RU (495) 989 48 46
Пленка на бампер

АНТИГРАВИЙНАЯ ЗАЩИТА БАМПЕРА

 

Что значит прямая полярность аккумулятора


что такое прямая и обратная, в чем разница и как определить отличия

Каждая аккумуляторная батарея имеет на корпусе полюсные выводы – минус (-) и плюс (+). Через клеммы она подключается к бортовой сети автомобиля, питает стартер и другие потребители. Расположение плюса и минуса определяет полярность АКБ. Водителям важно точно знать полярность аккумулятора, чтобы не перепутать контакты при установке.

Полярность аккумулятора

Полярностью называют схему расположения токовыводящих элементов на верхней крышке или лицевой стороне аккумулятора. Другими словами, это положение плюса и минуса. Токовыводы также выполнены из свинца, как и пластины внутри.

Прямая и обратная полярности

Существуют две распространенные схемы расположения:

Прямая

В советский период все аккумуляторы отечественного производства были с прямой полярностью. Полюсные вы

что это такое и как определить

Многие автолюбители, приобретая новую аккумуляторную батарею, обращают внимание только на ее рабочие параметры – напряжение, емкость, и размеры, забывая при этом о полярности. Сразу отметим, что этот термин у АКБ не относится к физике, а является исключительно конструктивным понятием. В результате, игнорирование полярности приводит к тому, что батарею просто не удается подключить к сети потому, что провода с клеммами не достают к выводам аккумулятора.

Что значит прямая или обратная полярность аккумулятора

Понятие «полярность» определяет положение клеммных выводов аккумуляторной батареи. Самыми распространенными являются два ее вида – прямая и обратная. Далее разберемся, что такое прямая и обратная полярность аккумулятора, как ее определить, и также некоторые полезные советы.

Сразу отметим, что и не на всех европейских машинах устанавливаются АКБ с обратной полярностью. Некоторые модели, которые собираются в СНГ, могут комплектоваться аккумуляторами с прямой полярность. А вот на отечественных машинах, даже на самых последних моделях, используются батареи с прямой полярностью.

Теперь о том, почему так важно знать, какая полярность АКБ нужна. Здесь все просто – провода для подключения к батарее имеют ограниченную длину, поэтому установка аккумулятора с неподходящей полярностью приведет к тому, что его просто невозможно будет подключить к бортовой сети, поскольку клеммы не будут доставать до выводов.

Как определить прямая или обратная?

Распознать, какая полярность у аккумулятора совсем несложно. Достаточно повернуть его «лицом» к себе, то есть, чтобы боковая наклейка была обращена в вашу сторону, а сами выводы располагались с ближней стороны. После этого просто смотрим, как расположены выводы: если «плюс» — слева, то прямая полярность, правое же его положение указывает на обратную.

Но перед приобретением новой батареи важно учитывать не только полярность, но и само ее расположение в посадочном месте на авто. Ведь достаточно повернуть батарею на 180 град, чтобы поменять полярность аккумулятора, вот только выводы в таком случае будут с дальней стороны. А это уже может создать проблемы с подключением АКБ к бортовой сети, из-за того, что проводов будет нахватать или же что-то помешает накинуть и закрепить клеммы.

Видео о прямой и обратной полярности аккумулятора

Что делать если перепутал полярность?

Бывает так, что батарея уже приобретена, но полярность ее не подходит, а возможности заменить на аккумулятор с нужным положением выводов нет. И все же ее можно подключить к сети авто.

Но для этого АКБ следует разместить так, чтобы «плюсовой» вывод располагался как можно ближе соответствующей клемме проводки (развернуть аккумулятор, немного сместить его в сторону). Важно сделать так, чтобы получилось подключить клемму к выводу батареи и закрепить ее.

Естественно, «минусовой» провод при этом доставать до вывода не будет, да это и не нужно. Далее берем длинный отрезок провода с хорошим сечением (можно использовать часть провода для «прикуривания»). Откручиваем «родной» массовый провод от кузова авто и заменяем его подготовленным отрезком. Закрепляем на конце клемму для подключения к АКБ и накидываем ее на вывод. Таким способом можно подключить к бортовой сети батарею с любой полярностью.

Похожие публикации

Полярность аккумулятора - что означает и как правильно определить полярность?

Полярность – расположение на крышке аккумулятора присоединительных клемм, которые являются токовыводящими элементами. Так как полюса всего два – положительный и отрицательный, то и вариантов расположения их немного – прямое и обратное. Мы рассмотрим по отношению к чему принято определять расположение клемм, что будет если случайно перепутать полюса, когда специально делается переполюсовка.

