Никел-железна батерија или Едисон батерија Функционирање и карактеристики

Која батерија се ден од ден постанува популарна, бидејќи има голем простор за развој за претворба на батеријата во батерија со висока енергијска густина за електрични возила? Одговорот би бил Никел Железна Батерија или Едисонова Батерија. Со една реч, Ni-Fe батерија е многу чврста батерија. Оваа батерија има многу висока толеранција за прекомерно пунење, прекомерно исцедување, кратки колури итн. Оваа батерија може да функционира исто така добро дури и ако не ја пуниме батеријата долг период. Заблагодарени на неговата тежина, оваа батерија се користи во онези применувања каде што тежината на батеријата не е важна, на пример, во системот за сончева енергија, во системот за ветарска енергија, итн. како резервна. Трајноста и жизненото време на никел-железен клец се многу повисоки од она на свинцова киселина батерија, но иако, никел-железната батерија ја изгубила својата популарност поради нивната висока цена на производство.

Да ја видиме некои специфични карактеристики на никел-железната (Ni-Fe) или Едисоновата батерија.

Оваа батерија може да има капацитет за испорака на енергија од 30 до 50 kW по kg од својата тежина. Ефикасноста на пунење на оваа батерија е околу 65%. Тоа значи дека 65% од влезната електрична енергија се складира во оваа батерија како хемиска енергија по време на процесот на пунење. Ефикасноста на исцедување е околу 85%. Тоа значи дека батеријата може да достави 85% од складираната енергија до опслужувачката јамка како електрична енергија, а остатокот се исцедува поради самопроизволно исцедување на батеријата. Ако батеријата остане неискористена за 30 дена, само 10% до 15% од складираната енергија ќе се загуби поради самопроизволно исцедување. Никел Железната батерија има многу подолго животно време, и тоа е околу 30 до 100 години. Овој период е многу подолг од нормалното животно време на свинцова киселина батерија, која е околу десет години. Номиналната напонска класификација по никел железен клец е 1.4 V.

Никел Железна Батерија

Основните компоненти користени во Никел железна батерија се хидроксид на никел(III) како катод, железо како анод и хидроксид на поташ како електролит. Додаваме сулфат на никел и сулфид на ферум на активниот материјал.

Конструкција на Едисоновите Батерији

Капацитетот на Ne-Fe клец зависи од големината и бројот на позитивни и негативни плочи. Изгледот на обата позитивни и негативни плочи во овој тип батеријски клеци е истиот. Обата плочи се состојат од правоаголна мрежа направена од железо покрито со никел. Секој од отворите на мрежата е пополнет со мали и фини перфорирани кутии од стил плачен со никел.

Иако обата плочи изгледаат исто, тие содржат различни активни материјали. Перфорирани кутии од стил плачен со никел на позитивните плочи содржат мешавина од оксид на никел и пулверизиран углерод, а некои од негативните плочи содржат мали зраци на оксид на железо со мали прашеви од углерод. Во обата плочи, мали прашеви од углерод, миксан со активни материјали, помогнуваат за зголемување на електрична проводливост. Користиме 20% разреден каустичен поташ како електролит.

Железо покрито со никел се користи за правење на сосудот кој содржи електролит и електроди. Палички од ебонит се поставуваат помеѓу плочите на различни поларности за да се предотврати директен контакт и причинување на кратки колури. Има уште една специфичност во конструкцијата на Едисоновата батерија или никел железната батерија, а тоа е дека бројот на негативни плочи е една повеќе од бројот на позитивни плочи, и последната негативна плоча е електрично поврзана со сосудот. Плочите од иста поларност се сварени на заедничка лента, и формираат клец, и комбинирајќи неколку клеци, батеријата се конструира.

Функционирање на Никел Железните Батерији

Веќе знаеме дека главната операција на никел-железната батерија е хемиска реакција во батеријата, која е позната како електролиза. Електролизата ништо друго не е освен хемиска реакција која се случува кога има стрuja, тоа може да биде и причина и резултат на хемиската реакција. Хемијата на никел-железен клец е многу комплексна бидејќи точната формула за позитивен активен материјал все уште не е добро установена. Но, ако можеме да претпоставиме дека материјалот е Ni(OH)3, тогаш можеме да го објасниме до некој степен. По време на пунење, никеловата спојница на позитивните плочи се оксидира до никел пероксид. Процесот на пунење менува железната спојница до губаво железо во негативните плочи.

Во полно наполнето состојба, активниот материјал на позитивните плочи е никел хидроксид [Ni(OH)3], додека во џеповите на негативната плоча е железо, Fe. Кога клецот доставува стрuja до опслужувачката јамка, активниот материјал на позитивната плоча се менува од Ni(OH)3 до Ni(OH)2 и она на негативната плоча се менува од железо до Ферус хидроксид (Fe(OH)2). Електрохемискиот процес во Едисоновата батерија може да се изрази со равенката

Равенката изразува и феноменот на пунење и исцедување. Десниот дел на равенката е реакција на феноменот на исцедување, а левиот дел на равенката изразува феноменот на пунење. Реакцијата се случува со пренос на електрони низ надворешниот цев до позитивната плоча по време на исцедување. Постои можност за дозвола на корозивни пари кои се генерираат по време на електролизата во батеријата, така што не е потребна специјална нега при монтаџа на клеца.

Характеристики на Никел Железните Батерији