باتری های قابل شارژ: دستگاه، عملیات، اصل کار و مدار

منابع انرژی مستقل یکی از مفیدترین اختراعات بشر است. یک تلفن یا رادیو که باتری قابل شارژ را نصب نکرده است چیست؟ ترتیب بسیاری از دستگاه ها و همچنین شرایط استفاده آنها همیشه برای تامین برق شبکه دائمی فراهم نمی کند، بنابراین این منابع برق به راحتی می توانند در تقریبا هر بخش از جهان کار کنند. پس از معرفی کوتاه، اجازه دهید به مقاله برویم.

باتری قابل شارژ چیست؟

به معنای وسیع، این واژه به معنای وسیله ای است که در شرایط خاصی از انرژی می تواند نوعی انرژی را جمع آوری کند در حالی که در دیگران می تواند برای پاسخگویی به نیازهای فرد مورد استفاده قرار گیرد.

باطریها برق را از منبع برق خارجی جمع می کنند و سپس به مصرف کنندگان متصل می کنند تا بتوانند کار خود را انجام دهند. بنابراین، هنگامی که دستگاه ها کار می کنند، واکنش های شیمیایی بین الکترولیت و صفحات الکترود به طور مداوم رخ می دهد. به هر حال، یک طرح مشابه در بانک ها، که از آنها باتری تشکیل شده است قرار می گیرد. دستگاه این طرح ها برای ایجاد ولتاژ، معمولا 1.2-2 V است که بسیار کوچک است. بنابراین، برای افزایش کارایی منابع قدرت، انواع مختلفی از اتصال استفاده می شود.

چگونه باتری را تخلیه کنم؟

دستگاه داده منبع تغذیه اتصال به پلاس و منو را فراهم می کند. آنها به صورت زیر عمل می کنند: هنگامی که یک بار به الکترودها متصل می شود (به عنوان مثال می توان یک لامپ را در نظر گرفت) یک مدار الکتریکی بسته به نظر می رسد. شروع جریان جریان تخلیه می شود. این شکل به علت حرکت الکترونها، آنیون ها و کاتیون ها شکل می گیرد. اطلاعات دقیق تر در مورد چگونگی و چگونگی آن، می توانید فقط در مورد یک مثال مشخص بگویید.

بیایید بگوییم که ما یک باتری داریم که در آن الکترود مثبت اکسید نیکل است که در آن گرافیت برای افزایش هدایت اضافه شده است. برای یک صفحه منفی، کادمیوم اسفنجی مورد استفاده قرار گرفت. بنابراین، هنگامی که تخلیه می شود، ذرات اکسیژن فعال آزاد می شوند و به الکترولیت می افتند. در عین حال، قطعات جداگانه ای را که به صورت الکتریکی (همان الکترون ها) به کار می روند، جدا می کنند. سپس ذرات اکسیژن فعال به سمت صفحات منفی هدایت می شوند، جایی که آنها کادمیوم را اکسید می کنند.

کار باتری هنگام شارژ

لازم است بار را روی پایانه های صفحات جدا کنید. به عنوان مثال، آنها نیز با ولتاژ ثابت تغذیه می شوند (اما بسته به نوع آن ممکن است پالس شود)، که بزرگتر از اندازه باتری است که شارژ می شود. و قطب باید همان باشد. یعنی، منهای و پایانه های افزاینده مصرف کننده و منبع باید مطابقت داشته باشند. توجه داشته باشید که شارژر الزاما قدرت بیشتری نسبت به باتری دارد تا انرژی موجود در آن را سرکوب کند و جریان الکتریکی ایجاد کند که جهت آن مخالف تخلیه است. در نتیجه، فرایندهای شیمیایی که در باتری اتفاق می افتد نیز تغییر می کنند.

بیایید به نمونه ای از مقاله قبلی نگاه کنیم. در اینجا یک الکترود مثبت با اکسیژن غنی شده و کادمیوم خالص به یک الکترود منفی بازگردانده می شود. به طور خلاصه می توان گفت که در طول شارژ و تخلیه فقط ترکیب شیمیایی الکترودها تغییر می کند. این به الکترولیت نرسیده است. اما این می تواند تبخیر، که منجر به تاثیر منفی بر عمر باتری می شود.

بنابراین، ما اصل عمل هر باتری را در نظر گرفته ایم. حالا بیایید ببینیم چگونه عملکردشان را در طول عملیات بهبود میبخشیم.

