Федеральнеагентство з освіти
Державнеосвітня установа вищої професійної освіти
В«ТОМСЬКИЙПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ В»
Електротехнічнийінститут
Напрямок551300-Електротехніка, електромеханіка та електротехнології
Кафедра -Електроприводу та електрообладнання
Реферат подисципліни
В«Джерелагарантованого і безперебійного електроживлення промислових підприємств В»
на тему нікель-металогідридніАКУМУЛЯТОРИ
Студенти групи 7М142
Крупина Н.В._______________
Кондрашов С.А._____________
В«_____В» ________________
Керівник професор, д.т.н.
Гарганеев А.Г._______________
В«_____В» ___________2009г.
Томськ - 2009
Зміст
Введення
1.Термінологія
2.Акумулятори: види і походження
3.Нікель-металогідридні акумулятори
4.Основні процеси Ni-MH акумуляторів
5.Конструкція електродів Ni-MH акумуляторів
6.Конструкція Ni-MH акумуляторів
7.Характеристики Ni-MH акумуляторів
8.Зарядка Ni-MH акумулятора
9.Переваги і недоліки Ni-MH акумуляторів
10.Стандарти та позначення НМ-акумуляторів
11.Зберігання та експлуатація Ni-MH акумуляторів
12.Виробники і перспективність НМ-акумуляторів
13.Утилізація
Висновок
Списоквикористаних джерел </p>
Введення
Практично неможливо уявити сучасний світ безвсякого роду електронної техніки. Цифрові технології настільки вдаловписалися в наше життя, зробивши її зручніше і цікавіше, що відмовитися від нихми вже просто не в силах.
Однак не варто забувати, що для роботи мобільнихпристроїв потрібні портативні джерела живлення, які змогли б забезпечити всібільш зростаючі потреби сучасної електроніки. Ми отримали WiFi іBluetooth, звільнившись від проводів для передачі даних, але ми все щезалишаємося прив'язаними до електричних мереж.
Прикладна наука, однак, не стоїть на місці, пропонуючивсе нові і нові види джерел електроенергії. З іншого боку все ждивно, що за наявності такого числа нових технологій, у нас все ще В«вмираютьВ»батарейки телефонів, смартфонів, КПК і інших гаджетів. Відбувається це тому,що люди замислюються над правильним поводженням з акумулятором виключнотоді, коли він остаточно вийшов з ладу і його зі спокійною душею можназдати в утиль. При цьому слід розуміти, що заміна акумулятора може влетітив копієчку. Не сперечаємося, мало кому подобається суворо дотримуватися правилексплуатації, але, на жаль, тільки таким чином довговічність акумулятораможе бути доведена до максимуму.
На сьогоднішній день поширені акумулятори п'ятирізних електрохімічних схем нікель-кадмієві (Ni-Cd),нікель-металогідридні (Ni-MH), свинцево-кислотні (Sealed Lead Acid, SLA),літій-іонні (Li-Ion) і літій-полімерні (Li-Polymer). Визначальним факторомдля всіх перерахованих елементів живлення є не тільки портативність (тобтоневеликий обсяг і вага), але і висока надійність, а також великий час роботи.Основні параметри акумулятора - це енергетична щільність (або питомаенергія за масою), число циклів заряд/розряд, швидкості зарядки і саморозряду.Cвінцово-кислотний акумулятор складається, як правило, з двох пластин(Електродів), поміщених в електроліт (водний розчин сірчаної кислоти). Унікелево-кадмієвого елемента негативні і позитивні пластини скачавсяразом і поміщені в металевий циліндр. Позитивна пластина складається згідроксиду нікелю, а негативна - з гідроксиду кадмію. Дві пластиниізольовані роздільником, який зволожений електролітом.
Нікелево-металогідридний акумулятор конструктивно схожийна нікелево-кадмієвий акумулятор, але має інший хімічний склад електролітуі електродів. У літієво-іонному акумуляторі електроди й сепаратор (роздільник)поміщені в електроліт з літієвої солі.
