Μπαταρίες:Πρωτεύουσες και Δευτερεύουσες

Η μπαταρία είναι μια συσκευή που μετατρέπει απευθείας τη χημική ενέργεια που περιέχουν τα ενεργά υλικά σε ηλεκτρική ενέργεια. Σε αυτές τις αντιδράσεις, τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται από το ένα υλικό στο άλλο μέσω ενός ηλεκτρικού κυκλώματος.

Μια ηλεκτρική μπαταρία είναι βασικά μια ηλεκτρική πηγή ενέργειας που αποτελείται από μία ή περισσότερες ηλεκτροχημικές κυψέλες με εξωτερικές συνδέσεις για την τροφοδοσία ηλεκτρικών συσκευών. Κάποιες μπαταρίες είναι επαναφορτιζόμενες και κάποιες όχι. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε επαναφορτιζόμενες μπαταρίες περισσότερες από μία φορές, ενώ οι μη επαναφορτιζόμενες μπαταρίες είναι μιας χρήσης.

Ας εξετάσουμε τις λεπτομέρειες των μπαταριών σε αυτό το άρθρο.

Τι είναι ένα ηλεκτρικό στοιχείο και τι είναι μια μπαταρία;

Προτού ασχοληθούμε με τις μπαταρίες, πρέπει να καταλάβουμε τι είναι τα ηλεκτρικά κύτταρα. Όπως τα κύτταρα αποτελούν την πιο μικροσκοπική μονάδα του σώματός μας, τα ηλεκτρικά κύτταρα είναι η βασική μονάδα των μπαταριών.

Η κυψέλη είναι ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα που αποθηκεύει ενέργεια ουσίας και τη μετατρέπει σε ηλεκτρική ενέργεια για την παροχή χωρητικότητας σε ηλεκτρονικά gadget.

Από την άλλη πλευρά, μια μπαταρία είναι μια σύνθετη μονάδα μιας ομάδας διαφορετικών ηλεκτρικών κυψελών.

Τύποι μπαταρίας

Υπάρχουν δύο τύποι μπαταρίας:-

1. Κύρια μπαταρία

2. Δευτερεύουσα μπαταρία

1. Κύρια μπαταρία

Συνήθως, η διάρκεια ζωής των πρωταρχικών μπαταριών είναι καλή, καθώς πρόκειται για γαλβανικές κυψέλες μίας χρήσης που μπορούν να αποθηκεύσουν ηλεκτρική ενέργεια. Υπάρχουν μπαταρίες ψευδαργύρου-άνθρακα (Leclanché), μπαταρίες μετάλλου-αέρα και αλκαλικές μπαταρίες ψευδαργύρου-διοξειδίου του μαγγανίου. Σήμερα, είναι επίσης διαθέσιμα κύρια κύτταρα λιθίου.

Τρεις κύριοι τύποι βασικών μπαταριών είναι:-

1. Αλκαλικές μπαταρίες:-

• Μπαταρίες κατασκευασμένες από αλκαλικά υλικά με τις πρώτες μπαταρίες που διατίθενται στο εμπόριο. Ο Thomas Edison και ο Waldemar Jungner τα ανακάλυψαν ταυτόχρονα, αλλά ανεξάρτητα. Στη δεκαετία του 1950, ο Καναδός Lewis Urry ανέπτυξε την πρώτη αλκαλική μπαταρία ξηρής κυψέλης, η οποία επισκίασε τις πρώτες εφευρέσεις τους.

• Σε σύγκριση με άλλες μπαταρίες, οι αλκαλικές μπαταρίες είναι οι φθηνότερες. Αυτές οι μπαταρίες είναι πολύ δύσκολο να ανακυκλωθούν. Οι αλκαλικές μπαταρίες αποδίδουν σταθερά με την πάροδο του χρόνου. Μέχρι να φτάσει στο τέλος της ζωής της μια αλκαλική μπαταρία, δεν θα παρατηρήσετε πτώση ισχύος.

• Χρησιμοποιεί ψευδάργυρο για το αρνητικό ηλεκτρόδιο και διοξείδιο του μαγγανίου για το θετικό ηλεκτρόδιο σε μια αλκαλική μπαταρία. Καθώς η μπαταρία αποφορτίζεται, και τα δύο υλικά καταναλώνονται. Είναι μπαταρίες μιας χρήσης μιας χρήσης. Δεν είναι επαναφορτιζόμενες μόλις αποφορτιστούν.

2. Μπαταρίες νικελίου μετάλλου υδριδίου :-

• Εταιρείες αυτοκινήτων όπως η Volkswagen και η Daimler-Benz επένδυσαν πολλά στην ανάπτυξη μπαταριών νικελίου μετάλλου υδριδίου. Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων ήλπιζαν για πιο αξιόπιστες και οικονομικά αποδοτικές μπαταρίες.

• Το νικέλιο αποτελεί το αρνητικό ηλεκτρόδιο αυτού του τύπου μπαταρίας και το μονοξείδιο του αζώτου αποτελεί το θετικό ηλεκτρόδιο. Καθώς αυτά τα συστατικά δεν καταναλώνονται τη στιγμή της απόρριψης. Ως εκ τούτου, είναι επαναφορτιζόμενες.

• Οι αλκαλικές μπαταρίες είναι συγκριτικά φθηνότερες από τις μπαταρίες νικελίου μετάλλου υδριδίου. Όταν μιλάμε για μια τυπική μπαταρία, φορτίζει περίπου 500 πριν φτάσει στο τέλος της ζωής της. Καθώς η απόδοση μειώνεται με την εκφόρτιση,  μπορούμε να παρατηρήσουμε μια οριστική πτώση της ισχύος όσο περνάει ο καιρός.

