Электроаккумуляторы имеют такой же принцип работы. Сначала они питаются от другого источника энергии и заряжаются, а потом передают эту энергию подключенным к ним устройствам для обеспечения их работы. Они являются химическими источниками электротока и способны проводить несколько циклов зарядки и разрядки.

При работе АКБ внутри него происходит реакция жидкости, наполняющей его, (электролита) и пластин электродов. Устройство простейшего аккумулятора возможно отобразить на следующей схеме: в корпусе определенного сосуда закреплены металлические пластины со специальными выводами, выполняющими роль электроконтактов, а между ними налита электролитическая жидкость.

Принцип работы батареи при разрядке

Подключение к электродам каких-либо приборов, к примеру, лампы, замыкает электрическую цепь, по которой течет ток от аккумулятора. Он создается с помощью движения анионов и катионов в электролитической жидкости и электронов в пластинах их металла.

В роли материала для изготовления электрода положительного заряда используются никелевые окислы с добавлением графита, которые имеют высокую токопроводимость, а для изготовления электрода с отрицательным зарядом используют губчатый кадмий. При замыкании цепи из окислов в электролитическую жидкость выделяются частицы кислорода, которые впоследствии окисляют кадмиевую пластину.

Принцип работы батареи при ее зарядке

Когда электрическая цепь разомкнута и к батарее подключают зарядное устройство, на ее клеммы приходит постоянное или пульсирующее напряжение гораздо более крупной величины. Полярность подаваемого на аккумулятор тока совпадает с полярностью АКБ, то есть клеммы плюса и минуса потребителя и зарядного устройства совпадают.

ЗУ имеет большую мощность, благодаря которой энергия, еще остающаяся в банке, подавляется. После этого создается электроток, чье направление противоположно направлению заряда батареи. Благодаря этому внутри батареи происходят процессы, отличные от процессов при разряде батареи. Так, при использовании никель-кадмиевых электродов электрод плюсового заряда снова наполняется кислородом, а отрицательный вступает в реакцию восстановления. Зарядка и разрядка аккумулятора изменяют химическое состояние только пластин электродов.

Варианты присоединения АКБ

Параллельный способ

В зависимости от конструкции батареи, материалов, из которых она изготовлена, и ее габаритов величина тока, который способна выдать АКБ при разрядке, меняется. Чем больше площадь электродов внутри батареи, тем больший по силе ток она выдает.

По этому принципу увеличение тока в сети происходит при параллельном подключении одинаковых аккумуляторов. Однако, чтобы зарядить такую конструкцию, требуется очень мощный источник питания, поэтому такая конструкция сейчас применяется довольно редко. Легче купить готовый аккумулятор, чем объединять несколько слабых источников электротока в один более сильный, но производители кислотных аккумуляторов все еще пользуются такой схемой для объединения пластин в единые блоки.

Последовательный способ

В быту используются АКБ, которые, в зависимости от состава электродов могут выдавать напряжение от 1,2 до 2 вольт. Для большинства домашних приборов этого слишком мало, поэтому часто выручает последовательное подключение одинаковых аккумуляторов, зачастую внутри общего корпуса. Примером использования такой технологии можно назвать автомобильный аккумулятор со электродами из свинца и электролитом, состоящим из серной кислоты.

В народе аккумулятором именуют все конструкции, состоящие из одной или нескольких составных частей – банок, но это недостаточно точное обозначение. Конструкция из последовательно соединенных частей называется уже «АКБ».

Банки имеют в составе две части, в каждой из которых есть набор электродов минусового и плюсового заряда. При этом блоки не контактируют соприкасаются напрямую и создают между собой гальваническую связь исключительно через электролитическую жидкость. Пластины контактов оснащены специальной решеткой и отделены пластиной-разделителем.

Блоки электродных пластин имеют увеличенную рабочую площадь. Такое соединение также снижает удельное сопротивлении конструкции, что позволяет повысить возможную мощность нагрузки.

