De Science of Automotive Battery Technology

Hoe wurket de auto-batterijtechnology?

Lead en sûr binne twa dingen dy't de measte minsken goed genôch kenne om te foarkommen. Lead is in swiere metaal dy't in hiele wachtlist fan sûnensproblemen feroarsaakje kin, en sûker is, goed, sied. De bloedsinnigens fan it wurd ferwachte bylden fan bubeljende griene fliissen en kanker-ferneamde wittenskippers dy't bûge oer wrâldbehearsking.

Mar as sûkelade en peanutebutter, lead en sûder soene net meiinoar komme, mar se dogge. Sûnder lead en sûker hawwe wy gjin auto-batterijen, en sûnder auto-batterijen, hawwe wy gjin ien fan 'e moderne akses- of basisfoarsjenningen, lykas hichtepots - dy't in elektryske systeem nedich hawwe om te funksjen. Dus hoe wie krekt dizze twa deadlike stoffen tegearre kommen om de rock-solid foundation fan automotive elektroanyske systemen te foarmjen? It antwurd, in turn fan phrase te lien is elementarysk.

De Wittenskippen fan elektryske enerzjy opslaan

Elektryske batterijen binne gewoan opslachgeboaten dy't in elektryske lading hâlde kinne en dêrnei yn in laden laden. Guon batterijen kinne in elektryske stream fan har basiskomponinten meitsje, krekt as se gearstalle wurde. Dizze batterijen wurde primêre batterijen neamd , en se wurde typysk ôflaat fan ienris de lading is ferplichtet. Auto-batterijen passe yn in oare kategory elektryske batterij dy't opnij laden wurde, oplaat en wer opnij rekket. Dizze sekundêre batterijen brûke in reversibele gemyske reaksje dy't ûnderskiedt fan ien karakter fan werladbere batterij nei in oar.

Yn betingsten dat de measte minsken maklik fersterkje kinne, binne de AA- of AAA-batterijen dy't jo by de winkel keapje, stapke yn jo remote control en dan werjeare as se stjerre binne primêre batterijen. Se wurde assembleare, typysk fan of sine-koper- of sink- en manganese-dioxide-sellen, en se binne aktyf te leverjen sûnder opladele. As se stjerre, jiskelje se fuort - of se har goed beheine, as jo it foarkomme.

Fansels kinne jo josels lykwols AA of AAA-batterijen keapje yn in "opladbare" foarm dy't mear kostet. Dizze opladbare batterijen brûke typysk nikkeleadmium of nikkel-metalhydridzellen. Oars as de tradysjonele "alkaline" batterijen, NiCd en NiMH-batterijen binne net yn steat om aktueel te leverjen oan in lêst by assemblage. Ynstee dêrfan wurdt in elektryske stream oanbrocht foar de sellen, wêrtroch in gemyske reaksje yn 'e batterij feroarsaket. Jo stean dan de batterij yn jo remote control, en as it stjert, pleatst it yn in oplaad en de applikaasje fan in aktive ferheft it chemysk proses dat foarkommen by ôfslach.

Auto-batterijen, dy't lead en sulfurige siken brûke ynstee fan nickel-oxyhydroxide en in waasserstofbeugjende legio, binne ferlykber mei NiMH-batterijen yn funksje. As in elektryske stream oanbrocht wurdt oan 'e batterij, komt in gemysk reaksje, en in elektryske lading is opslein. As in belesting oan 'e batterij ferbûn is, wurdt de reaksje ynkeard, en in aktueel wurdt oan' e lading oanbean.

It bewarjen fan enerzjy mei lead en sied

As gebrûk fan sied en saur om in elektryske lading op te roppen klinkt archaik, is it. De earste lead-acid-batterij is ynventarisearre yn 'e jierren 1850, en de batterij yn jo auto brûkt deselde basisprinsipes. De ûntwerpen en materialen binne oer de jierren ûntwikkele, mar itselde basisidee is yn it spul.

Wannear't in lead-sûkerbater útlutsen wurdt, wurdt de elektrojityt in tige ferweide oplossing fan sulfuryske siro- betsjut dat it meast gewoan âlde H20 is mei guon H2SO4 floeiend omhinne. De liedplaten, dy't de sulveryske sûr opnommen hawwe, wurde primêr sulfate. As in elektryske stream oanbrocht wurdt oan 'e batterij, ferheget dit proses. De liedende sulfatplaten draaie (benammen) werom yn 'e lieding, en de diluearre oplossing fan sulver sûker wurdt konsintrearre.

