Типы химических источников энергии

К химическим источникам электрической энергии относятся гальванические элементы и аккумуляторы. В них химическая энер­гия окислительно-восстановительных процессов преобразуется в электрическую энергию постоянного тока.

Классификация химических источников тока

Классификация химических источников тока.

Не вдаваясь в детали устройства химических источников и протекающих в них химических реакций, остановимся на эксплуатацион­ных показателях наиболее распространенных их типов.

Марганцево-цинковые элементы со щелочным или солевым электролитом выпускаются промышленностью в двух конструктивных разновидностях: стаканчиковой (цилиндрической) и в виде параллелепипеда или диска (галетной). Они отличаются малой стоимостью, широким температурным диапазоном и длитель­ным сроком хранения.

Эти элементы, как и все остальные химические элементы, разово­го действия.

Таблица вторичных источников питания

Таблица вторичных источников питания.

Ртутно-цинковые элементы имеют высокую механическую прочность, малый уровень саморазряда (3-5% за месяц), срок хранения более 18 месяцев, безвредны для обслуживающего персонала, но в их производстве применяются весьма вредные ве­щества. Стоимость этих элементов в 12-17 раз выше, чем марганцево-цинковых.

Медно-магниевые элементы из-за большого само­разряда применяются как резервные. Они приводятся в действие введением специального активатора непосредственно перед употреб­лением. После активации их срок хранения меньше суток. Разряд этих элементов сопровождается саморазогреванием, что позволяет им работать при весьма низких температурах, но активация должна производиться при положительной температуре. Стоимость таких элементов почти в 20 раз выше, чем марганцево-цинковых.

Аккумуляторы отличаются от гальванических элементов тем, что окислительно-восстановительные процессы в них обратимы. Поэтому они пригодны для многократного использования. Промыш­ленностью выпускаются различные типы аккумуляторов, которые классифицируются по виду электролита на кислотные и щелоч­ные, по материалу электродов на свинцовые, кадмиево-никелевые, серебряно-цинковые и др., по конструкции на ламельные, безламельные, герметизированные и др.

Щелочные кадмиево-никелевые ламельные (КН) и безламельные (КБН) аккумуляторы (открытые, непроливаемые и герметизированные) просты в эксплуатации, имеют срок службы 50-1000 циклов заряд — разряд, обладают самой высо­кой механической прочностью из всех химических источников тока, саморазряд их не превышает 20% за месяц, сохранность в залитом состоянии более двух лет. Эти аккумуляторы работают в широком диапазоне температур с относительно небольшим снижением удель­ных показателей. Стоимость герметичных кадмиево-никелевых аккумуляторов почти в сто раз выше, чем марганцево-цинкового элемента той же емкости, но больший срок службы снижает стоимость источника питания с таким аккумулятором при длительной эксплу­атации.

Серебряно-цинковые аккумуляторы обла­дают наилучшими удельными характеристиками. Однако они выдерживают только 50-100 циклов перезарядки. Саморазряд их составляет 5-10% за месяц. Сохраняются они без электролита 5 лет, а с электролитом только 6 месяцев.

The chemical sources of electrical energy are galvanic cells and batteries. They chemical energy of redox reactions is converted into direct current electric power.

Classification of chemical power sources

Classification of chemical current sources.

Without going into the details of the apparatus and chemical sources occurring in chemical reactions, will focus on the operational performance of the most common types.

Manganese-zinc cells with an alkaline electrolyte or brine are commercially available in two design variants: of cup (cylindrical) in the form of a parallelepiped or a disc (wafer). They are characterized by low cost, wide temperature range and long shelf life.

These elements, like all the other chemical elements, a single action.

Table of secondary power sources

TABLE secondary power sources.

Mercury battery has a high mechanical strength, low self-discharge (3-5% per month), the shelf life of more than 18 months, are harmless to maintenance personnel, but their production is very harmful substances are used. The cost of these elements at 12-17 times higher than the manganese-zinc.

Copper and magnesium elements due to the large self-discharge are used as back-up. They are driven by the introduction of a special activator immediately before use. After activating their shelf life less than a day. The discharge of these elements is accompanied by self-heating, which allows them to operate at very low temperatures, but the activation must be done at a positive temperature. The cost of these elements is almost 20 times higher than the manganese-zinc.

