Сегодня 17 сентября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Фото и видео

Элементы питания. Прошлое, будущее и настоящее

⇣ Содержание

Свинцовые элементы

Большинство аккумуляторов в мире - свинцовые. В основном их используют для пуска двигателей автомобилей. Прообразом этих элементов стали разработки Плантэ. В них также есть аноды, сделанные из ячеистого свинца, и катоды - из оксида свинца. Оба электрода погружены в электролит - серную кислоту.

Из-за свинца эти батареи очень тяжелы. А так как они залиты высококоррозийной кислотой (которая также утяжеляет аккумуляторы), они становятся ещё и опасными, требующими особого внимания. Кислота и испарения могут повредить соседствующие объекты (особенно металлические). А если переусердствовать с зарядкой, может начаться электролиз воды, находящейся в кислоте. При этом вырабатывается водород, взрывоопасный газ, который при определённых условиях может взорваться (как в случае взрывов Хинденбурга).

Разложение воды в батарее может привести и к другому эффекту: ведь общее количество воды в батарее уменьшается. При этом уменьшается площадь реакции внутри батареи, соответственно, уменьшается и емкость аккумулятора. Кроме того, уменьшение жидкости позволяет батарее разряжаться под воздействием атмосферы. Электроды могут шелушиться и вообще закоротить батарею.

Первые свинцовые аккумуляторы требовали регулярного ухода - было необходимо поддерживать нужный уровень воды/кислоты внутри каждого элемента. Так как в батарее подвергается электролизу только вода, заменять необходимо только её. Чтобы избежать загрязнения батареи, производители рекомендуют использовать для обслуживания только дистиллированную воду. Обычно батарею доливают до нормального уровня. Если на батарее нет метки, её необходимо доливать так, чтобы жидкость закрывала пластины электродов внутри.

В неподвижных устройствах, корпус у батарей выполнен из стекла. Оно не только хорошо держит кислоту, но и позволяет обслуживающему персоналу без особых трудностей определять состояние элементов. В автомобильной технике требуются более прочные корпуса. Инженеры для этих целей воспользовались эбонитом или пластиком.

После того, как элементы стали герметизировать, удобство использования таких свинцовых аккумуляторов стало бесценным. В результате появились так называемые необслуживаемые батареи. Так как испарения так и остаются внутри элементов, потери от электролиза сводятся к минимуму. Поэтому такие батареи и не требуют заправки водой (по крайней мере, не должны).

Но это не значит, что у таких батарей вовсе не возникает проблем с обслуживанием. Всё равно внутри плещется кислота. И эта кислота может вытечь через батарейные клапаны. При этом могут повредиться батарейные отсеки или даже оборудование, где она установлена. Инженеры избегают такой ситуации двумя способами. Можно содержать кислоту внутри пластикового сепаратора между электродами элемента (обычно, он сделан из микропористого полиолефина или полиэтилена). Либо можно смешать электролит с другим веществом, чтобы в результате получился гель - например, с коллоидальной массой наподобие желатина. В результате утечка не происходит.

Кроме опасной начинки, у свинцовых батарей есть и другие недостатки. Как было отмечено выше, они очень тяжелые. Количество энергии, которое содержится в единице массы у таких батарей меньше, чем в батареях практически любых других технологий. Это единственное, чем не удовлетворены создатели автомобилей, которые бы с большим удовольствием использовали эти недорогие свинцовые батареи в электрокарах.

С другой стороны, хотя эти батареи и дешевые, они насчитывают 150 летнюю историю. Технология позволяет модернизировать аккумуляторы для специальных нужд, например для использования в устройствах с большими циклами разряда (где батареи используются в качестве единственного источника питания) или в устройствах обеспечения бесперебойного питания, например, в больших центрах обработки информации. Свинцовые батареи также обладают низким внутренним сопротивлением и поэтому могут вырабатывать очень большие токи. В отличие от более экзотичных элементов, к примеру, никель-кадмиевых, они не подвержены эффекту памяти. (Этот эффект, применительно к никель-кадмиевым элементам, сокращает емкость батареи, если перезаряжать её ещё до того, как она полностью разрядится.) Кроме того, такие батареи достаточно долго живут и они предсказуемы. И, конечно же, они дешевы.

Источники бесперебойного питания

В большинстве таких источников используются свинцовые аккумуляторы с желеобразным электролитом. Обычно, такие устройства неприхотливы в обслуживании. Это значит, вы не задумываетесь об их обслуживании. Источники питания, тем не менее, довольно громоздки - ведь внутри находятся аккумуляторы. Будучи полностью заряженными, элементы с желеобразным электролитом постепенно портятся под воздействием постоянного слаботочного заряда. (Большинство свинцовых аккумуляторов содержатся в полностью заряженном состоянии). Поэтому такие элементы требуют специальных зарядных устройств, которые бы автоматически отключались, как только элемент полностью зарядится. Зарядное устройство должно снова включаться, как только аккумулятор разрядится до предопределённого уровня (не важно, под воздействием ли нагрузки, или в результате саморазряда). Обычно источники бесперебойного питания регулярно проверяют заряд аккумулятора.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про справочные материалы
Следующая страница → ← Предыдущая страница
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Председатель Huawei: китайский ИИ пока не дорос до того, чтобы угрожать существованию человечества 35 мин.
ЕС официально предложил полностью запретить детям до 13 лет соцсети и отключить несовершеннолетним ИИ-ботов и компаньонов 55 мин.
Кодзима раскрыл главную звезду новаторского шпионского боевика Physint в духе Metal Gear Solid, и это не Роберт Паттинсон 2 ч.
Cohere и Aleph Alpha договорились о слиянии, новая компания будет стоить $20 млрд 3 ч.
Google начала делить Android на «свой» и «чужой» — GrapheneOS пожаловалась на закрытые API и задержку патчей 3 ч.
Selectel приобрёл сервис-провайдера M1Cloud за 2,6 млрд рублей 3 ч.
X стала ближе к «суперприложению»: пользователям разрешили торговать акциями и криптой через кештеги 3 ч.
Студия разработчиков Hyper Light Drifter и Solar Ash оказалась на грани закрытия — из-за отмены новой игры пришлось уволить «почти всех» сотрудников 4 ч.
Honor снова скопировала Apple: представлена MagicOS 11 с дизайном «жидкое стекло» 4 ч.
ИИ-агенты научились менять сами себя без участия человека — и это настораживает 4 ч.
Первый в мире термоядерный водородно-борный реактор начали строить в Китае — почти без «фонящих» нейтронов 39 мин.
Китайский космический интернет набирает обороты — запущена 25-я партия интернет-спутников SatNet 50 мин.
Китайские смартфоны всё чаще переходят на местную память CXMT — Samsung и SK hynix теряют клиентов 2 ч.
Китайские учёные создали материал для памяти, которая выдержит 10 млрд перезаписей — в 100 раз больше обычного 2 ч.
Maserati объединяется с Huawei, но это не точно — люксовые электромобили будут собирать в Италии из китайских комплектующих 2 ч.
Учёные установили точную дату первого сбоя на железной дороге из-за космической погоды — это случилось раньше, чем можно подумать 2 ч.
За пять лет мировой рынок чипов почти удвоится — память и ЦОД разгонят его до $3,2 трлн 3 ч.
У Земли нашли «точку G» — NASA вдвое повысило точность определения центра масс нашей планеты 3 ч.
«Это лишь вопрос времени»: Дженсен Хуанг предсказал, что Китай освоит передовую литографию к 2030 году 4 ч.
В большинстве районов Москвы сети 5G оказались не быстрее LTE 4 ч.