• At føre batterier. I disse batterier er reagenset blydioxid og bly selv, og elektrolytten er en opløsning af svovlsyre. De kaldes også bly-syre. De er opdelt i fire grupper: stationær, starter, bærbar (forseglet) og trækkraft. Startbatterier er de mest udbredte; de ​​bruges til at starte motorer. intern forbrænding og levere energi til enheder i bilen. Deres ulemper omfatter lave specifikke energiværdier, ikke særlig god ladningsretention og brintudvikling.
• Nikkel-cadmium batterier. Her er reagenserne henholdsvis nikkelhydroxid og cadmium, og elektrolytten er en opløsning af kaliumhydroxid, af denne grund kaldes de også alkaliske batterier. De er opdelt i lamel, lamelfri og forseglet. Lamellære nikkel-cadmium-batterier er ret billige, kendetegnet ved en flad afladningskurve, lang levetid og holdbarhed. De bruges til at drive mine elektriske lokomotiver, hejseværker, kommunikationsudstyr, elektroniske enheder, stationært udstyr og til at starte dieselmotorer og flymotorer.
• Forseglet Batterierne er kendetegnet ved en vandret afladningskurve, høj afladningshastighed og evne til at fungere ved lave temperaturer, men er dyrere og har en memory-effekt. De bruges til at drive bærbart udstyr, husholdningsapparater og børns legetøj. Stor ulempe af disse batterier ligger i toksiciteten af ​​det anvendte cadmium.
• Nikkel-jern batterier. Problemet beskrevet ovenfor blev undgået ved at bruge jern i stedet for cadmium. Batterierne indeholder ikke giftig cadmium, er billigere, har lang levetid og høj styrke, men på grund af frigivelsen af ​​brint i starten af ​​opladningen produceres de kun i en uforseglet version. De er kendetegnet ved høj selvafladning, lavt energiudbytte og er praktisk talt ubrugelige ved temperaturer under -10 grader. De bruges hovedsageligt som trækstrømskilder i elektriske lokomotiver og industrilifte.
• Nikkelmetalhydrid batterier. Her er elektrodens aktive materiale en intermetallisk forbindelse, der sorberer brint, dvs. faktisk er det en brintelektrode med reduceret form i absorberet tilstand. Batteriet har samme afladningskurve som nikkel-cadmium-batterier, men energien og den specifikke kapacitet er 1,5-2 gange højere, plus at de ikke indeholder giftig cadmium! Fremstillet i et hermetisk forseglet design forskellige former(cylinder, prisme, skive). Bruges til at drive udstyr og bærbare enheder.
• Nikkel-zink batterier. Det er alkaliske batterier med en zinkelektrode. Deres specifikke energi er 2 gange større end nikkel-cadmiums. De er kendetegnet ved en horisontal afladningskurve, høj effekttæthed og en ret lav pris, men deres levetid er ret kort, hvorfor de ikke er kommet i massebrug. Bruges til bærbart udstyr.
• Sølv-zink Og sølv-cadmium batterier. De aktive materialer i dem er sølvoxid, zink og cadmium, og elektrolytten er alkali. De er kendetegnet ved høje energier og kræfter, lav selvafladning, men på grund af dette er de dyre. Sølv-zink dem har en kort levetid, er produceret i form af et prisme eller disk, og bruges til at drive bærbare enheder, såvel som militært udstyr.
• Nikkel-brint batterier. I sådanne batterier er den negative elektrode en porøs gasdiffusionselektrode med en platinkatalysator. De er kendetegnet ved høj specifik energi og lang levetid, men de aflades hurtigt og er dyre. Fundet anvendelse i rumindustrien.
• Lithium-ion batterier. Anoden er et kulstofholdigt materiale, hvori lithiumioner er indlejret. Den positive elektrode er oftest kobolt, som også indeholder lithium-ioner. Elektrolytten er et lithiumsalt i et ikke-vandigt opløsningsmiddel. Karakteriseret ved høj specifik energi, ressource og evne til at arbejde på lave temperaturer. Derfor er deres produktion på det seneste steget kraftigt. Bruges i mobiltelefoner, bærbare computere og andre enheder
• Lithium-polymer batterier. Her er den negative elektrode repræsenteret af et kulstofmateriale med indlejrede lithium-ioner, og den positive elektrode er lavet af kobolt- eller manganoxider. Elektrolytten er en opløsning af lithiumsalt i et ikke-vandigt opløsningsmiddel, indesluttet i en lille polymermatrix. Sammenlignet med batteriet beskrevet ovenfor har det en endnu højere specifik energi og ressource og er mere sikker. Bruges til at drive elektroniske bærbare enheder.
• Genopladelig mangan-zink strømkilder. Det er strømkilder med alkalisk elektrolyt, der kan genoplades elektrisk. Høj specifik energi, lav selvafladning, lave omkostninger. Hermetisk design, men en meget kort ressource, kun 20-50 cyklusser.

Batteriet er bilens elektroniske hjerte, uden hvilket din bil ikke engang vil kunne starte. Korrekt valg, opladning og vedligeholdelse af batteriet er en af ​​faktorerne for en behagelig tur.

Typer af batterier til biler

De seneste år på hylderne Russiske biler butikker tilbyder to hovedtyper af bilbatterier: servicerede og vedligeholdelsesfrie. Batterier, der kan og bør serviceres, er en monoblok med en eller flere hætter. En væsentlig ulempe ved denne type batteri er, at antimonet indeholdt i legeringen ved den positive pol gradvist passerer til den negative pol på grund af opløsningens virkning. Sådanne reaktioner fører til et gradvist fald i elektroderne, og dette fører til nedbrydning af vandmolekyler i deres bestanddele - brint og oxygen. Ejere af sådanne batterier bemærker dette, når de genoplader batterierne på grund af den omfattende frigivelse af gasser. En anden væsentlig ulempe ved servicerede batterier er lækage af elektrolyt på batterikroppen, når du kører på ujævne veje. I de fleste tilfælde forårsager denne omstændighed alvorlig selvafladning af batteriet.

Vedligeholdelsesfrie batterier er til gengæld opdelt i gel og AGM. I gelbatterier er elektrolytsyren erstattet af en speciel gel, som næsten ikke fordamper og ikke kræver efterfyldning. Derudover er der i gelbatterier en betydelig lavt niveau selvafladning og antallet af opladnings-afladningscyklusser stiger sammenlignet med servicerede batterier. En anden type vedligeholdelsesfrit batteri er AGM, som er et batteri, hvor syren er fortykket med speciel glasfiber. Men sådanne batterier er afhængige af sundheden for køretøjets elektriske systemer. Elektriske problemer i andre tilfælde påvirker batteriets tilstand.

Følgende typer batterier er opdelt efter indholdstypen:

• Lavt antimon. I denne type batteri indeholder blypladerne en lille mængde antimon for at øge styrken. Denne sammensætning fører til "afkogning" af vandet i elektrolytten, hvilket kræver konstant overvågning og efterfyldning med destilleret vand, hvis det er nødvendigt.
• Calcium. Pladerne på sådanne batterier indeholder calcium, som reducerer "afkogningen" af vand i elektrolytten. Men sådanne batterier er mærkbart følsomme over for stærke udladninger. En kritisk afladning af batteriet 3-4 gange er nok til, at batteriets energikapacitet falder kraftigt.
• Hybrid. Disse batterier kombinerer med succes egenskaberne ved batterier med calcium og lavt antimon, da elektrodeplader fremstillet ved hjælp af begge teknologier bruges. Negative er lave i antimon, og positive er calciumrige.

Er det virkelig lige meget, hvordan du oplader batteriet?

Ligesom andre batterier er bilbatterier udsat for afladning på grund af tid, brugsforhold, vejrforhold og andre omstændigheder. Fra tid til anden står enhver bilentusiast over for spørgsmålet om opladning af batteriet, og her er det vigtigt at bestemme korrekt, hvordan batteriet skal oplades. Baseret på typen af ​​batteri og den kemiske sammensætning af elektrolytten og pladerne er batterierne opdelt som følger. Lad os finde ud af, hvordan man oplader et bilbatteri derhjemme.

