Arten von Batterien

Feld: Grundlagen der Elektrotechnik

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Verschiedene Batterietypen mit verschiedenen Konfigurationen sind verfügbar. Mit der Erfindung verschiedener neuer elektronischer Geräte, Elektrofahrzeuge, Anforderungen an den Speicher erneuerbarer Energien, Raum- und militärischen Anwendungen wird Batterieleistung heutzutage wie Nahrungsmittel konsumiert. Wenn wir uns umsehen, finden wir eine Menge Batterien, die in fast jedem Gerät versteckt sind, Wanduhren, Mobiltelefone, Laptops, Uhren, Taschenrechner, Inverter, Haartrockner, Rasierapparate, Spielzeug und vieles mehr. Batterien machen Geräte portabel, indem sie diese von der Stromversorgung trennen. Die heutigen Batterien haben eine lange Lebensdauer und hohe Energiespeicherkapazitäten. Portabel Powerbanks für lange Reisen sind unverzichtbare Wahlmöglichkeiten geworden. Batterien kommen in verschiedenen Größen und Formen vor, wie Knopf-, flach, rund und prismaförmige Konfigurationen. Es gibt sowohl nicht wiederaufladbare, sogenannte Primärzellen, als auch wiederaufladbare Typen, sogenannte Sekundärzellen. Während die Primärzellen nach dem Verbrauch nicht wieder aufgeladen werden können, können die Sekundärzellen immer wieder aufgeladen werden. Dennoch sind Primärzellen günstiger, kompakter, leichter zu bedienen und haben eine längere Lebensdauer als die Sekundärzellen.
Da Batterien in verschiedenen Größen, verwendeten Chemikalien und Formen kommen, wurden ihnen von den IEC- und ANSI-Institutionen bestimmte Bezeichnungen gegeben, um ihre Spezifikationen gemäß unseren Bedürfnissen zu verstehen. Betrachten wir beispielsweise eine AA 1,5V-Batterie, wie unten dargestellt.

Wie wir sehen, steht dort AA LR6 1,5V. Lassen Sie uns nun verstehen, was dieser Name oder Code bedeutet. Hier

LR6 ist hier der IEC-Größencode, wobei L für das elektrochemische System steht, also für alkaline/MnO2 Batterie, und R6 steht für die physischen Abmessungen. Eine R6-Konfiguration bedeutet eine runde Batterie mit einer maximalen Gesamthöhe von 50,5 mm und einem maximalen Durchmesser von 14,5 mm.
AA ist eine ANSI-Bezeichnung für Batterien in der LR6-Konfiguration.

Betrachten wir ein weiteres Beispiel für eine Knopfzelle, wie unten dargestellt

Es steht CR2025. Dies ist der IEC-Code, bei dem C für Lithium-System steht, R für rund-zylindrisch, 20 für einen Durchmesser von 20 mm und 25 für eine Höhe von 2,5 mm. Für weitere Informationen siehe ANSI- und IEC-Codes für Batterien.

Batterietypen

Primärzellen oder Primärbatterien

Diese können nach dem Verbrauch nicht wieder aufgeladen werden. Die Vorteile von Primärzellen sind ihre kompakte Größe und Verfügbarkeit in verschiedenen Formen wie zylindrisch, knopfförmig, rechteckig und prismatisch, sowie ihre hohe Leistungs-Dichte, lange Haltbarkeit, niedriger Entladepegel und Portabilität. Ihre zahlreichen Anwendungen umfassen Uhren, Uhren, medizinische Geräte, Radios und andere Kommunikationsgeräte, Nanoanwendungen, Speicherchips und viele mehr.

Wenn die Primärzelle keine flüssige Elektrolytlösung enthält, wird sie als „Trockenzelle“ bezeichnet. Eine Trockenbatterie enthält eine feuchte Pasten-Elektrolytlösung. Das obige Bild zeigt den Querschnitt einer Zink-Kohlenstoff-Batterie.

