Baterii Jauch pentru orice aplicație

Utilizarea bateriilor ca surse de energie în sisteme sau aparate a condus la dezvoltarea de tehnologii diferite de fabricație. Una din cerințele comune aplicațiilor alimentate din baterii este ca, bateria să aibă o durată lungă de viață în condiții de descărcare repetată, aproape deplină. Aplicațiile uzuale ale bateriilor reîncărcabile se confruntă atât cu cerința de descărcare ciclică în profunzime, cât și cu situația ca o baterie să stea descărcată perioade lungi de timp. De exemplu, în bateriile pentru pornirea autovehiculelor sau a altor motoare, bateria debitează un curent mare, scurt timp, apoi stă încărcată complet în așteptarea unei solicitări, pe toată durata vieții. În mod similar, bateriile din sursele de alimentare neîntrerupte sunt ținute la nivel de încărcare completă pentru cea mai mare parte a vieții. Pentru bateriile din electronicele de consum, greutatea sau dimensiunea este adesea cel mai important aspect. Ideea fundamentală de stocare a energiei electrice prin intermediul proceselor chimice este mai veche de 200 de ani. Un singur element, numit și celula de baterie, conține doi electrozi de material conductiv și de obicei un electrolit lichid. Celulele electrochimice sunt utilizate fie individual, fie interconectate formând o baterie. Bateriile non-reîncărcabile se numesc baterii primare. Bateriile reîncărcabile se numesc baterii secundare.

Caracteristicile critice ale bateriei sunt: tensiunea bateriei, capacitatea, regimurile de încărcare / descărcare, eficiența.

Capacitatea bateriei este o măsură a energiei stocate de baterie (exprimată de obicei în Ah – Amperi oră) și este determinată de masa materialului activ conținut în baterie. Capacitatea bateriei reprezintă cantitatea maximă de energie care poate fi extrasă din baterie în anumite condiții specificate.
Capacitatea reală de stocare a energiei bateriei poate varia semnificativ în timp, față de capacitatea “nominală”, deoarece capacitatea bateriei depinde puternic de vârsta bateriei și de istoricul ei de lucru, de regimurile sale de încărcare sau de descărcare și de temperatură.

Energia stocată într-o baterie e măsurată fie în watt-oră (Wh), kilowatt-oră (kWh) sau în amperi (Ah). Cea mai obișnuită măsură a capacității bateriei este Ah, definită ca numărul de ore în care o baterie poate furniza un curent mediu de descărcare la tensiunea nominală a bateriei. Unitatea Ah e folosită în mod obișnuit atunci când lucrați cu sisteme de baterii, deoarece tensiunea bateriei se modifică în timpul ciclului de încărcare sau de descărcare. Energia în Wh poate fi aproximată prin înmulțirea capacității Ah cu tensiunea nominală a bateriei.
O abordare mai precisă ia în considerare variația tensiunii prin integrarea capacității pe durata ciclului de încărcare Ah × V (t). De exemplu, o baterie de 12 volți și capacitate maximă de 500 Ah permite livrarea a 20% din energia ei, aproximativ 100 Ah × 12 V = 1.200 Wh sau 1.2 KWh. Datorită impactului mare al ratelor de încărcare sau al temperaturilor, pentru o analiză practică, furnizorii de baterii dau informații suplimentare despre variația capacității bateriei.

Ratele de încărcare / descărcare afectează capacitatea nominală a bateriei. Dacă bateria este des­căr­cată foarte rapid (adică, curentul de descărcare este ridicat), atunci cantitatea de energie ce poate fi extrasă din baterie este redusă și capacitatea bateriei este mai mică. Acest lucru se datorează faptului că toate componentele necesare reacției chimice nu au suficient timp pentru a se modifica reversibil. În mod alternativ, dacă bateria este descărcată cu o rată foarte lentă, utilizând un curent scăzut, mai multă energie poate fi extrasă din baterie și capacitatea bateriei este mai mare. Prin urmare, capacitatea bateriei ar trebui să includă rata de încărcare / descărcare. O modalitate obișnuită de exprimare a capacității bateriei este de a menționa capacitatea bateriei în funcție de timpul necesar pentru descărcarea completă a bateriei (rețineți că, în practică, bateria sau acumulatorul nu pot fi complet descărcate).
Se vor respecta caracteristicile date de fabricant pentru încărcare, respectiv descărcare (tensiune, curentul standard, temperatura de operare) specifice tipului de baterie.