• Sådan oplades blybatterier. Denne type batteri er uhøjtidelig i vedligeholdelse og modstandsdygtig over for afladningsprocessen. Men disse batterier tager også lang tid at oplade – mindst en dag. Opladningsprocessen udføres med en konstant spænding på 14,5 volt (for et batteri 12 volt) eller en konstant strøm, som vil være 0,1-0,2 af kapaciteten (normalt angivet på batterikassen. Det er vigtigt at overveje, når der oplades blybatterier Der kan frigives eksplosiv gas. Derfor anbefales det at udføre opladningsprocessen i et godt ventileret område og helst ved en temperatur på omkring 20 °C.
• Opladning af nikkel-cadmium-batterier. Nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier er lunefulde under opladningsprocessen, da de har en "hukommelse". Hvis batteriet ikke er helt afladet, vil det efter opladning aflades igen til dets tidligere niveau, dvs. ikke helt.
• Lithium batterier til biler. En anden lunefuld at oplade, men meget populær type batteri. Det anbefales ikke at oplade disse batterier under kolde eller varme forhold. Du bør heller ikke lade sådanne batterier blive alvorligt afladet, selvom de ikke har en "hukommelses"-effekt.

Opladning af et bilbatteri kræver en del forberedelse. Det er tilrådeligt at oplade i et godt ventileret område med normal temperatur og lav luftfugtighed. Også under forberedelsen skal du bruge et hydrometer og destilleret vand til de batterier, der skal serviceres. Efter at have installeret batteriet på en flad overflade, skal du bruge et hydrometer til at kontrollere tætheden af ​​elektrolytten. Tilsæt eventuelt vand. Derefter skal du skrue alle propper af batteridåserne af for at forbedre gasudtaget. Dæk selve hullerne for at forhindre elektrolyt i at spilde under opladning.

Sådan oplader du et bilbatteri med en oplader

Efter at have forberedt batteriet korrekt til opladning, fortsæt til selve processen. Vi forbinder opladeren til lysnettet, og opladningsterminalerne til batteriet, og sørg for at observere polariteten. Dernæst indstiller vi den højest mulige ladespænding. Men du bør ikke overskride spændingen med mere end 10 % af batterikapaciteten. For at bevare kvaliteten af ​​batteriet, såvel som den dybeste opladning, maksimal spænding bør ikke overstige engang 5%.

Oplad for hastighed

Muligheden for at oplade batteriet korrekt er givet i din fritid. Men hvis batteriet er dødt, og du har brug for at gå hurtigt, skal du bruge metoderne til "hurtig opladning". I sådanne tilfælde "lyser" nogle bilister enten op fra en anden bil eller starter "på slæb". Selvfølgelig nødforanstaltninger opladning af batteriet med en bilgenerator under bevægelse. Husk, at under denne opladning af batteriet ødelægges elektrodepladerne, hvilket vil gøre batteriet ubrugeligt.

Hvis du har lidt tid, anbefaler vi at bruge den accelererede opladningsmetode ved hjælp af en oplader. Uden at fjerne batteriet fra bilen, er opladerens terminaler fastgjort til batteriet, og først derefter tilsluttes opladeren til lysnettet. I sådanne tilfælde er ladeeffektregulatoren sat til maksimum, og opladningstiden overstiger ikke 15-20 minutter. Dernæst bliver batteriet genopladet af bilens generator under turen.

Forebyggende foranstaltninger

Med enhver metode til opladning af et batteri er det vigtigt at huske, at batteriet først og fremmest er en beholder med syre og kemiske reaktioner. Det betyder, at forsigtighed ikke vil være overflødig.

• Tjek opladeren - funktionsfejl og skader er uacceptable.
• Når du kontrollerer elektrolytdensiteten, skal du sørge for at bruge handsker for at undgå kemiske forbrændinger.
• Oplad kun batteriet i et ventileret område eller i det fri.
• Batteriet må ikke oplades i nærheden af ​​åben ild.

Sådan oplader du et bilbatteri uden en oplader (video)

Bundlinie

Det er op til dig at beslutte, hvilken type batteri du skal vælge til din bil. Vedligeholdte batterier imponerer med deres relativt lave omkostninger, gelbatterier med deres pålidelighed og brugervenlighed. Hvor længe et bestemt batteri holder en bil afhænger kun af, hvor kompetent og hvor hurtigt du er opmærksom på at oplade batteriet

Typer af moderne batterier til biler og udviklingsmuligheder

I dag er der mange forskellige batterier. De bruges på forskellige områder af menneskelivet. Eksempler omfatter batterier i forskellige bærbare elektronik, UPS'er og så videre. Men den mest almindelige type batterier i dag er bilbatterier. Enhver bilejer ved, hvad et startbatteri er. Disse enheder fungerer under motorhjelmen på millioner af biler rundt om i verden. Men ikke alle disse batterier er skabt lige. I dag vil vi tale om typerne af bilbatterier.

Et batteri er en kemisk strømkilde, der indeholder flere batterier. Derfor kaldes det også et genopladeligt batteri. Kombination af flere elementer på én gang giver en højere resulterende strøm og spænding. I biler er den mest almindelige batteritype med 6 celler (også kaldet banker), som producerer en spænding på cirka 2,1 volt. Som et resultat producerer batteriet en spænding på cirka 12,6 volt.

Det første batteri af denne type blev udviklet af den franske videnskabsmand Gaston Plante, som levede for mere end 150 år siden. Batterierne er blevet forbedret siden da, men batteriets design og funktionsprincip er nået til os uændret. I dag kan man finde forskellige typer batterier, som adskiller sig i sammensætningen af ​​elektrolytten og elektrodernes materialer. Alle har sikkert hørt om nikkel-cadmium-batterier, Ni-MH, Li-ion og en række andre.

Men i dag bruges kun bly-syre-batterier som startbilbatterier. Dette forklares med, at denne type batteri har en høj energikapacitet. Bly-syre-batterier kan producere store mængder strøm over en kort periode. elektricitet. Det er præcis, hvad der kræves for en starter, der starter krumtapaksel ved start af motoren. Og der er endnu ingen erstatning for disse batterier, på trods af at bly og svovlsyre (i elektrolytten) er skadelige og farlige stoffer.

Kassen til et bly-syre batteri er lavet af syrefast plast. du kan finde ud af artiklen på linket. Bly bruges som før til fremstilling af elektroder. Men siden Gaston Plantes tid har producenterne lært at legere bly med alle mulige tilsætningsstoffer for at opnå bestemte batteriegenskaber. I dag findes der flere typer bilbatterier, som omtales nedenfor.

Hovedtyper af bilbatterier

Antimon batterier

Dette er en ældre type bilbatteri, der indeholder mere end 5 procent antimon i blypladerne. Modeller moderne batterier indeholde væsentlig mindre antimon (Sb) i sammensætningen af ​​pladerne. Antimons rolle i batteriplader er at øge deres styrke. Rent bly er meget blødt og ikke ren form ikke egnet til brug i batterier. Antimon forårsager en skarp aktivering af elektrolyseprocessen, som begynder i batteriet ved en spænding på 12 volt. I dette tilfælde frigives brint og ilt. Dette ligner elektrolyt, der koger.

I antimonbatterier kommer der meget vand fra elektrolytten. Som følge af et fald i elektrolytniveauet er elektrodepladerne blotlagte. For at forhindre dette i at ske, skal du med jævne mellemrum tilføje destilleret vand til glassene. Det resulterende antimonudseende på bilbatterier omtales ofte som brugbart. Selvom moderne typer bilbatterier også har strukturelle elementer, der er nødvendige for vedligeholdelse.

Nu bruges antimonbatterier ikke længere som startbatterier. De blev erstattet af andre, mere progressive batterimodifikationer. Denne type batteri er stadig bevaret i forskellige stationære strømkilder, hvor batteriets uhøjtidelighed er påkrævet. Og moderne bilbatterier er produceret med væsentligt mindre antimonindhold.

Lavt antimon batterier

Plader med et reduceret antimonindhold begyndte at blive brugt for at reducere fordampningshastigheden af ​​vand fra elektrolytten. Batterier med lavt antimonindhold omfatter dem, der har mindre end 5 procent antimon i deres plader. Som et resultat af deres brug var det muligt at undgå problemet med hyppig efterfyldning med destilleret vand. Men det betyder ikke, at sådanne batterier slet ikke kræver vedligeholdelse.

