Что такое аккумулятор? Упрощенное экспертное объяснение

Введение

В наших домах и офисах находится множество электронных устройств, и для их работы необходим правильный источник питания. Одним из таких источников питания является батарея. Ожидайте, что вы столкнетесь с различными типами батарей, поскольку эти электронные устройства имеют разные потребности в питании и отсеки для батарей.

Так, что такое аккумулятор?

Аккумулятор — это устройство, содержащее активные химические материалы, которые могут быть преобразованы в электрическую энергию посредством электрохимической реакции, называемой окислительно-восстановительной или редокс-реакцией. В ходе электрохимического процесса электроны переносятся с одной стороны материала на другую через электрическую цепь.

Ключевые компоненты батареи

Ожидайте, что вы столкнетесь с различными компонентами батареи в зависимости от типа батареи. Однако некоторые из них являются стандартными; вы должны ожидать, что найдете их в батарее. Вот основные компоненты батареи:

Катод

Это положительный электрод батареи, также называемый окислительным электродом. Его задача — получать электроны во время электрохимического процесса в батарее. Поскольку именно здесь происходит процесс восстановления, он будет определять технологию или химию батареи. Сюда входят литий-ионные, NiMH или щелочные.

Анод

Это отрицательный электрод батареи. Здесь происходит окисление, то есть он высвобождает электроны в процессе разряда. Ожидайте, что анод будет сделан из электропроводящего материала, например, из металла.

Электролит

Электролиты — это среда, которая позволяет ионам перемещаться между анодной и катодной частями батареи. Они бывают в разных состояниях. Для ионной проводимости у вас могут быть жидкие электролиты, такие как кислоты, щелочи и т. д., но вы все еще можете получить твердые электролиты в других типах батарей, включая AA, AAA и т. д.

Разделитель

Это пористый материал, который препятствует смешиванию анодной и катодной сторон. Поскольку он пористый, он позволяет перемещаться с одной стороны на другую только ионам, а не материалам. Если анод и катод смешаются, это может привести к взрыву или возгоранию батареи.

Терминалы

Но, если говорить об аккумуляторах и их компонентах, то у нас есть клеммы. Это металлические контакты, которые соединяют аккумулятор с цепью. Большинство аккумуляторов имеют только две клеммы, расположенные по обе стороны аккумулятора. Все сводится к конструкции аккумулятора.

Как работает аккумулятор

При подключении батареи к внешней цепи происходит несколько химических реакций, в результате которых в цепь подается электрическая энергия.

Химический процесс называется окислительно-восстановительным, где электроны генерируются и текут от анода. Затем они принимаются и восстанавливаются катодом. Цепь завершается движением анионов и катионов в электролите батареи.

Типы батарей на рынке

Аккумуляторы классифицируются на основе их химии. Основные классификации: первичные, вторичные, резервные и топливные элементы.

Первичный элемент/батарея

Первичный элемент или батарея не могут быть перезаряжены после того, как они больше не питают электрическую цепь. Вы должны выбросить их после использования и заменить новой батареей.

Их в основном называют сухими элементами, потому что у них твердый электролит. Производители обычно помещают электролит в абсорбирующий материал, который действует как сепаратор.

Вторичный элемент/батарея

Это противоположность первичной ячейки, так как она допускает перезарядку, если емкость уменьшается. После перезарядки она возвращается в состояние до разрядки. Это делается путем пропускания тока в направлении, противоположном тому, в котором вы его пропускали во время разрядки.

Также есть две подкатегории вторичных батарей. Первая — это батареи, предназначенные для подачи энергии по требованию. Они всегда подключены к первичным источникам питания и включаются в аварийных ситуациях.

Другая подкатегория — это аккумуляторы, которые можно использовать в качестве основного источника питания, а затем перезаряжать, когда их емкость падает ниже определенного порога.

Резервные элементы/батареи

В этом случае электролит батареи изолирован по сравнению с первичными и вторичными ячейками. Электролит остается неактивным до тех пор, пока определенная точка плавления не позволит осуществить ионную проводимость. Это то, что активирует батарею и позволяет ей поставлять электрическую энергию в цепь.

Резервные ячейки находятся в батареях, активируемых теплом, газом, электролитом и водой. Они также встречаются в чувствительных детонационных устройствах, таких как ракеты и другие системы вооружения.

Топливный элемент

Эти батареи предназначены для выработки электроэнергии только в том случае, если в них загружены все компоненты. В отличие от других батарей, указанных выше, в которых уже есть компоненты, в этом случае вам нужно продолжать подавать активные материалы на электроды, чтобы батарея оставалась активной. В тот момент, когда процесс подачи прекращается, производство электроэнергии прекращается.

Хорошим применением топливных элементов является криогенное топливо, используемое в космических аппаратах. Хотя их применение ограничено, интерес к ним возобновился в последние несколько лет.

Применение батарей

Многие устройства зависят от использования батарей для поддержания своего питания. Это означает, что существует множество приложений, в которых можно использовать батареи. Мы рассмотрим их ниже, чтобы получить хорошее понимание.

