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Understanding Piles ISBN: 0-86619-225-5 [C]1985, Volontaires dans Assistance Technique,
PREFACE
Ce papier est une d'une série publiée par les Volontaires dans Technique Assistance fournir une introduction ŕ état actuel de la technique spécifique technologies d'intéręt ŕ gens au pays en voie de développement. Les papiers sont projetés d'ętre utilisé comme directives pour aider les gens choisissent des technologies qui sont convenable ŕ leurs situations. Ils ne sont pas projetés de fournir construction ou mise en oeuvre ŕ Gens details. sont conseillés vivement de contacter VITA ou une semblable organisation pour renseignements complémentaires et assistance technique si ils découverte qu'une technologie particuličre paraît satisfaire leurs besoins.
Les papiers dans les séries ont été écrits, examinés, et illustrés presque tout ŕ fait par VITA Volunteer experts techniques sur un purement basis. volontaire que Quelques 500 volontaires ont été impliqués dans la production des 100 titres premiers publiés, en contribuant approximativement 5,000 heures de leur time. le personnel VITA a inclus Maria Giannuzzi comme éditeur, Suzanne Brooks composition de la manutention et disposition, et Margaret Crouch comme directeur du projet.
L'auteur de ce papier, VITA Volontaire Horace McCracken, est le président du McCracken Compagnie Solaire dans Alturas, Californie. Le co-auteur, VITA Volontaire Joël Gordes, est actuellement le solaire concevez l'analyste pour l'Etat de l'Hypothčque Solaire de Connecticut La prime Program. Les critiques sont aussi VITA volunteers. Daniel Dunham a fait consulter dans les sources solaires et alternatives de énergie pour VITA et AID. Il a vécu et travaillé en Inde, Pakistan, et Morocco. que M. Dunham a aussi préparé ŕ un état actuel de la technique inspectez sur solaire s'arręte pour AID. Jacques Le Normand est Auxiliaire Directeur ŕ l'Institut de la Recherches de l'Attache, Québec, Canada, lequel fait des recherches dans énergie renouvelable. Il a surveillé travail avec les collecteurs solaires et a écrit plusieurs publiations sur solaire et énergie du vent, et conservation. Darrell G. Phippen est un ingénieur mécanique et spécialiste du développement avec qui travaillent La nourriture pour l'Affamé dans Scottsdale, Arizona.
VITA est soldat, organisation sans but lucratif qui supporte des gens, travailler sur les problčmes techniques au pays en voie de développement. offres VITA l'information et assistance ont visé aider des individus et les groupes sélectionner et rendre effectif des technologies approprient ŕ leur situations. VITA maintient un Service de l'Enquęte international, un le centre de la documentation spécialisé, et un tableau de service informatisé de le volontaire consultants techniques; dirige des projets de champ ŕ long terme; et publie une variété de manuels technique et papiers.
I. L'INTRODUCTION
Les piles ont été pour beaucoup d'années en usage, mais aujourd'hui il y a un plus grande demande pour pouvoir de la pile que jamais avant. que Cela a renouvelé l'intéręt a été provoqué par les nouveaux développements pas seul mais aussi par la diversité d'usages pour piles dans civil, industriel, et candidatures militaires.
Ce papier fournit un comprendre de base de piles et traces leur développement des tôt 1800s ŕ la présente Recherche day.
et le développement continue dans un effort de résoudre l'inhérent faiblesse de piles, ŕ savoir, comment emballer plus d'énergie dans un plus petit paquet.
Une cellule électrique ou la pile est un appareil qui transforme le l'énergie chimique a contenu dans ses matičres actif directement dans énergie électrique au moyen d'une réaction électrochimique. Ce type de réaction implique le transfert d'électrons d'un matičre ŕ une autre ŕ travers une solution de la conduite. Historically, les piles ont joué un rôle important d'électrique au début le développement les deux aux États-Unis et en Europe.
En 1800 un scientifique Italien nommé Volta a découvert cela par immergeant deux conducteurs dissemblables dans une solution chimique un la force électromotrice (FÉM) ou le voltage a été établi entre le deux conductors. Figure 1 illustre une cellule Voltaique simple.
