrostem żywotności cyklu. Jednakże, jeśli bateria po całkowitym naładowaniu na początku jest wyczerpana do 40% swojej prawdziwej pojemności, nie można jej nazwać żywotnością cykliczną. Różne rodzaje akumulatorów
Baterie dzielą się na dwie kategorie: baterie ładowalne i baterie nieładowalne.
Ponieważ mogą być użyte tylko raz, tego rodzaju baterie są określane jako baterie podstawowe.
Baterie alkaliczne
: Składa się głównie z cynku (Zn) i dwutlenku manganu (MnO2), a elektrolitem jest wodorotlenek potasu, który jest materiałem w pełni alkalicznym. Dzięki temu bateria ta znana jest jako bateria alkaliczna o gęstości mocy 100 Wh/Kg. Można ją znaleźć w latarkach, pilotach, zegarach ściennych i innych małych urządzeniach przenośnych.
Baterie z ogniwamimonetarnymi
: Baterie z ogniwami na monety mają również alkaliczny skład chemiczny. Oprócz materiałów alkalicznych, w produkcji tych baterii będą stosowane związki chemiczne litu i tlenku srebra, które będą bardziej wydajne w dostarczaniu stałego i stabilnego napięcia w tak małym rozmiarze. Gęstość mocy wynosi 270 Wh/Kg. Z baterii tych korzystają m.in. zegarki, zegary ścienne, wagi i inne małe urządzenia elektroniczne o niskim poborze mocy. Akumulator do wiertarek akumulatorowych
Akumulatory te nazywane są akumulatorami
wtórnymi, ponieważ mogą być ponownie ładowane i używane. Chociaż są one drogie, mogą być ponownie naładowane i ponownie wykorzystane, a gdy są prawidłowo używane i ładowane, mają długą żywotność.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe
: Jest wykonana z ołowiu-kwas, który jest dość niedrogi materiał, który jest używany do zasilania systemów oświetleniowych w samochodach osobowych i ciężarowych. Są one preferowane w elementach, gdy rozmiar, przestrzeń i waga są nieistotne. Nominalne napięcie waha się od 2V do 24V, a najbardziej popularne typy to 2V, 6V, 12V i 24V akumulatory. Posiada gęstość mocy 7 Wh/Kg.
Powszechne zastosowania:
Samochody, UPS (bezprzerwowe zasilanie), roboty, ciężkie maszyny i inne zastosowania.
Korzyści:
Wady:
Powszechne zastosowania: Zabawki, światła awaryjne, sprzęt medyczny, artykuły handlowe i przemysłowe, elektryczne maszynki do golenia, radia dwukierunkowe, elektronarzędzia i inne urządzenia wykorzystują baterie NiCAD.
Korzyści:
Poniżej przedstawiono niektóre z zalet akumulatorów niklowo-kadmowych:
Wady: A oto kilka z ich wad:
Niska gęstość energii w porównaniu do nowoczesnych systemów.
Efekt zapamiętywania: NiCd musi być regularnie trenowany, aby uniknąć pamięci.
Szkodliwość dla środowiska: NiCd zawiera niebezpieczne elementy.
Stosowanie akumulatorów NiCd jest ograniczone w wielu krajach.
Wysoki współczynnik samorozładowania; po przechowywaniu wymaga ponownego naładowania.
Akumulator NiMH
✔ Powszechne zastosowania:
Akumulatory samochodowe, sprzęt medyczny, pagery, telefony komórkowe, kamery, aparaty cyfrowe, elektryczne szczoteczki do zębów i inne tanie produkty konsumenckie są wśród nich.
Korzyści:
Oto tylko kilka korzyści płynących z używania akumulatorów NiMH:
Wady:
Oto niektóre z wad:
Bateria litowo-jonowa: Akumulator litowo-jonowy, często znany jako akumulator Li-ion, jest akumulatorem, w którym jony litu przemieszczają się z elektrody ujemnej do elektrody dodatniej poprzez elektrolit podczas rozładowywania, a następnie z powrotem podczas ładowania. Elektroda dodatnia baterii litowo-jonowej jest wykonana z interkalowanego związku litu, podczas gdy elektroda ujemna jest zazwyczaj wykonana z grafitu.
