Akumuliatoriaus baterijos paskirtis ir tipai

Akumuliatoriaus baterija - tai prietaisas, skirtas kaupti elektros energiją cheminės energijos pavidalu ir išleisti ją, kai reikia, kaip elektros energiją. Akumuliatoriai plačiai naudojami mobiliuosiuose įrenginiuose, buitiniuose prietaisuose ir elektronikoje, įskaitant nešiojamąją įrangą. Struktūriškai jie yra nedidelis elektros energijos šaltinis, kurį galima įkrauti ir pakartotinai naudoti prietaisams maitinti.

Vienas iš pagrindinių akumuliatoriaus tikslų yra maitinti įvairius įrenginius ir įrangą. Pavyzdžiui, automobilių pramonėje akumuliatoriai naudojami varikliui užvesti ir automobilio elektros sistemoms maitinti. Kitas svarbus akumuliatorių tikslas - kaupti atsinaujinančią energiją, pagamintą iš tokių šaltinių kaip saulės baterijos ir vėjo turbinos. Ši sukaupta energija gali būti naudojama tuo metu, kai atsinaujinantis energijos šaltinis negamina energijos, pavyzdžiui, naktį arba kai nepučia vėjas. Akumuliatorinės baterijos atlieka itin svarbų vaidmenį siekiant, kad atsinaujinanti energija būtų patikimesnė ir praktiškesnė kasdieniui naudojimui. Akumuliatoriai taip pat dažnai naudojami kaip atsarginiai energijos šaltiniai avarinių situacijų ar elektros energijos tiekimo nutraukimo atveju. Daugelis namų ir įmonių turi atsargines maitinimo sistemas, kurios naudojasi akumuliatoriais, kad tiektų elektrą, kai neveikia pagrindinis elektros tinklas. Apibendrinant galima pasakyti, kad akumuliatoriaus paskirtis yra daugialypė ir būtina įvairiose pramonės šakose. Nuo kasdienių įrenginių maitinimo iki atsinaujinančios energijos kaupimo ir atsarginės energijos tiekimo baterijos vaidina lemiamą vaidmenį šiuolaikinėje visuomenėje.

Automobilio akumuliatorių baterijos paskirtis ir veikimas

Nepertraukiamas automobilio akumuliatoriaus veikimas yra būtina sąlyga, kad transporto priemonė veiktų efektyviai. Ilgai ir be sutrikimų eksploatuoti automobilio akumuliatorių galima naudojant kokybiškus akumuliatorius ir laiku atliekant prietaisų techninę priežiūrą.

Tradicinis švino akumuliatorius turi plastikinį korpusą, kurio viduje yra 6 baterijos elementai. Kiekvienas elementas sukuria 2 voltų išėjimo įtampą, kuri iš viso sudaro 12 voltų. Kiekvieno elemento viduje yra švino plokštelių, apdorotų chemiškai aktyvia medžiaga. Automobilio akumuliatoriaus veikimo principas - aktyvuoti ir paleisti cheminę reakciją, kai į akumuliatorių įjungiama apkrova. Elektrolitas ir veiklioji medžiaga sąveikauja tarpusavyje, todėl susidaro elektros srovė. Šalutinis cheminės reakcijos poveikis yra švino sulfato nuosėdos ir laipsniškas elektrolito išsekimas. Jei veikia automobilio variklis, transporto priemonė važiuoja, cheminė reakcija vyksta atvirkščiai. Atkuriamas akumuliatoriaus gebėjimas tiekti srovę.

