Batteri ( fr. batteri ) - två eller flera elektriska element kopplade parallellt eller i serie . Vanligtvis hänvisar denna term till anslutningen av elektrokemiska källor för el / elektrisk ström ( galvaniska celler , batterier , bränsleceller ).
Inom elektroteknik är kraftkällor (galvaniska celler, batterier), termoelement eller fotoceller anslutna till ett batteri för att få spänningen från batteriet (när det är seriekopplat), strömstyrkan eller kapaciteten (när den är parallellkopplad), den bildade källan är större än ett element kan ge.
Stamfadern till ett batteri av seriekopplade elektrokemiska celler kan betraktas som en voltaisk kolonn , uppfunnen av Alessandro Volta 1800, bestående av seriekopplade koppar-zink galvaniska celler.
Ett batteri i vardagen brukar inte helt korrekt kallas enstaka galvaniska celler (till exempel typ AA ), som kopplas till ett batteri i olika enheters batterifacken för att få den spänning som krävs.
Ett batteri kallas också en krets som endast innehåller passiva elektriska element: motstånd (för att öka förbrukad effekt eller ändra motstånd), kondensatorer (för att öka kapacitansen eller öka driftspänningen), kapacitansförändringar. Sådana enheter utrustade med omkopplingselement - omkopplare, uttag, etc. kallas ofta för butiker ( resistanslager , kapacitanslager ).
| Internationella universella koder för återvinning av batterier och ackumulatorer | |
Det uppladdningsbara batteriet är strukturellt utfört, som regel, i ett enda hus där det finns flera elektriskt anslutna battericeller. Vanligtvis förs 2 kontakter ut på utsidan av höljet för anslutning till laddaren och/eller förbrukningskretsen. Batteriet kan också ha hjälpanordningar som säkerställer effektiviteten och säkerheten för dess drift: termiska sensorer, elektroniska skyddsanordningar för både battericellerna som utgör batteriet och batteriet som helhet (till exempel för ett litiumjonbatteri ) . Batteriet och batteriet i galvaniska celler används som likströmskälla .
I grund och botten betyder batterier en kemisk strömkälla, men det finns celler och batterier som bygger på andra fysikaliska principer. Till exempel kärnkraftsbatterier på beta-förfall (de så kallade beta-voltaiska batterierna) [1] [2] .
Oftast är de elektrokemiska cellerna i ett batteri seriekopplade . Spänningen hos en enskild cell bestäms av materialet i dess elektroder och elektrolytens sammansättning och kan inte ändras. Att koppla flera celler i serie ökar batteriets utspänning , och den totala batterispänningen i seriekoppling är lika med summan av spänningarna för alla celler. Den maximala utströmmen för ett seriebatteri överstiger inte strömmen för själva lågströmselementet.
Nackdelen med en seriell anslutning är den ojämna urladdningen och laddningen med heterogena element som ingår i batteriet, med en elementär inkludering i laddnings-/urladdningskretsen, mer rymliga celler är underurladdade och mindre rymliga är överurladdade. För vissa typer av batterier, som litium, leder överurladdning till att de går sönder. Därför är litiumcellbatterier vanligtvis försedda med inbyggd eller extern kontrollelektronik för optimering av urladdning. Liknande problem uppstår vid laddning av ett batteri av uppladdningsbara celler. Eftersom i seriekoppling den elektriska laddningen som strömmar genom varje element är lika, leder detta till överladdning av mindre rymliga element och underladdning av mer rymliga. Kapaciteten hos till och med samma typ av celler varierar något på grund av den oundvikliga tekniska variationen och kan bli avsevärt annorlunda efter flera laddnings-/urladdningscykler. Därför är moderna batteripaket vanligtvis utrustade med elektroniska kretsar för laddningsoptimering.
Ett exempel på ett seriekopplat batteri är vilket bilbatteri som helst som innehåller 6 eller 12 celler.
8,4-volts Ni-MH-batteri storlek 7HR22 ("Krona") från 7 seriekopplade miniatyr -Ni-MH-batterier på 1,2 V
9V alkaliskt batteri, storlek 6F100, 6 x 1,5V platta celler kopplade i serie
6-volts alkaliskt batteri, storlek 4LR44, bestående av 4 miniatyr LR44 1,5 V elektrokemiska celler kopplade i serie
12-volts alkaliskt batteri, storlek A23 , bestående av 8 miniatyr LR932 1,5 V elektrokemiska celler kopplade i serie
14,4- volts skruvmejselbatteri av 12 cylindriska seriekopplade Ni-Cd-batterier på 1,2 V
Enheten av ett 12-volts bilbatteri från 6 seriekopplade blybatterier på 2 V
Parallellkoppling av elektrokemiska celler i ett batteri ökar batteriets totala kapacitet , ökar den maximala utströmmen och minskar dess inre motstånd . Parallellkoppling har ett antal nackdelar. När EMF för parallellkopplade element inte är lika börjar utjämningsströmmar flyta mellan elementen, medan element med större EMF ger ström till element med lägre EMF. I uppladdningsbara batterier är ett sådant flöde av strömmar inte särskilt betydande, eftersom celler med en högre EMF, när de är urladdade, laddar celler med en lägre EMF. I icke-batterier leder flödet av cirkulerande strömmar till en minskning av batterikapaciteten. Dessutom, när cellerna är parallellkopplade, blir laddningsläget för lagringsbatteriet mer komplicerat, eftersom det vanligtvis kräver separat laddning av var och en av cellerna och byte av cellerna under laddning, vilket komplicerar den interna eller externa elektroniska laddningskontrollen krets. Därför används sällan parallellkoppling av battericeller, företrädesvis används celler med större kapacitet.
