Különbségek akkumulátorok NiCd és NiMH, NiZn, Ni Fe és a NIH

1. Nikkel-kadmium elemek (NiCd)

Fantázia Valdmarom Yungnerom 1899, nikkel-kadmium elemek számos előnye van a lead-acid, csak akkor meglévő elem, de drágább volt, mert az anyagköltség. A fejlesztés a technológia már meglehetősen lassú, de 1932-ben jelentős áttörést készült - mint egy elektródot használtunk porózus anyag a hatóanyaggal belsejében. További javulás történt 1947-ben, és úgy döntött, hogy getter problémája van, ami lehetővé tette, hogy egy modern zárt karbantartásmentes nikkel-kadmium akkumulátor.

Universal sorozat GEL

NiCd szabvány továbbra is az egyik legmegbízhatóbb és szerény körében az elemeket, és a légiközlekedési iparág továbbra is elkötelezett e rendszert. Azonban a tartósság az akkumulátor függ a megfelelő karbantartás. NiCd és NiMH akkumulátorok részben figyelemmel a hatása „memória”, ami veszteség a kapacitás, ha nem rendszeresen csinálni egy teljes kisütési ciklust. Ha megsérti az ajánlott töltési mód, ha az akkumulátor emlékszik, hogy az előző ciklusban működik kapacitása nem teljesen kihasznált, és a mentesítési ad villamosenergia csak egy bizonyos szintet. (Lásd: Hogyan lehet visszaállítani a nikkel akkumulátorral). 1. táblázat felsorolja az előnyei és hátrányai a hagyományos nikkel-kadmium akkumulátor.

megbízható; nagyszámú ciklus megfelelő ellátást
Az egyetlen elem, amely képes az ultragyors töltés minimális stressz
Jó terhelési jellemzők, bocsásd meg eltúlzott
Hosszú ideig eltartható; lehetőségét tároló lemerülten
Nincs szükség speciális tárolási és szállítási
Jó teljesítmény alacsony hőmérsékleten
A legalacsonyabb ára egy ciklus munka között akkumulátorok
Elérhető a sokféle méretben és változatok

A viszonylag alacsony energiasűrűségű képest újabb rendszereken
"Memory" hatás; A karbantartási igénye, hogy elkerüljék azt
A kadmium mérgező anyag, amely speciális ártalmatlanítási
Nagy önkisülés; Az újratöltés után tárolás
Alacsony cellafeszültség 1,2 V igényel multicell építési rendszerek, amelyek a nagyfeszültségű

1. TÁBLÁZAT: Előnyök és hátrányok a nikkel-kadmium elemek.

2. A nikkel-fém-hidrid akkumulátor (NiMH)

nikkel-fém-hidrid-technológiai kutatás 1967-ben kezdődött. Azonban, a bizonytalanság a fém-hidrid-retardált fejlődését, ami vezetett, hogy a fejlesztés a nikkel-hidrogén (NIH) rendszer. Új hidrid ötvözetek talált az 1980-as, úgy döntött, hogy a biztonsági problémák, és segített létrehozni az akkumulátor energia sűrűsége 40% -kal nagyobb, mint a normál nikkel-kadmium.

Nikkel-fém-hidrid akkumulátor vannak hátrányai. Például a töltési folyamat sokkal bonyolultabb, mint a NiCd. Az önkisülés 20% az első napon, majd havonta 10%, NiMH foglalnak el vezető pozícióját a maga kategóriájában. Módosítása hidrid ötvözet csökkentésének elérése önkisülés és a korrózió, de hozzáadja a hátránya, hogy csökkenti a fajlagos energiafelhasználás. De amikor használják az elektromos közlekedés, ezek a módosítások igen hasznosak, mivel javítják a megbízhatóságot, és növeli az elemek élettartamát.

3. a fogyasztói szegmensben

NiMH akkumulátorok jelenleg az egyik legkönnyebben elérhető. Ezek ipari óriások, mint a Panasonic, Energizer, Duracell és Rayovac felismerte annak szükségességét, hogy jelen van a piacon, alacsony költségű, hosszú élettartamú akkumulátor, és felajánl egy nikkel-fémhidrid áramforrások, különböző méretű, például az AA és AAA. A gyártók kiad egy nagy erőfeszítés, hogy visszaszerezze a piaci részesedés alkáli elemet.