En anden fordel ved denne type bilbatteri er den lavere grad af selvafladning af batteriet under opbevaring end for ældre antimonmodeller. Disse batterier kaldes ofte vedligeholdelsesfrie, men det ville være mere korrekt at kalde dem med lav vedligeholdelse. Udsagnet om, at de ikke kræver vedligeholdelse, er jo et reklameslogan. Vandtab fra elektrolytten er stadig til stede. Derfor skal du stadig tjekke niveauet og tilføje destilleret vand.

Fordelene ved batterier med lavt antimonindhold omfatter deres tolerance over for elektriske parametre netværk om bord bil. Hvis der opstår spændingsstigninger i netværket, lider batteriparametrene ikke meget under dette. Dette kan ikke siges om mere moderne typer bilbatterier: calcium, AGM, gel. Eksperter mener, at batterier med lavt antimonindhold er bedst egnede til brug i personbiler indenlandsk produktion. Dette skyldes det faktum, at ikke alle russiske biler endnu giver spændingsstabilitet i netværket ombord. Desuden har denne type batteri en overkommelig pris.

Calcium batterier

Tilføjelse af calcium til blygitre i stedet for antimon var en løsning til at reducere vandfordampningen i batteriet. Ofte på batterier af denne type kan du finde Ca/Ca type mærkninger. Denne betegnelse angiver, at calcium er indeholdt i arrays af positive og negative elektroder. Nogle producenter tilføjer også små mængder sølv. Dette giver dig mulighed for at reducere batteriets indre modstand, øge effektiviteten og kapaciteten. Men hovedtræk ved calciumbatterier var et fald i intensiteten af ​​elektrolyse og følgelig et fald i elektrolytniveauet.

Der produceres nu modeller af calciumbatterier, hvor der stort set ikke er nogen fordampning af vand i hele levetiden. Som et resultat behøver bilejeren ikke at kontrollere elektrolytniveauet og dets tæthed. Og i dette tilfælde vil navnet vedligeholdelsesfrie batterier være korrekt. Ud over et ubetydeligt vandforbrug har batterier af calciumtype en lav grad af selvafladning. Sammenlignet med antimonbatterier er selvafladning cirka 70 procent mindre. Som et resultat kan Ca/Ca-batterier bevare deres ydeevne under opbevaring betydeligt længere. I det væsentlige øgede udskiftning af antimon med calcium den nødvendige spænding for at starte elektrolyseprocessen fra 12 til 16 volt. Derfor blev genopladning mindre kritisk.

Men enhver enhed har både fordele og ulemper. Calciumbatterier er meget mere følsomme over for kraftig afladning end andre typer bilbatterier. Det tager 3-4 kraftige afladninger og batterikapaciteten falder irreversibelt. Det betyder, at mængden af ​​strøm, der lagres af batteriet, reduceres kraftigt. I dette tilfælde skal batteriet udskiftes.

Det er også værd at bemærke, at calciumtypen af ​​batterier er følsomme over for stabiliteten af ​​de elektriske egenskaber i køretøjets indbyggede netværk. De kan ikke lide stærke spændingsudsving. Før du installerer et sådant batteri, skal du derfor sikre dig, at generatoren, spændingsregulatoren og andre enheder i bilnetværket er i god stand.

Derudover er prisen på batterier af calciumtypen lidt højere end batterier med lavt antimonindhold. Typisk monteres Ca/Ca batterier på udenlandske biler med standard sæt muligheder. Sådanne biler er udstyret med elektrisk udstyr af høj kvalitet, og stabiliteten af ​​elektriske egenskaber er garanteret. Når du vælger denne type batteri, skal du ikke glemme, at du under deres drift ikke bør lade batteriet blive dybt afladet.

Hybrid batterier

På kroppen af ​​sådanne batterier kan du finde betegnelsen Ca+ eller Ca/Sb. Elektrodenettene i sådanne batterier produceres ved hjælp af forskellige teknologier. Positive er lavet med tilsætning af antimon, negative ved hjælp af calciumteknologi. Hybridbilbatterier er et forsøg på at kombinere fordelene ved disse typer batterier. Som et resultat viste egenskaberne sig at være gennemsnitlige.

Vandforbruget i hybridbatterier er mindre end i lavantimonbatterier, men højere end Ca/Ca. Men denne type batteri er mere modstandsdygtig over for dyb afladning og spændingsstigninger i køretøjets elektriske delsystem. Flere detaljer i en separat artikel.

AGM og gel batterier

Batterier fremstillet ved hjælp af AMG- og GEL-teknologi (almindeligvis omtalt som gel) har en bundet elektrolyt. Denne type batteri var et forsøg på at løse problemet med sikker drift af batterier. Når alt kommer til alt, i klassiske batterier kan elektrolytten lække, hvis kabinettet vendes eller kabinettet er beskadiget. Svovlsyre er et aggressivt stof og udgør en fare for den menneskelige krop. Derfor blev problemet løst ved at placere elektrolytten i en bundet tilstand og reducere dens fluiditet. Ud over at øge sikkerheden i gelbatterier var det muligt at reducere udskillelsen af ​​pladernes aktive masse.

Forskellene mellem AMG- og GEL-teknologier ligger i metoden til at binde elektrolytten. I et AGM-batteri er porøs glasfiber, som er placeret mellem pladerne, imprægneret med elektrolyt. AGM står for Absorbent Glass Mat eller oversat til russisk som "absorberende glasmateriale". Ifølge GEL-teknologien omdannes elektrolytten til en geltilstand ved hjælp af tilsætningsstoffer af siliciumforbindelser. Ofte kaldes batterier fremstillet ved hjælp af disse teknologier under ét gelbatterier. Du kan se anmeldelsen på linket.

Da denne type batteri ikke indeholder flydende elektrolyt, er de ikke bange for installation i en skrå stilling. Men på trods af udsagn fra marketingfolk, bør disse batterier ikke bruges på hovedet. Fordelene ved begge typer gelbatterier inkluderer lav selvafladning og høj modstandsdygtighed over for vibrationer. Til fordelene ved gel batterier Endnu en egenskab af dem skal nævnes. De kan producere en høj startstrøm uanset batteriopladning og indtil batteriet er næsten helt afladet. Efter en dyb afladning genopretter de fuldstændigt deres kapacitet og kan modstå et stort antal opladnings-afladningscyklusser (ca. 200).

Men gelbatterier er meget følsomme over for batteriopladningsprocessen. Denne type batteri oplades ved lavere strømværdier end i tilfældet med klassiske blysyre-modeller. De kræver brug af en oplader med særlige egenskaber.

Sælgere tilbyder i dag universelle modeller opladere, men du skal være forsigtig, når du vælger dem. Her er en artikel om kravene til . Vi anbefaler også at læse materialet vedr. Derudover kræver gel-type batterier stabiliteten af ​​elektriske parametre i køretøjets indbyggede netværk.

I kulden gel batterier, såvel som batterier med flydende elektrolyt, kan være lunefulde. Ved negative temperaturer falder ledningsevnen af ​​den gel-lignende elektrolyt. Den ideelle levetid for denne type batteri er ti år. Men i praksis skal man regne med 6-7 år. I nogle tilfælde kan sådanne batterier gendannes. Læs om det i artiklen på linket. De bruges mindre i biler end andre typer batterier. Deres distribution er begrænset af deres høje omkostninger. Meget oftere kan de findes i UPS (kilder Uafbrydelig strømforsyning), inden for motorcykelteknologi, vandkøretøjer. Gelbatterier i biler kan findes på dyre udenlandske biler premium klasse og SUV'er, hvor der er et stort antal elforbrugere. Læs mere om.

Et bilbatteri (forkortet AKB) er et af de vigtigste elementer i et køretøj. Batteri er en type elektrisk batteri, brugt på biler eller motorcykler. Den bruges til at starte motoren såvel som i netværket ombord som en hjælpeenergikilde, når motoren ikke kører. Om vinteren er batteripålidelighed et nøglespørgsmål. I den kolde årstid afhænger letheden af ​​at starte motoren af ​​batteriets tilstand. Og hvis batteriet er gammelt, plus det er meget koldt udenfor, har bilejeren konstant problemer med at starte motoren. Uendelig genopladning af hjemmebatteri og som følge heraf kortslutninger og pladerafgivelse. Alt dette er for besværligt for nogen, selv den mest robuste chauffør. Derfor foretrækker de fleste bilejere at tage sig af et nyt batteri i tide. Der findes flere typer bilbatterier. De er alle ret forskellige, og det er ikke så nemt at vælge den, der passer bedst til din bil. Mere om dette senere i artiklen.

