Aku on akutüüp, mis suudab salvestada keemilist energiat ja muuta selle elektrienergiaks. Seda kasutatakse laialdaselt kodumasinates, elektrisüsteemides, sõidukites ja muudes valdkondades. Praegu kasutatakse laialdaselt mitmesuguseid akutüüpe, millest kõige levinumad on pliiakud, nikkel-kaadmium-, nikkel-metallhüdriid- ja liitiumioonakud. See artikkel tutvustab erinevate akude eeliseid ja puudusi.
Klassifikatsioon
1. Vedelad pliiakud
See on kõige levinum pliiaku tüüp, mida kasutatakse peamiselt autodes, mootorratastes ja muudes käivitusseadmetes. Vedel pliiaku saab jagada tavalisteks, süvatsükkeldatud ja AGM-tüüpi akudeks.
2. Geelpliiakud
Geeliga pliiaku, mille asemel kasutatakse vedelat elektrolüüti, muudab aku vastupidavamaks ja ohutumaks.
3. Plii-süsinikpatareid
Plii-süsinik aku on uut tüüpi pliiaku. Võrreldes tavalise pliiakuga on sellel suurem energiatihedus, pikem eluiga ja parem madalatemperatuuriline jõudlus.
4. AGM pliiaku
AGM pliiaku (adsorptsioontüüpi klaaskiudmembraaniga pliiaku) kasutab spetsiaalset adsorptsioontüüpi klaaskiudmembraani, mis aitab vältida aku leket ja parandada aku laadimise efektiivsust.
Põhiomadused
1. Pinge: pliiaku tüüpiline pinge on 12 volti, kuid on ka teisi pingetasemeid.
2. Mahtuvus: Aku mahtuvus on voolu hulk, mida aku suudab teatud aja jooksul pakkuda ampertundides (AH). Pliiakude mahtuvus jääb vahemikku 1,2 Ah kuni 3000 Ah.
3. Eluiga: Üldiselt on pliiakude eluiga 3 kuni 5 aastat, olenevalt aku elueast ja laadimistsüklist.
4. Laadimine: pliiakud laetakse aeglaselt ja nende laadimine võtab tavaliselt üle 8 tunni.
Ettevaatusabinõude kasutamine
1. Pliiakude pikaajalist kasutamist ilma laadimiseta või ülelaadimiseta tuleks vältida, vastasel juhul mõjutab see aku eluiga.
2. Patareide hävitamisel peate hoolitsema keskkonna eest. Peaksite leidma vastava taaskasutusasutuse.
3. Pliiakude hoiustamisel hoidke neid hästi ventileeritavas ja kuivas kohas, et vältida otsest päikesevalgust.
4. Aku tuleb eemaldada või vahetada õiges järjekorras ja viisil ning hoida lühise vältimiseks aku positiivse ja negatiivse elektroodi vahel.
Lühidalt öeldes kasutatakse pliiakusid laialdaselt paljudes valdkondades. Erinevat tüüpi pliiakudel on erinevad omadused ja eelised. Lisaks tuleb pliiakude kasutamisel järgida teatud ettevaatusabinõusid, et akut paremini kaitsta ja selle kasutusiga pikendada.
Siin on pliiakude plussid ja miinused:
Plussid:
1. Madal hind: pliiakude tootmisprotsess on suhteliselt lihtne ja tootmiskulud madalad, seega on ka hind suhteliselt madal;
2. Kõrge töökindlus: pliiaku disain ja materjali kasutamine on stabiilne ja usaldusväärne, taludes teatud määral liigset tühjenemist ja laadimist.
Miinused:
1. Väiksem võimsustihedus: pliiakul on madalam võimsustihedus ja seega ka madalam väljundvõimsus;
2. Lühike eluiga: pliiaku kasutusiga on suhteliselt lühike, tavaliselt umbes 2-3 aastat;
3. Raske: Sama mahutavusega pliiakud on suuremad ja raskemad kui teist tüüpi akud.
Nikkel-kaadmiumaku
Nikkel-kaadmiumakudel on suurem energiatihedus ja pikem tsükli eluiga kui pliiakudel. Nikkel-kaadmiumakusid kasutatakse tavaliselt sõjanduses, tööstuses ja lennunduses. Ni-Cd akude eeliseid ja puudusi analüüsitakse järgmiselt:
Plussid:
1. Suur energiatihedus: Ni-Cd akudel on suurem energiatihedus kui pliiakudel ja seetõttu on neil suurem väljundvõimsus;
2. Pikk tsükkel: nikkel-kaadmiumaku eluiga on pikk ja seda saab tavaliselt üle kahe tuhande korra taaskasutada;
3. Talub kõrget temperatuuri: Ni-Cd aku talub kõrget temperatuuri ja töötab temperatuurivahemikus -20 °C kuni 65 °C.
Miinused:
1. Kõrge materjalikulu: nikkel-kaadmiakudes kasutatakse kõrge puhtusastmega niklit ja kaadmiumi ning muid materjale ning tootmiskulud on suhteliselt kõrged;
2. Kõrge toksilisus: nikkel-kaadmiumakud liigitatakse kaadmiumi toksilisuse tõttu mürgisteks ja ohtlikeks, mis tähendab, et need vajavad erilist käitlemist ja ringlussevõttu.
Nikkelmetallhüdriid aku
NI-MH aku on keskkonnasõbralik aku, mida kasutatakse peamiselt tarbeelektroonikas ja muudes valdkondades. Sellel on suurem energiatihedus kui pliiakudel, pikem kasutusiga ja kergem kaal. Siin on nimh-akude plussid ja miinused:
Plussid:
1. Suur energiatihedus: Ni-MH aku energiatihedus on suurem;
2. Keskkonnakaitse: Ni-MH aku ei sisalda kahjulikke aineid ega kahjusta keskkonda;
3. Kergemad: sama mahutavusega NiMH-akud on väiksemad ja kergemad kui pliiakud.
Miinused:
1. Kõrgemad hinnad: nikkel-metallhüdriid akude hinnad on suhteliselt kõrged ja tootmiskulud on kõrged;
2. Halb passiivsus: kui akut ei kasutata, on selle isetühjenemise kiirus kiirem, seega tuleb seda parima jõudluse säilitamiseks sageli laadida.
Liitiumioonaku
Liitiumioonaku on üks populaarsemaid akusid turul, mida kasutatakse laialdaselt mobiilseadmetes, elektritööriistades, elektroonilistes sõidukites ja muudes valdkondades.
Liitiumioonaku töötas esmakordselt välja Sony 1990. aastal. See hõlmab liitiumioonide sisestamist süsinikku (naftakoksi ja grafiiti), et moodustada anood (traditsioonilistes liitiumakudes kasutatakse anoodina liitiumi või liitiumisulameid). Katoodmaterjalidena kasutati LIXCOO2, LixNiO2 ja Lixmno4 ning elektrolüüdina Lipf6 + dietüleenkarbonaati (EC) + dimetüülkarbonaati (DMC).
Sõltuvalt liitiumioonakus kasutatava elektrolüüdi tüübist saab liitiumioonakud jagada veeldatud liitiumioonakudeks (Lib) ja polümeer-liitiumioonakudeks (PLB).
Siin on liitiumioonakude plussid ja miinused:
Plussid:
1. Suur energiatihedus: liitiumioonakudel on suurem energiatihedus kui pliiakudel ja nikkel-ioonpatareidel;
2. Pikk eluiga: liitiumioonaku pikk eluiga võimaldab tuhandeid kordi laadida ja tühjeneda;
3. Kergem: liitiumioonakud on kergemad kui pliiakud ja nikkel-kaadmiumakud.
Miinused:
1. Kergesti süttiv ja plahvatav: liitiumioonaku stabiilsus on halb, kui seda ei laeta ja ei kasutata õigesti, tekivad lekked, lühised ja muud probleemid, samuti tule- ja plahvatusohutusprobleemid;
2. Kõrgemad kulud: liitiumioonaku kasutab sisemiselt rohkem materjale ja selle tootmiskulud on kõrgemad.
Kokkuvõttes on erinevat tüüpi akudel oma eelised ja puudused ning aku valik sõltub konkreetsest rakendusest ja kasutusvajadustest. Ostmisel tuleks täielikult arvestada maksumuse, mahutavuse, võimsustiheduse, kasutusea, kaalu, ohutuse ja muude teguritega.