Auto-descărcarea afectează toate bateriile. Auto-descărcarea nu reprezintă un defect de fabricație, ci o caracteristică a bateriei. Deși depinde de tehnologia de fabricare, chiar manipularea necorespun­zătoare poate spori problema. Auto-descărcarea este permanentă și nu poate fi inversată.

Temperatura bateriei la operare va afecta și energia care poate fi extrasă din ea. La temperaturi mai mari, capacitatea bateriei este în mod obișnuit mai mare decât la temperaturi mai scăzute.
Cu toate acestea, creșterea intenționată a temperaturii bateriei nu este o metodă eficientă de creștere a capacității bateriei, deoarece se reduce și durata de viață a bateriei. Gama temperaturii de depozi­tare (max. 3 luni, cu bateria încărcată inițial) poate fi mai largă decât cea de lucru.

Vârsta și istoricul bateriei au un impact major asupra capacității unei baterii. Chiar dacă se respectă specificațiile producătorului privind adâncimea descărcării (DoD – Depth of Discharge) capacitatea bateriei va rămâne la, sau aproape de, capacitatea nominală pentru un număr limitat de cicluri de încărcare / descărcare. Istoricul bateriei are un impact suplimentar asupra capacității, dat fiind faptul că, dacă bateria a fost descărcată sub DoD maxim, capacitatea bateriei poate fi redusă prematur, iar numărul nominal de cicluri de încărcare / descărcare poate să nu fie disponibil.

Exemplu: O baterie Litiu-ion are speranța de viață legată de nivelurile curenților încărcare / descărcare. Astfel, pentru curenții de 0.5C/0.5C @ 21 ±2°C, speranța de viață este de 300 cicluri la descărcare până la 70% din capacitatea C.

Vezi informații ce nu trebuie ignorate: https://batteryuniversity.com ; https://pveducation.org/pvcdrom/battery-characteristics/battery-capacity

Jauch oferă încă din anul 1974 baterii individuale pentru aplicațiile ce folosesc o sursă de alimentare mobilă și fiabilă. Expertiza Jauch în domeniul bateriilor îl face un partener popular de dezvoltare a aplicațiilor. Se oferă și pachete de acumulatori, personalizate, sisteme de baterii reîncărcabile și o mare varietate de baterii care sunt disponibile din stoc. Bateriile Jauch sunt protejate ESD și sunt certificate de experți. Linia de asamblare a bateriilor moderne pentru soluții de baterii cu cerințe tehnice ridicate asigură producerea de baterii individuale pentru aparate medicale, de uz casnic și de grădină, telefoane mobile, transport mobil și sectorul automobilelor.

Toate bateriile Jauch dintr-o privire ( www.jauch.com/en-INT/products/battery_technology/getPrm/batteries ):
• Baterii Litiu-ion (Lithium Ion Batteries)
• Baterii Litiu-Polimer (Lithium Polymer Batteries)
• Baterii Litiu-Fier Fosfat (Lithium Iron Phosphate Batteries)
• Baterii NiMH (NiMH Batteries)
• Celule de Litiu tip buton (Lithium Button Cells)
• Baterii de Litiu cilindrice (Cylindrical Lithium Batteries)
• Baterii de Litiu-Clorură de Tionil (Lithium Thionyl Chloride Batteries)
• Suporturi pentru baterii (Battery Holders)
• Bateriile Plumb-acid (VRLA) (Lead Acid Batteries)
• Baterii alcaline (Alkaline Batteries)
• Baterii pentru aparate auditive (Hearing Aid Batteries)
• Baterii de ceas (Watch Batteries)

Baterii Litiu-ion (Lithium Ion Batteries)
Tensiune nominală: 3.7V.
Capacitate nominală: 130mAh … 20Ah.

