Akumulators vai sērijveida - paralēla elektroķīmisko elementu kombinācija ir enerģijas uzkrāšanas ierīce, kas mūsdienās joprojām tiek plaši izmantota. Bateriju sadalījums pēc to izmantošanas attiecas uz to spēju uzlādēt.
Tātad ir primārās šūnas - kuras nevar uzlādēt, un sekundārās (atkārtoti uzlādējamās) šūnas.
Primārās šūnas ir tās, kuras nevar uzlādēt un kuras pēc lietošanas laika beigām ir jāiznīcina. Ja elektrolīts nav šķidrā veidā, mēs runājam par sausām šūnām.
Primārās šūnas parasti ir augsts enerģijas blīvums, ietilpība, lēnām izlādējas, ir viegli lietojami un nav pārmērīgi dārgi. Iespējams, ka visbiežāk izmantotās primārās baterijas ir sārmains.
Viņiem parasti ir cinka anods, oglekļa katods un elektrolīti. Sārma akumulatoru izlādes sprieguma līkne ir ļoti stāva (gandrīz lineāra).
Kad akumulators iztukšojas, tā spriegums samazinās gandrīz lineāri. Tādēļ šādas kameras nav piemērotas digitālajām kamerām, jo to darbībai ir nepieciešams salīdzinoši augsts spriegums. Tāpēc pēc dažām stundām sārma akumulators tiek uzrādīts kā “tukšs”, lai gan patiesībā tā nav.
Lielākā daļa primāro elementu ir ērti, vienmēr pieejami un videi draudzīgi. Viņiem ir arī ārkārtīgi augsts enerģijas blīvums.
Tikai pēdējos gados uzlādējamās baterijas ir sasniegušas primāro elementu blīvumu, bet parastās sārma baterijas rada gandrīz par 50% vairāk enerģijas nekā salīdzināms Li-Ion sekundārais elements.
Šīs šūnas nepārtraukti uzlādē un piegādā visu veidu ierīces, sākot no pamata, visām zināmajām ierīcēm un beidzot ar specializētajām ierīcēm un lietojumprogrammām. Primārās šūnas visbiežāk tiek izmantotas rokas pulksteņos, tālvadības pultīs, bērnu rotaļlietās un nevajadzīgai izklaides elektronikai. Tos izmanto arī visur, kur uzlāde ir nepraktiska vai neiespējama, militāru un glābšanas paņēmienu gadījumos, grūti pieejamās kontroles vietās un tamlīdzīgi..
Zemo cenu dēļ tie ir īpaši piemēroti tur, kur enerģijas patēriņš nav ļoti augsts, ja ierīču darbībai nav vajadzīgs augsts enerģijas līmenis, un tām ir nepieciešams tikai pastāvīgs spriegums.
Pieaugot portatīvajām ierīcēm, piemēram, klēpjdatoriem, viedtālruņiem vai MP3 atskaņotājiem, pieaug pieprasījums pēc labām baterijām, kuras mums nebūs jāmaina ik pēc pāris dienām. Un šeit mēs nonākam pie nepieciešamības pēc atkārtoti uzlādējamām (sekundārām) šūnām.
Viņu darba princips faktiski ir vienāds - elektrība tiek ģenerēta ķīmiskā reakcijā, kurā iesaistīti anodi, katodi un elektrolīti, taču atšķirība ir bateriju elementu ķīmiskajā sastāvā..
Šeit ir redzams, ka ķīmiskā reakcija ir atgriezeniska. Kad akumulators “patērē” (vai kad negatīvi uzlādētie joni nonāk pozitīvajā pusē), akumulators tiek uzlādēts. Savienojot sekundāro elementu ar ārēju elektroenerģijas (piemēram, elektrības) avotu, notiek pretējs process - negatīvi lādētie joni atgriežas akumulatora negatīvajā pusē un tos var atkal izmantot.
Visbiežāk izmantotās sekundārās baterijas tirgū ir: litija jons (LiOn), niķeļa-metālu hidrīds (NiMH) un niķeļa-kadmijs (NiCd). Runājot par sekundārajām baterijām, jāsaka, ka tās visas nav vienādas. NiCd (niķeļa kadmijs) bija pirmās sekundārās baterijas, kuras tika izmantotas visur pasaulē, taču tām bija viena maza problēma - “atmiņas efekts”.
Atmiņas efekts nozīmē, ka jums tie katru reizi ir jāuzpilda un jāiztukšo, pretējā gadījumā viņi ātri zaudē kapacitāti. Tas ir novedis pie situācijas, kad cilvēki pāriet uz niķeļa-metālu hidrīdu (NiMH). Viņiem bija nedaudz lielāka ietilpība un viņi “necieta” no atmiņas efekta, taču viņu mūžs bija īss - jūs tos varētu piepildīt un iztukšot apmēram 100 reizes.
Un, visbeidzot, mūsdienās tiek izmantotas populārākās LiOn baterijas, kas ir izrādījušās vislabākais variants. Varbūt to ietilpība ir nedaudz mazāka, taču to izgatavošanas tehnoloģija ir vienkāršāka nekā iepriekšminētās, tie ir mazāki, vieglāk un to cikls ir 1000 uzlādēšanas un izlādēšanas..
Primārās šūnas visbiežāk ir “sausās šūnas” - attiecībā uz to izgatavošanas tehnoloģiju. Tas notiek tāpēc, ka akumulatorā nav šķidrumu, bet šūnas ir pilnas ar pastu, kas ļauj joniem kustēties, bet novērš to izšļakstīšanos. Sekundārajās šūnās tiek izmantoti pārējie divi šūnu veidi - mitrās šūnas (šķidrās, appludinātās šūnas) un izkausētais sāls (šķidrās šūnas ar nedaudz atšķirīgu sastāvu).
Primārajām šūnām ir augsta iekšējā pretestība, neatgriezeniska ķīmiska reakcija, lielāka ietilpība, parasti tās ir mazākas un vieglākas, un kopumā tās ir lētākas. Sekundārajām šūnām ir zemāka iekšējā pretestība, tās ir jāuzlādē, tām ir atgriezeniskas ķīmiskās reakcijas, tās ir sarežģītākas un dārgākas.
Primāros elementus izmanto ierīcēs, kurām nepieciešama maza, bet nemainīga strāva - pulksteņos, rotaļlietās, drošības aprīkojumā un tā tālāk. Sekundārie elementi tiek izmantoti portatīvajās ierīcēs - klēpjdatoros, mobilajos tālruņos, mp3 atskaņotājos, planšetdatoros utt.