Почему батарея: Почему телефон быстро разряжается: 5 причин и способов устранения

Содержание

Почему смартфон быстро разряжается — 6 причин, почему быстро садится батарея

Почему быстро, буквально за пару-тройку часов, разряжается батарея на телефоне? Обычный виновник у большинства пользователей – «прожорливые» операционки (например, ОS Android), ресурсоемкие утилиты и яркий дисплей смарта. Так ли это на самом деле? Есть ли какие-то способы удержать заряд батареи от стремительного истощения? Чтобы разобраться в этом, стоит изучить данный материал.

Читайте также: Как пользоваться смартфоном: краткий мануал из 5 пунктов для новичков.

Почему телефон быстро разряжается: основные причины

Даже новейшие гаджеты с очень емким аккумулятором (например, в Samsung Galaxy Note 10 энергозапас батарейки составляет аж 5000 мАч) могут садиться в считанные часы. Постоянная зарядка по нескольку раз в день – однозначно не выход из положения. Чтобы узнать, как с этим бороться, стоит для начала выяснить, с чем связана такая неприятность.

Вот основные проблемы, почему смартфон, вне зависимости от бренда-производителя, быстро разряжается:

Износ батареи смарта. «Древний» аккумулятор – главная причина быстрой потери энергозапаса. При зарядке аккумулятор нагревается из-за возросшего внутреннего сопротивления. Можно визуально осмотреть его, вынув из гаджета (если это возможно). Разбухание, коррозия, деформация, различные пятна на поверхности – тревожный звоночек и повод заменить батарею на новую. Как еще узнать о состоянии аккумулятора? Набрать на смарте с ОС Андроид комбинацию: *#*#4636#*#*. Появится меню, в котором нужно кликнуть на пункт «Информация о батарее». В нем будет описан уровень заряда, состояние, температура и прочие данные об аккумуляторе. Владельцы «яблочных» девайсов с iOS, начиная с версии 11.3, могут посмотреть состояние батареи прямо в настройках Айфона.
Использование на холоде или жаре. Современные батареи, хоть и имеют большой энергозапас, но к минусовым температурам, знойной погоде относятся не очень хорошо. Температурные пределы работы устройства можно узнать из его характеристик. И лучше их не превышать, чтобы батарея смартфона не разрядилась в нужный момент. Немного «согреть» телефон в холод поможет чехол, который с 2-х сторон закрывает аппарат.
Очень яркий экран. Конечно же, большинству юзеров хочется видеть максимально яркий дисплей с сочными оттенками, но если перестараться и выставить показатели до 100%, то экран будет просто «съедать» энергоемкость батареи. Чтобы исправить этот недочет, нужно перейти в настройки яркости дисплея и специальным ползунком уменьшить ее до комфортной для работы с девайсом. Около 50-60% вполне достаточно.
Ресурсоемкие функции. Если девайс функционирует по программе «все включено», то неудивительно, что заряд батареи становится все меньше и меньше в считанные часы. Wi-Fi, Bluetooth, NFC – работа всего это требует расхода энергозапаса. Поэтому, если данные функции прямо сейчас не нужны, стоит их деактивировать в настройках аппарата.
Нестабильная сотовая связь/GPS. Емкость батареи уменьшается на глазах, когда телефон пытается найти постоянно ускользающую связь (если есть перебои с соединением). Датчик GPS – один из наиболее «прожорливых». В незнакомой местности он нужен, но вот дома или на работе вряд ли стоит его активировать.
Мобильные вирусы. Если игнорировать предупреждение системы безопасности браузера, посещать подозрительные веб-ресурсы, скачивать проги из ненадежных источников, то заражения вирусами смарта не миновать. Вредоносное ПО может тратить заряд батареи намного больше, чем обыкновенные утилиты. Чтобы перестраховаться, стоит установить антивирус.

Все перечисленные проблемы могут коснуться девайсов независимо от фирмы-производителя, например, одинаковые шансы у смарта от ASUS или HTC. Скоростной разряд батареи чаще связан с неправильной эксплуатацией устройства. Но какие меры, кроме правильного обращения со смартом, можно принять для улучшения функционирования аккумулятора? Об этом – далее в разделах.

Интересно узнать: Как правильно заряжать смартфон. 5 простых советов, которые помогут продлить срок службы батареи.

Что же делать, если телефон слишком быстро разряжается?

Чтобы справиться с проблемой, можно предпринять следующие 3 шага.

Способ №1. Калибровка батареи. Это помогает «запомнить» аккумулятору, что ему нужно заряжаться именно до 100%, не отключаясь ранее. Калибровку можно осуществить при помощи проги Battery Monitor.

Что нужно делать:

После таких действий мобильный аппарат должен «запомнить» нужный уровень заряда и не понижать его. Процесс можно повторить несколько раз.

Интересно узнать: ТОП-10 смартфонов с мощным аккумулятором.

Способ №2. Обновление системы. Новая версия Android или другой ОС несет значительное количество улучшений, в том числе и тех, которые влияют на состояние заряда аккумулятора. Обновление устройства до новой версии – шанс исправить все дефекты прежней ОС. На смарты от Samsung или Apple регулярно «прилетают» новшества (если в настройках установлено автоматическое обновление), юзеру нужно только кликнуть на «Установить». Это можно сделать и вручную, скачав ПО на сайте производителя.

Способ №3. Удаление ненужного ПО – если развлекательные или рабочие программы больше не нужны, не нужно засорять память девайса и тратить энергозапас батареи впустую. Нужно просто удалить неиспользуемые приложения.

Кроме того, можно воспользоваться специальными прогами: для смартов на Android – Clean Master, для iPhone – iTunes.

Может заинтересовать: Как прошить Android-смартфон: 5 этапов.

Программы для экономии батареи: лучшие

Все вышеописанные способы можно комбинировать с использованием специальных прог, помогающих батарее сэкономить заряд. Все утилиты находятся в свободном доступе на просторах интернета. Пользователю нужно просто скачать их и установить на смарт.

Greenife – функционирует в фоновом режиме и снижает активность смарта тогда, когда юзер им не пользуется. Плюсы проги – она обнаружит и отключит все ненужные процессы (даже те, которые не отображаются в менеджере задач).

DU Battery Saver – прога деактивирует фоновые процессы и демонстрирует всю информацию про пользование аккумулятором. Есть отдельная кнопка «Оптимизировать», позволяющая отключать любые ресурсоемкие утилиты.

Amplife – отключает все лишние процессы, когда смарт не используется. Прога функционирует в автоматическом режиме, самостоятельно выключая ненужные приложения. Возможна ручная настройка.

GO Battery Saver – в ней есть несколько профилей экономии энергозапаса. Их можно переключать между собой, для этого нужно разместить виджет на экране аппарата. Кроме бесплатной версии, есть еще премиум-вариант, в котором можно составить расписание для включения/отключения профилей.

Интересно узнать: Твердотельные аккумуляторы для смартфонов: 5 причин, почему за ними будущее.

Используя данные программы и правильно пользуясь смартом, можно обеспечить отличные показатели автономности девайса. Главное – изучить все нюансы зарядки и не испытывать судьбу, скачивая подозрительное ПО. Тогда можно рассчитывать, что заявленные в характеристиках часы автономности телефона действительно сбудутся на практике.

Что делать, если батарея телефона быстро разряжается?

Время работы любого гаджета зависит от ряда факторов, и емкость аккумулятора в данном вопросе далеко не всегда играет решающую роль.

Нагрузка на устройство и частота его использования. На первый взгляд, все очевидно: не выпускаете телефон из рук — батарея садится быстро. Однако продолжительность работы без подзарядки зависит и от осуществляемой нагрузки: одно дело послушать музыку и написать пару смс друзьям, и совсем другое — активно серфить в интернете, переключаясь на игры с хорошей графикой. В первом случае зарядки хватит примерно на 5–20 часов, во втором — на 3–5 часов;
Нельзя забывать и про количество установленных приложений: каждое из них нагружает процессор;
Ошибки в ОС. «Косяки» в прошивке, некачественные приложения, засорение памяти старыми файлами — все это заставляет ваш телефон разряжаться быстрее;
«Возраст» аккумулятора — его полезная емкость со временем уменьшается. В таком случае следует купить аккумулятор для телефона «Самсунг» https://shoc.by/catalog/akkumuliatory-dlia-telefonov/samsung;
Сотовый сигнал. Плохая связь заставляет передатчик работать на полную — это заставляет батарею быстрее разряжаться.

Именно поэтому однозначно ответить на вопрос «Почему батарея стала разряжаться быстрее?» невозможно: все индивидуально. Но если вы проверили смартфон, ориентируясь на приведенные выше причины, но ситуация остается печальной, попробуйте последовать следующим советам.

Проверьте работу телефона в безопасном режиме — это позволит узнать, виновны ли в быстрой разрядке установленные приложения или нет. Режим запускает только системные приложения, а не загруженные самим пользователем. Сравните показатели и сделайте выводы. Если аккумулятор разряжается более медленно, значит, виноваты какие-то установленные вами приложения, если скорость такая же — воспользуйтесь другими советами;
Отключите неиспользуемые системные приложения в настройках: они «заморозятся» до момента, пока не понадобятся вам;
Обзаведитесь внешним аккумулятором — девайс пригодится, если телефон садится быстро, а заряжать его от розетки нет возможности;
Произведите регулировку яркости экрана — максимальный показатель быстро «съедает» заряд. Уменьшите яркость до комфортной или используйте автоматическую настройку яркости, включить которую можно в параметрах телефона;
Вытащите из смартфона сим-карту, если она вам не нужна. Нередко бывает так, что гаджет поддерживает возможность использования двух симок, но если вы пользуетесь только одной, а вторая «лежит» без дела, нет смысла тратить зарядку на ее обеспечение;
Отключайте Wi-Fi, мобильный интернет, блютуз и GPS, когда откладываете телефон в сторону. Проще всего делать это через панель быстрого доступа;
Отключите синхронизацию. Удобная функция может не давать телефону засыпать из-за постоянных проверок на наличие новых данных;
Наиболее эффективным способом, который срабатывает в большинстве случаев, считается замена аккумулятора в сервисном центре. Специалисты отмечают, что со временем любой аккумулятор теряет свою емкость, т. е. максимально возможный заряд значительно снижается, и тогда нужно купить батарею для телефона https://shoc.by/catalog/akkumuliatory-dlia-telefonov/batarei. В среднем, это происходит через 3 года после начала использования смартфона, срок может сократиться до 1–2 лет при слишком активном использовании гаджета.

Фото: mobile-on.ru

Почему смартфон быстро разряжается? Четыре причины — Российская газета

Смартфоны с аккумулятором на 4000-5000 мАч становятся новым стандартом рынка — скоро будет сложно встретить аппарат на Android, который имел бы батарею меньшей емкости.

