Nikal Kadmijum (NiCd) Baterije

Nikal Kadmijum (NiCd) BaterijeTehnologija alkalnih Nikal baterija zapoela je u 1899. g. kada je Waldmar Jungner izumio NiCd bateriju.Materijal za izradu je bio skup u usporedbi s drugim baterijama u to vrijeme to je ograniilo upotrebu.U 1932. g. , aktivni materijal je stavljen unutar porozne nikal- ploaste elektrode i u 1947. g. poinjuistraivanja na zatvorenoj NiCd bateriji koja ponovo vraa unutarnje plinove stvorene za vrijemepunjenja umjesto da ih puta van. Ova prednost vodi ka modernoj zatvorenoj NiCd bateriji kojukoristimo i danas.NiCd baterija je dobra za brza i spora punjenja kao i pulsirajua i kontinuirana.Sve ostale vrste baterija vole lagana punjenja i umjerena optereenja.NiCd je jak i tih radnik, ustvari NiCd je jedina vrsta baterije koja radi najbolje u tekim uvjetima.Ne voli biti na punjenju danima i koristiti se samo ponekad.Redovita duboka pranjenja su jako vana, u protivnom, veliki kristali e se formirati na ploama elije( memorijski efekt ) i NiCd e izgubiti kapacitet.NiCd gubi oko 10% kapaciteta u prvih 24h a dalje svakih mjesec dana oko 10%.NiCd baterija ostaje popularna za primjene kao: radio stanice, medicinski instrumenti, video kamere,radni alati. Preko 50% svih baterija za prijenosne ureaje su NiCd.Nove tehnologije baterija sa veim kapacitetom i manje otrovnim metalima polako potiskuju NiCd.

Prednosti 1. Brzo i jednostavno punjenje - ak i nakon dugog skladitenja2. Veliki broj ciklusa punjenja-pranjenja - NiCd omoguuje preko 1000 ciklusa3. Dobre mogunosti pri velikim optereenjima - NiCd omoguuje punjenje pri niskim temperaturama4. Dugo vrijeme skladitenja - u bilo kojem stanju napunjenosti5. Jednostavno uvanje i transport - veina zranih kompanija prihvaaju bez posebnih dozvola6. Dobre karakteristike na niskim temperaturama7. Oprata ako se ne brinete o njoj - vie od bilo koje druge baterije8. Jeftina - NiCd je najjeftinija baterija po jednom ciklusu9. Dostupna u raznom oblicima i izvedbama - veina NiCd je okrugla

Ogranienja 2. 1. Relativno mali kapacitet - usporedno s novijim baterijama 2. Memorijski efekt - NiCd treba periodino punit / praznit za dugi radni vijek3. Loa za okoli - NiCd sadri opasne metale4. Ima relativno veliko samo pranjenje - zahtjeva punjenje nakon skladitenja

Memorijski efektDa, on postoji! Termin memorijski opisuje baterijsko pamenje toke do kuda je obino pranjena.Drugim rijeima, ako imate NiCd bateriju koju uvijek praznite do samo 50% kapaciteta,vjerojatno nikad nee ni moi dati vie kada vam zatreba.

Mnogi ljudi koji ne znaju za ovaj efekt jednostavno bace bateriju jer misle da je gotova.Postoji nain da se baterija popravi od memorijskog efekta.Ispraznite bateriju do 1V po eliji i tada je napunite do kraja. Ponovite ovo nekoliko puta dok nedobijete ispravan kapacitet a ne onaj "zapamen".

Zapamtite ovo: ako postupate sa svojom baterijom dobro od poetka tako to je praznite do krajai tek onda punite, moete zaboraviti ovaj efekt.Baterije imaju svoj ivotni vijek trajanja, NiCd se moe i 1500 puta punit / praznit.Ako je baterija stvarno stara i nema vie kapaciteta, mogunost da se radi o memorijskom efektuje jako mala, vrijeme je da umirovite bateriju u centru za reciklau.Nikal-metal Hidrid (NiMH) Baterije

Istraivanja NiMH baterija zapoinju 1970-ih u smislu traenja naina za skladitenje hidrogena u Nikal Hidrogen bateriji. Danas, Nikal Hidrogen baterije se uglavnom koriste za satelite. Velike su i imaju visoko-tlane eline spremnike, kotaju jako puno.U ranim danima eksperimentiranja sa NiMH baterijama, metal-hidrid legura je bila nestabilna unutar elijei nisu se mogli postii zadovoljavajui rezultati. To je usporilo razvoj baterije.Nova hidrid legura je razvijena u 1980-tim i bila je stabilna dovoljno za koritenje u eliji.Od 1980-ih, NiMH se konstantno usavrava, uglavnom u smislu kapaciteta.Za uspjeh NiMH baterija je zasluan vei kapacitet i koritenje metala koji nisu opasni za okolinu.Moderna NiMH baterija ima 40% vei kapacitet od NiCd a postoji potencijal za jo veu razlikuali ne bez nekih negativnih pojava.NiMH i NiCd baterije imaju izraeno samo pranjenje. Samo pranjenje NiMH je oko 1.5 do 2 puta vee.Odabir legure koja reducira koroziju smanjuje samo pranjenje ali i kapacitet.NiMH zamjenjuje NiCd na tritu, najvie zbog ouvanja okolia.esto pitanje je, dali se NiMH u zadnjih nekoliko godina usavrila. Neki pomaci jesu napravljeni ali seNiMH smatra prelaznim rjeenjem prije Litijskih tehnologija baterija.U poetku vea cijena od NiCd sada je gotovo izjednaena s NiCd zahvaljujui velikoj proizvodnji.