2. táblázat összehasonlítja az energiasűrűség, a hatalmi és önkisülés ideje elemek és akkumulátorok a fogyasztói szegmens. Bemutatott AA, AAA és más méretek, a táp is használható hordozható készülékek. Még ha lehet kicsit eltérő névleges feszültségű, a kisülési állapot általában akkor fordul elő, amely azonos az összes tényleges értéke feszültség 1 V A szélesség megengedett feszültség értékeket, mivel a hordozható eszközök némi rugalmasságot biztosít a feszültség tartományban. A legfontosabb dolog - csak akkor kell használni az azonos típusú elektromos alkatrészek. biztonság és inkompatibilitás feszültség akadályozzák a lítium-ion akkumulátorok AA és AAA méretben.

Kapacitású AA változat

2. táblázat: összehasonlítása különböző AA méretű elemet.

* Eneloop védjegye Sanyo alapján NiMH rendszert.

A magas önkisülés NiMH az oka a folyamatos aggodalom a fogyasztók számára. Lámpás vagy hordozható eszköz egy NiMH akkumulátor lemerült, ha nem használja azt hetekig. A javaslat az eszköz töltéséhez minden használat előtt nem valószínű, hogy megtalálják a megértést, különösen abban az esetben, lámpák, amelyek úgy vannak elhelyezve, mint tartalék fényforrásokat. Az előnye, hogy lúgos akkumulátor eltarthatósága 10 év, úgy tűnik, vitathatatlan.

A nikkel-fém-hidrid akkumulátor a Panasonic és a Sanyo márkanév alatt eneloop képes szignifikáns módon csökkenteni a önkisülés. Eneloop tárolható egyetlen feltöltéssel akár hatszor hosszabb, mint a hagyományos NiMH. De a hiánya egy ilyen javított akkumulátor valamivel alacsonyabb energiasűrűsége.

A 3. táblázat mutatja az előnyök és hátrányok a nikkel-fém-hidrid elektrokémiai rendszer. A táblázat nem veszi figyelembe a jellemzőit Eneloop és más fogyasztói márkák.

Élettartama korlátozott; mélykisütést hozzájárulnak a csökkentés
Kifinomult töltési algoritmus; érzékenyek a túltöltést
Különleges követelmények díjszabás
Hőt alatt gyors töltési és kisütési erős terhelés
nagy önkisülés
Coulomb hatásfoka 65% (az összehasonlítás, egy lítium-ion - 99%)

3. táblázat: előnyei és hátrányai NiMH akkumulátorok.

4. A nikkel-vas akkumulátor (NiFe)

Miután a találmány 1899-ben a nikkel-kadmium akkumulátor svéd mérnök Valdmar Yungner folyamatos kutatás és megpróbálta a drága kadmium olcsóbb vas. De alacsony töltési hatásfok és a túlzott hidrogéngáz képződése miatt őt, hogy hagyjon fel a további fejlődés akkumulátor Ni Fe. Még csak nem is zavarja, hogy szabadalmaztatni ezt a technológiát.

1901-ben Thomas Edison folyamatos fejlesztését ezt elektrokémiai rendszer helyettesíti ólom-savas akkumulátorok elektromos járművek. Edison volt győződve arról, hogy NiFe messze felülmúlja az ólom-sav rendszert, és várom, hogy nagy sikert aratott a feltörekvő elektromos piacon. De a végén autó belsőégésű motor teljesen elfoglalt piacon, és vas-nikkel akkumulátor gyártók nem érdekli még a szerepét indítóakkumulátorok vagy forrásként a világítás céljára. (Lásd: History of elektromos egység).

Elemek EverExceed GEL

A naperőművek

Nikkel-vas akkumulátor (NiFe) használ, mint hidrátja nikkel-oxid katód, anód - vas és elektrolit - vizes kálium-hidroxid-oldatot. A sejt az akkumulátor feszültséget hoz létre, a 1,2 V-NiFe ellenálló túlzott túltöltést és a mélykisütés; Ezt fel lehet használni, mint egy tartalék áramforrásra több mint 20 éve. Ellenállás a vibrációt és a magas hőmérséklet tették ezt az akkumulátor a legszélesebb körben használt bányászat Európában; azt is megállapította, annak alkalmazása a vasúti jelző teljesítmény is használjuk a meghajtásához szükséges akkumulátorok targonca. Meg kell azonban jegyezni, hogy a második világháború egy vas-nikkel használt akkumulátorok a német rakéta „V2”.

NiFe alacsony hőkapacitású - mintegy 50 W / kg. Van is egy hátrány a gyenge teljesítmény alacsony hőmérsékleten és nagy arányú önkisülés (20-40 százalék havonta). Ez, párosulva a magas termelési költségek, ösztönzi a termelők hű maradni az ólom-savas akkumulátorok.