Прочный корпус из пластика, герметично закрывается крышкой, к которой крепятся две конусовидные клеммы для присоединения электросистем автомашины. На выводах клемм отмечена их полярность, «+» и «-». Чтобы при подключении не допускать ошибок при подключении, диаметр плюсовой клеммы делают чуть больше диаметра отрицательной.

У АКБ, которые можно обслуживать, в верхней части банки размещается специализированная горловина для долива дистиллированной воды при использовании батареи и для контроля объема электролитической жидкости. Она закрывается пробкой, предохраняющей внутренности аккумулятора от попадания в него грязи и от выливания электролитической жидкости при изменении положения батареи. В пробках также делаются специальные отверстия, которые предотвращают рост давления внутри батареи. Это сделано для того, чтобы через отверстия могли выходить пары электролита, кислород, водород, которые образуются при высоком заряде батареи (это происходит при долгой езде на автомобиле). По возможности прохождения таких процессов нужно избегать.

Автомобильные аккумуляторы имеют в своем составе свинец, кислоту и функционируют благодаря двойной сульфатации. При использовании батареи в ней происходит электрохимическая реакция, благодаря которой изменяется состав активной массы электродов. Электроды выделяют или поглощают воду.

Поэтому при заряде батареи повышается плотность электролитической жидкости, в качестве которой используется серная кислота, а при разряде удельная плотность снижается. Оценить уровень заряда батареи можно, узнав величину плотности электролита, которая измеряется с помощью специализированного ареометра автомобиля.

В состав электролитической жидкости таких батарей также входит дистиллированная вода, которая при низкой температуре замерзает. Чтобы аккумуляторы автомобиля не выходили зимой из строя, необходимо соблюдать определенные эксплуатационные правила.

Виды АКБ

Для бытовых и промышленных нужд заводы производят более тридцати видов аккумуляторов, отличающихся друг от друга электролитической жидкостью и электродными пластинами. Например, на базе лития на данный момент функционируют двенадцать различных моделей.

Электродные пластины могут быть следующих видов:

• Свинцовые;
• Титановые;
• Железные;
• Кобальтовые;
• Литиевые;
• Кадмиевые;
• Алюминиевые;
• Никелевые;
• Ванадиевые;
• Цинковые;
• Серебряные;
• из других элементов.

При использовании электродных пластин различного состава меняются выходные характеристики тока, что, в свою очередь, обеспечивает разницу в области применения АКБ.

Так, для свинцово-кислотных батарей, которые используются в автомобилях и системах аварийного энергоснабжения, характерна устойчивость к большим кратковременным нагрузкам. Такие нагрузки возникают, к примеру, при раскрутке коленчатого вала ДВС автомобиля.

Простые батарейки часто заменяют более современными никель-металлгидридными, никель-цинковыми или никель-кадмиевыми АКБ.

Литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы используют для обеспечения работы мобильных девайсов и компьютеров, аккумуляторных строительных инструментов. Их также устанавливают на электромобили.

В зависимости от состава электролита аккумуляторы делятся на следующие виды:

• Щелочные;
• Кислотные.

Аккумуляторы также можно классифицировать по их назначению. Так, в современном мире существуют приборы, которые используются для подзарядки различных источников питания. Примером такого устройства можно назвать внешний АКБ, который часто используется для подзарядки аккумуляторов портативных девайсов при отсутствии возможности подключения их к сети.

Принцип работы всех аккумуляторов схож точно так же, как их общая схема устройства. Так, маленькая пальчиковая литий-ионная батарейка во многом устроена так же, как и кислотные АКБ автомобиля. Она имеет те же контакты, сепаратор, пластины и корпус, однако ее схема доработана с учетом предполагаемых условий ее работы.

Подробнее про выбор аккумулятора для авто можно почитать в статье: https://bobr.by/news/press-releases/180434.

ORBIZ.by