Prednosti 1. 40 - 50 % vei kapacitet od NiCd - postoji potencijal za jo veu razliku2. Manje izraen memorijski efekt3. Jednostavno skladitenje i transport4. Ouvanje okolia - prihvatljiva baterija za okoli i recikliranje

Ogranienja 2. 1. Manji vijek trajanja - ako se duboko prazni, posebno s velikim strujama, kapacitet se poinje smanjivati nakon 200-300 ciklusa. Nije preporueno duboko pranjenje.

2. Manja struja pranjenja -iako NiMH moe dati velike struje pranjenja, esta pranjenja s visokim strujama skrauje vijek trajanja. Najbolji se rezultati postiu sa strujama od 0.2C do 0.5C

3. Sloenije punjenje - NiMH stvara vie topline za vrijeme punjenja i treba due vrijeme od NiCd. Ubrzano punjenje je opasno.

4. Jako samo pranjenje - NiMH ima oko 50% vee samo pranjenje od NiCd. Nova poboljanja su smanjila taj problem ali i kapacitet.

5. Vea osjetljivost na temperaturu - NiMH treba uvati na hladnom i u 40% napunjenosti

6. Oko 20% skuplja od NiCd - NiMh baterije projektirane za velike struje su posebno skupljeSLA baterije - suve olovne baterije

Izumio ih je Francuski fiziar Gaston Plant 1859. g., olovna baterija je bila prva baterija koja se moglapuniti u komercijalnoj upotrebi. Danas se koriste u automobilima, viliarima, velikim sustavima besprekidnog napajanja ( UPS )...Sredinom 1970-ih, istraivai su razvili olovnu bateriju bez odravanja koja je mogla raditi u bilo kojem poloaju. Tekui elektrolit je bio pretvoren u vlani separator i kutija baterije je hermetiki zatvorena.Dodani su sigurnosni ventili koji omoguuju izlazak plinova koji nastaju kod velikih optereenja.Tipian kapacitet SLA baterije je od 0.2 do 30Ah. esta primjena je kod UPS-a za osobna raunala,paninu rasvjetu, alarme... Zbog niske cijene, dugog vijeka i minimalnog odravanja, SLA je odlian izbor.Za razliku od olovnih baterija sa tekuim elektrolitom, SLA je napravljena sa niskom tolerancijomprevisokog napona zbog plinova koji tada nastaju. Od svih modernih baterija, SLA ima najmanji kapacitet po kilogramu i volumenu.SLA nema memorijski efekt i moe se neogranieno puniti s naponom odravanja.Samo pranjenje je oko 40% na godinu. Jeftina je u startu ali moe biti skuplja od NiCd raunajuipo broju ciklusa.SLA ne omoguuje brzo punjenje, tipino vrijeme je 3 do 6 sati.Uvijek se mora uvati u napunjenom stanju, u protivnom stvara se sulfat koji smanjuje kapacitet.Duboko pranjenje smanjuje kapacitet bre, odaberite vei kapacitet baterije da izbjegnete ovaj problem.

Optimalna radna temperatura je 25 C. Na niskim temperaturama ima smanjen kapacitet. SLA ima nazivni kapacitet obino na 20C, vee struje pranjenja od 1C nisu preporuene.SLA je manje tetna za okoli od NiCd ali olovo je ini i dalje loim prijateljem prirode.90% baterije se moe reciklirati.

Prednosti 1. Jeftina i jednostavna izrada - u smislu cijene po W-ima, SLA je najjeftinija2. Stara dobro znana tehnologija - kada se koristi ispravno moe dugo trajati3. Nisko samo pranjenje - jedno od najmanjih4. Niski zahtjevi odravanja - nema memorije, nema dopunjavanja elektrolitaOgranienja 1. Nesmije se skladititi ispranjena2. Mali kapacitet - lo odnos teine i kapaciteta3. Relativno mali broj ciklusa - dobro za UPS primjenu gdje se rijetko prazni baterija4. Loa za okoli - elektrolit i olovo su tetni za okoli5. Problematian transportLitijum-ion baterijeRad na litijskoj bateriji zapoinje 1912.g. sa G.N. Lewis-om ali komericalno je dostupna tek od 1970.g.kao baterija koja se ne puni, u 80-im je nastavljen razvoj sekundarne baterije ali bez uspjeha zbogsigurnosnih problema.Litij je najlaki metal, ima odlian elektro-kemijski potencijal i omoguuje najvei kapacitet po teini.Punjive baterije koje koriste litijevu anodu ( negativan pol ) omoguuju veliki radni napon i odliankapacitet koji nadmauje sve ostale baterije.Nakon velikih istraivanja na punjivim litijskim baterijama za vrijeme 80-ih godina, otkriveno je daciklusi stvaraju promjenu na litijskoj elektrodi.Te pojava uslijed rada i troenja smanjuje temperaturnu stabilnost i uzrukuje sigurnosne probleme.Kada se to desi, temperatura brzo dosee toku taljenja koja rezultira eksplozivnu reakciju.Velike koliine takvih elija 1991.g. su vraene u Japan na recikliranje nakon sluajeva gdje su ljudi koristei mobitele zadobili opekotine lica.