Но даже такие монстры могут столкнуться с быстрым разрядом аккумулятора. Почему? Вот несколько возможных причин.

1. Вредоносные приложения. Даже в официальном каталоге программ для Android могут встречаться приложения-шпионы, программы для прослушки через встроенный микрофон, криптомайнеры и другие неприятные пассажиры. Практически любое такое приложение очень активно работает в фоне, вызывая повышенный расход батареи.

Что делать? Установить антивирус, проверить список установленных приложений. Если не помогает — сбросить смартфон к заводским настройкам.

2. Старый аккумулятор. В iOS можно посмотреть состояние аккумулятора — достаточно зайти в соответствующий раздел настроек. В Android нужно использовать специальные приложения — например, AccuBattery.

В год батарея может терять пять и более процентов от первоначального объема, поэтому спустя два-три года, особенно если смартфон не «обнулялся» и не чистился от старых приложений, скорость разряда может стать заметной.

Что делать? Менять аккумулятор — лучше всего в фирменном сервисе.

3. «Лишние» приложения. Те, которые были установлены когда-то очень давно и непонятно зачем, а потом потеряны в обширном списке всех приложений. Могут потихоньку сидеть в оперативной памяти, даже если ими никто не пользуется, и «подъедать» заряд батареи.

Что делать? Провести генеральную уборку. Для начала — вручную, просто удалив все лишнее и давно забытое.

4. «Прожорливые» приложения. Своей любовью к заряду аккумулятора было известно, например, приложение Facebook — из-за того, что активно обновляло данные в фоновом режиме. Однако любое приложение может оказаться таким — никто не застрахован от неожиданностей.

Что делать? Зайти в настройки аккумулятора и посмотреть, на долю каких приложений приходится самый большой разряд. По возможности удалить или поискать более легкую альтернативу (Facebook Lite, например).

К слову, фоновое обновление контента приложений, которое многие советуют отключить (или же оставить его только для соединения Wi-Fi) ради экономии заряда, на самом деле не так сильно влияет на расход энергии аккумулятора — это из личного опыта.

Батарея телефона быстро разряжается, телефон недолго находится в режиме ожидания

Время работы телефона в режиме ожидания зависит от емкости аккумулятора, настроек телефона, а также от особенностей использования. Следующие рекомендации помогут продлить время работы телефона в режиме ожидания.

Следующие настройки также помогут вам сэкономить энергию:

Используйте функцию Оптимизация.
Откройте Настройки и перейдите в раздел , чтобы система обнаружила функции, которые потребляют много энергии. После этого можно решить, выполнять ли оптимизацию.
Проверьте Использование батареи.
Откройте Настройки, а затем перейдите в раздел Использование батареи. Если в разделе ПО вы увидите, что некоторые приложения потребляют много энергии, можно включить функцию Сообщать об энергоемкости и изменить настройки в разделе Запуск приложений, чтобы снизить энергопотребление.

Если некоторые приложения редко используются, но потребляют много энергии, удалите их во избежание чрезмерного энергопотребления.
- В разделе Запуск приложений отключите функцию Автоматическое управление и по необходимости включите или выключите функции Автозапуск, Косвенный запуск и Работа в фоновом режиме.
- Для устройств с EMUI 5.X включите или выключите функцию Блокировка экрана закрывает приложения.
Примечание: изменение настроек может повлиять на получение уведомлений от приложений, работающих в фоновом режиме.
Измените настройки экрана.
- Откройте Настройки и перейдите в раздел Разрешение экрана. Откройте раздел Разрешение экрана и включите функцию Умное разрешение. Или отключите функцию Умное разрешение и выберите более низкое разрешение в разделе Настроить.
  
  Для EMUI 5.X: по необходимости включите или выключите функцию Экономия энергии снижением разрешения.
- Если телефон поддерживает функцию Интерфейс в темных тонах или Темный режим, включите эту функцию или режим для экономии энергии.
Включите Режим энергосбережения. Откройте Настройки, найдите и откройте раздел Режим энергосбережения.
- Включите Режим энергосбережения или Режим Ультра, чтобы продлить время работы в режиме ожидания.
- Если телефон поддерживает Эффективный режим, рекомендуется выключить его во избежание чрезмерного энергопотребления.
Настройте параметры сетевого соединения.
- Откройте Настройки, найдите и откройте раздел Подключение к сети, когда устройство в спящем режиме, а затем отключите эту функцию, чтобы предотвратить чрезмерное энергопотребление, когда телефон находится в спящем режиме.
- Откройте Настройки, найдите и откройте разделы Экономия трафика или Умная экономия трафика и включите эти функции, чтобы запретить приложениям, работающим в фоновом режиме, использовать мобильную передачу данных. Это позволит снизить как расход трафика, так и энергопотребление.
Для EMUI 5.X и EMUI 8.X:
Моб. передача данных: проведите вниз по строке состояния, чтобы открыть панель уведомлений, откройте раздел Моб. передача данных, а затем отключите параметр Постоянная передача данных.
Wi-Fi: проведите вниз по строке состояния, чтобы открыть панель уведомлений, откройте раздел Wi-Fi, перейдите в меню , а затем включите параметр Только при питании от сети.
Примечание: изменение настроек может повлиять на доступ приложений к Интернету, когда на телефоне включена мобильная передача данных.

Информация об аккумуляторных батареях ASUS

Жизненный цикл батареи

Из-за химических свойств ионов лития емкость батареи постепенно уменьшается с течением времени. Это нормальное явление.
Срок службы литий-ионной батареи составляет примерно 300-500 циклов. При нормальных условиях использования и температуре окружающей среды (25 ℃) литий-ионный аккумулятор должен нормально разряжаться и заряжаться в течение 300 циклов (или около одного года). После этого емкость аккумулятора падает до 80% от первоначальной.
Снижение срока службы батареи зависит от конструкции системы, модели, энергопотребления системы, потребления программ и операционного программного обеспечения, а также настроек управления питанием. Высокие / низкие рабочие температуры и ненормальная работа могут привести к быстрому сокращению срока службы батареи на 60% или более за короткое время.

Скорость разряда аккумулятора зависит от программного обеспечения ноутбука или планшета и настроек управления питанием. Например, выполнение требовательных к вычислениям программ, таких как графическое программное обеспечение, игровое программное обеспечение и воспроизведение видео, потребляет больше энергии, чем выполнение обычного программного обеспечения для обработки текстов. Когда ноутбук с заряженным аккумулятором подключается к дополнительным устройствам USB или Thunderbolt извне, аккумулятор также разряжается быстрее.

Механизмы защиты аккумулятора

Частая зарядка аккумулятора под высоким напряжением ускоряет ее старение. Чтобы продлить срок службы батареи, батарея поддерживает уровень заряда 90% -100% после полной зарядки, в этом диапазоне система может не заряжаться из-за механизмов защиты батареи.

*Емкость инициирования заряда батареи (%) обычно устанавливается между 90% -99%. Фактическое значение будет отличаться в зависимости от модели.

Аккумуляторы, заряженные или хранящиеся при высоких температурах окружающей среды, могут повредиться и ускорить сокращение срока службы батареи. Когда температура батареи слишком высокая и аккумулятор перегревается, зарядная емкость батареи будет ограничена или прекращена совсем. Это часть механизмов защиты батареи системы.
Несмотря на то, что устройство было выключено, а адаптер переменного тока удален, системе по-прежнему требуется небольшое энергопотребление, поэтому это нормальный сценарий, когда уровень заряда батареи все еще падает.

Износ аккумулятора

Батареи по сути это расходные материалы. Литий-ионные аккумуляторы с непрерывными химическими реакциями естественным образом разряжаются и теряют емкость.
После использования аккумулятора в течение некоторого времени, при определенных условиях аккумулятор может незначительно вздуться. Это не создаст проблем безопасности.
Вздутые батареи должны быть заменены и выброшены должным образом, даже если они не влияют на безопасность. При замене вздувшихся батарей не выбрасывайте старую батарею в бытовые отходы. Обратитесь в местную службу поддержки ASUS для утилизации батарей.

Стандартный уход за аккумулятором

Если ноутбук, мобильный телефон или планшет не будут использоваться в течение длительного времени, зарядите аккумулятор до 50%, выключите устройство и отсоедините источник питания переменного тока (адаптер). Подзаряжайте аккумулятор каждые три месяца до 50%, чтобы предотвратить повреждение аккумулятора из-за чрезмерной разрядки из-за длительного хранения без использования.
Когда источник питания переменного тока постоянно используется для ноутбука, мобильных телефонов или планшетов, пользователь должен разряжать аккумулятор до 50% не реже одного раза в две недели, чтобы освободить аккумулятор от постоянного высокого напряжения, что может сократить срок его службы. Пользователи ноутбуков могут продлить срок службы батареи с помощью программного обеспечения ASUS Battery Health Charging.
Наилучшими условиями хранения аккумуляторов являются температура окружающей среды от 10 до 35 ° C, поддержание заряда на уровне 50% и увеличение срока службы батареи с помощью программного обеспечения ASUS Battery Health Charging.
Избегайте хранения батарей во влажной среде, которая может привести к увеличению скорости разряда батареи. Среда с более низкой температурой будет вредить внутренним химическим веществам батареи, в то время как батареи, хранящиеся при более высокой температуре, подвергаются риску взрыва.
Не размещайте компьютер, мобильный телефон или аккумулятор рядом с радиаторами, каминами, печами, электронагревателями или другими источниками тепла выше 60 ℃ (140 ° F). Перегрев аккумулятора может привести к его взрыву или протечке, что может привести к возгоранию.
Поскольку в ноутбуках используется встроенный аккумулятор, аккумулятор не будут получать питания, если компьютер не использовался или не заряжался, а затем время и настройки BIOS вернутся к значениям по умолчанию. Если вы не собираетесь использовать компьютер в течение длительного времени, заряжайте аккумулятор раз в месяц.

Оптимальные настройки Батареи

Держа адаптеры переменного тока подключенными к ноутбукам, сотовым телефонам или планшетам во время использования, аккумуляторы остаются слишком заряженными, что может сократить срок их службы. Чтобы защитить аккумулятор при таком использовании, пользователи ноутбука могут продлить срок его службы с помощью программного обеспечения ASUS Battery Health Charging.

Введение ASUS Battery Health Charging

https://www.asus.com/ru/support/FAQ/1032726/

Поставки моделей с 4 квартала 2017 содержат это приложение.