Akumuliatorių tipai ir jų skirtumai

Šie elementai skiriasi keliais aspektais, kurie atsispindi naujausioje akumuliatorių klasifikacijoje. Pavyzdžiui, pagal konstrukciją skiriami šie akumuliatorių tipai:

• Akumuliatoriai, kuriems reikalinga priežiūra (prižiūrimosios baterijos). Šiuos akumuliatorius reikia retkarčiais papildyti šviežiu distiliuotu vandeniu ir tikrinti elektrolito būklę, nes priešingu atveju dėl sulfatacijos proceso įvyks ankstyvas gedimas. Prižiūrimosios baterijos skyriai yra su atskiru dangteliu su kamščiu. Dangtelį galima nuimti ir pakeisti plokštelių bloką. Tarpelementinės jungtys tarp sekcijų sumontuotos išorėje, todėl skyrius galima tikrinti atskirai.
• Akumuliatoriai be priežiūros (neprižiūrimosios baterijos). Šio tipo akumuliatorių nereikia papildyti distiliuotu vandeniu arba matuoti elektrolito tankio, juos patogiau naudoti, tačiau jų trūkumas yra tas, kad gilus išsikrovimas gali juos visiškai išjungti. Neprižiūrimosios akumoliatorių baterijos nuo retai prižiūrimųjų išoriškai skiriasi tuo, kad neturi kamščių. Šių atsisakyta todėl, kad nereikia matuoti ir koreguoti elektrolito lygio. Plokštelių rėmeliai gaminami ne iš švino ir stibio lydinio, o iš švino ir kalcio lydinio. Tai labai sumažina išsikrovimą ir vandens sąnaudas. Vietoje plokštelių pavidalo skyriklių naudojami voko arba plėvelės pavidalo skyrikliai (plastikinis apvalkalas) ir iškritančios švino dalelės negali trumpai sujungti teigiamųjų ir neigiamųjų plokštelių - neberikalinga šiukšlių ertmė.
• Akumuliatoriai, įkraunami sausai (sausai įkrautomis vadinamos). Tai eksploatuoti tinkamų elementų tipas, kurie parduodami neužpildyti elektrolitu: įkrauti reikia prieš pat pradedant naudoti akumuliatorių. Šios įkraunamos baterijos yra lengvos, ilgiau tarnauja ir jas galima įsigyti iš anksto, nes gerokai sumažėja savaiminio išsikrovimo rizika.

Didelės starterio srovės akumuliatoriai

Didelės starterio srovės akumuliatoriai naudojami automobiliuose su dyzeliniu varikliu, nes šiems varikliams reikalinga didelė paleidimo galia. Akumuliatorių baterijose, kuriose gali būti tiek retai prižiūrimosios, tiek visiškai neprižiūrimosios, teigiamosios plokštelės įstatytos į voko formos skyriklius ir jų paviršiai yra didesni. Neigiamos plokštės gaminamos plotesnės, todėl tame pačiame tūryje telpa daugiau plokštelių.

Cilindriniai akumuliatoriai "Optima"

Cilindriniai ("OPTIMA") akumuliatoriai - naujo tipo. Juos sudaro teigiamieji ir negiamieji juostiniai elektrodai, atskirti mikroporinio pluošto seperatoriaus ir susukti į cilindrą. Elektrodai įmirkomi rūgštiniame elektrolite. Atskiri akumuliatoriai nuosekliai sujungiami į vieną bateriją ir tiekia reikiamo dydžio įtampą. Pagrindiniai baterijos privalumai: maži matmenys, didelė talpa ir starterio srovė, atsparumas temperatūros svyravimams, smūgiams ir vibracijai, ilgaamžiškumas, greitesnis įkrovimas.

Akumuliatorių baterijos talpa ir starterio srovė

Akumuliatorių baterijos talpa

Akumuliatorių baterijos talpa - tai elektros krūvis, kurį akumuliatorius gali tiekti tam tikrą laiką. Ji matuojama miliampervalandėmis (mAh) arba ampervalandėmis (Ah). Talpa priklauso nuo kelių veiksnių:

• Plokštelių paviršiaus plotas: kuo didesnis plokštelių paviršiaus plotas, tuo didesnė talpa.
• Elektrolito kiekis ir koncentracija: didesnis elektrolito kiekis ir optimali koncentracija didina talpą.
• Akumuliatoriaus temperatūra: esant žemesnei temperatūrai, talpa mažėja.
• Iškrovimo greitis: kuo greičiau iškraunamas akumuliatorius, tuo mažesnė jo efektyvioji talpa.

