3 hovedtyper av sekundære celler

Denne artikkelen kaster lys over de tre hovedtyper av sekundære celler. Typer er: 1. Blysyre Secondary Cell 2. Nikkel Iron Secondary Cell 3. Nikkelkadmiumceller.

Type # 1. Blysyre Sekundærcelle:

I denne typen batterier består en blycelle av to elektroder, sammensatt av blyforbindelser, nedsenket i en elektrolytt av fortynnet svovelsyre. De aktive materialene til elektrodene blir avsatt som belegg på bærende blygitter.

Elektrodene består av en eller flere gitter (eller plater), anode og katodeplater settes vekselvis ansikt til ansikt. Men når cellen er tømt, er både katode- og anodegitter belagt med blysulfat.

Når cellen er ladet, er anodegitterene belagt med blyperoksid og katodegitterene er rene bly. La oss nå se hvordan den utfører; i den kjemiske formelen under den grunnleggende og grunnleggende kjemiske virkningen som finner sted i disse batteriene er vist,

Men når den er fulladet, utvikler cellen en emf på ca. 2 volt, men da den er utladet, reduserer emf sakte til ca. 1, 8 volt. Hvis cellen får lov til å tømmes fullstendig, faller spenningen til slutt veldig raskt.

Fullstendig utladning vil imidlertid trolig føre til at elektrodene blir oppløst, slik at det er en vanlig praksis å lade blyacidceller opp før dens åpne kretsspenning faller under 1, 8 volt. Når spenningen blir under 1, 8 volt, blir det vanskelig å lade batteriet. Derfor bør det alltid kontrolleres at denne spenningen ikke faller under 1, 8 volt.

Elektrolyttens spesifikke tyngdekraft:

Elektrolyttens spesifikke tyngdekraft er av betydning for riktig funksjon av cellen. Når dette er fulladet, er elektrolyttens spesifiserte tyngde ca. 1, 21, men når cellen utløses til 1, 8 volt, er den spesifikke tyngdekraften ca. 1, 18.

Forandringen i spesifikk tyngdekraften er forårsaket fordi når cellen blir tømt, blir noe av syren brukt i dannelsen av blysulfat ved elektroden, og noe vann blir produsert.

Andelen syre til vann er derfor lavere. Tilstanden for ladning av en blysyrecelle kan fastslås ved å måle elektrolyttens spesifikke tyngdekraft med et hydrometer. Ved lommelyktbatterier kan den spesifikke tyngdekraften være høyere enn nevnt ovenfor, fordi det er nødvendig med en spesiell utladningskarakteristikk i lommelyktbatterier.

Type nr. 2. Nikkel jern sekundærcelle:

Denne typen batteri består av en nikkelforbindelseselektrode og en jernforbindelseselektrode nedsenket i en elektrolyt av kaliumhydroksyd, som et lite litiumhydrat har blitt tilsatt for å forbedre ledningsevnen til cellen. Når cellen er tømt, er det aktive materialet ved anoden nikkelhydroksyd mens det ved katoden er jernoksid.

Nå når cellen er ladet, dannes nikkelperoksid ved anoden og rent jern vises ved katoden. Det er ingen kjemisk forandring i elektrolytten, og dens spesifikke tyngdekraft forblir den samme gjennom hele syklusen av cellen. Fig. 5.4 illustrerer funksjonen til denne typen batteri.

I nikkeljernbatteri-konstruksjon består anoden av et antall rør av perforert stålbånd, spiralformet og holdt sammen av stålringer. Rørene er tungt belagt med nikkel og den aktive nikkelforbindelsen er pakket inn i dem. Lag av flakket nikkel blandes med det aktive materialet for å forbedre ledningsevnen i anoden.

Katoden består av perforerte nikkelbelagte stålstrimler stanset i lommer inn i hvilke den aktive jernforbindelsen er pakket. Katodens ledningsevne forbedres ved tilsetning av litt kvikksølv til det aktive materialet.

Den alkaliske nikkeljerncellen utvikler en emf på 1, 4 volt når den er fulladet og blir normalt oppladet når spenningsspenningen faller til ca. 1, 1 volt. I motsetning til blysyrecellen, vil alkalisk celle imidlertid ikke skade hvis den er helt utladet.

Imidlertid er den alkaliske nikkeljerncellen lettere enn en blysyrecell med lignende kapasitet, men effektiviteten er lavere. Kapasiteten til cellen varierer med temperaturen. Faktisk faller cellenes kapasitet kraftig under 12 ° C, slik at det er viktig å sikre at cellen går over eller over denne kritiske temperaturen.

En typisk applikasjon av nikkeljernceller er standard 30 volt DC tripping batteri forbundet med høyspenningsbryter.

