Classificazione di celle o batterie

Le batterie elettrochimiche sono classificate in 4 grandi categorie.

Una cella primaria o una batteria sono uno che non può essere facilmente ricaricata dopo un uso, e vengono scartati dopo la scarica. La maggior parte delle cellule primarie utilizza elettroliti contenuti all’interno di materiale assorbente o di un separatore (cioè senza elettrolita libero o liquido) e vengono quindi definite cellule secche.,

Una cella secondaria o batteria è quella che può essere ricaricata elettricamente dopo l’uso alla loro condizione di pre-scarica originale, facendo passare la corrente attraverso il circuito nella direzione opposta alla corrente durante la scarica. Il seguente grafico evidenzia il processo di ricarica.

Le batterie secondarie rientrano in due sottocategorie a seconda delle applicazioni previste.,

  • Celle che vengono utilizzate come dispositivi di accumulo di energia, fornendo energia su richiesta. Tali celle sono tipicamente collegate a fonti di alimentazione primarie in modo da essere completamente caricate su richiesta. Esempi di questo tipo di celle secondarie includono fonti di alimentazione di emergenza no-fail e standby, sistemi di aeromobili e sistemi di accumulo di energia stazionaria per il livellamento del carico.,

  • Celle che sono essenzialmente utilizzate come celle primarie, ma vengono ricaricate dopo l’uso piuttosto che essere scartate. Esempi di questi tipi di celle secondarie includono principalmente elettronica di consumo portatile e veicoli elettrici.

Primaria vs secondaria – Un confronto

La seguente tabella riassume i pro ei contro delle batterie primarie e secondarie.,

Primaria Secondario

Abbassare il costo iniziale.

Maggiore costo del ciclo di vita ($/kWh).

Usa e getta.

Usa e getta.

Sostituzione prontamente disponibile.

Tipicamente più leggero e più piccolo; quindi tradizionalmente più adatto per applicazioni portatili.

Servizio più lungo per carica e buona ritenzione della carica.

Non ideale per carichi pesanti / alte prestazioni di scarico.,

Non ideale per il livellamento del carico, backup di emergenza, batteria ibrida e applicazioni militari ad alto costo.

Tradizionalmente limitato ad applicazioni specifiche.

Maggiore costo iniziale.

Più basso costo del ciclo di vita ($/kWh) se la ricarica in conveniente e poco costoso.

È necessaria una manutenzione regolare.

È necessaria una ricarica periodica.

Le sostituzioni mentre disponibili, non sono prodotte nello stesso numero puro delle batterie primarie. Potrebbe essere necessario preordinare.,

Tradizionalmente meno adatto per applicazioni portatili, anche se i recenti progressi nella tecnologia delle batterie al litio hanno portato allo sviluppo di batterie secondarie più piccole / più leggere.

Rispetto ai sistemi di batterie primarie, le batterie secondarie tradizionali (in particolare le batterie secondarie acquose) presentano una ritenzione di carica inferiore.,

Prestazioni superiori ad alta velocità di scarica a carichi pesanti

Ideale per il livellamento del carico, il backup di emergenza, la batteria ibrida e le applicazioni militari ad alto costo

La versatilità intrinseca complessiva dei sistemi di batterie secondarie consente il suo utilizzo e la continua ricerca per un ampio spettro di applicazioni.

Una terza categoria di batterie è comunemente chiamata cella di riserva., Ciò che differenzia la cella di riserva dalle cellule primarie e secondarie nel fatto che un componente chiave della cella è separato dai componenti rimanenti, fino a poco prima dell’attivazione. Il componente più spesso isolato è l’elettrolito. Questa struttura della batteria è comunemente osservata nelle batterie termiche, per cui l’elettrolito rimane inattivo allo stato solido fino a raggiungere il punto di fusione dell’elettrolito, consentendo la conduzione ionica, attivando così la batteria. Le batterie di riserva eliminano efficacemente la possibilità di autoscarica e riducono al minimo il deterioramento chimico., La maggior parte delle batterie di riserva vengono utilizzate una sola volta e poi scartate. Le batterie di riserva sono utilizzate nei dispositivi di detonazione sensibili alla tempistica, alla temperatura e alla pressione in missili, siluri e altri sistemi d’arma.

Le celle di riserva sono tipicamente classificate nelle seguenti 4 categorie.

  • Batterie attivate dall’acqua.

  • Batterie elettrolitiche attivate.

  • Batterie attivate a gas.

  • Batterie ad attivazione termica.,

La cella a combustibile rappresenta la quarta categoria di batterie. Le celle a combustibile sono simili alle batterie tranne per il fatto che tutti i materiali attivi non sono parte integrante del dispositivo (come in una batteria). Nelle celle a combustibile, i materiali attivi vengono immessi nelle batterie da una fonte esterna. La cella a combustibile differisce da una batteria in quanto possiede la capacità di produrre energia elettrica finché i materiali attivi vengono alimentati agli elettrodi, ma smettono di funzionare in assenza di tali materiali., Un’applicazione ben nota delle celle a combustibile è stata nei combustibili criogenici utilizzati nei veicoli spaziali. L’uso della tecnologia a celle a combustibile per applicazioni terrestri è stato lento a svilupparsi, anche se i recenti progressi hanno generato un interesse rivitalizzato in una varietà di sistemi con applicazioni come l’energia elettrica, il livellamento del carico, i generatori in loco e i veicoli elettrici.

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