როგორ მუშაობს ტყვიის მჟავა ბატარეა?

ტყვიის მჟავა ბატარეები ენერგიის შენახვის ტექნოლოგიის ქვაკუთხედი იყო მე -19 საუკუნის შუა პერიოდში მათი გამოგონების შემდეგ. ეს საიმედო ენერგიის წყაროები ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა პროგრამებში. იმის გაგება, თუ როგორ მუშაობს ტყვიის მჟავა ბატარეები, აუცილებელია მათი შესრულების ოპტიმიზაციისთვის და მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობის გასაგრძელებლად.

ტყვი-მჟავა ბატარეის სტრუქტურა

ტყვიის მჟავა ბატარეა შედგება რამდენიმე ძირითადი კომპონენტისგან, რომლებიც ერთად მუშაობენ ელექტრული ენერგიის ეფექტურად შესანახად და განთავისუფლებისთვის. პირველადი ელემენტები მოიცავს:

• ფირფიტები: დამზადებულია ტყვიის დიოქსიდისგან (პოზიტიური ფირფიტები) და სპონგური ტყვიისგან (უარყოფითი ფირფიტები), ეს არის ჩაძირული ელექტროლიტური ხსნარში.

• ელექტროლიტი: გოგირდმჟავას და წყლის ნარევი, რაც ხელს უწყობს ენერგიის შესანახად საჭირო ქიმიურ რეაქციებს.

• გამყოფი: თხელი საიზოლაციო მასალები მოთავსებულია დადებით და უარყოფით ფირფიტებს შორის, რათა თავიდან იქნას აცილებული მოკლე ჩართვა, ხოლო იონური მოძრაობის საშუალებას იძლევა.

• კონტეინერი: ძლიერი გარსაცმები, რომელშიც განთავსებულია ყველა შიდა კომპონენტი, რომელიც ჩვეულებრივ დამზადებულია გამძლე პლასტმასისგან ან რეზინისგან.

• ტერმინალები: ბატარეას აქვს ორი ტერმინალი: დადებითი და უარყოფითი. დალუქული ტერმინალები ხელს უწყობს მაღალი მიმდინარე გამონადენს და ხანგრძლივ მომსახურებას.

ტყვიის მჟავა ბატარეის მუშაობის პრინციპები

ტყვიის მჟავა ბატარეის მოქმედება ტრიალებს ფირფიტებზე აქტიურ მასალებსა და ელექტროლიტების ხსნარში აქტიურ მასალებს შორის შექცევადი ქიმიური რეაქციების გარშემო.

გამონადენის დროს ხდება შემდეგი პროცესი:

გოგირდმჟავა ელექტროლიტში რეაგირებს როგორც პოზიტიური (ტყვიის დიოქსიდი), ასევე უარყოფითი (სპონგური ტყვიის) ფირფიტებით. ეს რეაქცია წარმოქმნის ტყვიის სულფატს ორივე ფირფიტაზე, ხოლო ელექტრონების გარე წრეში ათავისუფლებს, ელექტროენერგიის წარმოქმნას. როდესაც ელექტრონები უარყოფითი ფირფიტიდან დადებით ფირფიტაზე მიედინება გარე დატვირთვის საშუალებით, ენერგია მიეწოდება დაკავშირებულ მოწყობილობებს.

დატენვის დროს, ეს პროცესი უკუქცეულია:

გარე ენერგიის წყარო იყენებს ძაბვას ბატარეის ტერმინალებში. გამოყენებული ძაბვა ელექტრონებს უარყოფით ფირფიტაში უბრუნებს, ხოლო ტყვიის სულფატი თავის თავდაპირველ ფორმებად გადაქცევას - დადებით ფირფიტებზე დოქსიდს და უარყოფით ფირფიტებზე. გოგირდმჟავას კონცენტრაცია იზრდება, რადგან წყლის მოლეკულები ელექტროლიზის დროს იყოფა.

ეს ციკლური ბუნება საშუალებას აძლევს ტყვიის მჟავა ბატარეებს რამდენჯერმე დატენონ მნიშვნელოვანი დეგრადაციის გარეშე, როდესაც სწორად შენარჩუნებულია.

დატენვისა და განთავისუფლების მეთოდები

სათანადო დატენვის ტექნიკა

დატენვის ეფექტური პრაქტიკა გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს ტყვიის მჟავა ბატარეებში ოპტიმალური შესრულების შესანარჩუნებლად:

• მუდმივი ძაბვის დატენვა: ეს მეთოდი საშუალებას იძლევა დატენვა, სადაც ძაბვა შენარჩუნებულია მუდმივი მნიშვნელობით. უპირატესობა ის არის, რომ დატენვის დენი ავტომატურად რეგულირდება, როგორც ბატარეის ცვლილების დატენვის მდგომარეობა.

• სამსაფეხურიანი დატენვა: ნაყარი დატენვის (მუდმივი დენის), შთანთქმის მუხტი (მუდმივი ძაბვა) და float მუხტი (ტექნიკური რეჟიმი), ეს ტექნიკა უზრუნველყოფს საფუძვლიან დატენვას ბატარეის კომპონენტებზე გადაჭარბებული სტრესის გარეშე.

  
  

დატენვის დროს ტემპერატურის მონიტორინგი სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია; მაღალმა ტემპერატურამ შეიძლება დააჩქაროს მავნე პროცესები, როგორიცაა გაზის ან თერმული გაქცევა.

განთავისუფლების ეფექტური მეთოდები

განთავისუფლების ციკლები ფრთხილად უნდა მართონ, რათა თავიდან იქნას აცილებული ღრმა გამონადენი, რამაც შეიძლება ზიანი მიაყენოს ბატარეის ჯანმრთელობას:

თავიდან აიცილოთ განთავისუფლება 50% სიღრმეზე, როდესაც ეს შესაძლებელია; სიღრმის ხშირი გამონადენი მნიშვნელოვნად ამცირებს საერთო სიცოცხლის ხანგრძლივობას.

დასკვნა

ტყვიის მჟავა ბატარეები აუცილებელია საიმედო ენერგიის შესანახად სხვადასხვა პროგრამებში. მათი სტრუქტურისა და სამუშაო პრინციპების გაგებით, მომხმარებლებს შეუძლიათ ოპტიმიზაცია მოახდინონ შესრულების და გააფართოვონ თავიანთი სიცოცხლის ხანგრძლივობა. სათანადო დატენვა და გამონადენის მონიტორინგი გადამწყვეტია. განხორციელება DFUN ბატარეის მონიტორინგის სისტემები (BMS) უზრუნველყოფს ტყვიის მჟავა ბატარეებს ენერგიის შენახვის გადაწყვეტილებების მნიშვნელოვან ნაწილად. სისტემა აკონტროლებს უჯრედების ინდივიდუალურ ძაბვებს და დატენვის/დატვირთვის დენებს მრავალუჯრედიან კონფიგურაციაში და მოიცავს ბატარეის გააქტიურებას და ბატარეის დაბალანსების მახასიათებლებს კონტროლისა და შენარჩუნების გასაუმჯობესებლად.