ZGŁOŚ SUGESTIĘ
PRODUKTY
MENU KATEGORII
Strona główna bloga > Kategoria: Akumulatorki Ni-MHAkumulatory Li-ionBaterie alkaliczne

Baterie, akumulatory, ładowarki - słowniczek terminologii

Tu znajdziesz wyjaśnienia terminów najczęściej używanych w związku z bateriami i akumulatorkami oraz ładowarkami; nie wiesz co oznacza jakiś termin lub jak mierzy się pojemność ogniw? Nie wiesz co to rezystancja wewnętrzna, prąd terminacji, a termin CC/CV brzmi jak szyfr? Czy bateria 'pierwotna' to faktycznie jakiś prehistoryczny wynalazek ;) ?

Sprawdź to w słowniczku!

akumulator

Urządzenie elektrochemiczne zdolne do zamiany energii elektrycznej w energię chemiczną (ładowanie), oraz - przez odwrócenie procesu - do uwolnienia energii elektrycznej zgromadzonej w postaci energii chemicznej (rozładowanie). Składa się z jednego lub więcej (bateria) ogniw elektrochemicznych.

Amper [A]

Jednostka miary natężenia prądu elektrycznego.

amperogodziny [Ah]

Iloczyn natężenia prądu (mierzonego w amperach) przez długość czasu (w godzinach) przez jaki bateria jest w stanie dostarczać prądu o tym natężeniu. W amperogodzinach podaje się zazwyczaj pojemność baterii/akumulatorów - zgodnie z definicją, bateria o pojemności 1Ah jest w stanie dostarczać prądu o natężeniu 1A przez godzinę, prądu o natężeniu 0,5A przez dwie godziny, itd.

anoda

Elektroda dodatnia na której w ciekłym roztworze zachodzi proces utleniania - uwalniane są aniony (jony ujemne). W przypadku akumulatorków, zależnie od kierunku przepływu prądu (proces ładowania bądź rozładowywania), każda z dwóch elektrod może odpowiednio pełnić funkcję anody. Elektroda ujemna jest anodą w czasie rozładowywania.

bateria

W języku potocznym oznacza jedno lub więcej ogniw galwanicznych (elektrochemicznych) połączonych elektrycznie (szeregowo, równolegle), umożliwiających przyłączenie do nich innych urządzeń elektrycznych.

bateria alkaliczna

Bateria w której w charakterze elektrolitu stosowany jest roztwór alkaliczny (zasadowy). Najpopularniejszym tego typu elektrolitem jest wodorotlenek potasu. Baterie tego typu nie zawierają rtęci ani kadmu.

bateria pierwotna

Bateria, której użyć można jedynie raz. Niemożliwe jest poddanie jej procesowi ładowania w celu odwrócenia reakcji chemicznych dzięki którym uzyskany został z niej prąd. Przykładami baterii pierwotnych są baterie cynkowo-węglowe i alkaliczne. Przeciwieństwem baterii pierwotnej są akumulatory (baterie wtórne), w których procesy chemiczne zachodzące podczas rozładowania (użytkowania) baterii są odwracalne.

bateria wtórna

patrz akumulator

CC/CV

CC - constant current (stałe natężenie prądu), CV - constant voltage (stałe napięcie) - terminy określające podstawowe fazy ładowania akumulatorów na bazie litu. Dla typowego akumulatora Li-ion 3.7V ładowanie zaczyna się fazą łądowania stałym natężeniem CC. Akumulator ładowany jest stałym prądem aż do osiągnięcia napięcia końcowego - zwykle 4.20V. Po osiągnięciu napięcia końcowego natężenie prądu zaczyna spadać i proces ładowania wchodzi w fazę CV - ładowania stałym napięciem. Ładowanie się kończy po spadku natężenia prądu do określonej (zwykle 50-150 mA) wartości. Prąd przy którym następuje koniec ładowania nazywany jest natężeniem (prądem) terminacji.

czynniki zewnętrzne

Czynniki mogące wpłynąć na efektywność i czas działania baterii - takie jak temperatura, wilgotność, wibracje, wstrząsy, itp.

cykl

W akumulatorach, pojedyncza sekwencja procesów ładowania i rozładowywania (użytkowania) akumulatora.

czas przechowywania

Czas przez jaki nieużytkowany akumulator może być przechowywany bez nieodwracalnej utraty swoich właściwości. Długość tego czasu zależy od tego, jak szybko zachodzą w akumulatorze procesy samorozładowania.

efekt pamięci

Wzbudzające wiele kontrowersji zjawisko występujące jakoby w niektórych typach akumulatorów (np. niklowo-kadmowych). Miałoby ono polegać na zmniejszeniu się pojemności akumulatora w przypadku, kiedy jego cykl pracy został zakończony przy niepełnym rozładowaniu.