Akumuliatoriaus starterio srovė

Akumuliatoriaus starterio srovė (angl. Cold Cranking Amps, CCA) parodo, kokią maksimalią srovę akumuliatorius gali tiekti tam tikrą laiką tam tikroje temperatūroje (paprastai -18 °C), kad būtų galima užvesti variklį. Tai ypač svarbu šaltuoju metų laiku, kai variklio alyva sutirštėja, o variklio paleidimas reikalauja didesnės energijos. Kuo didesnė starterio srovė, tuo lengviau bus užvesti variklį.

Procesai, vykstantys akumuliatoriuje

Iškraunant akumuliatorių

Procesai, vykstantys iškraunant akumuliatorių, yra pagrįsti cheminėmis reakcijomis tarp aktyviųjų medžiagų (švino dioksido ir porėto švino) ir sieros rūgšties elektrolite. Iškrovimo metu teigiamosios plokštelės, sudarytos iš švino dioksido (PbO₂), virsta švino sulfatu (PbSO₄). Neigiamosios plokštelės, sudarytos iš porėto švino (Pb), taip pat virsta švino sulfatu (PbSO₄). Tuo pačiu metu sieros rūgštis (H₂SO₄) reaguoja su vandeniu (H₂O), todėl jos koncentracija elektrolite mažėja, o vandens kiekis didėja.

• Iškrauto akumuliatoriaus neigiamosios plokštelės sudarytos iš švino sulfato (PbSO₄).
• Iškrauto akumuliatoriaus teigiamosios plokštelės sudarytos iš švino sulfato (PbSO₄).

Įkraunant akumuliatorių

Įkrovimo procesas yra atvirkštinis iškrovimo procesui. Elektros energija, tiekiama iš išorinio šaltinio (pvz., generatoriaus), skatina chemines reakcijas, kurios grąžina plokšteles į jų pradinę būseną. Švino sulfatas ant neigiamųjų plokštelių virsta porėtu švinu (Pb), o ant teigiamųjų plokštelių - švino dioksidu (PbO₂). Tuo pačiu metu vanduo, susidaręs iškrovimo metu, reaguoja su sieros rūgštimi, didindamas jos koncentraciją elektrolite.

• Įkrauto akumuliatoriaus neigiamosios plokštelės sudarytos iš porėto švino (Pb).
• Įkrauto akumuliatoriaus teigiamosios plokštelės sudarytos iš švino dioksido (PbO₂).

Elektrolito tankio kitimas

Kaip įkraunant ir iškraunant keičiasi akumuliatorių baterijos elektrolito tankis:

• Iškrovimo metu elektrolito tankis mažėja, nes sieros rūgštis virsta vandeniu.
• Įkrovimo metu elektrolito tankis didėja, nes vanduo virsta sieros rūgštimi.

Elektrolito tankio matavimas yra vienas iš būdų įvertinti akumuliatoriaus įkrovimo lygį.

Kaip pasirinkti tinkamą akumuliatorių automobiliui

Nepriklausomai nuo to, kokį akumuliatorių turime mūsų transporto priemonėje, visuomet ateina toks laikas, kuomet turėsime jį pakeisti. Paprasčiausias būdas ir atsakymas į klausimą, kokį akumuliatorių pasirinkti, yra: tokį, kurį rekomenduoja automobilio gamintojas. Tai reiškia, kad akumuliatorius turi būti tokių pat parametrų kaip originalus, bet ne būtinai to paties gamintojo.

