batéria

A batéria je elektrochemický sklad a prevodník energie. Počas výboja sa uložená chemická energia mení na elektrickú energiu elektrochemickou redoxnou reakciou. Prevedenú energiu môže použiť elektrický spotrebiteľ, ktorý je nezávislý od elektrickej siete.

V nenabíjateľné Primárnybatérie, reakcie na vybitie nie sú reverzibilné alebo sú iba čiastočne reverzibilné. Naproti tomu sú nabíjateľné SekundárneBatérie (akumulátory), vybíjacie reakcie sú zväčša reverzibilné, takže je možná viacnásobná premena chemickej látky na elektrickú energiu a späť.

Pojem „batéria“ označuje vzájomné prepojenie niekoľkých galvanických článkov. Hovorovo sa tento termín používa aj pre jednotlivé galvanické články.

Vďaka mnohým oblastiam použitia s veľmi rozdielnymi požiadavkami na napätie, výkon a kapacitu sú dnes batérie k dispozícii v takmer nezvládnuteľných prevedeniach.

Ďalšie odporúčané odborné znalosti

Pochopte účinky statickej elektriny na vašu váhu

Aký je správny spôsob kontroly opakovateľnosti na váhach?

Nenechajte statickú elektrinu ovplyvniť vašu presnosť váženia.

Obsah

Základy

Materiály elektród určujú menovité napätie článku. Vyššie napätia sa dosahujú spojením viacerých článkov do série (sériové pripojenie).

The kapacita batéria sa uvádza ako teoreticky dostupné množstvo nabitia v ampérhodinách (jednotka: Ah). Kapacita hlavne nenabíjateľných batérií nie je uvedená hlavne z marketingových dôvodov a je uvedená iba v údajových listoch výrobcu. Kapacitu batérie je možné merať podľa špecifikovanej normy počas procesu vybíjania.

Dostupná kapacita závisí od Vybíjací prúd a Napätie na konci vybitia batériu. Bežné sú rôzne metódy vybíjania, medzi ktoré patria: výboj konštantným prúdom, výboj s konštantným odporom alebo výboj s konštantným výkonom. Batéria má inú kapacitu v závislosti od spôsobu vybitia. V zmysluplnej špecifikácii menovitej kapacity musí byť preto uvedený výbojový prúd a napätie na konci výboja.

Všeobecne sa dostupná kapacita batérie znižuje so zvyšujúcim sa vybíjacím prúdom. Dôvodom sú zvyšujúce sa straty vnútorného odporu batérie a skutočnosť, že chemické procesy v batérii prebiehajú obmedzenou rýchlosťou. Zníženie dostupnej kapacity so zvyšujúcim sa vybíjacím prúdom výrazne závisí od typu batérie. Výška nabitia, ktoré je možné v praxi využiť, závisí od typu batérie, úrovne vybíjacieho prúdu, zostatkového napätia na konci vybíjania, veku batérie a teploty (pozri tiež hustotu energie).

Kapacitu batérie alebo maximálny prúd pri danom napätí je možné zvýšiť použitím väčších článkov alebo paralelným pripojením článkov alebo batérií.

Prakticky všetky batérie podliehajú počas skladovania určitému samovybíjaniu, v závislosti od typu batérie a skladovacej teploty: čím nižšia je teplota, tým menej dochádza k samovoľnému vybíjaniu. Väčšina batérií sa pomerne rýchlo vybije. Zinko-vzduchové batérie pre načúvacie prístroje sú naopak najtrvanlivejšie, pretože dodávajú elektrinu iba vtedy, keď je privádzaný vzduch; otvory na batérii sú počas skladovania utesnené fóliovou nálepkou.

V Nemecku nariadenie o batériách reguluje návrat a likvidáciu batérií. Okrem iného stanovuje, že v Nemecku sa na trh nesmú uvádzať žiadne batérie alebo články s obsahom ortuti vyšším ako 0,0005 hmotnostných percent. Obsah ortuti v gombíkových článkoch nesmie prekročiť 2,0 hmotnostných percent. V dnešnej dobe už ani alkalicko-mangánové batérie neobsahujú ortuť, zatiaľ čo v prvej sérii bolo potrebné elektródový materiál ešte zmiešať. Pozri tiež recykláciu batérií.