elektroda dodatnia

Elektroda która w czasie procesu rozładowywania (użytkowania) baterii przyjmuje elektrony.

elektroda ujemna

Elektroda która w czasie procesu rozładowywania (użytkowania) baterii dostarcza elektronów.

energia

Obok pojemności jest to wartość określająca wydajność baterii/akumulatora. W celu jej pomiaru konieczne jest pobranie całej zmagazynowanej energii z pełnego akumulatora/baterii (konieczne jest przeprowadzenie procesu rozładowywania). Energia zgromadzona w baterii, mierzona jest zazwyczaj w watogodzinach [Wh]. Bateria o energii 1Wh jest w stanie dostarczyć moc 1W przez godzinę, moc 0,5W przez dwie godziny, itp. Wartość zgromadzonej energii [Wh] w stosunku do pojemności [Ah] jest bardziej komplementarna i użyteczna do oceny wydajności danej baterii, gdyż uwzględnia się w niej wartość napięcia z całego przebiegu rozładowania.

elektrolit

Substancja umożliwiająca przemieszczanie się jonów w obrębie ogniwa elektrochemicznego. gęstość energii Charakterystyczna dla danego systemu elektrochemicznego wielkość, mierzona w [Wh/m3]. Określa ilość energii którą zdolna jest zmagazynować bateria w jednostce objętości.

katoda

Ujemna elektroda na której zachodzą procesy redukcji, tzn. kationy (dodatnio naładowane jony) przyjmują elektrony (ładunki ujemne). W akumulatorach, każda z elektrod może funkcjonować jako katoda, w zależnoci od kierunku prądu. Dodatnia elektroda jest katodą podczas normalnej pracy akumulatora (rozładowywania).

ładowanie

Proces w czasie którego dostarczana z zewnątrz energia elektryczna jest zamieniana w energię chemiczną magazynowaną w akumulatorze.

ładowanie podtrzymujące

Proces któremu większość ładowarek poddaje akumulatory po zakończeniu ich ładowania do pełnej pojemności, przeciwdziałający naturalnej tendencji do samorozładowania akumulatora. W przypadku popularnych akumulatorków (Ni-Cd, Ni-MH) jest to ładowanie bardzo małym prądem.

ładowarka

Urządzenie dostarczające energii elektrycznej akumulatorom w procesie ładowania.

miliwatogodziny [mWh], watogodziny [Wh]

Jednostki określające energię elektryczną, jaką jest w stanie skumulować dana bateria, czy akumulator. W przeciwieństwie do jednostki pojemności wyrażonej w miliamperogodzinach/amperogodzinach, wartość energii uwzględnia przebiej napięcia wyjściowego danej baterii, dzięki czemu wartości energii można porównywać między każdym źródłem zasilania.

napięcie

Mierzona w woltach [V] różnica potencjałów pomiędzy elektrodami baterii. W przypadku ogniw, zależna jest od systemu elektrochemicznego ogniwa. W przypadku baterii składających sie z kilku ogniw, także od typu połączeń elektrycznych pomiędzy poszczególnymi ogniwami (szeregowe, równoległe).

napięcie końcowe

Napięcie po osiągnięciu którego zostaje zakończony proces rozładowywania lub ładowania baterii lub akumulatora. W przypadku akumulatorów litowych oznacza końcowe napięcie do którego ładowane jest ogniwo w fazie CV. Po osiągnięciu i ustabilizowaniu tego napięcia ładowarka powinna zakończyć ładowanie.

napięcie terminacji

Patrz napięcie końcowe.

ogniwo elektrochemiczne

Najmniejsza jednostka wchodząca w skład baterii - składa się z elektrody dodatniej i ujemnej, separatora i elektrolitu. Przechowuje energię elektryczną w postaci chemicznej. Pojemność ogniwa jest zależna od jego rozmiaru, natomiast napięcie ogniwa - od elektrochemicznego typu ogniwa. Wszystkie ogniwa zdolne są do przekształcania energii chemicznej w elektryczną, niektóre (akumulatory) - również do przekształcania dostarczanej im energii elektrycznej w chemiczną (ładowanie).

pojemność (C)

Wartość określająca wydajność baterii/akumulatora. Jedyną metodą określania pojemności jest pobranie całej zmagazynowanej pojemności z pełnego akumulatora/baterii (konieczne jest przeprowadzenie procesu rozładowywania). Pojemność baterii, mierzona jest zazwyczaj w amperogodzinach [Ah]. Bateria o pojemności 1Ah jest w stanie dostarczać prądu o natężeniu 1A przez godzinę, prądu o natężeniu 0,5A przez dwie godziny, itp. Prąd ładowania/rozładowania dla akumulatorów często wyrażany jest w wielokrotnościach C - np. prąd 0.1C dla akumulatora o pojemności 1.4Ah (1400mAh) to 140mA.

