1. никел-кадмиеви батерии (NiCd)

Избрано Valdmarom Yungnerom през 1899 г., никел-кадмиеви батерии имат няколко предимства в сравнение с олово киселина, само тогава съществуващата батерията, но е по-скъпо поради разходите за материали. Развитието на тази технология е доста бавно, но през 1932 г. е направен значителен напредък - като електрод се използва порест материал с активното вещество вътре. По-нататъшното усъвършенстване е направена през 1947 г. и решава да кариерист проблем, което позволи да се създаде модерна запечатани без поддръжка никел-кадмиеви батерии.

Универсална серия ГЕЛ

NiCd стандарт остава една от най-надеждните и непретенциозен между батериите и авиационната индустрия остава ангажиран с тази система. Въпреки това, издръжливостта на батерията зависи от правилната поддръжка. NiCd и NiMH батерии в част, в зависимост от ефекта на "памет", което води до загуба на капацитет, ако не и периодично се направи пълен цикъл разряд. Ако нарушите режима на зареждане се препоръчва, ако батерията се припомни, че в предишния цикъл на работа на нейния капацитет не се използва напълно, и дава на електрически разряд само до известна степен. (Вижте Как да се възстанови никел батерия). Таблица 1 изброява предимствата и недостатъците на стандартната никел-кадмий батерия.

надежден; голям брой цикли с подходящи грижи
Единственият батерията способен ултра-бързо зареждане с минимален стрес
Добри товарните характеристики, прощават им преувеличени
Дълъг срок на годност; възможност за съхранение в незаредено състояние
Няма специални изисквания за съхранение и транспортиране
Добро представяне при ниски температури
Най-ниска цена на един цикъл на работа между всички батерии
Предлага се в широка гама от размери и варианти

относително ниска плътност на енергия в сравнение с по-нови системи
"Памет" ефект; необходимостта от периодична поддръжка, за да го избегне
Кадмият е токсичен материал, който изисква специални условия за обезвреждане
Висока саморазреждане; Тя се нуждае от презареждане след съхранение
Ниско напрежение на клетката от 1.2 волта изисква многоклетъчни строителни системи, за да се осигури високо напрежение

ТАБЛИЦА 1: Предимства и недостатъци на никел-кадмиеви батерии.

2. батерия никел-метален хидрид (NiMH)

никел-метал-хидридни технологични изследвания започва през 1967. Въпреки това, нестабилността на забавено развитие метал-хидрид, което от своя страна води до развитието на никел-водород система (NIH). Нови хидридни сплави, открит през 1980 г., решиха да проблеми със сигурността, и са допринесли за създаването на батерията с енергийна плътност 40% по-голяма от стандартната никел-кадмиеви.

Никел-метален хидрид батерия не е без недостатъци. Така например, процесът на тяхното зареждане е по-сложно, отколкото NiCd. С саморазрядът от 20% за първия ден и след това ежемесечно 10%, NiMH заемат водеща позиция в своя клас. Промяна хидрид сплав може да се постигне намаляване на саморазряд и корозия, но добавя недостатъка на намаляване на специфичния разход на енергия. Но когато се използва в електрическия транспорт, тези промени са много полезни, тъй като те се подобри надеждността и увеличаване на живота на батериите.

3. Използвайте в потребителския сегмент

NiMH батерии в момента са сред най-лесно достъпни. Тези индустрията гиганти като Panasonic, Energizer, Duracell и Rayovac признати необходимостта от наличието на пазара на ниска цена и дълъг живот на батерията, и предлагат никел-метал хидрид източници на захранване с различни размери, като АА и ААА. Производителите прекарват много усилия, за да си върне пазарния дял от алкални батерии.

