С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00

Из чего состоит аккумулятор


Электрический аккумулятор. Строение и принцип работы.

Электри́ческий аккумуля́тор — химический источник тока многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования.

Принцип действия аккумулятора основан на обратимости химической реакции. Работоспособность аккумулятора может быть восстановлена путём заряда, то есть пропусканием электрического тока в направлении, обратном направлению тока при разряде.

Несколько аккумуляторов, объединенных в одну электрическую цепь, составляют аккумуля́торную батаре́ю.

Для того чтобы ясно понять суть работы электрических аккумуляторов, давайте разберёмся с его устройством и общим принципом действия. И так — в основу работы всех химических источников электропитания заложены две составляющие: это пара электродов и электролит. Всё это находится в ёмкости, которая служит корпусом для электрического аккумулятора.

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц (в твёрдых веществах, это электроны, а в жидких и газообразных, это ионы). Ток не может существовать без воздействия электродвижущей силы Э.Д.С. (разности потенциалов или напряжения). Значит, между электродами что-то должно создавать эту Э.Д.С. А создаёт её следующий процесс!

И так, у нас имеется сосуд с двумя электродами, погружённых в жидкий электролит. С точки зрения химии, в этом сосуде происходит растворение одного электрода (под действием кислотной или щелочной среды электролита) и восстановление (отложение слоя) другого. При этом от растворяющегося электрода (металла) отрываются ионы этого вещества, которые с собой уносят положительный заряд. А электроны, ранее принадлежащие этому атому металла и не имеющие возможности уйти с ним, остаются на этом электроде.

На другом же электроде будет происходить противоположный процесс, те ионы, которые были оторваны от первого, переходят на второй, неся в себе положительный заряд и постоянно прибавляя его к электроду. Весь этот химический процесс окислительно-восстановительной реакции сопровождается превращением одних веществ в другие, при заряде, и взаимообратный, при разряде электрического аккумулятора.

В итоге получается, что под воздействием внешнего источника электрического поля (в случае процесса заряда) мы принудительно превращаем одни вещества в другие, а при подключении к клеммам электрической нагрузки (создавая тем самым замкнутую цепь), мы позволяем накопленной электроэнергии выйти, по средствам обратного химического превращения веществ. Следует заметить, что электролит в этой электрохимической системе является переносчиком положительного заряда (ионов, оторванных от электрода), и они перемещаются внутри самого аккумулятора. А отрицательный заряд (то есть электроны) будет транспортироваться по внешней цепи, вне аккумулятора.

www.solarroof.ru

Устройство батарейки пальчиковой, круглой, кроны, телефона

За частую хочется узнать, что внутри батарейки? Из чего она состоит? Каково устройство батарейки? И поэтому многие люди начинают ее разбирать. Но вскрыв элемент питания обнаруживают какие-то непонятные элементы. Информация изложенная здесь будет понятной даже для детей. Статья внесет ясность и постарается ответить на ваши вопросы.

Что внутри батарейки?

Ниже будет рассмотрено строение четырех типов источников питания. По сути принцип работы один и тот же, но состоят эти энергетические накопители из разных составляющих.

Состав пальчиковой батарейки

В состав батареи входят следующие элементы:

  1. Катод – это отрицательный полюс
  2. Вкладыш служит некой прокладкой
  3. Диафрагма
  4. Футляр
  5. Электролит – жидкость вследствие которой идет химическая реакция
  6. Стержень сделанный из угля
  7. Крепежная шайба
  8. Анод или положительный полюс

Примерно так выглядит состав батареек пальчиковых. Но иногда их устройство бывает иным. Например, в строение может быть использован лишь угольный стержень, специальный темный порошок и металлические элементы.

Устройство круглой батарейки

Приплюснутый элемент питания имеет своеобразную форму. Вот строение батарейки в разрезе:

  1. Положительный торец
  2. Отрицательный полюс
  3. Пористая прокладка, вымоченная в электролите
  4. Оксид ртути
  5. Порошок Zn

Устройство батарейки может быть и немного иным:

Детали батарейки:

Если сильно нагреть данную батарею, то под напором внутреннего газа она запросто может взорваться. Таким образом сейчас вы можете созерцать что внутри у батарейки.

