Францын эмч зохион бүтээсэн Гастон Планте1859 онд хар тугалганы хүчил нь арилжааны зориулалттай анхны цэнэглэдэг батерей байв.Өндөр настай хэдий ч хар тугалга химийн бодис өнөөдөр өргөн хэрэглэгдэж байна.Түүний алдартай болсон сайн шалтгаанууд бий;хар тугалганы хүчил нь нэг ваттын зардлаар найдвартай бөгөөд хямд байдаг.Хар тугалганы хүчил шиг их хэмжээний эрчим хүч өгдөг өөр цөөн тооны батерейнууд байдаг бөгөөд энэ нь автомашин, гольфын машин, сэрээ өргөгч, далайн болон тасалдалгүй тэжээлийн хангамж (UPS) зэрэгт хэмнэлттэй болгодог.
Хар тугалганы хүчлийн батерейны сүлжээний бүтэц нь хар тугалганы хайлшаар хийгдсэн байдаг.Цэвэр хар тугалга нь хэтэрхий зөөлөн бөгөөд өөрийгөө даахгүй тул механик бат бөх чанарыг олж авах, цахилгаан шинж чанарыг сайжруулахын тулд бага хэмжээний бусад металлыг нэмдэг.Хамгийн түгээмэл нэмэлтүүд нь сурьма, кальци, цагаан тугалга, селен юм.Эдгээр батерейг ихэвчлэн "хар тугалга сурьма" ба "хар тугалга кальци" гэж нэрлэдэг.
Сурьма, цагаан тугалга нэмэх нь гүний эргэлтийг сайжруулдаг боловч энэ нь усны хэрэглээг нэмэгдүүлж, хэрэгцээг нэмэгдүүлнэ.тэнцүүлэх.Кальци нь өөрөө ялгаралтыг бууруулдаг боловч эерэг хар тугалга-кальцийн хавтан нь хэт цэнэглэгдсэн үед сүлжээний исэлдэлтээс болж өсөх сөрөг нөлөөтэй.Орчин үеийн хар тугалганы хүчлийн батерейнууд нь сурьма, кальцийн агууламжийг бууруулахын тулд селен, кадми, цагаан тугалга, хүнцэл зэрэг допингийн бодисуудыг ашигладаг.
Хар тугалгын хүчил нь хүнд жинтэй бөгөөд гүнд эргэлдэх үед никель болон литид суурилсан системээс удаан эдэлгээтэй байдаг.Бүрэн цэнэггүйдэл нь ачаалал үүсгэдэг бөгөөд цэнэггүйдэл/цэнэглэх мөчлөг бүр нь батерейны бага хэмжээний багтаамжийг бүрмөсөн хулгайлдаг.Батерей сайн ажиллаж байх үед энэ алдагдал бага байдаг ч гүйцэтгэл нь нэрлэсэн хүчин чадлын тал хувь хүртэл буурах үед бүдгэрэх нь нэмэгддэг.Энэхүү элэгдлийн шинж чанар нь янз бүрийн түвшний бүх батерейнд хамаарна.
Хар тугалганы хүчил нь гадагшлуулах гүнээс хамааран 200-300 цэнэгийн циклийг хангадаг.Түүний эргэлтийн харьцангуй богино хугацааны гол шалтгаан нь эерэг электрод дээр сүлжээний зэврэлт, идэвхтэй материалын хомсдол, эерэг хавтангийн тэлэлт юм.Энэ хөгшрөлтийн үзэгдэл нь ажлын өндөр температур болон өндөр урсах гүйдэл татах үед хурдасдаг.
Хар тугалганы хүчлийн зайг цэнэглэх нь энгийн зүйл боловч хүчдэлийн зөв хязгаарыг дагаж мөрдөх ёстой.Бага хүчдэлийн хязгаарыг сонгох нь батерейг хамгаалдаг боловч энэ нь муу гүйцэтгэлийг бий болгож, сөрөг хавтан дээр сульфат хуримтлагдахад хүргэдэг.Өндөр хүчдэлийн хязгаар нь гүйцэтгэлийг сайжруулдаг боловч эерэг хавтан дээр сүлжээний зэврэлтийг үүсгэдэг.Хэрэв цаг тухайд нь засвар үйлчилгээ хийвэл сульфатыг буцаах боломжтой боловч зэврэлт нь байнгын шинж чанартай байдаг.
Хар тугалгын хүчил нь хурдан цэнэглэх чадваргүй бөгөөд ихэнх төрлийн цэнэглэлтэд 14-16 цаг зарцуулдаг.Батерейг үргэлж бүрэн цэнэглэгдсэн үед хадгалах ёстой.Бага цэнэг нь сульфат үүсгэдэг бөгөөд энэ нь батерейны гүйцэтгэлийг алдагдуулдаг.Сөрөг электрод дээр нүүрстөрөгч нэмэх нь энэ асуудлыг багасгах боловч энэ нь тодорхой энергийг бууруулдаг.
Хар тугалгын хүчил нь дунд зэргийн ашиглалтын хугацаатай боловч никель дээр суурилсан системүүд шиг санах ойд хамаарахгүй бөгөөд цэнэглэдэг батерейнуудын дунд хамгийн сайн цэнэглэдэг.NiCd нь гурван сарын дотор хуримтлуулсан эрчим хүчнийхээ 40 орчим хувийг алддаг бол хар тугалганы хүчил нь нэг жилийн дотор мөн адил хэмжээгээр өөрөө ялгардаг.Хар тугалганы хүчлийн зай нь хүйтэн температурт сайн ажилладаг бөгөөд тэгээс доогуур нөхцөлд ажиллахад лити-ионоос давуу юм.RWTH, Aachen, Germany (2018)-ийн мэдээлснээр үерт автсан хар тугалгын хүчлийн өртөг нь нэг кВт.ц тутамд 150 орчим доллар байгаа нь батерейны хамгийн бага үнэ юм.
Шуудангийн цаг: 2021 оны 11-р сарын 13