С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Аккумулятор это устройство для

Аккумулятор это устройство для


Устройство аккумулятора

Что такое аккумулятор, известно (хотя, только, в общем), наверное, всем. Это устройство весьма плотно вошло в нашу жизнь и теперь, наверное, невозможно представить себе нашу жизнь без аккумуляторов. Назначением этих устройств является питание всевозможных потребителей так, чтобы они не зависели от электросети. Хотя аккумуляторы выпускаются, в основном, в не разборном варианте (не подлежащем ремонту), знать их устройство никогда не будет лишним.

Устройство обычного аккумулятора

Имеется корпус, в котором находятся токосъемники, имеющие внешние выводы. Токосъемники могут выглядеть, как сетка, либо тоненькая перфолента. На их поверхность нанесена активная масса. Такой токосъемник именуется электродом. Электроды разделяются при помощи сепаратора (дырчатого, либо микропористого), обеспечивающего промежуток-изолятор между ними. Все остальное пространство в корпусе прибора заполняется электролитом. Ввиду большой химической активности электролита, в переносной технике используются аккумуляторы, имеющие герметичный корпус.

В аккумуляторах используются самые различные типы электролитов. Зависит это от того, какова электрохимическая схема устройства.

Наибольшее распространение получили аккумуляторы щелочного типа (в которых в качестве электролита применяется щелочь, а электроды имеют никель-кадмиевую основу). Связано это с тем, что такие аккумуляторы относительно недороги. Кроме того, распространение имеют аккумуляторы, имеющие электроды серебряно-цинкового типа и щелочной электролит (хотя и меньшее, нежели устройства НК-типа). Помимо этих систем встречаются и другие типы (хотя и реже).

Аккумуляторы свинцово-кислотного типа

В настоящее время этот тип АКБ успешно применяется в автомобилях. Впервые же такой аккумулятор был создан физиком из Франции Гастоном Плантом в 1859ом году. Этот аккумулятор имел площадь 10 квадратных метров. Теперешние же аккумуляторы являются копиями плантовских (уменьшенными во много раз).

Корпус устройства выполняется из материалов, стойких к воздействию химически активных веществ, температурным перепадам и вибрации. В большей части случаев этим материалом становится полипропилен. В состав корпуса входит две части: основная глубокая емкость и крышка. В зависимости от того, какова разновидность АКБ, крышка может иметь горловины с пробками или только систему дренажа (необходимую для выравнивания давления внутри корпуса и отведения образующегося там газа).

В каждой из ячеек батареи находится пакет из нескольких пластин чередующейся полярности. Пластины изготавливаются из свинца и имеют вид сетки с прямоугольными сотами. Эта конструкция пластин дает возможность нанесения на них рабочего реагента (активной массы). Вида того, что масса наносится методом намазывания, то такие АКБ именуют аккумуляторами с пластинами намазного типа.

Есть еще пара типов батарей:

  • С пластинами, имеющими увеличенную площадь;
  • С пластинами из панцирной сетки.

Но для батарей, используемых в автомобилях, применяются только намазные пластины. Ввиду того, что полярность пластин чередуется, требуется предотвращать их замыкание. Для этого между парами пластин вставляются сепараторы, выполненные из пластика пористого типа, который не препятствует циркуляции электролита. Поскольку положительные пластины расположены между отрицательными (для предотвращения коробления), положительных пластин в банке всегда меньше на одну. Пакет фиксируется от смещения и деформации при помощи особого бандажа. Токовые выводы пластин положительной и отрицательной полярности объединяются попарно, после чего токосборники собирают их энергию к выводным борнам аккумулятора. К этим борнам, как раз, и подключаются клеммы электропроводки автомобиля.

Как работает свинцово-кислотный аккумулятор?

В качестве активных элементов в нем применены свинец губчатого типа (отрицательный электрод) и электрод из двуокиси свинца на положительной стороне. В качестве электролита используется водный раствор серной кислоты плотностью 1.28 г/см3. Реакция начинается, когда к клеммам подключают нагрузку. Процесс этот сопровождается отложением на минусовых пластинах сульфата свинца и воды из электролита.

Ну вот, в принципе, и все. Я постарался ответить на ваш вопрос: какое устройство аккумулятора. Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

аккумулятор электрический - это... Что такое аккумулятор электрический?

  • АККУМУЛЯТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — прибор для накопления и сохранения электр. энергии постоянного тока, вырабатываемой другим источником с целью дальнейшего ее использования. Действие А. э. основано на преобразовании электр. энергии в хим. (процесс, наз. зарядом), к рая в… …   Технический железнодорожный словарь

  • Аккумулятор — У этого термина существуют и другие значения, см. Аккумулятор (значения). Аккумулятор (лат. accumulator собиратель, от лат. accumulo собираю, накопляю) устройство для накопления энергии с целью её последующего использования,… …   Википедия

  • АККУМУЛЯТОР — (от лат. accumulare скоплять). Изобретенный В. Армстронгом прибор для накопления электрической энергии. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. АККУМУЛЯТОР Прибор для накопления механической энергии.… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Аккумулятор (значения) — Аккумулятор (лат. accumulator собиратель, от лат. accumulo собираю, накопляю) устройство для накопления энергии с целью её последующего использования. Автомобильный аккумулятор аккумуляторная батарея, используемая на автомобильном… …   Википедия

  • АККУМУЛЯТОР — (от лат. accumulator собиратель) устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования. 1) Электрический аккумулятор преобразует электрическую энергию в химическую и по мере надобности обеспечивает обратное преобразование;… …   Большой Энциклопедический словарь

  • АККУМУЛЯТОР — (от латинского accumulator собиратель), устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования. 1) Электрический аккумулятор гальванический элемент многоразового использования; преобразует электрическую энергию в химическую и… …   Современная энциклопедия

  • Аккумулятор — (от латинского accumulator собиратель), устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования. 1) Электрический аккумулятор гальванический элемент многоразового использования; преобразует электрическую энергию в химическую и… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АККУМУЛЯТОР — хим. источник электрического тока, работоспособность которого может быть восстановлена путём зарядки (см. (1)). Конструктивно Э. а. состоит из сосуда из изоляционного и химически стойкого материала (эбонита, пластмассы, стекла и др.),… …   Большая политехническая энциклопедия

  • АККУМУЛЯТОР — АККУМУЛЯТОР, а, муж. Устройство для накопления энергии с целью последующего её использования. Электрический, тепловой, гидравлический а. | прил. аккумуляторный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • АККУМУЛЯТОР — (Accumulator) прибор для накопления электрической энергии. Представляет собой вторичный гальванический элемент, который можно зарядить, пропуская через него электрический ток от постороннего источника, а затем длительно разряжать на какую нибудь… …   Морской словарь

Виды аккумуляторов

Главная > Теория > Виды аккумуляторов

Аккумулятор представляет собой устройство, в котором происходит накопление и хранении энергии. Большинство таких приборов работает за счет преобразования электрической энергии в химическую и наоборот. Этот процесс позволяет заряжать и разряжать устройство. При этом оборудование может использоваться как зарядное устройство, источник питания, контролирующая или компенсационная установка.

Современные аккумуляторы

Аккумуляторы необходимы для работы самых разных устройств, начиная от простых пультов для телевизора и заканчивая атомной энергетикой и космической отраслью. Все эти приборы подразделяются, в зависимости от разных технологических характеристик и особенностей использования. Работа аккумулятора характеризуется емкостью, напряжением, внутренним сопротивлением, током саморазряда и сроком службы.

Какие бывают аккумуляторы? Все существующие приборы можно разделить на несколько видов:

  • электрохимические;
  • магнитные;
  • механические;
  • тепловые;
  • световые.

Электрохимические аккумуляторы

Этот вид оборудования подразделяется на несколько больших групп:

  • электрические;
  • газовые;
  • обратимые топливные элементы;
  • щелочные;
  • конденсаторы.

Электрические приборы относятся к самому распространенному типу аккумуляторов. В работе используются свинцовые, никелевые, железные, цинковые, серебряные и другие виды пластин, сделанные из сплавов. В качестве электролита применяется кислоты, растворы магния, кадмия солей и других элементов.

Виды электрических аккумуляторных батарей

Устройство подобных приборов проще всего объяснить на примере свинцово-кислотных батарей. В работе оборудования используется обратимая реакция взаимодействия жидкости (в данном случае кислоты) и металла – свинца. Благодаря обратимости химических процессов, появляется возможность многоразового использования батареи через разряд-заряд. При пропускании тока в направлении, обратном процессу разряда, аккумулятор заряжается, если подключить оборудование в другую сторону, разряжается.