اتصال موازی

مقدار جریان بستگی به تعداد قابل توجهی از عوامل دارد. اول از همه، این به معنی ساخت و ساز، مواد مورد استفاده و ابعاد آنها است. بزرگتر از سطح الکترودها، بیشتر جریان که می توانند مقاومت کنند. این اصل برای اتصال موازی نوع قوطی های باتری استفاده می شود. این کار در صورتی انجام می شود که لازم است مقدار فعلی را که به بار می رود افزایش دهد. اما علاوه بر این، لازم است که قدرت منبع انرژی را افزایش دهیم.

اتصال سریال

اگر ما در نظر بانک ها، که باتری ساخته شده اند، باید گفته شود که آنها معمولا در یک مسکن هستند. نوع مشابهی از اتصال برای به دست آوردن مقادیر ولتاژ بزرگ با کمترین ضرر استفاده می شود.

شما می توانید از این طراحی با جدا کردن باتری های ماشین که اسید سرب هستند استفاده کنید. شایان ذکر است که این نوع نه تنها در دستگاه باتری خودرو استفاده می شود، بلکه تنها راهی است که می توانید از نحوه کار این نوع اتصال جدا شوید. در چنین مواردی باید اطمینان حاصل شود که هیچ تماس فلزی وجود ندارد و اتصال الکترولیتی از طریق گالوانیک قابل اطمینان است. اما این فقط نیاز به درک این نوع دارد. در موارد دیگر، وظیفه اتصال اختصاص داده شده به صورت متفاوت اجرا خواهد شد.

انواع باتری ها

آنها به دلیل اهداف، قابلیت ها، تحقق و مادی آنها متفاوت هستند. در حال حاضر، تولید مدرن تولید بیش از سه ده نوع است که با ترکیب الکترودها و الکترولیت مورد استفاده متفاوت است. به عنوان مثال، باتری لیتیوم یون دارای یک خانواده از 12 مدل شناخته شده است. به طور متعارف، انواع زیر را می توان تشخیص داد:

1. اسید سرب
2. لیتیم
3. نیکل کادمیوم

این ها محبوب ترین نمایندگان هستند. اما برای درک احتمالات، پیشنهاد می کنیم خود را با لیستی از مواد که می توانند به عنوان الکترود عمل کنند آشنا می کنند:

• آهن؛
• سرب؛
• تیتانیوم؛
• لیتیم؛
• کادمیوم؛
• کبالت؛
• نیکل؛
• روی؛
• وانادیوم؛
• نقره ای
• آلومینیوم؛
• تعدادی از عناصر دیگر که، با این حال، بسیار نادر هستند.

استفاده از مواد مختلف بر خصوصیات خروجی تولید شده و به تبع آن دامنه کاربرد تاثیر می گذارد. بنابراین، برای مثال، باتری های لیتیوم یون در رایانه و دستگاه های تلفن همراه استفاده می شود. در حالی که نیکل کادمیوم به عنوان جایگزینی برای سلولهای گالوانیک استاندارد مورد استفاده قرار می گیرد . از لحاظ تئوری، انواع باتری ها می توانند با هر بار کار کنند. تنها سوال این است که چگونه چنین برنامه ای توجیه شده است.

ویژگی های اصلی

ما قبلا در مورد باتری ها، ساختار این سازه ها، چه چیزی از آنها ساخته شده است. حالا بگذارید تمرکز کنیم که چه کارهایی را تحت تاثیر قرار می دهد. ویژگی های مهم برای ما عبارتند از:

1. تراکم اشاره به مشخصه نسبت مقدار انرژی به حجم یا وزن باتری است.
2. ظرفیت خازنی مقدار شارژ باتری حداکثر می باشد که می تواند در طول فرایند تخلیه، تا زمانی که پایین ترین ولتاژ رسیده باشد. این شاخص در amp-hours یا آویز بیان شده است. ظرفیت انرژی نیز می تواند نشان داده شود. این در وات ساعت یا ژول اندازه گیری می شود. وظیفه این ظرفیت این است که گزارش مقدار انرژی که در طول تخلیه داده می شود تا زمانی که حداقل ولتاژ قابل قبول رسیده باشد.
3. رژیم دما بر خواص الکتریکی باتری تاثیر می گذارد. هنگامی که انحرافات جدی در محدوده عملیاتی توصیه شده سازنده وجود دارد، احتمالا احتمال خرابی قدرت وجود دارد. این به این دلیل است که سرما و گرما بر شدت واکنش های شیمیایی و همچنین فشار داخلی تأثیر می گذارند.
4. خود تخلیه اشاره به از دست دادن ظرفیت است که اتفاق می افتد پس از باتری شارژ زمانی که هیچ بار بر روی پایانه وجود دارد. در بسیاری از موارد، این شاخص به طراحی بستگی دارد و اگر عایق شکسته شود، می تواند افزایش یابد.

