Како функционише технологија батерија за батерије?
Олово и киселина су две ствари које већина људи добро познаје да би избегле. Олово је тешки метал који може изазвати читав списак здравствених проблема, а киселина је, добро, киселина. Само помињање ове ријечи изазива слике мрвљних зелених течности и лудих научника који се боре за свјетску доминацију.
Али, као што су чоколада и кикирики путер, олово и киселина изгледа да не иду заједно, али оне раде. Без олова и киселине не би имали аутомобилске батерије, а без ауто-батерија не би имали ни један од савремених додатака - или основних потреба, као што су предња светла - која захтевају да електрични систем функционише. Па како се, управо, ове двије смртоносне супстанце сјединиле како би се формирало чврсто темељ електронских система аутомобила? Одговор, да позајмите фразу, је елементарни.
Наука о чувању електричне енергије
Електричне батерије су једноставно чувачке посуде које су способне држати електрични пуњач и онда га испразнити у оптерећење. Неке батерије могу производити електричну струју из њихових основних компоненти чим се саставе. Ове батерије називају се примарним батеријама и обично се уклањају након што је пуњење истрошено. Ауто батерије се уклапају у другу категорију електричних батерија које се могу пунити, испражњавати и поново пунити. Ове секундарне батерије користе реверзибилну хемијску реакцију која се разликује од једне врсте пуњиве батерије до друге.
У смислу да већина људи лако може да разуме, АА или ААА батерије које купујете у продавници, држите у даљинском управљачу, а затим одбаците када умру примарне батерије. Оне су састављене, обично из цинк-угљеника или ћелија цинка и манган-диоксида, а оне су способне да обезбеде струју без пуњења. Када умру, баците их - или их одложите правилно, ако више волите.
Наравно, можете купити исте АА или ААА батерије у "пуњивом" облику која кошта више. Ови акумулатори обично користе никел-кадмијум или никел-метал-хидридне ћелије. За разлику од традиционалних "алкалних" батерија, НиЦд и НиМХ батерије не могу да пруже струју до оптерећења након монтаже. Уместо тога, електрична струја се примењује на ћелије, што узрокује хемијску реакцију унутар батерије. Затим држите батерију на даљинском управљачу, а када умре, ставите је у пуњач и примена струје обнавља хемијски процес који се јавља током пражњења.
Аутомобилске батерије које користе олово и сумпорну киселину уместо оксиххидроксида никла и легуре која апсорбује водоник, сличне су НиМХ батеријама у функцији. Када се на батерију примени електрична струја, дође до хемијске реакције и чува се електрични цхарге. Када је оптерећење повезано са батеријом, та реакција се обнавља, а струју се обезбеђује струја.
Чување енергије са оловом и киселином
Ако користите олово и киселину за чување електричног набоја звучи архаично, то је. Прва оловна батерија је изумљена 1850-их, а батерија у вашем аутомобилу користи исте основне принципе. Дизајн и материјали су еволуирали током година, али иста основна идеја је у игри.
Када се оловно-киселина батерија испразни, електролит постаје врло разблажени раствор сумпорне киселине - што значи да је углавном стари стари Х20 са неким Х2СО4 који плива око њега. Оловне плоче, апсорбујући сумпорну киселину, постају првенствено оловни сулфат. Када се на батерију примени електрична струја, овај процес се обнавља. Оловне сулфатне плоче окрећу (углавном) назад у олово, а разблажени раствор сумпорне киселине постаје више концентрисан.
Ово није страшно ефикасан начин складиштења електричне енергије, с обзиром на то колико се тешке и велике ћелије упоређују са количином енергије коју чувају, али оловне киселе батерије данас и данас користе из два разлога. Први је ствар економије; оловне киселе батерије су много јефтиније за производњу него било која друга опција. Други разлог је то што оловне батерије могу да обезбеде огромне количине струје на захтев, одједном, што их чини јединственим за употребу као почетне батерије.
Колико је плитки ваш циклус?
Традиционалне аутомобилске батерије понекад називају СЛИ батерије , где "СЛИ" означава покретање, осветљење и паљење. Ова скраћеница илуструје главне циљеве акумулатора прилично добро, пошто је главни задатак било које акумулаторске батерије покретање стартног мотора, светла и паљења пре покретања мотора. Након рада мотора, алтернатор обезбеђује сву потребну електричну енергију, а батерија се пуни.
Ова врста употребе је плитка врста радног циклуса, јер пружа кратак распон велике количине струје, а то је оно што су ауто батерије посебно дизајниране да раде. Имајући то у виду, савремене аутомобилске батерије садрже врло танке плоче олова, што омогућава максималну изложеност електролиту и обезбеђује најсигурнији ампераж за кратке периоде. Овај дизајн је неопходан због великих тренутних захтева стартер мотора.
За разлику од покретања батерија, акумулатори са дубоким циклусом представљају другу врсту оловно-киселих батерија који су дизајнирани за "дубље" циклус. Конфигурација плоча је другачија, тако да нису погодна за пружање великих количина струје на захтев. Уместо тога, они су дизајнирани да обезбеде мање снаге дуже време. Циклус је "дубље" јер је дужи, а не због укупног пражњења која је већа. За разлику од стартних батерија, које се након сваког коришћења аутоматски напуњују , акумулатори са дубоким циклусом могу се полако испуштати - на безбедан ниво - пре поновног поновног пуњења. Као и покретање батерија, батерије са оловним киселинама у дубоком циклусу не би требало да буду испражњене испод препорученог нивоа како би се избегло трајно оштећење.
Различити пакет, исту технологију
Иако је основна технологија иза оловних киселих батерија остала мање-више иста, напредак у материјалима и техникама резултирао је низом варијација. Акумулатори са дубоким циклусом, наравно, користе различиту конфигурацију плоча да би се омогућио дубљи радни циклус. Друге варијације узимају ствари још више.
Највећи напредак у оловно-киселој батеријској технологији вероватно су регулисане олово киселином (ВРЛА) батеријама. И даље користе олово и сумпорну киселину, али немају "поплављене" влажне ћелије. Уместо тога, користе електролитне или гелове ћелије или апсорбован мат стакло (АГМ). Хемијски процес је исти на основном нивоу, али ови акумулатори нису подложни искључивању, као што су поплављене ћелијске батерије, нити су подложни цурењу ако се преклапају.
Иако ВРЛА батерије имају низ предности, они су много скупљи за производњу него традиционалне поплављене батерије. Дакле, док технологија наставља да се шири у будућности, шансе су да ће се и даље возити са најсавременијом технологијом 1860-их испод ваше хаубе још неко време - осим ако не ишете електрично. Али то је потпуно друга ствар у погледу батерија.