Bateria Li-ion reîncărcabilă, cilindrică. Un termistor PTC cu formă de inel în capacul de etan­șare are funcție de siguranță la curent și siguranță termică.
Atunci când curentul crește anormal, PTC se auto-încălzește și crește rezistența acestuia, limitând curentul, fie la încărcare, fie la descărcare. O supapă elibează gazul când crește presiunea în celulă la creșterea temperaturii. Supapa acționează și ca întrerupător al curentului prin celulă.

Amănunte: www.powerelectronics.com/power-management/lithium-ion-overcomes-limitations

www.digikey.com/eewiki/display/Motley/Simple+Undervoltage+and+Overcurrent+Protection+for+Lithium-Ion+and+Lithium+Polymer+Batteries

Jauch Baterie Li-ion. Sistemul de management al bateriei (BMS) este integrat în baterie. Conține un bloc de protecție (la supratensiune, supracurent, supra­tempe­ratură și subtensiune) și un bloc de monitori­zare a încărcării / descărcării. BMS asigură funcționarea sigură și o viață lungă a bateriei.

Descriere
Prima baterie reîncărcabilă cu litiu a fost lansată pe piață în anul 1991 de firma Sony, pentru o cameră video. Deși la început, numai în aceste dispozitive portabile cu cerințe înalte de energie s-au folosit bateriile litiu-ion, astăzi pot fi găsite într-un număr uriaș de aplicații. Pe lângă telefoane mobile, laptopuri, tablete sau camere de luat vederi, aceste tipuri de baterii pot fi găsite în aspiratoare, unelte, vehicule, aplicații de stocare date și dispozitive mari de stocare a energiei din celulele solare. Datorită eficienței lor înalte, ele sunt utilizate în tot mai multe aplicații noi, care anterior nu puteau fi operate de baterii. Ionul de Litiu (Li +), ceea ce le-a dat numele acestor baterii, se poate mișca liber prin electrolitul dintre cei doi electrozi ai bateriei. Celulele litiu-ion sunt caracterizate de o densitate mare de energie. Ciclurile de viață ajung adesea la câțiva ani. Totuși, durata de viață depinde în mare măsură de condițiile de utilizare și depozitare. Celulele litiu-ion sunt în mod special afectate negativ de supraîncărcare. Prin urmare, bateriile litiu-ion sunt prevăzute cu un circuit de protecție care protejează acumulatorul de supraîncărcare. Trebuie utilizate numai încărcătoare compatibile. Litiul are două avantaje pentru utilizarea în baterii. Litiul posedă cel mai mare potențial negativ de tensiune și este, de asemenea, cel mai ușor element în formă solidă.
Informații tehnice
O baterie de litiu-ion sau o baterie Li-ion (abreviată ca LIB) este un tip de baterie reîncăr­cabilă, în care ionii de litiu se deplasează de la electrodul negativ (bazat pe grafit) la electrodul pozitiv în timpul descărcării și înapoi în timpul încărcării. Bateriile Li-ion utilizează un compus metalic de litiu ca material de electrod pozitiv, în comparație cu litiul metalic utilizat într-o baterie cu litiu nereîncărcabilă. Compusul metalic de litiu poate fi pe bază de mangan, nichel sau cobalt. Compoziția sa influențează proprietățile bateriilor cu litiu-ion și este diferită în funcție de producător și de clasa de utilizare.
Tensiunea nominală a celulelor litiu-ion depinde de materialul electrodului și este de 3.6 sau 3.7 volți. Tensiunea de încărcare este de obicei de 4.2 volți.
Electrozii sunt separați de o membrană din nanofibre pentru a preveni scurtcircuitarea între electrozi. Separatorul are stabilitate la temperaturi înalte ca să nu se deformeze, e stabil chimic și este permeabil pentru ionii de litiu. Catodul acționează ca un burete. Astfel poate absorbi un număr mare de ioni.
Astăzi, există o gamă largă de celule cilindrice și prismatice. Diferite materiale active sunt folosite în principal pe partea catodică.
În esență, funcția e aceeași. Caracteristicile, cum ar fi tensiunea celulei, sensibilitatea la temperatură, sarcina maximă admisă sau curentul de descărcare variază foarte mult în funcție de modul în care este construită și sunt influențate în mod substanțial de materialul electrodului și de electrolitul utilizat. Din acest motiv specificația subtipului (cum ar fi “bateria Litiu-Fier Fosfat”) este mai informativă decât doar termenul general “acumulator reîncărcabil litiu-ion”.
Capacitatea unei baterii cu ioni de litiu este redusă în timp chiar și fără utilizare, în principal din cauza reacției dintre litiu și electrolit. Rata de descompunere crește cu tensiunea și temperatura celulei. O descărcare adâncă sub 2.0 V poate deteriora bateria permanent. Prin urmare, este recomandabil să depozitați aceste baterii la temperatura camerei și încărcate la 60%, un compromis între îmbătrânirea accelerată și auto-descărcare.
Când este rece, procesele chimice au loc într-un ritm mai lent (inclusiv descompunerea bateriei în timpul îmbătrânirii), iar vâscozitatea electroliților utilizați în celulele litiu crește foarte mult, astfel încât rezistența internă a bateriilor litiu ion crește, iar în condiții reci se reduce puterea utilizabilă. Mai mult, electroliții pot îngheța la temperaturi de aprox. -25°C. Unii producători specifică o gamă de lucru de 0 – 40°C. Dar, 18-25°C este optim. Până la 10°C, capacitatea sa poate scădea atât de mult din cauza rezistenței interne crescute, încât nu va fi suficient să folosiți o cameră video sau o cameră digitală.