Les conducteurs solides de la cellule sont appelés des électrodes et le le conduisant liquide l'électrolyte. qu'UNE cellule consiste en deux électrodes et un electrolyte. UNE pile consiste en un ou plus cells. Le voltage de la cellule dépend sur la matičre du électrodes et l'électrolyte. La production du courant électrique et le pouvoir de la cellule est dépendant sur les dimensions de la plaque et le poids de la matičre de l'électrode.
Il y a deux types généraux de piles aujourd'hui en usage: le primaire type ou " pile sčche " et le stockage secondaire battery. UN la pile fondamentale produit un courant par action de la décharge quand un des électrodes de la cellule a décomposé pendant usage. Ce type de cellule utiliser encore en rechargeant ne peuvent pas ętre restaurés et le la cellule entičre doit ętre abandonnée quand ce n'est plus Suite secondaire active.
les cellules, en revanche, sont chimiquement réversibles et boîte que soit chargé et a déchargé sur beaucoup de cycles d'opération auparavant ętre remplacé.
Dans la cellule du voltage simple montrée dans Chiffre 2, quand deux dissemblable
les métaux, zinc et cuivre, sont suspendus dans une électrolyte de l'acide sulfurique dilué, une possibilité d'approxiamtely 1.10 volts existez entre les électrodes. que L'électrode du zinc sera négatif et l'électrode du cuivre sera positif. Quand le changez dans le circuit de la charge externe est fermé, une volonté courante coulez ŕ travers la charge (appareil énergie - absorbant) et pile dans accord ŕ la Loi d'Unité de résistance. (*) Comme le courant de charge continue ŕ couler, l'hydrogčne comme bulles paraîtra et couvrir la feuille de cuivre, et la feuille de zinc dissoudra progressivement. Le principal inconvénient avec cette cellule est que le gaz bouillonne augmentation l'interne résistance de la cellule, causer l'émission de courant de diminuer.
Le courant continu qui coule dans un circuit électrique est directement proportionnel au voltage appliqué au circuit. La constante de proportionnalité R, a appelé la résistance électrique, est donné par l'équation V = RI dans que " V " est la tension appliquée et Je " suis le courant.
II. LES VARIATIONS DE LA TECHNOLOGIE
LES PILES FONDAMENTALES
Plusieurs types différents de piles liquide de type fondamental ont été développés et usagé aux États-Unis. Most notable parmi ceux-ci était le cellule de la gravité, la cellule du cuproxyde caustique, l'ŕ dépolarisation par l'air la cellule, et la cellule Lelanche. Chaque cellule avait son propre fonctionnement les caractéristiques, et les capacités courantes ont aligné de plus petit que l'ampčre (ampčre) pour la cellule Lelanche ŕ plusieurs cent ampčres pour la cellule du cuproxyde caustique. que Le Bureau Aprčs britannique a développé une pile liquide connu comme la cellule du Daniel qui a offert plusieurs les éléments de travail remarquables.
Il y avait deux principales difficultés avec la cellule de type fondamental construction, détérioration par action locale et polarisation de la cellule. L'action locale est une action chimique interne inhérent ŕ les piles; la vie de la cellule est diminuée progressivement męme bien que le sans charge soit connecté ŕ ses terminaux. que l'action Locale est défini comme la décharge de matičre actif de l'un et l'autre plaque dű ŕ quelque impudicité dans l'électrolyte ou matičre de la plaque. Ce l'action cause la formation de cellules court-circuitées qui causent le métal s'abîmer.
La polarisation cellulaire est causée par bulles de l'hydrogčne qui sont déposées sur la cathode quand flux de courant ŕ travers la cellule. que Cela baisse la tension ŕ les bornes et augmentations la résistance interne du battery. Plusieurs méthodes pour se neutraliser ce polarisant effet été utilisé, non plus par chimique ou construction mécanique qui mené au développement de la pile ŕ dépolarisation par l'air.
Dans la pile ŕ dépolarisation par l'air, l'électrode a été fait d'un hautement forme absorbante de carbone et a été suspendu au-dessus de l'électrolyte level. depuis que l'électrode du carbone n'a pas été immergé dans l'électrolyte la solution, la polarisation de la cellule a été prévenue. Dans opération, oxygčne qui entoure la surface poreuse du carbone, l'électrode combine avec l'hydrogčne évolué ŕ la surface de l'électrode du carbone et électrolyte. que la Bonne ventilation a été exigée maintenir une alimentation d'air satisfaisante pour opération. Le L'Edison carbone cellule et la pile Carbonaire étaient représentatives du type ŕ dépolarisation par l'air. Wet que les cellules de type fondamental ont pour une grande part été remplacé par la batterie rechargeable de type secondaire.
