Klassifizierung von Zellen oder Batterien
Elektrochemische Batterien werden in 4 große Kategorien eingeteilt.
EINE primäre zelle oder batterie ist eine, die nicht leicht aufgeladen werden nach einem gebrauch, und sind verworfen folgenden entladung. Die meisten Primärzellen verwenden Elektrolyte, die in absorbierendem Material oder einem Separator enthalten sind (d. H. Kein freier oder flüssiger Elektrolyt), und werden daher als Trockenzellen bezeichnet.,
Eine sekundäre Zelle oder Batterie ist eine, die nach Gebrauch zu ihrem ursprünglichen Vorentladungszustand elektrisch aufgeladen werden kann, indem Strom durch die Schaltung in die entgegengesetzte Richtung zum Strom während der Entladung geleitet wird. Die folgende Grafik zeigt den Ladevorgang.
Sekundärbatterien fallen je nach Verwendungszweck in zwei Unterkategorien.,
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Zellen, die als Energiespeicher genutzt werden und Energie bei Bedarf liefern. Solche Zellen sind typischerweise an primäre Stromquellen angeschlossen, um bei Bedarf vollständig aufgeladen zu werden. Beispiele für diese Art von Sekundärzellen umfassen Notfall-No-Fail – und Standby – Stromquellen, Flugzeugsysteme und stationäre Energiespeichersysteme zur Lastnivellierung.,
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Zellen, die im Wesentlichen als Primärzellen verwendet werden, aber nach Gebrauch aufgeladen werden, anstatt verworfen zu werden. Beispiele für diese Arten von Sekundärzellen umfassen in erster Linie tragbare Unterhaltungselektronik und Elektrofahrzeuge.
Primär-vs. Sekundär – Ein Vergleich
Die folgende Tabelle fasst die vor-und Nachteile von primären und sekundären Batterien.,
Primär | Sekundär |
Niedrigere Anfangskosten. Höhere Lebenszykluskosten ($/kWh). Einweg. Einweg. Ersatz leicht verfügbar. Typischerweise leichter und kleiner; somit traditionell besser geeignet für tragbare Anwendungen. Längerer Service pro Ladung und gute Ladungserhaltung. Nicht ideal geeignet für schwere last / hohe entladung rate leistung., Nicht ideal geeignet für last nivellierung, notfall backup, hybrid batterie, und hohe kosten militärische anwendungen. Traditionell auf bestimmte Anwendungen beschränkt. |
die Höheren Anschaffungskosten. Niedrigere Lebenszykluskosten ($/kWh), wenn das Laden bequem und kostengünstig ist. Regelmäßige Wartung erforderlich. Periodisches Aufladen erforderlich. Ersatz, solange verfügbar, werden nicht in der gleichen Stückzahl wie Primärbatterien hergestellt. Kann vorbestellt werden müssen., Traditionell weniger geeignet für tragbare Anwendungen, obwohl die jüngsten Fortschritte in der Lithium-Batterie-Technologie zur Entwicklung von kleineren/leichteren Sekundärbatterien geführt haben. Im Vergleich zu Primärbatteriesystemen weisen herkömmliche Sekundärbatterien (insbesondere wässrige Sekundärbatterien) eine geringere Ladungsretention auf., Überlegene Leistung mit hoher Entladungsrate bei hohen Lasten Ideal geeignet für Lastnivellierung, Notfallsicherung, Hybridbatterie und militärische Anwendungen mit hohen Kosten Die insgesamt inhärente Vielseitigkeit von Sekundärbatteriesystemen ermöglicht den Einsatz und die kontinuierliche Forschung für ein großes Anwendungsspektrum. |
Eine dritte Batteriekategorie wird allgemein als Reservezelle bezeichnet., Was unterscheidet die Reservezelle von primären und sekundären Zellen dadurch, dass eine Schlüsselkomponente der Zelle bis kurz vor der Aktivierung von den übrigen Komponenten getrennt wird. Die am häufigsten isolierte Komponente ist der Elektrolyt. Diese Batteriestruktur wird üblicherweise in thermischen Batterien beobachtet, wobei der Elektrolyt in einem festen Zustand inaktiv bleibt, bis der Schmelzpunkt des Elektrolyten erreicht ist, was eine Ionenleitung ermöglicht und somit die Batterie aktiviert. Reservebatterien eliminieren effektiv die Möglichkeit der Selbstentladung und minimieren die chemische Verschlechterung., Die meisten Reservebatterien werden nur einmal verwendet und dann verworfen. Reservebatterien werden in zeit -, temperatur-und druckempfindlichen Detonationsgeräten in Raketen, Torpedos und anderen Waffensystemen verwendet.
Reservezellen werden typischerweise in die folgenden 4 Kategorien eingeteilt.
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Wasser aktiviert Batterien.
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Elektrolyt-Batterien aktiviert.
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Gas aktiviert Batterien.
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Hitze-aktivierte Batterien.,
Die Brennstoffzelle repräsentiert die vierte Kategorie der Batterien. Brennstoffzellen sind ähnlich wie Batterien mit Ausnahme der Tatsache, dass, dass alle aktiven Materialien sind nicht ein integraler Bestandteil der Vorrichtung (wie in einer Batterie). In Brennstoffzellen werden aktive Materialien von einer externen Quelle in Batterien eingespeist. Die Brennstoffzelle unterscheidet sich von einer Batterie dadurch, dass sie die Fähigkeit besitzt, elektrische Energie zu erzeugen, solange den Elektroden aktive Materialien zugeführt werden, aber ohne solche Materialien nicht mehr arbeiten., Eine bekannte Anwendung von Brennstoffzellen wurde in kryogenen Brennstoffen in Raumfahrzeugen eingesetzt. Die Verwendung der Brennstoffzellentechnologie für terrestrische Anwendungen hat sich nur langsam entwickelt, obwohl die jüngsten Fortschritte ein wiederbelebtes Interesse an einer Vielzahl von Systemen mit Anwendungen wie Versorgungsleistung, Lastnivellierung, Generatoren vor Ort und Elektrofahrzeugen geweckt haben.
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