Bateria litowa
Najbardziej znaczącą różnicą pomiędzy bateriami litowymi i litowo-jonowymi jest to, że baterie litowe są jednorazowego użytku i nie mogą być ponownie naładowane po ich użyciu. Baterie litowo-jonowe, z drugiej strony, mogą być używane ponownie, ponieważ są one wielokrotnego użytku i mogą być ładowane i rozładowywane
setki razy.
Baterie litowe żyją znacznie dłużej, gdy spoczywają na półce nieużywane. Baterie litowe mogą wytrzymać od 10 do 12 lat wciąż trzymając ładunek, jednak baterie litowo-jonowe wytrzymują tylko od 2 do 3 lat. Możesz nie zdawać sobie sprawy, że te dwa rodzaje baterii litowych nie są jedynymi dostępnymi; dowiedz się więcej o różnicach pomiędzy bateriami litowo-jonowymi i litowo-polimerowymi w naszym poście.
Pomimo faktu, że baterie litowo-jonowe wydają się być znacznie lepsze, szczególnie pod względem ilości odpadów, nadal istnieje kilka cech, które sprawiają, że baterie litowe są całkiem użyteczne. Mają dużo większą gęstość energii niż baterie litowo-jonowe, co oznacza, że mogą zachować dużo więcej ładunku w stosunku do swoich rozmiarów. Nawet jeśli jest to jedyny ładunek jaki kiedykolwiek będą miały, baterie litowe mogą dostarczyć energii z jednego ładowania. Niestety, nie ma bezpiecznego ani praktycznego sposobu na ponowne naładowanie baterii litowo-jonowych, dlatego właśnie zostały one stworzone. Baterie litowe są również tańsze w zakupie, ponieważ są tańsze i łatwiejsze w produkcji.
Korzyści:
Oto tylko kilka korzyści wynikających z używania baterii litowo-jonowych
Wady:
Oto niektóre z wad:
Akumulatory litowo-jonowe to lekkie źródła energii o wysokiej gęstości energetycznej, które mogą być wykorzystywane w wielu zastosowaniach. Połączenie wielu małych akumulatorów w obwód równoległy w celu zasilania większych urządzeń, takich jak samochody elektryczne, jest bardziej efektywne i wydajne niż podłączenie pojedynczego ogromnego akumulatora.
Akumulator do wiertarek akumulatorowych Ronix
Akumulator jest tym, co umożliwia funkcjonowanie narzędzi akumulatorowych, a wybór rodzaju akumulatora, jaki zastosowano w narzędziu, jest prawie tak samo ważny jak wybór samego narzędzia. Jeśli chodzi o wybór elektronarzędzia bezprzewodowego, chcesz mieć pewność, że otrzymasz właściwe narzędzie do pożądanego zastosowania. Jedną z najważniejszych cech i specyfikacji, o których należy pomyśleć, jest typ akumulatora, który będzie używany. Akumulatory niklowo-kadmowe (NiCD), niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH) i litowo-jonowe to trzy główne typy akumulatorów stosowanych w elektronarzędziach bezprzewodowych (Li-ion).
Długi czas pracy akumulatora to tylko jedna z wielu cech, które wyróżniają elektronarzędzia bezprzewodowe, które stają się coraz bardziej popularne. W związku z tym w branży elektronarzędzi zachodzi kolejna zmiana - akumulatory litowo-jonowe zastępują akumulatory niklowo-kadmowe, są mniejsze i lżejsze od swoich poprzedników, a ponadto nie ulegają samorozładowaniu, dzięki czemu można je przechowywać przez wiele miesięcy bez utraty ładunku. Baterie litowo-jonowe mają większą gęstość energii, czyli watogodzin na jednostkę objętości, niż inne rodzaje baterii, co czyni je bardziej wydajnymi.
Dzięki temu bateria może pobierać większy prąd i działać przez dłuższy okres czasu niż bateria niklowo-kadmowa. Typowa bateria litowo-jonowa wystarcza na 12 miesięcy, podczas gdy bateria niklowo-kadmowa tylko na kilka miesięcy. Na rynku dostępne są setki baterii litowo-jonowych, wszystkie o różnych napięciach i pojemnościach. Należy pamiętać, że inne cechy, które wpływają na całkowitą żywotność i czas pracy akumulatora, są zazwyczaj decydującymi czynnikami, gdy nabywcy akumulatorów do elektronarzędzi dokonują wyboru (oprócz ceny, oczywiście), dlatego większość cech, które są tutaj wymienione, mają jakiś wpływ na to, jak długo akumulator będzie działał.