Існує величезна кількість міфів і легенд про нібитоідеальному режимі експлуатації, про способи В«тренуванняВ», зберігання, методах ірежимах зарядки і відновлення акумуляторів, але давайте спробуєморозібратися.
1.Термінологія
Акумулятор (від лат. аccumulator - збирач, accumulo -збираю, нагромаджує) - пристрій для накопичення енергії з метою її подальшоговикористання. Електричний акумулятор перетворює електричну енергію вхімічну і в міру потреби забезпечує зворотне перетворення. Зарядкаакумулятора відбувається шляхом пропускання через нього електричного струму. ВВнаслідок викликаних хімічних реакцій один з електродів набуваєпозитивний заряд, а інший - негативний.
Акумулятор, як електричний прилад, характеризуєтьсянаступними основними параметрами: електрохімічної системою, напругою,електричною ємністю, внутрішнім опором, струмом саморозряду і строкомслужби.
Ємність акумулятора - кількість енергії, якої повиненволодіти повністю заряджений акумулятор. У практичних розрахунках ємністьприйнято виражати ампер-годинах (). Кількість ампер-годинпоказує період часу, протягом якого працюватиме даний акумуляторпри силі струму в 1 ампер. Варто, щоправда, додати, що в сучасних мобільнихпристроях використовуються струми набагато меншої сили, тому ємністьакумуляторів часто вимірюється в міліампер-годинах (або, або mAh). Номінальна ємність(Як має бути) завжди вказується на самому акумуляторі або на його упаковці.Однак реальна місткість не завжди збігається з номінальною. На практиці,реальна ємність акумулятора коливається в межах від 80% до 110% відномінального значення.
Питома ємність - відношення ємності акумулятора до його габаритамабо масі.
Цикл - одна послідовність заряду і розрядуакумулятора.
Ефект пам'яті - втрата ємності акумулятора в процесійого експлуатації. Вона проявляється в тенденції акумулятора пристосовуватися доробочого циклу, по якому батарея працювала певний період часу.Іншими словами, якщо заряджати акумулятор кілька разів, не розрядивши його передцим повністю, він як би В«запам'ятовуєВ» свій стан і наступного разу простоне зможе розрядитися повністю, отже, ємність його зменшується. Заміру збільшення числа зарядно-розрядних циклів ефект пам'яті проявляється всевиразніше.
За таких умов експлуатації всередині акумуляторавідбувається збільшення кристалів на пластині (про будову акумуляторів будерозказано нижче), які і зменшують поверхню електрода. При дрібнихкристалічних утвореннях внутрішнього робочої речовини площа поверхнікристалів максимальна, отже, максимально і кількість енергії,запасаемой акумулятором. При укрупненні кристалічних утворень в процесіексплуатації - площа поверхні електрода зменшується і, як наслідок,зменшується реальна ємність.
На малюнку 1 зображено дію ефекту пам'яті.
Рисунок 1 - Ефект пам'яті.
Саморозряд - мимовільна втрата акумуляторомзапасеної енергії з плином часу. Це явище викликанеокислювально-відновними процесами, що протікають мимовільно, іпритаманне всім типам акумуляторів, незалежно від їх електрохімічної системи.Для кількісної оцінки саморозряду використовується величина втраченоїакумулятором за певний час енергії, виражена у відсотках відзначення, отриманого відразу після заряду. Саморозряд максимальний в перші 24години після заряду, тому оцінюється як за першу добу, так і за першиймісяць після заряду. Величина саморозряду акумулятора в значній мірізалежить від температури навколишнього середовища. Так, при підвищенні температури вище100 В° С саморозряд може збільшитися в два рази.
2. Акумулятори: види і походження
Лідируюче положення на ринку по виробництвуакумуляторів займає Японія, Тайвань, Китай, Південна Корея, і вони постійнозбільшують масштаби свого В«скромногоВ» присутності на світовому ринку.
На ринку сьогодні присутні десятки різнихконструкцій акумуляторів, і кожна фірма-виготовлювач намагається досягтиоптимального поєднання характеристик - високої ємності, малих розмірів і ваги,працездатності в широкому температурному діапазоні і в екстремальних умовах.
У той же час дослідження п...