Условия гарантии на аккумуляторы ASUS

ASUS заменит новую аккумуляторную батарею в следующих случаях (применяются условия гарантии https://www.asus.com/ru/support/Article/606/):
- (a) батарея не заряжается;
- (b) батарея вызывает самопроизвольное включение/выключение/перезагрузку ноутбука;
- (c) батарея быстро разряжается;
- (d) батарея не определяется системой;
- (e) система неоднократно предупреждает пользователя о необходимости замены батареи;
- (f) индикатор зарядки батареи работает некорректно;

Обзор аккумуляторов ASUS

Литий-ионные батареи

Преимущества литий-ионных аккумуляторов включают высокую плотность энергии, большую емкость, малый вес, длительный срок службы, отсутствие эффекта памяти и быструю зарядку. Они широко используются в потребительских товарах, таких как мобильные телефоны, ноутбуки и планшеты.

Почему аккумулятор ноутбука не заряжается до конца, что делать если батарейка подключена, но не работает

Когда аккумулятор ноутбука перестает заряжаться, у владельца техники возникает только один вопрос: почему это происходит? Торопиться с вызовом мастера или нести устройство в сервисный центр не стоит. Некоторые неполадки можно устранить самостоятельно.

Устройства АКБ, как и любая перезаряжаемая батарейка, имеет собственный ресурс работы. Он зависит от количества циклов перезарядки, интенсивности использования, температурного режима работы и других факторов. Но рано или поздно наступит тот момент, когда аккумулятор будет плохо заряжаться, не заряжаться до конца или вообще перестанет работать.

Для начала стоит убедиться, что причина проблемы заключается в самой АКБ. Если при подключении в электросеть устройство работает, то проблема действительно в АКБ. Если же зарядка подключена, но не работает лэптоп, то проблемы могут быть с блоком питания.

На вопрос, что делать в такой ситуации, есть только один ответ: не паниковать и проверить все. Начать нужно с проверки правильности установки АКБ в разъем. Не лишним будет проверить и контакты: они могут окислиться со временем.

Если аккумулятор не принимает заряд, то проверить нужно розетку и блок питания. У соседа или друга можно взять рабочий блок питания и проверить его на своем устройстве. При этом параметры аккумуляторов должны быть одинаковыми. Если все вышеперечисленные способы не помогли, то суть проблемы действительно заключается в батарее.

Решение проблем с аккумулятором

Если батарея не берет заряд, хотя до этого было все нормально, то не нужно искать новый элемент питания. Владельцы портативных ПК часто встречаются с проблемой, когда аккумулятор заряжался нормально еще вчера, но сегодня индикатор заряда остается неизменным. Решить проблему можно сбросом настроек в BIOS. Для этого нужно:

Отключить питание.
Вытянуть аккумулятор.
Зажать клавишу включения на 20-50 секунд.
Подключить блок питания и включить его в розетку (батарея должна быть снята).
После запуска устройства нужно войти в BIOS (клавиши Del, F2 или F12).
Сбрасываем настройки по умолчанию (Restore Defaults).
Сохраняемся и выходим.
Ноутбук выключается путем зажатия кнопки питания на 5-10 секунд.
Батарея устанавливается на место.
Включаем ноутбук.

Если способ помог, то можно увидеть, что индикатор пришел в движение, и АКБ заряжается.

Отключение ненужных режимов

Производители ноутбуков снабжают свои устройства различными утилитами. Такие утилиты предназначены для продления жизни аккумулятору устройства. Программы управляют уровнем заряда, не давая батарее зарядиться более чем на 50-70 процентов. По мнению производителя, это значительно продлевает жизненный цикл аккумулятора. Данный режим следует отключить, чтобы АКБ заряжалась до 100%.

Значок аккумулятора находится в системном трее, его рекомендуется отключить и убрать из автозапуска. Операционные системы сами могут точно определить уровень заряда батареи и обеспечить экономию. Если ресурс АКБ исчерпан, то его следует заменить. В моделях со съемной батареей сделать такую замену не составляет труда. Если аккумулятор несъемный, то поменять его лучше в сервисном центре.

Почему батарея не греет? — Tavago

Распространенная причина низкой температуры в помещении — неэффективная работа отопительных радиаторов, которые вследствие различных причин хуже отдают тепло. В сравнении с другими проблемами системы отопления или теплоизоляции дома устранение неполадок в радиаторах — задача посильная, причем результат принятых мер будет заметен сразу. В данной статье разберем основные проблемы и способы их решения. Информация будет полезна и тем, кто только планирует обустройство отопления, так как ошибок проще избежать, чем исправлять.

Причина 1: Недостаточная мощность

Для того, чтобы отопительные приборы справлялись с прогревом помещения, их мощность должна превышать теплопотери через стены, окна, крышу, пол. Если этого не происходит, в комнате некомфортно находиться — жильцы попросту мерзнут. Причиной этому неточные расчеты при планировании отопления, либо практические ошибки, например, предназначенная для небольшого помещения батарея установлена в большой комнате.

Для первого случая мы подготовили руководство по расчету тепловой мощности приборов. В нем учтены различные факторы, влияющие на тепло в доме — от погодных факторов до степени теплоизоляции и количества окон. А избежать ошибок при практической реализации поможет обыкновенная внимательность.

При недостаточной мощности радиатора есть два варианта устранения проблемы. Первый быстрее и дешевле в плане первоначальных затрат — замена радиатора на более мощный. Второй вариант подразумевает работы по сокращению тепловых потерь, комплексный и дорогостоящий процесс. При этом теплоизоляция позволяет экономить на отоплении в долгосрочной перспективе.

Причина 2: Недостаточное количество тепла

Прибор может подходить по мощности, но при недостаточной температуре теплоносителя он не раскроет свой потенциал. Так, мощность секции радиатора из алюминия при нагреве жидкости до 70^oС составляет 196 Вт/ч, а при 50^oС — всего 130 Вт/ч.

Важно учитывать эту особенность в помещениях с низкотемпературными системами. Обычно необходимость эксплуатации при температуре теплоносителя до 50^oС обусловлена требованиями оборудования, например, конденсационных котлов.

В данной ситуации есть следующие решения:

• Увеличьте площадь поверхности радиаторов, чтобы компенсировать падение мощности.
• Увеличьте температуру теплоносителя. Помните, что для конденсационных котлов и некоторых видов насосов повышение температуры означает падение эффективности.
• Сократите теплопотери — устраните основные утечки тепла.

Теплограмма радиатора с воздушной пробкой

Причина 3: Засорение и завоздушивание радиатора

Радиаторы внутри далеко не всегда отличаются чистотой. Каналы для циркуляции теплоносителя могут быть покрыты налетом, забиты строительной пылью и отходами, либо иметь воздушные пробки. Любой из перечисленных дефектов отнимает тепловую мощность приборов, поэтому необходимо применить следующие меры:

• При завоздушивании выпустить воздух с помощью специального крана;
• При наличии налета и грязи промыть радиатор;
• Проверить состояние фильтра и заменить при необходимости.

Причина 4: Греем улицу

Нередки случаи, когда радиаторы передают часть тепла не в помещение, а на улицу. Подобные ситуации невыгодны для пользователя как экономически, так и в отношении комфорта.

Как правило, «отопление улицы» обусловлено одним из следующих факторов:

• Плохие теплоизоляционные свойства материала стен;
• Отопительный прибор размещен в нише, где толщина стены меньше;
• Тепло концентрируется между стеной и радиатором.

Рецепт прост: установите отражающий экран за радиатором, создайте необходимые отступы от стены, по возможности избавьтесь от ниш.

Теплоотражающий экран за радиатором, установленным в нише

Причина 5: Низкий подоконник

Мощность отопителя уменьшается на 5% и более, если не соблюдено расстояние от подоконника. Данный аспект особенно важен при проектировании, так как на практике исправить высоту уже смонтированного подоконника затруднительно.

Продемонстрируем зависимость снижения мощности от расстояния подоконника:

• До 40 мм — более 5%
• 40 мм — 5%
• 60 мм — 4%
• 80 мм — 3%
• 100 мм — 2%

Минимальное влияние на эффективность отопления может быть достигнуто при отступе от подоконника более 100 мм. Более подробно о правилах установки батарей вы можете прочитать читайте в нашей статье.

Причина 6: Изолированное тепло

Не секрет, что шторы препятствуют поступлению тепла в помещение. Ткань отделяет отопитель от остальной комнаты, приводя к концентрации тепла возле стены. Как результат — эффект «отопления улицы».

То же касается декоративных панелей и мебели — любые твердые поверхности препятствуют эффективной работе отопительных приборов. Мощность может снижаться на 10-13%, что несложно заметить без специальной техники.

Дополнительно о трубах

В системе отопления все взаимосвязано, поэтому если вы уверены, что сделали все возможное для эффективной работы радиаторов, обратите внимание на трубы. Утепление труб требуется на так уж часто, так как потери при транспортировке в конечном счете идут на обогрев помещения, а вот ситуация, когда трубы уложены близко к стене, требует исправления. Если трубопровод проходит на недостаточном от стены расстоянии, он отапливает улицу и при этом теряет энергию, которая должна поступать в радиаторы.

Мы рассмотрели основные проблемы эффективности радиаторов отопления. Надеемся, среди предложенных вариантов есть решение и вашей проблемы.

Если вы только планируете ремонт или обустройство системы отопления в доме, команда Tavago всегда готова прийти вам на помощь! Наши специалисты помогут вам с выбором и расчетом, а среди широкого ассортимента сайта вы найдете все необходимое оборудование.

Ионный век: почему будущее будет работать от батарей | Технология

Почему батареи стали важными?

В мире, который все больше обеспокоен изменением климата, всплеск производства возобновляемой энергии за последние 20 лет вселяет некоторую надежду. Но переменный характер энергии ветра и солнца означает, что хранение энергии до тех пор, пока она не понадобится потребителям, стало следующей большой проблемой. И поэтому в электрических сетях по всему миру появляются крупномасштабные аккумуляторные установки, чтобы сделать их более гибкими.В 2017 году по всему миру было добавлено более 1 ГВт емкости аккумуляторов — это рекорд, да, но все же капля в море мирового спроса на энергию.

Как работают такие батарейки?

Речь, конечно же, не идет о нескольких батарейках типа ААА. И все же в целом все батареи работают одинаково.

как

Электрическая энергия преобразуется в химическую энергию, когда вы заряжаете аккумулятор, а затем этот процесс меняется на противоположный, когда вы получаете от него энергию.

Большинство батарей состоит из трех основных компонентов: двух электродов и некоторой химической среды, называемой электролитом, которая может быть жидкой, гелевой или твердой.Для выработки электричества происходит химическая реакция, при которой электроны перемещаются от отрицательного электрода, называемого анодом, к положительному электроду, называемому катодом.

Когда вы заряжаете аккумулятор, происходит обратный процесс, отправляя электроны обратно на анод.

Так сколько там этих больших батарей?

В Великобритании установлено около 500 МВт крупномасштабных аккумуляторных батарей, и, по данным аналитиков Aurora Energy Research, эта цифра, как ожидается, удвоится в течение трех лет.Почти все емкости используют литий-ионные.

