Baterii reîncărcabile - acumulatori

Ce este bateria reincarcabila(acumulator)?

Acumulatorii sunt echipamente ce transforma energia chimica în electricitate.

Acumulatorii sunt un mod eficient de a face electricitatea portabilă. In plus, acumulatorii furnizează energie în scopul de a înlocui energia electrică furnizată de reteaua electrică.

Pe masură ce întregul glob devine dependent de electricitate, mobilitatea bateriilor joacă un rol si mai important în viata de zi cu zi.

Descoperirea bateriei:

Broaştele moarte au condus la inventarea pilelor şi bateriilor electrice. În 1786, omul de ştiinţă italian Luigi Galvani a descoperit că broaştele disecate se contractau când le atingea cu bisturiul său. Apoi din întâmplare el a descoperit că picioarele puteau fi făcute să se mişte doar prin atingerea lor de metal. Galvani era pus în încurcătură în ceea ce privea natura acestui fenomen, şi sursa lui.

Răspunsul a fost dat în anii 1790 de omul de ştiinţă italian Alessandro Volta. Picioarele broaştelor se contactaseră deoarece lichidele din interiorul lor reacţionau la contactul cu două metale diferite: alama şi fierul. Această combinaţie forma o pilă electrică simplă şi curentul produs de aceasta făcea să se contracte muşchii picioarelor broaştei.

Volta a făcut apoi o pilă electrică punând o hârtie umedă între discuri de cupru şi zinc. Această pilă era extrem de slabă, dar Volta a conceput curând pile şi baterii practice. Una dintre baterii consta dintr-o coloană de pile electrice făcute din plăci de zinc şi argint cu separatoare de hârtie îmbibate în saramură. Acest tip de baterie se numea pilă voltaică.

Pila voltaica originală folosea discuri din zinc si argint si un separator poros dintr-un material nonconducator, saturat de apa sărată. Experimentele cu diferite combinaţii de metale si electroliti au continuat in următorii 60 de ani.

Johann Ritter a demonstrat pentru prima oara elementele unei baterii reincārcabile in 1802, dar totuşi acestea au rămas o curiozitate de laborator, pāna tārziu, in secolul dinamurilor acţionate cu abur capabile sa le reincarce.

Ĭn prima jumatate a sec XIX experimentele au continuat cu o varietate de combinaţii de materiale cu electrozi pozitivi/negativi si diverşi electroliţi. Abia in anul 1860 stramoşii bateriilor din zilele noastre au fost descoperiţi, respectiv George Leclanche a construit prima baterie din carbon-zinc.

Bateriile secundare datează dupa 1860, cānd Raymond Gaston Plante a inventat bateria plumb-acid.

Tipuri de celule electrice:

Elementele galvanice primare trebuie înlocuite când substanţele lor chimice s-au transformat atât de mult încât ele nu mai pot produce un curent util. Elementele galvanice secundare sunt reîncărcabile. Curentul electric de la o instalaţie de încărcare, de obicei alimentată de la reţea, este trecut prin celulele electrice descărcate. Substanţele chimice iniţiale sunt refăcute făcând astfel celulele din nou utilizabile. Sarcina care intră în pile în timpul încărcării este stocată ca energie chimică şi se acumulează treptat. Din acest motiv bateriile din elementele galvanice secundare sunt adesea numite baterii de acumulare, sau acumulatoare. Ele se folosesc la maşini şi la unele aparaturi electrice de uz casnic, precum uneltele electrice reîncărcabile.

Celulele de combustie nu necesită reîncărcare, în ele se introduc substanţele chimice de fiecare dată când se foloseşte electricitatea. Acestea sunt mult prea costisitoare pentru aplicaţiile uzuale şi sunt folosite doar în unele staţii spaţiale.

Bateria Nichel-Cadmiu(NiCd):

Bateria nichel-cadmiu (frecvent abreviat NiCd sau NiCad) este un tip de baterie reîncărcabilă ce foloseste hidroxid de oxizi de nichel şi cadium ca electrozi Există două tipuri de baterii NiCd: sigilate si ventilate.

Tehnologia bateriei alcalina cu nichel isi are originea in 1899 cand Waldmar Jungner a inventat o astfel de baterie. Materialele erau scumpe comparate cu alte tipuri de baterie ce existau atunci si folosul sau a fost limitat la aplicatii speciale. In 1932, materialele active erau depozitate inauntrul unui electrod poros placat cu nichel si in 1947 a inceput cercetarea unei baterii etanse NiCd ce recombina gazele interne generate in timpul incarcarii, in loc sa le elimine. Aceste avansari au condus la bateria moderna etansa NiCd pe care o folosim azi.

Utilizare:

Celulele sigilate NiCd pot fi utilizate individual, asamblate sau în baterii care conţin două sau mai multe celule. Bateriile de dimensiuni reduse NiCd sunt utilizate pentru electronice portabile şi jucării , folosind adesea celulele fabricate de aceleaşi dimensiuni ca celulele primare. Când celulele NiCd sunt substituite pentru celule primare, tensiunea la borne şi capacitate mai mică amperi/oră poate reduce performanţele în comparaţie cu celulele primare. Celulele foarte mici sunt uneori folosite în echipament fotografic, lămpi de mână (sau lanterna lanterna), jucarii etc

Bateriile NiCd mai performante sunt folosite la telefoane mobile, iluminatul de urgenţă şi alte aplicaţii. Cu un nivel relativ scăzut de rezistenţă internă , o baterie NiCd poate alimenta obiecte ce consuma un nivel mare de curent. Acest lucru le face alegerea favorabila pentru telecomenzile modelelor la scara a elicoptelelor, masini teleghidate, blitul aparatelor foto profesionale, etc. Bateriile mai mari sunt utilizate ca baterii pentru pornirea aeronavelor, vehicule electrice etc.

Comparaţia cu alte baterii:

Recent, nichel-metal hidrură ( Ni-MH ) şi baterii litiu-ion ( Li-ion ) au devenit disponibile pe piaţă, fiind destul de ieftine, rivalizand NiCd in pret. În cazul în care densitatea de energie este important, bateriile Ni-Cd sunt acum in dezavantaj în comparaţie cu Ni-MH si Li-ion. Cu toate acestea, bateriile Ni-Cd sunt încă foarte utile în aplicaţii care necesită o rata foarte mare de descărcare de gestiune, deoarece Ni-Cd pot suporta astfel de descărcari de gestiune cu nici un prejudiciu sau pierdere de capacitate, deşi reîncărcare fără golire completa poate avea oarecum un efect opus.