Technoleg batri ar gyfer goleuadau brys

Y consensws eang yw bod trydan, sydd wedi bod yn cael ei ddefnyddio ers tua chanol y bedwaredd ganrif ar bymtheg er iddo gael ei ddarganfod lawer ynghynt, yn un o’r darganfyddiadau mwyaf sydd wedi cael dylanwad cadarnhaol sylweddol ar boblogaeth y byd.

Mae batris yn gyffredin yn yr ystyr eu bod yn cael eu defnyddio ym mhobman ac yn pweru ystod eang o ddyfeisiau, o ddyfeisiau bach fel cyfrifiaduron a ffonau symudol i rai mwy fel cerbydau a faniau.

Er bod pawb yn cyfeirio at ddyfais gemegol gyda dwy neu fwy o gelloedd fel "batri," y term cywir mewn gwirionedd yw "cell," gan fod gan y gair "batri" arwyddocâd milwrol ac mae'n cyfeirio at arfau yn gweithio gyda'i gilydd. Mae gan y ddyfais gemegol hon y gallu i storio ynni cemegol, sy'n cael ei drawsnewid yn gerrynt uniongyrchol. Mae'r amrywiaeth o fatris ar y farchnad heddiw bron yn ddiderfyn, yn amrywio o fatris cynradd bach a ddefnyddir mewn oriorau i fatris eilaidd enfawr gyda chapasiti megawat a ddefnyddir fel storfa ynni i drefi a dinasoedd pŵer pan fo angen.

Yn y bôn mae dau fath gwahanol o fatris, a gellir categoreiddio'r rhain naill ai fel Batri Sylfaenol, sy'n golygu nad oes modd ei ailwefru ac fe'i hystyrir yn fath "ei ddefnyddio a'i roi mewn bin" (ond wedi'i ailgylchu, wrth gwrs). cynnyrch, neu fod yn Batri Eilaidd, sy'n golygu ei fod yn ailwefradwy ac yn disgyn i ddau faes gweithredu. Defnyddir batris o'r math hwn ar gyfer offer trydanol, megis oriorau, clociau a theganau plant. Yn gyntaf, mae batris y gellir eu defnyddio i wefru a rhyddhau dyfeisiau fel ffonau symudol neu liniaduron, neu yn ail, mae batris y gellir eu gwefru ac yna'n darparu pŵer pan fo angen, megis mewn ceir trydan. Gyda'r ail fath hwn, a ddefnyddir ar gyfer goleuadau brys, mae'r batri yn cael ei wefru'n gyson ac yn barod i ddarparu trydan os bydd prif system drydanol yr adeilad yn methu trwy ollwng y swm angenrheidiol o ynni.

Ar gyfer batris cynradd, defnyddir amrywiaeth o gemegau yn aml, gydag Alcalin, Sinc/Carbon, ac yn fwy diweddar Lithiwm. Gelwir y cemegau hyn yn "gelloedd sych" gan nad oes angen electrolyt past gwlyb arnynt i ganiatáu i gerrynt lifo. Pan ddatblygwyd y dechnoleg ar gyfer celloedd asid plwm gyntaf ar gyfer batris eilaidd, roedd yr holl fatris eraill o'r math sylfaenol. Cyfeirir at batris Asid Plwm, a elwir hefyd yn Batris SLI (Cychwyn / Goleuadau / Tanio) fel "celloedd gwlyb" oherwydd eu bod yn cynnwys electrolyt hylif. Maent yn dod mewn amrywiaeth o feintiau, yn amrywio o'r 1Ah lleiaf hyd at 12,000Ah. Defnyddiwyd y dechnoleg hon i storio ynni yn ganolog o fewn adeiladau ar amrywiaeth o folteddau amrywiol, gan gyflenwi pŵer i redeg Systemau Batri Canolog yn ôl yr angen ar gyfer goleuadau argyfwng.