Ожидается, что к 2020 году установленная в мире мощность превысит 50 ГВт, а к 2040 году вырастет почти до 1000 ГВт, по данным Bloomberg NEF. Это равняется примерно 7% мировой энергетической мощности.

Диаграмма

Как батареи вписываются в революцию возобновляемых источников энергии?

В Великобритании аккумуляторные батареи в основном используются для предоставления услуг National Grid. Такие вспомогательные услуги становятся все более важными, чтобы помочь согласовать спрос и предложение по мере того, как в сеть поступает все большее количество периодической ветровой и солнечной энергии.

Также появились «гибридные» электростанции, работающие на возобновляемых источниках энергии, где батареи устанавливаются рядом с солнечными и ветряными фермами. Это особенно важно для экономики солнечных ферм, которые могут снизить цены на электроэнергию около полудня, достигнув пика в то же время. Вместо немедленного экспорта гибридные фермы могут хранить электроэнергию для последующей продажи по более высоким ценам.

В других частях мира, например в Южной Австралии, батареи используются, чтобы сделать сеть более устойчивой и избежать отключений.Важно отметить, что батареи еще не подходят и не имеют экономического смысла для межсезонного хранения, то есть для накопления солнечной энергии летом для высвобождения зимой.

Отель Gyle Premier Inn в Эдинбургском парке был первым в Великобритании, работающим от батарей. Фотография: Premier Inn / PA

Будут ли у всех нас в будущем большие домашние аккумуляторы?

Илон Маск, возможно, популяризировал концепцию домашнего аккумулятора, когда он представил версию Tesla три года назад, но эта фирма не была первой и не самой крупной в этой области.Такие батареи размером примерно с газовый котел могут накапливать и выделять электроэнергию, вырабатываемую домашним хозяйством или импортируемую из сети.

Немецкая компания Sonnen, на долю которой приходится около 25% мирового рынка домашних аккумуляторов, заявила, что сегодня большинство клиентов — это люди, у которых есть солнечные батареи или которые живут в регионах, пострадавших от урагана, и которым нужен чистый, надежный резервный источник энергии. «Рынок все еще находится на очень, очень ранней стадии», — говорит генеральный директор Кристоф Остерманн. Германия, Италия, Австралия и американские штаты Калифорния и Гавайи пока являются крупнейшими рынками сбыта.

fact box 1

Для домашних хозяйств, использующих солнечную энергию, имеет больший финансовый смысл хранить и потреблять энергию, чем получать деньги за ее экспорт в сеть. В будущем, когда появится больше тарифов на электроэнергию, рассчитанных на время использования, может появиться достаточный стимул для их установки, чтобы избежать пикового ценообразования.

Однако для Остерманна наиболее интересной перспективой является использование тысяч батарей в качестве «виртуальной электростанции». Он описывает это как «уберизацию» аккумуляторов, которыми компания не владеет, но которые могут использовать с разрешения.«Мы не стремимся к масштабам коммунальных услуг, но виртуальные электростанции могут обеспечить значительную мощность», — говорит он.

Что дальше с электромобилями?

Мы только начинаем видеть второе поколение автомобилей с батарейным питанием, по словам предпринимателя Хенрика Фискера, основателя производителя электромобилей Fisker Inc.

В то время как первые модели, за исключением Tesla, могли проехать около 100 миль, большинство новых теперь предлагают от 200 до 300 миль.«Я вижу, что рынок начнет бум примерно в 2020 или 2021 году, поскольку выбор [моделей] больше, — говорит Фискер.

Fisker также считает, что сверхбыстрая зарядка жизненно важна для того, чтобы электромобили стали популярными. В то время как в обычном доме для полной зарядки автомобиля (с розеткой на 3 кВт) требуется около 8-10 часов, некоторые новые общедоступные зарядные устройства могут сделать это примерно за 10 минут (с помощью зарядного устройства на 350 кВт).

Скорость

А как насчет других видов транспорта?

Электрические двухэтажные автобусы, построенные китайским производителем BYD, уже курсируют по улицам Лондона.Илон Маск объявил о планах по созданию электрического грузовика.

Но из-за плотности энергии, необходимой для тяжелого транспорта, батареям намного сложнее использовать ископаемое топливо. «Это определенно сложнее», — говорит профессор Пол Ширинг, заведующий кафедрой новейших аккумуляторных технологий Королевской инженерной академии. «[Но] я думаю, что будущее будет электрическим, независимо от того, как вы его сокращаете».

Мы все скоро будем летать на электрических джамбо-самолетах? «Еще нет», — говорит Ширинг, добавляя, что плотность энергии и вес батарей означают, что они, вероятно, будут использоваться в беспилотных летательных аппаратах только в краткосрочной перспективе.«Я думаю, что скоро мы увидим электрический пассажирский самолет», — говорит он.

Какое влияние на окружающую и социальную среду оказывает производство батарей?

Ключевым элементом литий-ионных аккумуляторов является кобальт, несмотря на попытки производителей уменьшить требуемое количество. Более 60% мирового кобальта производится в Демократической Республике Конго, где высказывались опасения по поводу социальных и экологических последствий добычи этого металла.

Литий в батареях поступает в основном из трех крупных стран-производителей, Австралии, Аргентины и Чили, а также из новых производителей, таких как Боливия, Бразилия, Канада и Зимбабве.Потребление воды и нехватка воды в некоторых странах-производителях вызывают здесь большую озабоченность. «Есть определенные этические вопросы. Крупные компании будут ориентироваться на стоимость производства кобальта и лития, — говорит Ширинг.

То, что происходит с батареями к концу их срока службы, также является большой проблемой. Доктор Джонатан Рэдклифф из школы химической инженерии при Университете Бирмингема обеспокоен судьбой аккумуляторов, когда их характеристики в современных электромобилях уже недостаточно хороши для автомобилей.У некоторых теперь есть вторая жизнь в качестве домашней батареи, но он опасается, что рынок может быть насыщен через несколько лет, что подрывает финансовые возможности повторного использования.

«Риск состоит в том, что в Великобритании нет жизнеспособного вторичного использования, и у нас есть большое количество отходов аккумуляторных батарей без соответствующих процессов», — говорит он.

Что ограничивает емкость и время автономной работы?

Чем больше и плотнее батарея, тем больше химической энергии она может хранить и, следовательно, тем больше электроэнергии может вырабатывать.Но более крупная и плотная батарея дороже, тяжелее, требует больше времени для зарядки и имеет больше возможностей для разрушения, если что-то пойдет не так.

Химический состав и внутренняя конструкция батареи также играют роль в том, сколько энергии она может хранить. Литиевые батареи популярны, потому что они имеют относительно высокое отношение энергии к весу и хорошо сохраняют заряд, когда они не используются.

В большинстве устройств срок службы батареи — это компромисс между физическим размером, дизайном, плотностью энергии и безопасностью, а также энергоэффективностью устройства, которое оно питает.

Батарея обнажена, когда мужчина пытается отремонтировать iPhone в ремонтной мастерской в Нью-Йорке. Фото: Эдуардо Муньос / Reuters

Что насчет батареек в телефонах — почему они портятся с возрастом?

Большинство аккумуляторов могут поддерживать свою полную емкость только в течение ограниченного времени и количества циклов зарядки и разрядки. Точный процесс старения батареи все еще является горячей темой исследований, но есть несколько механизмов, которые возникают при использовании или хранении батареи.

Самым распространенным является накопление материала на аноде, который медленно оседает при использовании или хранении батареи.Подобное окисление также может происходить на катоде, в то время как активные ингредиенты батареи могут реагировать и со временем разлагаться. Комбинация этих эффектов снижает количество ионов лития и активного материала, доступного для хранения электричества, тем самым снижая максимальную емкость.

Но внутреннее сопротивление аккумулятора также может увеличиваться с возрастом, что означает, что его пиковая выходная мощность ниже, что вызывает проблемы в iPhone.

Что ускоряет старение аккумулятора?

Использование и хранение батареи может существенно повлиять на ее старение.Например, батареи можно повредить, подвергнув их экстремальным температурам, что более проблематично для автомобиля или аналогичного устройства, чем для смартфона.

Быстрое переключение аккумулятора также увеличивает износ, особенно если потребляемая мощность аккумулятора очень высока, как в случае с электромобилями. Зарядка и максимальное использование аккумулятора также ускоряет старение, например, заряжает аккумуляторы до максимума и разряжает их до нуля.

Что произойдет, если что-то пойдет не так?

Безопасность оказалась в центре внимания, когда в некоторых батареях внутри Samsung Galaxy Note 7 возникла неисправность, которая привела к их короткому замыканию и возгоранию.

Компания Samsung была вынуждена отозвать свой Galaxy Note 7 после того, как производственный дефект в батареях телефонов привел к тому, что некоторые из них стали перегреваться, что привело к пожарам. Фотография: Эндрю Зуис / AP

Когда что-то нарушает химическую реакцию внутри батареи, это может вызвать «тепловой разгон», когда неконтролируемые реакции соединяются вместе, генерируя слишком много тепла, что обычно приводит к взрыву батарей или возгоранию.

Различные механизмы безопасности, как электрические цепи управления, так и физические меры, включая экранирование и структуру батареи, означают, что такие события редки.Но они вызывают особую озабоченность в отношении портативных устройств, которые часто держат на руках человека, и электромобилей, которые могут попасть в столкновение, которое может повредить целостность батареи.

блок фактов 2

Что дальше?

Компании прилагают все усилия, чтобы увеличить количество энергии, которое может быть упаковано в батарею, и снизить стоимость их производства.

Вряд ли будущие цены будут падать так же быстро, как в прошлом, говорит Остерманн, потому что снижение уже было таким быстрым.В Sonnen цены упали с более чем 1000 евро (905 фунтов стерлингов) за киловатт-час энергетической мощности, когда он был запущен в 2010 году, до примерно 150-200 евро за киловатт-час сегодня. Но компания рассчитывает сократить расходы на электронику, такую как инверторы.

Новые чудо-материалы пробьются через некоторое время, — говорит Ширинг. «В следующие 10 лет литий-ионные аккумуляторы будут по-прежнему доминировать. Чтобы достичь этого уровня продуктивности и технологической зрелости, потребовалось много времени. Чтобы наверстать упущенное, потребуется время.”

По его мнению, большая часть инноваций будет связана с литий-ионными батареями, такими как повышение плотности энергии и снижение затрат за счет уменьшения количества кобальта в батарее. Шеринг добавляет, что скорость, с которой аккумуляторы могут заряжаться, также улучшится.

Рэдклифф согласен с тем, что литий-ионный аккумулятор будет продолжать доминировать. По его словам, стоимость и производительность улучшатся благодаря расширению производства и продолжению исследований.

Аккумуляторы также найдут новое применение. Фискер говорит, что по мере совершенствования технологий он ожидает, что они в конечном итоге появятся на строительных площадках, в шахтах и в промышленном оборудовании, заменив дизельные генераторы.По словам Шеринга, они будут использоваться во все более мелких устройствах, таких как медицинские имплантаты.