Dit is gjin heulendal effisjint manier om elektryske enerzjy te bewarjen, wat it swier en grut is de sellen te fergelykjen mei de soad enerzjy dy't se bewarje, mar leadboarnen binne hjoed noch twa brûkers. De earste is in saak fan ekonomy; Bleed-acid-batterijen binne folle goedkeaper te fabrykjen as alle oare opsjes. De oare reden is dat lead-acid-batterijen binne yn steat om fermindere bedragingen fan on-demand-aktuele op ien kear te meitsjen, wêrtroch't se makliker wurde as startbatterijen.

Hoe lang is jo sik?

Tradysjoneel auto-batterijen wurde soms bepaald as SLI-batterijen , dêr't "SLI" foar start, ljochting en spuie stiet. Dizze ôfbringing lit de haaddoelen fan in auto-batterij goed sjen, lykas de wichtichste taak fan in auto-batterij is om de startermotor, de ljochten, en de ferzjen te fieren foardat de moter rint. Nei't de moter rint, soarget de alternator alle nedige elektryske enerzjy, en de batterij is opnij laden.

Dizze soarte gebrûk is in flinke type duty duty, sadat it in koarte boarst fan in grut bedrach jout, en dat binne wat auto-batterijen spesjaal ûntwikkele wurde om te dwaan. Mei dat op it eachpunt binne moderne auto-batterijen tige donkige platen fan lead, dat makket in maksimale oantal eksposysje oan 'e elektro-polyte en makket it meast mooglik amperage foar koarte perioaden. Dit ûntwerp is needsaaklik fanwege de grutte aktuele easken fan startermotoren.

Yn tsjinstelling mei start fan batterijen binne djippe syklusbatterijen in oare soarte fan lead-sûkerbatters dy't ûntwurpen binne foar in "djipper" syklus. De konfiguraasje fan 'e platen is oars, dus se binne net goed oanwêzich foar it oanbieden fan grutte bedragen fan aktive opfreegings. Ynstee dêrfan binne se ûntwikkele om minder krêft foar lannen fan tiid te leverjen. De fytskeur is "djipper", omdat it langer is, dan fanwege de totale ôfslach grutter. Oars as it begjinnen fan batterijen, dy't automatysk opnij laden wurde nei elke gebrûk , kinne djippe fytsbatteries stadich útlutsen wurde - op in feilich nivo - foardat it wer opnij rekke wurdt. Krekt as úttocht batterijen, djippe fytsboarnen sûkerbatten moatte net ôflaat wurde ûnder it oanfrege nivo om permaninte skea te kommen.

Different Package, Same Technology

Hoewol't de basistechnology efter lead-acid-batterijen mear as minder bleaun is, foarkommen yn materialen en techniken hawwe in oantal farianten ynfierd. Djipte fyts batterijen, fansels, brûke in oare plaatkonfiguraasje om tagong te krijen foar in djippe plestik. Oare farianten nimme ek noch fierder.

De grutste foarútgong yn lead-sûderbatterie-technology is wierskynlik fentilearre regele-lead-sûker (VRLA) batterijen. Se brûke noch noch lead en sulfuryske sûr, mar se hawwe gjin "oerstreamende" fûle sellen. Ynstee dêrfan brûke se elke glêzen sellen of in absorbearre glêsmat (AGM) foar de elektrolyt. It gemysk proses is itselde op basisbasis, mar dizze batterijen binne net ûnderdiel fan ôfgassen lykas oerstreamende cellbatterijen binne, noch binne se net kwetsber foar it lekken as it skodt.

Hoewol't VRLA-batterijen in oantal foardielen hawwe, binne se folle djoerere om te meitsjen as tradysjonele oerstreamende cell-batterijen. Dus as de technology trochgean sil eartiids trochgean, kânsen binne jo noch oant no ta oanwêzich te meitsjen mei moderne 1860s technology ûnder jo hood - as jo net elektrysk gean. Mar dat is in folslein oare saak as betingsten fan batterijen.