Електричний акумулятор

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Електри́чний акумуля́тор (рос. аккумулятор, англ. accumulator, нім. Akkumulator, лат. accumulare — нагромаджувати) — оборотний гальванічний елемент для нагромаджування електричної енергії, яку використовують в міру потреби для зовнішніх споживачів.

Найпоширеніші електричні (кислотні та лужні) акумулятори нагромаджують хімічну енергію (внаслідок зворотних хімічних реакцій між речовиною електродів та електролітом), а віддають електричну енергію, являючи собою гальванічні елементи. Крім того, розрізняють акумулятори гідравлічні, пневматичні, теплові та інерційні (гіровози).

Зміст 1 Застосування 2 Склад, будова, принцип дії 3 Види 3.1 Порівняння 4 Посилання 5 Література

[ред.] Застосування

Акумулятори широко застосовують в техніці. Акумулятори широко застосовують на автомобільному, морському, повітряному і залізничному транспорті, в радіотехніці, на телефонних і електричних станціях, електрокарах, для освітлення і сигналізації на штучних супутниках Землі, космічних ракетах тощо.

[ред.] Склад, будова, принцип дії

Акумулятор, як і всяке хімічне джерело струму, складається з позитивного і негативного електродів та електроліту, в який вони занурені. Різниця потенціалів, що виникають на межі стикання електродів з електролітом, утворює ЕРС акумулятора (або напругу акумулятора при розімкнутому колі). Під час розрядки акумулятора енергія хім. реакцій перетворюється на електричну енергію; при зарядці, навпаки, електрична енергія перетворюється на хімічну.

[ред.] Види

Розрізняють кислотні (свинцеві) і лужні акумулятри.

Кислотні акумулятори мають високу номінальну напругу (2 в), малий внутрішній опір та відносно високий ккд (до 0.85). Проте невеликий термін служби, недостатня міцність та незадовільна робота при низьких і високих температурах обмежують їх застосування.

Лужні акумулятори мають ряд переваг перед кислотними: вони міцніші, не бояться перевантажень, добре працюють в широкому інтервалі температур, невимогливі до виробничих умов. Основні їх недоліки: низькі ккд (до 60 %) і напруга (1,2; 1,25; 1,33 в).

За складом електродів (активної маси) лужні акумулятори поділяють на

• кадмій-нікельові,
• залізо-нікельові,
• цинк-нікельові
• срібло-цинкові,

а за способом утримання електродів — на

• ламельні
• безламельні.

Безламельні акумулятори мають підвищену ємність і менші розміри. Останнім часом почали застосовувати стартерні залізо-нікельові акумулятори, які працюють при низьких температурах краще, ніж кислотні. Для одержання великих імпульсних струмів при низьких і високих температурах та значних змінах атмосферного тиску застосовують срібло-цинкові акумулятори.

Кадмійо-нікельові акумулятори можуть бути дуже малих розмірів — 1—3 см² (т. з. ґудзики), їх застосовують у слухових апаратах для глухих та в напівпровідникових радіоприладах. Лужні акумулятори виробляють сухими.

[ред.] Порівняння

Тип	Напругаa	Щільність енергіїb			Потужністьc	Ефективністьd	E/$e	Розряд.f	Кількість циклівg	Тривалість використанняh
	(V)	(MJ/kg)	(Wh/kg)	(Wh/L)	(W/kg)	(%)	(Wh/$)	(%/mo)	(#)	(років)
Лужно-кислотний	2.1	0.11-0.14	30-40	60-75	180	70%-92%	5-8	3%-4%	500-800	3 (автомобільний акумулятор), 20 (стаціонарний)
VRLAi	2.105
Лужний	1.5	0.31	85	250	50	99.9%	7.7	<0.3	100-1000	<5
Ni-залізо	1.2	0.18	50		100	65%	5-7.3[1]	20%-40%		50+
Ni-кадмій	1.2	0.14-0.22	40-60	50-150	150	70%-90%		20%	1500
NiH2	1.5		75						20.000	15+
NiMH	1.2	0.11-0.29	30-80	140-300	250-1000	66%	1.37	20%	1000
Ni-цинк	1.7	0.22	60	170	900		2-3.3		100-500
Li-іонний	3.6	0.58	160	270	1800	99.9%	2.8-5[2]	5%-10%	1200	2-3
Li полімер	3.7	0.47-0.72	130-200	300	3000+	99.8%	2.8-5.0			2-3
LiFePO4	3.25		80-120	170 [3]	1400		0.7-1.6		2000+[4]
Li сірчаний[5]	2.0	0.94-1.44[6]	400[7]	350
Нано Титанатний[8]	2.3		90		4000+	87-95%r	0.5-1.0[9]		9000+	20+
Тонкоплівчастий Li	?			350	959	?	?p[10]		40000
ZnBr			75-85
V-редокс	1.4-1.6		25-35[11]			96%[12]			14,000[13]	10 (стаціонарний)[12]
NaS			150			89%-92%
Розплавлена сіль			70-110[14]		150-220		4.54[15]		3000+	8+
Супер залізо
Срібло-цинк			130	240

Примітки

Задля лаконічності, записи в таблиці було скорочено. Для повного описання, дивіться окремі статті про кожний тип.

• ^a Номінальна напруга елементу, Вольт.
• ^b Щільність енергії = накопичена енергія/вага або енергія/розмір, в трьох одиницях вимірювання
• ^c Питома потужність = потужність/вага, W/kg
• ^d Ефективність заряду/розрядки у відсотках, %
• ^e Енергія/вартість споживання в W·h/US$ (приблизно)
• ^j Безпечна для працездатності акумулятора глибина розряду
• ^f Коефіцієнт саморозряду у відсотках на місяць
• ^g Кількість робочих циклів
• ^h Тривалість періоду працездатності, років
• ⁱ До VRLA або рекомбінантів належать гелеві акумулятори та абсорбційні скляні пластинки
• ^p Пілотне виробництво
• ^r В залежності від кількості циклів розряду

[ред.] Посилання

[ред.] Література

• Українська радянська енциклопедія
• Куликов И. Г. Аккумуляторы. М., 1958;
• Тютрюмов О. С. Автомобильные щелочные аккумуляторные батарей. М., 1958.
• Crompton T. R.. Battery Reference Book, вид. 3-те (2000), Newnes. ISBN 07506-4625-X.