Таблица 2 сравнява времето на енергийна плътност, сила и саморазряд на батерии и акумулатори на сегмента на потребителите. Представено в AA, AAA и други размери, захранващите блокове, могат да бъдат използвани в преносими устройства. Дори и ако те могат да бъдат малко по-различни номинални напрежения, състоянието на изпускане е обикновено се случва при една и съща стойност за всички действителното напрежение от 1 V. Това ширина е допустимите стойности на напрежението, тъй като преносими устройства имат известна гъвкавост по отношение на обхвата на напрежението. Основното нещо - да се използва само с един и същи вид на електрически компоненти. сигурност и несъвместимост напрежение възпрепятстват развитието на литиево-йонни батерии в АА и ААА размери.

Капацитет АА версия

Таблица 2: Сравнение на различни по размер АА батерии.

* Eneloop е търговска марка на Sanyo, въз основа на системата NiMH.

Високият процент на саморазряд NiMH е причина за постоянна грижа на потребителите. Фенер или преносимо устройство с батерия NiMH се освобождава, ако не и да го използва в продължение на няколко седмици. Предложението да се зарежда устройството преди всяка употреба е малко вероятно да се намери разбиране, особено в случай на фарове, които се позиционират като резервни източници на осветление. Предимството на алкална батерия със срок на годност от 10 години, изглежда безспорна.

батерия хидрид никел-метал и от Panasonic под търговското наименование Sanyo Eneloop в състояние да намали значително самостоятелно отговорност. Eneloop може да се съхранява с едно зареждане до шест пъти по-дълго, отколкото конвенционалните NiMH. Но липсата на такава подобрена батерия е малко по-ниска енергийна плътност.

Таблица 3 показва предимствата и недостатъците на никел-метален хидрид електрохимична система. В таблицата не се вземат предвид характеристиките на Eneloop и други марки на потребителите.

Ограничен живот; дълбоки разряди допринесат за намаляване на неговата
Сложен алгоритъм за зареждане; чувствителен към презареждането
Специфични изисквания за режим на зареждане
Генериране на топлина по време на бързото зареждане и разреждане мощен товар
висок саморазряд
Кулон ефективност от 65% (за сравнение, литий-йон - 99%)

Таблица 3: Предимства и недостатъци на NiMH батерии.

4. батерия никел и желязо (NiFe)

След изобретението през 1899 от никел-кадмиеви батерии шведския инженер Valdmar Yungner продължаване на изследванията и се опита да замени скъпо кадмий по-евтино желязо. Но ниска ефективност зареждане и образуване на прекомерно газ водород, го накара да се откаже от по-нататъшно развитие NiFe батерия. Той дори не си направи труда да патентова тази технология.

През 1901, Thomas Edison нататъшното развитие на този електрохимична система като заместител на оловно-кисели батерии за електрически превозни средства. Едисон е убеден, че NiFe далеч превъзхожда оловно-кисели система и с нетърпение очакваме да голям успех в нововъзникващите електрически пазар. Но в крайна сметка автомобили с двигател с вътрешно горене е изцяло заета пазара, както и желязо-никелови батерии производители не се интересуват дори и в ролята на стартерни батерии или като източник на електроенергия за осветление. (Виж: История на електрически единици).

Батерии EverExceed ГЕЛ

за слънчеви централи

Никел-желязо батерия (NiFe) използва като хидрат на никелов оксид катод, анод - желязо и електролит - воден разтвор на калиев хидроксид. Клетката на батерията генерира напрежение от 1.2 V. NiFe устойчиви на прекомерен презареждане и дълбок разряд; Може да се използва като резервен източник на захранване за повече от 20 години. Устойчивост на вибрации и високи температури са направили тази батерия е най-широко използвани в минната промишленост в Европа; Установено е също така своето заявление за жп сигнализация мощност, използва също и като тягови батерии за електрокари. Може да се отбележи, че по време на Втората световна война е желязо-никелови батерии, използван в немската ракета "V2".

NiFe има нисък топлинен капацитет - около 50 W / кг. Има и по-неблагоприятно положение е лошото представяне при ниски температури и висока степен на саморазряд (20-40 на сто на месец). Това, заедно с високата цена на производство, насърчава производителите да останат верни на оловно-киселинни батерии.

