et batteri er en samling af en eller flere celler, der går under kemiske reaktioner for at skabe strømmen af elektroner i et kredsløb. Der foregår meget forskning og fremskridt inden for batteriteknologi, og som et resultat opleves banebrydende teknologier og bruges i øjeblikket over hele verden. Batterier kom i spil på grund af behovet for at opbevare genereret elektrisk energi., Så meget som en god mængde energi blev genereret, var det vigtigt at opbevare energien, så den kan bruges, når generationen er nede, eller når der er behov for at tænde enkeltstående enheder, som ikke kan holdes bundet til forsyningen fra lysnettet. Her skal det bemærkes, at kun DC kan opbevares i batterierne, AC-strøm kan ikke opbevares.,
Batteri celler, der normalt består af tre hovedkomponenter;
- Anode (Negativ Elektrode)
- Katode (Positiv Elektrode)
- elektrolytter
anoden er en negativ elektrode, der producerer elektroner til eksterne kredsløb, som batteriet er tilsluttet. Når batterier er tilsluttet, startes en elektronopbygning ved anoden, hvilket forårsager en potentiel forskel mellem de to elektroder., Elektronerne forsøger naturligvis at omfordele sig selv, dette forhindres af elektrolytten, så når et elektrisk kredsløb er tilsluttet, giver det en klar vej for elektronerne at bevæge sig fra anoden til katoden og derved drive kredsløbet, som det er forbundet til. Ved at ændre arrangementet og det materiale, der bruges til at bygge anoden, katoden og elektrolyten, kan vi opnå mange forskellige typer batterikemikalier, der gør det muligt for os at designe forskellige typer battericeller. I denne artikel kan forstå de forskellige typer af batterier og deres anvendelser, så lad”s komme i gang.,
Typer af Batterier
Batterier generelt kan inddeles i forskellige kategorier og typer, lige fra kemiske sammensætning, størrelse, form factor og brug sager, men under alle disse er to store batteri typer;
- Primære Batterier
- Sekundære Batterier
Lad os tage et dybere kig forstå de væsentligste forskelle mellem en Forrang celle og Sekundær Celle.
primærbatterier
primærbatterier er batterier, der ikke kan genoplades, når de er opbrugt., Primærbatterier er lavet af elektrokemiske celler, hvis elektrokemiske reaktion ikke kan vendes.primærbatterier findes i forskellige former lige fra møntceller til AA-batterier. De bruges ofte i selvstændige applikationer, hvor opladning er upraktisk eller umulig. Et godt eksempel på, som er i militær kvalitet enheder og batteridrevet udstyr. Det vil være upraktisk at bruge genopladelige batterier, da genopladning af et batteri vil være det sidste i soldaternes sind., Primærbatterier har altid høj specifik energi, og de systemer, de bruges i, er altid designet til at forbruge lav mængde strøm for at gøre det muligt for batteriet at vare så længe som muligt.
nogle andre eksempler på enheder, der bruger primære batterier, inkluderer; Pace makers, Animal trackers, Armbåndsure, fjernbetjeninger og legetøj til børn for at nævne nogle få.
den mest populære type primære batterier er alkaliske batterier. De har en høj specifik energi og er miljøvenlige, omkostningseffektive og lækker ikke, selv når de er helt afladet., De kan opbevares i flere år, har en god sikkerhedsrekord og kan transporteres på et fly uden at være underlagt FN-Transport og andre regler. Den eneste ulempe ved alkaline batterier er den lave belastningsstrøm, som begrænser brugen til enheder med lave strømkrav som fjernbetjeninger, lommelygter og bærbare underholdningsenheder.
