Sähköakku

1 Akkujen sisäinen vastus vaihtelee milliampeerituntien (mAh), johdotuksen ja kennojen lukumäärän mukaan. Litiumioniakun suojapiiri lisää noin 100 mΩ.

2 Solun koko 18650. Solun koko ja rakenne määräävät sisäisen vastuksen.

3 Säännöllisesti huollettavien akkujen elinkaari.

4 Elinkaari riippuu purkauksen suuruudesta. Pienempi purkaus pidentää käyttöikää.

5 Suurin itsepurkautumisnopeus on heti latauksen jälkeen. NiCd-akku menettää 10 % latauksestaan ​​ensimmäisten 24 tunnin aikana, sitten latausnopeus laskee 10 %:iin 30 päivän välein. Korkeat lämpötilat lisäävät itsepurkautumista.

6 Turvapiiri kuluttaa tyypillisesti 3 % varastoidusta energiasta kuukaudessa.

7 Perinteistä jännitettä 1,25, 1,2 V käytetään yleisemmin.

8 Alhainen sisäinen resistanssi vähentää jännitteen pudotusta kuormituksen alaisena, ja Li-Ion-akuissa on usein merkintä yli 3,6 V/kenno. 3.7V ja 3.8V merkityt elementit ovat täysin yhteensopivia 3.6V kanssa.

9 Kestää suuren kuormitusvirtapulssin, mutta tarvitsee aikaa toipuakseen.

10 Älä lataa litiumioniakkuja säännöllisesti pakkasen alapuolella.

11 Huolto, kuten tasapainotus tai lataus sulfatoitumisen estämiseksi.

12 Useimmissa litiumionijärjestelmissä katkaisu tapahtuu, jos jännite on alle 2,20 V ja suurempi kuin 4,30 V. Litiumferrofosfaattiakkuihin sovelletaan muita jännitteitä. [9]

Ominaisuudet

Akun kapasiteetti

Akun kapasiteetti otetaan useimmiten sähkömääränä, joka on yhtä suuri kuin 1 C, virranvoimakkuudella 1 A 1 s (kun muunnetaan aika tunteiksi, saadaan 1 A * h = 3600 C). Ne kuitenkin hyväksytään, ei mitata. On yleinen väärinkäsitys, että akun kapasiteetti mitataan A * h, tämä ei ole täysin totta, koska 1 A * s \u003d 1 C tai 1 A * h \u003d 3600 C sähkön tai sähkövarauksen määrä on mitattu; kaavan Q \u003d I * t mukaan, missä Q on sähkön tai sähkövarauksen määrä, I on virran voimakkuus, t on sähkövirran virtausaika. Esimerkiksi merkintä "12 V 55 Ah" tarkoittaa, että akku tuottaa 198 kC (kilo coulomb) sähkömäärän missä tahansa piirissä 55 A:n purkausvirralla 1 tunnissa (3600 s) kynnysarvoon asti. jännite 10,8 V. Laskelma osoittaa, että 255 A purkausvirralla akku purkautuu 12,9 minuutissa. Kuten näet, 55 A * h ei ole kapasitanssi (sähköinen kapasitanssi mitataan Faradeissa, 1 F \u003d 1 C / V). Siksi akkuun on kirjoitettu sähkön määrä Q, jonka se tuottaa tietyllä purkausvirralla ja tietyllä kulumisajalla.

Energiatiheys

Energiatiheys - energian määrä akun tilavuus- tai massayksikköä kohti (katso Art. Energy Density ).

Itsepurkaus

Itsepurkautuminen on akun latauksen menetystä sen jälkeen, kun se on ladattu täyteen ilman kuormaa. Itsepurkautuminen ilmenee eri tyyppisillä akuilla, mutta on aina maksimi ensimmäisten tuntien aikana latauksen jälkeen ja sen jälkeen hidastuu.

Ni-Cd-akkujen osalta enintään 10 %:n itsepurkautuminen katsotaan hyväksyttäväksi ensimmäisten 24 tunnin aikana lataamisen jälkeen. Ni-MH:lla itsepurkaus on hieman pienempi. Li-ionissa se on erittäin pieni ja ilmenee merkittävästi vasta muutaman kuukauden sisällä latauksen jälkeen.

