Аккумулятор - химиялық энергияны сақтап, оны электр энергиясына айналдыра алатын батарея түрі. Ол тұрмыстық техникада, электр энергетикасында, көлік құралдарында және басқа да салаларда кеңінен қолданылады. Қазіргі уақытта батареялардың әртүрлі түрлері кеңінен қолданылады, олардың ішіндегі ең көп тарағаны - қорғасын-қышқылды батарея, никель-кадмий, никель-металл гидрид және литий-ионды батареялар. Бұл мақалада әртүрлі батареялардың артықшылықтары мен кемшіліктері таныстырылады.
Жіктеу
1. Сұйық қорғасын-қышқылды аккумуляторлар
Бұл қорғасын-қышқылды аккумулятордың ең көп таралған түрі, негізінен автомобильдерде, мотоциклдерде және басқа да іске қосу құрылғыларында қолданылады. Сұйық қорғасын-қышқылды аккумуляторды жалпы типке, терең циклді типке және AGM типке бөлуге болады.
2. Гельді қорғасын-қышқылды аккумуляторлар
Сұйық электролиттің орнына гель қосылған гельді қорғасын-қышқылды аккумулятор батареяны берік және қауіпсіз етеді.
3. Қорғасын-көміртекті батареялар
Қорғасын-көміртекті аккумулятор - қорғасын-қышқылды аккумулятордың жаңа түрі. Дәстүрлі қорғасын-қышқылды аккумулятормен салыстырғанда, оның энергия тығыздығы жоғары, қызмет ету мерзімі ұзақ және төмен температурада жақсы жұмыс істейді.
4. AGM қорғасын-қышқылды аккумуляторы
AGM қорғасын-қышқылды аккумуляторы (адсорбциялық типтегі шыны талшықты диафрагмалық қорғасын-қышқылды аккумулятор) батареяның ағып кетуіне жол бермейтін және батареяның зарядтау тиімділігін арттыратын арнайы адсорбциялық типтегі шыны талшықты диафрагманы қолданады.
Негізгі сипаттамалары
1. Кернеу: қорғасын-қышқылды аккумулятордың әдеттегі кернеуі 12 вольт, бірақ басқа да кернеу деңгейлері бар.
2. Сыйымдылығы: Батарея сыйымдылығы - батареяның белгілі бір уақыт ішінде ампер-сағатпен (AH) бере алатын ток мөлшері. Қорғасын-қышқылды батареялардың сыйымдылығы 1,2 AH-тан 3000 AH-қа дейін.
3. Қызмет ету мерзімі: Жалпы, қорғасын-қышқылды аккумуляторлардың қызмет ету мерзімі батареяның қызмет ету мерзімі мен зарядтау цикліне байланысты 3 жылдан 5 жылға дейін.
4. Зарядтау: қорғасын-қышқылды аккумуляторлар баяу зарядталады және әдетте қайта зарядтауға 8 сағаттан астам уақыт кетеді.
Сақтық шараларын қолдану
1. Қорғасын-қышқылды аккумуляторларды зарядтамай немесе шамадан тыс зарядтауды ұзақ уақыт бойы пайдаланудан аулақ болу керек, әйтпесе бұл аккумулятордың қызмет ету мерзіміне әсер етеді.
2. Батареяларды жойған кезде қоршаған ортаға қамқорлық жасау керек. Тиісті қайта өңдеу агенттігін табуыңыз керек.
3. Қорғасын-қышқылды аккумуляторларды сақтаған кезде, оларды тікелей күн сәулесінен аулақ болу үшін жақсы желдетілетін және құрғақ жерде сақтаңыз.
4. Батареяны дұрыс ретпен және тәсілмен алып тастау немесе ауыстыру керек, сондай-ақ қысқа тұйықталуды болдырмау үшін оны батареяның оң және теріс электродтарының арасында ұстау керек.
Бір сөзбен айтқанда, қорғасын-қышқылды аккумуляторлар көптеген салаларда кеңінен қолданылады. Қорғасын-қышқылды аккумуляторлардың әртүрлі түрлері әртүрлі сипаттамалар мен артықшылықтарға ие. Сонымен қатар, қорғасын-қышқылды аккумуляторларды пайдалану кезінде аккумуляторды жақсырақ қорғау және оның қызмет ету мерзімін ұзарту үшін белгілі бір сақтық шараларын сақтау қажет.
Қорғасын-қышқылды аккумулятордың артықшылықтары мен кемшіліктері:
Артықшылықтары:
1. Төмен құны: қорғасын-қышқылды аккумуляторды өндіру процесі салыстырмалы түрде қарапайым, өндіріс шығындары төмен, сондықтан оның бағасы салыстырмалы түрде төмен;
2. Жоғары сенімділік: қорғасын-қышқылды аккумулятордың дизайны және материалды пайдалану тұрақты және сенімді, белгілі бір мөлшерде шамадан тыс разряд пен зарядтауға төтеп бере алады.
Кемшіліктері:
1. Төмен қуат тығыздығы: қорғасын-қышқылды аккумулятордың қуат тығыздығы төмен, сондықтан шығыс қуаты төмен;
2. Қысқа қызмет ету мерзімі: қорғасын-қышқылды аккумулятордың қызмет ету мерзімі салыстырмалы түрде қысқа, әдетте шамамен 2-3 жыл;
3. Ауыр: Бірдей сыйымдылықтағы қорғасын-қышқылды батареялар басқа батарея түрлеріне қарағанда үлкенірек және ауыр.
