Никель цинковые аккумуляторы плюсы и минусы: Никель цинковые аккумуляторы – плюсы и минусы

Положительный вывод расположен лишь с одной стороны. Для того чтобы узнать полярность, обратите внимание на специальные метки на корпусе. Также помните, что сторона «плюса» слегка выпуклая.

В середине батареи присутствует капсула с гидроксидом калия, а в ней – цинковый стержень. Он имеет соединение с «плюсовым» контактом аккумулятора.

Между анодом и катодом размещен нейтральный наполнитель. У аккумуляторов, которые выпускаются в корпусе прямоугольной формы, показатели и принципы работы аналогичные.

Такая конструкция АКБ и присутствие активных элементов в ней в процессе зарядки и разрядки способствуют следующей реакции никель-цинкового изделия:

Технические особенности

Основные технические параметры никель-цинковой батареи:

• напряжение в 1,6V;
• заряд/разряд – 200-300 циклов;
• выдерживает температуры от –30˚С до +40˚С.

Объем и вес отличается в зависимости от типоразмера изделия.

Разновидности никель-цинковых аккумуляторов

Самая популярная разновидность такого аккумулятора – батарея типа АА. Она достаточно компактна, ее без труда можно достать из устройства и подзарядить.

Остальные типоразмеры в форме цилиндра тоже применяются для подпитки разных приборов. Они обладают всеми вышеперечисленными свойствами, а срок их работы зависит от объемов.

Никель-цинковые АКБ, которыми подпитывают электрокары, очень разнятся от батареек. Такие аккумуляторы не делают в форме цилиндра, так как их присоединяют к электросистеме через резьбовые клеммы.

Батареи прямоугольной формы имеют повышенные показатели стойкости, это важно во время движения автомобиля. Кроме того, у этого изделия очень прочный корпус. Электрические выводы в таких аккумуляторах расположены с одной стороны, поэтому делать корпус металлическим не нужно.

Никель-цинковые АКБ: преимущества и недостатки

Главные достоинства этих батарей:

1. Высокое напряжение. Такие АКБ одного типоразмера могут дать напряжение на 0,4V больше, чем никель-металлогидридные батареи, и на 0,1V выше, чем «пальчиковые» батарейки.
2. Хорошие разрядные токи. Никель-цинковый аккумулятор способен удерживать максимальное напряжение на протяжении практически всего времени разрядки.
3. Малое внутреннее сопротивление. При высоких токах зарядить подобную батарею можно намного быстрее.
4. Небольшая стоимость. Эти батареи намного ниже по стоимости, чем аналогичные аккумуляторы.
5. Легкие по весу. Это позволяет применять АКБ в разных летающих игрушках.

Недостатки батареи:

1. Сравнительно небольшое количество рабочих циклов, то есть разряда/заряда.
2. Часто встречающиеся подделки.

Больше трех сотен рабочих циклов порой не выдерживают даже изделия от проверенных производителей. А поддельная продукция вообще ломается буквально в первый месяц работы.

Но, несмотря на все это, благодаря своей небольшой цене никель-цинковые аккумуляторы довольно популярны среди наших потребителей.

Процесс зарядки

Для нормального питания батареи лучше всего купить подходящее по типу зарядное устройство, которое предназначено именно для никель-цинковых аккумуляторов. Источник питания вставляется в отсек зарядки, после чего она подключается к сети в 220V.

Если вы будете использовать неподходящее ЗУ, это может привести к неполному заряду и, в результате, уменьшить емкость изделия. На необходимом вам зарядном устройстве будет стоять маркировка – NiZn. Благодаря ей батарея послужит вам как можно дольше.

Одно из самых востребованных зарядных устройств такого плана – это IMAX B6. Оно не только правильно подпитает батарею, но и восстановит ее при понижении напряжения даже до 0,2V.

Области применения никель-цинковых изделий

Такие аккумуляторы подходят для любых приборов, где применяются стандартные батарейки. Кроме того, их используют как энергоемкие источники питания для электрокаров.

Для устройств с низким энергопотреблением использование этих батарей не совсем оправдано. Также не стоит их применять для приборов, которые имеют чувствительность к высокому напряжению.

Как правильно использовать и утилизировать?

Для продолжительного срока службы аккумулятора нужно знать, как его правильно сохранять и использовать. Утилизировать их можно на общих основаниях, ведь такие изделия не наносят заметный ущерб окружающей среде.

Для начала обязательно прочтите инструкцию по применению. Вся информация должна быть на упаковке товара. Не стоит хранить аккумулятор в помещении с повышенной влажностью, при крайне высоких или низких температурах.

Используя зарядку, исключите любую возможность короткого замыкания. Если вы сомневаетесь, лучше установить в электрической цепи предохранители.

В комментариях к статье вы можете задать интересующие вас вопросы или же поделиться своим опытом использования никель-цинковых аккумуляторов.

Старые технологии приносят новые ценности – журнал pv International

При хранении аккумуляторов не существует серебряной пули, и по мере того, как мы движемся к более амбициозным целям декарбонизации, освобождается место для различных систем. Являясь старой технологией с новой жизненной силой, батареи на основе цинка приближаются к коммерциализации, используя свою уникальную способность настраиваться на кратковременную и длительную работу. Они безопаснее, долговечнее и, как сообщается, в некоторых случаях до 50% дешевле, чем литий-ионные батареи, и, учитывая недавние революционные достижения, перспективы цинка выглядят гораздо более захватывающими. pv magazine встретился с менеджером недавно созданной глобальной инициативы по цинковым батареям, Йозефом Даниэлем-Ивадом , чтобы обсудить положение технологии на рынке и разработки.

9 февраля 2022 г. Мария Майш

Расскажите мне об инициативе «Цинковые батареи» и о том, почему она была создана?

Инициатива представляет собой консорциум компаний-производителей аккумуляторов и заинтересованных сторон, которые используют технологию аккумуляторов на основе цинка, поскольку мы поняли, что очень важно иметь общий голос для представления этого сектора промышленности.

У нас есть очень широкий спектр участников с разными подходами, и мы считаем, что лучше иметь платформу с различными вариантами выбора, почти как меню, чтобы вы могли наилучшим образом выбрать то, что соответствует вашим потребностям. И из того, что мы слышим, все хотят безопасности, и теперь, когда проблемы с цепочками поставок и электромобили настолько успешны, нецелесообразно полагаться исключительно на литий.

Какие преимущества имеют цинковые батареи по сравнению с другими химическими веществами?

Цинк очень универсален, и вы можете применять его для всех видов приложений и конфигураций, начиная с очень маленьких форматов. К нам только что присоединился новый участник, Imprint Energy, которая производит печатные цинковые батареи, и они нашли свою нишу в датчиках слежения и Интернете вещей. До цинка они пытались использовать технологии на основе лития в ячейках типа «таблетка» или других небольших форматах, но с литием для обеспечения безопасности требуется так много упаковки. Так, в том же объеме технологии на основе цинка почти в 10 раз лучше литиевых. Конечно, с точки зрения плотности энергии литий выигрывает.

На другом конце спектра, если мы посмотрим на крупномасштабные приложения, есть проточные цинковые батареи. Один из наших участников, австралийская компания Redflow, только что завершила установку бромно-цинковой системы мощностью 2 МВтч в Калифорнии. У нас также есть воздушно-цинковые батареи, например, поставляемые канадской компанией Zinc8, где размер резервуара с электролитом определяет количество часов хранения. Таким образом, вы можете перейти на 10 или 50 часов, даже на 100 часов хранения, но после этого имеет смысл рассмотреть водород.

Это крайние точки, но есть и много промежуточного. Например, в центрах обработки данных и фермах серверов вам нужна кратковременная, надежная, мгновенная мощность, и здесь никель-цинк превосходен. Два наших члена, ZincFive и AEsir из США, поставляют эту технологию, а последний недавно получил финансирование для гигаваттного производственного предприятия в Южной Дакоте. AEsir имеет … 30-летний опыт работы с системами на основе цинка и работает над новыми катодами, которые они называют перезаряжаемыми гибридными катодами. Они используют более дешевые компоненты и обходятся без никеля, цена которого постоянно растет.

Какие еще конфигурации можно увидеть на рынке?

Существуют также цинковые батареи, в которых используются недорогие катоды на основе марганца. Один из наших членов, компания Urban Electric Power из Нью-Йорка, производит марганцево-цинковые батареи со щелочным электролитом и занимается хранением в жилых помещениях. Кроме того, у нас есть еще два участника, оба из которых рассматривают применение в быту: Enerpoly из Швеции и Salient Energy из Канады, изучающие другой способ производства марганцево-цинковых батарей. Это новейший подход в этой химии, когда диоксид марганца настраивается таким образом, что он работает как литий-ионный аккумулятор с точки зрения механики, и ионы цинка перемещаются туда-сюда, но с вдвое большим зарядом, чем у лития. Эта технология может использовать общую производственную инфраструктуру с литий-ионными, но это система на водной основе, поэтому нет необходимости в сухом помещении, которое требуется литий-ионным батареям, поскольку они не переносят влаги.

Также есть воздушно-цинковые батареи. В отличие от проточных батарей, для которых требуются насосы и большее количество движущихся частей, у канадской компании e-Zinc есть система, в которой используется контейнер, рассчитанный на хранение от двух до 50 часов. Их система основана на гравитации, при этом цинк образуется в верхней части элементарной ячейки и перемещается в нижнюю часть, где он используется. Среди наших членов также есть компания Enzinc, базирующаяся в США. Они коммерциализировали электрод из цинковой губки и стремятся выйти на рынок мобильности, чтобы использовать его в электровелосипедах, тележках для гольфа или автомобилях для небольших расстояний. В целом, я думаю, у технологии на основе цинка есть большие возможности. Мы знаем, что это работает, но его просто нужно применить и развернуть в нужном масштабе.

И из всех этих конфигураций, которые вы только что упомянули, какая продвинулась дальше всех с точки зрения развертывания?

Это будут никель-цинковые системы для дата-центров и транспортных узлов. На верхнем уровне у нас есть системы цинкового потока и системы цинкового воздуха, которые находятся на демонстрационных этапах. Многие из этих систем еще не находятся на той стадии, когда можно просто пойти и купить блок, но мы к этому придем.

Популярный контент

Итак, какое будущее ждет системы хранения на основе цинка?

Прямо сейчас рыночная доля технологий на основе цинка очень мала, но мы думаем, что к 2050 году она составит около 25%. батареи и [] процент доли рынка цинка, основанный на консультациях с французской компанией Avicenne Energy, доля рынка хранения энергии цинка, по прогнозам, составит 10% в 2030 году, 18% в 2040 году [и] 25% в 2050 году.

Еще один интересный аспект в цепочке поставок [это то, что она] может быть полностью вестернизирована. Цинк добывается и перерабатывается в 50 странах мира, поэтому поставки надежны и бесконфликтны.

Первые никель-цинковые батареи были изобретены Томасом Эдисоном, но быстро потеряли популярность. Что же произошло за то время, когда мы наблюдаем появление всех этих производителей?

Судьба всех аккумуляторов определяется заявкой. У вас есть потребность, а затем у вас есть аккумулятор определенного типа. В 90-х годах было так много исследований лития, и батареи на основе цинка считались старой технологией. Но сейчас, 20 лет спустя, все по-другому. Мы также знаем о проблемах с литий-ионными аккумуляторами, и исследователи думают, какие еще типы аккумуляторов можно сделать и какие из них нужны. Поэтому они рассмотрели недостатки систем батарей на основе цинка, такие как изменение формы и образование дендритов, и решили эти проблемы. Это очень старая технология, но часто компании решают использовать свои секретные смеси и не отдают все свои ингредиенты. Конечно, общая цель состоит в том, чтобы контролировать изменение формы, чтобы вы не теряли энергию в течение циклов, а также решать проблемы формирования дендритов и, таким образом, предотвращать ранний сбой системы. Эти две проблемы были причиной короткого срока службы батарей на основе цинка, но они были решены.

Можете что-нибудь сказать о технических аспектах технологии?

Батареи на основе цинка имеют широкий диапазон рабочих температур от -40 до 75 градусов Цельсия, в зависимости от области применения и рекомендаций отдельных производителей. В целом, срок службы систем зависит от используемой вами химии, например, в проточных батареях нет деградации, поэтому вы, вероятно, будете стрелять в течение 20 лет, но, конечно, вам потребуется некоторое обслуживание. Это если делать ускоренное тестирование, а реальный срок жизни мы узнаем через 20 лет, так как установки только начинаются.

Циклы зарядки зависят от того, какой катод вы используете и какой у вас химический состав. Например, цинк-ионные аккумуляторы могут работать так же долго, как и литий-ионные. В марганцево-цинковых и щелочных конфигурациях срок службы будет в основном зависеть от того, насколько глубоко вы разряжаете, аналогично свинцово-кислотным, но с более высокой производительностью. Для потока цинка это может быть даже до 20 000 циклов. В зависимости от применяемой технологии аккумуляторов на основе цинка плотность энергии может быть такой же, как у свинцово-кислотных аккумуляторов, и может варьироваться от 70 до 150 Втч/кг. В системах цинк-воздух, теоретическая плотность энергии которых превышает 1000 Втч/кг, могут быть достигнуты более высокие значения

Какое место занимают цинковые батареи по сравнению со всеми другими химическими веществами, доступными на рынке, и каковы их наилучшие области применения?

Никель-цинковые аккумуляторы отлично подходят для центров обработки данных и серверных ферм, где до сих пор в основном используются свинцово-кислотные аккумуляторы, а также для военных применений, таких как подводные лодки. Затем марганцево-цинковые системы будут использоваться в приложениях, где требуется хранение от двух до шести часов. По мере проведения демонстраций и роста потребности в более длительном хранении у нас в конечном итоге появятся батареи на основе цинка, обеспечивающие базовую мощность в сочетании с возобновляемыми источниками энергии.

Этот контент защищен авторским правом и не может быть использован повторно. Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, обращайтесь по адресу: [email protected].

Никель-цинковые аккумуляторы для гибридных автомобилей (Технический отчет)

перейти к основному содержанию

• Полная запись
• Другое связанное исследование

Авторов:

Салкес, М. Дж.

Дата публикации:

1972-12-01

Исследовательская организация:

Лаборатория армейских электронных технологий и устройств, Форт Монмут, Нью-Джерси (США)

Идентификатор ОСТИ:

5013416

Номер(а) отчета:

ЭПА-460/3-74-025

Тип ресурса:

Технический отчет

Страна публикации:

США

Язык:

Английский

Тема:

33 УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ДВИГАТЕЛИ; 25 НАКОПЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ; ГИБРИДНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА; НИКЕЛЬ-КАДМИЕВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ; СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ОЦЕНКИ; СТОИМОСТЬ; ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ; НЕУДАЧИ; ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ; СИЛА; МАССА; ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ БАТАРЕИ; ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА; ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЯЧЕЙКИ; СИСТЕМЫ НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ; МЕТАЛЛООКСИДНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ; ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА; 330400* — Усовершенствованные силовые установки — гибридные системы; 250904 – Аккумуляторы энергии – Батареи – Другое применение

Форматы цитирования

• MLA
• АПА
• Чикаго
• БибТекс

Sulkes, M. J. Никель-цинковые аккумуляторы для гибридных транспортных средств . США: Н. П., 1972. Веб. дои: 10.2172/5013416.

Копировать в буфер обмена

Sulkes, M. J. Никель-цинковые аккумуляторы для гибридных транспортных средств . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/5013416

Копировать в буфер обмена

Салкес, MJ. 1972. «Никель-цинковые аккумуляторы для гибридных автомобилей». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/5013416. https://www.osti.gov/servlets/purl/5013416.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_5013416,
title = {Никель-цинковые аккумуляторы для гибридных автомобилей},
автор = {Sulkes, MJ},
abstractNote = {},
дои = {10.