Batteries of different galvanic cells that the redox processes are reversible. They are therefore suitable for multiple use. Various types of commercially available batteries which are classified by kind of the electrolyte to acidic and alkaline material for electrodes of lead, nickel-cadmium, silver-zinc, etc., As on a lamella structure, bezlamelnye, sealed and others.

Alkaline nickel-cadmium lamella (KN) and bezlamelnye (KBN) batteries (open, non-spillable and sealed) are easy to use, have a lifespan 50-1000 cycles charge - discharge, have the highest mechanical strength of all the chemical power sources, self-discharge of less than 20% in the past month, the safety in flooded for more than two years . These batteries operate in a wide temperature range with a relatively small reduction in specific indicators. The cost of sealed nickel-cadmium batteries nearly one hundred times higher than the manganese-zinc cell of the same capacity, but longer life reduces the cost of the power supply with battery for long term use.

Silver-zinc batteries have the best specific characteristics. However, they can withstand only 50-100 recharge cycles. Self-discharge of 5-10% per month. They are stored without the electrolyte 5 years, and the electrolyte is only 6 months.

До хімічних джерел електричної енергії відносяться гальванічні елементи і акумулятори. У них хімічна енергія окисно-відновних процесів перетворюється в електричну енергію постійного струму.

Класифікація хімічних джерел струму

Класифікація хімічних джерел струму.

Не вдаючись в деталі пристрою хімічних джерел і протікають в них хімічних реакцій, зупинимося на експлуатаційних показниках найбільш поширених їх типів.

Марганцево-цинкові елементи з лужним або сольовим електролітом випускаються промисловістю в двох конструктивних різновидах: стаканчиковий (циліндричної) і у вигляді паралелепіпеда або диска (галетної). Вони відрізняються малою вартістю, широким температурним діапазоном і тривалим терміном зберігання.

Ці елементи, як і всі інші хімічні елементи, разової дії.

Таблиця вторинних джерел живлення

Таблиця вторинних джерел живлення.

Ртутно-цинкові елементи мають високу механічну міцність, низький рівень саморозряду (3-5% за місяць), термін зберігання більше 18 місяців, нешкідливі для обслуговуючого персоналу, але в їх виробництві застосовуються дуже шкідливі речовини. Вартість цих елементів в 12-17 разів вище, ніж марганцево-цинкових.

Мідно-магнієві елементи через велику саморозряду застосовуються як резервні. Вони приводяться в дію введенням спеціального активатора безпосередньо перед вживанням. Після активації їх термін зберігання менше доби. Розряд цих елементів супроводжується саморазогреванія, що дозволяє їм працювати при дуже низьких температурах, але активація повинна проводитися при плюсовій температурі. Вартість таких елементів майже в 20 разів вище, ніж марганцево-цинкових.

Акумулятори відрізняються від гальванічних елементів тим, що окислювально-відновні процеси в них оборотні. Тому вони придатні для багаторазового використання. Промисловістю випускаються різні типи акумуляторів, які класифікуються за видом електроліту на кислотні та лужні, за матеріалом електродів на свинцеві, кадмієво-нікелеві, срібно-цинкові і ін., По конструкції на ламельні, безламельние, герметизовані та ін.

Лужні кадмієво-нікелеві ламельні (КН) і безламельние (КБН) акумулятори (відкриті, непроліваемие і герметизовані) прості в експлуатації, мають термін служби 50-1000 циклів заряд - розряд, мають найвищу механічну міцність з усіх хімічних джерел струму, саморозряд їх не перевищує 20% за місяць, збереження в залитому стані більше двох років . Ці акумулятори працюють в широкому діапазоні температур з відносно невеликим зниженням питомих показників. Вартість герметичних кадмиево-нікелевих акумуляторів майже в сто разів вище, ніж марганцево-цинкового елемента тієї ж ємності, але більший термін служби знижує вартість джерела живлення з таким акумулятором при тривалій експлуатації.

Срібно-цинкові акумулятори мають найкращі питомими характеристиками. Однак вони витримують тільки 50-100 циклів перезарядки. Саморозряд їх становить 5-10% за місяць. Зберігаються вони без електроліту 5 років, а з електролітом тільки 6 місяців.


» » » Типы химических источников энергии