این ها ویژگی های باتری هستند و برای ما بیشترین علاقه را ارائه می دهند. البته، اگر شما مجبور به انجام چیزی جدید و منحصر به فرد، قبلا بی سابقه، شما ممکن است نیاز به چیزی دیگری. اما این بسیار بعید است.

دستگاه الکترود

به عنوان مثال، ما صفحات سرب را می گیریم. اگر چه آنها قبلا بودند. صفحات مدرن از آلیاژ سرب کلسیم ساخته شده اند. با تشکر از این، خود تخلیه باتری کم است (50٪ از ظرفیت در 18 ماه از دست داده است). این نیز به شما اجازه می دهد تا در آب صرفه جویی کنید (فقط 1 گرم در ساعت آمپر).

همچنین می توان یک طراحی هیبریدی پیدا کرد که در آن علاوه بر سرب، آنتیموان به الکترود مثبت اضافه می شود و کلسیم به الکترود منفی افزوده می شود. درست است، در چنین مواردی جریان آب افزایش یافته است. برای افزایش مقاومت در برابر فرآیندهای خورنده، قلع یا نقره را اضافه کنید.

الکترودهای ساخته شده با ساختار شبکه، آنها با یک لایه جرم فعال پوشیده شده است. اصل کار باتری به مقدار زیادی بستگی دارد به اینکه چه مواد برای صفحات استفاده می شود. ما سرب را در نظر می گیریم که برای یادگیری آسان است اما ما آنها را توصیه نمی کنیم.

الکترولیت

ما همه همان باتری های اسید سرب را در نظر می گیریم. به عنوان الکترولیت که در آن قرار می گیرند، اسید سولفوریک بیشتر به نظر می رسد. این تراکم مشخصی دارد که بسته به میزان باتری متفاوت است. در این مورد، اصل عمل می کند: بیشتر، بیشتر. با گذشت زمان، الکترولیت فرار می کند و ظرفیت بسته باتری کاهش می یابد. عمر سرویس توسط عملیات (ایمنی) تحت تاثیر قرار می گیرد. در باتری، الکترولیت می تواند از دو نوع باشد:

• مایع
• در قالب ماده ویژه ای آغشته شده است.

در حال حاضر، نوع اول شایع ترین است.

عملیات باتری

استفاده از باتری ها می تواند تقریبا در همه جا مشاهده شود. به یاد داشته باشید تلفن های همراه خود و یا منابع برق اضطراری برای کامپیوتر. به عنوان مثال، شما همچنین می توانید یک چراغ قوه معمولی استفاده کنید (نمونه های مدرن به طور فزاینده با یک باتری یکپارچه تولید می شوند و برای سلول های گالوانیزه طراحی نشده اند). و ماشین ها؟ سیستم های "توقف-شروع" و ترمز بازسازی شده از باطری ها کار می کنند و آنها را برای ایجاد جرقه های جاری، عمیق و دوام آماده می کند. همانطور که می بینید، بدون این منابع قدرت، بدون هیچ فردی در زندگی مدرن سخت است.

نمودار ساختار باتری

ما اطلاعات پایه ای در مورد این دستگاه ها را مرور کردیم. بیایید به این مفهوم توجه کنیم، به عنوان مدار از باتری ذخیره سازی. پس از همه، در چارچوب مقاله در آن رفت و تنها در عبور. باتری مدار مدرن، با توجه به تاریخ، اولین بار توسط فیزیکدان فرانسوی Gaston Plant ایجاد شد. مساحت خلقتش بیش از 10 متر مربع است! باتری های مدرن، در واقع، به سادگی به طور قابل توجهی کاهش می یابد و نسخه های کمی اصلاح شده از باتری آن است. تنها عنصر قابل مشاهده برای یک فرد بدن است. این تضمین کلییت و یکپارچگی ساختار است.