Akkumulátorok típusai, elemek típusa
Az akkumulátort úgy kell érteni, hogy olyan áramforrást jelent, amely több elemből áll. Ez az elemkombináció lehetővé teszi, hogy a párhuzamos vagy soros csatlakozási módtól függően sokkal nagyobb áramot vagy feszültséget kapjon.
A mai napig többféle típusú elem van, amelyek egymástól különböznek az elektrolit összetételében és az elektródák anyagában. A legtöbb ember már korábban hallott róla, és tud róla, hogy mindenféle nikkel-fémhidrid, nikkel-kadmium, lítium-ion, ólom-sav akkumulátor. Azonban az autók sokfélesége miatt csak az ólomelemeket használják starter elemként. Ez a választás nem cél nélküli, mivel ezek az elemek rövid idő alatt képesek nagy áramot adni, míg más elemek nem képesek megbirkózni vele. Ezzel együtt érdemes megjegyezni, hogy mind az ólom, mind a sav rendkívül káros anyagok, ezért az autósoknak fel kell számolniuk. Ami az akkumulátor házát illeti, saválló műanyagból készül.
Az autós akkumulátorok típusai
Az elektródák elemeinek modern gyártása során nem tiszta ólmot használnak, hanem különböző adalékokkal, amelyek az autóelemeket többféle típusba osztják.
Antimon vagy hagyományos elemek;
· Gél vagy AGM elemek;
Antimon akkumulátorok
Az ilyen típusú elemek a lemezek összetételében ≥ 5% antimont tartalmaznak. Gyakran ezeket az elemeket hagyományosnak vagy klasszikusnak hívják. Azonban ez a név nem annyira releváns, mert a modern klasszikus elemek sokkal kevesebb antimont tartalmaznak.
Az antimon hozzáadásával növeljük a lemezek erősségét. Ez az adalékanyag is hozzájárul az éles növekedéshez, az elektrolízis gyorsulásához, ami már 12 voltos. A felszabaduló gázok (oxigén és hidrogén) a forró víz benyomását keltik. A nagy mennyiségű víz elpárolgása miatt az elektrolit koncentrációja megváltozik, és az elektródák (felső széleik) csupaszak. Kompenzációként desztillált vizet öntünk az akkumulátorba.
Alacsony tárolási akkumulátorok
Elérni kisebb „elforrott” víz fejlesztők kezdett termelni akkumulátorok csökkentett mennyiségű antimon (kevesebb, mint 5%). Ez a tényező kiküszöböli az elektrolit szintjének folyamatos ellenőrzését. Az akkumulátor önkiürítésének szintje a tárolás során is jelentősen csökken.
Az ilyen típusú elemeket felügyelet nélkül hívják, azzal érvelve, hogy nem igényelnek bizonyos gondosságot. Természetesen a "felügyelet nélküli" kifejezés inkább marketinges, mert nem volt lehetséges teljesen megszabadulni a víz "forrázásának" problémájától. Az elektrolitból származó víz fokozatosan "kifolyik", bár kisebb mennyiségben.
De ezek az elemek óriási pluszt jelentenek. A gép elektromos berendezései teljesen elengedhetetlenek. Még ellátás hálózati feszültség ingadozása nem okoz változásokat az akkumulátor jellemzőit, ellentétben, mondjuk, gél vagy kalcium elemeket.
A higany tárolóelemeket gyakran használják a belföldi gépkocsikba történő beépítésre, amelyek ma már nem képesek a fedélzeti hálózat stabil feszültségét biztosítani. Szintén meg kell mondani, hogy az ilyen típusú elemek sokkal olcsóbbak, mint az azonos gélelemek.
Kalcium akkumulátorok
A kalcium használata lehetővé tette a gázfejlesztés és a vízveszteség jelentős csökkentését. Valójában a vízvesztés annyira elhanyagolható, hogy a sűrűség ellenőrzésének szükségessége elveszítette relevanciáját. Ezeket az akkumulátorokat helytelenül felügyelet nélkül hívják.
Kalcium-elemek is. kivéve a gyenge "forrásban lévő" vizet, csökkentett önkisülési szinttel rendelkezik, amely lehetővé teszi ezeknek az elemeknek a hosszú ideig tartó megőrzését.