Desværre, når de køber et nyt batteri, tror de fleste bilejere, at hvad dyrere batteri, jo mere pålidelig og bedre kvalitet er den. Til en vis grad er denne udtalelse korrekt, men ikke hundrede procent. Hele problemet er, at der er forskellige biler og forskellige typer batterier. Naturligvis er hver af dem designet til bestemte driftsforhold. Og hvis du ikke tager højde for dette, er det sandsynligt, at efter at have købt selv det dyreste batteri, bliver du igen nødt til at købe en ny strømkilde til din bil.

De vigtigste egenskaber ved et bilbatteri er den nominelle spænding og nominelle kapacitet. Nominel spænding er en indikator for spændingen ved polerne på et opladet batteri, efter at opladningen er fuldført. For bilbatterier er det seks eller tolv volt. Den anden indikator angiver mængden af ​​elektrisk energi, som batteriet skal have over en vis periode. Det måles i amperetimer, og dets værdi er angivet, når batteriet udpeges.

Hvert produktionsanlæg skal mærke bilbatterier, som giver alle de nødvendige data om batteriet. Så det første ciffer angiver under alle omstændigheder antallet af battericeller, som kan være tre eller seks. Afhængigt af dette vil den nominelle batterispænding være 6 eller 12 volt. Så kommer bogstaverne ST, som står for starter. Det næste tal angiver køretøjets nominelle kapacitet.

Derudover indeholder batterietiketten yderligere data. "A" angiver tilstedeværelsen af ​​et fælles dæksel. "Z" betyder, at batteriet er oversvømmet; hvis et sådant bogstav ikke er i betegnelsen, er det et tøropladet batteri. Følgende bogstaver giver information om det materiale, som sagen er lavet af: "T" - termoplast, "E" - ebonit. Hvis du ser "M", er separatoren lavet af polyvinylchlorid, og bogstavet "P" angiver tilstedeværelsen af ​​dette element fra polyethylen.

typer af batterier

Bilbatterier kan opdeles i tre hovedkategorier: vedligeholdelsesfri, delvis serviceret og serviceret.

Sidstnævnte er yderst sjældne. Kroppen af ​​sådanne batterier er lavet af ebonit, og ydersiden er forseglet, for eksempel med mastik. I servicerede batterier kan alle elementer udskiftes.

Batterier med lav vedligeholdelse er de mest almindelige. De kræver ikke særlig vedligeholdelse eller pleje. Det er kun nødvendigt at opretholde det ønskede niveau af elektrolyt og kontrollere dens tæthed. Det hele afhænger af, hvilke materialer batterielektroderne er lavet af. De er normalt lavet af bly med en minimal blanding af antimon.

Vedligeholdelsesfrie batterier kræver ingen menneskelig indgriben i hele deres levetid. De bruger et specielt design af kondenseringssystemet og pladerne. I dag anses disse batterier for at være af højeste kvalitet, så deres priser er ret høje.

Vedligeholdelsesfrie batterier kan opdeles i to typer - calcium og hybrid.

Calciumbatterier er de dyreste; elektroderne er lavet af en bly- og calciumlegering med en blanding af tin, aluminium og i nogle tilfælde endda sølv.

Hybridbatterier er mere primitive - de negative elektroder indeholder kalium, og de positive plader er lavet af bly med en lille del antimon.

Brugen af ​​calcium reducerede fordampningen af ​​elektrolyt betydeligt og øgede også batteriernes levetid - hybrid op til fem år, calcium op til syv år. Selvafladning blev bremset halvanden gang sammenlignet med batterier med lav vedligeholdelse.

Et batteri med lang levetid af calcium tåler dog ikke absolut afladning godt. Hvis det er fuldstændig afladet flere gange, vil der dannes calciumsulfat på de positive plader, hvilket forårsager bilbatteri vil miste kapacitet.

Derfor bruges calcium i hybridbatterier kun i negative elektroder, som ikke er bange for afladning. Hybridbatteriet har lang levetid, lav startstrøm og høj kapacitet.

Derudover adskiller batterier sig i de teknologier, de bruger i produktionen:

Batterienhed

Et batteri med en nominel spænding på 12 volt består som regel af seks celler, der er autonome fra hinanden, og som har en lavere spænding (to volt). De er samlet i et hus og forbundet i serie.

Princippet om batteriets drift er ret simpelt. Når en belastning er tilsluttet, begynder ladede partikler at bevæge sig ind i batteriet, hvilket resulterer i en strøm. Ved opladning fra en oplader eller generator overstiger ladespændingen væsentligt batterispændingen, hvilket får partiklerne til at bevæge sig i den modsatte retning.

Batteri anmeldelser

De fleste bilejere, før de køber den ønskede batterimodel, er forpligtet til at se anmeldelser om det på internettet. Det er utvivlsomt korrekt, da det gør det muligt at indhente data om produktet direkte fra forbrugeren. Der er dog en vigtig nuance! I den moderne verden er muligheden for at købe anmeldelser for penge ikke længere en hemmelighed for nogen, så sådanne oplysninger er ikke altid objektive.

Baseret på forbrugerdata hentet fra forskellige fora og de personlige meninger fra mange eksperter, kan følgende konklusioner drages:

1. Batterier fra Varta og Bosch mærkerne har det samme og helt høj kvalitet. Udstyret, som de er lavet på, er produceret i Italien, USA og Tyskland. Moderne batteriproduktion sker uden menneskelig indgriben, som et resultat af hvilket vi kan konkludere, at kvaliteten af ​​fremstillingen af ​​opladning, montering og plader er identisk på alle fabrikker.
   
   
2. Premium-batterier Varta Silver og Bosch S 5 kan i gennemsnit holde fra seks til otte år. Og den gennemsnitlige levetid for sådanne modeller som Varta Black, Varta Blue, Bosch S3, Bosch S4 er cirka fem år.
   
   
3. A-Mega-batterier kan holde op til seks til syv år.
   
   
4. I denne liste Det er værd at fremhæve de batterier, der tilhører premium-linjer verden over kendte virksomheder— Delkor, Varta Silver, Bosch S5. Det menes, at de kan holde mere end syv år.
   
   
5. Levetiden for mellemprissegmentbatterier (Mutlu, Westa, Ista) varierer fra tre til fem år.
   
   
6. Batterier fra ukendte producenter holdt som regel omkring et til to år. Anmeldelser om dem er de mest negative, så det er bedre at beskytte dig selv mod sådanne køb.
   
   

De fleste moderne batterier fra kendte producenter, selv fra billige priskategorier, holder omkring fire år. Premium-batterier kan holde endnu længere. Batteriets levetid er naturligvis også påvirket af batteriets driftsforhold samt dets pleje.

Sådan vælger du et batteri, de bedste batterier

Når du skal vælge batteri til din bil, skal du kende flere vigtige parametre, som batteriet skal have:

1. Let spændingsfald.
2. Let selvafladning under drift.
3. Evne til at producere høj strøm.
4. Små dimensioner.
5. Minimal vedligeholdelse.

Der er syv hovedtrin, før du køber et batteri, som hjælper dig med at træffe det rigtige valg:

Det er umuligt entydigt at svare på spørgsmålet om hvilket batteri der er bedst, da ethvert batteri har positive og negative sider.

Et par tips om batterivedligeholdelse og drift:

Batteriet er kilden jævnstrøm, som er designet til at akkumulere og lagre energi. Det overvældende antal typer genopladelige batterier er baseret på den cykliske omdannelse af kemisk energi til elektrisk energi, hvilket gør det muligt at oplade og aflade batteriet gentagne gange.

Tilbage i 1800 gjorde Alessandro Volta en forbløffende opdagelse, da han anbragte to metalplader - kobber og zink - i en krukke fyldt med syre og derefter beviste, at der løber en elektrisk strøm gennem ledningen, der forbinder dem. Mere end 200 år senere bliver moderne batterier fortsat produceret baseret på Voltas opdagelse.

