Електрохімічні акумулятори: будова та принцип роботи
Електрохімічний акумулятор складається з катода, анода та електроліту, який діє як каталізатор. Під час заряджання на межі розділу катод/електроліт утворюється накопичення позитивних іонів. Це призводить до руху електронів до катода, створюючи потенціал напруги між катодом та анодом. Вивільнення відбувається шляхом проходження струму від позитивного катода через зовнішнє навантаження назад до негативного анода. Під час заряджання струм тече в іншому напрямку.
Акумулятор має два окремі шляхи: один – це електричне коло, через яке протікають електрони, живлячи навантаження, а інший – це шлях, де іони рухаються між електродами через сепаратор, який діє як ізолятор для електронів. Іони – це атоми, які втратили або отримали електрони та стали електрично зарядженими. Сепаратор електрично ізолює електроди, але дозволяє рух іонів.
Анод і катод
Електрод акумулятора, який вивільняє електрони під час розряду, називається анодом, електрод, який поглинає електрони - катодом.
Анод батареї завжди негативний, а катод позитивний. Це, здається, порушує домовленість, оскільки анод – це вивід, через який протікає струм. Ламповий вивід, діод або батарея під час заряджання дотримуються цього порядку; однак, відключення живлення від батареї під час розряджання робить анод негативним. Оскільки батарея є пристроєм накопичення електричної енергії, анод батареї завжди негативний.
Анодом літій-іонних акумуляторів є вуглець, але з літій-металевими акумуляторами порядок зворотний. Тут катодом є вуглець, а анодом — металевий літій. За деякими винятками, літій-металеві акумулятори не можна перезаряджати. Катод батареї має позитивний полюс, а анод – негативний.
Рисунок 1: Символ батареї.
Склад акумуляторів
У таблицях наведено склад вторинних акумуляторів на основі свинцю, нікелю та літію, включаючи первинні лужні.
Свинцево-кислотний
| Категорія | Катод (позитивний) | Анод (мінусний) | Електроліт |
|---|---|---|---|
| Матеріал | Діоксид свинцю (шоколадно-коричневий) | Сірий свинець (губчастий при формуванні) | Сірчана кислота |
| Повна зарядка | Оксид свинцю (PbO2), електрони додаються до позитивної пластини | Свинець (Pb), електрони видалені з пластини | Сильна сірчана кислота |
| Звільнений | Свинець перетворюється на сульфат свинцю на негативному електроді, електрони переміщуються з позитивної пластини на негативну | Слабка сірчана кислота (подібна до води) | |
Свинцево-кислотні акумулятори AGM/GEL
Надійні свинцево-кислотні акумулятори для максимальної ефективності роботи
Акумулятор Victron 12V/110Ah GEL Deep Cycle
Є ідеальним вибором для застосувань, що вимагають надійного, довговічного і глибоко розрядного джерела живлення
Купити
Акумулятор Victron AGM Super Cycle 12V 125Ah (M8)
Завдяки технологіям електрохімії, цей акумулятор витримує до 300 циклів розряду до 100%, що робить його відмінним для автономних електричних систем
Купити
AGM акумулятор BB Battery MPL55-12 (12В 55Аг)
AGM VRLA батарея з високим струмом розряду, спеціально розроблена для критичних навантажень у системах ДБЖ, телекомунікаціях та енергетиці.
КупитиNiMH та NiCd
| Категорія | Катод (позитивний) | Анод (мінусний) | Електроліт |
|---|---|---|---|
| Матеріал | Оксигідроксид нікелю | NiMH: водень-поглинаючий сплав, NiCd: кадмій | Гідроксид калію |
Акумулятори NiCd
Надійні нікель-кадмієві акумулятори для резервного живлення та побудови великих енергетичних систем
EBH10 / KHP10 1,2В 10Аг – NiCd акумулятор нікель-кадмієвий
Надійна робота при високих розрядних струмах. Стійкість до перезаряду, глибокого розряду та ударів
Купити
SEBM20 / KMP20 1,2В 20Аг – NiCd акумулятор нікель-кадмієвий
Герметичний корпус з клапаном — обслуговування 1 раз на 3–5 років. Надійна конструкція з довговічністю до 20+ років
Купити
EBM700 / KMP700 1,2В 700Аг – NiCd акумулятор нікель-кадмієвий
Серія акумуляторів EBM/KMP оптимізована роботу при розрядах від 30 хвилин до 2 годин, але може виконувати задачі при більш тривалих розрядах
КупитиЛітій-іонний
| Категорія | Катод (позитивний) | Анод (негативний) | Електроліт |
|---|---|---|---|
| Матеріал | Оксиди металів (кобальт, нікель, марганець, залізо, алюміній) | Вуглець | Літієва сіль в органічному розчиннику |
| Повна зарядка | Оксид металу з інтеркаляційною структурою | Іони літію мігрували до анода | |
| Звільнений | Іони літію повертаються до позитивного електрода | В основному вуглець |
Акумулятори LiFePO4
Надійні літій-залізо-фосфатні акумулятори для сонячних та резервних систем.
LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Аг)
Компактний акумулятор із вбудованим BMS для безпечної роботи у сонячних та резервних системах.
Купити
LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг
Сучасна літій-залізо-фосфатна батарея (LiFePO4) з вбудованим BMS і захистом від перевантаження
Купити
LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah
Високоякісне джерело енергії з довгим терміном служби, високою безпекою та сумісністю з екосистемою Victron Energy
КупитиЛужні батареї (первинні)
| Категорія | Катод (позитивний) | Анод (мінусний) | Електроліт |
|---|---|---|---|
| Матеріал | Діоксид марганцю | Цинк | Водний лужний |
Електроліт та сепаратор
Потік іонів стає можливим завдяки активатору, який називається електролітом. У затопленій акумуляторній системі електроліт вільно рухається між вставленими електродами; у герметичному елементі електроліт зазвичай додається до сепаратора у зволоженому вигляді. Сепаратор відокремлює анод від катода, утворюючи ізолятор для електронів, але пропускаючи іони.