Gdy bateria innej firmy jest ładowana za pomocą ładowarki producenta, może się przegrzać, co skraca jej żywotność lub może spowodować jej całkowitą awarię. Dodatkowo, jeśli ryzyko awarii lub niższa wydajność i żywotność to za mało, używanie akumulatorów pochodzących z innych firm ma dalsze wady. Na początek, bateria, narzędzie i ładowarka nie są już autoryzowane przez UL lub CSA. Każde narzędzie jest poddawane rygorystycznym testom, w tym testowi akumulatora przeprowadzanemu przez oryginalnego producenta. Akumulatory innych firm zazwyczaj nie spełniają tych samych standardów, co może prowadzić do pożarów, uszkodzenia mienia i szkód dla ludzi. Użycie podrobionej baterii w narzędziu lub ładowarce grozi utratą gwarancji na to narzędzie lub ładowarkę.
FAQ ❓
Jaka jest różnica między amperogodziną a amperem?
Największy poziom energii, jaki akumulator jest w stanie dostarczyć w danym momencie czasu przez krótki okres czasu, jest wskazywany przez jego amperogodzinę. Natomiast wskaźnik amperogodzin wskazuje, ile amperów akumulator jest w stanie wytworzyć przez pewien okres czasu.
Jak sprawdzić, ile litu jest w baterii?
Zawartość litu (lub odpowiednika litu) w baterii lub zestawie baterii można obliczyć jako 0,3 x pojemność amperogodzin.
Czy to prawda, że trzymanie baterii w lodówce przedłuża ich żywotność?
Szybkość samorozładowania baterii cynkowo-węglowej (w tym chlorkowo-cynkowej) lub litowej można obniżyć, trzymając je w niskiej temperaturze. Pamiętaj, aby nie używać baterii bezpośrednio po wyjęciu z lodówki, lecz pozwolić jej powoli ogrzać się do temperatury pokojowej (potrzeba kilku godzin, aby urządzenie ogrzało się do końca).
Dlaczego akumulatory kwasowo-ołowiowe nie działają w nieskończoność?
Z czasem wszystkie akumulatory ulegają uszkodzeniu. Nie ma wyjątków, jeśli chodzi o akumulatory kwasowo-ołowiowe i szczelne akumulatory kwasowo-ołowiowe. Należy pamiętać, że fakt, iż akumulator kwasowo-ołowiowy nie może już zasilać określonego przedmiotu nie oznacza, że jest on pozbawiony energii. Jeśli zewrzesz końcówki w akumulatorze samochodowym, który nie chce uruchomić silnika, nadal możesz uzyskać wiele fajerwerków.
Czy to prawda, że wszystkie baterie nadają się do recyklingu?
Nie. Duży wpływ na to mają rodzaje metali, z których zbudowane są baterie. Ołów jest bardzo podatny na recykling, a stare baterie zawierają około połowy ołowiu użytego w nowych. Z drugiej strony, kadm niklowy jest zbyt kosztowny, aby go usunąć i ponownie wykorzystać.
Wnioski
Akumulatory pełnią wiele funkcji we współczesnym życiu codziennym, począwszy od dostarczania początkowej mocy potrzebnej do rozruchu silników samochodowych, aż po służenie jako zapasowe źródło energii elektrycznej w telekomunikacji, transporcie publicznym i medycynie. Priorytetem jest opracowanie bardziej zrównoważonego akumulatora, który sprosta wyzwaniom takim jak niestabilność łańcucha dostaw i obfitość materiałów, a jednocześnie będzie lepszy od akumulatorów litowo-jonowych. Baterie nowej generacji, które nie są uzależnione od strategicznych składników, takich jak Li, mogą pomóc branży w przejściu na bardziej zrównoważone modele. Przyszłe technologie akumulatorowe będą musiały pokonać poważne przeszkody naukowe.
Więcej na: http://firmainstalco.pl