Typer af batterier

Der er ikke gået mere end 140 år siden opfindelsen af ​​det første batteri, og nu er det svært at forestille sig den moderne verden uden batteribaserede backup-strømkilder. Batterier bruges overalt, begyndende med de mest harmløse husholdningsapparater: kontrolpaneler, bærbare radioer, lommelygter, bærbare computere, telefoner, og slutter med sikkerhedssystemer for finansielle institutioner, backup strømforsyninger til datalagring og transmissionscentre, rumindustrien, Atomenergi, kommunikation mv.

Udviklingslandene har lige så meget brug for elektrisk energi, som mennesker har brug for ilt for at leve. Derfor arbejder designere og ingeniører hver dag på at optimere eksisterende batterityper og med jævne mellemrum udvikle nye typer og undertyper.

Hovedtyperne af batterier er vist i tabel nr. 1.

	Ansøgning	Betegnelse	Driftstemperatur, ºC	Elementspænding, V	Specifik energi, Wh/kg
Lithium-ion (lithiumpolymer, lithiummangan, lithiumjernsulfid, lithiumjernphosphat, lithiumjernyttriumphosphat, lithiumtitanat, lithiumchlor, lithiumsvovl)	Transport, telekommunikation, solenergisystemer, autonom og backup strømforsyning, Hi-Tech, mobile strømforsyninger, elværktøj, elektriske køretøjer mv.	Li-Ion (Li-Co, Li-pol, Li-Mn, LiFeP, LFP, Li-Ti, Li-Cl, Li-S)
nikkel-salt	Vejtransport, Jernbanetransport, Telekommunikation, Energi, herunder alternativ energi, Energilagringssystemer
nikkel-cadmium	Elektriske biler, flod- og søfartøjer, luftfart
jern-nikkel	Backup strømforsyning, trækkraft til elektriske køretøjer, styrekredsløb
nikkel-brint
nikkelmetalhydrid	elektriske køretøjer, defibrillatorer, raket- og rumteknologi, autonome strømforsyningssystemer, radioudstyr, belysningsudstyr.
nikkel-zink	Kameraer
bly-syre	Backup strømsystemer, Hårde hvidevarer, UPS, alternative strømforsyninger, transport, industri mv.
sølv-zink	Militær sfære
sølv-cadmium	Rum, kommunikation, militærteknologi
zink-brom
zinkchlorid

Bord nr. 1. Klassificering af genopladelige batterier.

Baseret på dataene i tabel nr. 1 kan vi komme til den konklusion, at der er en hel del typer batterier, forskellige i deres egenskaber, som er optimeret til brug under en række forskellige forhold og med forskellige intensiteter. Ved at bruge nye teknologier og komponenter til produktionen formår forskerne at opnå nødvendige egenskaber Nikkel-hydrogen-batterier er blevet udviklet til specifikke applikationer, såsom rumsatellitter, rumstationer og andet rumudstyr. Tabellen viser naturligvis ikke alle typer, men kun de vigtigste, der er blevet udbredt.

Moderne backup- og autonome strømforsyningssystemer til industri- og husholdningssegmenterne er baseret på varianter af bly-syre, nikkel-cadmium (mindre almindeligt anvendte jern-nikkel type) og lithium-ion batterier, da disse kemiske strømkilder er sikre og har acceptable specifikationer og omkostninger.

Blysyrebatterier

Denne type er den mest populære i den moderne verden pga universelle funktioner og lave omkostninger. På grund af tilstedeværelsen af ​​et stort antal varianter bruges bly-syre-batterier inden for områderne backup-strømsystemer, autonome strømforsyningssystemer, solenergianlæg, UPS, forskellige typer transport, kommunikation, sikkerhedssystemer, forskellige typer bærbare enheder, legetøj mv.

Driftsprincip for bly-syre batterier

Driften af ​​kemiske strømforsyninger er baseret på vekselvirkningen mellem metaller og væske - en reversibel reaktion, der opstår, når kontakterne på de positive og negative plader lukkes. Bly-syre-batterier, som navnet antyder, er lavet af bly og syre, hvor de positivt ladede plader er bly og de negativt ladede plader er blyoxid. Hvis du forbinder en pære til to plader, lukkes kredsløbet, og der opstår en elektrisk strøm (elektronernes bevægelse), og der sker en kemisk reaktion inde i grundstoffet. Især batteripladerne korroderer, og blyet bliver belagt med blysulfat. Når batteriet aflades, vil der således dannes en belægning af blysulfat på alle plader. Når et batteri er helt afladet, er dets plader dækket af det samme metal - blysulfat og har næsten samme ladning i forhold til væsken, derfor vil batterispændingen være meget lav.

Hvis du tilslutter en oplader til batteriet til de relevante terminaler og tænder for det, vil strømmen flyde i syren i den modsatte retning. Strømmen vil forårsage kemisk reaktion, vil syremolekyler splittes, og på grund af denne reaktion vil blysulfat blive fjernet fra de positive og negative plasticine-batterier. I sidste fase opladningsproces pladerne vil have deres oprindelige udseende: bly og blyoxid, hvilket vil give dem mulighed for igen at modtage en anden opladning, dvs. batteriet vil være fuldt opladet.

Men i praksis ser alt lidt anderledes ud og elektrodepladerne er ikke helt rensede, så batterierne har en vis ressource, hvorefter kapaciteten reduceres til 80-70% af originalen.

Figur nr. 3. Elektrokemisk kredsløb af et blysyrebatteri (VRLA).

Typer af blybatterier

Bly-syre, serviceret – 6, 12V batterier. Klassiske startbatterier til forbrændingsmotorer med mere. Brug for regelmæssig vedligeholdelse og ventilation. Udsat for høj selvafladning.

Ventilreguleret blysyre (VRLA), vedligeholdelsesfri – 2, 4, 6 og 12V batterier. Billige batterier i en forseglet kuffert, der kan bruges i boligområder, kræver ikke yderligere ventilation og vedligeholdelse. Anbefales til brug i buffertilstand.

Absorberende glasmåtteventil reguleret bly-syre (AGM VRLA), vedligeholdelsesfri – 4, 6 og 12V batterier. Moderne bly-syre batterier har absorberet elektrolyt (ikke væske) og glasfiber separatorer, som er meget bedre til at bevare blypladerne, hvilket forhindrer dem i at blive forringet. Denne løsning gjorde det muligt at reducere opladningstiden for AGM-batterier betydeligt, siden ladestrøm kan nå 20-25, sjældnere 30% af den nominelle kapacitet.

AGM VRLA-batterier har mange modifikationer med optimerede egenskaber til cykliske og bufferdriftstilstande: Dyb - til hyppige dybe afladninger, front-terminal - til bekvem placering i telekommunikationsstativer, Standard - generel formål, High Rate - giver bedre afladningsegenskaber op til 30 % og velegnet til kraftige uafbrydelige strømforsyninger, Modular - giver dig mulighed for at skabe kraftfulde batteriskabe mv.



Figur nr. 4.

GEL Valve Regulated Lead-Acid (GEL VRLA), vedligeholdelsesfri – 2, 4, 6 og 12V batterier. En af de seneste modifikationer af bly-syre batterier. Teknologien er baseret på brugen af ​​en gel-lignende elektrolyt, som sikrer maksimal kontakt med elementernes negative og positive plader og bevarer en ensartet konsistens gennem hele volumen. Denne type batterier kræver den "korrekte" oplader, der vil give det nødvendige niveau af strøm og spænding, kun i dette tilfælde kan du få alle fordelene sammenlignet med AGM VRLA-typen.

GEL VRLA kemiske strømforsyninger, som AGM, har mange undertyper, der er bedst egnede til visse driftstilstande. De mest almindelige er Solar-serien - brugt til solenergisystemer, Marine - til sø- og flodtransport, Deep Cycle - til hyppige dybe udladninger, frontterminal - samlet i specielle huse til telekommunikationssystemer, GOLF - til golfvogne, samt som for skuretørrere, Micro – små batterier til hyppig brug i mobile applikationer, Modular er en speciel løsning til at skabe kraftfulde batteribanker til energilagring mv.



Figur nr. 5.

