Ciclo durabilidad Descarga repetida profundo no reduce la vida de manera significativa.
Cargo intervalo de temperatura min. -40 ° C - max.46 ° C
. Los materiales activos se llevan a cabo en tubos de acero niquelado o bolsas perforadas. Es una batería muy robusta que es tolerante de abuso, (sobrecarga, sobredescarga, y en cortocircuito-) y puede tener vida muy larga, incluso si así tratado.
A menudo se utiliza en situaciones de copia de seguridad donde puede ser cargada continuamente y puede durar más de 20 años. Debido a su bajo consumo de energía específica, pobre retención de la carga, y el alto coste de fabricación, otros tipos de baterías recargables han desplazado a la batería de níquel-hierro en la mayoría de las aplicaciones.
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Usos
Baterías de níquel-hierro han sido utilizados en las operaciones mineras europeas debido a su capacidad para soportar vibraciones, las altas temperaturas y el estrés físico. Ellos están siendo examinados de nuevo para su uso en sistemas de energía eólica y solar donde el peso de la batería no es importante.
La tecnología se ha vuelto a adquirir popularidad por fuera de la red, las aplicaciones donde la carga diaria que hace una tecnología apropiada . [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
[ editar ]Durabilidad
La capacidad de estas pilas para sobrevivir ciclismo es frecuente debido a la baja solubilidad de los reactivos en el electrolito. La formación de hierro metálico durante la carga es lento debido a la baja solubilidad del hidróxido ferroso . Si bien la lenta formación de cristales de hierro preserva los electrodos, también limita el rendimiento de alta velocidad: estas células cargar lentamente, y sólo son capaces de cumplir con lentitud. [ 6 ] de níquel-hierro células no se debe cargar desde una fuente de tensión constante, ya que pueden ser dañados por embalamiento térmico , el voltaje de la celda interna baja como gasificación comienza, elevando la temperatura, que aumenta la corriente de gasificación dibujado y por lo que aumenta aún más y la temperatura.
[ edit ]Electroquímica
La
reacción de media celda en el cátodo:NiOOH 2 + 2 H 2 O + 2 e - ↔ 2 Ni (OH) 2 + 2 OH -
y en el ánodo:Fe + 2 OH - ↔ Fe (OH) 2 + 2 e -
(La descarga se lee de izquierda a derecha, la carga es de derecha a izquierda).
[ 11 ]La
tensión en circuito abierto es 1,4 voltios, cayendo a 1,2 voltios durante la descarga.
[ 6 ] La mezcla de electrolito de
hidróxido de potasio y
hidróxido de litiono se consume en la carga o descarga, por lo que a diferencia de una batería de plomo-ácido de la gravedad específica electrolito no indica estado de carga.
[ 6 ] El hidróxido de litio mejora el rendimiento de la célula. El voltaje necesario para cargar las células es entre 1,45 y 1,65 voltios. La tensión de carga de ecualización es de 1,65 voltios.
[
editar ]Historia
Véase también:
Historia de la bateríaInventor sueco
Waldemar Jungner había inventado la
batería de níquel-cadmio en 1899. Jungner experimentado con la sustitución de hierro para el cadmio en proporciones variables, incluyendo el 100% de hierro. Jungner ya había descubierto que la principal ventaja sobre la química de níquel-cadmio fue coste, pero debido a la menor eficiencia de la reacción de carga y la formación de más pronunciado de
hidrógeno (desgasificación), el
níquel -
hierro tecnología se encontró queriendo y abandonado. Jungner tenía varias patentes para la versión de hierro de su batería (sueco pat.Nos 8.558/1897, 10.177/1899, 11.132/1899, 11.487/1899 y la patente alemana No.110.210 / 1899). Además tenía una patente para la batería de NiCd: Swed.pat No. 15.567/1899.
[ 12 ]
Edison Storage Battery Company La batería fue desarrollada por Thomas Edison en 1901, y se utiliza como fuente de energía para vehículos eléctricos , tales como el eléctrico Detroit y eléctrica de Baker . Edison afirmó el diseño de níquel-hierro a ser "muy superior a las baterías con placas de plomo y ácido" ( plomo-ácido de la batería ). Edison tenía también varias patentes: Patente de EE.UU. 678722 / 1901, la patente de EE.UU. 692 507 / 1902, y la patente alemana n º 157.290/1901. [ 12 ]
Jungner trabajo era en gran parte desconocido en los EE.UU. hasta la década de 1940, cuando las baterías de níquel-cadmio entró en producción allí. A 50 voltios de níquel-hierro batería era la fuente de alimentación principal en la Segunda Guerra Mundial alemán V-2 cohetes (junto con dos acumuladores de 16 voltios alimentado que los cuatro giroscopios ), con una versión más pequeña utilizada en el V-1 bomba voladora . (Es decir 1946 Operación Backfire planos.)
