O baterie trebuie înțeleasă ca o sursă de curent electric care constă din mai multe baterii. Această combinație de elemente face posibilă obținerea unui curent sau a unei tensiuni mult mai mari, în funcție de metoda de conectare paralelă sau serială.
Până în prezent, există mai multe tipuri de baterii, care diferă una de cealaltă în compoziția electrolitului și a materialului electrozilor. Cei mai mulți oameni au auzit înainte și știu că există tot felul de hidrură de nichel-metal, cu nichel-cadmiu, litiu-ion, plumb acid baterii. Cu toate acestea, din această diversitate în mașini, numai bateriile cu plumb sunt folosite ca baterii de pornire. Această alegere nu este fără scop, deoarece aceste baterii au capacitatea de a genera un curent mare într-un timp scurt, în timp ce alte baterii nu se pot descurca. Dar, împreună cu aceasta, merită să spunem că atât plumbul, cât și acidul sunt substanțe extrem de nocive, așa că șoferii trebuie să-l suporte. În ceea ce privește carcasele bateriilor, ele sunt fabricate din plastic rezistent la acizi.
Tipuri de baterii auto
În producția modernă de baterii pentru electrozi nu se folosește un plumb pur, dar cu diferiți aditivi care împart bateriile auto în mai multe tipuri.
· Antimoniu sau baterii tradiționale;
· Baterii gel sau AGM;
Baterii antimoniu
Bateriile de acest tip în compoziția plăcilor conțin> 5% antimoniu. Adesea, aceste baterii sunt numite tradiționale sau clasice. Cu toate acestea, acest nume nu este atât de relevant, deoarece bateriile clasice moderne conțin mult mai puțin antimoniu.
Se adaugă antimoniu pentru a crește rezistența plăcilor. De asemenea, acest aditiv contribuie la o creștere accentuată a accelerației procesului de electroliză, care începe deja la 12 volți. Gazele degajate (oxigen și hidrogen) dau impresia de apă fiartă. Datorită evaporării apei în cantități mari, concentrația electroliților se modifică, iar electrozii (marginile superioare) sunt goi. Ca o compensație, apa distilată este turnată în baterie.
Baterii reîncărcabile cu acumulator redus
Încercând să obțină o reducere mai mică a apei, dezvoltatorii au început să producă baterii cu o cantitate redusă de antimoniu (mai puțin de 5%). Acest factor a eliminat necesitatea monitorizării continue a nivelului de electroliți. De asemenea, nivelul de auto-descărcare a acumulatorului în timpul depozitării este, de asemenea, redus semnificativ.
Bateriile de acest tip sunt numite nesupravegheate, argumentând că acestea nu necesită o anumită îngrijire. Desigur, termenul "nesupravegheat" este mai degrabă unul de marketing, pentru că nu a fost posibil să se elimine complet problema "răcirii" apei. Apa din electrolit treptat "fierbe departe" oricum, deși în cantități mai mici.
Dar aceste baterii au un plus imens. Acestea sunt absolut neobișnuite cu echipamentele electrice ale mașinii. Chiar și fluctuațiile de tensiune ale sursei de alimentare de la bord nu provoacă modificări ale caracteristicilor acestei baterii, spre deosebire, de exemplu, de bateriile cu gel sau calciu.
Bateriile cu acumulator de mercur sunt adesea folosite pentru instalarea pe autovehiculele autohtone, care astăzi nu pot asigura o tensiune stabilă a rețelei de la bord. De asemenea, este necesar să spunem că bateriile de acest tip sunt mult mai ieftine decât aceleași baterii de gel.
Baterii de calciu
Utilizarea calciului a făcut posibilă reducerea semnificativă a evoluției gazului și a pierderii apei. De fapt, pierderea apei a devenit atât de nesemnificativă încât nevoia de a verifica densitatea și-a pierdut relevanța. Aceste baterii sunt numite pe bună dreptate nesupravegheate.
