Электрический ток. Источник электрического тока. Что такое аккумулятор?

1.

Электрический ток.
Источник электрического тока.
Что такое аккумулятор?
Декабрь 2020

2.

Что такое аккумулятор?
Аккумулятор - устройство для накопления энергии с целью её последующего
использования, энергоноситель, является альтернативным источником энергии.
Первый прообраз аккумулятора, который, в отличие от батареи Алессандро
Вольты, можно было многократно заряжать, был создан в 1803 году Иоганном
Вильгельмом Риттером. Его аккумуляторная батарея представляла собой столб из
пятидесяти медных кружочков, между которыми было проложено влажное сукно.
После пропускания через данное устройство тока от вольтова столба оно само
начинало вести себя как источник электричества..

3.

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, объединённых в
одну электрическую цепь, составляют аккумуляторную
батарею

4.

Свинцово-кислотные аккумуляторы
Этот тип является самым востребованным в современном мире по причине
универсальных особенностей и невысокой стоимости. Благодаря наличию большого
количества разновидностей, свинцово-кислотные аккумуляторы применяется в
областях систем резервного питания, системах автономного электроснабжения,
солнечных электростанций, ИБП, различных видах транспорта, связи, системах
безопасности, различных видах портативных устройств, игрушках и т. д.

5.

Принцип действия свинцово-кислотных батарей
Основа работы химических источников питания основана на взаимодействии
металлов и жидкости – обратимой реакции, которая возникает при замыкании
контактов положительных и отрицательных пластин. Если подключить к двум
пластинам лампочку, цепь замкнется и возникнет электрический ток (движение
электронов), а внутри элемента возникнет химическая реакция. В частности,
происходит коррозия пластин батареи, свинец покрывается сульфатом свинца.
Таким образом, в процессе разряда аккумулятора на всех пластинах будет
образовываться налет из сульфата свинца. Когда аккумулятор полностью разряжен,
его пластины покрыты одинаковым металлом – сульфатом свинца и имеют
практически одинаковый заряд относительно жидкости, соответственно,
напряжение батареи будет очень низким.

6.

Литий-ионные аккумуляторы
Аккумуляторы литий-ионного типа обладают высокой плотностью энергии и
благодаря этому при компактном размере и легком весе обеспечивают в 2-4 раза
большую емкость по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами.
Несомненно, большим достоинством литий-ионных батарей является высокая
скорость полной 100% перезарядки в течение 1-2 часов.

7.

Принцип работы заключается в использовании ионов лития, которые связаны
молекулами дополнительных металлов. Обычно, в дополнение к литию
применяются литий кобальтоксид и графит. При разряде литий-ионного
аккумулятора происходит переход ионов от отрицательного электрода (катода) к
положительному (аноду) и наоборот при заряде. Схема аккумулятора
предполагает наличие разделительного сепаратора между двумя частями
элемента, это необходимо для предотвращения самопроизвольного перемещения
ионов лития. Когда цепь аккумулятора замкнута и происходит процесс заряда или
разряда, ионы преодолевают разделительный сепаратор стремясь к
противоположно заряженному электроду.

8.

Никелево-железные аккумуляторы
Дешевизна производства позволили никель-железным аккумуляторам стать
востребованными в электротранспорте в качестве тяговых батарей, также
применяются для электрификации пассажирских вагонов, питания цепей
управления. В последние годы о никель-железных аккумуляторах заговорили с
новой силой, т. к. они не содержат токсичных элементов вроде свинца, кадмия,
кобальта и т. д. В настоящее время некоторые производители продвигают их для
систем возобновляемой энергетики.

9.

Аккумуляция электроэнергии происходит при помощи никель оксида-гидроксида,
применяемого в качестве положительных пластин, железа – в качестве
отрицательных пластин и жидкого электролита в виде едкого калия. Никелевые
стабильные трубки или «карманы» содержат активное вещество. Никелево-железный
тип очень надежный, т.к. выдерживает глубокие разряды, частые перезаряды, а
также может находится в недозаряженном состоянии, что очень пагубно для
свинцово-кислотных батарей.