Svarbiausi akumuliatoriaus parametrai

Svarbiau nei prekės ženklas yra akumuliatoriaus parametrai bei našumas. Todėl, ieškant naujo akumuliatoriaus automobiliui, visų pirma būtina atkreipti dėmesį į:

• Akumuliatoriaus matmenys: per aukštas arba per siauras akumuliatorius netilps po variklio gaubtu arba jam skirtoje bagažinės erdvėje.
• Akumuliatoriaus rūšis: šiuo metu dažniausiai naudojami švino-rūgšties akumuliatoriai. Jei automobilis turi „Start-Stop“ sistemą - AGM arba EFB akumuliatoriai.
• Akumuliatoriaus įtampa (V): dauguma transporto priemonių reikalauja 12V, bet yra ir tokių, kurioms pakanka tik 6V.
• Paleidimo srovė (A): gali būti pvz. 540A benzinu varomam varikliui arba 700A dyzeliniam varikliui su „Start-Stop“ sistema.
• Akumuliatoriaus talpa (Ah): pvz. 50Ah, 70Ah ir t.t.
• Akumuliatoriaus poliai: daug žmonių nežino, ar jų akumuliatorius teigiamą polių (+) turi dešinėje ar kairėje pusėje. Verta tai patikrinti prieš pirkimą, nes suklydus nebus galimybės jo prijungti.
• Montavimo būdas: akumuliatoriai būna montuojami po variklio gaubtu, bagažinėje arba automobilio salone. Tvirtinami specialiu laikikliu arba prisegami specialiomis sagtimis ar fiksatoriais.

Kainos ir kokybės santykis

Ne būtina permokėti. Svarstydami, kurio gamintojo akumuliatorių pasirinkti, ne būtinai privalote rinktis brangiausius produktus. Šiuo metu rinkoje turime daug gamintojų, kurie drąsiai tarpusavyje konkuruoja. Kaina priklauso ne tik nuo prekių ženklo, bet taip pat nuo akumuliatorių paskirties ir parametrų. Pagal akumuliatoriaus kainą taip pat galime spręsti ir apie jo gamybos technologiją. Ar gamyboje naudojami inovatyvūs sprendimai, kurių tikslas ne tik pagerinti patvarumą, bet taip pat rūpintis ekologija. Iš kitos pusės yra įmonės, kurios norėdamos sumažinti kainą taupo medžiagų sąskaita bei visais kitais įmanomais būdais. Todėl pigiausio akumuliatoriaus pasirinkimas ne visada bus geru sprendimu.

Į ką atkreipti dėmesį renkantis gamintoją?

Jei norime džiaugtis transporto priemonės patikimumu, reikia atsisakyti „no name“ produktų arba pirkimo iš nepatikimų šaltinių. Čia kalbama apie tai, kad turime atkreipti dėmesį į keletą svarbių veiksnių, kurie išskiria patikimus gamintojus ir platintojus:

• Kokybė: galime patikrinti, kuriuos prekių ženklus kuria inžinieriai ir tyrimų centrai tikrinantys ir sertifikuojantys gaminamus produktus.
• Garantija: šiuo metu rinkoje galioja minimalus 2 metų terminas ir jo privalome laikytis.
• Aptarnavimas po pardavimo: verta pasirinkti gamintoją, kuris turi daug atstovų, prekybos padalinių, aptarnavimą internetu arba telefonu.

Rekomenduojami gamintojai

Labiausiai vertinami yra prekių ženklai su ilgamete patirtimi, bet taip pat galima pasirinkti ir tokius gamintojus kaip „ENRG“ arba „Cartechnic“. Tai įmonės, teikiančios tikrai aukštą kokybę už vidutinę kainą. Jos rūpinasi ne tik produktų patikimumu, bet taip pat ir ekologija, kuri pasireiškia mažesne toksiškų dujų emisija, mažesniu medžiagų išnaudojimu, o po ilgo eksploatacijos laikotarpio - saugiu susidėvėjusių akumuliatorių perdirbimu. Taip pat galime rasti pardavėjų, kurie šiems akumuliatoriams taiko net 3 metų garantiją, vietoje reikalaujamos 2 metų garantijos.