Nie všetky typy batérií sú k dispozícii v každej krajine. Preto predovšetkým existujú adaptéry na plochú batériu, ktoré pojmú tri AA články s napätím 1,5 V. Adaptér potom možno použiť všade, kde sa hodí vybitá batéria. Adaptéry sú tiež užitočné, pretože do dnešného dňa neexistujú žiadne dobíjateľné vybité batérie.

príbeh

Prvý funkčný galvanický prvok a teda prvá batéria bola predstavená Alessandrom Voltom v podobe „Voltaic column“ v roku 1800. Pravidelne sa opakujúce dohady o batériách, ktoré sa už v staroveku používali, vychádzajú hlavne z jedinej hlinenej nádoby, ktorú v roku 1936 objavil rakúsky archeológ Wilhelm König juhovýchodne od Bagdadu a podľa ktorej spoznal galvanický prvok. Z rôznych dôvodov je funkcia tohto plavidla, ktorá sa stala známou ako „bagdadská batéria“, pochybná.

Variácie typov

Komerčne dostupné batérie a články sú k dispozícii v mnohých variantoch, a to podľa základného chemického redoxného systému, ako aj podľa elektrických hodnôt alebo geometrického alebo konštrukčného riešenia. Na označenie typu batérie možno použiť niekoľko výrazov uvedených nižšie, napr. B. „Alkalická mangánová batéria - LR 6/AM-3 - AA - Mignon“. Často sa však vyžaduje iba určitá charakteristika, napr. B. veľkosť „AA“ pre špeciálne navrhnutú baterku. Jeden hovorí o suchej batérii, keď elektrolyt nie je v tekutej forme, napríklad kvôli zahusteniu. Vďaka tomu je možné batériu použiť v akejkoľvek priestorovej orientácii, to znamená najmä pre mobilné aplikácie.

Oblasti použitia

V závislosti od oblasti použitia existujú nasledujúce pojmy a úlohy:

Batérie zariadení sa používajú na napájanie malých, väčšinou prenosných zariadení, napríklad do bateriek. Obzvlášť malé verzie sa nazývajú gombíkové bunky.
Štartovacie batérie sa používajú najmä pre motorové vozidlá.
Elektrické vozidlá majú trakčné batérie.
Stacionárne batérie sa používajú v stacionárnych aplikáciách, ako sú zdroje nepretržitého napájania.

Primárne bunky

Primárne články sú galvanické články, ktoré sa po vybití nedajú nabiť. Rôzne typy sú pomenované podľa použitých materiálov:

Alkalická mangánová batéria; 1,5 voltov menovitého napätia na článok
Zinkovo-uhlíková batéria; 1,5 voltu na článok
Batéria oxyhydroxidu nikel; 1,5 voltu na článok
Lítiové batérie; 2,9 až 3,6 V v závislosti od materiálu katódy
Batéria s obsahom lítium-železitého železa; 1,5 voltu na článok
Zinkovo-vzduchová batéria; 1,5 voltu na článok
Batéria s chloridom zinočnatým; 1,5 voltu na článok
Ortuťovo-zinková batéria; 1,35 voltu na článok
Oxid strieborno-zinkový; 1,55 voltu na článok
Batéria s obsahom chloridu sodného a niklu

Sekundárne bunky

Sekundárne bunky, nazývané tiež Akumulátory sú galvanické články, ktoré je možné po vybití nabiť. Viac informácií o sekundárnych bunkách je popísaných v hlavnom článku, akumulátor. Bežné typy sú pomenované aj podľa použitých materiálov:

