Soorten batterij
Verschillende soorten batterijen met verschillende configuraties zijn beschikbaar. Met de uitvinding van diverse nieuwe consumentenelektronica, elektrische voertuigen, opslagbehoeften voor hernieuwbare energie, ruimte- en militaire toepassingen, wordt batterijkracht tegenwoordig als voedsel geconsumeerd. Als we om ons heen kijken, vinden we een hoop batterijen die zich in bijna elk apparaat verstoppen, zoals wandklokken, mobiele telefoons, laptops, horloges, rekenmachines, omvormers, haardrogers, trimmers, speelgoed en nog veel meer. Batterijen maken apparaten draagbaar door ze los te koppelen van het nutsvoorzieningennet. De huidige batterijen hebben een lange levensduur en een hoge energieopslagcapaciteit. Draagbare powerbanks voor lange reizen zijn onmisbare keuzes geworden. Batterijen komen in verschillende maten en vormen voor, zoals knop, plat, rond en prismaconfiguraties. Batterijen zijn zowel niet-oplaadbaar, ook wel primaire batterijen genoemd, als oplaadbaar, ook wel secundaire batterijen genoemd. Terwijl de primaire batterijen niet kunnen worden opgeladen nadat ze zijn afgebroken, kunnen de secundaire batterijen telkens opnieuw worden opgeladen. Desalniettemin zijn primaire batterijen goedkoop, compact, gemakkelijk te gebruiken en hebben ze een langere levensduur dan secundaire batterijen.
Aangezien batterijen in verschillende maten, chemische stoffen en vormen bestaan, zijn deze voorzien van bepaalde nomenclatuur door IEC en ANSI-instellingen om hun specificaties volgens onze behoeften te begrijpen. Overweeg bijvoorbeeld een AA 1,5V type batterij zoals hieronder getoond.
Zoals we zien staat er AA LR6 1,5V. Laten we nu begrijpen wat deze naam of code betekent. Hier
LR6 is hier de IEC-maatcode waarbij L staat voor elektrochemisch systeem, dat wil zeggen voor alkaline/MnO2 batterij en R6 staat voor fysieke afmetingen. Een R6-configuratie betekent R-ronde batterij met een maximale totale hoogte van 50,5 mm en een maximale diameter van 14,5 mm.
AA is een ANSI-aanduiding voor LR6-configuraties.
Overweeg nog een voorbeeld van een knopcel zoals hieronder getoond
Het zegt CR2025. Dit is de IEC-code waarbij C staat voor Lithium-systeem, R voor rond-cilindrisch, 20 voor 20 mm diameter van de batterij en 25 staat voor de hoogte van 2,5 mm. Voor meer informatie verwijzen wij naar de ANSI- en IEC-codes voor batterijen.
Soorten batterijen
Primaire cellen of primaire batterijen
Deze kunnen niet worden opgeladen nadat ze zijn afgebroken. De voordelen van primaire cellen zijn compacte grootte en beschikbaarheid in verschillende vormen zoals cilindrisch, knop, rechthoekig en prisma, en deze hebben een hoge energiedichtheid, lange houdbaarheid, een laag niveau van ontlading en draagbaarheid. Hun talloze toepassingen omvatten horloges, klokken, medische apparaten, radio's en andere communicatieapparaten, nano-toepassingen, geheugenchips en nog veel meer.
Als de primaire cel geen vloeibare elektrolyt bevat, wordt deze 'droge cel' genoemd. Een droge cel bevat een vochtige pasta-elektrolyt. De bovenstaande figuur toont de doorsnede van een Zink-Koolstof Batterij.
Hieronder worden verschillende soorten primaire batterijen en hun toepassingen besproken:
Zink-koolstof/Alkaline/MnO2 Cel of Batterij
Een van de vroegste vormen van droge cel, namelijk de zink-koolstof of Leclanche cel, is bijna een eeuw in gebruik geweest. Maar deze is nu verouderd door de commerciële toepassing van nieuwe primaire batterijen zoals alkaline/MnO2 als kathode, die een hogere capaciteit, hogere energiedichtheid en langere houdbaarheid hebben.
Kwikoxide Batterijen
Het gebruik van kwikoxide batterijen is zeer beperkt vanwege de schadelijke gevolgen van kwik voor het milieu. Deze batterijen hebben zink/cadmium anodes met kwikoxide als kathode. Ze komen in cilindrische en kleine platte knopvormen. Ze worden gebruikt als lage energiebronnen in rekenmachines, draagbare radio's, horloges, camera's, enz.
Zink-Zilveroxide Batterijen
Deze zijn in ontwerp vergelijkbaar met kwikoxide batterijen, maar hebben een hogere energiedichtheid. Ze werken beter bij lage temperaturen. Voornamelijk gebruikt als knopcel batterijen en vinden toepassing in fotografische apparatuur, elektronische horloges, gehoorapparaten, enz.
Zink-Lucht Batterijen
Metaal-lucht batterijen hebben aandacht getrokken in de batterijindustrie vanwege hun hoge energiedichtheid. Ook is er geen actieve kathode nodig. Echter, hun korte houdbaarheid en gevoeligheid voor externe factoren zoals temperatuur, vochtigheid, enz. beperken hun gebruik. Ze worden gebruikt in elektronica, signaal- en navigatieapplicaties.