Никель-кадмий батареясы
Никель-кадмий батареяларының қуат тығыздығы қорғасын-қышқылды батареяларға қарағанда жоғары және қызмет ету мерзімі ұзағырақ. Никель-кадмий батареялары әскери, өнеркәсіптік және аэроғарыш салаларында кеңінен қолданылады. Никель-кадмий батареяларының артықшылықтары мен кемшіліктері келесідей талданады:
Артықшылықтары:
1. Жоғары қуат тығыздығы: никелді-кадмий батареяларының қуат тығыздығы қорғасын-қышқылды батареяларға қарағанда жоғары, сондықтан шығыс қуаты жоғарырақ;
2. Ұзақ циклді қызмет ету мерзімі: Никель-кадмий батареясының қызмет ету мерзімі ұзақ, әдетте оны екі мыңнан астам рет қайта өңдеуге болады;
3. Жоғары температураға төтеп бере алады: ni-cd батареясы жоғары температураға төтеп бере алады, -20°C-тан 65°C-қа дейінгі температура диапазонында жұмыс істей алады.
Кемшіліктері:
1. Материалдың жоғары құны: ni-cd батареялары жоғары тазалықтағы никель мен кадмий және басқа материалдарды пайдаланады, өндіріс шығындары салыстырмалы түрде жоғары;
2. Жоғары уыттылық: никель-кадмий батареялары кадмийдің уыттылығына байланысты улы және қауіпті деп жіктеледі, яғни оларды арнайы өңдеу және қайта өңдеу қажет.
Никель металл гидридті аккумулятор
NI-MH батареясы - негізінен тұтынушылық электроникада және басқа да салаларда қолданылатын қоршаған ортаға зиянсыз батареяның бір түрі. Оның қорғасын-қышқылды батареяға қарағанда қуат тығыздығы жоғары, қызмет ету мерзімі ұзағырақ және салмағы жеңіл. NiMH батареяларының артықшылықтары мен кемшіліктері:
Артықшылықтары:
1. Жоғары қуат тығыздығы: ни-металл-сағ батареясының қуат тығыздығы жоғарырақ;
2. Қоршаған ортаны қорғау: ni-mh батареясында зиянды заттар жоқ, қоршаған ортаға зиян келтірмейді;
3. Жеңілірек: бірдей сыйымдылықтағы нимх батареялары қорғасын-қышқылды батарея аналогтарына қарағанда кішірек және жеңілірек.
Кемшіліктері:
1. Бағасы жоғары: никель-металл гидридті аккумуляторлардың бағасы салыстырмалы түрде жоғары, өндіріс шығындары жоғары;
2. Нашар пассивтілік: батарея пайдаланылмаған кезде оның өздігінен разрядталу жылдамдығы жоғарырақ, сондықтан ең жақсы өнімділікті сақтау үшін оны жиі зарядтау қажет.
Литий-ионды аккумулятор
Литий-ионды аккумулятор нарықтағы ең танымал аккумуляторлардың бірі болып табылады және мобильді құрылғыларда, электр құралдарында, электронды көліктерде және басқа да салаларда кеңінен қолданылады.
Литий-ионды батареяны алғаш рет 1990 жылы Sony компаниясы жасап шығарды. Ол анод қалыптастыру үшін көміртегіге (мұнай коксы және графит) литий иондарын енгізуді қамтиды (дәстүрлі литий батареяларында анод ретінде литий немесе литий қорытпалары қолданылады). Катод материалдары ретінде LIXCOO2, LixNiO2 және Lixmno4, ал электролит ретінде Lipf6 + диэтилен карбонаты (EC) + диметил карбонаты (DMC) пайдаланылды.
Литий-ионды батареяда қолданылатын электролит түріне байланысты литий-ионды батареяларды сұйылтылған литий-ионды батарея (Lib) және полимерлі литий-ионды батарея (PLB), литий-ионды батареялар деп бөлуге болады.
Литий-ионды батареялардың артықшылықтары мен кемшіліктері:
Артықшылықтары:
1. Жоғары қуат тығыздығы: литий-ионды батареялардың қуат тығыздығы қорғасын-қышқылды батареялар мен никадты батареяларға қарағанда жоғары;
2. Ұзақ қызмет ету мерзімі: литий-ионды батареяның ұзақ қызмет ету мерзімі, мыңдаған рет зарядтау және разрядтау циклін жасай алады;
3. Жеңілірек: литий-ионды батареялар қорғасын-қышқылды батареялар мен никель-кадмий батареяларына қарағанда жеңілірек.
Кемшіліктері:
1. Оңай өртеніп, жарылып кетуі мүмкін: литий-ионды батареяның тұрақтылығы нашар, егер зарядталмаса және дұрыс пайдаланылмаса, ағып кету, қысқа тұйықталу және басқа да мәселелер, сондай-ақ өрт және жарылыс қауіпсіздігі мәселелері туындайды;
2. Жоғары шығындар: литий-ионды батарея іштей көбірек материалдарды пайдаланады және өндірістік шығындары жоғары.
Қорытындылай келе, әр түрлі батареялардың өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар, қай батареяны таңдау нақты қолданысқа және пайдалану қажеттіліктеріне байланысты. Сатып алу кезінде құны, сыйымдылығы, қуат тығыздығы, қызмет ету мерзімі, салмағы, қауіпсіздігі және басқа да факторларды толық ескеру қажет.
