23 лет персонализации аккумуляторов
May 19, 2021 Вид страницы：784
Никель-водородная батарея (NiH2 или Ni-H2) представляет собой источник электрохимической силы с батарейным питанием.
Этот аккумулятор основан на никеле и водороде. Никель-водородный аккумулятор запатентовал Александр Ильич Клосд, а Борис проиграл Левичу Центру в Соединенных Штатах Америки. Основное преимущество этой батареи - она не требует обслуживания. Никель-водородные батареи используют 26% гидроксид калия (КОН) в качестве электролита.
В этой батарее положительный электрод состоит из сухой спеченной пористой никелевой пластины, содержащей гидроксид никеля. Отрицательный водородный вывод использует темный импульс платины, усиленный тефлоном, при штабелировании 7 мг / см2, а сепаратор выполнен из плетеного циркониевого материала. Важнейшей характеристикой никель-водородной батареи является ее долгий срок службы. Он отличается от никель-металлогидридной батареи тем, что использует парообразный водород, отложенный в упакованном элементе под давлением до 1200 фунтов на квадратный дюйм (82,7 бар).
Он также устойчив к неправильному обращению, как и батареи NiFe. Никель-водородные батареи показали срок службы 15 и более лет при глубине разряда 80%. Его удельная энергия составляет 75 Втч / кг. В то же время плотность энергии составляет лишь около одной трети от плотности литиевой батареи. Ячейка обрабатывает более 20 000 паттернов обвинения в 85% энергетической производительности и 100% фарадеевском мастерстве.
Разработка никель-водородных батарей была начата лабораториями COMSAT в 1970 году. После первоначального подтверждения жизнеспособности никель-водородных батарей ИНТЕЛСАТ финансировал лаборатории COMSAT для дальнейшей разработки элементов. В 1975 году они создали ячейку на 50 Ач, что привело к разработке никель-водородной ячейки на 35 Ач для использования на космическом корабле навигационных технологий ВМС США.
Он легкий по сравнению с никель-железной батареей и имеет высокую гравиметрическую плотность, но низкую объемную плотность энергии из-за газообразного водорода. Это дорого, и по этой причине имеет ограниченное применение.
Поскольку водород остается в газовой фазе внутри элемента, когда элемент заряжается, газ должен выдерживать очень высокое давление, вплоть до семи, умноженного на десять, до 6 паскалей (70 бар). И в связи с этим никель-водородные батареи должны быть герметичными.
Батареи NiH2 обладают свойствами, которые делают их пригодными для аккумулирования электроэнергии в спутниках и космических испытаниях. Например, МКС, Mercury Messenger, Mars Odyssey и Mars Global Surveyor оснащены никель-водородными батареями.
Зарядка никель-водородных аккумуляторов
Интересно отметить, что эффективность зарядки никелевых аккумуляторов всех форм составляет от 100% до примерно 70% от общего заряда. Это означает, что сначала происходит небольшое повышение температуры, но позже, когда уровень заряда повышается, эффективность падает, и выделяется тепло, которое снижает температуру элемента. Никель-водородные батареи могут быть глубоко разряжены и допускают различные способы зарядки.
Их характеристики зарядки в целом аналогичны характеристикам герметичных никель-кадмиевых батарей. Их можно легко зарядить методом I заряда. На первом этапе никель-водородные батареи могут принимать от 60 до 80% заряда в течение 15 минут. В этот момент после достижения первичного краевого напряжения ток уменьшается, и заряд продолжается до следующего предела напряжения. Эти батареи имеют высокую скорость саморазряда.
Цена никель-водородных аккумуляторов
Перезаряжаемые батареи предлагают большие возможности для выбора недорогих, емких и высоконадежных систем для крупномасштабного хранения энергии. В никель-водородных батареях используется катод из гидроксида никеля и недорогой электрокатализатор для анода.
Но все же эти батареи дороги и используются в ограниченном количестве. Ориентировочная стоимость никель-водородной батареи, основанная на активных материалах, достигает примерно 83 долларов за киловатт-час, демонстрируя привлекательные характеристики для крупномасштабного накопления энергии. Причина, по которой он имеет ограниченное применение, заключается в его высокой стоимости; из-за этого не каждому доступно использование в каких-либо экспериментах.
Его использовали только в крупномасштабных экспериментах со значительным бюджетом, например, в телескопах и спутниках. Эта батарея выгодна, но у нее есть недостаток - цена, ограничивающая возможности ее применения.
Взрыв никель-водородных батарей
Несоответствующие рабочие процедуры, вероятная причина которых - возгорание накопившегося газообразного водорода от искры, образовавшейся во время замены, и недостаточная вентиляция в зоне аккумуляторной батареи; приводит к взрыву никель-водородной батареи.
Никель-водородные батареи имеют низкую объемную плотность энергии из-за газообразного водорода. Водород в этих батареях находится в газообразной форме. Вот почему эти батареи имеют очень высокое давление - около 70 бар.
Вот почему они должны храниться запечатанными. Офисы, в которых размещаются системы зарядки аккумуляторов, должны гарантировать работоспособность вентиляционных решеток и пропускать достаточно наружного воздуха для надлежащей вентиляции огороженной территории.
Администраторы должны знать о безопасных методах работы и соответствующих инструкциях по зарядке никель-водородных аккумуляторов, с которыми они работают. Эти данные должны быть доведены до сведения профессионалов, занимающихся аккумуляторами и системами зарядки аккумуляторов.
Заключение
В 1990 году телескоп Хаббла был отправлен в качестве основного спутника на НОО, использующего никель-водородные батареи, после чего никель-водородные батареи использовались для различных миссий на НОО.
В середине 80-х годов прошлого века система питания международной космической станции была спроектирована с использованием самой большой из когда-либо соединенных последовательно никель-водородной батареи, «Орбитальные заменяющие устройства», для обеспечения хранения энергии во время затмения на НОО. Его первая установка была запущена в 2000 году.
Срок службы Ni-H2 аккумуляторов ISS составляет 6,5 лет. Технология никель-водородных аккумуляторов широко используется не менее 30 лет. Более высокая контрастная энергия и никель-кадмиевые батареи были основным фактором, который побудил традиционное использование никель-водородных батарей, установивших все спутники связи с 1990-х годов.
Единственный и существенный его недостаток - недоступная цена из-за использования дорогостоящего платинового катализатора. Почти все приложения Ni-H2 аккумуляторов находятся в аэрокосмической области.
Однако сегодня, благодаря ожидаемым преимуществам литий-ионных аккумуляторов для космических приложений, в ближайшем будущем ожидается исчезновение технологии Nih2. Большинство производителей спутников эффективно скорректировали свои спутниковые силовые структуры для соответствия литиевым батареям.
Оставить сообщение
Мы скоро свяжемся с вами