Suljetuissa lyijyakuissa itsepurkautuminen on noin 40 % yhden vuoden varastoinnissa 20 °C:ssa ja 15 % 5 °C:ssa. Jos säilytyslämpötilat ovat korkeammat, itsepurkautuminen lisääntyy: 40 °C:n akut menettävät 40% kapasiteetistaan ​​vain 4-5 kuukaudessa.

Lämpötilajärjestelmä

Pidä akut poissa tulesta ja vedestä, liiallisesta kuumuudesta ja kylmästä sekä äkillisistä lämpötilan muutoksista.

Paristoja ei saa käyttää yli +50°C ja alle -25°C lämpötiloissa. Kun akkua käytetään "kylmällä talvella", on suositeltavaa poistaa se ja säilyttää se lämpimässä huoneessa. Lämpötilajärjestelmän rikkominen voi johtaa käyttöiän lyhenemiseen tai suorituskyvyn menettämiseen.

Akun tyyppi

Akun tyyppi määräytyy käytettyjen materiaalien mukaan. Erotetaan seuraavat:

• Cn-Po on grafeenipolymeeriakku.
• La-Ft - lantaanifluoridiakku
• Li-Ion - litiumioniakku (3,2-4,2 V), yleinen merkintä kaikille litiumakuille
  • Li-Co - litium-kobolttiakku , (3,6 V), perustuu LiCoO 2 -teknologiaan, kehitysvaiheessa
  • Li-Po - litiumpolymeeriakku (3,7 V), polymeeri elektrolyyttinä
  • Li-Ft - litium-fluoriakku
  • Li-Mn - litium-mangaani akku (3,6 V) perustuu LiMn 2 O 4
  • LiFeP tai LFP - LiFePO 4 -pohjainen litiumrautafosfaattiakku (3,3 V)
    • LiFeYPO 4  - litiumrauta-yttriumfosfaatti (yttrium lisätty parantamaan ominaisuuksia)
  • Li-Ti - litium-titanaattiakku (2,3 V) perustuu Li 4 Ti 5 O 12
  • Li-Cl - litium-klooriakku (3,99 V)
  • Li-S - litium-rikkiakku (2,2 V)
  • LMPo - litiummetallipolymeeriakku
• Fe-air - rauta-ilma-akku
• Na/NiCl - nikkeli- suolaakku (2,58 V)
• Na-S - natrium-rikkiakku , (2 V), korkean lämpötilan akku
• Ni-Cd - nikkelikadmium-akku (1,2 V)
• Ni-Fe - rauta-nikkeli-akku (1,2-1,9 V)
• Ni-H2 -  nikkeli -vety akku (1,5 V)
• Ni-MH – nikkelimetallihydridiakku (1,2 V)
• Ni-Zn - nikkeli-sinkkiakku (1,65 V)
• Pb - lyijyakku (2 V)
• Pb-H - lyijy-vety akku
• Ag-Zn - hopea-sinkkiakku (1,85 V)
• Ag-Cd - hopea-kadmium-akku (1,6 V)
• Zn-Br - sinkki-bromiakku (1,8 V)
• Zn-air - sinkki-ilma-akku
• Zn-Cl - sinkkikloridiakku
• RAM ( Rechargeable Alkaline Manganese ) - ladattava valikoima mangaani-sinkki-alkalisia galvaanisia kennoja (1,5 V)
• Vanadium akku (1,41V)
• Alumiinigrafiittiakku (2V)
• Alumiini-ioniakku (2V) [10]

Akun sähkö- ja suorituskykyominaisuudet riippuvat elektrodien materiaalista ja elektrolyytin koostumuksesta. Yleisimmin käytetyt akut ovat:

Muototekijät

• AA elementti
• AAA elementti

Ulkoinen akku

Ulkoinen akku (ladattava akku) ( englanniksi  power bank ) on laite mobiililaitteen ( puhelin , älypuhelin, tablettitietokone) useaan lataukseen ilman vaihtovirtalähdettä (verkkovirtaa).