prąd terminacji ładowania

Termin charakterystyczny dla akumulatorów na bazie litu. Określa minimalny prąd ładowania jakim ładowane jest ogniwo litowe po osiągnięciu napięcia końcowego w fazie ładowania stałym napięciem (CV).

rezystancja wewnętrzna

W bateriach i akumulatorach określa opór własny ogniwa. Każdy akumulator i bateria działa w pewnym zakresie jak standardowy opornik-rezystor, gdzie płynący przez nie prąd powoduje spadek napięcia. Im większy bateria stawia opór tym większy spadek napięcia powoduje i w rezultacie mniejszy prąd może przez nią popłynąć dla docelowego urządzenia. Bateria o wyższej rezystancji generuje wyższy spadek napięcia na biegunach podczas rozładowywania - zgodnie z podstawowym prawem Ohma. Wzrost rezystancji wewnętrznej jest naturalnym zjawiskiem eksploatacji akumulatorów i baterii w miarę ich zużycia. Jest to zjawisko bardzo negatywne, gdyż prowadzi bardzo często do przedwczesnego i nieoczekiwanego wyłączenia posiadanego urządzenia. Starty energii związane z rezystancją wewnętrzną akumulatora oddawane są w formie ciepła bezpośrednio na akumulatorze i jego stykach. Wysoka rezystancja wewnętrzna może prowadzić do przegrzewania się akumulatorów i baterii w wymagających urządzeniach - np. lampach błyskowych. Obok pojemności to jeden z najważniejszych i najbardziej istotnych parametrów określających wydajność baterii, czy akumulatora, którego istnienia nie wszyscy są świadomi. Na rynku jest zaledwie kilka sprawdzonych ładowarek, które są w stanie poprawnie zmierzyć i podać użytkownikowi wartość rezystancji - do takich ładowarek należą everActive NC-3000 dla akumulatorów Ni-MH oraz everActive LC-2100 dla akumulatorów litowo-jonowych.

samorozładowanie

Samorozładowanie - jest to zjawisko występujące w bateriach w wyniku zachodzących w nich reakcji chemicznych bez połączenia pomiędzy biegunami baterii. Samo-rozładowanie zmniejsza okres trwałości baterii i powoduje, że mają one mniejszą zdolność ładowania niż ta która była założona podczas rozpoczęcia korzystania z ogniwa.
To jak szybko i na ile gwałtownie przebiega proces samo-rozładowania zależy od rodzaju baterii oraz takich czynników jak np. temperatura pracy i przechowywania.
Zazwyczaj baterie litowe mają mniejszą zdolność samo-rozładowania (ok. 2-3% całkowitej pojemności /miesiąc), podczas gdy baterie zbudowane na bazie niklu są bardziej podatne na samo-rozładowanie (niklowo-kadmowe Ni-Cd 15-20% całkowitej pojemności /miesiąc, zaś niklowo-wodorkowe Ni-MH 30% całkowitej pojemności/miesiąc). W przypadku ogniw wykonanych w technologii Ni-MH wyjątek stanowią akumulatory nowej generacji - np. Eneloop, które są w stanie utrzymywać użyteczną pojemność przez wiele lat.
Jak więc widać proces ten ma bardzo duży wpływ na wydajność użytkową baterii.
Zakładając to co jest nam wiadome a mianowicie fakt iż samo-rozładowanie jest reakcją chemiczną możemy zadać pytanie, jakie dokładnie czynniki wpływają na zachodzący proces?
Samo-rozładowanie jest procesem chemicznym zachodzącym w obiegu zamkniętym i zazwyczaj występuje szybciej w wyższych temperaturach. Przechowywanie baterii w niższych temperaturach obniża tempo samo-rozładowania i pomaga w zachowaniu początkową energii zgromadzonej w baterii.
Bardziej szczegółowe przyczyny zachodzenia zjawiska nie zostały jeszcze dokładnie poznane.

separator

Izolator elektryczny, oddzielający elektrody wewnątrz ogniwa elektrochemicznego.

system elektrochemiczny

Budowa i składniki chemiczne wchodzące w skład ogniwa, decydujące o jego parametrach.

żywotność

Określa trwałość akumulatora - podawana jest zazwyczaj w cyklach pracy. Ogólnie, żywotność w znacznym stopniu zależy od warunków eksploatacji akumulatora. Copyright © Baltrade

6
0
Dodaj komentarz