Akkutyypit: mitä ne ovat? Luokat ja sovellukset

“Akut todella muuttivat ihmisten elämää” ei ole liioittelua! Käsite energian tallentamisesta laitteeseen ja sen käyttäminen ilman tasavirtaa mahdollisti nykyaikaiset gadgetit, kuten matkapuhelimet! Meidän on kiitettävä kreivi Alessandro Voltaa, henkilöä, joka keksi ensimmäisen sähköakun, elämän yksinkertaistamisesta. Tämä 1800 -luvun keksintö antoi muille keksijöille polun kehittää tällä hetkellä käytössä olevia erityyppisiä paristoja.

Uuden aikakauden sähkölaitteen kuvitteleminen ilman akkua on melko vaikeaa! Joten, luuletko, että meidän pitäisi oppia ainakin tämän laitteen perusteet?

Lue eteenpäin tietääksesi, mikä akku on, tyypit ja käyttötarkoitukset sekä vinkkejä oikean akun valitsemiseen käyttötarkoitukseesi.

paristotyypit

Mikä on akku? Miksi sitä käytetään?

Akku on laite, joka käyttää kemiallista energiaa sähkön tuottamiseen saattamalla yhden tai useamman sähkökemiallisen kennon kosketukseen toistensa kanssa. Järjestämällä nämä solut oikeaan järjestykseen luodaan elektronivirta sähkövirran tuottamiseksi.

Jokaisessa akussa on kolme pääosaa:

  • Katodi – positiivinen puoli
  • Anodi- negatiivinen puoli
  • Elektrolyytit

Kun ulkoinen laite on kytketty anodiin, se tuottaa elektroneja, jotka liikkuvat kohti katodia. Elektrolyytti toimii väliaineena, joka mahdollistaa sähkövarauksen virtauksen.

Akun päätarkoitus on varastoida sähköä ja pitää gadgetit käynnissä ilman suoraa virtaa. Paristoja käytetään lähes kaikissa sähkölaitteissa, kuten leluissa, autoissa, kannettavissa tietokoneissa, lääketieteellisissä laitteissa, kauko -ohjaimissa jne. Ne tarjoavat myös varavirtalähteen koteihin ja toimistoihin varastoimalla ja purkamalla sähköä..

HUOMAUTUS: Vaikka akkua ja kennoa käytetään keskenään, on olemassa kaksi eri järjestelmää. Kenno on yksi yksikkö akussa, joka varastoi sähköä, kun taas akku käsittää yhden tai useamman tällaisen kennon.

Mitkä ovat paristojen tyypit?

Akut on jaettu kahteen perustyyppiin – ensisijainen ja toissijainen.

Ensisijaiset paristot:

Nämä ovat kertakäyttöisiä paristoja, jotka varastoivat niihin suuria määriä energiaa. Ne soveltuvat laitteille, kuten leluille, armeijan kaltaisille laitteille jne., Joiden käyttäminen vaatii vähän virtaa. Vaikka Primary-paristojen tehokkuus on melko korkea ladattaviin paristoihin verrattuna, ne eivät ole ympäristöystävällisiä. Kun akku on tyhjentynyt, se on hävitettävä, mikä lisää sähköjätteen määrää.

Ensisijaiset paristot tunnetaan myös nimellä kuivaparistot, koska niissä ei ole nestettä.

Esimerkkejä: Alkaliparistot, kuten nappikennot, AA, AAA, 9V; Sinkki -hiili- ja litiumakut

Toissijaiset paristot:

Nämä ovat ladattavia akkuja, joita voidaan käyttää uudelleen myös virran purkautumisen jälkeen. Kun lataat akun, sähkökemiallinen prosessi toimii päinvastaiseen suuntaan ja muuttaa katodin ja anodin asennon alkuperäiseen tilaansa. Tällöin akku nousee uudelleen ja tulee täysin toimivaksi. Toisioparistoja käytetään muun muassa inverttereissä, autoissa, matkapuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa ja muissa raskaissa järjestelmissä.

Vaikka toissijaiset paristot ovat kalliita, ne kestävät pitkään ja antavat sinulle todellista vastinetta rahalle. Akut toimitetaan erityisellä laturilla niiden lataamiseksi.

Esimerkkejä: Nikkeli-kadmium, litium-ioni, lyijyhappo, nikkeli-metallihydridi.

Luettelo 10 erityyppisestä paristosta ja niiden sovelluksista:

Ymmärrämme nyt markkinoilla saatavana olevat 10 yleistä paristotyyppiä, joissa on yksityiskohtia tarkoituksesta, rajoituksista jne.

