Mga Nickel Iron Battery o Edison Battery: Pagsulay ug mga Katangian

Ano ang battery ang naging mas popular aron sa pag-ugmad ngadto sa mataas nga energy density battery para sa electric vehicle? Ang sagop mao ang Nickel Iron Battery o Edison Battery. Sa usa ka pulong, ang Ni-Fe battery mao ang labing robust na battery. Kini nga battery adunay labi ka taas nga tolerance sa overcharging, over discharging, short-circuiting, ug uban pa. Kini nga battery makapahimulos parehas kung wala mi mogamit sa battery sa dili pa kaayo nga panahon. Tungod sa iyang dako nga timbang, gigamit kini sa mga aplikasyon diin ang timbang sa battery wala importante, sama sa solar energy system, sa wind energy system, ug uban pa isip backup. Ang durability ug lifespan sa nickel-iron cell adunay labi ka taas kaysa sa lead acid battery, pero gisulayan kini tungod sa iyang mataas nga cost sa pagbuhat.

Tan-awon nato ang pipila ka espesipikong features sa nickel-iron (Ni-Fe) o Edison battery.

Kini nga battery mahimo nga mag-deliver og 30 hangtod 50 kW energy per kg sa iyang timbang. Ang charging efficiency sa battery mao ang 65%. Iliha, 65% sa input electrical energy nakakolekta isip chemical energy sa proseso sa charging. Ang discharging efficiency mao ang 85%. Iliha, ang battery mahimo nga mag-deliver og 85% sa nakolektang energy isip electrical energy sa load ug ang uban nahimutang sa self-discharging. Kon ang battery wala gamiton sa 30 ka adlaw, mawala ra kini og 10% hangtod 15% sa iyang nakolektang energy tungod sa self-discharging. Ang Nickel Iron battery adunay labi ka taas nga lifespan, ug kini nag-uban sa 30 hangtod 100 ka tuig. Kini nga panahon labi ka taas kaysa sa normal nga lifespan sa lead acid battery nga nag-uban sa deka ka tuig. Ang nominal voltage rating per nickel iron cell mao ang 1.4 V.

Nickel Iron Battery

Ang basic components sa Nickel iron battery mao ang nickel(III) hydroxide isip cathode, iron isip anode, ug potassium hydroxide isip electrolyte. Nagdugang kami og Nickel sulfate ug Ferrous sulfide sa active material.

Construction of Edison Batteries

Ang capacity sa Ne-Fe cell depende sa size ug numero sa positive ug negative plates. Ang appearance sa positive ug negative plates sa kini nga tipo sa battery cells sama. Ang duha ka plates gihimo sa rectangular grid gikan sa nickel-plated iron. Ang bawg hole sa grid gipuno sa shallow ug finely perforated nickel-plated steel box.

Bag-o ang duha ka plates sama ang ilang appearance, sila adunay lain-laing active materials. Ang perforated nickel-plated steel boxes sa positive plates gipuno sa mixture sa oxide sa nickel ug pulverized carbon, ug ang uban sa negative plates gipuno sa fine grains sa oxide sa iron pinaagi sa fine dust sa carbon. Sa duha ka plates, ang fine dust sa carbon, mixed sa active materials, makatabang sa pagtaas electrical conductivity. Gigamit nami 20% diluted caustic potash isip electrolyte.

Gigamit ang nickel plated iron aron makabuo sa vessel nga naglaman sa electrolyte ug electrodes. Ang ebonite sticks giposisyon sa gitas sa plates sa lain-laing polarities aron maprevent ang direct contact ug maresulta sa short circuit. Adunay usa pang specialty sa construction of Edison battery o nickel iron battery, kon ang numero sa negative plates adunay usa ka daghan pa kaysa sa numero sa positive plates, ug gi-electrically connect ang last negative plate sa container. Ang plates sa sama nga polarity gipwede sa common strap, ug sila makabuo og cell, ug sa pag-combine sa daghang cells, ang battery makabuo.

Operation of Nickel Iron Batteries

Nagkalibutan nami nga ang main operation sa nickel-iron battery mao ang chemical reaction sa battery nga gitawag og electrolysis. Ang Electrolysis mao ang chemical reaction nga nahitabo kon adunay current flow, kini mahimo nga cause ug result sa chemical reaction. Ang chemistry sa nickel-iron cell labi ka komplikado tungod kay ang exact formula sa positive active material wala pa ma-establish. Pero kon kita mag-assume nga ang material mao ang Ni(OH)3, kita mahimo mo ipaliwanag niini. Sa panahon sa charging, ang nickel compound sa positive plates mag-oxidize isip nickel peroxide. Ang charging process mag-change ang iron compound isip spongy iron sa negative plates.

Sa fully charged condition, ang active material sa positive plates mao ang nickel hydroxide [Ni(OH)3], samtang ang sa pockets sa negative plate mao ang iron, Fe. Kon ang cell mag-deliver og current sa load, ang active material sa positive plate mag-usab gikan sa Ni(OH)3 isip Ni(OH)2 ug ang sa negative plate mag-usab gikan sa iron isip Ferrous hydroxide (Fe(OH)2). Ang electrochemical process sa Edison battery mahimo mosabi pinaagi sa equation

Ang equation mosabi sa both phenomena sa charging ug discharging. Ang right side flow sa equation mao ang reaction sa discharging phenomenon, ug ang left side flow sa equation mao ang charging phenomenon. Ang reaction nahitabo pinaagi sa transfer sa electrons sa external circuit sa positive plate sa panahon sa discharge. Adunay provision sa pag-give off sa corrosive fume nga gengenerate sa panahon sa electrolysis sa loob sa battery aron wala na special care needed sa mounting sa cell.

Characteristics of Nickel Iron Batteries

Ang emf sa fully charged Edison battery mao ang 1.4 V. Ang average discharge voltage mao ang 1.2 V ug ang average charging voltage mao ang 1.7 V per cell. Ang characteristics sa kini nga tipo sa battery moshow sa figure sa ubos.

Ang voltage characteristics sa Nickel Iron battery sama sa lead-acid cell. Kon ang fully charged emf 1.4 V ug langhapang moadto sa 1.3 V ug sa sunod sa 1.1 o 1.0 V sa panahon sa discharge. Gikan sa graph, wala gyud lower limit sa discharging emf nga beyond kon ang output sa battery mao ang zero. Kayo sa certain period ang battery stop sa any output. Ang emf sa battery directly proportional sa temperature, kini mosabot ang emf sa battery mag-increase kon adunay increase sa temperature.
Ang average time sa charging sa battery mao ang 7 ka oras ug ang discharging time mao ang 5 ka oras. Ang usa pang characteristic of Edison battery mao ang continuous operation sa higher temperature magsulay sa life sa battery, ang sama nga butang mahitabo kon ang battery chargeda sa dili pa kaayo nga panahon sa charging.
Ang ampere-hour ug watt-hour efficiency sa kini nga nickel-iron battery mao ang 85% ug 60% respectively. Sa 4