Jauch Baterie LP. Curentul de încărcare: standard 0.2C, maxim 0.5C @ 4.2V. Speranța de viață: pentru 0.2C/0.2C @21 ±2°C este 500 cicluri ~ 80% din capacitatea C.

Baterii Litiu-Polimer (Lithium Polymer Batteries)
Tensiune nominală: 3.7V.
Capacitate nominală: 6 mAh … 20 Ah.

Descriere
Funcționează la fel ca bateriile cu litiu-ion. De aceea, orice lucru despre bateriile cu polimer litiu se aplică și bateriilor cu litiu-ion. Un avantaj este numărul aproape nelimitat de dimensiuni, deoarece nu sunt necesare carcase de oțel. O folie de aluminiu acoperită cu plastic este utilizată în locul unei astfel de carcase. Prin urmare, pot fi fabricate celule foarte subțiri, fiind numite celule moi sau pungi.
Celulele polimer de litiu sunt, de asemenea, un pic mai ușoare. În plus, varietatea de mărimi diferite prezintă o mai mare libertate în proiectarea produsului final. Dimensiunile personalizate sunt disponibile la volume relativ mici de producție, astfel încât spațiul existent pentru baterie să poată fi utilizat optim.
Dezavantajul este o sensibilitate mai mare la acțiune mecanică asupra bateriei datorită lipsei unei carcase solide. Acest lucru trebuie respectat cu strictețe în utilizarea bateriei, deoarece deteriorarea mecanică trebuie evitată cu orice preț. Celulele polimer de litiu sunt, de asemenea, afectate negativ de supraîncărcare. Prin urmare, bateriile cu litiu polimer sunt prevăzute cu un circuit de protecție care le protejează de supraîncărcare. Aceste baterii trebuie încărcate numai cu încărcătoare specificate pentru chimia bateriei.