Устройство батареи телефона

Принцип устройства батарейки мобильника:

  1. Положительный и отрицательный полюс
  2. Анодный стакан
  3. Катодный контакт
  4. Сепаратор
  5. Уплотнение
  6. Защитный клапан
  7. Изолятор
  8. Колпачок
  9. Перегородка
  10. Корпус алюминиевый или иной

Таким образом устройство батарейки мобильного телефона немного сложнее обычного солевого источника питания.

Из чего состоит батарейка Крона?

Данный источник энергии устроен следующим образом. Контакты плюс и минус находятся друг на против друга в верхней части элемента питания. Под ними расположена пластмассовая основа. От отрицательного контакта идет пластина на минусовой полюс. И там она плотно прикрепляется. Состав батарейки схож с выше приведенными источниками питания.

Внутри металлического прямоугольного стаканчика находятся 6-ь закругленных сплющенных прямоугольников. Каждый из которых является отдельной батареей. Размер данных элементов: Длинная: 2,2 см; Ширина 1,5 см; Высота: 0,5 см. Каждый такой бочонок имеет заряд 1,5 вольта. Друг от друга они отделены специальными пластинами. Но все же они соединены между собой в середине. Подобное устройство батарейки экономически выгодно!

Что находится внутри батарейки крона?

Вот собственно батарейка в разрезе. Иногда она может быть такой.

Но обычно можно заметить, что крона выполнена по такому типу как на рисунки ниже.

Ее строение достаточно простое:

  1. 2 контакта «+» и «-».
  2. Металлический корпус.
  3. Нижняя и верхняя пластины, выполненные из пластика.
  4. Шесть прямоугольников на 1,5 вольта соединенных между собой.
  5. Электролит.
  6. Угольный стержень
  7. Внутренняя пленка.
  8. Изоляционные пластины.
  9. Устройство батарейки включает в себя так же обертку.

Корпус для батареек и из чего он сделан?

Такая деталь батарейки как корпус играет очень значительную роль. По сути она удерживает все ее содержимое и предотвращает от распада деталей в разные стороны.

В каких батарейках цинковый корпус?

Многих интересует данный вопрос и это не спроста. Цинк можно использовать для различных экспериментов. Или же его можно просто продать. Цинковым корпусом обладают солевые источники питания. Обычно на них стоит надпись что они солевые.

Последнее время встречаются элементы питания, поверхность которых сделана из железа, жести. Это связано с тем что находится внутри источников энергии. Для повышенной прочности и защиты требуется именно такой кожух.

Из чего состоит корпус пальчиковой батарейки?

Он имеет простое устройство и состоит из нескольких частей:

  • Верхняя
  • Нижняя
  • Боковая овальная
  • Маркировка

Но под корпусом порой люди имеют ввиду отсек куда вставляются элементы питания. Например, по типу такого:

Корпус для батареек xbox 360

Он выглядит по типу так:

Можно изготовить корпус для батареек своими руками. Но на это нужно время. Ниже в видео представлено как это можно сделать из подручных средств.

Примерный химический состав всех батареек

В каждом типе батарей содержатся разные химические элементы. Вот химические элементы, встречающиеся в источниках энергии:

  1. Никель
  2. Кадмий
  3. Свинец
  4. Ртуть – сейчас уже редко используется.
  5. Литий
  6. Цинк
  7. Марганец
  8. Алюминий
  9. Железо

Таким образом по составу элементы питания выглядит как-то так! Но устройство энергетического элемента не может включать в себя сразу все эти вещества.

В итоге из чего сделаны батарейки теперь понятно.

Завод по производству батареек

В России имеется 5 лучших производителей элементов питания.

Космос

Осуществляет производство источников энергии в России с 1993 года. Имеет 35 заводов как на родине, так и за рубежом. А именно есть фабрики в Китае. В торговых точках можно отыскать элементы питания от этой компании под именем «Kosmos Premium» и «Космос». Данная торговая марка широко известна и имеет своих дилеров в разных странах. Каждый год фирма делает до ста миллионов продаж своих источников питания.

На рынке данный завод батареек себя уже давно зарекомендовал с положительной стороны. Многократно компания получала разные награды за свою работу.

