Остале врсте батерија (никл-кадмијумске, никлметалхидридне,

Transcript

1 Остале врсте батерија (никл-кадмијумске, никлметалхидридне, литијум-јонске, литијумполимерне, никл-цинк...).

2 Обновљиви извори електричне енергије све су популарнији, један од најзначајних ОИЕ свакако је сунца, односно ветра, постоји значајан проблем како да се створена енергија ускладишти. Производња јефтиних и лаких батерија једна је од највећих нада произвођача уређаја за добијање енергије из обновљивих извора енергије. За сада, батерије су још тешке, скупе, споро се пуне струјом, а брзо празне.

3 Прву батерију изумео је године grof Alessandro Volta. Он је открио да ако се две плоче различитих метала велике чистоће уроне у електролит, а на горњем се делу споје електричним водичем, између плоча ће потећи једносмерна струја. Пуњиве батерије су састављење од електрода и електролита направљених од мешавина као што су нпр. литиум-јонске или никл-металхидридне.

4 Никал Кадмијум (NiCd) Батерије Технологија алкалних Никал батерија започела је у г. када је Waldmar Jungner изумио NiCd батерију.материјал за израду је био скуп у успоредби с другим батеријама у то вријеме што је ограничило употребу.

5 У г., активни материјал је стављен унутар порозне никал плочасте електроде и у г. почињу истраживања на затвореној NiCd батерији која поново враћа унутарасње плинове створене за време пуњења уместо да их пушта напоље. Ова предност води ка модерној затвореној NiCd батерији коју користимо и данас.

6 Ni-Cd battery (1.2V): извор:

7 NiCd - батерија је добра за брза и спора пуњења као и пулсирајућа и континуирана, уствари NiCd је једина врста батерије која ради најбоље у тешким условима. Редовита дубока пражњења су јако важна, у противном, велики кристали ће се формирати на плочама ћелије (меморијски ефект) и NiCd ће изгубити капацитет. NiCd губи око 10% капацитета у првих 24h а даље сваких месец дана око 10%.

8 NiCd батерија остаје популарна за примене као: радио станице, медицински инструменти, видео камере, радни алати, новиа технологие NiCd и код ОИЕ за складиштење електричне енергије. Предности NiCd батерија: 1. Брзо и једноставно пуњење - чак и након дугог складиштења, 2. Велики број циклуса пуњења-пражњења - NiCd омогућује преко 1000 циклуса, 3. Добре могућности при великим оптерећењима - NiCd омогућује пуњење при ниским температурама, 4. Дуго време складиштења - у било којем стању напуњености,

9 5. Једноставно чување и транспорт - већина ваздухопловних компанија прихваћају без посебних дозвола, 6. Добре карактеристике на ниским температурама, 7. Опрашта ако се не бринете о њој - више од било које друге батерије, 8. Јефтина - NiCd је најјефтинија батерија по једном циклусу, 9. Доступна у разном облицима и изведбама - већина NiCd је округла.

10 Ограничења 1. Релативно мали капацитет - успоредно с новим батеријама, 2. Меморијски ефект - NiCd треба периодично пунит / празнит за дуги радни век, 3. Лоша за животну средину - NiCd садржи опасне метале, 4. Има релативно велико само пражњење - захтева пуњење након складиштења. ТАЦИОНАРНЕ Ni-Cd БАТЕРИЈЕ САФТ СЕРИЈЕ КПХ Никл(II) хидроксид Ni(OH) 2

11 Ni-MH(Nickel Metal Hydride) батерије Истраживања NiMH батерија започињу 1970-их у смислу тражења наћина за складиштење хидрогена у Никал Хидроген батерији. Данас, Никал Хидроген батерије се углавном користе за сателите. Велике су и имају високо-притисне челичне спремнике, коштају јако пуно. Модерна NiMH батерија има 40% већи капацитет од NiCd а постоји потенцијал за још већу разлику али не без неких негативних појава.

12 Данас се под меморијским ефектом често спомиње један другачији феномен. Ради се о кристализацији унутар батерије. У NiCd батерији кадмијум је присутан у облику сићушних кристала. У одређеним условима ти кристали се могу повезати и нарасти у веће кристале, чиме им се смањује корисна површина, па долази до пада напона и капацитета батерије.