Sekundære Batterier
Sekundære batterier batterier med elektrokemiske celler, hvis kemiske reaktioner kan vendes ved at anvende en vis spænding at batteriet i den omvendte retning., Også kaldet genopladelige batterier, sekundære celler i modsætning til primære celler kan genoplades efter energien på batteriet er opbrugt.
de bruges typisk i applikationer med højt dræn og andre scenarier, hvor det enten vil være for dyrt eller upraktisk at bruge enkeltopladningsbatterier., Lille kapacitet sekundære batterier til magten bærbart elektronisk udstyr som mobiltelefoner og andre gadgets og apparater, mens heavy-duty batterier bruges til at drive forskellige elektriske køretøjer og andre high drain programmer som belastning nivellering i elproduktionen. De bruges også som selvstændige strømkilder sammen med invertere til at levere elektricitet. Selvom de oprindelige omkostninger ved at erhverve genopladelige batterier altid er meget højere end for primære batterier, men de er de mest omkostningseffektive på lang sigt.,
sekundære batterier kan yderligere klassificeres i flere andre typer baseret på deres kemi. Dette er meget vigtigt, fordi kemien bestemmer nogle af batteriets attributter, herunder dets specifikke energi, cyklusliv, holdbarhed og pris for at nævne nogle få.
Følgende er de forskellige typer genopladelige batterier, der ofte bruges.,
- Lithium-ion(Li-ion)
- Nikkel-Cadmium(Ni-Cd)
- Nikkel-Metal-Hydrid(Ni-MH)
- Bly-Syre
Nikkel-Cadmium-Batterier
Den nikkel–cadmium-batterier (NiCd-batterier eller NiCad-batteri) er en type af genopladeligt batteri, som er udviklet ved hjælp af nikkeloxid hydroxid og metallisk cadmium som elektroder. Ni-Cd-batterier udmærker sig ved at opretholde spænding og holde opladning, når den ikke er i brug. Imidlertid falder NI-Cd-batterier let et offer for den frygtede “hukommelse” – effekt, når et delvist opladet batteri genoplades, hvilket sænker batteriets fremtidige kapacitet.,
I sammenligning med andre typer af genopladelige celler, Ni-Cd-batterier, der tilbyder god livscyklus og ydeevne ved lave temperaturer, med en rimelig kapacitet, men deres væsentligste fordel er deres evne til at leve op til deres fulde nominelle kapacitet ved høje udledning priser. De Fås i forskellige størrelser, herunder de størrelser, der anvendes til alkaline batterier, AAA til D. Ni-Cd celler anvendes individuelt eller samles i pakker med to eller flere celler., De små pakker bruges i bærbare enheder, elektronik og legetøj, mens de større finder anvendelse i fly, der starter batterier, elektriske køretøjer og standby-strømforsyning.
nogle af egenskaberne af nikkel-Cadmium batterier er angivet nedenfor.
nikkel-Metalhydridbatterier
nikkelmetalhydrid (Ni-MH) er en anden type kemisk konfiguration, der anvendes til genopladelige batterier. Den kemiske reaktion ved batteriets positive elektrode svarer til nikkel-cadmiumcellen( NiCd), hvor begge batterityper anvender det samme nikkelo .idhydro .id (NiOOH)., De negative elektroder i nikkel-metalhydrid bruger imidlertid en hydrogenabsorberende legering i stedet for cadmium, som anvendes i NiCd-batterier
.
NiMH-batterier finder anvendelse i enheder med høj dræn på grund af deres høje kapacitet og energitæthed. Et NiMH-batteri kan have to til tre gange kapaciteten på et NiCd-batteri i samme størrelse, og dets energitæthed kan nærme sig kapaciteten for et lithium-ion-batteri. I modsætning til NiCd-kemi er batterier baseret på NiMH-kemi ikke modtagelige for den “hukommelse” – effekt, som NiCads oplever.,
nedenfor er nogle af egenskaberne for batterier baseret på nikkel-metalhydrid Kemi;
Lithium-ion-batterier
Lithium-ion-batterier er en af de mest populære typer genopladelige batterier. Der er mange forskellige typer lithiumbatterier, men blandt alle lithium-ion-batterier er de mest almindeligt anvendte. Du kan finde disse lithiumbatterier, der bruges i forskellige former populært blandt elektriske køretøjer og andre bærbare gadgets., Hvis du er nysgerrig efter at vide mere om batterier, der bruges i elektriske køretøjer, kan du tjekke denne artikel om elektriske Køretøjsbatterier. De findes i forskellige bærbare apparater, herunder mobiltelefoner, smarte enheder og flere andre batteriapparater, der bruges derhjemme. De finder også applikationer inden for rumfart og militære applikationer på grund af deres lette natur.,
Lithium-ion-batterier er en type af genopladeligt batteri, hvor lithium ioner fra den negative elektrode migrere til den positive elektrode under afladning og vandrer tilbage til den negative elektrode, når batteriet bliver opladet. Li-ion-batterier bruger en interkaleret lithiumforbindelse som et elektrodemateriale sammenlignet med det metalliske lithium, der anvendes i ikke-genopladelige lithiumbatterier.