De asemenea, baterii de calciu. cu excepția unei "scăpări" scăzute de apă, au un nivel redus de auto-descărcare, ceea ce permite acestor baterii să își păstreze proprietățile pe o perioadă lungă de timp.
Utilizarea de calciu în loc de antimoniu a făcut posibilă creșterea semnificativă a tensiunii de electroliză a apei de până la 16 volți. Dar, în ciuda tuturor avantajelor indicate ale acestei baterii, aceasta are și dezavantaje:
· Caprice în legătură cu re-descărcarea. Este suficient să descărcați acumulatorul de câteva ori, iar nivelul intensității energetice scade ireversibil, adică cantitatea de curent scade drastic. De regulă, după un astfel de incident, bateria nu mai poate să-și îndeplinească funcțiile și este schimbată. Acest minus ar trebui să fie numit cel mai important dezavantaj al acestui tip de baterie.
· Bateriile de calciu sunt extrem de sensibile la rețeaua de bord a vehiculului - nu tolerează scăderi puternice de tensiune. Merită să luați în considerare această nuanță înainte de a cumpăra o baterie.
· De asemenea, minus bateria la un cost foarte ridicat, deși acest lucru nu este probabil un neajuns, ci o plată forțată pentru calitate.
Adesea, bateriile de calciu sunt instalate pe mașini străine cu o gamă medie, adică autoturisme cu echipamente electrice de înaltă calitate, unde stabilitatea este garantată. Cumpărarea baterie de calciu, trebuie remarcat faptul că este mult mai malosurmyanistoy exigent, dar de îngrijire corespunzătoare a bateriei pachet de acest tip ar fi cheia succesului, și veți obține o sursă sigură de energie.
Baterii reîncărcabile hibride
În mod tipic, astfel de baterii sunt denumite "Ca +". Plăcile electrozilor unor astfel de baterii sunt fabricate folosind tehnologii diferite: plăci pozitive - antimoniu scăzut, plăci negative - cele de calciu. Această combinație face posibilă combinarea calităților pozitive ale acestor baterii. "Încălzirea" apei în astfel de baterii este mult mai mică decât cea a antimonului scăzut, dar mai mare decât cea a celor cu calciu. Dar rezistența la suprasolicitări și reîncărcări este mult mai mare.
Caracteristicile bateriilor hibride le permit să ia locul între bateriile cu antimoniu scăzut și bateriile de calciu.
Gel și baterii reîncărcabile AGM
Bateriile pe bază de gel și bateriile AGM conțin electrolitul într-o stare legată și nu în forma lichidă "clasică". O asemenea stare de gel a electrolitului a determinat, de asemenea, definirea tipului de baterie.
Inginerii timp de mulți ani căutau căi din multe probleme cu bateriile. Cea mai importantă problemă a fost întotdeauna împrăștierea substanței active din plăcile electrodice și a fost rezolvată prin adăugarea unui aditiv-antimoniu sau calciu în plumb. De asemenea, o sarcină importantă a fost asigurarea siguranței bateriilor, deoarece electrolitul - o soluție de acid sulfuric, ar putea scurge cu ușurință bateria în caz de avarie. Toată lumea știe cât de acid sulfuric este agresiv. A fost necesar să se găsească o modalitate de a exclude posibilitatea pierderilor de acid datorită diferitelor deteriorări ale carcasei bateriei. Dezvoltatorii au rezolvat această problemă prin transformarea electrolitului lichid într-o stare asemănătoare gelului. Gel - substanța este densă și mai puțin fluidă, care a rezolvat imediat două probleme - plăcile nu au căzut, așa cum le-a ținut gelul dens și electrolitul în sine nu a trecut.
Și baterii cu gel. și bateriile AGM au un electrolit similar gelului. Singura diferență este că AGM are de asemenea un material poros între plăcile, care dețin în plus electrolitul și protejează plăcile de la vărsare. Abrevierea "AGM" reprezintă Mată de sticlă absorbantă (material din sticlă absorbantă). Bateria cu gel și bateria AGM au caracteristici similare, astfel încât în cazul bateriilor cu gel, AGM va fi în minte.