13 Ni-MH(Nickel Metal Hydride) батерије извор:

14 Предности: % већи капацитет од NiCd - постоји потенцијал за још већу разлику, 2. једноставно складиштење и транспорт, 3. очување животне средине - прихватљива батерија за околину. Ограничења: 1. мањи век трајања - ако се дубоко празни, посебно са великим струјама, капацитет се почиње смањивати након циклуса. није препоручено дубоко пражњење.

15 2. мања струја пражњења - иако NiMH може дати велике струје пражњења, честа пражњења с високим струјама скраћује век трајања. најбољи се резултати постижу са струјама од 0.2c до 0.5c. 3. сложеније пуњење - NiMH ствара више топлоте за време пуњења и треба дуже време од NiCd убрзано пуњење је опасно. 4. јако само пражњење - NiMH има око 50% веће само пражњење од NiCd нова побољшања су смањила тај проблем али и капаcитет.

16 5. већа осетљивост на температуру - NiMH треба чувати на хладном и у 40% напуњености 6. око 20% скупља од NiCd - NiMH батерије проектиране за велике струје су посебно скупље. Литијум-јонску батерија - Li-Ion (Lithium-ion) baterije Прву литијум-јонску батерију направила је године фирма Sony, а две године касније фирма Toshiba прва је употребила овај тип батерија за напајање лаптоп рачунара.

17 Li-Ion батерије су савремен тип батерије које данас преовладавају као извор напајања мобилних телефона, дигиталних фотоапарата и камера. Одликује их мала маса, знатно већи капацитет од NiMH батерија и већи напон (3.6 V). С друге стране, саме по себи су врло осетљиве и зато се стандардно испоручују с електроником која регулише њихово пуњење и пражњење.

18 Као све батерије, и литијум-јонске батерије се састоје од две електроде и електролита у који су уроњене. Негативна електрода (катода) најчешће се прави од графита. Позитивна електрода (анода) прави се најчешће од оксида литијума и кобалта или оксида литијума и мангана (тзв. спинел).

19 Што се тиче електролита, код класичних ваљкастих Ли-ион батерија користе се литијумове соли растворене у органском растварачу, јер због бурног реаговања литијума и воде не сме да се користи водени раствор. Због потребе за елементима другачијих облика развијене су и тзв. литијум-јон-полимер батерије, код којих је електролит у чврстом (тачније, желатинозном) стању.

20 Lithium ion battery (3.7V): извор:

21 Li-Ion батерије не показују меморијски ефекат. Занимљиво је да Li-Ion батерија приликом пуњења врло брзо постигне 70-80% капацитета, док је за пуњење до 100% потребно барем још толико времена. Li-Ion батерије пуне се сложеним и врло прецизним поступком и не препоручује се никакво друго пуњење него на пуњачима који су за њих намењени. Li-Ion батерију можете пунити кад год желите и колико желите, ипак узмите у обзир да већи број циклуса пражњења/пуњења пропорционално смањује животни век батерије.

22 Литијум-јонске батерије по правилу могу да издрже 300 до 500 пражњења пре него што изгубе толико капацитета да се морају заменити, али то зависи од разних чинилаца, укључујући и температуру на којој батерија ради. Примера ради, ако батерије оставите у прегрејаном аутомобилу дуже време, оне ће постати неупотребљиве за приближно три месеца. Редно-паралелна веза. Редна веза повећава напон, паралелна веза повећава капацитет. Ивор

23 Литијум-полимерне Li-polymer је нова генерација батерија, са својствима врло сличним Ли-ион батеријама. Карактерише их већи капацитет, мањи трошак производње и могућност обликовања у такорећи произвољне облике. Недостатак су им краћи век трајања, немогућност пражњења јачом струјом и већа осетљивост на ниске температуре.

24 Litij-ion-полимерне батерије имају високу густоћу енергије захваљујући којој ове лаке батерије имају дуг радни век. Такођер, литиј-ион-полимерну батерију можете пунити када желите, јер не захтева пун циклус пуњења или пражњења. извор:

25 Никл-цинк Nikl-cink (Ni-Zn)- акумулатори су комбинација Ni-Cd система и бакарцинк (Cu-Zn) система. Кључна побољшања која се постижу су дужи период експлатације и већи капацитет акумулатора. Капацитет Ni-Zn акумулатора је дупло већи него код Ni - Cd акумулатора. Ови акумулатори захтевају контролу напуњености, да би се спречило преоптерећење. Назначени напон потпуно напуњене ћелије је око 1,73 V.

26 Соларне електране "Матарова" у селу Мердаре, код Куршумлије ХВАЛА НА ПАЖЊИ!