La pile sčche du jour " moderne " qui a été développée par Georges Lelanche en 1868, est une modification de la vieille pile liquide Lelanche. La différence est cela seulement eau suffisante est ajoutée au électrolyte humidifier un revętement intérieur absorbant. La pile sčche moderne est les utilisé de toutes les piles fondamentales aujourd'hui le plus largement principalement ŕ cause de leur bas coűt, performance fiable, et répandu les éléments de pile sčche availability. sont faits dans estimations de 1.5, 3, 6, 7.5, 9, 22.5, 45, 67, et 90 volts.
Le type le plus commun de construction pour une pile sčche est montré dans Représentez-en 3.
La cellule dans Chiffre 3 usages une tringle du carbone pour l'anode ou positif en phase terminale et un récipient du zinc extérieur (cas) pour la plaque négative terminal. Le cas du zinc a un revętement intérieur intérieur de papier absorbant matičre qui est saturée avec l'électrolyte. L'espace entre les électrodes est rempli d'un mélange de coke écrasé, le bioxyde de mangančse, et graphite. Le Mangančse est ajouté comme un depolarizer. L'électrolyte est salammonic et chlorure de zinc. Le le sommet du cas est scellé avec un composé d'étanchéité et le zinc le récipient est joint dans un récipient en papier. Le voltage d'un nouveau la pile sčche est 1.4 ŕ 1.6 volts.
Les éléments de pile sčche tombent dans trois classes générales: (1) lampe électrique les piles habituellement 1-1/4 pouce dans diamčtre et 2-1/2 pouces haut avec une capacité courante d'approximativement heures de 3 ampčres; (2) grande dimension les cellules, plus communément connu sous le nom du Nombre 6 pile sčche, approximativement, 2-1/2 pouces dans diamčtre et 6 pouces haut avec un cours actuel d'approximativement heures de 30 ampčres; et (3) le " renforcé " et le haut voltage écrit ŕ la machine qui peut ętre une cellule ou une combinaison de cellules, usagé dans service industriel avec les capacités courantes de heures de 50 ampčres ou greater. L'ampčre heure la capacité est le taux de déchargez une pile peut maintenir pour une période donné de temps, habituellement huit hours. par exemple, une heure de 30 ampčres a estimé la pile normalement fournir approximativement 3-1/2 ampčres pour huit heures. Comme ordinairement cependant, les piles sčche usagées fournissent plus petit que leur estimation. La durée de conservation est limitée par action locale et pour cette raison quelques fabricants tapent du pied une date du service sur le revętement externe de chaque cell. l'action Locale cause la détérioration éventuelle du la pile, et aprčs approximativement un ou deux stockage des années, la pile devient useless. depuis que l'électrode du zinc forme la partie de l'externe le mur, sa destruction graduelle affaiblit la structure cellulaire, et comme les constructions du gaz de l'hydrogčne développées en haut pression interne, il peut la rupture et répand son contenu corrosif. Pour cette raison, matériel ne devrait jamais ętre entreposé avec les piles sčche sur longues périodes de les piles sčche time. n'exigent aucun entretien et quand ils plus opérez est abandonné et a remplacé.
Un type plus récent de pile sčche développé est le Ruben ou Mercure la cellule (Chiffre 4) . par que Cette cellule a été développée pendant seconde guerre mondiale
Laboratoires Ruben et P.R. Compagnie Mallory pour opérer petit matériel électronique qui exige le haut pouvoir courant. que Cette cellule est fait dans deux formes: la " anode " du rouleau et le " bouton écrivent ŕ la machine. " Le l'anode est amalgamée du zinc et la cathode est un oxyde mercurique la matičre dépolarisée a mélangé avec le graphite. L'électrolyte est un solution d'hydroxyde de potassium (KOH) contenir zincate du potassium. Ces cellules sont supérieures au Lelanche pile sčche devoir loin ŕ leur dimension compacte, caractéristique du voltage plate, et trčs longtemps l'étagčre life. Le non le charge voltage de ces cellules est 1.34 volts.
Plusieurs développements avancés ont été faits dans les petites piles, le type fondamental et secondaire cellules qui incluent le magnésium, alcalin, argent zinc, et lithium. Table 1 listes le
caractéristiques et candidatures de ces cellules.