Datorită fixării gelului din baterie, bateria nu se teme de pante. În plus, producătorii spun că o astfel de baterie poate fi utilizată cu ușurință în orice poziție. Dar, în ciuda unor asemenea afirmații puternice, nu merită exploatat acest tip de baterie, de exemplu, o stare inversată.
Rezistența remarcabilă la vibrații nu este singurul plus al bateriilor cu gel. Aceste baterii au o rată scăzută de auto-descărcare, ceea ce le permite să fie stocate foarte mult timp. Păstrați acest tip de baterie într-o stare încărcată. Gel bateriile au o capacitate excelentă - ei pot da un curent ridicat până la descărcarea de gestiune, și nu se tem de supradimensionare.
Dacă descărcarea unor astfel de baterii nu este teribilă pentru ei, atunci încărcarea acestor baterii este un factor mai capricios. Astfel de baterii nu trebuie încărcate într-un ritm accelerat. Procesul de încărcare trebuie să fie efectuat cu un curent slab utilizând încărcătoare speciale care sunt adecvate numai pentru bateriile cu gel. Acum, pe piață puteți cumpăra un încărcător universal, capabil, conform producătorului, să perceapă orice tip de baterie, dar preferința este încă dată unui dispozitiv special.
Dar, la marele regret, acumulatorii de gel de automobile se comportă mult mai rău în condițiile unor temperaturi scăzute. Când temperatura scade, gelul își pierde parțial conductivitatea electrică.
Etanșeitatea absolută, rezistența la vibrații relative, o întreținere gratuită permite folosirea bateriilor gel pe tehnica la care nu poate fi instalată o baterie clasică:
· Motociclete (motocicletele se abat adesea de la planul vertical);
· Transport maritim și fluvial (laminare constantă);
· Surse de alimentare neîntreruptibile;
· Și mașini. Adesea, aceste baterii sunt folosite pe mașini străine, deoarece prețul acestor baterii este destul de ridicat.
Baterii reîncărcabile alcaline
Ca electrolit, bateriile pot conține nu numai acid, ci și alcaline. Există multe tipuri diferite de baterii alcaline, însă luați în considerare cele utilizate în mașini.
Baterie alcalină auto poate fi de două tipuri:
Bateria nichel-cadmiu are plăci pozitive acoperite cu hidroxid de nichel NiO (OH), și negativ - cu un amestec de fier și cadmiu. Bateria nichel-fier are aceleași plăci pozitive (adică, acoperită cu aceeași compoziție ca în bateria nichel-cadmiu) - hidroxid de nichel. Acesta diferă numai la electrodul negativ - în această baterie este fabricat din fier pur. Ca electrolit, în ambele tipuri apare o soluție de potasiu caustic.
Plăcile în baterii alcaline sunt ambalate în "plicuri" de pe o placă metalică perforată subțire. Acolo, de asemenea, substanța activă este presată, ceea ce permite creșterea semnificativă a rezistenței la vibrații a bateriei.
Bateriile alcaline au o caracteristică interesantă: bateriile cu nichel-cadmiu au un electrod pozitiv mai mult decât cel negativ. Bateriile din nichel-fier au, la rândul lor, mai mult electrozi negativi. De asemenea, particularitatea acestor baterii este că fluxul de reacții chimice nu necesită consumul de electroliți, deci nu este necesar să fie reumplut.
Avantajele și dezavantajele bateriilor alcaline
Bateriile alcaline au un număr de avantaje față de bateriile cu acid:
- transferabilitatea ideală a supradimensionărilor, în plus, există opinia că este mai bine să reîncărcați o astfel de baterie decât să o răsturnați;
- Bateria poate fi stocată într-o stare complet descărcată, fără a-și pierde caracteristicile;
- o muncă excelentă în condiții de temperatură scăzută, care permite pornirea fără probleme a motorului în timpul sezonului de iarnă;
- Auto-descărcarea acestor baterii este mai mică decât cele acide;
- bateriile alcaline nu emit gaze dăunătoare, spre deosebire de bateriile acide;
- Bateriile alcaline sunt capabile să acumuleze mult mai multă energie pe unitatea de masă, ceea ce vă permite să oferiți mai mult curent.
