İkincil Hücreler 3 Ana Türleri
Bu makale, üç ana ikincil hücre tipine ışık tutmaktadır. Tipleri: 1. Kurşun Asit İkincil Hücre 2. Nikel Demir İkincil Hücre 3. Nikel Kadmiyum Hücreler.
Tip # 1. Kurşun Asit İkincil Hücre:
Bu tip pillerde bir kurşun hücre, seyreltik sülfürik asidin bir elektrolitine daldırılmış kurşun bileşiklerden oluşan iki elektrottan oluşur. Elektrotların aktif malzemeleri, destek kurşun ızgaraları üzerine kaplama olarak depolanır.
Elektrotlar bir veya daha fazla ızgaradan (veya plakalardan), anot ve katod plakalarından yüz yüze dönüşümlü olarak yerleştirilir. Ancak hücre boşaltıldığında, hem katod hem de anot ızgaraları kurşun sülfat ile kaplanır.
Hücre yüklendiğinde, anot ızgaraları kurşun peroksit ile kaplanır ve katot ızgaraları saf kurşuntur. Şimdi nasıl performans gösterdiğine bakalım; Aşağıdaki kimyasal formülde, bu akülerde gerçekleşen temel ve temel kimyasal etki gösterilmektedir,
Bununla birlikte, tamamen şarj edildiğinde hücre, yaklaşık 2 volt'luk bir emf geliştirir, ancak boşaltıldığı için, emf yavaşça yaklaşık 1.8 volt'a düşer. Hücrenin tamamen boşalmasına izin verilirse voltajı çok hızlı bir şekilde düşer.
Bununla birlikte, tam deşarjın, elektrotların parçalanmasına neden olması muhtemeldir, böylece açık devre gerilimi 1, 8 voltun altına düşmeden önce kurşun asit hücrelerini şarj etmek standart bir uygulamadır. Voltaj 1, 8 volt altına düştüğünde, bataryayı şarj etmek zorlaşır. Bu nedenle, her zaman bu voltajın 1, 8 volt altına düşmediği kontrol edilmelidir.
Elektrolitin Özgül Ağırlığı:
Elektrolitin özgül ağırlığı, hücrenin doğru işleyişi için önemlidir. Bu tamamen şarj olduğunda, elektrolitin özgül ağırlığı yaklaşık 1, 21'dir, ancak hücre 1, 8 volta boşaltıldığında, özgül ağırlığı yaklaşık 1, 18'dir.
Özgül ağırlıktaki değişiklik ortaya çıkar, çünkü hücre boşaltıldığında, asitin bir kısmı elektrotta kurşun sülfat oluşumunda kullanılır ve bir miktar su üretilir.
Bu nedenle asidin suya oranı daha düşüktür. Bir kurşun asit hücresinin şarj durumu, elektrolitin özgül ağırlığı bir hidrometre ile ölçülerek belirlenebilir. Kapak lambası pilleri durumunda, özgül ağırlık yukarıda belirtilenden daha yüksek olabilir, çünkü kapak lambası pillerinde belirli bir boşalma özelliği gereklidir.
Tip # 2. Nikel Demir İkincil Hücre:
Bu tip batarya, bir nikel bileşik elektrotu ve hücrenin iletkenliğini arttırmak için biraz lityum hidratın eklendiği bir potasyum hidroksit elektrolitine daldırılmış bir demir bileşik elektrottan oluşur. Hücre boşaldığında, anottaki aktif madde nikel hidroksit iken katodtaki demir oksittir.
Şimdi hücre yüklendiğinde, anotta nikel-peroksit oluşur ve katotta saf demir belirir. Elektrolitte kimyasal bir değişiklik yoktur ve özgül ağırlığı hücrenin döngüsü boyunca aynı kalır. Şekil 5.4, bu tip bir pilin çalışmasını göstermektedir.
Nikel demir batarya yapımında, anot delikli çelik şeritten yapılmış, spiral olarak sarılmış ve çelik halkalarla bir araya getirilmiş birkaç tüpten oluşur. Tüpler, nikel ile yoğun bir şekilde kaplanır ve aktif nikel bileşiği, bunlara paketlenir. Kuşbaşı nikel tabakaları, anot içindeki iletkenliği arttırmak için aktif madde ile serpiştirilir.
Katot, içine aktif demir bileşiğinin paketlendiği ceplere açılan delikli nikel kaplı çelik şeritlerden oluşur. Katodun iletkenliği, aktif maddeye biraz cıva eklenerek arttırılır.
Alkalin nikel-demir hücre, tamamen şarj edildiğinde 1.4 volt'luk bir emf geliştirir ve açık devre voltajı yaklaşık 1.1 volt'a düştüğünde normal olarak şarj edilir. Bununla birlikte, kurşun asit hücresinden farklı olarak, alkalin hücre tamamen boşalırsa zarar görmez.
Bununla birlikte, alkalin nikel demir hücresi benzer kapasitedeki bir kurşun asit hücresinden daha hafiftir, ancak etkinliği daha düşüktür. Hücrenin kapasitesi sıcaklığa göre değişir. Aslında, 53 ° F'nin (12 ° C) altında, hücrenin kapasitesi keskin bir şekilde düşer, bu nedenle hücrenin bu kritik sıcaklıkta veya bu sıcaklıkta çalışmasını sağlamak önemlidir.
Nikel demir hücrelerinin tipik bir uygulaması, yüksek gerilim anahtarlama cihazıyla ilişkilendirilmiş standart 30 voltluk dc açma pilidir.