1. Sinkki-hiili-akku:

Sinkki hiili

Sinkki-hiili-akku on yleisin primääriparistojen tyyppi, joka tunnetaan myös nimellä Leclanche-kenno. Se on kuiva akku ulkosäiliössä, joka on anodi, joka sisältää sinkkiä. Keskihiilisauva on katodi, joka sisältää hiilen ja mangaanidioksidin seoksen. Ammoniumkloridipasta on elektrolyytti ja kuitukangas erottaa kaksi elektrodia.

Sinkki-hiili-akut sopivat yleisiin laitteisiin, kuten taskulamput, kaukosäätimet, kellot, radiot jne. Jännite voi vaihdella välillä 1,2V-1,4V. Näiden paristojen suurin haittapuoli on niiden alttius korroosiolle joka käytön yhteydessä. Koska ne ovat kertakäyttöisiä paristoja ja niiden käyttöikä on lyhyt, ne on kierrätettävä ympäristön pilaantumisen estämiseksi.

2. Alkaliparisto:

Alkaliparisto

Alkaliparistot kuuluvat ensisijaiseen luokkaan, jossa käytetään anodina ja katodina mangaanidioksidikeskusta ja sinkkiä. Nämä paristot käyttävät kaliumhydroksidia, alkalista elektrolyyttiä happaman, kuten ammoniumkloridin, sijaan. Näillä paristoilla on pidempi säilyvyys ja energian varastointi verrattuna sinkki-hiili-paristoihin.

Nämä kotitalousakut sopivat esimerkiksi paristosoitimille, taskulampuille, digitaalikameroille, leluille jne. Nimellisjännite alkaa 1,5 V: sta ja voi nousta jopa 1,6 V: iin kemikaalien pitoisuudesta riippuen. Vuoto on alkaliparistojen suuri ongelma, mikä lisää altistumisvaaraa vaarallisille kemikaaleille. Tavalliset alkaliparistot on kierrätettävä, jotta vältetään myrkylliset jätteet kaatopaikoilla.

3. Litium -akku:

Litiumparisto

Litiumakut ovat niitä, jotka käyttävät litiumia anodeina. Ne ovat kevyitä paristoja ja niillä on korkea energiatiheys ja säilyvyysaika verrattuna muihin ensisijaisiin paristoihin. Litiumparistojen jännite voi vaihdella 1,5 V – 3,7 V. Monet ihmiset hämmentyvät litiumakkujen ja litiumioniakkujen välillä, jotka ovat litiumpolymeeria käyttäviä toissijaisia ​​paristoja.

Monet kannettavat elektroniset laitteet, kuten kauko-ohjattavat lelut ja sähköajoneuvot, käyttävät litiumparistoja “raskaan käytön” vuoksi. Näitä paristoja on myös erikokoisia, alkaen 20 mm kolikon koosta. Näiden paristojen miinuspiste on se, että ne ovat alttiita oikosululle ja tuottavat äärimmäistä lämpöä, joka voi muuttua tulipaloksi. Siksi litiumakut ovat kiellettyjä lentomatkoilla.

4. hopeaoksidi akku:

Hopeaoksidi -akku

Hopeaoksidiakku on ensisijainen akku, joka on suosittu korkeasta energia-paino-suhteestaan. Akku käyttää hopeaoksidia katodina ja sinkkiä anodina yhdessä alkalisen elektrolyytin kanssa. Hopeaoksidiparistot ovat pieniä nappikennoja, joissa on kiiltävä hopeaväri. Niitä käytetään laitteissa, kuten laskimissa, kuulokojeissa ja kelloissa.

Hopeaoksidiparistot säilyttävät kennojännitteen 1,55 V, kunnes koko energia on käytetty. Pienikokoisen ja suuren energiatiheyden vuoksi hopeaoksidiparistoja käytettiin Apollo -ohjelmassa. Koska nämä paristot sisältävät pieniä määriä elohopeaa, niiden hävittäminen kaatopaikoille voi johtaa maaperän saastumiseen elohopealla.

5. Sinkki-ilma-paristot:

Sinkki -ilma

Sinkkiparistot ovat täydellisiä esimerkkejä sanonnasta “Pieni, mutta mahtava”! Nämä ovat pieniä kertakäyttöisiä paristoja, jotka käyttävät polttoaineena sinkkiä, joka reagoi ilman hapen kanssa muodostaen energiaa. Toisin kuin tavalliset paristot, nämä laitteet käyttävät polttoainetta ja hapettavaa ainetta muuntaakseen kemiallisen energian sähköksi. Siksi sinkki-ilma-akkuja kutsutaan myös sinkki-ilma-polttokennoiksi.