Fabricación
Baterías de Edison se hicieron desde aproximadamente 1903 a 1972 por la
Compañía Edison batería de almacenamientoen
East Orange, Nueva Jersey . Eran muy rentable para la compañía. En 1972 la compañía fue vendida a la batería del
Exide batería Corporation, que suspendió la fabricación de la batería en 1975.
Edison estaba decepcionado de que su batería no se adoptó para arranque de motores de combustión interna, y que los vehículos eléctricos dejaron de producir sólo unos pocos años después de que su batería se introdujo. Desarrolló la batería para la batería de elección para
los vehículos eléctricos , que eran el medio de transporte preferido en el año 1900 (seguido por la gasolina y vapor). Baterías de Edison tuvieron una mayor
densidad de energía que las baterías de plomo-ácido en uso en ese momento, y podría ser acusado en la mitad del tiempo, sin embargo, un mal desempeño a bajas temperaturas y son más caros. La batería se utiliza extensamente para la señalización de ferrocarril,
ascensores tenedor y
energía de reservaaplicaciones.
De níquel-hierro células se hicieron con capacidades de 5 a 1250 Ah. Muchos de los fabricantes originales ya no hacer que las células de níquel hierro.
[ 6 ]En la actualidad están fabricados en China y Rusia, así como en los EE.UU..
[
editar ]Placas
El material activo de las placas de la batería está contenida en un número de tubos llenos o bolsillos, montado de manera segura en un soporte y la realización de marco o de rejilla. El soporte es de un buen contacto eléctrico con los tubos. La rejilla es una estructura esqueleto de la luz, estampada a partir de chapa de acero fina, con anchura adicional de refuerzo en la parte superior. Las rejillas - como también todas las partes metálicas de las celdas - son niquelados para evitar la corrosión. Los elementos deben permanecer cubierto con electrolito; si se secan, las placas negativas se oxida y se requiere una carga muy largo.
[ 13 ]
Los elementos de un hierro de níquel (NiFe) célula
El material activo de las placas positivas es una forma de níquel
hidrato . Los retenedores de tubo son de cinta de acero muy delgadas, finamente perforado y niquelado, alrededor de 4 pulgadas de largo y 1 4 / pulg y 1/8in. de diámetro. La cinta se enrolla en espiral, con costuras traslapadas, y los tubos reforzados a aproximadamente 1/2 pulg intervalos con anillos de acero pequeñas. En estos hidrato de níquel y níquel tubos escama puro se cargan en muy delgadas, capas alternas (alrededor de 350 capas de cada uno a un tubo) y están muy juntos o apisonada. El propósito de la escama de níquel es hacer buen contacto entre el hidrato de níquel y los tubos, y de ese modo proporcionar una conductividad adecuada. Los tubos, cuando están llenos y cerrados, se montan verticalmente en las rejillas.
[ 13 ]El material activo de las placas negativas es
óxido de hierro . Los bolsillos de retención están hechas de muy delgada, finamente perforada de acero niquelado, de forma rectangular, 1/2 pulg 3 de ancho, en largo y 1 8 / pulg espesor máximo. El óxido de hierro, en forma de polvo fino está firmemente pegado en estos bolsillos, después de lo cual están montados en las rejillas. Después del montaje se presionan, forzándolos en estrecho contacto con las rejillas, y al mismo tiempo hacer los lados de los bolsillos de forma ondulada para proporcionar un contacto de resorte de la bolsa con el material activo.
[ 13 ][
edit ]Carga
La acción que tiene lugar en una célula de Edison, tanto en la carga y descarga, es una transferencia de oxígeno desde un electrodo a otro, o de un grupo de placas a la otra, por lo tanto, este tipo de células a veces se llama una célula oxygenlift. En una celda de carga el material activo de las placas positivas se superoxidized, y la de las placas negativas se encuentra en un estado esponjoso o desoxidado.