Az antimon helyett a kalcium használata lehetővé tette a víz elektrolízisének feszültségének 16 V -ra történő jelentős növelését. Az akkumulátor mindazon előnyei ellenére azonban hátrányai is vannak:
· Caprice a visszavezetéshez képest. Elég az akkumulátort néhányszor lemerülni, és az energiaintenzitás szintje visszafordíthatatlanul csökken, vagyis az áram nagysága élesen csökken. Rendszerint egy ilyen esemény után az akkumulátor már nem tudja ellátni funkcióit, és megváltozik. Ezt a mínuszt az ilyen típusú akkumulátor legfontosabb hátrányának kell tekinteni.
· A kalcium akkumulátorok rendkívül érzékenyek a jármű fedélzeti hálózatára - nem tolerálják az éles feszültségcsökkenést. Érdemes megfontolni ezt az árnyalatot, mielőtt megvásárolná az akkumulátort.
· Mellettük az akkumulátor lemerülése rendkívül magas költségek mellett, bár ez valószínűleg nem hiányosság, hanem kényszerített fizetés a minőségért.
Gyakran előfordul, hogy a kalcium akkumulátorokat külföldi, közepes hatótávolságú autókra szerelik fel, vagyis magas színvonalú elektromos berendezésekkel rendelkező autókat, ahol a stabilitás garantált. A kalcium-akkumulátor megvásárlásakor meg kell jegyezni, hogy sokkal igényesebb, mint az alacsony antimon, de az ilyen típusú akkumulátor gondossága a siker kulcsa lesz, és megbízható áramforrást kap.
Hibrid újratölthető akkumulátorok
Általában az ilyen elemeket "Ca +" -nak nevezik. Az ilyen elemek elektródáinak lemezei különböző technológiákkal készülnek: pozitív lemezek - alacsony antimon, negatív lemezek - kalcium. Ez a kombináció lehetővé teszi az elemek pozitív tulajdonságainak kombinálását. Az ilyen elemekben a víz "forrása" sokkal kisebb, mint az alacsony antimoné, de nagyobb, mint a kalciumé. De a túlfeszültségek és töltések ellenállása sokkal magasabb.
A hibrid akkumulátorok jellemzői lehetővé teszik számukra, hogy az alacsony antimon akkumulátorok és a kalcium akkumulátorok között helyezkedjenek el.
Gel és AGM újratölthető akkumulátorok
Az autógél elemek és az AGM elemek az elektrolitot kötött állapotban tartalmazzák, nem pedig a "klasszikus" folyadék formában. Az elektrolit ilyen gélszerű állapota az elem típusának meghatározásához vezetett.
A mérnökök sok éven át keresgélték az elemekkel kapcsolatos számos problémát. A legfontosabb probléma mindig a hatóanyag szórása volt a lemezelektródoktól, és az adalékanyag-antimon vagy kalcium hozzáadása az ólomba került. Szintén fontos feladat volt az elemek biztonságának biztosítása, mivel az elektrolit - kénsav oldata károsodás esetén könnyen kiszivároghat az akkumulátortól. Mindenki tudja, hogy az agresszív kénsav. Szükséges volt megtalálni azt a módszert, amely kizárja a savas szivárgás lehetőségét az akkumulátor ház különféle károsodása miatt. A fejlesztők megoldották ezt a problémát úgy, hogy a folyékony elektrolit gélszerű állapotba került. Gél - az anyag sűrű és kevésbé folyékony, amely két problémát azonnal megoldott: a lemezek nem esnek le, mivel a sűrű gél megtartotta őket, és maga az elektrolit nem áramlott.
És a gél elemeket. és az AGM elemek gélszerű elektrolitot tartalmaznak. Az egyetlen különbség az, hogy az AGM porózus anyagot is tartalmaz a lemezek között, ezenkívül az elektrolitot is megtartja, és megóvja a lemezeket az elárasztástól. Az "AGM" rövidítés abszorbens üvegtáblát (abszorbens üveganyag) jelent. A gél akkumulátor és az AGM akkumulátor hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, így a gél akkumulátoroknál az AGM szem előtt tartja.