Lithium-ion-batterier har generelt høj energitæthed, ringe eller ingen hukommelseseffekt og lav selvafladning sammenlignet med andre batterityper., Deres kemi sammen med ydeevne og omkostninger variere på tværs af forskellige use cases, for eksempel, Li-ion batterier, der bruges i håndholdte elektroniske enheder er normalt baseret på lithium-kobolt-oxid (LiCoO2), som giver en høj energitæthed og lav-og sikkerhedsmæssige risici, når beskadiget, mens Li-ion-batterier er baseret på Lithium-jern-fosfat, der tilbyder en lavere energitæthed er sikrere på grund af en reduceret sandsynlighed for uheldige hændelser sker, er meget udbredt i kraftoverførsel elektriske værktøjer og medicinsk udstyr., Lithium-ion-batterier tilbyder det bedste forhold mellem ydelse og vægt, da lithium-svovlbatteriet tilbyder det højeste forhold.
Nogle af attributterne for lithium-ion-batterier er angivet nedenfor;
blybatterier
blybatterier er en billig pålidelig arbejdshest, der bruges i tunge applikationer. De er normalt meget store, og på grund af deres vægt bruges de altid i ikke-bærbare applikationer såsom solcellepanel energilagring, køretøjets tænding og lys, backup-strøm og belastningsnivellering i kraftproduktion/distribution., Bly-syre er den ældste type genopladeligt batteri og stadig meget relevant og vigtig i dagens verden. Blybatterier har meget lav energi til volumen og energi til vægtforhold, men det har et relativt stort effekt til vægtforhold og som et resultat, kan levere enorme overspændingsstrømme, når det er nødvendigt. Disse egenskaber sammen med sin lave omkostninger gør disse batterier attraktive til brug i flere højtstående nuværende applikationer såsom kraftoverførsel bil starter motorer og til opbevaring i backup-strømforsyninger., Du kan også tjekke artiklen om Blybatteriarbejde, hvis du vil vide mere om de forskellige typer blybatterier, dets konstruktion og applikationer.
hvert af disse batterier har sit område med den bedste pasform, og billedet nedenfor er at hjælpe med at vælge mellem dem.,
Vælge det rigtige batteri til din ansøgning
En af de vigtigste problemer, som hindrer teknologi revolutioner som IoT er strøm, batteri levetid påvirker den succesfulde implementering af enheder, der kræver lang batterilevetid og selv om der er flere power management teknikker er ved at blive vedtaget til at få batteriet til at vare længere, kan et kompatibelt batteri, der skal stadig være valgt for at opnå det ønskede resultat.
nedenfor er nogle faktorer, du skal overveje, når du vælger den rigtige type batteri til dit projekt.
1., Energitæthed: energitætheden er den samlede mængde energi, der kan opbevares pr. Dette bestemmer, hvor længe din enhed forbliver tændt, før den har brug for en genopladning.
2. Effekttæthed: maksimal energiudladning pr. masseenhed eller volumen. Lav effekt: bærbar computer, i-pod. Høj effekt: elværktøj.
3. Sikkerhed: det er vigtigt at overveje den temperatur, hvor den enhed, du bygger, vil fungere. Ved høje temperaturer vil visse batterikomponenter nedbrydes og kan undergå eksoterme reaktioner. Høje temperaturer reducerer generelt ydeevnen for de fleste batterier.,
4. Livscyklus holdbarhed: stabiliteten af energitætheden og effekttætheden af et batteri med gentagen cykling (opladning og afladning) er nødvendig for den lange batterilevetid, der kræves af de fleste applikationer.
5. Omkostninger: omkostninger er en vigtig del af eventuelle tekniske beslutninger, du vil gøre. Det er vigtigt, at omkostningerne ved dit batterivalg svarer til dets ydeevne og ikke øger de samlede omkostninger ved projektet unormalt.