LES BATTERIES RECHARGEABLES SECONDAIRES
Depuis 1965, lŕ a été renouvelé l'intéręt dans utiliser le stockage piles dans pouvoir systems. que C'est parce que puissance absorbée moderne implique des demandes de la charge trčs irréguličres et charge de pointe croissante demands. Quand un system doit délivrer plus de pouvoir (augmentation dans charge la demande), le fournisseur peut rencontrer la demande par l'un ou l'autre changer un générateur supplémentaire sur le system ou changer un a chargé banque de la pile sur le line. Le dernier exige un beaucoup plus petit l'investissement.
La renaissance de piles comme unités du system du pouvoir a ŕ l'origine commencé avec petit systems indépendant tel que vent - ou eau - conduit generators. Dans tel systems, les batteries rechargeables exécutent deux functions. First importants, pendant périodes de basse demande de la charge, la pile du system peut entreposer beaucoup de l'énergie produite, lequel serait perdu au system autrement. Second, énergie, entreposé pendant la période aux heures creuses est disponible pendant temps de la charge maximale demand. L'importance du dernier peut ętre illustré avec l'exemple quantitatif suivant: Supposez le la capacité de la pile a un taux du pouvoir de la décharge égal ŕ demi de la capacité du pouvoir du générateur ([P.sub.B] = 0.5 [P.sub.G]) . Cela veut dire cela sous conditions normales, pendant périodes de haute demande de la charge, le la combinaison de la générateur - pile peut pour plusieurs heures servez une charge de jusqu'ŕ 1.5 fois cela qui le générateur seul pourrait servir.
Une autre raison pour l'intéręt augmenté dans le stockage secondaire les piles sont le besoin pour pouvoir auxiliaire pour quelques-uns du plus nouveau technology. par exemple, les ordinateurs les plus modernes impliquent quelque forme de " stockage volatil " d'information, c'est, l'information est a perdu si le pouvoir est removed. garder contre cette possibilité, beaucoup, les systems de l'ordinateur utilisent " systems du pouvoir non interruptible ", basé sur batteries rechargeables, fournir le courant électrique ŕ l'ordinateur, le matériel quand le pouvoir commercial est perdu.
La batterie rechargeable, construite avec les piles liquide secondaires, est semblable dans action ŕ un élément primaire, exceptez les actions chimiques impliqué est pratiquement complčtement réversible. Once que la cellule est déchargé, courant d'une source externe, est passé ŕ travers le cellule dans la direction opposée, restaurera substantiellement le la pile ŕ son original a chargé la condition.
Il y a trois types de batteries rechargeables disponible actuellement: (1) le type plomb; (2) le nickel fer ou pile alcaline (Cellule Edison); et (3) le type cadmium-nickel ou alcalin (Nicad).
Les accumulateurs ŕ le plomb
L'accumulateur ŕ le plomb est le type le plus largement utilisé de pile aujourd'hui ŕ cause de son bas coűt, précision, bonne performance, les caractéristiques, et candidature large. que Cette pile est fabriquée dans beaucoup de dimensions et capacités qui alignent d'heure de 1 ampčres jusqu'ŕ plusieurs heures de mille ampčres estimation. ()
L'accumulateur utilise le rôle principal de l'éponge réactif pour la plaque négative l'électrode (Pb), peroxyde de plomb pour l'électrode positif (Pb0), et acide sulfurique dilué pour l'électrolyte. L'électrode les matičres ont peu de force structurelle et doivent ętre supportées sur les plaques ou les grids. La grille de la plaque de la pile a deux fonctions: en premier, il supporte la matičre de la plaque active; et seconde, il fait office d'un conducteur pour connecter le terminal de la plaque ŕ tout parties de la matičre actif.
Les plaques de la batterie rechargeable du rôle principal sont divisées en deux types, le Le Planté (a formé) et le Faure (a collé), comme montré dans Chiffre 5. Dans
le Planté - Type de construction que la matičre actif est électriquement formé de rôle principal pur par un processus électrochimique du rôle principal métallique de la grille secondaire. Dans le Faure Écrivent ŕ la machine le la matičre actif est appliquée ŕ la grille secondaire dans la forme de un follwed de la pâte par un cadre, séchage, et opération de la formation.
