3 huvudtyper av sekundära celler

Denna artikel lyfter fram de tre huvudtyperna av sekundära celler. Typerna är: 1. Blyacid Secondary Cell 2. Nickel Iron Secondary Cell 3. Nickelkadmiumceller.

Typ # 1. Blyacid Sekundärcell:

I denna typ av batterier består en blycell av två elektroder, bestående av blyföreningar, nedsänkta i en elektrolyt av utspädd svavelsyra. De aktiva materialen i elektroderna avsätts som beläggning på stödledarledningar.

Elektroderna består av ett eller flera galler (eller plattor), anod och katodplattor är inställda alternerande från sida till sida. Men när cellen är urladdad, är både katod- och anodgaller belagda med blysulfat.

När cellen laddas, är anodgallarna belagda med blyperoxid och katodnätet är rent bly. Låt oss nu se hur det fungerar. I den kemiska formeln nedan visas den grundläggande och grundläggande kemiska verkan som sker i dessa batterier,

Emellertid, när den är fullt laddad, utvecklar cellen en emf på ca 2 volt men, när den utmatas, minskar emk långsamt till omkring 1, 8 volt. Om cellen får laddas ur helt, faller spänningen slutligen mycket snabbt.

Komplet urladdning kommer emellertid sannolikt att leda till elektrodens sönderdelning, så att det är en vanlig praxis att ladda blyceller innan dess öppna kretsspänning sjunker under 1, 8 volt. När spänningen blir under 1, 8 volt blir det svårt att ladda batteriet. Därför bör det alltid kontrolleras att denna spänning inte faller under 1, 8 volt.

Elektrolytens specifika gravitet:

Elektrolytens specifika gravitet är av betydelse för cellens korrekta funktion. När detta är helt laddat är elektrolytens specifika gravitet ca 1, 21, men när cellen utmatas till 1, 8 volt är den specifika gravitationen cirka 1, 18.

Förändringen i specifika tyngdkraften orsakas för att när cellen avges, användes en del av syran i bildningen av blysulfat vid elektroden och ett visst vatten produceras.

Andelen syra till vatten är därför lägre. Laddningstillståndet för en blysyracell kan fastställas genom mätning av elektrolytens specifika gravitet med en hydrometer. Vid kapslingslampbatterier kan den specifika tyngdkraften vara högre än vad som anges ovan, eftersom en särskild urladdningskaraktär krävs i kapslampbatterier.

Typ # 2. Nickel Iron Secondary Cell:

Denna typ av batteri består av en nickelföreningselektrod och en järnföreningselektrod nedsänkt i en elektrolyt av kaliumhydroxid, till vilken ett litet litiumhydrat har tillsatts för att förbättra cellens ledningsförmåga. När cellen utmatas är det aktiva materialet vid anoden nickelhydroxid medan det vid katoden är järnoxid.

Nu när cellen laddas, bildar nickelperoxid vid anoden och rent järn framträder vid katoden. Det finns ingen kemisk förändring i elektrolyten, och dess specifika gravitation förblir densamma genom cellens cykel. Fig. 5.4 illustrerar funktionen av denna typ av batteri.

I nickelbatteri-konstruktion består anoden av ett antal rör av perforerat stålband, spiralformigt och hålls ihop av stålringar. Rören är starkt pläterade med nickel och den aktiva nickelföreningen packas in i dem. Lager av flakad nickel spjälkas med det aktiva materialet för att förbättra ledningsförmågan inom anoden.

Katoden består av perforerade förnicklade stålremsor stansade i fickor i vilka den aktiva järnföreningen är packad. Katodens ledningsförmåga förbättras genom tillsats av lite kvicksilver till det aktiva materialet.

Den alkaliska nickeljärnscellen utvecklar en emf på 1, 4 volt när den är fulladdat och laddas normalt när spänningen för öppen spänning sjunker till ungefär 1, 1 volt. Till skillnad från blycellerna lider dock alkaliska cellen inte skada om den är helt urladdad.

Den alkaliska nickeljärncellen är emellertid lättare än en blycellscell med liknande kapacitet men dess effektivitet är lägre. Cellens kapacitet varierar med temperaturen. I själva verket faller cellens kapacitet kraftigt, så att det är viktigt att säkerställa att cellen arbetar vid eller över denna kritiska temperatur.

En typisk applikation av nickeljärnceller är det vanliga 30 volt DC-trippelbatteriet förknippat med högspänningsväxlar.

