O baterie este un dispozitiv compus din una sau mai multe celule electrochimice cu conexiuni externe la alimentarea dispozitivelor electrice. În acest ghid vom acoperi toate tipurile de baterii reîncărcabile, precum și tehnologia nereîncărcabilă (alcalină).

Bateriile reîncărcabile vin în multe forme și dimensiuni diferite, variind de la butoane la sisteme de megawatt conectate pentru a stabiliza rețelele de distribuție electrică. Sunt utilizate mai multe combinații diferite de electrod și materiale electrolitice, inclusiv acid de plumb, nichel cadmiu (Ni-Cd), hidrură de nichel metalic (NiMH), ion litiu (Li-ion) și polimer litiu-ion (polimer Li-ion).

Cum se alege o baterie?

Atunci când alegeți o baterie, trebuie să țineți cont de următoarele caracteristici:

  • Capacitatea bateriei în miliampere-ore (mAh) (metoda de calcul furnizată mai jos).
  • Tensiunea, care este dictată de materialele utilizate pentru electrozi și poate varia de la 3,2 la 4 V pentru bateriile cu litiu și de la 1,2 la 2 V pentru altele.
  • Temperatura de funcționare.
  • Dimensiunea și forma bateriei.
  • Tipul de utilizare.
  • Pretul.

Toate bateriile au două caracteristici comune:

  • Tensiunea lor, exprimate în volți (V): bateriile reîncărcabile sunt în general de 12 V. Pentru celulele mai mari cu tensiuni de 12 V, 24 V sau 48 V, se utilizează celule separate de 2 V, destinate a fi asamblate în serie și care au o durată de viață de aproximativ 10 ani.
  • Capacitatea lor, exprimat în amperi-ore (Ah): pentru ao mări, mai multe baterii trebuie conectate în paralel.

Când multiplicați tensiunea cu capacitatea, obțineți cantitatea de energie electrică stocată în kilowați-oră (kWh). De exemplu: o baterie de 12 V - 100 Ah conține teoretic 12 x 100 = 1.200 Wh = 1.2 kWh.

În funcție de aceste caracteristici, va trebui să alegeți tehnologia sau tipul de baterie și compoziția chimică: plumb-acid, nichel sau litiu. Nu există o tehnologie de baterie care să fie mai bună decât celelalte. Fiecare tip de baterie are propriile sale puncte tari și puncte slabe și este sarcina operatorilor de aplicații care necesită baterie să o aleagă pe cea care îndeplinește cel mai bine cerințele lor.

Bateriile au o durată de viață predeterminată și un număr de cicluri în funcție de climă (temperatura ambiantă) și tipul de utilizare (adâncimea de descărcare). Pentru a le mări durata de viață și a le optimiza funcționarea, este recomandabil să urmați recomandările de depozitare și utilizare.

Cum calculați corect dimensiunea unei baterii?

Pentru a calcula dimensiunea bateriei de care aveți nevoie, va trebui să calculați consumul așteptat într-o zi și să împărțiți această sumă (în wați pe zi) la tensiunea de curent continuu (în volți). Nu este recomandat să lăsați unele baterii, în special bateriile cu plumb-acid, să se descarce la mai puțin de 50%. Pentru a obține puterea minimă de care aveți nevoie, împărțiți acest rezultat (în amperi/zi) la 0,5. Lucrul în 24 V vă permite să reduceți la jumătate puterea necesară în comparație cu utilizarea 12 V sau chiar să o împărțiți la patru dacă lucrați la 48 V. Dacă aveți mai multe dispozitive care funcționează în același timp, este mai bine să aveți mai multă putere.

De ce să alegeți o baterie cu litiu?

O baterie cu litiu este un acumulator electrochimic care folosește litiu ca element chimic. Orice material care conține litiu poate sta la baza unei baterii litiu-ion. Prin urmare, este foarte dificil să vorbim în general despre acest tip de baterie, deoarece piețele cu volum mare (adică camerele foto, telefoanele mobile etc.) și piețele cu energie ridicată (adică vehiculele hibride sau electrice, aeronautica etc.) nu au același lucru nevoile în termeni de durată de viață, cost sau putere.

Există diferite tipuri de baterii cu litiu:

  • Litiu-ion (Li-ion): baterii foarte stabile cu o densitate de energie foarte mare (cea mai mare de pe piață) .
  • Polimer de litiu (Li-Po): Această tehnologie litiu-ion folosește un electrolit polimeric în locul unui electrolit lichid. Acest electrolit este format din polimeri semi-solizi cu conductivitate ridicată. Aceasta este o tehnologie promițătoare uscată.
  • Fosfat de litiu-fier (LiFePO4): densitatea energetică a acestui tip de baterie este mai mică decât alte tehnologii, dar oferă o durată de viață și o siguranță excelente. Aceste baterii sunt ideale pentru surse de alimentare de urgență (UPS).

  • Densitate mare de energie, care reduce greutatea și volumul bateriilor.
  • Întreținere redusă.
  • Reîncărcabilă.
  • Durată lungă de viață.
  • Auto-descărcare foarte redusă.
  • O mare varietate de forme.
  • Efect de memorie limitat.