OPzV, vedligeholdelsesfri – 2V batterier. Særlig blysyreceller type OPZV fremstilles ved hjælp af rørformede anodeplader og svovlsyregelelektrolyt. Elementernes anode og katode indeholder et ekstra metal - calcium, som øger elektrodernes modstand mod korrosion og øger deres levetid. De negative plader er smørbare, denne teknologi sikrer bedre kontakt med elektrolytten.

OPzV-batterier er modstandsdygtige over for dybe afladninger og har en lang levetid på op til 22 år. Som regel kun til fremstilling af sådanne batterier bedste materialer for at sikre høj effektivitet i cyklisk drift.

Brugen af ​​OPzV-batterier er efterspurgt i, nødbelysningssystemer, uafbrydelige strømforsyninger, navigationssystemer, husholdnings- og industrienergilagringssystemer og solenergiproduktion.


Figur nr. 6. EverExceed OPzV-batteriets struktur.

OPzS, lav vedligeholdelse - 2, 6, 12V batterier. Stationære oversvømmede bly-syre batterier OPzS er fremstillet med rørformede anodeplader med tilsætning af antimon. Katoden indeholder også en lille mængde antimon og er en smørbar gittertype. Anoden og katoden er adskilt af mikroporøse separatorer, der forhindrer kortslutninger. Batterihuset er lavet af særligt slagfast, kemisk og brandsikkert gennemsigtigt plast, og de ventilerede ventiler er af den brandsikre type og giver beskyttelse mod eventuel indtrængen af ​​flammer og gnister.

Gennemsigtige vægge giver dig mulighed for bekvemt at kontrollere elektrolytniveauet ved hjælp af minimum- og maksimumværdimærker. Ventilernes specielle struktur gør det muligt at tilføje destilleret vand og måle tætheden af ​​elektrolytten uden at fjerne dem. Afhængigt af belastningen tilsættes vand en gang hvert til hvert andet år.

OPzS type batterier har mest Høj ydeevne blandt alle andre typer bly-syre-batterier. Levetiden kan nå 20-25 år og give en ressource på op til 1800 cyklusser med dyb 80% afladning.

Brugen af ​​sådanne batterier er nødvendig i systemer med krav til medium og dyb afladning, inkl. hvor indkoblingsstrømme af gennemsnitlig størrelse observeres.



Figur nr. 7.

Karakteristika for bly-syre batterier

Ved at analysere dataene i tabel nr. 2 kan vi komme til den konklusion, at bly-syre-batterier har et bredt udvalg af modeller, der er velegnede til forskellige driftsformer og driftsforhold.

			Generalforsamling VRLA	GEL VRLA
Kapacitet, Ampere/time
Spænding, Volt
Optimal udledningsdybde, %
Tilladt udledningsdybde, %
Cyklisk levetid, D.O.D.=50 %
Optimal temperatur, °C
Driftstemperaturområde, °C
Levetid, år ved +20°С
Selvafladning, %
Maks. ladestrøm, % af kapacitet
Minimum opladningstid, h
Vedligeholdelseskrav						1 – 2 år
Gennemsnitlig pris, $, 12V/100Ah.

Bord nr. 2. Sammenlignende egenskaber efter type bly-syre batteri.

Til analysen brugte vi gennemsnitlige data fra mere end 10 batteriproducenter, hvis produkter har været på det ukrainske marked i lang tid og med succes anvendes på mange områder (EverExceed, B.B. Battery, CSB, Leoch, Ventura, Challenger, C&D Technologies , Victron Energy, SunLight , Troian og andre).

Lithium-ion (lithium) batterier

Historien om oprindelsespassagen går tilbage til 1912, hvor Gilbert Newton Lewis arbejdede på at beregne ionaktiviteterne af stærke elektrolytter og udførte undersøgelser af elektrodepotentialerne for en række grundstoffer, herunder lithium. Siden 1973 blev arbejdet genoptaget, og som et resultat dukkede de første lithium-baserede batterier op, som kun gav én afladningscyklus. Forsøg på at lave et lithiumbatteri blev hæmmet af lithiums aktive egenskaber, som under ukorrekte afladnings- eller opladningsforhold forårsagede en voldsom reaktion med frigivelsen høj temperatur og endda flammer. Sony udgav den første Mobiltelefoner med lignende batterier, men blev tvunget til at tilbagekalde produktet efter flere ubehagelige hændelser. Udviklingen stoppede ikke, og i 1992 dukkede de første "sikre" batterier baseret på lithium-ioner op.

Lithium-ion-batterier har en høj energitæthed og giver takket være denne, med en kompakt størrelse og let vægt 2-4 gange stor kapacitet sammenlignet med bly-syre batterier. Uden tvivl stor værdighed lithium-ion batterier er høj hastighed Fuld 100% genopladning inden for 1-2 timer.

Li-ion-batterier er meget udbredt i moderne elektronisk teknologi, bilindustrien, energilagringssystemer og solenergiproduktion. De er ekstremt efterspurgte i højteknologiske multimedie- og kommunikationsenheder: telefoner, tablet-computere, bærbare computere, radioer osv. Moderne verden Det er svært at forestille sig uden lithium-ion strømforsyninger.

Funktionsprincip for lithium (lithium-ion) batterier

Funktionsprincippet er at bruge lithium-ioner, som er bundet af molekyler af yderligere metaller. Typisk bruges lithium cobaltoxid og grafit ud over lithium. Når et lithium-ion-batteri aflades, bevæger ioner sig fra den negative elektrode (katode) til den positive elektrode (anode) og omvendt under opladning. Batterikredsløbet antager tilstedeværelsen af ​​en adskillelsesseparator mellem de to dele af cellen, dette er nødvendigt for at forhindre spontan bevægelse af lithiumioner. Når batterikredsløbet er lukket, og processen med opladning eller afladning finder sted, overvinder ionerne separatoren og tenderer mod den modsat ladede elektrode.

Figur nr. 8. Elektrokemisk kredsløb af et lithium-ion batteri.

På grund af deres høje effektivitet har lithium-ion-batterier fået en rivende udvikling og mange undertyper, for eksempel lithium-jernfosfat-batterier (LiFePO4). Nedenfor er et grafisk diagram over, hvordan denne undertype fungerer.

Figur nr. 9. Elektrokemisk diagram over afladning og afladning af et LiFePO4-batteri.

Typer af Li-ion-batterier

Moderne lithium-ion-batterier har mange undertyper, hovedforskellen er sammensætningen af ​​katoden (negativt ladet elektrode). Anodens sammensætning kan også ændres til fuldstændig udskiftning grafit eller brug af grafit med tilsætning af andre materialer.

Forskellige typer lithium-ion-batterier er udpeget ved deres kemiske nedbrydning. Dette kan være lidt forvirrende for den gennemsnitlige bruger, så hver type vil blive beskrevet så detaljeret som muligt, inklusive dens fulde navn, kemiske definition, forkortelse og korte betegnelse. For nemheds skyld vil der blive brugt et forkortet navn.

Lithium cobaltoxid (LiCoO2)– Det har en høj energitæthed, hvilket gør lithium-kobolt-batterier populære i kompakte højteknologiske enheder. Batterikatoden er lavet af koboltoxid, mens anoden er lavet af grafit. Katoden har en lagdelt struktur og under udladningen bevæger lithiumioner sig fra anoden til katoden. Ulempen ved denne type er den relativt kort sigt service, lav termisk stabilitet og begrænset elementeffekt.

Lithium-kobolt-batterier kan ikke aflades eller oplades med en strøm, der overstiger deres nominelle kapacitet, så et batteri med en kapacitet på 2,4Ah kan fungere med en strøm på 2,4A. Hvis der bruges en høj strøm til opladning, vil dette forårsage overophedning. Den optimale ladestrøm er 0,8C, i dette tilfælde 1,92A. Hvert lithium-kobolt batteri er udstyret med et beskyttelseskredsløb, der begrænser opladnings- og afladningshastigheden og begrænser strømmen til 1C.

Grafen (fig. 10) viser de vigtigste egenskaber for lithium-kobolt-batterier med hensyn til specifik energi eller effekt, specifik effekt eller evne til at levere høj strøm, sikkerhed eller chancer for antændelse under høj belastning, driftstemperatur miljø, levetid og cyklisk ressource, omkostninger.