Typ # 3. Nickelkadmiumceller:

Denna typ av cell baseras på reaktionen mellan nickelhydroxid och kadmiumhydroxid i en alkalynektrolyt. Genom noggrann anordning av den kemiska reaktionen har det varit möjligt att förhindra överskottsgasning och tillverka en förseglad uppladdningsbar enhet. Kemisk reaktion av denna typ av batteri kan visas som

Av ovanstående ser vi att nickelhydroxiden i ett fulladdat nickelkadmiumbatteri är i hög grad oxidation och det negativa materialet reduceras till rent kadium. Vid urladdning reduceras nickelhydroxiden till en lägre oxidationsgrad och kadmium i den negativa plattan oxideras.

Den kemiska reaktionen består sålunda av överföring av syre från en platta till den andra och elektrolyten fungerar endast som en joniserad ledare och reagerar inte med någon platta på något sätt. Det bör också noteras att gravitationen inte förändras genom laddning eller urladdning.

Konstruktion av nickelpläterat stål överensstämmer med den negativa polen innehållande elektroder av högporösa föreningar (nickel, positiv, kadmium: negativ) mättad med aktivt material. Den positiva elektroden är ansluten till topplocket för att bilda den positiva polen.

De porösa plattorna som innehåller omkring 80 procent tomrum impregneras med de aktiva elektrodmaterialen efter högvakuumbehandling för att säkerställa en hög grad av rymdutnyttjande. Anslutna till elektroderna är rena nickelband svetsade till ytterhöljet. Elektrodeseparatorn är smidda från non-woven polyamidmaterial speciellt utvalt för långsiktig fysisk och kemisk stabilitet.

Celleanordningen utförs under styvt kontrollerade betingelser och den slutliga hermetiska tillslutningen uppnås genom att man bildar en trycktätning mellan burkens övre del och en krypbeständig isolerande nylongrinder eller toppplatta. Dessutom är vissa celler försedda med en rimlig säkerhetsventil som gör det möjligt för cellen att släppa ut en liten gas under extremt missbruk och sedan försegla och fungera normalt därefter.

Kapacitet:

Den faktiska kapaciteten hos vilken förseglad nickelkadmiumcell som helst är något beroende av utsläppshastigheten och omsorg måste utövas när man citerar ampere-timkapaciteten. Den nominella kapaciteten hos en cell är den som kommer att erhållas när en fulladdat cell utmatas med en hastighet av 1, 1 volt på 10 timmar. Denna hastighet i AH (Amp Hour) är känd som K10-hastighet.

Ansvarsfrihet:

Den nominella urladdningsströmmen som är associerad med K10-klassificering kallas 1x1x10. På samma sätt skulle K2 timmars betyg med en utsläppsström på 5x 1 × 10 och K5 vara en ampere-timmervärdighet med en utsläppsström på 2 x 1 × 10.

Överladdning:

När batterierna mottas i ett tillstånd där terminalspänningen är mindre än 1, 1 volt kan kapaciteten minskas. De bör då ges standardladdningen och släpps sedan med en hastighet av 110. Detta förfarande måste upprepas om nödvändigt innan full batterikapacitet återställs.

laddning:

För nickelkadmiumceller är laddningsfaktorn 1, 4. Det betyder att vid en fulladdat eller delvis urladdad cell måste 1, 4 gånger den uttagna kapaciteten bytas ut. Vid laddning med en konstant ström bör den nominella strömmen 1, 10 normalt inte överskridas.

Lagring:

De bästa förutsättningarna för förvaring skulle vara i ett rum vid en temperatur mellan 15 och 20 ° C, med så liten förändring som möjligt. Före lagring under långa perioder ska cellen släppas ut och skyddas vid förvaring från smuts och nedsmutsning. Efter långvarig lagring kommer de fulladda cellerna att förlora kapacitet på grund av självladdning, men 60% till 70% av den ursprungliga kapaciteten kommer fortfarande att behållas efter många månaders lagring.

Karakteristisk:

Denna typ av batterier har följande principfunktioner:

(1) Frihet från underhåll. Dessa behöver knappast underhåll.

(2) Stötskyddad konstruktion.

(3) Kan användas i vilken position som helst.

(4) Hög inre resistans (flera miljoner ohm)

(5) Bra laddningshållning.

(6) Höga utsläppsgrader upp till 10 I 10.

(7) 1, 4 volt fulladdat.

(8) 1, 1 volt helt urladdat.

Sekundära celler används vid nästan alla collieries för att tillhandahålla en bärbar elektrisk matning för locklampor och vissa typer av handlampor. Båda typerna av sekundära celler används för bärbara lampor. Ackumulatorer används också som försörjning för signalsystem samt för vissa tunga underjordiska uppgifter, som ger ström till elektriska lokomotiv och vissa typer av mobila maskiner, såsom bussar etc.