Tämän tyyppisten paristojen nimellisjännite on 1,35-1,4 V. Sinkki-ilma-paristoja käytetään eri tarkoituksiin kuulokojeista sähköverkon mittakaavan energiavarastoihin, ja niiden koko vaihtelee sovelluksen mukaan. Nämä akut voivat aiheuttaa sinkkikorroosion vaaran, kun ne tyhjenevät syvästi. Viime aikoina markkinoilla on saatavilla ladattavia sinkki-ilma-akkuja, mikä kilpailee litiumioniakkujen kanssa.

6. Lyijyakku:

Lyijyakku

Lyijyakku on yksi vanhimmista toisentyyppisistä paristoista, joka keksittiin vuonna 1859. Se on suosittu akkuvaihtoehto moottoriajoneuvoissa, sähköasemissa jne., Joiden käynnistyminen vaatii suuria ylivirtoja. Nämä laitteet käyttävät sieni -lyijyä (anodia), lyijyperoksidia (katodi) ja laimennettua rikkihappoa (elektrolyyttiä) kemiallisen energian muuttamiseksi sähköenergiaksi. Niiden nimellisjännite on 2,1 V..

Lyijyakut ovat kooltaan melko suuria ja sisältävät säiliön, levyn, erottimet ja akun navat sekä kemialliset aineet. Nämä edulliset, korkean energian paristot toimivat invertteriakkuina kuten UPS-järjestelmissä, jotka toimittavat virtaa hätäkatkoksen aikana. Lyijyakkuilla on suuri räjähdysvaara kaasun tai sisäisen oikosulun vuoksi.

7. Litiumioniakku (litiumioniakku):

Litiumioniakku (litiumioniakku)

Litium- tai litiumioniakut ovat toissijaisia ​​akkuja, jotka voidaan ladata uudelleen. Nämä paristot käyttävät grafiittia anodina, litiummateriaalia katodina ja elektrolyyttiä, kuten litiumsuolaa. Latauksen aikana litiumionit virtaavat anodista katodiin ja kulkevat päinvastaista reittiä purkautumisen aikana. Li-ion-akut ovat erimuotoisia, kuten lieriömäisiä, litteitä tai muovikoteloissa.

Näiden paristojen nimellisjännite on 3,6 V-3,8 V, ja niiden kestoaika on pidempi, noin 2-4 vuotta. Paristojen käyttöikä riippuu monista tekijöistä, kuten lämpötilasta, kemiallisesta seoksesta ja purkaussyvyydestä. Li-ioneja käytetään mobiililaitteissa, mekaanisissa työkaluissa, pyörätuoleissa, autoissa jne. Niillä on kuitenkin huono turvallisuus, koska ne sisältävät helposti syttyviä elektrolyyttejä, jotka johtavat usein räjähdyksiin ja tulipaloihin.

8. Nikkeli-kadmiumakku (Ni-Cd):

Nikkeli -kadmiumakku (ni Cd)

Nikkeli-kadmium-akut ovat ladattavia paristoja, jotka tunnetaan lyhyellä muodolla Ni-Cd (nikkelin ja kadmiumin kemialliset symbolit). Nämä paristot käyttävät nikkelioksidihydroksidia katodina, metallista kadmiumia anodina ja emäksistä liuosta, kuten kaliumhydroksidia elektrolyyttinä. Ni-Cd-akkujen kennojännite on 1,2 V ja suurin jännite 1,3 V.

Ni-Cd-akkujen suurin haittapuoli on lähes vakiojännite jopa purkauksen aikana. Joten on vaikea tunnistaa, milloin akku on vähissä. Toinen akun haaste on Cadiumin käyttö, myrkyllinen metalli, joka voi olla vaarallinen ympäristölle. Näistä syistä johtuen Ni-Cd-akut ovat hitaasti väistymässä nikkelimetallihydridiakkuille.

9. Nikkelimetallihydridiakut (NiMH tai Ni-MH):

Nikkelimetallihydridi (nimh tai Ni Mh)

Nikkelimetallihydridiakut ovat uudelleenladattavia paristoja, jotka käyttävät edistynyttä tekniikkaa. Ne toimivat samalla tavalla kuin Ni-Cd-akut, paitsi että vetyä absorboiva seos korvasi anodina kadiumin. Ni-MH-akut ovat melko parempia kuin Ni-Cd-akut, koska ne ovat kooltaan samankokoisia. Jopa kustannustehokkaasti ne ovat kalliita Ni-Cd-levyille, vaikka ne ovat paljon ympäristön kannalta parempia.

