Akumulatoru baterija

Vikipēdijas raksts

Akumulatoru baterija ir baterijas tips, kuru ir iespējams atkārtoti uzlādēt.

Satura rādītājs 1 Akumulatori 2 Akumulatoru bateriju veidi 2.1 Svina akumulatori 2.2 Niķeļa – kadmija akumulatori 2.3 Niķeļa metālhidrīda baterija 2.4 Litija jonu baterijas 3 Akumulatoru bateriju izmantošana

[izmainīt šo sadaļu] Akumulatori

Akumulatoru uzlādējot, tam pievadītā elektriskā enerģija pārvēršas ķīmiskajā enerģijā un tādā veidā tiek uzglabāta. Pieslēdzot akumulatoram patērētāju, notiek pretējs process un atkal iegūst elektrisko enerģiju. Galvenie raksturojošie lielumi akumulatoram ir spriegums uz tā spailēm un elektriskā ietilpība, ko mēra ampērstundās. Ja uz akumulatora ir atzīme 40 Ah, tas nozīmē 40 ampērstundas, un, izlādējot ar 40 ampēru lielu strāvu, tas darbosies vienu stundu (40 x 1 = 40). Izlādējot ar 10 ampēru strāvu, akumulators darbosies četras stundas (10 x 4 = 40). Parasti izšķiras divas pamatgrupas – svina akumulatori un niķeļa – kadmija akumulatori. Akumulatoru baterijas ir aizliegts izmest sadzīves atkritumiem paredzētā miskastē. Tās ir jānodod noteiktos nodošanas punktos.

[izmainīt šo sadaļu] Akumulatoru bateriju veidi

[izmainīt šo sadaļu] Svina akumulatori

Šo akumulatoru būtiskākā sastāvdaļa ir svina plates vai elektrodi, kas ievietotas vairākās sekcijās, kuras ir pildītas ar elektrolītu (elektriski vadošu šķidrumu) parasti atšķaidītu sērskābi. Pozitīvās plates ir svina oksīds (PbO2), bet negatīvās plates ir porains svins. Vienas pilnīgi uzlādētas sekcijas spriegums bez slodzes ir 2,1 volts, ko parasti noapaļo uz 2 V. Šo spriegumu arī sauc par elektrodzinējspēku (EDS). Ja virknē ir saslēgtas sešas sekcijas (var saukt arī par cellēm), tad šīs akumulatoru baterijas EDS ir 12 V. Bez tam akumulatora sekcijā ir arī separatori – skābju izturīgas un šķidruma caurlaidīgas starpsieniņas, kas savstarpēji atdala pretējos polus.

Ārējā tvertne parasti ir no plastmasas.Separators netraucē brīvo elektronu plūsmu no “-“ plates uz “+” plati. Ja akumulators ir izlādējies, elektronu plūsma apstājas un potenciāli izlīdzinās. Pilnīgi uzlādēta elektrolīta blīvums ir 1,28 g/cm3,bet gandrīz izlādēta 1,18 g/cm3. Pilnīgi izlādēt akumulatoru nav vēlams. Elektrolīta blīvumu pārbauda ar speciālu blīvuma mērītāju, kas uzrāda, cik daudz darba procesā ir samazinājusies sērskābes koncentrācija, svina oksīdam platēs pārvēršoties svin sulfātā.

Svina akumulatoru no sešām sekcijām var uzlādēt līdz 14,4 V. Vienlaikus ir svarīgi, lai uzlādējošās strāvas lielums nekad nepārsniegtu 1/3 no uzrādītajām ampērstundām. Tā, piemēram, akumulatoram ar atzīmi 75 Ah uzlādēšanas strāva nedrīkst pārsniegt 75/3=25 A. Akumulatora jauda var būt ļoti plašā diapazonā, jo tos lieto gan smagajām mašīnām, gan motocikliem kā startera baterijas, gan elektronikā – piemēram, datoriem. Firmas akumulatorus piegādā gan sausi uzlādētus, gan arī jau ar iepildītu elektrolītu. Ilgāk var uzglabāt sausi uzlādētus akumulatorus.