Type # 3. Nikkelkadmiumceller:

Denne typen celle er basert på reaksjonen mellom nikkelhydroksyd og kadmiumhydroksyd i en alkalynektrolyt. Ved forsiktig oppstilling av kjemisk reaksjon har det vært mulig å forhindre overflødig gassing og fremstilling av en forseglet oppladbar enhet. Kjemisk reaksjon av denne typen batteri kan vises som

Fra ovenstående ser vi at i et fulladet nikkelkadmiumbatteri er nikkelhydroksidet i høy grad oksidasjon og det negative materialet reduseres til rent kadium. Ved utladning reduseres nikkelhydroksydet til en lavere grad av oksidasjon og kadmium i den negative plate oksyderes.

Den kjemiske reaksjonen består således av overføring av oksygen fra en plate til den andre og elektrolytten virker kun som en ionisert leder og reagerer ikke med hver plate på noen måte. Det skal også bemerkes at den spesifikke tyngdekraften ikke endres gjennom ladning eller utladning.

Konstruksjon av et nikkelbelagt stål stemmer overens med den negative polen som inneholder elektroder av svært porøse forbindelser (nikkel, positiv, kadmium: negativ) mettet med aktivt materiale. Den positive elektroden er koblet til toppdekselet for å danne den positive polen.

De porøse platene som inneholder ca. 80 prosent tomrom, er impregnert med de aktive elektrodematerialene etter høyvakuumbehandling for å sikre en høy grad av utnyttelse av rom. Koblet til elektrodene er rene nikkelstrimler sveiset til ytterkassen. Elektrodeseparatorene er smidd av ikke-vevet polyamidmateriale spesielt valgt for langsiktig fysisk og kjemisk stabilitet.

Cellesammenstillingen utføres under stift kontrollerte forhold og den endelige hermetiske lukking oppnås ved å danne en trykkforsegling mellom bokens topp og en krypebestandig isolerende nylongrommer eller toppplate. I tillegg er enkelte celler utstyrt med en rimelig sikkerhetsventil som gjør det mulig for cellen å frigjøre en liten gass under tilstand av ekstremt misbruk, og deretter forsegle og fungere normalt senere.

Kapasitet:

Den faktiske kapasiteten til en hvilken som helst forseglet nikkelkadmiumcelle er noe avhengig av utladningsgraden, og omsorg må utøves når man siterer ampere-timekapasiteten. Den nominelle kapasiteten til en celle er den som vil bli oppnådd når en fulladet celle blir utladet med en hastighet på 1, 1 volt i 10 timer. Disse prisene i AH (Amp Hour) er kjent som K10 rate.

Utslipp:

Den nominelle utladningsstrømmen som er knyttet til K10-verdien refereres til som 1x1x10. Tilsvarende K2 timers vurdering med en utladningsstrøm på 5x 1 × 10 og K5 ville være en ampere time rating med en utladningsstrøm på 2 x 1 × 10.

Overladning:

Når batteriene er mottatt i en tilstand der terminalspenningen er mindre enn 1, 1 volt, kan kapasiteten reduseres. De skal da bli gitt standardladningen og deretter utladet med en hastighet på 110. Denne prosedyren må gjentas om nødvendig før full batterikapasitet gjenopprettes.

lading:

For nikkelkadmiumceller er ladningsfaktoren 1, 4. Det betyr at i tilfelle en fulladet eller delvis utladet celle, må 1, 4 ganger kapasiteten tatt ut, erstattes. Ved lading med konstant strøm, bør nominell strøm 1, 10 normalt ikke overskrides.

Oppbevaring:

De beste forholdene for oppbevaring vil være i et rom ved en temperatur mellom 15 og 20 ° C, med så liten forandring som mulig. Før lagring i lange perioder, skal celle slippes ut og beskyttes under lagring mot smuss og tilsmussing. Etter lagring i lange perioder vil fulladede celler miste kapasitet på grunn av selvutladning, men 60% til 70% av innledende kapasitet vil fortsatt bli beholdt etter mange måneders lagring.

Karakteristisk:

Denne typen batterier har følgende prinsippfunksjoner:

(1) Frihet fra vedlikehold. Disse trenger neppe vedlikehold.

(2) Støtsikker konstruksjon.

(3) Kan brukes i alle posisjoner.

(4) Høy indre motstand (flere millioner ohm)

(5) God lading oppbevaring.

(6) Høye utslippsnivåer opptil 10 I 10.

(7) 1, 4 volt fulladet.

(8) 1, 1 volt helt utladet.

Sekundære celler brukes på nesten alle collieries for å gi en bærbar elektrisk strømforsyning for lommelykter og visse typer håndlampe. Begge typer sekundære celler er i bruk for bærbare lys. Akkumulatorer benyttes også som forsyning for signalanlegg, samt for visse tunge underjordiske plikter, som gir strøm til elektriske lokomotiver og visse typer mobilmaskiner, for eksempel busser, etc.