Что такое аккумулятор? — learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 22

Введение

Батареи представляют собой совокупность одной или нескольких ячеек, химические реакции которых создают поток электронов в цепи. Все батареи состоят из трех основных компонентов: анода (сторона «-»), катода (сторона «+») и какого-то электролита (вещество, которое химически реагирует с анодом и катодом).

Когда анод и катод батареи подключены к цепи, между анодом и электролитом происходит химическая реакция. Эта реакция заставляет электроны проходить через цепь и возвращаться к катоду, где происходит другая химическая реакция. Когда материал катода или анода расходуется или больше не может быть использован в реакции, батарея не может производить электричество. В этот момент ваша батарея «разряжена».

Батареи, которые необходимо выбросить после использования, известны как первичные батареи .Батареи, которые можно перезаряжать, называются вторичными батареями .

Литий-полимерные батареи, например, заряжаемые

Без батарей ваш квадрокоптер пришлось бы привязать к стене, вам пришлось бы вручную провернуть машину, а ваш контроллер Xbox должен был бы быть постоянно подключен к розетке (как в старые добрые времена). Батареи позволяют хранить потенциальную электрическую энергию в переносном контейнере.

Батареи бывают разных форм, размеров и химического состава.

Изобретение современной батареи часто приписывают Алессандро Вольта. На самом деле все началось с удивительной аварии, связанной с рассечением лягушки.

Что вы узнаете

В этом руководстве будут подробно рассмотрены следующие темы:

Как были изобретены батарейки
Из каких частей состоит аккумулятор
Как работает аккумулятор
Общие термины, используемые для описания батарей
Различные способы использования батарей в схемах

Хотите изучить различные батареи?

Мы вас прикрыли!

Щелочная батарея 9 В

19 доступно PRT-10218

Это ваши стандартные щелочные батарейки на 9 вольт от Rayovac.Даже не думайте пытаться перезарядить их. Используйте их с…

История

Термин Батарея

Исторически слово «батарея» использовалось для описания «серии подобных объектов, сгруппированных вместе для выполнения определенной функции», как в артиллерийской батарее. В 1749 году Бенджамин Франклин впервые использовал этот термин для описания серии конденсаторов, которые он соединил вместе для своих экспериментов с электричеством.Позже этот термин будет использоваться для любых электрохимических ячеек, связанных вместе с целью обеспечения электроэнергии.

Батарея «конденсаторов» Лейденской банки, соединенных вместе
(Изображение любезно предоставлено Альвинруном из Wikimedia Commons)

Изобретение батареи

В один роковой день 1780 года итальянский физик, врач, биолог и философ Луиджи Гальвани рассекал лягушку, прикрепленную к медному крючку. Когда он коснулся лягушачьей лапы железным отростком, нога дернулась.Гальвани предположил, что энергия исходит от самой ноги, но его коллега-ученый Алессандро Вольта считал иначе.

Вольта выдвинул гипотезу, что импульсы лягушачьей лапки на самом деле были вызваны различными металлами, пропитанными жидкостью. Он повторил эксперимент, используя ткань, пропитанную рассолом, вместо трупа лягушки, что привело к аналогичному напряжению. Вольта опубликовал свои открытия в 1791 году, а позже создал первую батарею, гальваническую батарею, в 1800 году.

Гальваническая свая состояла из пакета цинковых и медных пластин, разделенных тканью, пропитанной рассолом

Стопка

Volta страдала от двух основных проблем: вес стопки вызывал утечку электролита из ткани, а особые химические свойства компонентов приводили к очень короткому сроку службы (около часа).Следующие двести лет уйдут на совершенствование конструкции Вольты и решение этих проблем.

Исправления к гальванической свае

Уильям Круикшанк из Шотландии решил проблему утечки, положив гальваническую батарею на бок, чтобы сформировать «желобную батарею».

Желобковая батарея решила проблему утечки гальванической сваи

Вторая проблема, короткий срок службы, была вызвана разложением цинка из-за примесей и скоплением пузырьков водорода на меди.В 1835 году Уильям Стерджен обнаружил, что обработка цинка ртутью предотвратит разложение.

Британский химик Джон Фредерик Дэниелл использовал второй электролит, который вступал в реакцию с водородом, предотвращая накопление на медном катоде. Батарея Даниэля с двумя электролитами, известная как «ячейка Даниэля», станет очень популярным решением для обеспечения энергией зарождающихся телеграфных сетей.

Коллекция клеток Даниэля из 1836 г.

Первая аккумуляторная батарея

В 1859 году французский физик Гастон Планте создал батарею из двух прокатанных листов свинца, погруженных в серную кислоту.Путем реверсирования электрического тока через батарею химия вернется в исходное состояние, создав первую перезаряжаемую батарею.

Позже, в 1881 году, Камилла Альфонса Фор улучшила конструкцию Планте, превратив листы свинца в пластины. Эта новая конструкция упростила производство аккумуляторов, и свинцово-кислотные аккумуляторы получили широкое распространение в автомобилях.

-> Дизайн обычного «автомобильного аккумулятора» существует уже более 100 лет
(Изображение любезно предоставлено Эмилианом Робертом Виколом из Wikimedia Commons) <-

Сухая камера

Вплоть до конца 1800-х годов электролит в батареях был в жидком состоянии.Это сделало транспортировку аккумуляторов очень осторожным делом, и большинство аккумуляторов никогда не предназначались для перемещения после подключения к цепи.

В 1866 году Жорж Лекланше создал батарею с цинковым анодом, катодом из диоксида марганца и раствором хлорида аммония в качестве электролита. Хотя электролит в элементе Лекланше был все еще жидким, химический состав батареи оказался важным шагом для изобретения сухого элемента.

Карл Гасснер придумал, как создать электролитную пасту из хлорида аммония и Парижского гипса.Он запатентовал новую батарею с «сухими элементами» в 1886 году в Германии.

Эти новые сухие элементы, обычно называемые «угольно-цинковыми батареями», производились массово и пользовались огромной популярностью до конца 1950-х годов. Хотя углерод не используется в химической реакции, он играет важную роль в качестве электрического проводника в углеродно-цинковой батарее.

-> Угольно-цинковая батарея 3 В 1960-х годов
(Изображение любезно предоставлено PhFabre из Wikimedia Commons) <-

В 1950-х годах Льюис Урри, Пол Марсал и Карл Кордеш из компании Union Carbide (позже известной как «Eveready», а затем «Energizer») заменили электролит хлористого аммония щелочным веществом на основе химического состава батареи, сформулированного Вальдемаром. Юнгнер в 1899 году.Щелочные батареи с сухими элементами могут содержать больше энергии, чем угольно-цинковые батареи того же размера, и имеют более длительный срок хранения.

Щелочные батареи приобрели популярность в 1960-х годах, обогнали угольно-цинковые батареи и с тех пор стали стандартными первичными элементами для потребительского использования.

-> Щелочные батареи бывают разных форм и размеров
(Изображение любезно предоставлено Aney ~ commonswiki из Wikimedia Commons) <-

Аккумуляторы 20-го века

В 1970-х годах компания COMSAT разработала никель-водородную батарею для использования в спутниках связи.Эти батареи хранят водород в газообразной форме под давлением. Многие искусственные спутники, такие как Международная космическая станция, по-прежнему используют никель-водородные батареи.

Исследования нескольких компаний с конца 1960-х годов привели к созданию никель-металлгидридной (NiMH) батареи. NiMH батареи были выпущены на потребительский рынок в 1989 году и стали более дешевой альтернативой никель-водородным аккумуляторным элементам меньшего размера.

Компания Asahi Chemical из Японии построила первую литий-ионную батарею в 1985 году, а Sony создала первую коммерческую литий-ионную батарею в 1991 году.В конце 1990-х годов был создан мягкий гибкий корпус для литий-ионных аккумуляторов, в результате чего появилась «литий-полимерная» или «LiPo» батарея.

Химические реакции в литий-полимерной батарее практически такие же, как и в литий-ионной батарее

Очевидно, что было изобретено, произведено и устарело гораздо больше химических элементов батарей. Если вы хотите узнать больше о современных и популярных технологиях аккумуляторов, ознакомьтесь с нашим руководством по технологиям аккумуляторов.

Компоненты

Батареи

состоят из трех основных компонентов: анода , катода и электролита . Сепаратор часто используется для предотвращения соприкосновения анода и катода, если электролита недостаточно. Для хранения этих компонентов аккумуляторы обычно имеют какой-то кожух .

Хорошо, большинство батарей на самом деле не разделены на три равные части, но идею вы поняли.Лучшее поперечное сечение щелочной ячейки можно найти в Википедии.

И анод, и катод относятся к типу электродов . Электроды — это проводники, через которые электричество входит или выходит из компонента в цепи.

Анод

Электроны выходят из анода в устройстве, подключенном к цепи. Это означает, что обычный «ток» течет в анод.

На аккумуляторах анод помечен как отрицательная (-) клемма

В батарее химическая реакция между анодом и электролитом вызывает накопление электронов на аноде.Эти электроны хотят двигаться к катоду, но не могут пройти через электролит или сепаратор.

Катод

Электроны текут в катод в устройстве, подключенном к цепи. Это означает, что обычный «ток» течет от катода .

На батареях катод помечен как положительный (+) вывод

В батареях в химической реакции внутри катода или вокруг него используются электроны, образующиеся на аноде.Электроны могут попасть на катод только через цепь, внешнюю по отношению к батарее.

Электролит

Электролит — это вещество, часто жидкость или гель, которое способно переносить ионы между химическими реакциями, происходящими на аноде и катоде. Электролит также препятствует потоку электронов между анодом и катодом, так что электроны легче проходят через внешнюю цепь, чем через электролит.

-> В щелочных батареях может протекать электролит, гидроксид калия, если они подвергаются воздействию высоких температур или обратного напряжения
(Изображение любезно предоставлено Вильямом Дэвисом из Wikimedia Commons) <-

Электролит имеет решающее значение в работе аккумулятора.Поскольку электроны не могут проходить через него, они вынуждены проходить через электрические проводники в форме цепи, соединяющей анод с катодом.

Разделитель

Сепараторы представляют собой пористые материалы, которые предотвращают соприкосновение анода и катода, что может вызвать короткое замыкание в батарее. Сепараторы могут быть изготовлены из различных материалов, включая хлопок, нейлон, полиэстер, картон и синтетические полимерные пленки. Сепараторы не вступают в химическую реакцию ни с анодом, ни с катодом, ни с электролитом.

В гальванической куче использовалась ткань или картон (разделитель), пропитанные солевым раствором (электролитом) для разделения электродов

Ионы в электролите могут быть положительно заряженными, отрицательно заряженными и иметь различные размеры. Могут быть изготовлены специальные сепараторы, которые пропускают одни ионы, но не пропускают другие.