Informații tehnice
La fel ca celulele cu ioni de litiu, celulele litiu polimerice constau dintr-un electrod de grafit (negativ) și un electrod de oxid de litiu (pozitiv). Oxidul de litiu poate fi cu mangan, nichel sau cobalt. Compoziția sa influențează proprietățile bateriilor reîncărcabile litiu și este diferită în funcție de producător și calitate. Tensiunea nominală a celu­lelor litiu-ion depinde de materialul electrodului și este de 3.6 sau 3.7 volți. Tensiunea de încărcare este de obicei de 4.2 volți. Electrozii sunt izolați cu ajutorul unui separator pentru a preveni scurtcircui­tarea între electrozii. Există o gamă largă disponibilă acum, dar mai ales celulele prismatice.
Unii producători specifică o gamă de lucru de 0 – 40°C. Gama 18 – 25°C este ideală.
Datorită carcasei moi, există o variație a grosimii în ciclurile de lucru (umflare), care trebuie planificată ca parte a designului carcasei.
Speranța de viață pentru 0.5C / 0.5C @ 21 ± 2°C: 300 cicluri ~ 80% din capacitate.

Baterii Litiu-Fier Fosfat (Lithium Iron Phosphate Batteries)
Tensiune nominală: 3.3V.
Capacitate nominală: 1100mAh … 20Ah.

Descriere
Bateriile Litiu-Fier Fosfat sunt un tip de baterie litiu-ion cu o tensiune a celulei de 3.2V sau 3.3V. Litiu-Fier Fosfat (LiFePO4) este folosit ca material catodic în locul oxidului de litiu cobalt convențional (LiCoO2). Anodul este realizat din grafit sau carbon dur cu litiu intercalat. LiFePO4 a fost utilizat pentru prima dată în 1997 ca material catodic pentru bateriile cu ioni de litiu. Acesta înlocuiește catodul litiu cobalt utilizat în mod obișnuit. Principalele motive pentru a le folosi ca înlocuitori sunt perfor­manțele de mediu îmbunătățite și fiabilitatea sporită. Principalele aplicații ale acestei tehnologii includ echipamente cu mobilitate militară, mobilitate elec­trică, stocarea energiei și dispozitivele mobile, cu accent pe siguranță, cum ar fi tehnologia medicală.

Informații tehnice
Tensiunea terminală de încărcare este în general de la 3.6 până la 3.65 Volți, tensiunea de descărcare fiind între 2.8 și 2.5 Volți. Stabilitatea înaltă a ciclului acestui sistem este deosebit de avantajoasă, depășind în mod semnificativ numărul de cicluri ale bateriilor litiu-ion convenționale cu 1000 până la 2000 de cicluri. În plus, sunt posibile încărcări și curenți de descărcare foarte mari. Spre deosebire de celulele litiu ionice tradiționale cu oxid de litiu cobalt (LiCoO2), nu se va elibera oxigen în caz de forțare. Pentru alte tipuri de baterii litiu-ion acest lucru poate cauza degradarea termică, ceea ce poate duce la arderea celulei în condiții nefavorabile. Situații de acest fel sunt mai puțin probabile cu baterii de litiu fosfat de fier. Un dezavantaj, pe de altă parte, este tensiunea mai mică și densitatea energetică mai mică, având ca rezultat pachete mai mari de baterii.

Baterii NiMH
Tensiune nominală: 1.2V.
Capacitate nominală: 15mAh … 14Ah.

Descriere
Bateriile NiMH (hidrură de nichel) sunt utilizate pe scară largă în tipurile obișnuite de baterii standard. Prin urmare, pot înlocui, în general, bateriile alcaline convenționale în dispozitivele de uz casnic ca alternativă reîncărcabilă. În ciuda tensiunii ușor mai mici, acumulatorul NiMH poate realiza timpi de funcționare mai mari, în special la sarcini mari, deoarece tensiunea rămâne foarte stabilă. Aplicațiile tipice sunt, de obicei, dispozitivele de mare putere, cum ar fi camerele digitale, jucăriile și, desigur, telefoanele fără fir.
Celălalt sistem reîncărcabil de baterii cu nichel-cadmiu (NiCd) poate fi înlocuit cu NiMH. Avantajele asupra bateriilor nichel-cadmiu care nu mai sunt disponibile în comerț, sunt lipsa cadmiului toxic, o densitate energetică mai mare și efectul de memorie inexistent. Dezavantajele sunt toleranța la supra­încărcare mai mică, o rezistență internă mai mare și un interval de temperatură de lucru mai mic.

