Разновидности аккумуляторных батарей

Обратимые электрохимические реакции, протекающие в аккумуляторах, делают энергию в них возобновимой. Если аккумулятор разрядится, его снова можно зарядить.
 

Аккумуляторная батарея состоит из нескольких аккумуляторов, соединенных по определенной схеме. В простонародье, слова «аккумулятор» и «аккумуляторная батарея» - синонимами.
 

Виды аккумуляторов

Обратимые химические процессы, протекающие в аккумуляторных элементах, являются окислительно-восстановительной реакцией. В зависимости от реагентов, участвующих в реакциях можно выделить три распространенных типа аккумуляторов.

 

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Электроды, изготовленные из свинца и диоксида свинца располагаются в электролите, который представляет смесь серной кислоты и воды. В процессе окисления свинцового катода, с выделением воды на аноде, вырабатывается электрический ток. При зарядке происходит обратная электрохимическая реакция с выделением кислорода и водорода.

Аккумуляторные ячейки такого типа наиболее распространены, но имеют существенные недостатки. Из-за вредных выделений, являющихся побочным продуктом химических реакций, их нельзя использовать в жилых помещениях. Уровень электролита, в процессе эксплуатации может изменяться и необходимо следить за его наличием. Из-за наличия воды, вязкость электролита на морозе повышается и, соответственно, падает емкость аккумулятора.

 

Литий-ионные аккумуляторы

В современное время наибольшее применение получили в бытовой электронике. Переносчиком заряда в аккумуляторах такого типа является положительные ионы лития. Анод и катод представлены алюминиевой и медной фольгой, которая разделена с помощью сепаратора из пористого материала. Электролит находится в сепараторе. Чаще всего литий-ионные аккумуляторы снабжены контроллером, исключающим перезаряд и глубокий разряд.

Достоинствами таких аккумуляторов является низкий саморазряд в процессе хранения и высокую емкость. Так же они способны выдавать больший ток, в отличие от аккумуляторов другого типа. К недостаткам следует отнести «эффект памяти», который заключается в снижении емкости при эксплуатации с низким зарядом.

В целях снижения «эффекта памяти», в литий-ионные аккумуляторы внедряют полимерный электролит, который заменяет пористый сепаратор и не препятствует обмену ионами.

 

Никельсодержащие аккумуляторы

Наиболее известны в этой группе никель-кадмиевые аккумуляторы, где в качестве переносчика заряда используются ионы никеля. Из-за применения в них тяжелого металла повышенной токсичности (кадмия), были впоследствии вытеснены никель-металлогидридными аккумуляторами. Обладают «эффектом памяти» и высоким уровнем саморазряда. Достоинством является высокая емкость и хорошая работа при низких температурах.
 

 

Типы аккумуляторных батарей по конструктивным особенностям и применению

Аккумуляторные батареи, собранные из отдельных аккумуляторов, в зависимости от исполнения и назначения делятся на несколько групп.
 

Стартерные аккумуляторные батареи

Аккумулятор в автомобиле, в первую очередь, необходим для запуска двигателя. В дальнейшем питание бортовой сети происходит за счет энергии, которую вырабатывает генератор. Поэтому, применяемые в автомобилях аккумуляторы, называют стартерными. Такие аккумуляторы должны суметь выдавать большой ток непродолжительное время. Чаще всего автомобили комплектуются свинцово-кислотными аккумуляторами с жидким электролитом.
 

Лодочные (тяговые) аккумуляторные батареи

Электромоторные лодки и катера, в отличие от автомобилей, требуют постоянной работы аккумулятора. Поэтому батареи должны обладать большой емкостью и выдерживать глубокий разряд в процессе работы. Такие аккумуляторные батареи называются тяговыми.
 

Необслуживаемые аккумуляторные батареи

Герметичные батареи, в отличие от стартерных аккумуляторов не требуют обслуживания. Газовыделение, сопровождающее химические процессы, происходит внутри батареи. Батареи такого типа делятся на две группы: гелевые аккумуляторные батареи и батареи с абсорбирующим сепаратором (AGM).

Гелевые батареи не имеют жидкого электролита. Кислотный электролит находится в связанном гелеобразном состоянии. Это позволяет добиться полной герметичности аккумуляторной батареи.

AGM-технология позволяет избавиться от недостатков которые присущи гелевым аккумуляторам. Главное достоинство необслуживаемых аккумуляторов при этом сохраняется полностью. В аккумуляторных батареях этого типа применяется жидкий электролит, удерживаемый порами сепаратора. Они нечувствительны к перепадам температур и обладают хорошей виброустойчивостью.