Baterie, akumulatorki, akumulatory Szczecin

Marzec 11th, 2009

Jak działają beterie? Aby otrzymać elektryczność musimy wytworzyć przepływ elektronów. Aby to osiągnąć umieszczamy separator pomiędzy dwoma elementami.
Jeżeli teraz połączymy cynk i dwutlenek manganu z zewnątrz, umieszczając pomiędzy nimi jakiekolwiek urządzenie na prąd, wytworzony przepływ elektronów sprawi, że zostanie ono zasilone przez elektrony.

Przepływ ładunku elektronów daje w rezultacie prąd elektryczny. Elektrony powracają do baterii przez elektrodę dodatnią (MnO2), wchodzą w reakcję “redukujące”z materiałem aktywnym, doprowadzając do przepływu prądu poprzez separator do elektrody ujemnej w postaci jonów. Reakcje utleniające, zachodzącyce na elektrodzie ujemnej, pomiędzy aktywnym materiałem i jonami, wytwarzają w rezultacie nadmiar elektronów, które mogą być “oddane” do zewnętrznego obiegu. Ażeby “uspokoić” przepływ jonów, dodajemy do baterii elektrolit.

Istotnym faktem jest to, że system jest zamknięty. Na każdy elektron “wyprodukowany” w prosesie utleniania na anodzie, przypada jeden elektron “zużyty” w procesie redukcji na katodzie.

W wyniku zachodzącego procesu aktywny materiał “ubożeje”, reakcje zaczynają zachodzić coraz wolniej aż do momentu kiedy bateria nie jest w stanie “produkować” elektronów. W tym momencie bateria jest rozładowana.

Baterie zawsze “produkują” prąd stały (elektrony przemieszczają się w tym samym kierunku) w przeciwieństwie do sieci energetycznej, która dostarcza nam prąd zmienny. To oznacza, że używając baterii musimy zwracać uwagę na ich biegunowość.

Baterie pierwotne

Baterie pierwotne to baterie, których budowa umożliwa całkowite rozładowanie tylko raz. Często baterie pierwotne są zbudowane z materiałów używanych w produkcji baterii wtórnych. Jednak ich konstrukcja i proces produkcji jest zupełnie inny. Dlatego nie należy ładować baterii pierwotnych!!!

Wśród rodzajów baterii pierwotnych dominują:

  1. Baterie Al-Mn (alkaliczno-manganowe)
  2. Baterie Zn-Cb (cynkowo-węglowe)
  3. Baterie Zn-O2 (cynkowo-powietrzne)
  4. Baterie Li (litowe)
  5. Baterie AgO (srebrowe)
  6. Baterie HgO (rtęciowe)

Baterie odnawialne (wtórne, ładowalne akumulatorowe)

Baterie odnawialne działają na tej samej zasadzie co baterie pierwotne, z tą różnicą, że zachodzące w nich procesy chemiczne mogą być odwrócone poprzez mechanizm ładowania. W wyniku tego działania bateria “odzyskuje” pierwotne właściwości prądowe. W zależności od użytych kompozytów baterie takie mają żywotność pomiędzy 100 i 1000 cykli.

Typowe baterie ładowalne:

  1. baterie Ni-Cd (niklowo-kadmowe),
  2. baterie Ni-MH (niklowo-wodorkowe),
  3. baterie Pb (ołowiowe kwasowe),
  4. baterie Li-ion (litowo-jonowe),
  5. ładowalne baterie Al-Mn (alkalicznomanganowe).

Cechą baterii odnawialnych jest wyzwolenie swojej pojemności w krótszym czasie niż baterii pierwotnych co oznacza, że zdalnie sterowany samochodzik będzie jeździł szybciej a lampa błyskowa w aparacie będzie się ładowała krócej.
W zastosowaniach niskoprądowych, baterie alkaliczne powinny działać od 3 do 4 razy dłużej niż baterie ładowalne. Ważny jest zatem dobór odpowiedniego typu baterii do odbiornika.

Produkowane baterie mają formy:
cylindryczne, blokowe i guzikowe oraz oznaczenia wielkościowe AAA, AA, A, C, D, G

Warunki przechowywania

Ważna jest trwałość baterii oznaczająca ich zdolność do zachowania pierwotnej pojemności i innych parametrów przez jak najdłuższy czas. Dla baterii pierwotnych przedstawia się to następująco:

  • alkaliczne = 7 lat
  • cynkowo-węglowe = 2-3 lata
  • litowe = 10 lat
  • cynkowo-powietrzne = 3 lata
  • mikro-alkaliczne = 2 lata
  • srebrowe = 2 lata

Natomiast przy bateriach odnawialnych należy zwrócić uwagę:
nie powinny być przechowywane nieładowane przez dłuższy czas (ponad 1 rok) w przeciwnym razie ich właściwości ulegną pogorszeniu.

Ni-Cd poza każdorazowym rozładowaniem przed ponownym ładowaniem, nie wymagają innych zabiegów.
Ni-MH nie wymagają żadnych zabiegów, choć również powinny być rozładowywane w przypadku ładowania (nie tak często jak Ni-Cd). Nieużywane, naładowne akumulatory tych typów rozładowują się w przeciągu 8 do 12 tygodni.
Litowo-Jonowe nie powinny być przechowywane naładowane dłużej niż 6 miesięcy. W przeciwnym razie bateria może ulec całkowitemu uszkodzeniu.

Łączenia szeregowe i równoległe

Łącząc baterie w odpowiedni szereg, możemy otrzymać albo większe napięcie (połączenie szeregowe) albo większą pojemność (połączenie równoległe). Typowym przykładem jest bateria 9 Volt …

Przy łączeniu należy używać jednakowych baterii. Bowiem najsłabsza bateria determinuje moc całego szeregu baterii.