Batteriteknik för nödbelysning

Den utbredda konsensusen är att elektricitet, som har använts sedan ungefär mitten av artonhundratalet trots att den hittats mycket tidigare, är en av de största upptäckterna som har haft en betydande positiv inverkan på världens befolkning.

Batterier är vanliga i den meningen att de används överallt och driver ett brett utbud av enheter, från små enheter som datorer och mobiltelefoner upp till större som fordon och skåpbilar.

Medan alla hänvisar till en kemisk enhet med två eller flera celler som ett "batteri", är den korrekta termen faktiskt en "cell", eftersom ordet "batteri" har militära konnotationer och hänvisar till vapen som arbetar tillsammans. Denna kemiska enhet har förmågan att lagra kemisk energi, som omvandlas till likström. Mångfalden av batterier på marknaden idag är nästan obegränsad, allt från små primärbatterier som används i klockor till enorma sekundära batterier med en megawattkapacitet som används som energilagring för att driva städer vid behov.

Det finns i princip två olika typer av batterier, och dessa kan kategoriseras som antingen ett primärt batteri, vilket betyder att det inte är uppladdningsbart och anses vara en "använd det och släng det" (men återanvänt, naturligtvis) typ produkt, eller är ett sekundärt batteri, vilket innebär att det är uppladdningsbart och delas in i två driftsområden. Batterier av denna typ används för elektrisk utrustning, såsom klockor, klockor och barnleksaker. För det första finns det batterier som kan användas för att ladda och ladda ur enheter som mobiltelefoner eller bärbara datorer, eller för det andra finns det batterier som kan laddas och sedan ge ström när det behövs, till exempel i elbilar. Med denna andra typ, som används för nödbelysning, är batteriet ständigt laddat och redo att ge elektricitet i händelse av att byggnadens elsystem skulle sluta fungera genom att ladda ur den nödvändiga mängden energi.

För primärbatterier används ofta en mängd olika kemikalier, med Alkaline, Zink/Carbon och på senare tid litium. Dessa kemikalier är kända som "torra celler" eftersom de inte behöver en våt pastaelektrolyt för att tillåta ström att flyta. När tekniken för blysyraceller först utvecklades för sekundära batterier var alla andra batterier av det primära slaget. Blybatterier, även kända som SLI-batterier (start/ljus/tändning)-batterier, kallas "våta celler" eftersom de innehåller en flytande elektrolyt. De finns i en mängd olika storlekar, allt från den minsta 1Ah upp till 12,000Ah. Den här tekniken har använts för att lagra energi centralt i byggnader vid en mängd olika spänningar, vilket ger ström för att driva centrala batterisystem vid behov för nödljus.

I takt med att batteritekniken utvecklades, introducerades nickel-kadmium-batterier, följt av nickelmetallhydridbatterier och, ännu på senare tid, litiumjonbatterier, som nu har tagit över som standard. Spänningen som battericeller normalt producerar sträcker sig från mycket låg spänning till cirka 3–4 volt, med högre spänningar och större strömförsörjning som uppnås genom installation av ytterligare celler. De kollektiva cellerna som produceras av cellerna placerade i en parallellkrets ger mer ström, medan de kollektiva cellerna som produceras av cellerna i en seriekrets producerar mer spänning, vilket ger en lösning för både högre ström och ökad spänning.

NI-Cd (Ni-Cad)=NICKEL KADMIUM Detta är en av de tidigaste batteriteknologierna, och fördelarna med dessa batterityper inkluderar dess utmärkta tillförlitlighet, förmåga att motstå höga urladdningshastigheter vid en mängd olika temperaturer och utökade hållbarhet och drifttid. Dessa batterier producerar en spänning på cirka 1,2 volt med hjälp av en katod av nickeloxid (NiOOH) och en anod av metallen kadmium (Cd). Den största nackdelen med partiell urladdning följt av laddning är att batteriet kommer att förlora sitt "minne", vilket minskar dess maximala laddningskapacitet över tiden. Dessutom kan de skadas av överladdning. Fördelen med dessa Ni-Cd-batterier är att de har förmågan att utföra höghastighetsladdning och urladdning samt arbeta inom ett brett temperaturområde.

Ni-MH, eller nickelmetallhydrid, är en relativt ny teknik som använder sig av nickeloxid (NiOOH) och en metallegering. Under laddningsprocessen lagras väte för att producera metallhydrid, som sedan frigörs vid utsläpp. Denna teknik har en förväntad livslängd på 3000 cykler. Ändå har den bara cirka 60 procent av kapaciteten hos en litiumjoncell av samma storlek. En nickelmetallhydridcell kan ha två till tre gånger så stor kapacitet som ett nickel-kadmiumbatteri av motsvarande storlek. Till skillnad från några av de mer föråldrade batteriteknologierna sägs de vara ekologiskt godartade eftersom de inte innehåller kadmium, kvicksilver eller bly.

LI-ION - litiumjon Det första att notera är att det finns två typer av batterier: litium och litiumjon. Det förra är ett huvudbatteri för engångsanvändning, medan det senare är ett sekundärt batteri som kan laddas. Under de senaste åren har branschen sett en revolution tack vare framväxten av Litium-Ion-tekniken på 1970-talet, som nu används i ett brett utbud av enheter, från mobiltelefoner och bärbara datorer till alla former av transporter. Katoden, som definierar ett litiumjonbatteris kapacitet, anoden, som gör att ström kan flyta, elektrolyten, som består av salter, lösningsmedel och tillsatser, och sist separatorn, som fungerar som en barriär för att hålla kontakterna isär. Under urladdningsprocessen flödar litiumjoner från det negativa till det positiva och sedan tillbaka igen medan batteriet laddas. Den har en livslängd på 500–1,000 cykler eftersom arbete under förhållanden med högre temperaturer kan göra att driften blir instabil.