Ni-MH-akkujen nimellisjännite on 1,2 V ja niiden käyttöikä on korkea. Ne ovat varsin kestäviä ja kestävät akkujen ylikuormitusta ja purkautumista. Vaikka ne ovat parempia kuin Ni-Cd-akut, niiden tehokkuus on vain 60% litiumioniakkuista. Ni-MH-akkuja käytetään sähköajoneuvoissa, sähkötuotteissa, kuten kameroissa, matkapuhelimissa, UPS: ssä, sähköverkoissa jne.

10. Litiumionipolymeeri (litiumionipolymeeri):

Litiumionipolymeeri on ladattava akku, jota käytetään laajalti kulutuselektroniikkatuotteissa, kuten matkapuhelimissa. Keskeinen ero litiumionipolymeeri- ja litiumioniakkujen välillä on polymeerielektrolyytin käyttö nestemäisen akun sijaan. Tämä polymeeri voi olla missä tahansa kolmesta muodosta-puolikiinteä geeli, huokoinen kemiallinen yhdiste tai kuiva kiinteä aine.

Li-ion-polymeeriakut ovat kevyitä ja suhteellisen turvallisempia kuin litiumioniakut, koska vuotovaara on pienempi. Nimellisjännite vaihtelee välillä 3,6-3,8 V. Korkeasta hinnasta huolimatta litiumionipolymeeriakkujen energiatiheys ja säilyvyysaika ovat huonompia kuin litiumioniakkujen.

Kuinka valita oikea akku käyttöösi?

Tähän mennessä sinun on täytynyt ymmärtää, että paristot eivät tule kaikille sopiviksi laitteiksi! Seuraavassa on muutamia tärkeitä näkökohtia, jotka sinun on tiedettävä, ennen kuin ostat sovelluksellesi sopivan akun:

Tärkeimmät ostopisteet:

  • Päätä ensin, tarvitseeko laitteesi kertakäyttöistä vai monikäyttöistä akkua. Jos esimerkiksi etsit paristoa sydämentahdistimille tai satunnaiseen käyttöön tarkoitettuihin laitteisiin, kertakäyttöisten akkujen pitäisi olla idea. Mobiililaitteissa, kannettavissa tietokoneissa, e-kelloissa jne. Ladattavat akut säästävät parhaiten. Tämän perusteella voit valita ensisijaisen (ei-ladattavan) tai toissijaisen ladattavan paristotyypin.
  • Koko on toinen tärkeä huomioitava asia. Sinun on valittava oikean kokoinen paristo, joka tulee laitteen mukana. Kokovaihtoehtoja ovat AA, AAA, 4,5 V, 9 V, kolikkokennot, C -tyypin paristot, B -tyypin kennot, D -tyypin kennot jne. Valitse koko, joka vastaa käyttöoppaassa olevia yrityksen spesifikaatioita.
  • Akun käyttöjännite on toinen ratkaiseva parannus. Varmista, että akun nimellisjännite riittää laitteen käyttämiseen. Joskus saatat joutua yhdistämään useamman kuin yhden akun vastaamaan laitteen energiatarpeita.
  • Ymmärrä hyvin akun lämpötila ja kapasiteetti. Jotkut akut eivät toimi alle 0 asteen lämpötiloissa, kun taas toiset ylikuumenevat lämpimällä säällä. Muista tämän parametrin ohella kapasiteetti, eli kuinka paljon tehoa se voi antaa laitteelle.
  • Muista myös akun kustannukset, säilyvyysaika ja ympäristövaikutukset ennen sen ostamista.

Nämä ovat joitain suosittuja akkutyyppejä, joita on saatavilla markkinoilla tänään. Olemme yrittäneet kattaa joitain perustietoja, jotta voimme ymmärtää kunkin tärkeimmät erot. Luuletko, että tämä artikkeli vei sinut takaisin luonnontieteellisille tunneillesi koulussa? Joten mitä näistä akkutyypeistä käytät tällä hetkellä?

Vastuuvapauslauseke:

Tässä artikkelissa julkaistut tiedot ovat vain informatiivisia ja koulutuksellisia, eivätkä ne ole oikeudellisia tai muita ammatillisia neuvoja aiheesta.