  • Mai scump decât alte tipuri de tehnologie.
  • Solicitați un circuit de protecție deoarece sunt periculoase.
  • Reglementări stricte pentru transport.
  • Poartă-te chiar și fără utilizare.

Cicluri: asigurați aproximativ 1.300 de cicluri la o descărcare de 100%.

Aplicații (toate tipurile de baterii cu litiu):

  • Poate stoca energia solară și eoliană.
  • Poate stoca energia electrică.
  • Aplicații autonome (iluminarea spațiilor publice, parcometre, camere de securitate, semne de viteză radar, semafoare etc.).
  • Mobilitate (biciclete electrice, vehicule electrice [utilitare sau industriale], robotică, aeronautică, drone, bărci etc.)
  • Energie portabilă (baterii, convertoare, blocuri de alimentare).

De ce să alegeți o baterie cu plumb?

Există două tipuri de baterii cu plumb:

  • Bateriile plumb-acid s-au deschis cu un electrolit al acidului sulfuric diluat cu apă. Acest tip de baterie se caracterizează prin faptul că sunt fiabile și utilizează o tehnologie binecunoscută încă din secolul al XIX-lea și care este bine stăpânită. Aceste baterii au dezavantajul de a fi influențate de schimbările de temperatură. De asemenea, necesită întreținere regulată (reumplerea cu apă distilată), deoarece electrolitul lor se evaporă în timp.
  • Bateriile plumb-acid sunt închise cu un electrolit pe gel. Au avantajul că nu necesită întreținere și sunt ușor de manevrat (fără scurgeri), cu o stabilitate perfect controlată de producător. În general, acestea asigură aproximativ 400 de cicluri la o descărcare de 80%.

  • Fiabilitate.
  • Durată de viață bună.
  • Fără efect de memorie.
  • Ieftin.
  • Rată de auto-descărcare redusă, 5-10% pe lună

  • Greu.
  • Autonomie redusă.
  • Sensibil la frig.
  • Necesită întreținere regulată (numai baterii deschise).
  • Densitate redusă de energie.

  • Industrie.
  • Echipamente pentru vehicule feroviare și auto (inclusiv camioane), avioane, sateliți etc.

De ce să alegeți o baterie de nichel?

Bateriile hibrid nichel-metal, cunoscute sub numele de baterii NiMH, au înlocuit aproape în totalitate bateriile Ni-Cd nichel-cadmiu, deoarece sunt mai puțin dăunătoare mediului. Prezența cadmiului în bateriile Ni-Cd pune probleme la reciclarea bateriilor la sfârșitul vieții lor. Bateriile NiMH au densitate mare de energie și pot fi descărcate complet fără a le afecta durata de viață.

Au dezavantajele că sunt de capacitate redusă, ceea ce le face mai potrivite pentru dispozitivele portabile în care durata de viață a bateriei depășește rareori câteva ore. În general, asigură între 500 și 700 de cicluri la o descărcare de 80%.

Avantajele bateriilor Ni-Cd:

  • Durată de viață foarte lungă, până la 20 de ani.
  • Poate rezista la temperaturi extreme (-20 ° C până la + 40 ° C).
  • Rezistență internă scăzută: densitate mare de energie, combinată cu o capacitate de încărcare rapidă.
  • Mai ușor decât bateriile cu plumb.

Dezavantaje ale bateriilor Ni-Cd:

  • Mai scump.
  • Poluant: atât nichelul, cât și cadmiul sunt toxice. Procesele de eliminare/reciclare a bateriilor sunt costisitoare.
  • Efect de memorie, bateria trebuie descărcată complet înainte de reîncărcare.
  • Autonomie medie.

Avantajele bateriilor NiMH:

  • Similar cu Ni-Cd.
  • Suferă mai puțin de efectul de memorie.
  • Autonomie mai bună.

Dezavantaje ale bateriilor NiMH:

  • Mai scump.
  • Sub rezerva auto-descărcării.

De ce să alegeți o baterie alcalină?

Cele mai frecvente baterii alcaline sunt dioxidul de zinc mangan (Zn-MnO2) și dioxidul de litiu mangan (Li-MnO2). Bateriile alcaline sunt utilizate în principal în uz casnic. Principalele formate sunt cilindrice (LR3, LR6, LR14, LR20) și buton. Datorită dimensiunii și greutății lor, bateriile alcaline sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele portabile cu putere redusă, cum ar fi telecomenzile, lanternele, ceasurile, jucăriile etc.

  • Ieftin.
  • Densitate de energie rezonabilă.
  • Disponibil.

  • Bateriile alcaline nu sunt în mod normal reîncărcabile.

Alegerea roților industriale potrivite

potrivite

Alegerea grupului electric potrivit

Alegerea mașinii de marcat potrivită

Alegerea compresorului frigorific potrivit

Alegerea troliului potrivit

Conținutul tău m-a ajutat foarte mult să-mi iau îndoielile. Mulțumesc foarte mult!