Ҷолиб

Технологияи батарея

Технологияи батарея

Батареяҳо торафт васеътар истифода мешаванд. Бо зиёд шудани истифодаи таҷҳизоти сайёр ва мобилӣ, истифодаи технологияи батарея низ меафзояд.

Талаботи афзоянда ба батареяҳо маънои онро дорад, ки технология дар чанд соли охир хеле рушд кардааст ва дар оянда рушди бештарро интизор шудан мумкин аст.

Бо талабот ба батареяҳо, технологияҳои гуногуни гуногуни батарея ва ҳуҷайра мавҷуданд. Инҳо аз технологияҳои муқаррарнашудаи барқгиранда, аз қабили батареяҳои руҳ-карбон ва ишқор то батареяҳои барқгиранда, ки аз NiCd тавассути ҳуҷайраҳои NiMH ба батареяҳои барқгирандаи навтари литий-ион кӯчиданд. Бо талабот ба батареяҳо, миқдори зиёди технологияи батарея таҳия шуда истодааст ва намудҳои нави ҳуҷайраҳо ва батареяҳо, бешубҳа, дастраси сатҳи боз ҳам баландтар хоҳанд шуд.

Як соҳаи дигари технологияи батарея, ки муҳимтар мешавад, ҷанбаҳои сабз ё экологӣ мебошанд. Баъзе технологияҳои кӯҳнаи батарея дорои кимиёвӣ мебошанд, ки онҳоро заҳрнок ҳисобидан мумкин аст. Ҳоло тарҳҳои нав саъй доранд, то кимиёвии аз ҷиҳати экологӣ тоза истифода баранд. Ҳоло ҳуҷайраҳои кадмийи никелӣ аз ҷиҳати экологӣ номусоид ҳисобида мешаванд ва ба қадри кофӣ пештар истифода намешаванд. Батареяҳои дигар инчунин дорои кимиёвии зараровар мебошанд ва ин эҳтимол дорад ба самти рушди оянда таъсири назаррас расонад.

Мафҳумҳои асосии батарея ва ҳуҷайра

Батарея як омили ду ва ё зиёда ҳуҷайраҳои электрохимиявӣ мебошад. Ин ҳуҷайраҳои электрохимиявӣ энергияро дар шакли энергияи химиявӣ захира мекунанд ва ин ҳангоми пайвастшавӣ ба занҷири электрикӣ, ки дар он ҷараёни электрикӣ метавонад ҷараён гирад, ба энергияи электр табдил меёбад.

Ҳуҷайра аз ду электрод иборат аст ва дар байни онҳо электролит гузошта шудааст. Электроди манфиро катод, электроди мусбатро анод мешиносанд. Электролит дар байни онҳо ё моеъ ё сахт буда метавонад. Имрӯзҳо бисёр ҳуҷайраҳо дар як контейнери махсус ҷой гирифтаанд ва дар байни анод ва катод як унсуре бо номи ҷудосоз ҷойгир аст. Ин ба электролит ғализдор аст ва ба ҳамбастагии электродҳои кашолакунӣ халал мерасонад.

Фарқи потенсиал дар терминалҳои батарея ҳамчун шиддати терминалӣ маълум аст. Агар батарея ягон ҷараён нагузарад, масалан. вақте ки он ба ягон занҷир пайваст карда нашудааст, пас шиддати терминали дидашуда шиддати занҷири кушода аст ва ин ба EMF ё қувваи электро-ҳаракаткунандаи батарея баробар аст.

Муайян карда шуд, ки ҳамаи батареяҳо сатҳи муайяни муқовимати дохилӣ доранд. Дар натиҷа, шиддати терминал ҳангоми пайваст шудан ба бори беруна паст мешавад. Ҳангоми тамом шудани батарея муайян карда мешавад, ки муқовимати дохилӣ меафзояд ва шиддати барқ ​​кам мешавад.

Ҳуҷайраҳои аввалия ва дуюмдараҷа

Гарчанде ки намудҳои гуногуни батарея мавҷуданд, ду категорияи асосии ҳуҷайра ё батарея мавҷуданд, ки метавонанд барои таъмини қувваи барқ ​​истифода шаванд. Ҳар як намуд афзалиятҳо ва нуқсонҳои худро дорад ва аз ин рӯ ҳар як намуди батарея дар барномаҳои гуногун истифода мешавад, гарчанде ки онҳо метавонанд зуд иваз карда шаванд:

  • Батареяҳои аввалия: Батареяҳои ибтидоӣ аслан он батареяҳое мебошанд, ки онҳоро дубора барқарор кардан мумкин нест. Онҳо энергияи химиявиро ба таври бебозгашт ба энергияи электр табдил медиҳанд. Вақте ки кимиёвӣ дар дохили батарея ба реаксия баромада, энергияи барқро истеҳсол мекунанд ва онҳо тамом шудаанд, батарея ё ҳуҷайра бо ёрии барқ ​​ба осонӣ барқарор карда намешавад.
  • Батареяҳои дуюмдараҷа: Батареяҳои дуюмдараҷа ё батареяҳои дуюмдараҷа аз батареяҳои аввалия фарқ мекунанд, зеро онҳоро дубора барқ ​​гирифтан мумкин аст. Реаксияҳои кимиёвӣ дар дохили ҳуҷайра ё батареяро бо роҳи бо энергияи барқ ​​таъмин кардани ҳуҷайра ва барқарор кардани таркиби аслии онҳо барқарор кардан мумкин аст.