3. Μπαταρία ιόντων λιθίου:-

• Στο πλαίσιο της ηλεκτροχημείας του, τα ιόντα λιθίου αποτελούν το βασικό συστατικό των μπαταριών ιόντων λιθίου. Καθώς η άνοδος εκκενώνεται, τα άτομα λιθίου ιονίζονται, χάνοντας τα ηλεκτρόνια τους.

• Από την άνοδο, τα ιόντα λιθίου περνούν μέσω του ηλεκτρολύτη στην κάθοδο, όπου ενώνονται με τα ηλεκτρόνια τους και εξουδετερώνονται. Υπάρχει ένας μικροδιαπερατός διαχωριστής μεταξύ της καθόδου και της ανόδου που επιτρέπει στα ιόντα λιθίου να περάσουν.

• Λόγω του μικρού τους μεγέθους (τρίτη μόνο μετά το υδρογόνο και το ήλιο), οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να αποθηκεύουν πολύ φορτίο ανά μονάδα μάζας και όγκου.

• Υπάρχει μια ποικιλία υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ηλεκτρόδια σε μπαταρίες Li-ion. Σε φορητές ηλεκτρονικές συσκευές όπως κινητά τηλέφωνα και φορητοί υπολογιστές, ο πιο συνηθισμένος συνδυασμός είναι αυτός του οξειδίου του κοβαλτίου του λιθίου (κάθοδος) και του γραφίτη (άνοδος). Αυτός ο τύπος μπαταριών συνήθως χρησιμοποιεί αιθέρα (μια κατηγορία οργανικών ενώσεων) ως ηλεκτρολύτη.

2. Δευτερεύουσα μπαταρία

Εκτός από τις κύριες μπαταρίες, οι δευτερεύουσες μπαταρίες είναι επίσης επαναφορτιζόμενες περνώντας ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από αυτές, και επομένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν επανειλημμένα, για παράδειγμα, μπαταρίες αποθήκευσης μολύβδου.

Δύο κύριοι τύποι δευτερευουσών μπαταριών είναι:-

1. Δευτερογενές κύτταρο μολύβδου οξέος:

• Οι μετατροπείς, τα εφεδρικά συστήματα ισχύος, τα αυτοκίνητα και οι μπαταρίες μετατροπέων χρησιμοποιούν μπαταρίες μολύβδου οξέος. Η διάρκεια ζωής των μπαταριών μολύβδου μπορεί να παραταθεί με την κατάλληλη φροντίδα και συντήρηση σε αντίθεση με τις σωληνοειδείς μπαταρίες που δεν χρειάζονται συντήρηση. Θειικό οξύ χύνεται σε έναν αριθμό πλακών για να δημιουργηθεί μια μπαταρία μολύβδου οξέος.

• Ένα ενεργό υλικό είναι προσαρτημένο σε κάθε πλέγμα των πλακών. Οι θετικές και οι αρνητικές πλάκες είναι διατεταγμένες με αυτόν τον τρόπο. Ως ενεργό υλικό στις θετικές πλάκες, χρησιμοποιείται καθαρός μόλυβδος και ως αρνητικές πλάκες, χρησιμοποιείται οξείδιο του μολύβδου.

• Είναι η καλύτερη επιλογή για ισχύ και ενέργεια ανά κιλοβατώρα. έχουν τον μεγαλύτερο κύκλο ζωής. και είναι ανακυκλώσιμα με εξαιρετικά υψηλό ρυθμό, γεγονός που τα καθιστά εξαιρετική περιβαλλοντική επιλογή. Όσον αφορά τη συλλογή, τη μεταφορά και την ανακύκλωση, οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος δεν έχουν αντίστοιχη υποδομή.

2. Μπαταρία SMF:

• Το γεγονός ότι τα συστήματα μπαταριών πρέπει να είναι σχεδιασμένα για να ανακτούν και να επεξεργάζονται δεδομένα και πληροφορίες για μια χρονική περίοδο, καθώς και να τρέχουν βασικά όργανα, δεν μπορεί να αγνοηθεί στις σημερινές πληροφορίες κόσμος. Όποτε χρειάζεται ρεύμα, οι μπαταρίες πρέπει να είναι διαθέσιμες. Είναι πιθανό οι εταιρείες να υποστούν σημαντικές οικονομικές ζημίες λόγω ελαττωματικών ή αναξιόπιστων μπαταριών. Λόγω αυτού, τα τμήματα UPS απαιτούν ένα αξιόπιστο και αποδεδειγμένο σύστημα μπαταρίας.

• Μια μπαταρία SMF παρέχει αξιόπιστη, συνεπή και χαμηλή ισχύ συντήρησης σε εφαρμογές UPS. Εφαρμογές σε βάθος κύκλου και ελάχιστη συντήρηση είναι δυνατές με αυτές τις μπαταρίες σε αγροτικές περιοχές ή περιοχές με έλλειψη ενέργειας. Είναι διαθέσιμα από 12V.

Συμπέρασμα

Η μπαταρία είναι ένας συμβατός συνδυασμός ηλεκτροχημικών στοιχείων. Οι μπαταρίες είναι ένα σημαντικό μέρος της τεχνολογίας. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι μπαταριών:κύρια και δευτερεύουσα.

Στην καθημερινή ζωή, τα Πρωτεύοντα και Δευτερεύοντα κύτταρα είναι πολύ χρήσιμα. Τα κύρια κύτταρα χρησιμοποιούνται για μικρότερη διάρκεια, αλλά περισσότερη ενέργεια αποθηκεύεται στα δευτερεύοντα κελιά.