Figur nr. 10.

Lithium Mangan Oxide (LiMn2O4, LMO)– Den første information om brugen af ​​lithium med manganspineller blev offentliggjort i videnskabelige rapporter i 1983. I 1996 udgav Moli Energy de første batcher af batterier baseret på lithiummanganoxid som katodemateriale. Denne arkitektur danner tredimensionelle spinelstrukturer, der forbedrer strømmen af ​​ioner til elektroden, og derved reducerer den indre modstand og øger mulige ladestrømme. Også fordelen ved spinel er termisk stabilitet og øget sikkerhed dog er den cykliske ressource og levetid begrænset.

Lav modstand gør, at lithium-mangan-batteriet hurtigt kan oplades og aflades med en høj strøm på op til 30A og kortvarig op til 50A. Velegnet til kraftigt elværktøj, medicinsk udstyr og hybrid- og elektriske køretøjer.

Potentialet for lithium-mangan-batterier er cirka 30 % lavere end lithium-kobolt-batterier, men teknologien er cirka 50 % bedre end batterier baseret på nikkel-kemi.

Designfleksibilitet giver ingeniører mulighed for at optimere batteriegenskaber og opnå lang levetid, høj kapacitet (energitæthed) og evnen til at levere maksimal strøm (effekttæthed). For eksempel har den langtidsholdbare cellestørrelse 18650 en kapacitet på 1,1Ah, mens celler optimeret til høj kapacitet har en kapacitet på 1,5Ah, men de har en kortere levetid.

Grafen (fig. 12) viser ikke de mest imponerende egenskaber ved lithium-mangan-batterier, dog har moderne udvikling gjort det muligt at øge markant operationelle egenskaber og gøre denne type konkurrencedygtig og udbredt.



Figur nr. 11.

Moderne lithium-mangan-batterier kan fremstilles med tilsætning af andre elementer - lithium-nikkel-mangan-koboltoxid (NMC), denne teknologi forlænger levetiden betydeligt og øger energitætheden. Denne sammensætning bringer de bedste egenskaber fra hvert system, den såkaldte LMO (NMC) bruges til de fleste elektriske køretøjer som Nissan, Chevrolet, BMW osv.

Lithium-Nikkel-Mangan-Cobaltoxid (LiNiMnCoO2 eller NMC)– Førende producenter af lithium-ion batterier har fokuseret på kombinationer af nikkel-mangan-kobolt som katodematerialer (NMC). I lighed med lithium-mangan-typen kan disse batterier tilpasses til at opnå enten høj energitæthed eller høj effekttæthed, men ikke på samme tid. For eksempel har en NMC type 18650 celle under moderat belastning en kapacitet på 2,8Ah og kan give en maksimal strøm på 4-5A; NMC-elementet, optimeret til høje effektparametre, har kun 2Wh, men kan give en kontinuerlig afladningsstrøm på op til 20A. Det særlige ved NMC er kombinationen af ​​nikkel og mangan, et eksempel er bordsalt, hvor hovedingredienserne er natrium og chlorid, som hver for sig er giftige stoffer.

Nikkel er kendt for sin høje energitæthed, men lave stabilitet. Mangan har fordelen ved at danne en spinelstruktur og giver lav indre modstand, men har også lav specifik energi. Ved at kombinere disse to metaller kan du få optimale egenskaber NMC-batterier til forskellige driftstilstande.

NMC-batterier er ideelle til elværktøj, elektriske cykler og andre strømapplikationer. Kombinationen af ​​katodematerialer: en tredjedel af nikkel, mangan og kobolt giver unikke egenskaber og reducerer også omkostningerne ved produktet på grund af reduktionen i koboltindholdet. Andre undertyper som NCM, CMN, CNM, MNC og MCN har forskellige metaltriadeforhold, der spænder fra 1/3-1/3-1/3. Normalt holdes det nøjagtige forhold hemmeligt af producenten.



Figur nr. 12.

Lithium jernfosfat (LiFePO4)– i 1996 blev fosfat brugt som katodemateriale til lithiumbatterier ved University of Texas (og andre). Lithiumphosphat giver god elektrokemisk ydeevne med lav modstand. Dette er gjort muligt med nano-phosphat katode materiale. De vigtigste fordele er høj strømgennemstrømning og lang levetid, derudover god termisk stabilitet og øget sikkerhed.

Lithiumjernfosfatbatterier er mere tolerante over for fuld afladning og er mindre modtagelige for ældning end andre lithium-ion-systemer. LFP'er er også mere modstandsdygtige over for overopladning, men ligesom andre lithium-ion-batterier kan overopladning forårsage skade. LiFePO4 giver en meget stabil afladningsspænding på 3,2V, hvilket også giver dig mulighed for kun at bruge 4 celler til at skabe et 12V standardbatteri, som igen giver dig mulighed for effektivt at udskifte bly-syre batterier. Lithiumjernfosfatbatterier indeholder ikke kobolt, hvilket reducerer produktets omkostninger betydeligt og gør det mere miljøvenligt. Giver høj strøm under afladningsprocessen og kan også oplades ved mærkestrøm på kun en time til fuld kapacitet. Drift ved lave omgivende temperaturer reducerer ydeevnen, og temperaturer over 35ºC reducerer levetiden en smule, men ydeevnen er meget bedre end bly-syre-, nikkel-cadmium- eller nikkel-metalhydrid-batterier. Lithiumphosphat har en højere selvafladning end andre lithium-ion-batterier, hvilket kan kræve afbalancering af batteriskabe.



Figur nr. 13.

Lithium-nikkel-kobolt-aluminiumoxid (LiNiCoAlO2)– Lithium nikkel cobalt oxide aluminium (NCA) batterier blev introduceret i 1999. Denne type giver høj energitæthed og tilstrækkelig effekttæthed samt en lang levetid. Der er dog risiko for antændelse, som et resultat af, at der er tilsat aluminium, hvilket sikrer højere stabilitet af de elektrokemiske processer, der forekommer i batteriet, når høje strømme udledning og opladning.



Figur nr. 14.

Lithiumtitanat (Li4Ti5O12)– Batterier med lithiumtitanatanoder har været kendt siden 1980'erne. Katoden er lavet af grafit og har ligheder med arkitekturen af ​​et typisk lithiummetalbatteri. Lithiumtitanat har en cellespænding på 2,4V, kan hurtigt oplades og giver en høj afladningsstrøm på 10C, hvilket er 10 gange batteriets nominelle kapacitet.

Lithium titanat batterier har en øget cyklus levetid sammenlignet med andre Li-ion typer batterier. De har høj sikkerhed og er også i stand til at fungere ved lave temperaturer (ned til –30ºC) uden et mærkbart fald i ydeevnen.

Ulempen er de ret høje omkostninger, samt en lille specifik energiindikator, omkring 60-80Wh/kg, hvilket er ret sammenligneligt med nikkel-cadmium-batterier. Anvendelser: elektriske strømenheder og uafbrydelige strømforsyninger.



Figur nr. 15.

Lithium polymer batterier (Li-pol, Li-polymer, LiPo, LIP, Li-poly)– Lithium-polymerbatterier adskiller sig fra lithium-ion-batterier ved, at de bruger en speciel polymerelektrolyt. Spændingen for denne type batteri siden 2000'erne varer indtil i dag. Det er baseret ikke uden grund, for ved hjælp af specielle polymerer var det muligt at skabe et batteri uden væske eller gel-lignende elektrolyt, dette gør det muligt at skabe batterier af næsten enhver form. Men hovedproblemet er, at fast polymerelektrolyt giver dårlig ledningsevne ved stuetemperatur og udviser bedre egenskaber, når den opvarmes til 60°C. Alle forsøg fra videnskabsmænd på at finde en løsning på dette problem var forgæves.

Moderne lithiumpolymerbatterier bruger en lille mængde gelelektrolyt for bedre ledningsevne ved normale temperaturer. Og driftsprincippet er baseret på en af ​​de ovenfor beskrevne typer. Den mest almindelige er lithium-kobolt-typen med en polymer gelelektrolyt, som bruges i de fleste tilfælde.