Syynä näiden laitteiden ilmestymiseen oli, että nykyaikaisten älypuhelimien ja tablettien aktiivisella käytöllä niiden akkujen lataus riittää suhteellisen lyhyeksi ajaksi - puoli päivää tai päivää. Niiden lataamista varten kentällä kehitettiin kannettavat akut [11] [12] . Tällaisten laitteiden tyypillinen massa on 200-800 grammaa, kapasiteetti useista tuhansista mAh:ista 10-20 Ah:iin [13] . Heidän avullaan voit ladata puhelimesi 2-5 kertaa. Useimmiten ne tarjoavat USB-portin liitäntää varten. Joissakin niistä on liittimet tai sovittimet suosittuja matkapuhelinliittimiä varten. Suuren kapasiteetin ulkoisissa akuissa voi olla sovittimia kannettavien tietokoneiden lataamiseen. Joskus ulkoisissa akuissa on latausilmaisin tai sisäänrakennettu LED - taskulamppu .

Sovellus

Useimmissa tapauksissa akkujen järjestelmällinen käyttö on mahdollista vain kannettavissa radioviestintälaitteissa .[ mitä? ] ja muu digitaalitekniikka, jossa käytetään litiumioniakkuja ja lataus-purkausohjausjärjestelmä on sisäänrakennettu laitteeseen.
Budjettisegmentissä "yksinkertaisia" nikkelimetallihydridi- ja nikkeli-kadmiumparistoja käytetään alkaliparistojen ( paristot ) budjettikorvikkeena. Nikkelikadmiumparistoja käytetään virranlähteenä edullisissa johdottomissa sähkötyökaluissa .

Myös sähköautoissa . [neljätoista]

Akkujen lataus

Kun kemiallinen energia loppuu, jännite ja virta laskevat ja akku lakkaa toimimasta. Voit ladata akun (akkujen akun) mistä tahansa tasavirtalähteestä korkeammalla jännitteellä rajoittaen samalla virtaa. Yleisin on latausvirta ( ampeereina ), joka on verrannollinen 1/10:een akun ehdollisen nimelliskapasiteetista ( ampeeritunteina ).

Monilla akkutyypeillä on erilaisia ​​rajoituksia, jotka on otettava huomioon latauksen ja myöhemmän käytön aikana, esimerkiksi NiMH-akut ovat herkkiä ylilataukselle ja alhaisille lämpötiloille, litiumioniakut ovat herkkiä ylipurkaukselle, korkealle jännitteelle, matalille tai korkeille lämpötiloille. NiCd- ja NiMH-akuilla on ns. muistiefekti , joka koostuu kapasiteetin laskusta, kun lataus suoritetaan epätäydellisesti tyhjentyneellä akulla. Tämän tyyppisillä akuilla on myös huomattava itsepurkautuminen, toisin sanoen ne menettävät vähitellen latausta ilman, että ne on kytketty kuormaan. Virtalatausta voidaan käyttää torjumaan tätä vaikutusta .

Akun latausmenetelmät

Akkujen lataamiseen käytetään useita menetelmiä; yleensä lataustapa riippuu akun tyypistä [15] .

Hidas tasavirtalataus

Lataa tasavirralla , joka on verrannollinen 0,1-0,2:een ehdollisen nimelliskapasiteetista Q, vastaavasti noin 15-7 tuntia.

Pisin ja turvallisin lataustapa. Sopii useimpiin akkutyyppeihin.

nopea lataus

Lataa tasavirralla, joka on verrannollinen 1/3 Q:iin noin 3-5 tuntia.

Ensimmäiset tätä tekniikkaa tukevat älypuhelimet julkaistiin vuonna 2013. Sitten valmistajat lisäsivät virtalähteen jännitettä saavuttaakseen havaittavia tuloksia - nopeus kasvoi 30-40% verrattuna tavalliseen (hitaaseen) lataukseen.

Nopeutettu tai "delta-V" lataus

Lataus, jonka alkulatausvirta on verrannollinen akun nimelliskapasiteettiin, jolla akun jännitettä mitataan jatkuvasti ja lataus päättyy, kun akku on latautunut täyteen. Latausaika on noin puolitoista tuntia. Akku voi ylikuumentua ja jopa tuhota sen.

OPPO :n SuperVOOC- teknologian  avulla voit ladata älypuhelimesi lähes 30 % vain viidessä minuutissa. [16]

käänteinen maksu

Se suoritetaan vuorotellen pitkiä latauspulsseja lyhyiden purkauspulssien kanssa. Käänteinen menetelmä on hyödyllisin NiCd- ja NiMH-akkujen lataamiseen, joille on ominaista ns. "muistiefekti".