Informații tehnice
Celulele hidrură de nichel sunt celule reîncărcabile cu o tensiune nominală de 1.2V. Celulele / bateriile sunt compatibile cu sistemele și tensiunile cu bateriile NiCd. Acestea sunt robuste într-o anumită măsură, capabile de descărcare adâncă, excesive, au o durată lungă de depozitare chiar și în stare descărcată, o durată de viață bună, performanță bună și o energie specifică foarte mare. Dar, pentru anumite aplicații, sunt necesare celule speciale, în ciuda tehnologiei litiu-ion – superioară – în cea mai mare măsură.
O problemă cu bateriile convenționale NiMH este auto-descărcarea 5 … 10% în prima zi, care se stabi­lizează apoi la 0.5 … 1% pe zi la temperatura camerei. Această rată ridicată de auto-descărcare împiedică utilizarea unor astfel de baterii în dispozitive în care este de dorit o durată de viață a bateriilor de câteva luni sau ani, cum ar fi în ceasuri, telecomenzi sau chiar dispozitive legate de siguranță, cum ar fi detectoarele de incendiu sau lanternele pentru utilizarea în regim de urgență. Temperatura ambientală influ­ențează puternic nivelul de descărcare. Temperaturile ambientale mai scăzute dau o rată de auto -descărcare mai scăzută, iar temperaturile ambientale mai ridicate dau o rată de auto-descărcare mai mare. În mod similar, capacitatea are un efect asupra ratei de auto-descărcare: celulele cu capacitate mare (> 2200 mAh, cu dimensiune AA) au cea mai mare rată de auto-descărcare.

Celule cu Litiu tip buton (disc)
Tensiune nominală: 3.0V.
Capacitate nominală: 30mAh … 1100mAh.

Descriere
Bateriile cu litiu sunt disponibile în mai multe versiuni diferite, care diferă în ceea ce privește catodul, electrolitul și separatorul. Ele sunt disponibile în diferite modele și dimensiuni pentru a se potrivi unei game largi de aplicații. Datorită tensiunii lor ridicate de 3 volți, a capacității mari, a temperaturii largi și a duratei de depozitare prelungite (datorită auto-descărcării scăzute), acestea au o gamă largă de aplicații. Principalele domenii ale aplicațiilor sunt cheile auto, ceasurile, echipamentele medicale, jucăriile, lanternele cu LED-uri și, desigur, orice formă de memorie de rezervă. Există o varietate de dimensiuni. Celulele sunt utilizate fie într-un suport pentru baterii, fie în bolțuri care sunt sudate la celulă.

Informații tehnice
Litiul este un material ideal de electrod (negativ), deoarece are cel mai scăzut potențial dintre toate elementele chimice și, prin urmare, cea mai mare tensiune posibilă a celulei. Celulele cu litiu și dioxid de mangan (LiMnO₂) cu tensiune de 3 volți sunt utilizate pe scară largă. Acest tip este utilizat în principal în dispozitivele electronice mici și ca baterie de rezervă pentru plăcile de bază.
Avantajul asupra bateriilor cu litiu și catod lichid (LiSO₂, LiSOCl₂, LiSO₂Cl₂) este pasivizarea inferioară a anodului, care ajută la evitarea scăde­rilor de tensiune la începutul sarcinii (întârziere de tensiune).
Celulele cu litiu și fluorură de carbon mono (Li(CF)n), cu tensiune de 3 volți, sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă. Beneficiile includ o mai mare durabilitate și un interval extins de temperatură cu o auto-descărcare inferioară. Un dezavantaj este nivelul mai scăzut al curentului, ceea ce înseamnă că aceste celule sunt utilizate în principal în domeniul memoriei de rezervă.

