10 Щелочные оксидно-ртутные аккумуляторы .

Щелочные аккумуляторы .

электролита используют раствор щелочи в воде.

Главная особенность щелочных аккумуляторных батарей - способность постепенно отдавать накопленный заряд за достаточно длительный промежуток времени. Это свойство способствует обеспечению бесперебойного питания огромному количеству различных устройств.

Применяются данные аккумуляторы в качестве:

основных источников электроэнергии на электрокарах и в мобильных устройствах (фотоаппараты, видеокамеры, телефоны, карманные и переносные фонари и т.д.)дополнительных источников энергии в трамваях и троллейбусах, тепловозах и электровозахисточников энергии для питания аварийных устройств, таких как аварийное освещение, охранно-пожарные сигнализации, источники бесперебойного питания персональных компьютеров и т. п.Наиболее распространены на сегодняшний день никель-кадмиевые, никель-металл-гидридные и литий-ионные щелочные аккумуляторы.В никель-кадмиевом аккумуляторе анодом является металлический кадмий (в виде порошка), электролитом - гидроксид калия с добавкой гидроксида лития (для увеличения ёмкости на 21-25%), катод - гидрат окиси никеля с добавлением графитового порошка. ЭДС никель-кадмиевого аккумулятора около 1,45 В. В зависимости от конструкции, режима работы (длительные или короткие разряды), и чистоты применяемых материалов, срок службы никель-кадмиевых аккумуляторов, составляет от 100 до 3500 циклов заряд-разряд.Для того, чтобы получить напряжение (последовательное соединение), силу тока или ёмкость (параллельное соединение) источника большие, чем может дать один элемент, аккумуляторы соединяют в батарею. Ёмкость никель-металл-гидридных аккумуляторов примерно на 30 % больше ёмкости никель-кадмиевого аккумулятора того же размера.В отличие от обычных, одноразовых, элементов питания, никель-кадмиевые и никель-металл-гидридные аккумуляторы держат напряжение "до последнего", а затем, когда энергия аккумулятора будет исчерпана, напряжение быстро снижается. Наиболее благоприятный режим работы для этих аккумуляторов:разряд средними токами и заряд в течение 14 часов током, равным 0,1 от ёмкости аккумулятора (для никель-кадмиевого)разряд небольшим током, от 0,2 до 0,5 номинальной ёмкости, время заряда - обычно вдвое больше, чем у никель-кадмиевого (для никель-металл-гидридного).Никель-кадмиевые и никель-металл-гидридные аккумуляторы имеют так называемый эффект памяти, заключающийся в снижении ёмкости, в случае когда зарядка осуществляется при не полностью разряженном аккумуляторе. Также эти типы аккумуляторов обладают заметным саморазрядом (около 10% в месяц!), то есть они постепенно теряют заряд даже не будучи подключенными к нагрузке.Хранить никель-кадмиевые аккумуляторы нужно в разряженном виде, а никель-металл-гидридные - в заряженном.

Оксидно-ртутные аккумуляторы . Ртутно-цинковые элементы питания используются для автономного питания контрольно-измерительных приборах, дозиметрической аппаратуре, регистрирующих измерителях напряжения, слуховых аппаратах, часах, системах противопожарной сигнализации, геофизических устройствах.

Особенности: стабильное напряжение; . миниатюрность;. высокие разрядные токи;

Источникам данной системы не требуется время для "отдыха", элементы прекрасно работают и в прерывистом и в не прерывистом режиме. Кроме того, элементы обладают устойчивостью к коррозии и к высокой относительной влажности в процессе длительного срока хранения. Электрохимическая система: цинк-окись ртути-гидрат окиси натрия. Имеют высокие энергетические показатели, характеризуются практически плоской кривой разряда, но работоспособны только при положительных температурах(0...50°C). При малых токах разряда и стабильной температуре напряжение на элементе остается почти неизменным. Практически не имеют газовыделения. Из-за наличия ртути экологически вредны и к применению не рекомендуются. Из-за "ползучести" электролита могут иметь небольшой беловатый налёт соли карбоната) на уплотнительном кольце. Основные области использования: фотоэкспонометры, фотоаппараты, измерительные приборы, слуховые аппараты, электронные наручные часы (как правило, устаревшие модели). Срок хранения до начала эксплуатации не более 1...1,5 лет.

Среди щелочных первичных элементов с цинковым анодом ртутно-цинковые элементы (РЦЭ) в некотором роде противоположны медно-цинковым. Они выпускаются в виде герметичных элементов малой емкости - от 0,05 до 15 А·ч.В них используется ограниченный объем электролита [около 1 мл/(А·ч)],находящегося в пористой матрице; вследствие этого цинковый электрод работает только на вторичном процессе. Современные РЦЭ были разработаны С. Рубеном в США в начале 40-х годов нашего века. Благодаря высокой эффективности предложенной им конструкции«пуговичных» (дисковых) элементов широкое производство таких элементов было налажено в США еще в годы второй мировой войны, а в, других странах—после войны. Устройство ртутно-цинкового элемента: 1 - крышка (отрицательный полюс); 2 - цинковый электрод; 3 - резиновое уплотнительное кольцо; 4 -бумага, пропитанная электролитом; 5 - ртутный электрод; 6 - корпус(положительный полюс).

11 Li -ионные аккумуляторы. Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) — тип электрического аккумулятора, который широко распространён в современной бытовой электронной технике и находит свое применение в качестве источника энергии в электромобилях и накопителях энергии в энергетических системах. Это самый популярный тип аккумуляторов в таких устройствах как сотовые телефоны, ноутбуки, электромобили, цифровые фотоаппараты и видеокамеры. Первый литий-ионный аккумулятор выпустила корпорация Sony в 1991 году. Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катодный материал на алюминиевой фольге, анодного материала на медной фольге), разделенных пропитанными электролитом пористыми сепараторами. Пакет электродов помещен в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъемникам. Корпус имеет предохранительный клапан, сбрасывающий внутреннее давление при аварийных ситуациях и нарушении условий эксплуатации. Литий-ионные аккумуляторы различаются по типу используемого катодного материала. Переносчиком тока в литий-ионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который имеет способность внедряться (интеркалироваться) в кристаллическую решетку других материалов (например, в графит, окислы и соли металлов) с образованием химической связи, например: в графит с образованием LiC6, окислы (LiMO2) и соли (LiMRON) металлов. Первоначально в качестве отрицательных пластин применялся металлический литий, затем - каменноугольный кокс. В дальнейшем стал применяться графит. В качестве положительных пластин до недавнего времени применяли оксиды лития с кобальтом или марганцем, но они все больше вытесняются литий-ферро-фосфатными, которые оказались безопасны, дешевы и нетоксичны и могут быть подвержены утилизации, безопасной для окружающей среды. Литий-ионные аккумуляторы применяются в комплекте с системой контроля и управления - СКУ или BMS (battery management system) и специальным устройством заряда/разряда. В настоящее время в массовом производстве литий-ионных аккумуляторов используются три класса катодных материалов: - кобальтат лития LiCoO2 и твердые растворы на основе изоструктурного ему никелата лития - литий-марганцевая шпинель LiMn2O4 - литий-феррофосфат LiFePO4 Преимущества : Высокая энергетическая плотность, Низкий саморазряд.,

Отсутствие эффекта памяти., Не требуют обслуживания.