Nikkel Yster Batterye of Edison Batterye Werkings en Kenmerke
Watter batterij word van dag tot dag meer gewild, omdat daar 'n groot potensiaal is om die batterij in 'n hoë energiedigtheidbatterij vir 'n elektriese voertuig te verander? Die antwoord sou Nikkel Ysbatterij of Edison Batterij wees. In een woord, 'n Ni-Fe batterij is 'n baie robuuste batterij. Hierdie batterij het 'n baie hoë toleransie vir oplaai, ontlading, kortsluiting, ens. Hierdie batterij kan ewe goed werk selfs as ons die batterij vir 'n lang tyd nie oplaai nie. As gevolg van sy swaar gewig, word hierdie batterij in dié toepassings gebruik waar die gewig van die batterij nie saak maak nie, byvoorbeeld in die sonenergiesisteem, in windenergiesisteem, ens. as 'n rugsteun. Die duurbaarheid en lewensduur van 'n nikkel-yseel is veel hoër as daardie van 'n loodsuurbatterij, maar steeds het die nikkel-ysebatterij sy gewildheid verloor as gevolg van sy hoë vervaardigingskoste.
Laat ons na sommige spesifieke kenmerke van die nikkel-yse (Ni-Fe) of Edison batterij kyk.
Hierdie batterij kan 30 tot 50 kW energielewerkapasiteit per kg van sy gewig hê. Die oplaai-effektiwiteit van hierdie batterij is ongeveer 65%. Dit beteken dat 65% van die ingangselektriese energie tydens die oplaai-proses in hierdie batterij as chemiese energie gestoor word. Die ontlaaieffektiwiteit is ongeveer 85%. Dit beteken dat die batterij 85% van die gestore energie aan die belasting as elektriese energie kan lewer en die res as gevolg van self-ontlading van die batterij verloor raak. As die batterij vir 30 dae ongebruik gelaat word, sal dit slegs 10% tot 15% van sy gestore energie as gevolg van self-ontlading verloor. Nikkel-ysebatterij het 'n beduidend langer lewensduur, en dit is ongeveer 30 tot 100 jaar. Hierdie tydperk is veel langer as die normale lewensduur van 'n loodsuurbatterij wat ongeveer tien jaar is. Nominaal spannings-waarde per nikkel-yseel is 1,4 V.
Nikkel-Ysebatterij
Die basiskomponente wat in 'n nikkel-ysebatterij gebruik word, is nikkel(III)-hidroksiel as die katode, ys as anode en kaliumhidroksiel as die elektroliet. Ons voeg Nikkel sulfat en Ferreus sulfide by die aktiewe materiaal.
Konstruksie van Edison Batteries
Die kapasiteit van 'n Ne-Fe sel hang af van die grootte en aantal positiewe en negatiewe plaatjies. Die uiterlike voorkoms van beide positiewe en negatiewe plaatjies in hierdie tipe batterieselle is dieselfde. Beide plaatjies bestaan uit 'n reghoekige rooster gemaak van nikkelgeplateerde ys. Elke gat in die rooster is gevul met 'n swallowe en fyngeperforeerde nikkelgeplateerde staalboks.
Alhoewel beide plaatjies dieselfde lyk, bevat hulle verskillende aktiewe materiale. Die gefineerde nikkelgeplateerde staalbokse van die positiewe plaatjies bevat 'n mengsel van 'n oxide van nikkel en gemengde koolstof, en sommige van die negatiewe plaatjies bevat fynkorrels van 'n oxide van ys met fyn stof van koolstof. In albei plaatjies help die fyn stof van koolstof, gemeng met aktiewe materiale, om die elektriese geleidbaarheid te verhoog. Ons gebruik 20% verdunte kaustiese potasch as 'n elektroliet.
Nikkelgeplateerde ys word gebruik om die vat wat die elektroliet en elektrodes bevat, te maak. Eboniet-stokkies word tussen plaatjies van verskillende polariteite geplaas om te verhoed dat hulle direk in kontak kom en 'n kortsluit veroorsaak. Daar is 'n ander spesialiteit in die konstruksie van die Edison batterij of nikkel-ysebatterij, en dit is dat die aantal negatiewe plaatjies een meer is as die aantal positiewe plaatjies, en ons verbind die laaste negatiewe plaatjie elektries met die vat. Plaatjies van dieselfde polariteit word aan 'n gemeenskaplike riem gesoldeer, en hulle maak 'n sel, en deur verskeie celle te kombinereer, word die batterij gebou.
Operasie van Nikkel-Yse Batteries
Ons weet reeds dat die hoofoperasie van die nikkel-ysebatterij die chemiese reaksie binne die batterij is, wat bekend staan as elektrolysing. Elektrolysing is niks anders as die chemiese reaksie wat plaasvind wanneer daar stroom vloei, dit kan sowel die oorsaak as die resultaat van die chemiese reaksie wees. Die chemie van die nikkel-yse sel is baie ingewikkeld omdat die presiese formule vir die positiewe aktiewe materiaal nog nie goed vasgestel is nie. Maar as ons kan aanneem dat die materiaal Ni(OH)3 is, dan kan ons dit tot 'n sekere mate verduidelik. Tydens oplaai, word die nikkelverbinding by die positiewe plaatjies tot nikkelperoxide geoxideer. Die oplaai-proses verander die ysverbinding in sponsagtige ys in die negatiewe plaatjies.
In die volledig ooplaaistand, is die aktiewe materiaal van die positiewe plaatjies nikkelhidroksiel [Ni(OH)3], terwyl dit in die sakke van die negatiewe plaatjies ys, Fe, is. Wanneer die sel stroom aan die belasting lewer, verander die aktiewe materiaal van die positiewe plaatjie van Ni(OH)3 na Ni(OH)2 en dat van die negatiewe plaatjie van ys na ferrose hidroksiel (Fe(OH)2). Die elektrokemiese proses in die Edison batterij kan uitgedruk word deur die vergelyking
Die vergelyking druk beide die fenomeen van oplaai en ontlaaie uit. Die regterkant van die vergelyking is die reaksie van die ontlaaifenoomeen, en die linkerkant van die vergelyking druk die oplaai-fenoomeen uit. Die reaksie vind plaas deur die oordrag van elektrone deur die buitensirkel tydens ontlaaie. Daar is provisie gemaak vir die afvoer van die korrosief damp wat tydens die elektrolysing binne die batterij gegenereer word, sodat geen spesiale sorg nodig is vir die montering van die sel nie.
Kenmerke van Nikkel-Yse Batteries
Die emf van 'n volledig ooplaaide Edison batterij is 1,4 V. Die gemiddelde ontlaaie spanning is ongeveer 1,2 V en die gemiddelde oplaaispanning is ongeveer 1,7 V per sel. Die kenmerke van hierdie tipe batterij word hieronder in die figuur getoon.
Die spanningkenmer