Химическая реакция идет по следующей схеме:

  • анод: Pb+SO42_2е-⇄PbSO4;
  • катод: Pb2+SO42-+4H++2е-⇄PbSO4+2h3O.

Как это происходит в реальности? Если к пластинам подключить лампочку, то в аккумуляторе начнется движение электронов, то есть возникнет электрический ток, и пойдет химическая реакция. За счет этого на пластинах образуется сульфат свинца. После подключения источников питания реакция пойдет в обратном направлении. Кислота будет расщепляться, налет –удаляться. Далее при включении лампочки процесс снова идет в обратном направлении.

Важно! При заряде пластины электродов не могут очиститься полностью. Часть налета все равно останется на поверхности. Это приводит к тому, что постепенно емкость оборудования снижается.

Все типы аккумуляторных батарей и электрохимические аккумуляторы можно разделить на три большие группы:

  1. Ремонтнопригодные – отличаются от других батарей тем, что могут быть разобраны. С другой стороны, эти приборы требуют постоянных проверок уровня электролита. К тому же модели больше подвержены разгерметизации, которая, в свою очередь, может привести к повышению концентрации кислотных паров;
  2. Необслуживаемые – отремонтировать что-то в конструкции этого оборудования или залить электролит невозможно. При возникновении любых проблем с работой АКБ батарея подлежит полной замене;
  3. Малообслуживаемые – в оборудовании обеспечен доступ к уровню электролита и возможно его добавление при высыхании батареи.

Существуют определенные разновидности свинцово-кислотных батарей:

  • Lead–Acid,
  • Valve Regulated Lead–Acid (VRLA),
  • Absorbent Glass Mat Valve Regulated Lead–Acid (AGM VRLA),
  • GEL Valve Regulated Lead–Acid (GEL VRLA),
  • OPzV.

Принцип работы свинцовых батарей

В литий-ионных аккумуляторах используются электроды из алюминиевой (катод) и медной (анод) фольги, которые пропитаны электролитами с литием. Дополнительно используются литийкобальтоксид и графит. Зарядом является ион лития, который заряжен положительно и интеркалируется в процессе химической реакции в кристаллические решетки. При работе аккумулятора ионы преодолевают сепараторный барьер по пути к электроду. Для качественной работы дополнительно используется разделительный сепаратор (обычно бумажный). Этот элемент необходим для воспрепятствования перемещению ионов в произвольном порядке.

В современных литий-ионных батареях в состав катодов и анодов вводятся дополнительные элементы. Поэтому в аббревиатуре названий упоминаются вещества, участвующие в реакции химического разложения:

  • LiCoO2 – литий-кобальтовые аккумуляторы отличаются высокой удельной энергией, но имеют небольшую термическую стойкость;
  • LiMn2O4, LMO – литий-марганцевые модели необходимы для мощных электроинструментов и транспортных средств. При работе литий-марганцевых аккумуляторов ток заряда существенно возрастает за счет образования трехмерных структур шпинели, улучшающей поток ионов. Но потенциал этих батарей ниже, чем у литий-кобальтовых;
  • LiNiMnCoAlO2 или NCA – использование в одном аккумуляторе сразу никеля, марганца и кобальта в составе катода помогает повысить удельную мощность или энергию. За счет этого обеспечиваются оптимальные характеристики для разных режимов эксплуатации. Кроме того, снижение содержания кобальта уменьшает стоимость без потери в качестве;
  • LiFePO4 – здесь для катода применяют фосфат. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы отличаются длительным сроком эксплуатации и повышенной безопасностью;
  • Li4Ti5O12 – литий-титанатная батарея обладает повышенным ресурсом и способностью работать при температуре до -300С;
  • Li-pol, Li-polymer, LiPo, LIP, Li-poly – в этих аккумуляторах в качестве электролита применяется полимер. Поэтому конструкции полимерных батарей могут быть любой формы.

Следующий вид – газовые аккумуляторы, основаны на использовании электрохимического потенциала газов. Во время работы прибора на электродах выделяется газ, который поглощается адсорбентом. Чаще всего для этого используется активированный уголь. Конструкция состоит из угольного электрода, адсорбента и проницаемой мембраны.