Lithium Batterijen
De voordelen van lithium batterijen zijn de hoogste energiedichtheid, lange houdbaarheid en kunnen over een breed temperatuurbereik functioneren. Hun toepassingen omvatten camera's, horloges, klokken, rekenmachines en andere lage energietoepassingen.
Secundaire batterijen
Deze batterijen worden telkens opnieuw elektrisch opgeladen nadat ze zijn leeggelopen. Bijvoorbeeld het opladen van mobiele of laptopbatterijen. Tegenwoordig zijn secundaire of herlaadbare batterijen overal te vinden. Ze worden gebruikt als noodvoorziening in UPS-systemen, omvormers en stationaire energiebronnen, en als primaire bron voor talloze consumententoepassingen zoals mobiele telefoons, laptops, zaklampen, noodverlichting, enz.
Enkele soorten herlaadbare batterijen en hun toepassingen worden hieronder besproken :
Lood-zuur batterijen
Dit zijn de batterijen die vaak worden gebruikt in omvormers, elektrische voertuigen, motorenstarters, noodvoorzieningen en zonnepanelen. Ze vormen ongeveer 40-45% van de wereldwijde batterijverkopen. Hieronder staan enkele soorten lood-zuur batterijen op basis van constructie en toepassingen :
Startbatterijen
Deze worden gebruikt om motoren te starten, omdat ze grote impulsstromen leveren voor korte tijdsperiodes. Ze hebben een langzame afname. Toepassingen zijn in vliegtuigen, schepen, dieselmotoren, enz.
Diepe cyclus batterijen
In tegenstelling tot stationaire batterijen met een zeer lage afname, worden diepe cyclus batterijen tot 80% leeggedraaid voordat ze opnieuw worden opgeladen. Er zijn drie soorten diepe cyclus batterijen: overstroomde type, gelatineerde elektrolyt type en absorberende gasmat (AGM) type. Hun toepassingen zijn in industriële wagens, golfkarretjes, elektrische voertuigen, mijnwagens, enz.
Onderzeeërbatterijen
Gebruikt in onderzeeërs. De afname ligt tussen start- en diepe cyclus batterijen, ongeveer 50%.
Stationaire batterijen
Dit omvat energieopslag batterijen die worden gebruikt in UPS-systemen, omvormers, belastingsregeling en zonnepanelen, enz.
Nickel/Cadmium(Ni-Cd) Batterijen
Het grootste voordeel van nikkel-cadmium batterijen is betrouwbaarheid en lange levensduur. Deze worden gebruikt als reservebatterijen, als industriële starters, zonnepanelen toepassingen, enz.
Nikkel Metaal Hydride (NiMH) Batterijen
De capaciteit van de NiMH-batterij is hoger dan die van het Ni-Cd type en komt in de buurt van de Li-ion batterijen.
Lithium-Ion Batterijen
Deze batterijen hebben de moderne portabele elektronica-industrie gedomineerd, voornamelijk laptops en mobiele telefoons, als belangrijkste energiebron vanwege hun hoge laadcapaciteit, hoge energiedichtheid, lange houdbaarheidsduur, lage zelfontlading, compactheid en lage kosten. Hun toepassingen omvatten laptops, radio's, mobiele telefoons, vliegtuigtoepassingen, zonnepaneeltoepassingen, elektrische voertuigen, mijndetectors, enz.
Reserve Batterijen
Deze batterijen worden voornamelijk gebruikt in militaire toepassingen om een hoge stroomvoorziening te bieden voor korte periodes, bijvoorbeeld raketten, torpedo's, lanceerplatformen, enz. Deze worden inactief of in reservering gehouden voor een zeer lange periode en onder strenge omstandigheden. Voor langdurige opslag wordt de zelfontlading voorkomen. Op basis van hun activeringsmechanisme zijn er voornamelijk vier types, zoals water-geactiveerde, warmte-geactiveerde, elektrolyt-geactiveerde en gas-geactiveerde.
Brandstofcel
Dit is een galvanisch apparaat dat chemische energie omzet in elektrische energie. In tegenstelling tot batterijcellen wordt de brandstof of actieve stof continu geleverd wanneer elektrische energie nodig is. De elektroden van een brandstofcel worden niet verbruikt, maar hebben katalytische eigenschappen om het chemische proces te beïnvloeden. De anodematerialen zijn gas- of vloeistoffen zoals waterstof, koolwaterstoffen, aardgas, enz. Aangezien deze brandstoffen in motoren worden gebruikt, wordt de term brandstofcel gebruikt. Terwijl zuurstof als kathode wordt gebruikt. Toepassingen omvatten draagbare energie-systemen (25W-5kW) in militaire toepassingen, in consumententoepassingen zoals draadloze telefoons, computers, recreatieve voertuigen, boten, heftrucks, material handling systemen, enz. Brandstofcellen worden ingedeeld op basis van het gebruikte elektrolyt als volgt:
Fosforzuur brandstofcellen.
Alkaline brandstofcellen.
Gesmolten carbonaat brandstofcellen.
Proton Exchange Membrane (PEM) brandstofcellen.
Vaste Oxide Brandstofcellen.
Verklaring: Eerbiedig het origineel, goede artikelen zijn de deling waard, bij inbreuk neem contact op voor verwijdering.