A gél rögzítésének köszönhetően az akkumulátor nem fél a lejtőkről. Ráadásul a gyártók azt mondják, hogy egy ilyen akkumulátor könnyen kezelhető bármely helyzetben. Az ilyen hangos nyilatkozatok ellenére azonban nem érdemes kihasználni az ilyen típusú elemeket, például invertált állapotban.
Figyelemre méltó rezgésállóság nem az egyetlen plusz a gélelemek számára. Az ilyen elemek alacsony önkisülési sebességgel rendelkeznek, ami lehetővé teszi számukra, hogy nagyon hosszú ideig tárolhatók legyenek. Az akkumulátort töltött állapotban tartsa. A gélelemek kiváló tulajdonságokkal rendelkeznek - a kisülésig nagy áramot tudnak adni, és nem félnek a túlterheléstől.
Ha az ilyen elemek kisülése nem szörnyű, akkor az ilyen elemek töltése szeszélyesebb tényező. Az ilyen akkumulátorokat nem szabad felgyorsított ritmusba tölteni. A töltési folyamatot gyenge árammal kell végrehajtani speciális töltők használatával, amelyek csak a gél elemek számára alkalmasak. Most a piacon egy univerzális töltőt vásárolhat, amely a gyártó szerint képes bármilyen típusú akkumulátort feltölteni, de a preferencia még mindig egy speciális eszközhöz tartozik.
De a nagy sajnálat miatt a gél-akkumulátorok sokkal rosszabb körülmények között viselkednek alacsony hőmérsékleti körülmények között. Amikor a hőmérséklet csökken, a gél részben elveszíti elektromos vezetőképességét.
Abszolút szorítás, a relatív rezgés, a tényleges szabadságot karbantartás lehetővé teszi a használatát a zselés akkumulátorok a technológia, amely nem lehet telepíteni a klasszikus elem:
· Motorkerékpárok (a motorkerékpárok gyakran eltérnek a függőleges síktól);
· Tengeri és folyami szállítás (folyamatos gördülés);
· Szünetmentes tápegységek;
És autók. Gyakran előfordul, hogy ilyen elemeket külföldi autókon használnak, mert az ilyen akkumulátorok ára meglehetősen magas.
Lúgos újratölthető elemek
Elektrolitként az akkumulátorok nemcsak savakat, hanem alkálieket is tartalmazhatnak. Számos különböző alkáli elem létezik, de figyelembe veszi azokat, amelyeket autókban használnak.
Az autós alkáli elem kétféle lehet:
A nikkel-kadmium akkumulátor pozitív lemezekkel van ellátva, amelyek nikkelhidroxid NiO (OH) -ot tartalmaznak, és negatívak - vas és kadmium keverékével. A nikkel-vas akkumulátor ugyanazokkal a pozitív lemezekkel rendelkezik (azaz ugyanazzal a kompozícióval van bevonva, mint a nikkel-kadmium akkumulátorban) - nikkelhidroxid. Ez csak a negatív elektródban különbözik - ebben az akkumulátorban tiszta vasból készül. Az elektrolitként mindkét típusban a kausztikus kálium oldat jelenik meg.
Az alkáli elemekben lévő lemezek vékony perforált lemezből "borítékba" vannak csomagolva. Ezenkívül a hatóanyagot is préselik, ami lehetővé teszi az akkumulátor vibrációs ellenállásának jelentős növelését.
Az alkáli elemek érdekes tulajdonságokkal rendelkeznek: a nikkel-kadmium elemek pozitív elektródákkal rendelkeznek, mint a negatívak. A nikkel-vas akkumulátorok viszont negatív elektródákkal rendelkeznek. Ezen elemek sajátossága, hogy a kémiai reakciók áramlása nem igényli az elektrolit fogyasztását, ezért nem kell újratölteni.
