Types de batterie populaires

L'appareil (en quelques mots), avantages et inconvénients. Batteries au plomb, au nickel-cadmium, au nickel-métal hydrure et au lithium-ion.

La technologie de la batterie est entrée discrètement et fermement dans nos vies. Téléphones sans fil, téléphones portables, outils électriques sans fil, appareils photo, une variété de jouets ... Si tout cela ne recevait de l'électricité que par des piles acides ou alcalines ordinaires, une part importante du budget de chaque famille russe serait consacrée aux piles. Par conséquent, vous vous surprenez souvent à penser: comment avons-nous même vécu sans batteries domestiques?

Les piles - Ce sont des appareils électrochimiques capables de stocker et de dégager de l'énergie électrique. Cependant, derrière une définition aussi simple se cache une grande variété de conceptions et de principes de fonctionnement de diverses batteries. L'évolution et le progrès technologique les ont pleinement affectés et aujourd'hui, dans l'industrie, piles rechargeablescapable de travailler avec une puissance maximale pendant des années sans recharge.

Cependant, le profane moyen ne connaît que plusieurs types de batteries. Arrêtons-nous plus en détail sur eux.

Dans les systèmes d'alimentation à bord de nos voitures sont utilisés batteries au plomb de démarrage. Batteries modernes Ce groupe ne nécessite pas de maintenance. L'électrolyte en eux est une solution d'acide sulfurique, et les réactifs actifs sont l'oxyde de plomb et le plomb lui-même. Pendant la décharge, les réactifs sont réduits à l'anode et à la cathode pour conduire le sulfate, et un courant électrique traverse l'électrolyte. Lors de la charge, une réaction chimique inverse se produit et le courant circule dans la direction opposée.

Les batteries de voiture sont appelées batteries de démarrage car elles doivent être disposées à fournir un courant initial important même dans les conditions les plus extrêmes, par exemple, à une température ambiante de -30 degrés Celsius ou moins.

Les batteries de démarrage et les batteries au plomb sont généralement complètement absentes "Effet mémoire". Cela signifie qu'ils ne se soucient absolument pas de la fréquence et de la mesure dans laquelle ils sont chargés, leur capacité de charge inégale et incomplète ne diminue pas.

De plus, les batteries au plomb se déchargent elles-mêmes au minimum, ont un coût relativement faible et peuvent supporter jusqu'à mille cycles de charge.

Mais en même temps, les batteries de démarrage présentent également des inconvénients. Par exemple, la capacité d'une batterie au plomb, rapportée à une unité de son volume et de sa masse, est faible. Par conséquent, la batterie au plomb ne peut pas être qualifiée de compacte et légère. Un autre inconvénient de ce type de batterie est la peur des décharges profondes. L'optimum pour une batterie de démarrage sera une décharge ne dépassant pas la moitié de la capacité.

Dans les appareils électroménagers compacts industriels domestiques et généraux, jusqu'à récemment, le leadership absolu en matière de prévalence était maintenu batteries au nickel-cadmium (Ni-Cd). Ce sont des piles alcalines, elles utilisent l'hydroxyde de potassium comme électrolyte. Et les substances actives en eux sont l'hydroxyde de cadmium et de nickel (d'où le nom).

Les batteries au nickel-cadmium sont uniques dans leur attitude face aux décharges profondes. Ils l'aiment et ont un effet bénéfique sur la capacité et le nombre de cycles de recharge possibles. En général, une batterie nickel-cadmium est bonne en ce qu'elle est capable de fonctionner avec une puissance constante tout au long du cycle de décharge, produisant le même courant.

Comme les batteries au plomb, les batteries au nickel et au cadmium peuvent résister aux changements de température et sont prêtes pour un grand nombre de cycles de recharge.

Le coût des batteries au nickel-cadmium est légèrement supérieur au coût des batteries au plomb, mais on ne peut pas dire que les premières sont particulièrement chères.

Le principal inconvénient des piles au nickel-cadmium est leur "effet mémoire" prononcé. Par conséquent, ces batteries sont très nocives à garder constamment "en charge" et à ne pas se décharger complètement. Il ne faut pas oublier que le cadmium est un poison, à cause duquel il peut y avoir quelques difficultés lors de l'élimination des batteries nickel-cadmium.

Pour résoudre le problème de la toxicité du cadmium et obtenir des caractéristiques opérationnelles plus élevées, à la fin des années 80 du siècle dernier ont été développés batteries rechargeables nickel métal hydrure (Ni-Mh). La différence entre ces batteries et les batteries nickel-cadmium est que leur cathode contient de l'hydrogène absorbé (intermétallique). Les batteries nickel-hydrure métallique sont moins sensibles à «l'effet mémoire», ont une capacité spécifique plus élevée.

Mais en même temps, ces batteries ont un coût plus élevé que les batteries au cadmium, elles sont capables de supporter moins de cycles de charge-décharge et sont incapables de donner de grands courants pendant longtemps. En raison de ces lacunes, les batteries à hydrure métallique n'ont pas réussi à concurrencer les batteries au cadmium.

L'un des types de batteries les plus avancés et les plus populaires est batteries au lithium-ion. De leur côté, il y a à la fois un poids léger, une ressource importante, et l'absence "d'effet mémoire" et d'autodécharge.

Dispositif de batterie au lithium-ion assez complexe: la cathode est en graphite, et l'anode est en cobalt ou en manganèse. Pendant le fonctionnement de la batterie, l'oxyde de lithium se trouve alternativement sur l'électrode positive ou sur l'électrode négative.

À les inconvénients des batteries lithium-ion peut être attribué, tout d'abord, leur coût élevé. Vous pouvez ajouter à cela une petite plage de températures de fonctionnement. Cependant, ces lacunes ne peuvent être considérées comme importantes et la production de batteries lithium-ion ne cesse de gagner du terrain. De plus, les types de batteries plus modernes, comme le lithium-polymère, ne se sont pas encore généralisés.

En savoir plus sur les types de batteries les plus modernes ici:

Batteries lithium-ion

Batteries au gel

Technologies prometteuses:

Piles en aluminium

Batteries au carbone

Batteries au graphène

Alexander Molokov