Einige der verschiedenen Typen von Primärbatterien und deren Anwendungen werden unten diskutiert :

Zink-Kohlenstoff/Alkali/MnO2-Zelle oder Batterie

Eine der frühesten Formen der Trockenbatterie, die Zink-Kohlenstoff- oder Leclanche-Zelle, wurde fast ein Jahrhundert lang verwendet. Doch sie ist nun durch den kommerziellen Einsatz neuer Primärbatterien, wie Alkalibatterien mit MnO2 als Kathode, die eine höhere Kapazität, höhere Energie-Dichte und längere Haltbarkeit aufweisen, veraltet.

Quecksilberoxid-Batterien

Die Nutzung von Quecksilberoxid-Batterien ist aufgrund der schädlichen Auswirkungen des Quecksilbers auf die Umwelt sehr begrenzt. Diese Batterien kommen als Zink/Cadmium-Anoden mit Quecksilberoxid als Kathode. Sie sind in zylindrischer, kleiner flacher Knopfform erhältlich. Sie finden Anwendung als Niedrigleistungquelle in Taschenrechnern, tragbaren Radios, Uhren, Kameras usw.

Zink-Silberoxid-Batterien

Diese sind im Design ähnlich zu Quecksilberbatterien, aber sie haben eine höhere Energie-Dichte. Sie funktionieren besser bei niedrigen Temperaturen. Hauptsächlich als Knopfzellen verwendet und findet Anwendung in fotografischen Geräten, elektronischen Uhren, Hörgeräten usw.

Zink-Luft-Batterien

Metall-Luft-Batterien haben in der Batterieindustrie Aufmerksamkeit erregt, aufgrund ihrer hohen Energie-Dichte. Auch ist kein aktiver Kathode erforderlich. Allerdings beschränkt ihre kurze Haltbarkeit und Sensibilität gegenüber externen Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit usw. ihre Nutzung. Ihre Anwendungen liegen in Elektronik, Signalisierung und Navigationsanwendungen.

Lithium-Batterien

Die Vorteile von Lithium-Batterien sind die höchste Energie-Dichte, lange Haltbarkeit und sie können über einen weiten Temperaturbereich betrieben werden. Ihre Anwendungen umfassen Kameras, Uhren, Taschenrechner und andere Niedrigleistungsanwendungen.

Sekundärbatterien

Diese Batterien können elektrisch wiederholt aufgeladen werden, sobald sie entladen sind. Zum Beispiel das Aufladen von Mobil- oder Laptop-Batterien. Heute sind sekundäre oder wiederaufladbare Batterien allgegenwärtig. Sie werden als Notstromquelle in UPS, Invertern und stationären Energiequellen verwendet, einerseits, und als primäre Energiequelle für unzählige Verbraucheranwendungen wie Mobiltelefone, Laptops, Taschenlampen, Notbeleuchtungen usw., andererseits.
Einige der Arten von wiederaufladbaren Batterien und deren Anwendungen können unten diskutiert werden :

Bleiakku-Batterien

Diese Batterien werden häufig in Invertern, Elektrofahrzeugen, Motorstart, Notstrom und Solarbatterie-Anwendungen verwendet. Sie machen etwa 40-45% des weltweiten Batterieverkaufs aus. Unten sind einige der Arten von Bleiakkus auf Basis der Bauart und Anwendungen aufgeführt :

Starterbatterien

Diese werden zum Starten von Motoren verwendet, da sie große Impulsströme für kurze Zeit bereitstellen. Sie haben langsame Entladungsraten. Anwendungen sind in Flugzeugen, Schiffen, Diesel-Fahrzeugen usw.

Tiefentladungsbatterien

Im Gegensatz zu stationären Batterien, die sehr wenig entladen, gehen Tiefentladungsbatterien bis zu 80% tief entladen, bevor sie wieder aufgeladen werden. Es gibt drei Arten von Tiefentladungsbatterien, nämlich Fluttyp, Gelelektrolyttyp und absorbierte Gasmatratzen (AGM)-Typ. Ihre Anwendungen sind in Industriefahrzeugen, Golfcarts, Elektrofahrzeugen, Bergbauwagen usw.