Кожух

Большинству батарей требуется способ удерживать химические компоненты. Кожухи, также известные как «кожухи» или «оболочки», представляют собой просто механические конструкции, предназначенные для удержания внутренних компонентов батареи.

Свинцово-кислотный аккумулятор в пластиковом корпусе

Корпуса аккумуляторов

могут быть изготовлены практически из чего угодно: из пластика, стали, мягких пакетов из полимерного ламината и так далее. В некоторых батареях используется токопроводящий стальной кожух, который электрически соединен с одним из электродов. В случае обычного щелочного элемента AA стальной корпус соединен с катодом.

Операция

Батареи обычно требуют нескольких химических реакций для работы.По крайней мере, одна реакция происходит внутри или вокруг анода, и одна или несколько реакций происходят внутри или вокруг катода. Во всех случаях реакция на аноде дает дополнительные электроны в процессе, называемом окислением , а реакция на катоде использует дополнительные электроны во время процесса, известного как восстановление .

Когда переключатель замкнут, цепь замыкается, и электроны могут течь от анода к катоду. Эти электроны активируют химические реакции на аноде и катоде.

По сути, мы разделяем определенный вид химической реакции, реакцию окисления-восстановления или окислительно-восстановительную реакцию, на две отдельные части. При переносе электронов между химическими веществами происходят окислительно-восстановительные реакции. Мы можем использовать движение электронов в этой реакции, чтобы они выходили за пределы батареи и питали нашу цепь.

Анодное окисление

Эта первая часть окислительно-восстановительной реакции, окисление, происходит между анодом и электролитом и производит электроны (обозначены как e ^—).

В некоторых реакциях окисления образуются ионы, например, в литий-ионной батарее. В других химических реакциях расходуются ионы, как в обычных щелочных батареях. В любом случае ионы могут свободно проходить через электролит, а электроны — нет.

Катодное восстановление

Другая половина окислительно-восстановительной реакции, восстановление, происходит в катоде или рядом с ним. Электроны, образующиеся в результате реакции окисления, расходуются во время восстановления.

В некоторых случаях, например, в литий-ионных батареях, положительно заряженные ионы лития, образующиеся во время реакции окисления, расходуются во время восстановления.В других случаях, например, в щелочных батареях, во время восстановления образуются отрицательно заряженные ионы.

Электронный поток

В большинстве батарей некоторые или все химические реакции могут происходить, даже если батарея не подключена к цепи. Эти реакции могут повлиять на срок годности батареи.

По большей части, реакции будут происходить с полной силой только тогда, когда между анодом и катодом замыкается электрически проводящая цепь. Чем меньше сопротивление между анодом и катодом, тем больше электронов может течь и тем быстрее протекают химические реакции.

Короткое замыкание в аккумуляторе (в данном случае даже случайное) может быть опасным. Известно, что литий-ионные батареи перегреваются и даже задыхаются или загораются при коротком замыкании.

Мы можем пропускать эти движущиеся электроны через различные электрические компоненты, известные как «нагрузка», для выполнения чего-то полезного. В анимационном ролике в начале этого раздела мы зажигаем виртуальную лампочку движущимися электронами.

Разряженная батарея

Химические вещества в батарее в конечном итоге достигают состояния равновесия. В этом состоянии химические вещества больше не будут реагировать, и в результате аккумулятор больше не будет генерировать электрический ток. На данный момент аккумулятор считается «мертвым».

Первичные элементы необходимо утилизировать, когда батарея разряжена. Вторичные элементы можно перезаряжать, и это достигается путем подачи через батарею обратного электрического тока.Перезарядка происходит, когда химические вещества выполняют еще одну серию реакций, чтобы вернуть их в исходное состояние.

Терминология

Люди часто используют общий набор терминов, говоря о напряжении, емкости батареи, возможности источника тока и так далее.

Ячейка

Элемент относится к одному аноду и катоду, разделенным электролитом, используемым для выработки напряжения и тока. Батарея может состоять из одной или нескольких ячеек.Например, одна батарея AA — это одна ячейка. Автомобильные аккумуляторы содержат шесть ячеек по 2,1 В.

Обычная 9-вольтовая батарея содержит шесть щелочных элементов по 1,5 В, установленных друг над другом

Первичная

Первичные клетки содержат химический состав, который нельзя обратить вспять. В результате аккумулятор необходимо выбрасывать после того, как он разрядился.

Среднее

Вторичные элементы можно перезаряжать, и их химический состав возвращается в исходное состояние.Эти элементы, также известные как «перезаряжаемые батареи», можно использовать много раз.

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение аккумулятора — это напряжение, указанное производителем.

Например, щелочные батареи типа AA указаны как имеющие 1,5 В. В этой статье Mad Scientist Hut показано, что их испытанные щелочные батареи начинаются с напряжения около 1,55 В, а затем медленно теряют напряжение по мере разряда. В этом примере номинальное напряжение «1,5 В» относится к максимальному или пусковому напряжению батареи.

Этот аккумуляторный блок Storm для квадрокоптеров показывает кривую разряда для их LiPo-элементов, начиная с 4,2 В и снижаясь до примерно 2,8 В по мере разряда. Номинальное напряжение, указанное для большинства литий-ионных и LiPo-элементов, составляет 3,7 В. В этом случае номинальное напряжение «3,7 В» относится к среднему напряжению аккумулятора в течение его цикла разряда.

Вместимость

Емкость аккумулятора — это показатель количества электрического заряда, который он может доставить при определенном напряжении. Большинство батарей рассчитаны на ампер-часы (Ач) или миллиампер-часы (мАч).

Этот LiPo аккумулятор рассчитан на 1000 мАч, что означает, что он может обеспечить 1 ампер в течение 1 часа, прежде чем он будет считаться разряженным.

Большинство графиков разряда батареи показывают зависимость напряжения батареи от емкости, например, эти тесты батареи AA, проведенные PowerStream. Чтобы выяснить, достаточно ли емкости аккумулятора для питания вашей схемы, найдите самое низкое допустимое напряжение и найдите соответствующий номинал мАч или Ач.

C-Rate

Многие батареи, особенно мощные литий-ионные, обозначают ток разряда как «C-Rate», чтобы более четко определить характеристики батареи.C-Rate — это скорость разряда относительно максимальной емкости аккумулятора.

1С — это количество тока, необходимое для разрядки аккумулятора за 1 час. Например, аккумулятор емкостью 400 мАч, обеспечивающий ток 1С, будет обеспечивать 400 мА. 5С для той же батареи будет 2 А.

Большинство батарей теряют емкость при более высоком потреблении тока. Например, этот график информации о продукте от Chargery показывает, что их LiPo-элемент имеет меньше мАч при более высоких показателях C-Rates.

ПРИМЕЧАНИЕ: Общий совет гласит, что вы должны заряжать LiPo батареи при 1С или меньше.

MIT предлагает фантастическое руководство по спецификациям и терминологии аккумуляторов, которое идет намного дальше этого обзора.

Использование

Однокамерный

Некоторые схемы могут питаться от одного элемента, но убедитесь, что батарея может обеспечивать достаточное напряжение и ток.

Этот щит фотонной батареи питается от одного элемента LiPo

Если напряжение слишком высокое или слишком низкое для вашей схемы, вам, вероятно, понадобится преобразователь постоянного тока в постоянный.

серии

Чтобы увеличить напряжение между выводами батареи, вы можете расположить элементы последовательно. Последовательность означает штабелирование ячеек встык, соединение анода одного с катодом следующего.

Последовательно соединяя батареи, вы увеличиваете общее напряжение. Сложите напряжение всех ячеек, чтобы определить рабочее напряжение. Емкость остается прежней.

В этом примере четыре ячейки 1,5 В соединены последовательно.Напряжение на нагрузке составляет 6 В, а общий набор аккумуляторов имеет емкость 2000 мАч.

В большинстве бытовых электронных устройств, в которых используются щелочные батареи, батареи устанавливаются последовательно. Например, этот держатель батареек 2x AA может поднять номинальное напряжение до 3 В для проекта.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы заряжаете литий-ионные или литий-полимерные батареи последовательно, вам необходимо обязательно использовать специальные схемы, известные как «балансировщик», чтобы обеспечить равномерное напряжение между элементами.Некоторые зарядные устройства, такие как это, имеют балансиры для безопасной зарядки.

Параллельный

Если напряжение одного элемента соответствует нагрузке, вы можете добавить батареи параллельно, чтобы увеличить емкость. Обратите внимание, что это также означает увеличение доступного тока (C-Rate).

Будьте осторожны при параллельном подключении аккумуляторов! Все элементы должны иметь одинаковое номинальное напряжение и одинаковый уровень заряда. Если есть какие-либо различия в напряжении, может произойти короткое замыкание, что приведет к перегреву и, возможно, возгоранию.

В этом примере четыре ячейки 1,5 В подключены параллельно. Напряжение на нагрузке остается на уровне 1,5 В, но общая емкость увеличивается до 8000 мАч.

Последовательный и параллельный

Если вы хотите увеличить напряжение и емкость, вы можете комбинировать последовательные и параллельные батареи. Еще раз убедитесь, что уровень напряжения одинаков для батарей, включенных параллельно, так как может произойти короткое замыкание.

В этом примере полное напряжение на нагрузке составляет 3 В, а общая емкость аккумуляторов составляет 4000 мАч.

В больших аккумуляторных блоках, особенно литий-ионных, вы часто видите конфигурацию, указанную с использованием «S» и «P» для последовательного и параллельного подключения. Конфигурация схемы выше — 2S2P. В качестве практического примера современные электромобили используют массивные массивы батарей, соединенных последовательно и параллельно.

Ресурсы и дальнейшее развитие

К настоящему времени вы должны понимать, как были изобретены батареи и как они работают. Батареи — это один из способов обеспечения вашего проекта электроэнергией, и они могут быть невероятно полезны, если вам нужен портативный источник питания.

Если вы хотите больше узнать о батареях, вот еще несколько уроков:

Хотите увидеть аккумуляторы в действии? Взгляните на эти проекты, в которых используются разные батареи в разных конфигурациях:

Simon Splosion Wireless

Это учебное пособие, демонстрирующее один из многих методов «взлома» Саймона Сэйса. Мы выделим технику, чтобы взять ваш Simon Says Wireless.

DOE Объясняет…Батареи | Министерство энергетики

Батареи и аналогичные устройства принимают, хранят и отпускают электроэнергию по запросу. В батареях используется химия в форме химического потенциала для хранения энергии, как и во многих других повседневных источниках энергии. Например, бревна хранят энергию в своих химических связях, пока при горении энергия не преобразуется в тепло. Бензин — это запасенная химическая потенциальная энергия, пока она не преобразуется в механическую энергию в двигателе автомобиля. Точно так же, чтобы батареи работали, электричество должно быть преобразовано в форму химического потенциала, прежде чем оно может быть легко сохранено.Батареи состоят из двух электрических клемм, называемых катодом и анодом, разделенных химическим материалом, называемым электролитом. Чтобы принимать и высвобождать энергию, батарея подключается к внешней цепи. Электроны движутся по цепи, в то время как одновременно ионы (атомы или молекулы с электрическим зарядом) движутся через электролит. В перезаряжаемой батарее электроны и ионы могут двигаться в любом направлении через цепь и электролит. Когда электроны движутся от катода к аноду, они увеличивают химическую потенциальную энергию, заряжая таким образом аккумулятор; когда они движутся в другом направлении, они преобразуют эту химическую потенциальную энергию в электрическую цепь и разряжают батарею.Во время зарядки или разрядки противоположно заряженные ионы перемещаются внутри батареи через электролит, чтобы уравновесить заряд электронов, проходящих через внешнюю цепь, и создать устойчивую перезаряжаемую систему. После зарядки аккумулятор может быть отключен от цепи для хранения химической потенциальной энергии для последующего использования в качестве электричества.

Батареи были изобретены в 1800 году, но их химические процессы сложны. Ученые используют новые инструменты, чтобы лучше понять электрические и химические процессы в батареях, чтобы создать новое поколение высокоэффективных аккумуляторов электроэнергии.Например, они разрабатывают улучшенные материалы для анодов, катодов и электролитов в батареях. Ученые изучают процессы в аккумуляторных батареях, потому что они не полностью меняются, когда батарея заряжается и разряжается. Со временем отсутствие полной замены может изменить химический состав и структуру материалов батареи, что может снизить производительность и безопасность батареи.

Департамент науки и хранения электроэнергии Министерства энергетики США

Исследования, проведенные при поддержке Управления науки Министерства энергетики США и Управления фундаментальных энергетических наук (BES), привели к значительным улучшениям в хранении электроэнергии.Но мы все еще далеки от комплексных решений для хранения энергии следующего поколения с использованием совершенно новых материалов, которые могут значительно увеличить количество энергии, которое может хранить батарея. Это хранилище имеет решающее значение для интеграции возобновляемых источников энергии в нашу систему электроснабжения. Поскольку усовершенствование аккумуляторных технологий имеет важное значение для повсеместного использования подключаемых к электросети электромобилей, хранение также является ключом к уменьшению нашей зависимости от нефти при транспортировке.

BES поддерживает исследования отдельных ученых и в многопрофильных центрах.Самый крупный центр — Объединенный центр исследований в области накопления энергии (JCESR), центр энергетических инноваций Министерства энергетики США. Этот центр изучает электрохимические материалы и явления на атомном и молекулярном уровне и использует компьютеры для разработки новых материалов. Эти новые знания позволят ученым разработать более безопасные накопители энергии, которые служат дольше, заряжаются быстрее и обладают большей емкостью. По мере того как ученые, поддерживаемые программой BES, достигают новых успехов в науке об аккумуляторах, эти достижения используются прикладными исследователями и промышленностью для продвижения приложений в области транспорта, электросетей, связи и безопасности.

Факты о хранении электрической энергии

Нобелевская премия по химии 2019 года была присуждена совместно Джону Б. Гуденафу, М. Стэнли Уиттингему и Акире Йошино «за разработку литий-ионных батарей».
Электролитный геном в JCESR создал вычислительную базу данных с более чем 26 000 молекул, которую можно использовать для расчета ключевых свойств электролита для новых, усовершенствованных аккумуляторов.

Ресурсы и связанные с ними термины

Научные термины могут сбивать с толку.DOE Explains предлагает простые объяснения ключевых слов и концепций фундаментальной науки. В нем также описывается, как эти концепции применяются к работе, которую проводит Управление науки Министерства энергетики США, поскольку это помогает Соединенным Штатам преуспевать в исследованиях по всему научному спектру.

батарей: почему они так важны?

Автор: Джейсон Зиглар, Университет Дьюка
Редактор: Вей-Чунг Чен
SCICOM MIT

Скачать файл PDF

Батареи являются важными компонентами большинства электрических устройств.Они существуют в наших автомобили, ноутбуки, проигрыватели компакт-дисков и другие электронные устройства. Батарея — это, по сути, банка полный химикатов, которые производят электроны. В базовую комплектацию батареи входят два терминалы. Один вывод отмечен положительным, а другой — отрицательным. В нормальном батарейки фонарика, концы батареи — клеммы. В большом автомобильном аккумуляторе есть два тяжелых вывода, которые действуют как выводы.

Электроны собираются на отрицательной клемме батареи.Когда провод подключены между отрицательной и положительной клеммами, электроны будут течь из отрицательный к положительной клемме так быстро, как они могут. Обычно какой-то тип нагрузки подключен к аккумулятору с помощью провода. Нагрузка может быть чем-то вроде лампочки, двигатель или электронная схема, такая как радио.

Внутри самой батареи химическая реакция производит электроны. Скорость производство электронов в результате этой химической реакции (внутреннее сопротивление батареи) контролирует сколько электронов может течь между выводами.Электроны перетекают из батареи в провод и должен проходить от отрицательного к положительному выводу химического вещества. реакция должна иметь место. Поэтому аккумулятор может простоять год на полке и при этом не потерять много мощности. Если электроны не текут от отрицательного полюса к положительному, химическая реакция не происходит. Как только провод соединит обе клеммы, реакция начинается.

Исторически первая батарея была создана Алессандро Вольта в 1800 году.Создать свою батарею, он сделал стопку, чередуя слои цинка, промокательную бумагу, пропитанную солью вода и серебро. Это устройство было известно как гальваническая свая. Верх и низ слои ворса должны быть из разных металлов. Прикрепив провод к верхней и нижней части В свае можно измерить напряжение и ток от сваи. Стопку можно штабелировать как как можно выше, и каждый слой будет увеличивать напряжение на фиксированную величину. Самая простая батарея, которую можно создать, называется цинково-угольной батареей.В емкость, наполненная серной кислотой, в нее помещается цинковый стержень. Немедленно кислота будет начать разъедать цинк. На цинковом стержне будут образовываться пузырьки газообразного водорода, и стержень и кислота начнут нагреваться. В частности, существует несколько реакций на место. Когда в кислоту вставляют угольный стержень, кислота ничего с ней не делает. Но по соединяя проволоку между цинковым стержнем и угольным стержнем, меняются две вещи. Во-первых, электроны проходят через проволоку и соединяются с водородом на углеродном стержне, поэтому газообразный водород начинает пузыриться из углеродного стержня.Во-вторых, меньше тепла. Вы можете включите электрическую лампочку или аналогичную нагрузку, используя электроны, проходящие через провод, и вы может измерять напряжение и ток в проводе. Часть тепловой энергии превращается в движение электронов. Электроны с трудом перемещаются к углеродному стержню, потому что они там легче соединиться с водородом. В конце концов, цинковый стержень растворяется. полностью, или ионы водорода в кислоте израсходованы, и батарея разрядится. В современных батареях для обеспечения своих реакций используются различные химические вещества.Несколько из К химическим веществам для жидкого теста относятся следующие. Как упоминалось ранее, есть цинк / углерод. батареи. Они также известны как стандартные угольные батареи, химический состав цинка / углерода используется во всех недорогих сухих батареях AA, C и D. Электроды цинковые и уголь, между которыми находится кислотная паста, служащая электролитом. Второй тип Батарея — это щелочная батарея, которая используется в обычных батареях Duracell и Energizer. В у этого типа батареи электроды из цинка и оксида марганца, с щелочным электролит.Другой часто используемый аккумулятор — это свинцово-кислотный аккумулятор, который используется в автомобили. Электроды изготовлены из свинца и оксида свинца с сильной кислотностью. электролит (аккумуляторный).

Практически в любом устройстве, которое работает от батарей, одновременно используется несколько батарей. время. Батареи группируются последовательно для образования более высоких напряжений или параллельно для образования более высокие токи. При последовательном расположении напряжения складываются. В параллельном расположении, токи складываются.При параллельном расположении, когда каждая ячейка выдает 2 вольта, тогда четыре батареи, включенные параллельно, также будут производить 2 вольта. Однако в настоящее время будет поставлено четыре раз больше, чем у одной клетки. При последовательном расположении четыре напряжения складываются в производят 8 вольт.

Вернуться в архив

Аккумулятор iPhone и производительность — Поддержка Apple

При низком уровне заряда аккумулятора, более высоком химическом возрасте или более низких температурах пользователи с большей вероятностью столкнутся с неожиданными отключениями.В крайних случаях отключения могут происходить чаще, что делает устройство ненадежным или непригодным для использования. Для iPhone 6, iPhone 6 Plus, iPhone 6s, iPhone 6s Plus, iPhone SE (1-го поколения), iPhone 7 и iPhone 7 Plus iOS динамически управляет пиками производительности, чтобы предотвратить неожиданное выключение устройства, чтобы iPhone все еще мог работать. использовал. Эта функция управления производительностью специфична для iPhone и не применяется к другим продуктам Apple. Начиная с iOS 12.1, iPhone 8, iPhone 8 Plus и iPhone X включают эту функцию; iPhone XS, iPhone XS Max и iPhone XR включают эту функцию, начиная с iOS 13.1. Влияние управления производительностью на эти новые модели может быть менее заметным из-за их более совершенного аппаратного и программного обеспечения.

Это управление производительностью работает на основе комбинации температуры устройства, состояния заряда аккумулятора и сопротивления аккумулятора. Только если этого требуют эти переменные, iOS будет динамически управлять максимальной производительностью некоторых компонентов системы, таких как ЦП и ГП, чтобы предотвратить неожиданные отключения. В результате рабочие нагрузки устройства будут самобалансироваться, что позволит более плавно распределять системные задачи, а не сразу увеличивать резкие скачки производительности.В некоторых случаях пользователь может не заметить никаких различий в повседневной производительности устройства. Уровень воспринимаемых изменений зависит от того, насколько управление производительностью требуется для конкретного устройства.

В случаях, когда требуются более экстремальные формы управления производительностью, пользователь может заметить такие эффекты, как:

Более длительное время запуска приложения
Пониженная частота кадров при прокрутке
Затемнение подсветки (может быть отключено в Центре управления)
Уменьшить громкость динамика до -3 дБ
Постепенное снижение частоты кадров в некоторых приложениях
В самых крайних случаях вспышка камеры будет отключена, как видно в пользовательском интерфейсе камеры
Приложения, обновляющиеся в фоновом режиме, могут потребовать перезагрузки при запуске

Эта функция управления производительностью не влияет на многие ключевые области.Некоторые из них включают:

Качество сотовой связи и пропускная способность сети
Качество снятых фото и видео
Характеристики GPS
Точность местоположения
Датчики, такие как гироскоп, акселерометр, барометр
Apple Pay

Из-за низкого уровня заряда аккумулятора и более низких температур изменения в управлении производительностью являются временными. Если аккумулятор устройства химически состарился достаточно долго, изменения в управлении производительностью могут быть более длительными.Это связано с тем, что все аккумуляторные батареи являются расходными материалами и имеют ограниченный срок службы, и в конечном итоге их необходимо заменить. Если это повлияло на вас и вы хотите повысить производительность своего устройства, может помочь замена аккумулятора устройства.

Батареи, которые могут сделать ископаемое топливо устаревшим.

В связи с резким падением цен и техническим прогрессом, который позволяет батареям накапливать все большее количество энергии, сетевые системы демонстрируют рекордный рост. Многие из достижений являются побочными эффектами гонки автомобильной промышленности за создание более компактных, дешевых и мощных литий-ионных аккумуляторов для электромобилей.В США требования штатов в отношении чистой энергии, наряду с налоговыми льготами для систем хранения, которые работают в паре с солнечными установками, также играют важную роль.

Массовое развертывание хранилищ могло бы преодолеть одно из самых больших препятствий на пути к возобновляемой энергии — ее циклическое переключение между переизбытком, когда солнце светит или дует ветер, и нехваткой, когда солнце садится или падает ветер. По словам сторонников, сглаживая дисбаланс между спросом и предложением, батареи могут заменить «пиковые» электростанции, работающие на ископаемом топливе, которые работают на несколько часов в день, когда потребность в энергии резко возрастает.Таким образом, повсеместное накопление энергии может стать ключом к расширению охвата возобновляемых источников энергии и ускорению перехода к безуглеродной энергосистеме.

«Хранение энергии — это настоящий мост в будущее экологически чистой энергии», — говорит Бернадетт Дель Кьяро, исполнительный директор Калифорнийской ассоциации солнечной энергии и накопителей.

Вам также может понравиться:

Насколько быстро наступит это будущее, во многом зависит от того, насколько быстро будут продолжать падать затраты. По данным Управления энергетической информации США, цена на аккумуляторные батареи для коммунальных предприятий в США уже резко упала, упав почти на 70% в период с 2015 по 2018 год.Это резкое падение цен последовало за развитием химии литий-ионных аккумуляторов, что привело к значительному повышению производительности. Емкость аккумуляторов также увеличилась, благодаря чему они могут накапливать и разряжать энергию в течение более длительных периодов времени. Конкуренция на рынке и рост производства аккумуляторов также играют важную роль; Согласно прогнозу Национальной лаборатории возобновляемой энергии США, средние затраты на литий-ионные батареи упадут еще на 45% в период с 2018 по 2030 год.

«Мы почти полностью опираемся на развитие технологии литий-ионных аккумуляторов, в основе которой лежат электромобили и бытовая электроника», — говорит Рэй Хоэнштайн, директор по рыночным приложениям Fluence, поставщика технологий хранения энергии с общим количеством проектов около 1. гигаватт (1000 мегаватт) должен быть введен в эксплуатацию в Калифорнии в течение года.По словам Хохенштейна, деньги, вложенные в исследования этих приложений, снижают расходы по всем направлениям. «Это похоже на то, что мы видели с солнечными батареями».

В Калифорнии падение цен на аккумуляторы в сочетании с агрессивным стремлением штата к безуглеродной электросети к 2045 году привело к появлению большого количества проектов по хранению. Законопроект 2013 года установил цель — 1,325 гигаватт хранилища, которые должны быть введены в эксплуатацию для энергосистемы штата к 2020 году. По данным California Public, в настоящее время утверждены проекты на 1,5 гигаватта, в том числе уже установлено более 500 мегаватт. Коммунальная комиссия.

Почему у нас нет прорывов в аккумуляторных батареях

Отчет LeVine о работе Envia показывает, почему так трудно добиться значительного прогресса в области аккумуляторов и почему стартапы, обещающие революционные прорывы в мире, испытывают трудности. За последнее десятилетие мы стали свидетелями значительных улучшений в этой отрасли, но в основном они исходят от солидных компаний, которые постоянно делают небольшие успехи.

Элемент Envia был литий-ионным аккумулятором нового типа. Эти батареи, изобретенные в конце 1970-х — начале 1980-х годов и введенные в продажу в 1990-х годах, генерируют электрический ток, когда ионы лития перемещаются между двумя электродами.Легкие, но мощные, они изменили портативную электронику. Однако их использование в электромобилях появилось недавно. В 1990-е годы GM использовала более дешевые свинцово-кислотные батареи для своего электрического EV-1; каждая батарея весила 600 килограммов и проехала всего от 55 до 95 миль, прежде чем ее потребовалось перезарядить. Когда в 2008 году Tesla Motors представила один из первых электромобилей с литий-ионным двигателем, он мог проехать 250 миль без подзарядки, что примерно в три раза больше, чем у EV-1. Но автомобиль стоил более 100 000 долларов, во многом из-за того, что батареи были очень дорогими.Чтобы сократить расходы, в электромобилях с литий-ионным двигателем, производимых сегодня такими компаниями, как Nissan и GM, используются небольшие аккумуляторные блоки с запасом хода менее 100 миль.

Несмотря на то, что за последнее десятилетие было объявлено о бесчисленных открытиях, раз за разом эти достижения не находили воплощения в коммерческих батареях.

Одна из трудностей при разработке лучших аккумуляторов заключается в том, что технология все еще плохо изучена. Замена одной части батареи — например, установка нового электрода — может вызвать непредвиденные проблемы, некоторые из которых невозможно обнаружить без многолетних испытаний.Чтобы добиться тех успехов, которые ищут венчурные капиталисты и ARPA-E, Envia включила не один, а два экспериментальных материала электродов.

LeVine описывает, что пошло не так. В 2006 году Envia получила лицензию на перспективный материал, разработанный исследователями Аргоннской национальной лаборатории. Впоследствии была обнаружена серьезная проблема. Проблема, которую один из руководителей аккумуляторной компании назвал «фактором гибели», заключалась в том, что со временем напряжение, при котором батарея работала, изменилось таким образом, что сделало ее непригодной для использования.Исследователи Аргонны исследовали проблему и не нашли готового ответа. Они недостаточно хорошо понимали основы химии и физики материала, чтобы точно понять, что происходит не так, не говоря уже о том, чтобы исправить это, пишет ЛеВин.

Если заглянуть внутрь Tesla Model S, то можно увидеть аккумулятор — серую пластину, которая занимает большую часть пространства между передними и задними колесами.

Используя экспериментальный материал для противоположного электрода, на основе кремния, Envia столкнулась с другой проблемой. Казалось бы, исследователи решили главную проблему кремниевых электродов — их склонность к распаду.Но решение потребовало непрактичной технологии изготовления.

Когда Envia объявила о своем анонсе в 2012 году, казалось, что она придумала, как заставить оба этих экспериментальных материала работать. Он разработал вариант кремниевого электрода, который можно было изготавливать более дешево. Методом проб и ошибок он наткнулся на комбинацию покрытий, стабилизирующих напряжение аргоннского материала. Соучредитель Envia Суджит Кумар «понял, что ответ был составлен из покрытий», — пишет ЛеВин.«Но он все еще не знал, что именно задерживало композит и почему ему это удалось». Поскольку Envia был стартапом с ограниченными средствами, у него «не было инструментов, которые могли бы это выяснить». Но как только стало очевидно, что результаты, которые Envia сообщила для своей батареи, невозможно воспроизвести, понимание проблемы стало критически важным. Даже незначительные изменения в составе материала могут существенно повлиять на производительность, поэтому, насколько известно Envia, ее рекордная батарея работала из-за загрязнения партии материала от одного из ее поставщиков.

История Envia резко контрастирует с самой успешной недавней попыткой снизить цены на батареи и улучшить их характеристики. Этот успех произошел не в результате прорыва, а в результате тесного партнерства между Tesla Motors и крупным поставщиком аккумуляторных элементов Panasonic. С 2008 года стоимость аккумуляторных батарей Tesla снизилась примерно вдвое, а емкость накопителей увеличилась примерно на 60 процентов. Тесла не пытался радикально изменить химический состав или материалы литий-ионных батарей; скорее, он внес дополнительные инженерные и производственные усовершенствования.Он также тесно сотрудничал с Panasonic, чтобы настроить химический состав существующих аккумуляторных материалов в соответствии с конкретными потребностями своих автомобилей.

С 2008 года стоимость аккумуляторных батарей Tesla снизилась примерно вдвое, а емкость накопителей увеличилась примерно на 60 процентов.

Tesla утверждает, что к 2017 году она планирует выпустить электромобиль стоимостью 35 000 долларов с пробегом примерно в 200 миль — подвиг, эквивалентный тому, чего GM надеялась достичь с новым аккумулятором Envia.Компания рассчитывает продавать сотни тысяч электромобилей в год, что будет большим скачком по сравнению с десятками тысяч, которые она продает сейчас. Тем не менее, чтобы электромобили составляли значительную часть из примерно 60 миллионов автомобилей, продаваемых ежегодно по всему миру, батареи, вероятно, должны быть значительно лучше. В конце концов, 200 миль — это намного меньше, чем 350 с лишним миль, к которым люди привыкли ездить на баке с бензином, а 35 000 долларов все еще немного больше, чем цена многих небольших автомобилей с бензиновым двигателем в размере 15 000 долларов.

Как мы восполним разрыв? Вероятно, есть еще много возможностей для улучшения литий-ионных аккумуляторов, хотя трудно представить, что успех Tesla с небольшими изменениями в химическом составе аккумуляторов будет продолжаться бесконечно. В какой-то момент могут потребоваться радикальные изменения, подобные тем, которые предвидела Envia. Но урок фиаско Envia состоит в том, что такие изменения должны быть тесно связаны с производственным и инженерным опытом.

Этот подход уже дает многообещающие результаты с материалом Argonne, лицензированным Envia.Батарея Envia работала при высоком напряжении для достижения высокого уровня хранения энергии. Теперь производители батарей обнаруживают, что использование более скромных уровней напряжения может значительно увеличить запас энергии без проблем, которые беспокоили Envia. Тем временем исследователи аккумуляторов публикуют статьи, в которых показано, как следовые количества добавок изменяют поведение материалов, позволяя увеличить напряжение и накопление энергии. Ключевым моментом является объединение исследований, которые проливают свет на подробности химии и физики аккумуляторов, с опытом, накопленным производителями аккумуляторов при создании практических продуктов.

Это отрасль, в которой стартапу, каким бы привлекательным ни был его технология, действовать в одиночку. Энди Чу, бывший руководитель компании A123 Systems, которая обанкротилась в 2012 году, недавно рассказал мне, почему крупные компании доминируют в индустрии аккумуляторов.