Tip # 3. Nikel Kadmiyum Hücreler:
Bu hücre tipi, bir alkalen elektrolitinde nikel hidroksit ve kadmiyum hidroksit arasındaki reaksiyona dayanır. Kimyasal reaksiyonun dikkatli bir şekilde düzenlenmesi ile aşırı gazlanmayı önlemek ve kapalı bir şarj edilebilir ünite imal etmek mümkün olmuştur. Bu tip bir akünün kimyasal reaksiyonu şu şekilde gösterilebilir:
Yukarıdan, tamamen şarj edilmiş bir nikel kadmiyum pilde, nikel hidroksitin yüksek oksidasyon derecesinde olduğunu ve negatif malzemenin saf karışıma indirgendiğini görüyoruz. Boşaldığında, nikel hidroksit daha düşük bir oksidasyon seviyesine düşürülür ve negatif plakadaki kadmiyum oksitlenir.
Bu nedenle kimyasal reaksiyon, oksijenin bir plakadan diğerine transferinden oluşur ve elektrolit yalnızca iyonlaştırılmış bir iletken gibi davranır ve hiçbir şekilde herhangi bir plaka ile reaksiyona girmez. Ayrıca, özgül ağırlığın şarj veya boşalma ile değişmediği de belirtilmelidir.
Bir nikel kaplı çeliğin yapısı, aktif madde ile doyurulmuş, çok gözenekli bileşiklerin (nikel; pozitif, kadmiyum: negatif) elektrotlarını içeren negatif kutbuna uygundur. Pozitif elektrot, pozitif kutbu oluşturmak için üst kapağa bağlanır.
Yaklaşık yüzde 80 boşluk içeren gözenekli plakalar, yüksek bir alan kullanımı sağlamak için yüksek vakum işleminin ardından aktif elektrot malzemeleri ile emprenye edilir. Elektrotlara bağlı, dış kaplamaya kaynaklanmış saf nikel şeritleridir. Elektrot ayırıcılar, uzun vadeli fiziksel ve kimyasal stabilite için özel olarak seçilen dokuma olmayan poliamid malzemeden yapılır.
Hücre düzeneği katı bir şekilde kontrol edilen koşullar altında gerçekleştirilir ve nihai hermetik kapatma, kutunun üst kısmı ile sürünmeye dayanıklı yalıtıcı bir naylon grommer veya üst plaka arasında bir basınç sızdırmazlığı oluşturarak sağlanır. Ek olarak, bazı hücrelere aşırı suistimal koşullarında küçük bir gazın salınmasını ve daha sonra normal olarak tekrar kapatılmasını ve çalışmasını sağlayan makul bir güvenlik deliği takılmıştır.
Kapasite:
Herhangi bir kapalı nikel kadmiyum hücresinin gerçek kapasitesi bir miktar boşalma hızına bağlıdır ve amper saatlik kapasiteden alıntı yaparken dikkatli olunmalıdır. Bir hücrenin nominal kapasitesi, tam şarjlı bir hücre 10 saat içinde 1.1 volt oranında boşaltıldığında elde edilecek olandır. AH (Amp Hour) içindeki bu oranlar K10 oranı olarak bilinir.
Deşarj:
K10 derecesine bağlı nominal deşarj akımı 1x1x10 olarak adlandırılır. Benzer şekilde, 5x 1x10'luk bir deşarj akımı olan K2 saat derecesi ve K5, 2x1x10'luk bir deşarj akımı olan bir amper saat derecesidir.
Boşaltma Aşırı:
Aküler, terminal voltajının 1, 1 volttan az olduğu bir durumda alındığında, kapasite azaltılabilir. Daha sonra standart şarj verilmelidir ve 110 oranında boşaltılmalıdır. Bu durumda, tam akü kapasitesi geri yüklenmeden önce gerekirse bu prosedür tekrarlanmalıdır.
Doldurma:
Nikel kadmiyum hücreler için şarj faktörü 1.4'tür. Bu, tamamen dolu veya kısmen boşalmış bir hücre olması durumunda, alınan kapasitenin 1, 4 katı değiştirilmelidir. Sabit bir akımla şarj ederken, normal olarak 1.10 nominal akım aşılmamalıdır.
Depolama:
Depolama için en iyi koşullar, mümkün olduğu kadar az değişiklikle, 15 ila 20 ° C arasındaki bir sıcaklıkta bir odada olacaktır. Uzun süre saklanmadan önce, hücre kirlenme ve kirlenmeden depolama sırasında boşaltılmalı ve korunmalıdır. Uzun süre sakladıktan sonra, tamamen şarj edilmiş hücreler kendiliğinden deşarj nedeniyle kapasitelerini kaybedecek, ancak başlangıç kapasitesinin% 60 ila% 70'i aylarca saklandıktan sonra korunmaya devam edecektir.
Karakteristik:
Bu tip piller aşağıdaki ana özelliklere sahiptir:
(1) Bakım özgürlüğü. Bunlar neredeyse hiç bakım gerektirmiyor.
(2) Darbeye dayanıklı yapı.
(3) Her pozisyonda kullanılabilir.
(4) Yüksek iç direnç (birkaç milyon ohm)
(5) İyi şarj tutma.
(6) 10 I10'a kadar yüksek boşalma oranları.
(7) 1.4 volt tamamen dolu.
(8) 1.1 volt tamamen boşaldı.
Sekonder hücreler, neredeyse tüm çarpışmalarda, başlık lambaları ve bazı el lambası tipleri için portatif bir elektrik kaynağı sağlamak için kullanılır. Her iki tür ikincil hücre de taşınabilir ışıklar için kullanılmaktadır. Akümülatörler ayrıca sinyal sistemi için ve bazı ağır yer altı görevlerinde, elektrikli lokomotifler ve mekik arabaları gibi bazı mobil makine türlerinde güç sağlayan bir kaynak olarak kullanılır.