[izmainīt šo sadaļu] Niķeļa – kadmija akumulatori

Šie akumulatori ir plaši lietojami dažādās elektroniskās iekārtās un aparatūrās. Niķeļa hidroksīds veido plus polu, bet kadmijs ir ar negatīvu lādiņu. Par elektrolītu kalpo kālija hidroksīds. Šīm baterijām ir ļoti atšķirīgi lielumi, sākot ar mazām sekcijām līdz lielas jaudas baterijām. Vienas sekcijas lielums parasti ir 1,2 V. Uzlādes strāvas lielums arī ir ierobežots un nedrīkst būt lielāks par skaitli, ko iegūst, ampērstundas dalot ar desmit. Tukšu bateriju līdz 40 % līmenim iesaka uzlādēt pamazām 14 stundu laikā. Modernie uzlādes aparāti ir paredzēti šādam vairākpakāpju uzlādes procsam.

[izmainīt šo sadaļu] Niķeļa metālhidrīda baterija

Tā kā kadmijs ir indīgs, ir izstrādāta baterija, kur kadmija vietā lieto metālhidrīdu. Tā ir niķeļa-metālhidrīda baterija, saīsināti NiMH. Šīm baterijām salīdzinoši ir par 40 % lielāka enerģijas ietilpība. Arī šīs baterijas var atkārtoti uzladēt un ilgstoši izmantot. Trūkums ir augstā cena, salīdzinot ar niķeļa kadmija baterijām.

[izmainīt šo sadaļu] Litija jonu baterijas

Litija jonu baterijas ir pārlādējamo bateriju tips, kurā litija joni kustās starp anodu un katodu. Izlādes laikā litija joni kustās no anoda uz katodu un no katoda uz anodu uzlādes laikā.

Litija jonu baterijas visbiežāk tiek lietotas patērētāju elektroierīcēs. Tie ir vieni no vispopulārākajiem bateriju tipiem priekš pārvietojamām ierīcēm, bez nekādiem atmiņas zudumiem un ar lēnu uzlādes zušanu, kad tā netiek lietota. Dažādi iemesli, kā, piemēram, pārāk liels karstums, var izraisīt baterijas sprāgšanu. Litija jonu bateriju popularitāte aug elektroiekārtu aizsardzības nozarē.

Trīs primārās litija baterijas komponentes ir anods, katods un elektrolīts, kuri var tikt ražoti no dažādām vielām. Vispopulārākais materiāls no kā tiek veidots anods ir grafīts, bet tiek lietots arī TiS2. Katodu pārsvarā veido no trijiem materiāliem: kārtainajiem oksīdiem, kā ,piemēram, kobalta oksīda, polielektrolīta, kā, piemēram, litija dzelzs fosfāts, vai no magnija oksīda. Litija jonu baterijas voltāža, kapacitāte, dzīves ilgums un drošība var dramatiski mainīties un ir atkarīga no tā kādu izvēlas anoda, katoda, elektrolīta materiālu. Litija jonu baterijas nedrīkst jaukt ar litija baterijām, atšķirības atslēga ir tā, ka litija baterijām ir metālisks litija anods.

[izmainīt šo sadaļu] Akumulatoru bateriju izmantošana

Akumulatoru baterijas plaši izmanto sadzīves elektroierīcēs. Tās pārsvarā tiek litotas pārnēsājamās ierīcēs. Mobilajos telefonos, portatīvajos datorus izmanto litija jonu baterijas.Vēl akumulatoru baterijas izmanto bez pārtraukuma barošanas iekārtās. Šīs ierīces tiek lietotas, lai pasargātu elektroierīces no negaidītas elektrības padeves pārtraukumiem. Šīs ierīces pārsvarā lieto, lai nepazaudētu datus, kas ir ievadīti datorā. Akumulatoru baterijas izmanto arī motociklos, automašīnās.