Représentez 5 spectacles le Planté (UN) et Faure (B) rôle principal plates. cellulaire Le les assemblées cellulaires sont soudées pour former positif ensemble et plaque négative groupes qui sont des interleaved pour se réconcilier ensemble le complet pile que les Séparateurs cell. sont placés entre les électrodes, et l'élément complet est placé dans un récipient et sealed. Le usage de grandes plaques avec les limites de l'espacement proches la résistance interne de la pile ŕ un faible niveau. Figure 6 spectacles une jaquette
vue de l'accumulateur du rôle principal.
Pendant décharge la matičre de la pile de les deux plaques est convertie dans rôle principal sulfate. Le montant de sulfate du rôle principal a formé des plaques de l'onthe et le montant d'acide a perdu de l'électrolyte est dans exact dosez au taux de décharge. Les enregistrements de l'action inverses la place quand la cellule est chargée. que les réactions chimiques Cellulaires sont représenté par l'équation suivante; cependant, c'est un la forme simplifiée comme l'action réelle est compliquée beaucoup plus.
(*) Ampčre de la pile heure que l'estimation est basée sur une décharge de 8 heures normalement le taux.
Ŕ la plaque positif:
PB[O.SUB.2] + HS[O.SUB.4][SUP. -] + [3H.SUP.+] + 2E.SUP. ------> PB[SO.SUB.4] + 2[H.SUB.2]O
Ŕ la plaque négatif:
Pb + HS[O.sub.4][sup. -]-----> Pb[SO.sub.4] + [H.sup.+] + [2e.sup. -]
La réaction cellulaire combinée pour décharge et la charge est exprimée par l'équation suivante:
déchargent -------------> Pb[O.sub.2] + Pb + 2[H.sub.2] S[O.sub.4] <= == == = 2Pb[SO.sub.4] + 2[H.sub.2]O + énergie électrique sulfurique plate du plate plaques acides <-------------; chargent
Sur décharge l'acide sépare de l'électrolyte et formes un combinaison chimique avec les plaques, le changer pour mener le sulfate. Comme la décharge continue, l'acide supplémentaire est tiré du l'électrolyte jusqu'ŕ ce que le courant cesse pour couler. L'eau, a formé par la perte d'acide aux plaques, baisse le restant spécifique la gravité (* *) de l'électrolyte. Dans usage, la décharge est toujours arręté avant les plaques ayez sulfated tout ŕ fait, parce que une fois tout ŕ fait sulfated, la condition de la pile ne peut pas ętre convertie en arričre ŕ matičre actif sur charge. Sur charge l'action inverse les enregistrements placent: l'acide dans les plaques du sulfated est conduit arričre dans l'électrolyte, et le S[O.sub.4] combine avec l'hydrogčne dans l'eau former acide sulfurique supplémentaire ([H.sub.2][SO.sub.4]).
L'électrolyte pour les cellules plomb est acid. sulfurique dilué Pour un pile complčtement chargée ŕ que le poids spécifique varie de 1.200 1.30 et quand en a déchargé 1.150 (l'eau pure en mesure 1.00) . Le le poids spécifique est mesuré par un hydromčtre du seringue - type comme montré dans Chiffre 7, et les valeurs sont température corrigée.
* L'emblčme e - positions pour les électrons.
* * Le poids spécifique est défini comme le rapport de les poids d'un donné volume d'une substance ŕ un volume égal d'eau pure. Le voltage d'une cellule du rôle principal est approximativement 2.10 volts ŕ sans charge mais est supérieur quand ętre chargé. le voltage Normal sur charge est 2.15 volts et comme le cellulaire approche la charge pleine cette valeur rapidement augmentations ŕ entre 2.5 et 2.6 volts. Cet intervalle plus tardif de charge est connu comme la " période " du gazage. Asphyxier du l'électrolyte devrait ętre évitée comme n'importe quand pendant charger le le taux de la charge est high. Comme aussi un cellulaire arrive ŕ complčtement sa finale la condition chargée, un haut courant n'est pas recommandé comme cet excčs le courant décompose l'eau dans l'électrolyte qui est conduite fermé dans la forme de gaz.
L'accumulateur ŕ le plomb a plusieurs inconvénients: (1) les cellules sont sensible ŕ la température et perd le pouvoir dans les températures froides; (2) les plaques cellulaires ont tendance ŕ boucler et déformer sur courant soutenu, haut entretenissez, et (3) le soin spécial doit ętre observé quand une pile est n'utilisé pas pour les longues périodes, autrement les cellules veulent le sulfate.