Фотон

Подобная компания стала заниматься источниками энергии с 2011 года и уже успела вырваться в лидеры. Успех компании обусловлен качественной продукцией. Устройство батарейки от этой компании  имеет отличные характеристики.

Батареи от этой компании были протестированы и оказалось, что они работают достаточно долго и стоят дешевле, например, того же Дюрасел. Компания фотон занимается производством солевых источников питания.

Лиотех

Этот завод батареек был открыт совместно с китайцами. Он производит литий-ионные аккумуляторные элементы. Находится фабрика около города Новосибирска. Площадь производства очень громадна она занимает 4 Га.

Таким образом данный завод доказывает всем что в России может действовать большое конкурентное производство гальванических элементов. Кроме этого они улучшают устройство гальванических элементов.

Энергия

Данная компания находится в городе Елец. С ней сотрудничает Министерство обороны. И это дает повод думать, что это действительно надежный производитель. В 2011 году были запущены специальные цеха для производства литий ионных полимерных источников питания. В основном здесь идет производство пальчиковых батареек и аккумуляторов.

CCK

Данная компания работает с 1993 года и выпускает свинцовые элементы питания 4 и 5-го поколений. Кроме этого завод работает над увеличением емкости энергетических элементов и разрабатывает новые материалы. Вся продукция этой фирмы служит достаточно долго.

Аккумулятор выпущенный этой фабрикой имеет большое число циклов разряда-заряда. Это означает что подобный элемент питания будет служить достаточно долго. И не придется его менять каждые 2-3 месяца.

Как делают батарейки?

Производство батарей начинается с нарезки пластинок из стали в овальные детали. Дальше выполняется сворачивание в металлическую трубочку. Которая затем будет именоваться корпусом. В него помещают химические составляющие, такие как графит, серебряный катализатор, диоксид марганца, сульфат бария, цинк, загуститель, гидрооксид калия. Устройство батарейки не всегда бывает простым.

Дальше пресс скатывает химикаты катода в гранулы. После этого на корпус наноситься бороздка для того, чтобы упростить запайку. Затем на отрицательный полюс наноситься герметик. Параллельно с этим на другом станке идет нарезка перфорированной бумаги. Производиться нанос клея около минусового полюса. Пока корпус передвигается по конвейеру клей высыхает.

Затем производиться впрыскивание гидрооксида калия или электролита. Далее в полость анода впрыскивается цинковый гелий. Цинк придает гелию серебристо белый цвет. Сварочный станок приваривает 4-и сантиметровых гвоздя к крышке батареи. Там будет скапливаться заряд прежде чем разрядиться. После происходит закрытие отрицательного полюса. Затем все края загибаются, и энергетический элемент становиться похожим сам на себя.

Специальный электронный станок проверяет каждый элемент питания на брак и наличие заряда в 1,5 вольт. Дальше остается сделать контрольный штрих приклеить наклейку. Как только это будет сделано каждому источнику питания предстоит пройти через печь. Температура в подобном устройстве 198 градусов, и они будут там находиться всего 3 секунды. Это нужно для того чтобы наклейка хорошо закрепилась.

Как делают батарейки на заводе видео?

Оборудование для производства батареек

В качестве установок для создания элементов питания используют различные автоматизированные машины. Изготовлением специальных станков занимается компания ЛИК и многие другие. Зачастую устройство батарейки улучшают и видо изменяют.

По сути выстраивается автоматизированная линия, состоящая из нескольких станков. Ведь требуется создать полый цилиндр, выполнить прессовку, нанести клей, добавить нужные химические элементы, создать и приклеить наклейку, а затем еще и подвергнуть элемент питания тепловому воздействию.

Вот примерный состав линии:

  • Вибрационная машина
  • Станок создающий корпус, машина на перевернутый корпус
  • Автомат разделения потока на рукава
  • Станок для управления бумагой
  • Собирающая машина
  • Отжимной станок
  • Лента
  • Шлюз
  • Тарелка

Каждая компания производит линии по-своему и поэтому состав может заметно отличаться.

Читайте так же:

Принцип работы батарейки

Читайте так же

batareykaa.ru

Из чего состоит автомобильный аккумулятор?

