О напряжении аккумуляторной батареи простым языком

Аккумуляторы подбирают к технике исходя из их напряжения. Например, 1,5-вольтные перезаряжаемые батарейки типа АА для радиоуправляемых игрушек, 12-вольтные стартерные АКБ для автомобилей или 48-вольтные тяговые батареи для вилочных электропогрузчиков. Существует множество мифов об этом явлении. Многие не понимают, как оно работает, какую опасность представляет.

Напряжение батареи – это разница в заряде между отрицательным и положительным полюсами. Плюс – это более положительный электрический потенциал, а минус – более отрицательный. С увеличением разности потенциалов напряжение растет. По сути, это давление, толкающее электроны из одной точки в другую. Например, на отрицательной клемме избыток электронов, а на положительной клемме электронов не хватает. Чем больше электронов на отрицательной клемме по сравнению с положительной, тем выше напряжение.

Что такое резервная емкость аккумулятора

Как это работает в литий-ионной батарее

В состав литиевого аккумулятора входят анод, катод, электролит, сепаратор. Анод – положительный электрод, который изготавливается из цинка, лития, графита или платины. Катод – отрицательный электрод, который изготавливается из какого-либо окисляющего металла, например, оксида лития, оксида меди или оксида графита. Поскольку анод и катод разделены, то электроны не могут свободно перетекать с одной стороны на другую. Когда клеммы аккумулятора соединены проводником, электроны перемещаются по нему от анода к катоду, что создает ток.

Разницу между напряжением в вольтах (В) и током в амперах (А) в аккумуляторе понять довольно просто. Вольты говорят о разности потенциальной энергии электронов, амперы – о скорости, с которой протекают электроны. Чем выше амперы, тем быстрее текут электроны.

«Нормальный» вольтаж аккумулятора зависит от химического состава ячеек. Ячейки с одинаковым химсоставом производят одинаковое напряжение, поскольку происходят одинаковые окислительно-восстановительные реакции. В дополнение к химическому составу, более высоковольтные аккумуляторы состоят из большего количества последовательно соединенных элементов.

проверка напряжения литиевой батареи вилочного погрузчика

Как протестировать литий-ионную батарею мультиметром

Как измерить напряжение литий-ионной батареи

Измерение вольтажа помогает определить:

сколько энергии способен выдать аккумулятор;
подойдет ли он для питания определенного электрического оборудования;
какой уровень заряда доступен.

Измерение выполняется с помощью вольтметра, мультиметра или батарейного монитора. Эти устройства используют датчики для определения разности электрических потенциалов между двумя точками, а затем выводят значение на экран.

Напряжение свинцово-кислотных и литиевых батарей

Полностью заряженный аккумулятор выдает более высокое напряжение, чем частично или полностью разряженный. Иными словами, его вольтаж изменяется в зависимости от степени заряда. Свинцово-кислотные батареи более подвержены падению напряжения, чем литий-ионные. Например, 12-вольтная свинцовая АКБ при полной зарядке выдает около 12,7 В, а при 20% емкости – лишь 11,6 В. Аналогичная по вольтажу литиевая батарея выдает 13,6 В при полной зарядке, 12,9 В при 20% емкости.

кривая разрядки литиевой и свинцовой батареи

Опасно ли напряжение аккумулятора

Напряжение не опасно для человеческого тела, даже при высокой силе тока, пока не превысит 50 В. Так происходит потому, что сопротивление рук и ног человека составляет не менее 500 Ом. Таким образом, при напряжении 50 В смертельный ток не пройдет в туловище и сердце. Если напряжение превышает 50 В, то человеческое тело становится проводником тока, что смертельно опасно.

Материалы сайта не подлежат использованию кем-либо, в какой бы-то ни было форме, включая воспроизведение, распространение, переработку, не иначе как с письменного разрешения редакции Forklift.Blog. Использование материалов сайта без разрешения его владельца является нарушением авторских прав и преследуется по закону.

Темы этой статьи:

Тяговые АКБ

Литий-ионные АКБ

Автор статьи: Энергинский К.А.
Специалист по аккумуляторной технологии
Автор-эксперт в области литий-ионных аккумуляторов

Опубликовано: 09 ноября 2024