Katso myös

• Laturi
• Akun kunto
• kaasuakku
• Ionistori
• Galvaaninen kenno
• auton akku
• Sähkökemia
• Akku
• kuormahaarukka

Muistiinpanot

1. ↑ Sähköakku // Tehoelektroniikka: lyhyt sanakirja termien ja määritelmien sanakirjasta - M .: MPEI Publishing House, 2008
2. ↑ SÄHKÖAKKU • Great Russian Encyclopedia - sähköinen versio . bigenc.ru . Haettu: 7.10.2021. (määrätön)
3. ↑ Akku / / Davis S., James A. Electrochemical Dictionary - M .: Mir, 1979
4. ↑ Lebedev Yu.A. Maratonin juoksijan toinen tuuli (noin lyijyä). - M . : Metallurgia, 1990. - 144 s. — ISBN 5-229-00435-5 .
5. ↑ Galvaaninen kenno // Davis S., James A. Electrochemical Dictionary - M .: Mir, 1979
6. ↑ Ladattava akku // Tehoelektroniikka: lyhyt sanakirja termien ja määritelmien sanakirjasta - M .: MPEI Publishing House, 2008
7. ↑ Tiedemiehet ovat kehittäneet "tulevaisuuden akun"
8. ↑ Laitteille on luotu vallankumouksellinen akku.
9. ↑ Anastasia Litvinova. Erityyppisten paristojen vertailu (pääsemätön linkki) . Luontoaika (26.6.2014). Haettu 22. tammikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 7. joulukuuta 2021. (Venäjän kieli) 
10. ↑ Tutkijat ovat luoneet joustavia akkuja, jotka latautuvat minuutissa // vesti.ru, 04/07/2015
11. ↑ Opas kannettavan akun valintaan  - ComputerPress 11'2012
12. ↑ Ulkoiset USB-akut (linkki ei ole käytettävissä) . Käyttöpäivä: 12. lokakuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 19. lokakuuta 2014. (määrätön) 
13. ↑ Kymmenen ulkoista akkua. Maksun arvoinen? // Rekisteri, 2012
14. ↑ Sähköliikenteessä oli pulaa raaka-aineista. Johtavat autonrakentajat pitävät polttomoottorin hylkäämistä ennenaikaisena // NG , 02/07/2022
15. ↑ Zaitsev I.P. Lataustaito - koulutus. Akun latausohjaimet autonomisille laitteille // Komponentit ja tekniikat: Journal. - 2006. - Nro 9 .
16. ↑ Älypuhelimet salamannopealla latauksella. Kuinka se toimii? // hi-tech.mail.ru

Kirjallisuus

• Voinarovsky P.D. Sähköakut // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : 86 osassa (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
• Akut // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : 86 nidettä (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Brockhaus ja Efron Sotilaallinen Sytina Pieni Brockhaus ja Efron Tekninen (1 painos) Britannica (verkossa) Britannica (verkossa) Universalis
Bibliografisissa luetteloissa	GND : 4068497-0 J9U : 987007536417205171 LCCN : sh85128358 NKC : ph114014

Kemialliset virtalähteet
Galvaaniset kennot	ilma-sinkki litium Litiumrautadisulfidi litiumjodi Mangaani-sinkkisuola (hiili-sinkki, Leklanshe) Mangaani-sinkki alkalinen Sinkkikloridi hopeaa Kloori-hopea-magnesium Lyijykloridi-magnesium Elohopea-sinkki keskittyminen Daniela Kromisinkki (Grene, Bunsen, Poggendorf) Grove Mercury-kadmium (normaali Weston)
Sähköakut	alumiini-ioni Vanadiini Rauta-nikkeli Litium-ioni ( litiumrautafosfaatti , litiumpolymeeri , litiumtitanaatti , litiumnikkeli- mangaanikobolttioksidi , litiumnikkeli- kobolttialumiinioksidi ) Litium-happi litium rikki natrium-ioni Natrium rikki Nikkeli vety Nikkeli-kadmium Nikkelimetallihydridi Nikkelisuola Nikkeli-sinkki lyijyhappo Hopeinen sinkki
polttokennoja	Suora metanoli kiinteä oksidi Emäksinen Fosfaatti
Mallit	Akku ampullin akku Galvaanikennojen, akkujen ja paristojen tärkeimmät standardoidut koot
Laite	Anodi Katodi Elektrolyytti