Wrth i dechnoleg batri ddatblygu, cyflwynwyd batris nicel-cadmiwm, ac yna batris hydrid metel nicel a, hyd yn oed yn fwy diweddar, batris ïon lithiwm, sydd bellach wedi cymryd drosodd fel y safon. Mae'r foltedd y mae celloedd batri yn ei gynhyrchu fel arfer yn amrywio o foltedd isel iawn i tua 3-4 Folt, gyda folteddau mwy a mwy o gyflenwad cerrynt yn cael eu cyrraedd trwy osod celloedd ychwanegol. Mae'r celloedd cyfunol a gynhyrchir gan y celloedd a roddir mewn cylched paralel yn darparu mwy o gerrynt, tra bod y celloedd cyfunol a gynhyrchir gan y celloedd sydd wedi'u lleoli mewn cylched cyfres yn cynhyrchu mwy o foltedd, gan ddarparu datrysiad ar gyfer cerrynt uwch a foltedd uwch.

NI-Cd (Ni-Cad)=NICKEL CADMIUM Dyma un o'r technolegau batri cynharaf, ac mae manteision y mathau hyn o batri yn cynnwys ei ddibynadwyedd rhagorol, ei allu i wrthsefyll cyfraddau rhyddhau uchel ar amrywiaeth o dymheredd, ac estynedig oes silff a gweithredol. Mae'r batris hyn yn cynhyrchu foltedd o tua 1.2 folt gan ddefnyddio catod o nicel ocsid (NiOOH) ac anod o'r cadmiwm metel (Cd). Prif anfantais rhyddhau rhannol wedi'i ddilyn gan godi tâl yw y bydd y batri yn colli ei "cof," gan leihau ei allu codi tâl uchaf dros amser. Yn ogystal, gallant gael eu difrodi trwy or-dalu. Mantais y batris Ni-Cd hyn yw bod ganddynt y gallu i berfformio tâl a rhyddhau cyfradd uchel yn ogystal â gweithredu o fewn ystod tymheredd eang.

Mae Ni-MH, neu hydrid metel nicel, yn dechnoleg gymharol newydd sy'n defnyddio nicel ocsid (NiOOH) ac aloi metel. Yn ystod y broses codi tâl, mae hydrogen yn cael ei storio i gynhyrchu hydrid metel, sydd wedyn yn cael ei ryddhau yn ystod rhyddhau. Mae gan y dechnoleg hon ddisgwyliad oes cylch o 3000. Serch hynny, dim ond tua 60 y cant o gapasiti cell lithiwm-ion o'r un maint sydd ganddo. Gall cell hydrid metel nicel fod â chynhwysedd batri nicel-cadmiwm o faint cyfatebol ddwy neu dair gwaith. Yn hytrach na rhai o'r technolegau batri mwy hynafol, dywedir eu bod yn anfalaen yn ecolegol oherwydd nad ydynt yn cynnwys cadmiwm, mercwri na phlwm.

LI-ION - ïon lithiwm Y peth cyntaf i'w nodi yw bod dau fath o batris: lithiwm a ïon lithiwm. Mae'r cyntaf yn brif fatri ar gyfer defnydd un-amser, tra bod yr olaf yn fatri eilaidd y gellir ei ailwefru. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r diwydiant wedi gweld chwyldro diolch i ymddangosiad y dechnoleg Lithium-Ion yn y 1970au, sydd bellach yn cael ei ddefnyddio mewn ystod eang o ddyfeisiau, o ffonau symudol a gliniaduron i bob math o gludiant. Y catod, sy'n diffinio cynhwysedd batri lithiwm-ion, yr anod, sy'n galluogi cerrynt i lifo, yr electrolyte, sy'n cynnwys halwynau, toddyddion, ac ychwanegion, ac yn olaf y gwahanydd, sy'n gweithredu fel rhwystr i gadw'r cysylltiadau ar wahân. Yn ystod y broses ryddhau, mae ïonau lithiwm yn llifo o'r negyddol i'r positif, yna yn ôl eto tra bod y batri yn cael ei wefru. Mae ganddo hyd oes o 500–1,000 cylchredau oherwydd gallai gweithio mewn amodau gyda thymheredd uwch achosi i'r llawdriniaeth fynd yn ansefydlog.