Baterii cu Litiu Cilindrice
Tensiune nominală: 1.5V … 9V.
Capacitate nominală: 160mAh … 10Ah.

Descriere
Bateriile cu litiu sunt disponibile în mai multe versiuni, care diferă în ceea ce privește catodul, electrolitul și separatorul utilizat. Acestea sunt disponibile în diferite modele și dimensiuni pentru a se potrivi unei game largi de aplicații. Datorită tensiunii ridicate, de 3 volți, capacității lor mari, gamei largi de temperaturi, duratei lungi de depozitare și auto-descărcării scăzute, au o gamă extinsă de aplicații. Domeniile principale de aplicații sunt aparatele de fotografiat, dispozitivele medicale, jucăriile, lanternele LED și, desigur, orice formă de memorie de rezervă.

Baterii cu Litiu-Clorură de Tionil
Tensiune nominală: 3.6V.
Capacitate nominală: 6mAh … 30Ah.

Descriere
Pentru dispozitivele electronice moderne este o sursă sigură de energie cu o tensiune ridicată a celulei și o densitate de energie pentru o fiabilitate maximă, chiar și la consumul ridicat de energie și în condiții extreme de temperatură.
Aplicațiile tipice sunt alimentarea off-grid a electronicii în aplicații militare și industriale, tehnologii de securitate și contoare de utilități. Sunt disponibile ca baterii de mare putere, într-o gamă largă de dimensiuni (celule rotunde și celule prismatice).

Informații tehnice
Bateria de litiu clorură de tionil (Li – SOCl₂) este o baterie de litiu non-reîncărcabilă cu litiu ca anod și un electrod catod de grafit, în care clorura de tionil este redusă catodic și servește atât ca solvent, cât și ca electrolit. Tensiunea nominală a unei astfel de celule este de aproximativ 3.6V, care rămâne aproa­pe constantă în timpul perioadei de descărcare. Densitatea maximă de energie a tuturor bateriilor primare de până la 650Wh/kg este remarcabilă.
O durată de depozitare deosebit de îndelungată și o durată de funcționare este realizată de carcasa etanșă, ermetică, utilizând de exemplu o încapsulare de sticlă.
Variante constructive de celule: cilindrice (tip bobină), cilindrice (tip spirală), wafer, prismatice, de temperatură înaltă.

Baterii Plumb-acid (VRLA)
Tensiune nominală: 2 … 12V.
Capacitate nominală: 15mAh … 14Ah.

Descriere
Bateriile Plumb-acid sunt cel mai frecvent utilizate ca baterii de pornire pentru autovehicule. În plus, există o mare varietate de aplicații, cum ar fi sistemele UPS, submarinele, depozitele de energie electrică pentru rețelele solare, scaunele cu rotile electrice și stivuitoarele.

Fiabilitatea, disponibilitatea și rentabilitatea datorate costurilor reduse sunt factori importanți în utilizarea lor. Cu toate acestea, eficiența costurilor bateriilor cu plumb acid este din ce în ce mai mult pusă la îndoiată din cauza scăderii costurilor pentru alte sisteme de baterii, mai ales că acum sunt disponibile baterii robuste de litiu-fosfat de fier. Spre deosebire de bateriile cu litiu, bateriile cu plumb au însă avantajul de a nu necesita un sistem de gestionare a bateriilor pentru a monitoriza celulele bateriei. De aceea, sistemele de stocare cu baterii cu plumb pot fi (totuși) oferite la un preț mai ieftin decât sistemele cu baterii de litiu reîncărcabile. VRLA înseamnă “Valve Regulated Lead Acid”. Bateriile VRLA au o supapă de presiune care se va activa atunci când în baterie începe să apară hidrogen gaz, în general ca urmare a supraîncărcării. Activarea supapei permite evacuarea unora dintre gaze dar și electrolit, redu­când astfel capacitatea totală a bateriei. Celulele dreptunghiulare pot avea supape stabilite pentru a funcționa la un nivel de 1 sau 2 psi; Bateriile conțin gel și un material absorbant din sticlă și pot fi montate în orice poziție. Nu au nevoie de întreținere.