De a vas-nikkel elektrokémiai rendszer aktívan fejlődik a közeljövőben válhat alternatívájaként ólom-sav egyes iparágakban. Úgy néz ki, ígéretes kísérleti modelljét lemezes szerkezetű, hogy sikerült csökkenteni az akkumulátor lemerül, ő lett gyakorlatilag immunisak a káros túl- és elégtelen töltés, és az akkumulátor élettartamát várhatóan 50 év, ami hasonló a 12 éves élettartam ólom-sav akkumulátor módban dolgozni mély gyűrűs kisülések. A várható ár egy NiFe akkumulátorok hasonló lesz az ára a lítium-ion, és csak négy alkalommal az ár ólom-sav.

NiFe akkumulátorok, valamint a NiCd és NiMH. speciális szabályok töltés - feszültség görbe szinuszos. Ennek megfelelően használja töltőjéül ólom-sav vagy lítium-ion akkumulátor nem jön ki, akkor is árt. Mint minden akkumulátorok nikkel alapú, NiFe félnek a túltöltést - ez okozza a víz bontása az elektrolitban, és vezet a veszteség.

Elemek Victron Energy

Csökkentett eredményeként helytelen működése az akkumulátor kapacitása állítható helyre nagy kisütési áram alkalmazások (arányos értéke az akkumulátor kapacitása). Ezt az eljárást kell végezni akár háromszor hosszabb időre szóló mentesítést 30 perc alatt. Azt is figyelemmel kíséri az elektrolit hőmérséklete - ez nem haladhatja meg a 46 ° C-on

5. A nikkel-cink elem (NiZn)

Nikkel-cink elem hasonló a nikkel-kadmium, amely lúgos elektrolitot és nikkel elektródot, de annyiban különbözik a feszültség - NiZn biztosít 1,65 V cellánként, míg a NiCd és NiMH van indexe 1,20 V cellánként. NiZn feltöltéssel kell egy állandó áram a feszültség értéke 1,9 V cellánként, azt is érdemes megjegyezni, hogy az ilyen típusú akkumulátor nem tervezték, hogy a töltési módban. Fajlagos energiafelhasználás 100W / kg, és a számos lehetséges ciklusok - 200-300 alkalommal. NiZn nem tartalmaz toxikus anyagokat és könnyen ártalmatlanítani. Különböző méretekben kapható, köztük az AA.

1901-ben, Thomas Edison kapott egy amerikai szabadalom egy újratölthető nikkel-cink elem. Később ő terveket által tökéletesített ír kémikus, James Drumm, aki meg az elemeket, hogy a motorkocsi, amely sodrott az útvonal Dublin-Bray 1932-1948. NiZn nem fejlettek, mivel az erős önkisülés és rövid élettartamú, mert a dendritek kialakulásához, ami gyakran vezet egy rövidzárlat. De a javulás az elektrolit összetétele csökkenti ezt a problémát, ami oda vezetett, hogy fontolja NiZn ismét forgalmazzuk. Olcsó, nagy kimeneti teljesítmény és széles működési hőmérséklet-tartomány, hogy ez elektrokémiai rendszer nagyon vonzó.

6. A nikkel-hidrogén akkumulátor (NIH)

Amikor 1967-ben kezdett kialakulni egy nikkel-fém-hidrid akkumulátor, a kutatók szembesülnek a fém gidritov instabilitás, így elmozdulás irányába a fejlesztés a nikkel-hidrogén (NIH) akkumulátor. A sejt az akkumulátor tartalmaz egy elektrolitot kapszulázva egy edényben, a nikkel és a hidrogén (hidrogén acél nyomás alatt álló tartályból a 8207 bar) elektródák.

NIH névleges cella feszültsége 1,25 V és a fajlagos energiája 40-75 W / kg. Az előnyök a hosszú élettartamot, még mély kisütési ciklus, ellenállás a környezeti miatt az alacsony korrózió sebességét, a minimális önkisülés és a kiemelkedő működési hőmérséklet-tartomány - a -28 ° C és 54 ° C-on Ezek a tulajdonságok teszik az akkumulátor NIH ideális a műholdak. A tudósok megpróbálták kialakítani verzió Földi használatra, de alacsony energiasűrűségű és magas költségeket eredményez a nem megfelelő ebben az irányban. A költségek egy cella az akkumulátor elérheti ezer dollárt. Abban az időben, NiMH akkumulátorok cserélni műholdak nikkel-kadmium, de most van egy olyan tendencia, hogy NIH helyettesítjük lítium-ion. (Lásd: Alternatív elektrokémiai rendszer).

Ellenőrző és akkumulátor védelem