Elektriska bussbatterier
Backupbatterier för datacenter
De vanligaste batteristorlekarna [3] är:
| IEC JIS nomenklatur | sovjetisk | Formen | Mått ( l × b ( ⌀ ) × t ), mm | Spänning, V | Vardagsliv. titel |
|---|---|---|---|---|---|
| 6LR61/6F22 | krona | Parallellepiped | 48,5×26,5×17,5 | 9 | "krona" |
| 3R12 | 3336 | Parallellepiped | 67×62×22 | 4.5 | "platt" |
| A23 (8LR932) | — | Cylinder | 28,9×10,3 | 12 | |
| A27 (8LR732) | — | Cylinder | 28,2×8 | 12 | |
| 2R10 | — | Cylinder | 74,6×21,8 | 3 | |
| 2CR5 | — | Parallellepiped | 45×34×17 | 6 | |
| 4LR44 | — | Cylinder | 25×12 | 6 | |
| 4LR61 | — | Parallellepiped | 48,5×35,6×9,18 | 6 | |
| 4R25 | — | Parallellepiped | 115×68,2×68,2 | 6 | |
| 6F100 | — | Parallellepiped | 80×64,5×51 | 9 | |
| 15F20 | — | Parallellepiped | 51×26,2×16 | 22.5 |
6F22-batteriet består av 6 stycken F22 1,5V platta batterier
6LR61-batteriet består av 6 stycken 1,5 V LR61- cylindriska batterier
15F20-batteriet består av 15 F20 1,5 V-batterier
15F20-batteriet har en extern och strukturell likhet med 6F22, men skiljer sig i storlek, spänning och placeringen av kontakterna på motsatta ändar
2CR5
4LR61-batteriet består av 4 st LR61 1,5V cylindriska batterier
Batteri 4R25
| Sorts | Fördelar | Brister |
|---|---|---|
| Torr ("salt", kol-zink ) |
Billigast, massproducerat. | Den minsta kapaciteten; fallande urladdningskurva; dålig på att arbeta med kraftfulla belastningar (hög ström); dålig vid låga temperaturer. |
| Heavy Duty ("kraftfullt" torrt element, zinkklorid) |
Billigare än alkaliskt. Bättre vid hög ström och låga temperaturer. | Låg kapacitet. Fallande urladdningskurva. |
| Alkaliskt ("alkaliskt", alkalimangan ) |
Genomsnittlig kostnad. Bättre än de tidigare vid hög ström och låga temperaturer. Vid urladdning bibehåller den ett lågt impedansvärde. Bredtillverkad. | Fallande urladdningskurva. |
| Merkurius | Konstant spänning, hög energiintensitet och energitäthet. | Högt pris. På grund av kvicksilvrets skadlighet produceras de nästan inte längre. |
| Silver | Hög kapacitet. Platt urladdningskurva. Bra vid höga och låga temperaturer. Utmärkt lagringstid. | Dyr. |
| Litium | Den högsta kapaciteten per massenhet. Platt urladdningskurva. Utmärkt vid låga och höga temperaturer. Extremt lång lagringstid. Hög spänning per cell (3,5-4,2 V för laddningsbara batterier; 1,5 eller 3,0 V för litiumbatterier ). Ljus. | Dyr. |
| Sorts | Beskrivning | Fördelar | Brister |
|---|---|---|---|
| Primär | Galvaniska element . Reaktionerna som sker i dem är irreversibla, så de kan inte laddas om. Vanligtvis kallas de för ordet "batteri". Försök att ladda det primära batteriet kan skada och läcka lut eller andra ämnen som finns i det. Mest populär. | Högre kapacitet och/eller billigare. Mindre självurladdning. | Engångsbruk. |
| Sekundär | Batterier . Till skillnad från de primära är reaktionerna i dem reversibla, så de kan omvandla elektrisk energi till kemisk energi, ackumulera den ( laddning ) och utföra den omvända omvandlingen, vilket ger elektrisk energi till konsumenten ( urladdning ). För vanliga batterier är antalet laddnings-urladdningscykler vanligtvis cirka 1000 och beror markant på driftsförhållandena. | Flera användningsområden, uppladdningsbar. | Lägre kapacitet och/eller dyrare. Starkare självurladdning. |
Salt- och alkalibatterier (zink-manganbatterier) används bokstavligen överallt i vardagen - i fjärrkontroller , i trådlösa möss och tangentbord, i väckarklockor, etc. Deras bortskaffande och vidare bearbetning är viktigt inte bara ur ekologisk synvinkel (om de ligger på en soptipp kan de fatta eld på egen hand, och detta kommer att leda till utsläpp av giftiga ämnen - dioxiner i atmosfären), men också för erhålla värdefulla råvaror ( mangan (som de till exempel i Ryssland inte producerar i metallisk form) och zink ). Nu (2020-talet) ackumuleras ungefär en miljard sådana batterier i Ryska federationen , men inte mer än 3 % återvinns [4] . I europeiska länder, i butiker (stormarknader) överallt finns behållare för insamling av potentiellt giftigt avfall (batterier, CFL-lampor, etc.).
| Populära storlekar av elektrokemiska celler och batterier | ||
|---|---|---|