Вторичные батареи, в отличие от первичных батарей, по своей природе являются перезаряжаемыми.
Фактические характеристики разряда вторичных батарей аналогичны характеристикам разряда первичных батарей. Но с точки зрения конструкции вторичные элементы питания предназначены для длительных разрядов высокой мощности, в то время как первичные рассчитаны на короткие разряды при низком уровне мощности.
Большинство вторичных аккумуляторов поставляются в корпусах, аналогичных первичных батарей, за исключением, скажем, свинцово-кислотных аккумуляторов и аккумуляторов специального назначения.
Вторичные элементы питания используются для питания таких устройств, как портативные компьютеры, портативные электроинструменты, электромобили, системы аварийного освещения и системы запуска двигателя.
Вот несколько распространенных корпусов для вторичных батарей:
В таблице 1 перечислены некоторые распространенные типы аккумуляторов и их характеристики.
| Тип аккумулятора | Анод (-) | Катод (+) | Максимальное напряжение (В) | Максимальная емкость (Ач/кг) | Рабочее напряжение (В) | Плотность энергии (Втч/кг) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Свинцово-кислотный | Свинец Pb | Оксид свинца PbO2 | 2.1 | 55 | 2.0 | 37 |
| Железо-никелевый (Ni-Fe) | Железо (Fe) | Оксид никеля NiOx | 1.5 | 195 | 1.2 | 29 |
| Никель-кадмиевый (NiCd) | Кадмий (Cd) | Оксид никеля NiOx | 1.35 | 165 | 1.2 | 33 |
| Серебряно-кадмиевый | Кадмий (Cd) | Оксид серебра AgO | 1.4 | 230 | 1.05 | 55 |
| Кадмиево-воздушный | Кадмий (Cd) | Кислород (O2) | 1.2 | 475 | 0.8 | 90 |
| Серебряно-цинковый | Цинк (Zn) | Оксид серебра AgO | 1.85 | 285 | 1.5 | 100 |
| Воздушно-цинковый | Цинк (Zn) | Кислород (O2) | 1.6 | 815 | 1.1 | 150 |
Свинцово-кислотные и никель-кадмиевые аккумуляторы
Свинцово-кислотные
Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи представляют собой аккумуляторные ячейки с напряжением холостого хода 2,15 В на элемент при сохранении диапазона напряжений под нагрузкой от 1,75 В до 1,9 В.
Срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов (количество циклов перезарядки аккумулятора) составляет около 1000 циклов. Они бывают с быстрой, стандартной и непрерывной зарядкой.
Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют время сохранения заряда (время, за которое батарея разрядится до 80 процентов от максимального значения), составляющее около 18 месяцев. Они содержат жидкий электролит, который требует обслуживания (замены).
Заметка
Шесть свинцово-кислотных элементов составляют автомобильный аккумулятор.
Никель-кадмиевые
Никель-кадмиевые батареи содержат перезаряжаемые элементы с напряжением холостого хода около 1,2 В. Они часто взаимозаменяемы с угольно-цинковыми и щелочными батареями.
В течение первых 2/3 срока службы кривая разряда никель-кадмиевой батареи относительно ровная, но после этого ее кривая начинает падать.
Устанавливать эти батареи параллельно не рекомендуется (но можно использовать последовательно).
Эти батареи используются в таких устройствах, как игрушки, бытовая электроника, фонарики, фотоаппараты, фототехника, электроинструменты и бытовая техника.
Зарядка вторичных аккумуляторов
Чтобы зарядить вторичную батарею, на ее клеммы должно быть подано напряжение, превышающее напряжение батареи с разомкнутой цепью.
Затем ток поступает в аккумулятор со скоростью, определяемой разницей между приложенным напряжением и напряжением разомкнутой цепи.
Скорость зарядки (или разрядки) определяется емкостью аккумулятора, деленной на время зарядки/разрядки. В целом, уменьшение скорости заряда повышает эффективность заряда.
При подзарядке аккумулятора важно не перезаряжать его. Перезаряд батареи может привести к побочным реакциям (реакциям, отличным от тех, которые приводят к возвращению электродов в исходное состояние). Эти реакции могут привести к электролизу, в результате чего некоторые компоненты электролита могут превращаться в газ или мелкодисперсный туман.
Внимание
Суммарный эффект перезаряда аккумулятора снижает его эффективность.