Как и ожидалось, мы используем батарейки дома и в офисах каждый день. Это касается питания мобильных телефонов, пультов дистанционного управления, игровых консолей, ноутбуков и многого другого. Если для работы нужна батарейка, она есть.

Эти батареи также могут использоваться в медицинских приборах. Например, вам нужны батареи в слуховых аппаратах, инсулиновых помпах и устройствах с клапанной поддержкой, которым для работы требуются батареи.

Тем не менее, в медицинском секторе батареи могут использоваться для монитора ЭКГ сердца, чтобы показывать жизненные показатели пациента. По мере того, как вы будете продолжать изучать, ожидайте встретить больше применений батарей в медицинской сфере.

Секторы логистики и строительства также используют батареи, включая сверхмощные батареи. Примером может служить их использование в погрузчиках, поскольку они будут использоваться в ограниченном пространстве, а использование бензина может привести к образованию паров угарного газа.

Аккумуляторы могут быть использованы в большей степени в пожаротушении и реагировании на чрезвычайные ситуации. Здесь большие аккумуляторы используются для питания различных устройств, которые необходимы группам реагирования на чрезвычайные ситуации для реагирования на чрезвычайные ситуации.

Мы не должны забывать, как батареи могут использоваться в транспортных средствах. Батареи жизненно важны для запуска и работы аксессуаров. Тем не менее, у нас есть электромобили, которые полностью питаются от батарей.

Срок службы батареи и обслуживание

Срок службы аккумуляторов зависит от химии аккумулятора и нагрузки, подключенной к такому аккумулятору. Производители часто указывают предполагаемый срок службы аккумулятора в зависимости от того, как они рекомендуют вам использовать аккумулятор. Ожидаемый средний срок службы большинства аккумуляторов составляет от 3 до 5 лет.

Вы можете сделать несколько вещей, чтобы продлить срок службы вашей батареи. Вот почему ниже мы обсудим несколько советов по обслуживанию, которые следует иметь в виду.

• Регулярная очистка клемм аккумулятора может помочь предотвратить коррозию. Это гарантирует правильное электрическое соединение при каждом использовании аккумулятора.
• Соблюдайте рекомендации производителя по разрядке и зарядке. Это позволит сохранить емкость аккумулятора на протяжении многих лет.
• Контроль температуры является ключевым фактором для определения того, насколько хорошо работает аккумулятор. Храните аккумулятор в прохладном, сухом месте, вдали от экстремальных температур.
• Регулярный осмотр жизненно важен для определения времени замены батареи. Если вы заметили, что батарея вздулась или протекает, возможно, пришло время это сделать.
• Если аккумулятор нуждается в доливке кислоты, убедитесь, что это сделано вовремя. Лучше всего составить график обслуживания, чтобы всегда иметь дело с мелкими деталями, которые могут повлиять на производительность аккумулятора.

Как перевозить батареи

Для некоторых приложений может потребоваться транспортировка батарей. Поэтому вам нужно делать это правильно.

Самая рекомендуемая мера безопасности — защита клемм. Поскольку вы будете перевозить на большие расстояния, последнее, чего вы хотите, — это короткие замыкания. Поэтому закройте клеммы с помощью крышек клемм или изоляционной ленты.

Тем не менее, рассмотрите возможность использования прочной внешней упаковки, чтобы предотвратить раздавливание батареи. Вы можете добавить достаточно наполнителя, где это необходимо, чтобы батареи не смещались во время транспортировки.

Также рекомендуется четкая маркировка. Это помогает тем, кто работает с батареями, знать, что им нужна дополнительная осторожность. Иногда предупреждения об опасности или хрупкости могут быть необходимы, чтобы побудить людей обращаться с батареями осторожно.

Можно ли восстановить аккумуляторы?

Вы можете просто перезарядить аккумулятор и продолжать его использовать. Однако это не всегда возможно. Иногда аккумулятор изнашивается до такой степени, что он не может удерживать емкость, как раньше. Возможно, он старый или имеет внутренние повреждения, о которых вы не знаете.

Если аккумулятор сульфатируется, его можно реанимировать с помощью импульсной зарядки. Сульфатация происходит, когда на пластинах аккумулятора образуются кристаллы сульфата, что делает невозможным его перезарядку.

Альтернативой является отвоз его в центр по восстановлению аккумуляторов. Позвольте профессионалам заняться процессом переработки аккумулятора, если они найдут его в хорошем состоянии, чтобы продолжать работать.

Заключение

Аккумулятор может многое сделать в нашей жизни сегодня. Вы можете приятно провести время, питая свое любимое устройство и слушая музыку или используя его для управления автомобилем. Применений довольно много. Все зависит от ваших потребностей в аккумуляторе. Производители устройств порекомендуют тип аккумулятора, который вы можете использовать для устройства. Убедитесь, что вы используете правильный, если хотите получить наилучшую производительность. Мы по-прежнему рекомендуем хорошо заботиться о вашем аккумуляторе, если вы надеетесь, что он прослужит долго и обеспечит вам наилучшее обслуживание.