Les Piles du nickel - fer
Le nickel fer ou pile alcaline ont été développées pour vaincre le inconvénients inhérents de la cellule de la rôle principal - plaque. C'est un radical départ d'il dans construction et opération. Dans le États-Unis que cette pile est connu comme la " cellule Edison, a " nommé aprčs son inventeur Thomas A. Edison. Figure 8 spectacles la construction
d'un cell. typique La plaque positif consiste en acier les tubes qui contiennent hydrate du nickel et nickel ont ajouté dans remplaçant layers. La plaque négatif est formée de boîtes de l'acier plates ou poches qui sont perforées et ont emballé avec les granules de l'oxyde de fer. Le drap acier quadrille le support ces tubes et poches qui sont verrouillé pour former la Cellule groups. cellulaire positive et négative ensemble les terminaux et le récipient de l'acier sont nickel plaqué. Tous les séparateurs et séparer des parties est fait de caoutchouc. Les usages cellulaires un électrolyte de 21 solution centésimale de potasse caustique qui contient un petite quantité d'hydrate du lithium.
La chimie de cette cellule est complčtement compliquée, et le chimique la réaction qui se produit ŕ l'intérieur de la cellule est entičrement différente de cela du rôle principal cell. que L'électrolyte effectue comme une conduite simplement le moyen et n'entre pas dans combinaison avec en du matičre de la plaque active pendant opération. Son poids spécifique les restes pratiquement constant sur le cycle complet de charge et discharge. Condition de charge de la pile ou décharge est déterminé par un voltmčtre qui lit et pas par le poids spécifique de l'electrolyte. La pile alcaline que la réaction cellulaire est:
déchargent ------------------>
[Fe.sub.2] + 2NiOOH + KOH + 2[H.sub.2]O-------> [Fe.sub.2][(OH) .sub.2] + 2Ni[(OH) .sub.2] + KOH + électrique <------;
<-----------------; énergie
CHARGE
Le voltage de chaque cellule est approximativement 1.50 volts sur ouvert le circuit, mais est supérieur sur charge et baisse sous conditions de la charge. Ces piles sont données l'heure ŕ un ampčre capacité estimer a basé sur leur taux de décharge jusqu'ŕ le dernier voltage de 1.00 par cell. que Quelques estimations courantes sont basées sur une 5 1/2 heure continu la vitesse de l' écoulement, pendant qu'autres sont basés sur un 3 taux de 1/2 heures.
Contrairement ŕ la pile rôle principal - cellulaire, il n'y a pas de voltage minimum dessous lequel ce type de cellule ne peut pas ętre déchargé. en fait, cette cellule peut ętre déchargé mettre ŕ zéro des volts, court-circuité ŕ ses terminaux, et est parti dans cette condition pour une période indéfinie. Ce est la méthode par qu'une pile alcaline est mise dans stockage.
Aussi, cette cellule peut ętre surchargée par hasard, a chargé dans le la direction male, et a court-circuité sans mal momentanément. Les piles alcalines ne sont pas blessées en gelant et une électrolyte avec un poids spécifique de 1.200 ŕ 15.5[degrees]C (60[degrees]F) gels solide ŕ -66[degrees]C (-87[degrees]F). que L'électrolyte de cette cellule s'abîme progressivement pendant usage et doit ętre changé finalement.
Les principaux avantages de la cellule du nickel - fer sont: (1) c'est extręmement lumičre et fort ŕ cause de sa construction en acier; (2) il offre un indéfiniment longue vie; et (3) il vainc le problčme du sulfating cellulaire de l'accumulateur ŕ le plomb. Le chef l'inconvénient est son haut coűt primitif et haute résistance interne.
Les batterie* ŕ le cadmium-nickel
Cadmium-nickel ou piles Nicad, une relativement nouvelle addition ŕ les accumulateurs, a été développé en Europe. que Ces piles consistent d'assemblées de l'interleaved de positif et plaques négatif montées dans un récipient de l'acier scellé. La matičre actif positive, nickel, l'hydroxyde, et la matičre actif négative, oxyde de cadmium, est enfermé dans les poches de l'acier identiques, délicatement perforées. Les plaques est composé de lignes de ces poches qui sont frisées et formé dans acier frames. Positive et assemblées de la plaque négatif est verrouillé aux barres omnibus de l'acier lourdes ensemble. Plate que les groupes sont interleaved et est séparé par les tringles plastiques minces. La cellule électrique les terminaux et cas sont nickel plaqué. L'électrolyte est un solution de potasse caustique spécialement purifiée (hydroxyde de potassium) dissous dans eau distillée. Figure 9 spectacles une vue de la jaquette
de la pile Nicad.