Андозаҳои стандартии ҳуҷайра ва батарея

Зарур аст, ки батареяҳо ва алахусус батареяҳои аввалияро пас аз ба охир расидани мӯҳлати истифодаашон иваз кунанд. Дар натиҷа, батареяҳо одатан ба андозаи батареяи стандартӣ меоянд, то батареяҳои истеҳсолкунандагони гуногун истифода шаванд. Дар натиҷа, як қатор андозаи стандартии батарея мавҷуданд.

Хулосаи андозаи бештар маъмултари батарея дар зер оварда шудааст:


Ҳаҷмҳои стандартӣ ва батарея
Намуди ҳуҷайраДиаметри
мм
Баландӣ
мм
ААА10.544.5
АА14.550.5
C26.250.0
Д.34.261.5

Намудҳои ҳуҷайра

Бисёр намудҳои гуногуни технологияи ҳуҷайра ё батарея мавҷуданд. Ҳар як намуди гуногуни технологияи батарея афзалиятҳо ва нуқсонҳои худро дорад. Аз ин рӯ, намудҳои гуногуни технологияи ҳуҷайра ё батарея метавонанд дар барномаҳои гуногун истифода шаванд. Дар ҷадвали зер хулосаи баъзе намудҳои мухталифе оварда шудааст, ки имрӯз дар истифодаи бештар маъмуланд.


Намудҳои батарея ва тарғиботи онҳо
Намуди ҳуҷайраШиддати номиналӣ
В.
Хусусиятҳо
Ҳуҷайраҳо ва батареяҳои аввалия
Дуоксиди марганеци ишкорӣ1.5Ба таври васеъ дастрас аст, ки иқтидори баландро таъмин мекунад. Мӯҳлати нигоҳдорӣ одатан то панҷ солро ташкил медиҳад. Қодир ба таъмини ҷараёни мӯътадил мебошад.
Литий тионилхлориди3.6Барои ҷараёнҳои паст ва миёна хуб аст. Зичии баланди энергия ва мӯҳлати дароз.
Диоксиди марганеции литий3.0Мӯҳлати дароз дар якҷоягӣ бо зичии баланди энергия ва қобилияти ҷории мӯътадил.
Оксиди симоб1.35Барои ҳуҷайраҳои тугма истифода мешавад, аммо ҳоло аз ҳисоби симобе, ки онҳо доранд, амалан хориҷ карда мешаванд.
Оксиди сафсата1.5Зичии хуби энергия. Асосан барои чашмакҳои тугма истифода мешавад.
Карбонати руҳ1.5Барои барномаҳои истеъмолкунандагон васеъ истифода мешавад. Арзиши арзон, иқтидори мӯътадил. Дар шароити истифодаи фосилавӣ беҳтарин кор кунед.
Ҳавои руҳ1.4Асосан барои чашмакҳои тугма истифода мешавад. Дорои умри маҳдуд ва қобилияти ҷории паст, вале зичии баланди энергия дошта бошед.
Ҳуҷайраҳо ва батареяҳои дуюмдараҷа
Кадмий никел
NiCd
1.2Дар истифода хеле маъмул буданд, аммо ҳоло бо назардошти таъсири экологӣ ба ҳуҷайраҳо ва батареяҳои NiMH роҳ медиҳанд. Муқовимати пасти дохилӣ ва метавонад ҷараёнҳои калонро таъмин кунад. Умри дароз, агар бо эҳтиёт истифода бурда шавад.
Гидриди металлии никел
NiMH
1.2Иқтидори баландтар, вале нисбат ба NiCads гаронтар. Нархгузории бояд бодиққат назорат карда шавад. Дар бисёр барномаҳое, ки пештар NiCads истифода мешуданд, истифода мешаванд.
Литий ион
Шер
Иқтидори баландтарин ва онҳо ҳоло дар бисёр ноутбукҳо, телефонҳои мобилӣ, камераҳо васеъ истифода мешаванд. Ва ғ. Заряд бояд бодиққат назорат карда шавад ва аксар вақт мӯҳлати маҳдуд доранд ~ одатан 300 давраи барқдиҳии барқ.
Кислотаи сурб2.0Барои барномаҳои автомобилӣ васеъ истифода мешавад. Нисбатан арзон, аммо умри одамон аксар вақт кӯтоҳ аст.

Дар солҳои охир нишондиҳандаҳои технологияи батарея хеле беҳтар гардиданд. Азбаски талабот ба батареяҳо зиёдтар шуда, дар ҷойҳои хурд ва сатҳи эътимоднокии зиёдтар талаб карда мешавад, аз ин рӯ миқдори зиёди таҳқиқот барои қонеъ гардонидани талаботи нав маблағгузорӣ карда шуданд.

Тадқиқот дар тӯли муддати тӯлонитар аз байни заряд, сатҳи баландтари иқтидор ва дараҷаҳои бештари эътимоднокӣ натиҷа дод. Барои оянда, талабот ба батареяҳо танҳо афзоиш меёбад ва бешубҳа, технология беш аз ҳама беҳбуд хоҳад ёфт.


Видеоро тамошо кунед: Тест первого в России аккумулятора на графеновой батарее (Декабр 2021).