Но електрохимична система желязо-никелова активно развива в близко бъдеще може да се превърне в алтернатива на оловно-кисели в някои отрасли. Това изглежда обещаващо експериментален модел на слоест строеж, тя успя да намали на батерията саморазрядът, той става почти имунизиран срещу вредното въздействие на свръх и по-ниска цена, и живота й се очаква да бъде 50 години, което е сравнимо с 12-годишен експлоатационен срок на режим батерия оловно-кисели на работи с дълбоки циклични разряди. Очакваната цена на NiFe батерии ще бъде сравнима с разходите за литий-йон, и само четири пъти цената на олово киселина.

NiFe батерии, както и NiCd и NiMH. изискват специални правила за таксуване - крива напрежение е синусоидално. Съответно, използвайте зарядно устройство за олово киселина или литиево-йонна батерия не излезе, той може дори вреда. Както при всички батерии на базата на никел, NiFe страх от презареждането - причинява разлагане на вода в електролита и води до загуба.

Батерии Victron енергийни

Намалена като резултат от неправилна експлоатация на капацитета на батерията могат да бъдат възстановени от високо разрядни токове приложения (пропорционална стойност на капацитета на батерията). Тази процедура трябва да се извършва до три пъти с продължителност за период от 30 минути от отговорност. Също така трябва да следи температурата на електролита - не трябва да надвишава 46 ° С

5. батерия никел-цинк (NiZn)

Никел-цинков батерия е подобен на никел-кадмий, който използва алкален електролит и никел електрод, но се различава в напрежението - NiZn осигурява 1,65 V на клетка, а NiCd и NiMH имат индекс на 1,20 V на клетка. NiZn зареждане на батерията трябва да бъде постоянен ток с напрежение стойност от 1.9 V на клетка, също така е да се знае, че този тип батерия не е проектиран да работи в режим на зареждане. Специфичен разход на енергия е 100W / кг, а броят на възможните цикли - 200-300 пъти. NiZn не съдържа токсични материали и може лесно да бъде изхвърлен. Предлага се в различни размери, включително АА.

През 1901, Thomas Edison получи US патент за акумулаторна никел-цинкови батерия. По-късно му проекти са усъвършенствани от ирландското химик Джеймс Дръм, който Поставяне на батериите в мотриса, която умножена по маршрут Дъблин-Брей 1932-1948. не NiZn добре развита поради силния саморазрядът и кратък жизнен цикъл, да доведе до образуването на дендрити, които често водят до късо съединение. Но подобряването на състава на електролита да се намали този проблем, което е довело да се разгледа отново NiZn за търговска употреба. Ниска цена, високо изходна мощност и широк диапазон на работната температура направи тази електрохимична система е много привлекателна.

6. батерия никел-водород (NIH)

Когато през 1967 г. започва развитието на никел-метал хидрид батерия, изследователите са изправени пред нестабилност метална gidritov, причинявайки промяна към развитието на никел-водород (NIH) батерия. Клетката на батерията включва електролит е капсулиран в съд, никел и водород (водород в цилиндър под налягане стомана при 8207 бара) електроди.

NIH има номинален клетка напрежение 1,25 V и специфичната енергия на 40-75 W / кг. Предимствата са дълъг живот, дори и в дълбоки цикли освобождаване от отговорност, устойчивост на влиянието на околната среда, поради ниската степен на корозия, минималната изхвърлянето самостоятелно и изключителен работния температурен диапазон - от -28 ° C до 54 ° C. Тези свойства правят батерия NIH идеален за употреба в сателити. Учените са се опитвали да се разработи версия за използване на земята, но с ниска енергийна плътност и високи разходи водят до неподходяща в тази посока. Цената на една клетка на батерията може да достигне до хиляди долари. По това време, NiMH батерии заменени сателити никел-кадмий, но сега има тенденция да NIH заменя с литий-йон. (Виж: Алтернативен електрохимична система).

Контрол и защита на батерията