Виды и конструктивные особенности аккумуляторов

Промышленность выпускает различные виды аккумуляторных батарей, отличающихся по применяемым материалам и габаритам. 

• Свинцово-кислотные. В роли активных элементов в них используют пластины, состоящие из свинцового сплава с его диоксидом, они заливаются разбавленной серной кислотой.

Этот вид аккумуляторов подразделяется на 4 группы, они могут выполняться

• в портативном,
• стационарном,
• стартерном,
• тяговом исполнении.

• Никель-кадмиевые. Для изготовления реагентов берут кадмий и никелевый гидроксид, электролит — щелочной раствор. Различают два типа: 

• герметичные,
• не обладающие герметичностью. Негерметичные в свою очередь бывают

• с отдельными пластинами,
• со спаянными электродами.

• Никель-железные. Кадмий в таких устройствах заменен железом. В результате химической реакции выделяется много водорода, потому аккумуляторы снабжают специальными газоотводными отверстиями.
• Никель-металлогидридные. Для изготовления активного элемента берут интерметаллидные соединения, такие сплавы обладают способностью сорбировать водород, причем реакция обратима. Фома представляет собой призму или диск.
• Никель-цинковые. Они относятся к группе щелочных устройств, отрицательными электродами служат цинковые элементы. Удельная энергия в два раза превышает показатель никель-кадмиевых устройств.
• Серебряно-цинковые. В качестве материала для положительных электродов используется серебряный оксид, для отрицательных — цинк. Характеризуются малым ресурсом, имеют низкий саморазряд, но стоят недешево.
• Серебряно-кадмиевые. Обладают такими же характеристиками, как и предыдущий тип аккумуляторов, только вместо цинка в них используется более токсичный кадмий.
• Никель-водородные. В качестве отрицательного электрода применяют газодиффузоидный материал пористой структуры. Он снабжен катализатором из платины. Имеет высокую стоимость, но обладает высоким уровнем удельной энергии и хорошим ресурсом.
• Литий-ионные. Один из самых распространенных типов портативных моделей. Электрод с отрицательным зарядом состоит из углеродного материала с внедренными литиевыми ионами. Электрод с положительным зарядом состоит из кобальтового оксида, который также содержатся литиевые ионы. Электролит — неводный апротонный растворитель, содержащий литиевую соль.
• Литий-полимерные. Анод имеет углеродный состав, в него внедрены литиевые ионы. Положительные элементы производят из кобальтовых, марганцевых или ванадиевых оксидов. Электролит — литиевая соль, помещенная в матрице из полимеров и разбавленная растворителем. Такие батареи безопасны в эксплуатации, обладают большим ресурсным потенциалом и повышенной удельной энергией.
• Марганцево-цинковые. Изготовленные с применением специальных технологий, они обладают способностью к перезарядке, герметичны, имеют высокую удельную энергию, но малый эксплуатационный ресурс (не более 50 циклов), потому не имеют широкого распространения.

Достоинства и недостатки аккумуляторных батареек

Из-за различий в конструкции аккумуляторов разного типа и применяемых в них материалов, каждая группа изделий имеет свои достоинства и недостатки. Особенности имеют как аккумуляторы для бытовых электроприборов, так и промышленные. Но можно выделить общие для всех элементов характеристики: 

• разрядное напряжение (от 1,25 до 3,5 вольт);
• емкость. С ростом скорости разряда она стремительно падает, показатель снижается и при эксплуатации изделий в условиях холода;
• удельная мощность — эта характеристика ниже всего у никель-железных устройств, а самая высокая — у литиевых моделей;
• количество циклов перезарядки. Этот показатель у литий-ионных батарей самый большой и достигает нескольких тысяч. Срок службы аккумуляторов зависит от соблюдения правил эксплуатации. Например, желательно не допускать полной разрядки свинцово-кислотных моделей, а литий-ионные рекомендуется периодически полностью разряжать и только потом подключать к электросети.