[ 13 ]Si la capacidad normal de la célula es insuficiente, cortos cargos intermedios de frecuencia rápida puede darse a condición de que la temperatura del electrólito no supera 115 ˚ F / 46 ˚ C. Estas cargas cortas son muy eficientes y no causan ningún daño. Gastos de hasta tres veces lo normal se puede emplear durante periodos de 30 minutos.
[ 13 ]La carga completa para cualquier tipo de célula de hierro de níquel consta de siete horas a la tasa normal de las células. En servicio la cantidad de carga dado debe regirse enteramente por la extensión de la descarga anterior. Por ejemplo, si la batería se descarga a la mitad, una carga de 3,5 horas a una velocidad normal debe ser dada. Si una hora amperio se utiliza, debe fijarse en un 80% la eficiencia de carga. En funcionamiento la gran tendencia es a sobrecarga de hierro baterías de níquel-innecesariamente. La sobrecarga desechos actual y hace que la rápida evaporación del agua en el electrolito, por estas razones, se debe guardar contra.
Si las tasas de estrechamiento de carga han de emplearse, un promedio de 1,67 voltios se debe mantener a través de los terminales de la celda en toda la carga entera. El valor de la corriente en el comienzo de la carga variará de acuerdo con la cantidad de resistencia en el circuito. Si no se utiliza la resistencia, la velocidad de salida será aproximadamente el doble de lo normal y la tasa de acabado alrededor del 40% de lo normal.
[ 13 ][
edit ]Descarga
En el desempeño de las placas positivas desoxidar y el oxígeno, con su natural afinidad por el hierro, se dirige a las placas negativas, oxidando ellos. Está permitido descargar continuamente en todo caso hasta el 25% por encima de lo normal, y en ocasiones por períodos cortos a velocidades de hasta seis veces superior al normal. Esta limitación se basa en gran parte en la experiencia de Edison Battery Company, habiéndose demostrado que cuando la velocidad de descarga normal, supera este valor, gotas anormales de tensión se producirá.
[ 13 ][
edit ]Electrolito
El electrolito de las celdas de níquel hierro no entra en combinación química para realizar las funciones de la célula, sino que actúa simplemente como un transportador. No cambia en
gravedad específica durante la carga y descarga, excepto a través de la evaporación y cambios en la temperatura. Una considerable variación en la gravedad específica es permisible, teniendo influencia sólo sobre la eficiencia de la batería.
[ 13 ][
editar ]Impacto ambiental
De níquel-hierro baterías no tienen el
plomo o
cadmio de las baterías de plomo-ácido y níquel-cadmio, que tienen que ser tratados como
materiales peligrosos .
[
editar ]Véase también
Níquel-zinc batería[
editar ]Referencias
^
un b c d e f Una descripción de los chinos de níquel-hierro batería de BeUtilityFree^
un b c d e f mpoweruk.com: comparaciones de acumuladores y pilas (pdf)^
un b c Mpower: Las baterías de níquel hierro^ "Preguntas batería Níquel Hierro frecuentes" BeUtilityFree^ Web archivo de copia de seguridad:
Edison batería Booklet libro de instrucciones original de la batería de Edison
^
un b c d e David Linden, Thomas B. Reddy (ed). Manual de las baterías 3 ª Edición , McGraw-Hill, New York, 2002
ISBN 0-07-135978-8 , capítulo 25
^ Ian Soutar (1 de julio de 2010).
"Iron Batería de níquel Asociación HomePage" . Consultado el 30 de octubre 2011 .
^ Madre Tierra Boletín # 62 - marzo / abril 1980
^ http://www.nickel-iron-battery.com/^ Energía Home Magazine Issue # 80 diciembre 2001 2000/Jan
^ Electroquímica Edison Celular (hierro, níquel, Batería) - Modelo^
a b Diario de fuentes de energía, 12 (1984). pp 177-192.
^
un b c d e f g h "Manual de Prácticas de Almacenamiento de la batería"(pdf). El Comité de Acumuladores Electricos . Asociación de Edison Illuminating Companies . Consultado el 05 de julio 2012 .
[
editar ]Enlaces externos
2009 Hoja de datos: Las baterías avanzadas NiFe con la entrega de alta corriente y resistencia interna muy baja (primera página en blanco)2005 Diario de Electroquímica ... En primer sellado batería de níquel-hierro abre nuevas aplicacionesZapp Obras sitio comercialIron Edison sitio comercial[
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