Olovený akumulátor (oxid olovnatý/olovo); 2 volty nominálneho napätia na článok. Elektrolyt (kyselina sírová H2SO4) môže byť prítomný v tekutej forme, viazaný vo rúne alebo zahustený ako gél (olovená gélová batéria). Olovený akumulátor sa často používa ako autobatéria.
Nikel-kadmiová batéria; 1,2 voltu na článok
Nikel-metal hydridová batéria; 1,2 voltu na článok
Lítium-iónová batéria; 3,7 voltu na článok
Lítium-polymérová batéria; väčšinou 3,7 voltu na článok
Alkalická mangánová batéria (anglicky: Nabíjateľný alkalický mangán, skratka: RAM); 1,5 voltu na článok
Strieborno-zinková batéria; 1,5 voltu na článok
Nikel-vodíková batéria; 1,50 V na článok
Zinkovo-brómová batéria; 1,76 V na článok
Batéria s obsahom chloridu nikelnatého (známa ako batéria Zebra)
Nikel-železná batéria; 1,2 - 1,9 V menovité napätie/článok

Veľkosti

Kedy Batérie prístroja Často sa hovorí o elektrických batériách, ktoré sú v každodennom živote veľmi bežné na napájanie malých elektrických zariadení, ako sú hodiny, rádiá, hračky, baterky a podobne, a tiež v trvalo nainštalovaných zariadeniach, ako sú požiarne hlásiče.

Batérie prístroja musia byť kompaktné, použiteľné v akejkoľvek polohe, ľahké a napriek tomu mechanicky odolné. Pri bežnom skladovaní a používaní v prístroji nesmú unikať ani odchádzať plyny. Sú komerčne dostupné v rôznych prevedeniach na báze zinkovo-uhlíkových alebo alkalicko-mangánových batérií. Ich označenie zodpovedá výkonnostným triedam špecifikovaným IEC a veľkostiam štandardizovaným ANSI:

IEC
(Zinok-uhlík) IEC
(Alkali-Manganese) Označenie ANSI Veľkosť Menovité napätie Kapacita (mAh)
Kapacita zinku a uhlíka (mAh)
Alkalický mangán

LR 61	AAAA	Mini	Ø 8,3 mm, V 42,5 mm	1,5 V	300	500. 600
R03/UM-4	LR 03/AM-4	AAA	Micro	Ø 10,3 mm, výška 45 mm	1,5 V	370, 540	900, 1250
R6/UM-3	LR 6/AM-3	AA	Mignon	Ø 14,3 mm, H 51 mm	1,5 V	700, 1100	2 200. 2 850
SUB-C	Ø 23 mm, H 43 mm	1,5 V	1 700. 2 600
R14/UM-2	LR 14/AM-2	C.	dieťa	Ø 27 mm, H 50 mm	1,5 V	1 800. 3 800	≈ 8 000
R20/UM-1	LR 20/AM-1	D.	Mono	Ø 35 mm, H 62 mm	1,5 V	4 000. 8 000	≈ 20 000
R 1/UM-5	LR 1/AM-5	N	pani	Ø 12 mm, H 30 mm	1,5 V	≈ 400	≈ 800
2R10	2LR10	Duplex	Batériu prilepte	Ø 21,8 mm, H 74,6 mm	3,0 V (2 články po 1,5 V)	1 000. 1 500
3R12/1203	3LR12	Vybitá batéria	D 67 mm, š 62 mm, v 22 mm	4,5 V (3 články po 1,5 V)	≈ 2 700	≈ 5 900
4LR61	J	Ploché balenie	Dĺžka 49 mm, šírka 36 mm, výška 8,5 mm	6 V (4 články po 1,5 V)	500. 600
6F22	6LR61/AM-6	1604D	E blok alebo blok 9 V	D 48,5 š 26,2 mm, v 17 mm	9,0 V (6 článkov po 1,5 V) 6F22 = 6x plochý článok 22 6LR61 = 6x guľatý článok LR61	190, 330	500. 600

Okrem týchto „štandardných typov“ existuje aj široká škála tvarov pre batérie špecifické pre daný výrobok, napríklad pre fotoaparáty a gombíkové články.