Informații tehnice
Tensiunea nominală a unei celule este de 2V. Totuși, tensiunea variază în funcție de starea de încărcare și de curentul de încărcare sau de descărcare între circa 1.75 și 2.4V. Bateriile Plumb-acid nu ar trebui să fie complet descărcate (tensiuni celulare sub 1.8V) fiindcă le poate face inutilizabile.
Bateriile utilizate frecvent au o tensiune de 6V și 12V. În consecință, într-o baterie sunt conectate mai multe celule. Un acumulator Plumb-acid constă dintr-o car­casă rezistentă la acid și două plăci de plumb sau grupuri de plăci, dintre care unul servește drept electrod pozitiv, iar celălalt ca electrod polarizat nega­tiv și o umplere de 37% cu acid (H₂SO₄) ca electrolit.
În versiunea comercială, plăcile electrodice sunt îmbinate strâns una lângă cealaltă, iar separatoarele sunt situate între ele, realizate, de exemplu, din clorură de polivinil (PVC) perforată, care împiedică un contact direct între ele (scurtcircuit). Conectorii și plăcile de conectare sunt realizate, de exemplu, din plumb metalic în bateriile de pornire. În stare descărcată sau neutră, un strat de sulfat de plumb (PbSO4) se depune pe două grupuri de electrozi. În starea încărcată, electrozii pozitivi constau din oxid de plumb (PbO2), iar electrozii polului negativ din plumbul fin poros (plumb spongios). Bateriile Plumb-acid pot ajunge la o durată de viață destul de ridicată, de câțiva ani.
Jauch oferă pentru aplicații uzuale baterii Plumb-acid în gamele 6V (1Ah … 10Ah) și 12V (1.2Ah … 100Ah).

De reținut!
Termenii anod și catod nu sunt definiți de polaritatea de tensiune a electrozilor, ci de direcția curentului prin electrod. Anodul e un electrod din care curentul convențional (încărcare pozitivă) curge spre consumatorul extern, în timp ce, catodul e un electrod prin care curentul convențional iese din consumator și revine în baterie. Dacă curentul prin electrozi inversează direcția, așa cum se întâmplă de exemplu într-o baterie reîncărcabilă atunci când e legată la un încărcător, denumirea electrozilor anod și catod este inversată. O baterie reîncărcabilă în perioada de încărcare consumă energie, deci anodul este electrodul pozitiv. Când bateria reîncărcabilă alimentează un circuit, anodul e electrodul negativ. Deci, la o baterie reîncărcabilă, polaritatea bornelor se inversează în funcție de regimul de lucru. Semnele plus și minus marcate se referă la regimul în care bateria reîncărcabilă alimentează circuitul exterior.

Celule primare. O celulă primară este un tip special de celulă electrochimică în care reacția nu poate fi inversată, iar identitatea anodului și catodului sunt, prin urmare, fixe. Anodul este întotdeauna electrodul negativ. Celula poate fi descărcată, dar nu poate fi reîncărcată.

Celule secundare. O baterie reîncărcabilă, este o celulă în care reacțiile chimice sunt reversibile. Atunci când celula este în curs de încărcare, anodul devine electrod pozitiv (+) (nu ca la primare, negativ), iar catodul electrod negativ (-). Acesta este și cazul într-o celulă electrolitică. Când bateria se descarcă, se comportă ca o celulă primară, cu anodul ca electrod negativ și catodul ca electrod pozitiv.

Constantin Savu
Director General
Ecas Electro

ECAS Electro (www.ecas.ro) este distribuitor autorizat al produselor Jauch.

Detalii tehnice:
Ing. Emil Floroiu emil@floroiu.ro

ECAS Electro | www.ecas.ro | birou.vanzari@ecas.ro