Gibt es Konstantstrombatterien?
["Batterie" wird unten an vielen Stellen für "Zelle" verwendet]
Im Wesentlichen nein.
Durch Hinzufügen von Elektronik im Batteriegehäuse konnte leicht eine Batterie hergestellt werden, die diese Eigenschaften aufwies, und für zusätzliche Punkte konnte eine entwickelt werden, die elektrochemisch eine gute Arbeit zur Strombegrenzung bei einem bestimmten Maximalstrom leistete, der dann ein konstanter Strom wäre Batterie. Solche Geräte sind jedoch selten oder nicht vorhanden.
Eine Batterie kann dazu gebracht werden, eine Konstantstromquelle anzunähern, indem ein Serienwiderstand hinzugefügt wird - je größer der Widerstand, desto besser die Annäherung - und desto geringer der Strom. Daher sind sehr entladene Batterien mit hohen Innenwiderständen bessere Annäherungen an Konstantstromquellen als vollständig oder teilweise geladene.
Eine Photovoltaikzelle, die über ihren maximalen Leistungspunkt hinaus geladen ist, fungiert auch als Konstantstromvorrichtung. Ob dies als "Batterie" qualifiziert ist, ist umstritten.
Bild von Wikipedia - MPPT
V / I-Eigenschaften einer "Solarzelle". Bei Spannungen unter etwa 0,35 V fällt die Spannung mit zunehmender Last bei etwa konstantem Strom ab. Die Linienfamilie zeigt die Ausgabe bei verschiedenen Lichtstärken.
Batterien sind auch KEINE Konstantspannungsgeräte (siehe unten)
Wenn nicht warum?
Einfache Antwort: Es gibt viel bessere Möglichkeiten, bei Bedarf Konstantstromenergiequellen zu implementieren.
Eine Batterie ist im Wesentlichen eine Energiequelle mit einem definierten Spannungs- und Stromverlauf über den gesamten Entladebereich. Mit Ausnahme von überaus spezialisierten Referenzzellen wie der "Weston Cell", die als Konstantspannungsquellen ausgelegt sind, sind Batterien auch keine Konstantspannungsquellen - ihre Spannung nimmt sowohl mit zunehmender Last als auch mit abnehmendem Ladezustand ab. Während eine Batterie optimiert werden kann, um eine flachere Spannung gegenüber der Entladekurve zu erzeugen, besteht das übliche Hauptziel bei der Batteriekonstruktion darin, eine gewisse Mischung aus Energiedichte *, Leistungsdichte *, Entladerate, Wiederaufladerate, Langlebigkeit und Kosteneffizienz zu optimieren Masse und Volumen]. Die Konstanz der Entladungsspannung ist nützlich, liegt jedoch tendenziell unter den meisten dieser anderen Faktoren.
Konstantstrom-Energieversorgung ist viel weniger nützlich und kann im Hinblick auf die oben erwähnten üblichen Auslegungsparameter noch weniger effizient sein.
Wenn eine Konstantstromquelle benötigt wird, kann sie elektronisch so implementiert werden, dass ein gewisser Mix aus Genauigkeit, Energieeffizienz und Kosten nach Bedarf optimiert wird - und das Ergebnis ist weitaus besser als elektrochemisch erreicht werden könnte. Auf diese Weise kann das Batteriedesign für seine Energiequellen optimiert werden.
Eine Konstantstromquelle hat definitionsgemäß eine hohe Leerlaufspannung und arbeitet bei starker Belastung bei Bedarf mit geringer oder keiner Ausgangsspannung. Die Energieeffizienz eines elektrochemischen Produkts mit dieser Eigenschaft wäre bei niedrigen Lastwiderständen miserabel, da der Großteil der erzeugten Energie in der Batterie abgeführt werden müsste. Die einzige Alternative wäre, das Elektropotential der "Fahrreaktionen" auf irgendeine Weise zu verringern, wenn der Laststrom den Auslegungsstrom übersteigt. Möglicherweise haben Alchemisten dies erreicht, aber die moderne Wissenschaft könnte in Frage gestellt werden.
Verbunden:
Konstantspannungszellen:
Wikipedia - Weston Cell
Hässlicher LKW
- Weston-Zelle - Konstantspannungsreferenz: Das ursprüngliche Design war eine gesättigte Cadmiumzelle mit einer praktischen Referenzspannung von 1,018638 Volt und hatte den Vorteil, dass sie einen niedrigeren Temperaturkoeffizienten als die zuvor verwendete Clark-Zelle aufwies. Der Temperaturkoeffizient kann reduziert werden, indem auf ein ungesättigtes Design umgestellt wird, das heute vorherrscht. Die Leistung einer ungesättigten Zelle nimmt jedoch um etwa 80 Mikrovolt pro Jahr ab, was durch eine periodische Kalibrierung gegenüber einer gesättigten Zelle ausgeglichen wird.
Wikipedia - Clark Cell
- Die Clark-Zelle, 1873 vom englischen Ingenieur Josiah Latimer Clark erfunden, ist eine nasschemische Zelle (umgangssprachlich: Batterie), die eine hochstabile Spannung erzeugt. 1893 wurde die Leistung der Clark-Zelle bei 15 ° C vom Internationalen Elektrokongress als 1,434 Volt definiert, und diese Definition wurde 1894 in den Vereinigten Staaten gesetzlich festgelegt. Diese Definition wurde später durch eine auf der Weston-Zelle basierende Definition ersetzt. 1