Обратимые топливные элементы представляют собой углеродистые нанотрубки с катализаторами, которые погружены в электролит. При заряде вода разлагается на водород и кислород, а при разрядке идет обратная реакция. В системах используется водород высокой степени очистки.

Схема газового аккумулятора

На рисунке показаны три проекции модели самодельного газового аккумулятора, где:

  1. емкость;
  2. электролит (в данном случае это дистиллированная вода с солью в пропорции 1 стакан воды/1 столовую ложку соли);
  3. стержни (подойдет стержень от батареек или карманного фонаря);
  4. мешочки;
  5. активированный уголь внутри мешков.

Один из выходов электродов маркируется для обозначения положительного заряда. Для зарядки используют источник питания в 4,5 В, зарядка ведется до достижения напряжения в 2,5 В.

Щелочной тип аккумуляторов (АКБ) использует в качестве анода цинк в порошкообразном состоянии, катода – диоксид марганца, электролита – гидроксид калия. Батареи данного вида представляют собой цилиндрический корпус, в середине которого находится латунный стержень. Этот стержень снимает отрицательный потенциал с цинкового порошка, пропитанного щелочным электролитом. Вся эта паста окружена сепаратором, также пропитанным электролитом. Дальше находится активная масса в виде графита или сажа. Масса смешана с диоксидом марганца. Затем идет оболочка, которая предохраняет батарею от короткого замыкания. Положительный вывод представляет собой стальной никелированный стакан, а отрицательный – стальную окружность. Важным преимуществом щелочных батарей является то, что при работе электролит практически не расходуется.

Следующий вид электрических аккумуляторов – это конденсаторы, которые обладают способностью быстро разряжаться и заряжаться. Эти элементы имеют постоянную или переменную емкость. Конденсаторы применяются для уменьшения перебоев в напряжении, выделении переменной или постоянной составляющей, а, значит, получения необходимых постоянных значений тока.

Механические аккумуляторы

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов

Этот тип аккумуляторных батарей можно поделить на 3 большие группы:

  1. упругие, где увеличение потенциальной энергии происходит при упругой деформации;
  2. инерционные – работают на кинетической энергии;
  3. гравитационные – функционируют за счет потенциальной энергии взаимного положения тел.

К первой группе относят гидро,- и пневматические аккумуляторы, а также резинмоторы, пружинные аккумуляторы и аккумуляторы давления.

Инерционными являются маховики и гироскопы.

Как работает гидроаккумуляторная станция

Гравитационные – это большие системы, например, гидроаккумуляторная электростанция.

Тепловые аккумуляторы

Несмотря на то, что эти аккумуляторы получили название тепловых, основными приборами здесь являются охлаждающие элементы для бытовых и переносных холодильников, а также приборы, используемые в холодовой цепи для перевозки медицинских препаратов, биологических тканей.

Принцип работы состоит в том, что основное вещество (обычно для этого берут карбоксиметилцеллюлозу) охлаждается до нужной температуры. Затем аккумулятор постепенно отдает накопленный холод окружающей среде и предметам.

Световые аккумуляторы

Последовательное и параллельное соединение аккумуляторов

Так называют уже ставшие привычными солнечные батареи, в которых солнечная энергия преобразуется в постоянный электрический ток. Вид и принцип построения приборов зависит от требуемой мощности оборудования. Солнечные батареи необходимы для портативной электроники и создания систем энергоснабжения зданий.

Магнитные аккумуляторы

Зарядка для аккумуляторов 18650

Эти устройства также называют спин-аккумуляторами, так как в работе используется туннельное магнитное соединение (ТМС). Конструкция состоит из чередующихся магнитных и немагнитных пленок, в которые встроены наномагниты MnAs. За счет этого чередования возникает ТМС, которое приводит к появлению электродвижущей силы. Таким образом, происходит квантовое туннелирование электронов, и магнитная энергия переходит в электрическую напрямую. Этот вид оборудования только начинает внедряться в производство, поэтому большинство спин-аккумуляторов являются отдельными лабораторными образцами либо выпускаются небольшими партиями.

Потребности в более мощных и специализированных устройствах для хранения и накопления энергии постоянно растут. Поэтому современное производство постоянно предлагает новые виды аккумуляторов и батарей.

Видео

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости