Batterijtechnologie voor noodverlichting

De wijdverbreide consensus is dat elektriciteit, die sinds ongeveer het midden van de negentiende eeuw in gebruik is, ondanks dat het veel eerder is gevonden, een van de grootste ontdekkingen is die een substantiële positieve invloed heeft gehad op de wereldbevolking.

Batterijen zijn gemeengoed in de zin dat ze overal worden gebruikt en een breed scala aan apparaten van stroom voorzien, van kleine apparaten zoals computers en mobiele telefoons tot grotere apparaten zoals voertuigen en bestelwagens.

Terwijl iedereen verwijst naar een chemisch apparaat met twee of meer cellen als een "batterij", is de juiste term eigenlijk een "cel", aangezien het woord "batterij" militaire connotaties heeft en verwijst naar wapens die samenwerken. Dit chemische apparaat heeft de mogelijkheid om chemische energie op te slaan, die wordt omgezet in gelijkstroom. De verscheidenheid aan batterijen die tegenwoordig op de markt zijn, is bijna onbeperkt, variërend van kleine primaire batterijen die in horloges worden gebruikt tot enorme secundaire batterijen met een megawattcapaciteit die worden gebruikt als energieopslag om steden en dorpen van stroom te voorzien wanneer dat nodig is.

Er zijn in principe twee verschillende soorten batterijen, en deze kunnen worden gecategoriseerd als een primaire batterij, wat betekent dat hij niet oplaadbaar is en wordt beschouwd als een "gebruik hem en gooi hem weg" (maar gerecycleerd, natuurlijk) type product, of een secundaire batterij zijn, wat betekent dat het oplaadbaar is en in twee werkingsgebieden valt. Dergelijke batterijen worden gebruikt voor elektrische apparaten, zoals horloges, klokken en kinderspeelgoed. Ten eerste zijn er batterijen die kunnen worden gebruikt om apparaten zoals mobiele telefoons of laptops op te laden en te ontladen, of ten tweede zijn er batterijen die kunnen worden opgeladen en vervolgens stroom kunnen leveren wanneer dat nodig is, zoals in elektrische auto's. Bij dit tweede type, dat wordt gebruikt voor noodverlichting, wordt de batterij constant opgeladen en klaar om elektriciteit te leveren in het geval dat het elektrische hoofdsysteem van het gebouw uitvalt door de benodigde hoeveelheid energie te ontladen.

Voor primaire batterijen worden vaak verschillende chemicaliën gebruikt, waaronder alkaline, zink/koolstof en meer recentelijk lithium. Deze chemicaliën staan ​​bekend als "droge cellen", omdat ze geen elektrolyt met natte pasta nodig hebben om stroom te laten vloeien. Toen de technologie voor loodzuurcellen voor het eerst werd ontwikkeld voor secundaire batterijen, waren alle andere batterijen van het primaire type. Loodzuurbatterijen, ook wel SLI-batterijen (Starting/Lights/Ignition) genoemd, worden "natte cellen" genoemd omdat ze een vloeibare elektrolyt bevatten. Ze zijn er in verschillende maten, variërend van de kleinste 1Ah tot 12,000Ah. Deze technologie is gebruikt om energie centraal in gebouwen op te slaan met verschillende spanningen, en levert zo nodig stroom voor centrale batterijsystemen voor noodverlichting.

Naarmate de batterijtechnologie voortschreed, werden nikkel-cadmium-batterijen geïntroduceerd, gevolgd door nikkel-metaalhydridebatterijen en, nog recenter, lithium-ionbatterijen, die nu de norm zijn geworden. De spanning die batterijcellen doorgaans produceren, varieert van een zeer lage spanning tot ongeveer 3–4 volt, waarbij grotere spanningen en een grotere stroomtoevoer worden bereikt door de installatie van extra cellen. De collectieve cellen die worden geproduceerd door de cellen die in een parallelschakeling zijn geplaatst, leveren meer stroom, terwijl de collectieve cellen die worden geproduceerd door de cellen in een serieschakeling meer spanning produceren, wat een oplossing biedt voor zowel hogere stroom als verhoogde spanning.

NI-Cd (Ni-Cad)=NIKKEL CADMIUM Dit is een van de vroegste batterijtechnologieën en de voordelen van deze batterijtypes zijn onder meer de uitstekende betrouwbaarheid, het vermogen om hoge ontladingssnelheden bij verschillende temperaturen te weerstaan, en langdurige houdbaarheid en operationele levensduur. Deze batterijen produceren een spanning van ongeveer 1,2 volt met behulp van een kathode van nikkeloxide (NiOOH) en een anode van het metaal cadmium (Cd). Het grootste nadeel van gedeeltelijke ontlading gevolgd door opladen is dat de batterij zijn "geheugen" verliest, waardoor de maximale oplaadcapaciteit na verloop van tijd afneemt. Bovendien kunnen ze beschadigd raken door overladen. Het voordeel van deze Ni-Cd-batterijen is dat ze snel kunnen worden opgeladen en ontladen en dat ze binnen een breed temperatuurbereik kunnen werken.

Ni-MH, of nikkelmetaalhydride, is een relatief nieuwe technologie die gebruik maakt van nikkeloxide (NiOOH) en een metaallegering. Tijdens het laadproces wordt waterstof opgeslagen om metaalhydride te produceren, dat vervolgens vrijkomt bij het ontladen. Deze technologie heeft een levensverwachting van 3000 cycli. Desalniettemin heeft hij slechts ongeveer 60 procent van de capaciteit van een lithium-ioncel van dezelfde grootte. Een nikkel-metaalhydridecel kan twee tot drie keer de capaciteit hebben van een nikkel-cadmium-batterij van vergelijkbare grootte. In tegenstelling tot sommige van de meer verouderde batterijtechnologieën, zouden ze ecologisch goed zijn omdat ze geen cadmium, kwik of lood bevatten.

LI-ION - lithium-ion Het eerste dat opvalt, is dat er twee soorten batterijen zijn: lithium en lithium-ion. De eerste is een hoofdbatterij voor eenmalig gebruik, terwijl de laatste een secundaire batterij is die kan worden opgeladen. In de afgelopen jaren heeft de industrie een revolutie doorgemaakt dankzij de opkomst van de lithium-iontechnologie in de jaren 70, die nu wordt gebruikt in een breed scala aan apparaten, van mobiele telefoons en laptops tot alle vormen van transport. De kathode, die de capaciteit van een lithium-ionbatterij bepaalt, de anode, die ervoor zorgt dat er stroom kan lopen, de elektrolyt, die bestaat uit zouten, oplosmiddelen en additieven, en tot slot de separator, die fungeert als een barrière om de contacten te behouden. deel. Tijdens het ontlaadproces stromen lithiumionen van negatief naar positief en weer terug terwijl de batterij wordt opgeladen. Het heeft een levensduur van 500–1,000 cycli, aangezien werken in omstandigheden met hogere temperaturen ervoor kan zorgen dat de werking onstabiel wordt.