A lúgos elemek előnyei és hátrányai
Az alkáli elemek több előnnyel járnak a savas akkumulátoroknál:
- a túlhajtások ideális átvihetősége, ráadásul úgy vélik, hogy jobb az ilyen akkumulátor feltöltése, mint megfordítani;
- Az akkumulátort teljesen leeresztett állapotban lehet tárolni anélkül, hogy elvesztené a jellemzőit;
- kiváló munka alacsony hőmérsékleti viszonyok között, amely lehetővé teszi a motor türelmi idõszakának zavartalan indítását;
- Az ilyen elemek önkiürítése alacsonyabb, mint a savasak;
- az alkáli elemek nem káros gázokat bocsátanak ki, ellentétben a savas akkumulátorokkal;
- Az alkáli elemek képesek arra, hogy egységnyi tömeggel több energiát gyűjtsön, ami lehetővé teszi, hogy több áramot adjon ki.
De ezzel együtt hátrány is van:
- Az alkáli elemek kevesebb feszültséget termelnek, mint a savas akkumulátorok, ezért sok "doboz" -ot össze kell kötni a kívánt feszültség eléréséhez. Emiatt a lúgos akkumulátor mérete sokkal nagyobb, mint a savas akkumulátoré.
- Az alkáli elemek sokkal drágábbak, mint a savas akkumulátorok.
A mai napig az alkáli elemeket általában vonóelemként használják. Ami az indító elemeket illeti, ezek hatalmas méretei lehetővé teszik az ilyen akkumulátorok használatát csak teherautókban.
Lítium-ion akkumulátorok
A lítiumionos akkumulátorok (és alfajai) a legígéretesebb elemek, mint az elektromos áramforrás.
A jelenlegi hordozó kémiai elemei lítiumionok. Napjainkban nincs mód arra, hogy megbízhatóan leírhassuk az anyagot, amelyből az elektródákat készítik, mivel a technológia folyamatosan javul. Természetesen azt mondhatjuk, hogy eleinte negatív lemezként használták a lítiumot, de az ilyen elemek túl robbantak. Egy idő után a fejlesztők grafittal kezdték használni az elektródák gyártását. Pozitív alkalmazott lemezek készültek lítium-oxid mangán vagy kobalt, de most ezek helyett lítium-ferro-foszfát, mert az anyag kevésbé toxikus, olcsó és környezetbarát.
A lítium-ion akkumulátorok legfontosabb előnyei:
- nagy kapacitás tömegegységenként;
- nagyfeszültségű (egy elem kb. 4 Volt adhat ki);
- alacsony önkiürítés.
Az ilyen típusú akkumulátorok hátrányai is vannak:
- túlérzékenység a hőmérsékletre. Az alacsony hőmérsékletek rontják az elemek minőségét. Ez valószínűleg az ilyen elemek fő problémája, amelyen a fejlesztők dolgoznak.
- kevés ciklus (kb. 500);
- ezek az elemek "korban" vannak. Bizonyos idő alatt az akkumulátor kapacitása csökken. Ez nem "memóriahatás" vagy önkiürítés, ne keverjük össze. A probléma megoldása azonban folyamatban van;
- a mélykisérülésekre való túlérzékenység;
- Alacsony teljesítmény, ami nem elég ahhoz, hogy indítóakkumulátorként használható legyen. A kimeneti áram teljesítménye elegendő a különféle eszközök ellátására, de rendkívül kicsi a motor indítása.
Amikor a mérnökök még mindig megoldják a problémát a hiányosságokkal, a lítium-ion akkumulátorok felváltják a klasszikus savas akkumulátort.
Naponta több száz tudós dolgozik az elemek tökéletesítésén. A kutatóközpontok folyamatosan kérdezik magukat: hogyan növelhetik az akkumulátor kapacitását. hogyan csökkenthető a méret, hogyan lehet hidegálló elemet készíteni és mások.
Nagyon komoly irány a környezeti kompatibilitás biztosítása, hiszen a modern technológiák nem képesek mérgező anyagok (pl. Ólom vagy kénsav) használata nélkül.
Nem valószínű, hogy a hagyományos ólomakkumulátorok jövőjük. Az AGM elemek az evolúció közbenső szakaszai. A jövőben, az akkumulátor nem lesz folyékony, akkor jelenik meg egy önkényesen, és lesz rengeteg más lehetőség, amely lehetővé teszi a gépkocsi-tulajdonosok, hogy teljes mértékben élvezze az utazást, és ne legyen ideges, mert az a tény, hogy az akkumulátor nem bármikor.