La réaction cellulaire simplifiée est:
chargent <-------------------;
Le Cd + 2NIOOH + KOH + 2[H.sub.2]O------> Cd[(OH) .sub.2] + 2Ni[(OH) .sub.2] + KOH + électrique <------;énergie
-------------------->
déchargent
Pendant charge ou décharge de la cellule, il y a pratiquement non changez dans le poids spécifique de l'électrolyte. Like le La cellule Edison, la fonction seule de l'électrolyte est agir comme un conducteur pour le transfert d'ions de l'hydrogčne d'un électrode ŕ l'other. Le voltage qui estime de chaque cellule est 1.20 volts sur ouvert le circuit; quand suivi ŕ une charge externe, ce voltage reste équitablement constant jusqu'ŕ approximativement 90 pour cent du sien estimés capacity. L'ampčre heure l'estimation des cellules Nicad est basée sur un voltage de la décharge définitif de 1.10 volts par cellule. Edison Différent les cellules, les piles Nicad seront endommagées par répété sur - basculement au-dessous leur estimation cellulaire minimum de 1.10 volts. piles Nicad ayez une température qui opčre la gamme de -51[degrees]C (-60[degrees]F) ŕ 93[degrees]C (200[degrees]F).
Les piles Nicad sont vibration et choc résistant dű ŕ leur la construction en acier; influence leur charge bien pendant long tournez au ralenti les périodes; maintenez une source du transformateur ŕ tension pendant décharge; et n'est pas endommagé par surcharge. dans que Ces piles peuvent ętre montées toute place sur discharge. Comme la cellule Edison, la pile Nicad a un haut coűt primitif comme comparé avec l'accumulateur ŕ le plomb; cependant, ce haut coűt est compensé par leur plus longue vie span. UNE comparaison de plomb, alcalin, et les piles Nicad sont présenté dans Table 2.
Table 2. La comparaison de Plomb, Nickel - Iron, et batterie* ŕ le cadmium-nickel
Operating vie Cellulaire La Typical Température Charge D'énergie / La Cell Gamme Densité Discharge Coűt TYPE VOLTAGE ([DEGREES]C) (WH (*) /KG) (CYCLES) ($/WH (*))
Menez Acid 2.0 20 ŕ 30 37 1200-1500 .08 Nickelez Iron 1.2 2.2 ŕ 46 29 Nickelez Cadmium 1.25 (-51) ŕ 93 33
* Watt - hours
Procédures de l'Entretien Générales pour les batteries rechargeables
L'entretien adéquat est essentiel pour service sans problčmes soutenu de stockage batteries. Pendant que la construction cellulaire est différente pour les plusieurs types, l'entretien est semblable pour tous les types et consiste en les procédures générales suivantes:
1. Keep les cellules nettoient et sec;
2. Check niveau de l'électrolyte réguličrement;
3. Keep les piles ont chargé ŕ tous moments; et
4. Keep impudicités de tous les genres hors de cellules comme ils veulent ont un effet malfaisant et finalement ruine them. Never utilisent tous outils ou ustensiles (hydromčtres, entonnoirs, etc.) qui a été utilisé pour entretenir d'autres électrolytes différent de cela exigé pour cette pile spécifique, outille utilisé pour les accumulateurs ŕ le plomb surtout.
5. Refer aux recommandations de fabricants et reste un écrit le dossier de l'entretien.
L'électrolyte de la cellule plomb n'exige jamais le remplacement ŕ l'exception de perte dű aux chutes accidentelles. However, dans l'Edison, et cellules Nicad il y a une détérioration graduelle de leur électrolyte, lequel doit ętre remplacé sur la vie de finalement le la pile.
BIBLIOGRAPHY/SUGGESTED READING LISTE
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CARR, C.C. L'Électricien américain d'habileté Catalogue. 8e Édition. New York, New York,: McGraw Colline Livre Compagnie, 1961.
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