Устройство каждого аккумулятора на автомобиле с жидким электролитом и конструкция постоянно улучшаются и дорабатываются опытными инженерами. Все время ведутся разработки инновационных типов источников питания, которые бы соответствовали всем требованиям сегодняшних реалий.

Как же устроены АКБ? Все аккумуляторы обычно состоят из шести банок (аккумуляторных элементов), которые подключают последовательно. Они помещаются в пластиковый корпус, устойчивый к воздействию серной кислоты, входящей в состав электролита. В каждой банке присутствует набор электродов (положительные и отрицательные). Электрод – это особая токоотводящая решётка, покрытая слоем активной массы.

Чтобы предотвратить замыкание электродов, их размещают в специальные полиэтиленовые сепараторы, не проводящие электричество. Сами электродные пластины делаются из свинца с добавками. В качестве добавки могут использовать сурьму, кальций, серебро и прочие металлы. То, какой металл используется в качестве примеси, главным образом и определяет будущие функциональные особенности батареи.

Для изготовления решёток также могут использовать разные методы (литьё, штамповка, просечка и пр.). Некоторые известные производители имеют уникальные запатентованные технологии, позволяющие повысить прочность конструкции и при этом снизить внутреннее сопротивление источника питания. Иногда в состав аккумуляторных электродов добавляют олово, серебро, тантал и др., чтобы увеличить стойкость сплава к коррозии.

При изготовлении положительных электродов сейчас используют несколько инновационных методов:

Power Pass – технология, которая предполагает наличие вертикальных направляющих, ведущих к «уху» электрода.

Power Frame – самая современная технология, когда решётка имеет опорную рамку и внутренние направляющие. Это гарантирует повышение жёсткости конструкции.

Chess Plate – технология, при использовании которой направляющие размещают в шахматном порядке.

Также надо отметить, что на электроды наносят особую обмазку (активная масса), она нужна, чтобы увеличить поверхность взаимодействия свинцовых пластин с электролитом. Положительные пластины покрывают диоксидом свинца, а отрицательные - губчатым свинцом. Кроме того, в каждом автомобильном аккумуляторе свинцовые электроды погружены в раствор кислотного электролита. Раствор состоит из серной кислоты и дистиллированной воды. Основная характеристика электролита – плотность, которая меняется в зависимости от уровня заряда источника питания. Плотность максимальна, если АКБ полностью заряжена, а минимальна - при разряде.

enki.ua

Аккумулятор - источник энергии

Это самопроизвольная потеря аккумулятором запасенной энергии с течением времени после того, как он был полностью заряжен. Явление саморазряда присуще всем типам аккумуляторов, независимо от их электрохимической системы. Для количественной оценки саморазряда используется величина потерянной аккумулятором за определенное время энергии, выраженная в процентах от значения, полученного сразу после заряда. Саморазряд максимален в первые 24 часа после заряда, а затем значительно уменьшается. Поэтому оценивается саморазряд за одни сутки и за один месяц после заряда. Следует также отметить, что величина саморазряда зависит от температуры, с увеличением окружающей температуры саморазряд увеличивается. Например, при увеличении температуры с 20 до 30 градусов саморазряд увеличивается почти в 2 раза. Для исправных Ni-Cd аккумуляторов считается допустимым саморазряд до 10% в течение первых 24 часов после окончания заряда, для Ni-MH — немного больше, а для Li-Ion, как и для Li-Pol, пренебрежимо мал и оценивается только за месяц. За такой период Ni-Cd аккумуляторы теряют до 20% запасенной энергии, Ni-MH — до 30%, a Li-Ion — не более 10%. Срок службы аккумулятора характеризуется количеством циклов заряда/разряда, которое он выдерживает в процессе эксплуатации без значительного ухудшения своих основных параметров: емкости, саморазряда и внутреннего сопротивления. Также срок службы определяется временем, прошедшим со дня изготовления, особенно для Li-Ion аккумуляторов. Аккумулятор, как правило, считается вышедшим из строя после уменьшения его емкости до 60% - 80% от номинального значения. Срок службы аккумулятора зависит от различных факторов: от его электрохимической системы, от методов заряда и глубины разряда, от условий эксплуатации и процедуры обслуживания.

moikompas.ru


Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости