Никель төмір батареясы немесе Эдисон батареясының қалыптасуы және өзіндік мүшелері

Қай батарея күн сайын өзінің жоғары энергия тығыздығына айналу мүмкіндігі бар тұрған электр жүргізуші машина үшін көп қолданылады? Жауабы - Никель-темір батарея немесе Эдисон батареясы. Бір сөзмен айтқанда, Ni-Fe батареясы өте жақсы батарея. Бұл батарея өте жоғары терпімділікке ие: өтірек зарядтау, өтірек шығару, короткий замыкание және басқалар. Егер батарея уақыттырақ зарядталмаса да, ол тең ескерту менен жұмыс істейді. Оның салмағының өте көп болуы себебінен, батарея салмағы маңызды емес өзінде қолданылады, мисалы, күн энергиясы жүйесінде, шамал энергиясы жүйесінде резерв ретінде. Никель-темір элементінің өмір мезгілі және өмірлік мезгілі свинцово-кислотный аккумулятор негізінен өте ұзақ, бірақ никель-темір батареясының өнеркәсіптік өндіру құны өте жоғары болғандықтан, оның популярлығы азайды.

Енді никель-темір (Ni-Fe) немесе Эдисон батареясының бірнеше қасиеттеріне қараңыз.

Бұл батарея кг салмағына 30-50 кВт энергия құрастыру мүмкіндігін береді. Зарядтау үздігі бұл батарея үшін 65% құлады. Бұл демек, 65% электр энергиясы зарядтау процесінде химиялық энергия ретінде сакталады. Шығару үздігі 85% құлады. Бұл демек, батарея 85% сакталған энергияны электр энергиясы ретінде жүкке береді, ал қалғаны өздігінен шығару арқылы шығады. Егер батарея 30 күнге дейін пайдаланылмаса, оның сакталған энергиясының 10-15% ге өздігінен шығарылады. Никель-темір батареясының өмір мезгілі өте ұзақ, 30-100 жылға дейін. Бұл мезгіл свинцово-кислотный аккумулятор негізінен 10 жылға дейін. Никель-темір элементінің номиналдық напряжение бағыттары 1.4 В.

Никель-темір батарея

Никель-темір батареясында пайдаланылатын негізгі компоненттер - катод ретінде никель(III) гидроксид, анод ретінде темір, электролит ретінде калий гидроксид. Активті материалға никель сульфат және железо сульфид қосылады.

Эдисон батареяларының құрылымы

Ne-Fe элементінің қабілеті оң және теріс платтардың өлшемі мен санына байланысты. Бұл түрдегі батарея элементтеріндегі оң және теріс платтардың көрінісі бірдей. Екеуі де никель-қанатталған темірден жасалған тіктөртбұрышты қашықтықты қамтиды. Арнайы қашықтықтың аралықтарының әрбірінде қысқа және өте құчтайтын никель-қанатталған алтындан жасалған кутылар қойылады.

Хоть оба плата выглядят одинаково, они содержат разные активные материалы. Перфорированные никелированные стальные коробки положительных пластин содержат смесь оксида никеля и измельченного углерода, а некоторые отрицательные пластины содержат мелкие зерна оксида железа с мелкой пылью углерода. В обоих пластинах мелкая пыль углерода, смешанная с активными материалами, помогает увеличить электропроводность. Мы используем 20% разбавленный каустический поташ в качестве электролита.

Никелированный железо используется для изготовления сосуда, содержащего электролит и электроды. Между пластинами разных полярностей помещаются эбонитовые палочки, чтобы предотвратить их прямой контакт и короткое замыкание. Есть еще одна особенность в конструкции батареи Эдисона или никель-железной батареи, количество отрицательных пластин на одну больше, чем количество положительных пластин, и последняя отрицательная пластина подключена к корпусу. Пластины одного полюса сварены в общую ленту, образуя ячейку, и комбинируя несколько ячеек, батарея собирается.

Никель-железные батареиның қызметі

Біз уже знаем, что основное действие никель-железной батареи - это химическая реакция внутри батареи, которая известна как электролиз. Электролиз - это ничто иное, как химическая реакция, происходящая при наличии ток, он может быть как причиной, так и результатом химической реакции. Химия никель-железной ячейки очень сложна, поскольку точная формула для положительного активного материала до сих пор не установлена. Но если мы можем предположить, что материал является Ni(OH)3, то мы можем объяснить это в некоторой степени. Во время зарядки никельовый соединение на положительных пластинах окисляется до никель пероксида. Процесс зарядки изменяет железный соединение на губчатый железо на отрицательных пластинах.

При полностью заряженном состоянии активный материал положительных пластин - никель гидроксид [Ni(OH)3], а в карманах отрицательной пластины - железо, Fe. Когда элемент отдает ток нагрузке, активный материал положительной пластины меняется с Ni(OH)3 на Ni(OH)2, а отрицательной пластины - с железо на железо гидроксид (Fe(OH)2). Электрохимический процесс в батарее Эдисона можно выразить уравнением

Уравнение выражает как явление зарядки, так и разрядки. Правосторонний поток уравнения - это реакция разрядки, а левосторонний поток уравнения - это явление зарядки. Реакция происходит за счет передачи электронов через внешнюю цепь к положительному электроду во время разрядки. Существует возможность для отвода коррозионного дыма, который образуется во время электролиза внутри батареи, поэтому не требуется специального ухода при установке элемента.

Никель-железные батареи қасиеттері

Полностью заряженная батарея Эдисона имеет ЭДС 1.4 В. Среднее напряжение разрядки напряжение составляет около 1.2 В, а среднее напряжение зарядки составляет около 1.7 В на элемент. Характеристики этого типа батареи показаны ниже на графике.

Характеристика напряжения никель-железной батареи похожа на характеристику свинцово-кислотного элемента. Полностью заряженное ЭДС 1.4 В медленно снижается до 1.3 В, а затем очень медленно до 1.1 или 1.0 В при разрядке. Из графика видно, что нет нижнего предела разрядки ЭДС, за которым выход батареи будет равен нулю. Поэтому после определенного периода батарея прекращает давать какой-либо выход. ЭДС батареи прямо пропорциональна температуре, то есть ЭДС батареи увеличивается с увеличением температуры.
Среднее время зарядки батареи составляет 7 часов, а время разрядки - 5 часов. Другая характеристика батареи Эдисона заключается в том, что непрерывная работа при высокой температуре уменьшает срок службы