Zbog takvih nestabilnosti litija, posebno za vrijeme punjenja, istraivanja su prebaena na litij ion baterije. U 1991.g. Sony je komercijalizirao prvu Li-ion bateriju. Danas je Li-ion baterija koja obeavanajvie.

Kapacitet LI-ion baterije je duplo vei u odnosu na NiCd, poboljanja koja su mogua obeavaju triputa vei kapacitet. Naponska krivulja pranjenja je odlina. Li-ion je baterija bez odravanja to se ne moe tvrditi za ostale vrste baterija. Nema memorijskog efekta i samo pranjenje baterije je duplo manje od NiCd baterija. Visoki napon Li-ion elije omoguuje da mnogi mobiteli danas koriste samo jednu eliju a to je prednost zbog jednostavnije izrade.

Osim ovih prednosti Li-ion baterije imaju i svoje probleme. Za rad trebaju elektroniku koja titi svaku eliju od prevelikog ili preniskog napona i prevelike struje pranjenja ili punjenja i previsoke temperature. Skladitenje je preporueno na temperaturi od 15C. Tvornice stalno poboljavaju Li-ion baterije, svakih 6 mj. pojavi se nova vrsta.Upozorenje: Li-ion baterije imaju veliki kapacitet, poduzmite zatitne mjere kod koritenja i testiranja.Nemojete raditi kratki spoj, prepunjavati, trgati, bacati, unitavati, izlagati visokoj temperaturi ilirastavljati. Koristite samo Li-ion baterije sa zatitnom elektronikom.

Prednosti 1. Veliki kapacitet - mogunost za daljnje poveavanje 2. Nisko samo pranjenje - duplo manje nego kod NiCd3. Bez odravanja - nema memorije i potrebe za periodikim punjenjem

Ogranienja 1. Zahtjeva elektroniku - elektronika titi od visokog napona, struje, temperature...2. Loa za skladitenje - izbjegavajte dugo skladitenje3. Ograniena struja pranjenja4. Problematian transport - zbog potencijalne opasnosti od eksplozije5. Skupa za proizvodnju - oko 40% skuplja od NiCd6. Nije dokraja razvijena - jo uvijek se radi na usavravanjuLitijum polimer baterijeLi-polimer baterija se razlikuje od ostalih po svome elektrolitu. Originalna izvedba je nastala u 1970-im, koristila je suhi polimerski elektrolit. Izgleda kao plastina folija i ne provodi struju ali doputa izmjenu iona.

Polimerski elektrolit zamjenjuje tradicionalni porozni separator koji je natopljen elektrolitom.Suhi polimer prua jednostavnost i sigurnost. Nema opasnosti od vatre ili eksplozije.Naalost, suhi Li-polimer pati od loe provodnosti, Unutarnji otpor je previsok i nemoe datistruje vrnih optereenja.Oekuje se da e Li-polimer elije dostupne u 2005.g. biti stabilne, imati preko 1000 ciklusa radni vijek i kapacitet vei od Li-ion elija.Da smanje unutarnji otpor malih Li-ion elija dodaje se elektrolit u gelu. Danas veina komercijalnihelija koristi se za mobitele i sadre elektrolit u gelu. Pravi naziv za njih bio bi Litij-ion polimer. Iz komercijalnih razloga veina proizvoaa kau jednostavno Li-polimer. Kad se doda elektrolit, koja je onda razlika izmeu Li-ion i Li-ion polimer?Iako su karakteristike sline, Li-ion polimer je jedinstvena po tome to koristi plastini elektrolit umjestoporoznog separatora. Elektrolit u gelu je dodan jedino zbog bolje vodljivosti. Prednosti 1. Izuzetno tanka - baterija moe biti debljine kreditne kartice2. Mogunost izrade u raznim oblicima3. Lagana - manje metalnih dijelova4. Poboljana sigurnost - bolja izdrljivost na prepunjavanje, stabilnostOgranienja 1. Manji kapacitet i broj ciklusa od Li-ion - mogunosti za poboljanja postoje2. Skupa izrada - kada se pone masovno proizvoditi cijena e biti nia od Li-ion