Den største forskel mellem lithium-ion-batterier og lithium-polymer-batterier er, at den mikroporøse polymerelektrolyt erstattes af en traditionel separator. Lithiumpolymer har en lidt højere energitæthed og gør det muligt at skabe tyndere celler, men prisen er 10-30% højere end lithium-ion. Der er også en væsentlig forskel i kroppens opbygning. Hvis lithium-polymer bruger tynd folie, som gør det muligt at lave batterier så tynde, at de ligner kreditkort, så samles lithium-ion i en stift metalkasse for at fastgøre elektroderne tæt.

Figur nr. 17. Udseende Li-polymer batteri til mobiltelefon.

Karakteristika for lithium-ion-batterier

Der er ingen maksimal cellekapacitet i tabellen, fordi lithium-ion batteriteknologi ikke tillader produktion af individuelle celler med høj effekt. Når høj kapacitet eller konstant strøm er påkrævet, forbindes batterierne parallelt og serier ved hjælp af jumpere. Tilstanden skal overvåges af et batteriovervågningssystem. Moderne batteriskabe til UPS og solenergianlæg baseret på lithiumceller kan nå en spænding på 500-700V DC med en kapacitet på omkring 400A/h, samt en kapacitet på 2000-3000Ah med en spænding på 48 eller 96V.

Parameter\Type
Elementspænding, Volt;
Optimal temperatur, °C;
Levetid, år ved +20°C;
Selvudskrivning pr. måned, %
Maks. afladningsstrøm
Maks. ladestrøm
Minimum opladningstid, h
Vedligeholdelseskrav
Omkostningsniveau

Nikkel-cadmium batterier

Opfinderen er den svenske videnskabsmand Waldemar Jungner, der patenterede teknologien til fremstilling af nikkel-cadmium-typen i 1899. I 1990 opstod der en patentstrid med Edison, som Jungner tabte på grund af, at han ikke ejede de samme midler som sin modstander. Firmaet "Ackumulator Aktiebolaget Jungner", stiftet af Waldemar, var på randen af ​​konkurs, men efter at have skiftet navn til "Svenska Ackumulator Aktiebolaget Jungner" fortsatte virksomheden alligevel sin udvikling. I øjeblikket hedder virksomheden grundlagt af udvikleren "SAFT AB" og producerer nogle af de mest pålidelige nikkel-cadmium-batterier i verden.

Nikkel-cadmium batterier er en meget holdbar og pålidelig type. Der findes servicerede og vedligeholdelsesfrie modeller med kapaciteter fra 5 til 1500Ah. Leveres typisk i form af tørladede dåser uden elektrolyt med en nominel spænding på 1,2V. På trods af ligheden i design med bly-syre-batterier, har nikkel-cadmium-batterier en række væsentlige fordele i form af stabil drift ved temperaturer fra –40°C, evnen til at modstå høje indkoblingsstrømme, og er desuden optimerede modeller til hurtig drift udledning. Ni-Cd-batterier er modstandsdygtige over for dyb afladning, overopladning og kræver ikke øjeblikkelig opladning, da blysyre type. Strukturelt er de fremstillet i slagfast plast og tolereres godt mekanisk skade, ikke bange for vibrationer osv.

Driftsprincip for nikkel-cadmium-batterier

Alkaliske batterier, hvis elektroder består af nikkeloxidhydrat med tilsætning af grafit, bariumoxid og cadmiumpulver. Som regel er elektrolytten en opløsning med 20% kaliumindhold og tilsætning af lithiummonohydrat. Pladerne er adskilt af isolerende separatorer for at undgå kortslutninger; en negativt ladet plade er placeret mellem to positivt ladede.

Under afladningsprocessen af ​​et nikkel-cadmium batteri sker der interaktion mellem anoden med nikkeloxidhydrat og elektrolytioner, hvilket danner nikkeloxidhydrat. Samtidig danner cadmiumkatoden cadmiumoxidhydrat og skaber derved en potentialforskel på op til 1,45V, hvilket giver spænding inde i batteriet og i det eksterne lukkede kredsløb.

Processen med opladning af nikkel-cadmium-batterier er ledsaget af oxidation af den aktive masse af anoderne og overgangen af ​​nikkeloxidhydrat til nikkeloxidhydrat. Samtidig reduceres katoden til cadmium.

Fordelen ved driftsprincippet for et nikkel-cadmium-batteri er, at alle komponenter, der dannes under afladnings- og opladningscyklussen, er næsten uopløselige i elektrolytten og heller ikke indgår i nogen sidereaktioner.

Figur nr. 16. Struktur af et Ni-Cd batteri.

Typer af nikkel-cadmium-batterier

I dag er Ni-Cd-batterier mest almindeligt anvendt i industrielle applikationer, der kræver strømforsyning til en række forskellige applikationer. Nogle producenter tilbyder flere undertyper af nikkel-cadmium-batterier, der giver bedste job i visse tilstande:

afladningstid 1,5 – 5 timer eller mere – brugbare batterier;

afladningstid 1,5 – 5 timer eller mere – vedligeholdelsesfrie batterier;

afladningstid 30 – 150 minutter – brugbare batterier;

afladningstid 20 – 45 minutter – brugbare batterier;

afladningstid 3 – 25 minutter – brugbare batterier.

Karakteristika for nikkel-cadmium-batterier

Parameter\Type	Nikkel-cadmium / Ni-Cd
Kapacitet, Ampere/time;
Elementspænding, Volt;
Optimal udledningsdybde, %;
Tilladt udløbsdybde, %;
Cyklisk levetid, D.O.D.=80%;
Optimal temperatur, °C;
Driftstemperaturområde, °C;
Levetid, år ved +20°C;
Selvudskrivning pr. måned, %
Maks. afladningsstrøm
Maks. ladestrøm
Minimum opladningstid, h
Vedligeholdelseskrav	Lav eller ingen vedligeholdelse
Omkostningsniveau	gennemsnit (300 – 400$ 100Ah)

Høje tekniske egenskaber gør denne type batteri meget attraktiv til at løse industrielle problemer, når der kræves en yderst pålidelig backup-strømkilde med lang levetid.

Nikkel-jern batterier

De blev først skabt af Waldemar Jungner i 1899, da han forsøgte at finde en billigere analog af cadmium i nikkel-cadmium-batterier. Efter mange tests opgav Jungner brugen af ​​jern, fordi opladningen blev udført for langsomt. Et par år senere skabte Thomas Edison et nikkel-jern batteri, der drev Baker Electric og Detroit Electric elektriske køretøjer.

De lave produktionsomkostninger har gjort det muligt for nikkel-jern-batterier at blive efterspurgt i elektriske køretøjer som traktionsbatterier; de bruges også til elektrificering af personbiler og til at drive kontrolkredsløb. I de senere år ca nikkel-jern batterier begyndte at tale med ny styrke, da de ikke indeholder giftige elementer som bly, cadmium, kobolt osv. I øjeblikket promoverer nogle producenter dem til vedvarende energisystemer.

Driftsprincip for nikkel-jern batterier

Elektricitet lagres ved hjælp af nikkeloxid-hydroxid, der bruges som positive plader, jern som negative plader og flydende elektrolyt i form af kaliumhydroxid. Nikkel stabile rør eller "lommer" indeholder det aktive stof

Nikkel-jern typen er meget pålidelig, fordi... tåler dybe afladninger, hyppige genopladninger og kan også være i en underopladet tilstand, hvilket er meget skadeligt for bly-syre batterier.

Karakteristika for nikkel-jern batterier

Parameter\Type	Nikkel-cadmium / Ni-Cd
Kapacitet, Ampere/time;
Elementspænding, Volt;
Optimal udledningsdybde, %;
Tilladt udløbsdybde, %;
Cyklisk levetid, D.O.D.=80%;
Optimal temperatur, °C;
Driftstemperaturområde, °C;
Levetid, år ved +20°C;
Selvudskrivning pr. måned, %
Maks. afladningsstrøm
Maks. ladestrøm
Minimum opladningstid, h
Vedligeholdelseskrav	Lav vedligeholdelse
Omkostningsniveau	medium, lav

Brugte materialer

Forskning udført af Boston Consulting Group

Teknisk dokumentation TM Bosch, Panasonic, EverExceed, Victron Energy, Varta, Leclanché, Envia, Kokam, Samsung, Valence og andre.