Apibendrinus, renkantis naują akumuliatorių mūsų transporto priemonei, verta nusipirkti patikrintos įmonės produktą, kuri suteikia garantiją ir mąsto su ilgalaike perspektyva.

Kiti įkraunamų baterijų tipai ir pasirinkimas

Baterijos plačiai naudojamos mobiliuosiuose įrenginiuose, buitiniuose prietaisuose ir elektronikoje, įskaitant nešiojamąją įrangą. Struktūriškai jie yra nedidelis elektros energijos šaltinis, kurį galima įkrauti ir pakartotinai naudoti prietaisams maitinti. Įkraunamos baterijos veikia dėl grįžtamųjų redokso reakcijų, kurios vyksta įkraunant elementus.

Akumuliatorių tipai pagal konstrukciją

• Tiems, kuriems reikalinga priežiūra. Šiuos akumuliatorius reikia retkarčiais papildyti šviežiu distiliuotu vandeniu ir tikrinti elektrolito būklę, nes priešingu atveju dėl sulfatacijos proceso įvyks ankstyvas gedimas.
• Be priežiūros. Šio tipo akumuliatorių nereikia papildyti distiliuotu vandeniu arba matuoti elektrolito tankio, juos patogiau naudoti, tačiau jų trūkumas yra tas, kad gilus išsikrovimas gali juos visiškai išjungti.
• Įkraunama sausuoju būdu. Tai eksploatuoti tinkamų elementų tipas, kurie parduodami neužpildyti elektrolitu: įkrauti reikia prieš pat pradedant naudoti akumuliatorių.

Elektrolito tipai ir pagrindiniai dydžiai

Medžiaga gali būti skysta, želatininė arba absorbuota. Pavyzdžiui, švino rūgšties akumuliatorių sudėtyje yra sieros rūgšties tirpalas, nikelio-kadmio akumuliatorių ir nikelio-cinko elementų sudėtyje yra kalio hidroksido su ličio hidroksido priedais. Ličio druskos naudojamos kaip elektrolitas joninėse baterijose. Kietieji elektrolitiniai elementai naudojami rečiau: jie yra brangesni. Veiksmingiausi akumuliatoriai yra su gelio ir skystu elektrolitu.

Baterijos gali būti cilindro, disko, tabletės arba lygiagretaus vamzdžio formos. Taip pat yra daug AA ir AAA dydžių. Populiariausios yra pirštų ir pirštukų baterijos, kuriomis aprūpinami mobilieji ir nešiojamieji įrenginiai, laikrodžiai, foto, vaizdo, garso įranga ir kitų tipų įranga.

Kaip pasirinkti įkraunamas baterijas?

Renkantis šiuos gaminius reikėtų atsižvelgti į šiuos veiksnius:

• Temperatūros įvertinimas: jei planuojate naudoti baterijas žemoje arba, priešingai, per aukštoje temperatūroje veikiantiems prietaisams maitinti, geriau rinktis nikelio-kadmio prietaisus.
• Gyvenimo trukmė: ilgiausiai tarnauja nikelio-metalo hidrido akumuliatoriai ir ličio-polimero akumuliatoriai.
• Į akumuliatorių tiekiama įtampa: ją reikia pasirinkti pagal prietaiso, kuriame bus montuojami galvaniniai elementai, reikalavimus.
• Įrenginio tipas: nuo to priklauso akumuliatoriaus gaminio forma ir dizainas.
• Įkrovimo ir iškrovimo ciklų kiekis ir skaičius.

Tinkamai parinkti akumuliatoriai užtikrina kuo ilgesnį įrangos tarnavimo laiką, todėl sutaupoma techninės priežiūros išlaidų.

tags: #akumuliatoriaus #baterija #paskirtis