Dar, împreună cu aceasta, există și dezavantaje:
- Bateriile alcaline produc mai puțină tensiune decât bateriile cu acid, deci trebuie să combinați multe "cutii" pentru a atinge tensiunea dorită. Din acest motiv, mărimea bateriei alcaline este mult mai mare decât cea a bateriei cu acid.
- Bateriile alcaline sunt mult mai scumpe decât bateriile cu acid.
Până în prezent, bateriile alcaline sunt de obicei utilizate ca baterii de tracțiune. În ceea ce privește bateriile de pornire, dimensiunile lor uriașe permit folosirea unor astfel de baterii numai în camioane.
Acumulatori reîncărcabili litiu-ion
Bateriile litiu-ion (și subspecii sale) sunt elementele cele mai promițătoare ca sursă de curent electric.
Elementele chimice ale acestui transportor curent sunt ionii de litiu. Astăzi, nu există nicio modalitate de a descrie în mod fiabil materialul din care sunt fabricate electrozii, deoarece tehnologia este în continuă îmbunătățire. Se poate spune că, la început, litiul a fost folosit ca plăci negative, dar astfel de baterii erau prea explozive. După un timp, dezvoltatorii au început să utilizeze grafit în fabricarea electrozilor. Plăcile pozitive au fost făcute anterior din oxizi de litiu cu mangan sau cobalt, dar acum sunt înlocuite cu fero-fosfat de litiu, deoarece acest material este mai puțin toxic, mai ieftin și mai ecologic.
Cele mai importante avantaje ale bateriilor litiu-ion sunt:
- capacitate mare pe unitate de masă;
- tensiune ridicată (un element poate da aproximativ 4 volți);
- nivel scăzut de auto-descărcare.
Există și câteva dezavantaje ale acestui tip de baterie:
- hipersensibilitate la temperatură. Temperaturile scăzute agravează calitatea acestor baterii. Aceasta este probabil problema principală a unor astfel de baterii, asupra cărora dezvoltatorii lucrează.
- un număr mic de cicluri (aproximativ 500);
- aceste baterii "vârstă". Într-o anumită perioadă de timp, capacitatea bateriei scade. Acest lucru nu este un "efect de memorie" sau auto-descărcare, nu confunda. Cu toate acestea, lucrul la această problemă este în curs de desfășurare;
- hipersensibilitate la deversări profunde;
- Puterea slabă, care nu este suficientă pentru a fi utilizată ca baterie de pornire. Puterea curentului de ieșire este suficientă pentru alimentarea diverselor dispozitive, dar este extrem de mică pentru pornirea motorului.
Când inginerii încă rezolvă problema cu deficiențe, bateriile litiu-ion vor înlocui bateria acidă clasică.
În fiecare zi, sute de oameni de știință lucrează la îmbunătățirea tuturor tipurilor de baterii. Centrele de cercetare se întreabă în mod constant: cum să crească capacitatea bateriei. cum să reduceți mărimea, cum să creați o baterie rezistentă la frig și altele.
O direcție foarte gravă este asigurarea compatibilității cu mediul, deoarece tehnologiile moderne nu se pot realiza fără utilizarea substanțelor otrăvitoare (de exemplu, plumb sau acid sulfuric).
Este puțin probabil ca bateriile tradiționale cu plumb-acid să aibă viitorul lor. AGM bateriile sunt o etapă intermediară în evoluție. în viitor, bateria nu va fi lichid, va apărea într-un mod arbitrar, și va avea o multime de alte opțiuni care vor permite proprietarilor de automobile să se bucure pe deplin de călătorie și să nu fie nervos din cauza faptului că bateria poate eșua în orice moment.