11-mavzu. Akkumulyatorlar turlari va ularning ichki tuzilishi

11-MAVZU. AKKUMULYATORLAR TURLARI VA ULARNING ICHKI TUZILISHI

1. 
   Akkumulyatorlarning tuzilishi
   
2. 
   Akkumulyatorlarning turlari
   
3. 
   Elektromobillarda qo’llaniladigan akkumulyatorlar
   

Akkumulyator (Lotincha: accumulator – toʻplovchi) – keyinchalik foydalanish maqsadida energiyani toʻplaydigan qurilma. Elektr, issiqik, gidravlik, inersion xillari bor. Elektr akkumulyator elektr toki taʼsirida kimyoviy energiyani elektr energiyasiga aylantirib beradigan galvanik tizim. Elektr akkumulyator musbat elektrod, manfiy elektrod va elektrolitdan iborat. Elektrodning elektrolitga tegib turuvchi sirtida potensiallar farqi hosil bo’ladi. Bu farq EYuK (elektr yurituvchi kuch) deyiladi. Yig’ilgan energiyani sarflash vaqtida kimyoviy energiya elektr energiyasiga, energiyani to’plash vaqtida esa elektr energiyasi kimyoviy energiyaga aylanadi. Elektrolit tarkibiga karab, akkumulyatorlar kislotali, ishqorli, vodorodli va litiyli xillarga bo’linadi.
Kislotali akkumulyatorlarda elektrolit sifatida sulfat kislota eritmasi, musbat elektrod sifatida qo’rg’oshin oksidi, manfiy 265 elektrod sifatida qo’rg’oshin ishlatiladi. Bunday akkumulyatorlardan avtomobil transportida, aloqada foydalaniladi. Ishqorli akkumulyatorlar elektrodining xiliga qarab, kadmiy nikelli va temir nikelli, kumush ruxli va kumush kadmiyli bo’ladi. Kadmiy nikelli akkumulyator musbat elektrodi grafit aralashtirilgan nikel oksididan, manfiy elektrodi kadmiy aralashtirilgan temirdan tayyorlanadi. Elektrolit sifatida o’yuvchi kaliy eritmasi yoki o’yuvchi natriy eritmasiga ozgina litiy gidrooksid qo’shilgan aralashma ishlatiladi. Akkumulyator zaryadlanish va zaryadsizlanish vaqtidagi o’rtacha kuchlanish (har bir elementga 1–2 V) va sig’im bilan ifodalanadi. Kuchlanishni oshirish uchun akkumulyatorlar ketma-ket ulanib, batareyalar hosil qilinadi. Kadmiynikelli va temirnikelli akkumulyator aviatsiyada, aloqa vositalarida, elektr transport mashinalarida, kosmik apparatlarda; kumush-ruxli va kumush-kadmiyli akkumulyator aviatsiya, aloqa vositalari, kinoga olish apparati va boshqa joylarda ishlatiladi. Issiqlik akkumulyator tarmoqdagi bug’ bosimini birday saqlab turadi. Gidravlik akkumulyator gidravlik qurilmalarda suyuqlik yoki gazning bosim va sarfini baravarlaydi, 100–300 atm bosim ostida suyuqlikni yig’ib, gidravlik presslarga va boshqa mashina-qurollarga bir meʼyorda berib turadi. Inersion akkumulyator maxovikdan iborat bo’lib, undan turli mashinalar, transport vositalari va boshqalarda foydalaniladi.
_­­^[11] Avtonom energiya manbalaridan farqli ravishda, lityum-ion akkumulyatorlar nisbatan kichik hajmlarda ishlab chiqariladi, biroq elektromobillarning parki bu vaziyatni boshqa yo’nalishga o’zgartiradi.
Besh-o’n yil davom etadi va sarflangan lityum-ionli batareyalar yiliga bir necha million tonnadan oshib ketadi. Besh-o’n yil o’tib, qayta ishlangan lityum-ionli akkumulyatorlar yiliga bir necha million tonnadan oshib ketadi. Bu litiy, kobalt va boshqa materiallar ko’rinishidagi noyob resurslarni iste’mol qilish miqdorining o’sishigina emas, balki yer va suvning chiqindi batareyalaridan ham ifloslanishining oldini olish harakati bo’lib hisoblanadi. Bu haqda o’ylash vaqti keldi va dolzarb masalaga aylanmoqda. Bugungi kunda ishlatilgan lityum-ion batareyalarning taxminan 5 foizi yo’q qilindi. Mazkur raqam ushbu batareyaga bo’lgan talab oldida juda kichik raqamdir. Olimlar oldida batareyalarni arzon narxda sotish uchun texnologik jarayonni yaratish yoki yangi mahsulotlar uchun materiallarni qayta ishlatish vazifasiga duch kelmoqdalar. Bunday jarayon texnologiyasi San-Diyegodagi Kaliforniya Universiteti (Kaliforniya San-Diyego Universiteti) laboratoriyasida ishlab chiqilgan. Professor Jeng Chen (Zheng Chen) qayta ishlangan litiy-ionli batareya uchun materialni tiklash texnologiyasini ishlab chiqdi. Kichik modifikatsiyalari bilan ishlov berish texnologiyasi litiy-kobalt oksidi va NMK (nikel, marganets va kobalt) birikmalarini tiklash uchun teng ravishda mos keladi. Birinchi holda, elektronika uchun akkumulyator, ikkinchidan esa, elektromobillar uchun akkumulyatorlar yaratish haqida fikr yuritilmoqda.
Litiy ionlarining ko’p qismi va tarkibidagi litiy tuzlari bilan aralashma tayyorlanadi. Keyin aralashmaning 800 daraja Selsiyga tez va qisqa muddatli isitiladi, so’ngra eritma sekin soviydi. Agar litiy-ion akkumulyator uchun katod qayta ishlangan materialdan katod tayyorlansa, batareya butunlay yangi va yangi ishlab chiqarilgan materiallardan tayyorlanganidek o’zini tutadi. Laboratoriyada o’tkazilgan testlar shuni ko’rsatdiki, qayta tiklangan materialdan ishlangan katodli akkumulyator yangi xom ashyolardan tayyorlangan katodli batareyadan qolishmaydi.
Olimlarning bu boradagi izlanishlari bir vaqtning o’zida bir necha muammolarni hal qiladi. Iqtisodiy resurslar saqlanib qoladi, chiqindilar atrof-muhitni ifloslantirmaydi va qayta ishlaydigan batareyalar arzonlashishi mumkin. Professor Zheng Chen tomonidan taqdim etilgan texnik jarayon texnologiyasi bugungi kunda katotlarning qayta ishlanishida ikki marta iqtisodiy jihatdan ahamiyatlidir. Shunday qilib, materialning asosiy xususiyatlarini tiklash uchun 5,9 mеgajoul sarflanadi, bu juda oz ko’rsatkichdir. Ishlab chiqarish jarayonini boshlash uchun akkumulyator batareyasi shaklidan qat’i nazar, batareyalardan katotlarni chiqarib olish va laboratoriya ishlarini sanoat darajasiga moslashtirish uchun avtomatlashtirilgan tizimni yaratish kerak. Qayta ishlashni Osiyo hududida joylashgan korxonalar amalga oshirishi rejalashtirilgan.
Elektromobil harakatlanishi uchun asinxron dvigatilini nima elektr energiyasi bilan ta’minlab beradi?
Albatta bu