Что означает прямая и обратная полярность аккумулятора

Расположение клемм на аккумуляторе происходит всегда в определенной последовательности, по стандарту стран производителей. Клеммы всего две, плюс и минус. Они могут иметь разное положение, но наиболее удобным для обслуживания оказалось вынести клеммы на крышку. При этом они бывают поднятыми или утопленными, отличая европейский и азиатский тип.

Клеммы удобно располагать на крышке с двух сторон. Прямая и обратная полярность отличают аккумуляторы только переменой места полюсов. Если прямым считают положение, когда ты читаешь надписи на лицевой стороне, а правая рука касается правой плюсовой кнопки. Обратное положение- та же рука касается отрицательной кнопки.

Это важно учитывать, покупая аккумулятор взамен старого. Подключать клеммы наоборот будет неудобно, придется наращивать один провод, укорачивать другой.

Как определить – полярность аккумулятора прямая или обратная

У каждого аккумулятора есть лицевая сторона, снабженная маркетинговыми и информационными наклейками. Если поставить аккумулятор лицом к себе, клеммы располагаются по правую и левую руку.

«Прямая» полярность в маркировке иногда отмечается цифрой 1. Это российская компоновка аккумуляторов. Если аккумулятор стоит лицом, плюсовая кнопка под левой рукой, красная или с рифленым плюсом. Правая — отрицательная

«Обратная» полярность в классификациях отмечается цифрой «0». Чтобы определиться, нужно поставить аккумулятор лицом к себе. Левая рука ляжет на отрицательную клемму, а правая – на положительную.

Прямая и обратная полярность обозначают различие во внутренней схеме контактов банок на ту или другую сторону. Практически это значит, при замене аккумулятора владелец может перепутать полюса при подключении к шинам авто.

Разница между прямой и обратной полярностью аккумулятора

Ничем другим, кроме расположения полюсов, прямые и обратные схемы соединения банок в батарею не отличаются. Но при установке в гнездо не того аккумулятора могут возникнуть проблемы. Их будет еще больше, если не подойдут провода или перепутаете полярность.

Полярность грузовых аккумуляторов

Конечно, лучше поставить аккумулятор правильной полярности, но места под капотом больше, провода длиннее, поэтому правильно подсоединить можно любой аккумулятор. Важно не перепутать полюса при сборке схемы. В связи с тем что аккумуляторы для грузовиков габаритнее, вариантов подсоединения в них больше — полюса располагаются по вертикали, горизонтали и диагонали, меняясь местами.

 Как определить полярность аккумулятора

На грузовых авто установлены емкие и тяжелые аккумуляторы. У них точно также как определяется прямая и обратная полярность. Справа положительный полюс – прямая полярность, отрицательный – обратная. Только смотреть нужно не с лица, а со стороны, где ближе выводы. И обратная полярность в грузовом авто маркируется цифрой «3», а прямая цифрой «4». Если контакты расположились по диагонали – они маркируются цифрой «2». Есть еще виды расположения полюсов с маркировкой «9» и «6»

Что означает обратная полярность аккумулятора

Обратная полярность значит предусмотрена вариативность посадкиотносительное расположение полюсов аккумуляторов даже у одного производителя может быть прямым и обратным. Это позволяет эффективнее использовать подкапотное пространство, делая удобную компоновку. Тем важнее выбрать точно такой же аккумулятор. Если полярность обратная, независимо, в грузовой или легковой машине, катод будет всегда находиться под правой рукой, при условии, что аккумулятор стоит правильно.

Смена полярности аккумулятора

Смена полярности аккумулятора может произойти случайно или преднамеренно. Если вы перепутали клеммы при прикуривании – материальные издержки как донору, так и акцептору обеспечены.

Если случайно произвели смену полярности в своем авто, то в лучшем случае сгорит главный предохранитель, в худшем – диодный мост. Чем быстрее заметили косяк – тем меньше потери.

Смена полярности, как переполюсовка применяется для возвращения работоспособности сульфатированному АКБ. Аккумулятор с аппетитом ест сульфат свинца, очищая пластины. Но переполюсовка – работа аккумулятора вопреки правилам. Вынужденная мера должна быть временной. Гораздо лучше использовать при десульфатации двойную смену полярности.

Видео

Полярность прямая, обратная – вроде бы ясно все. Но случаются эксцессы. Предлагаем видео по теме.

 

Полярность аккумулятора – обратная или прямая. Как определить полярность?

Аккумулятор (АКБ) – основной источник электрического тока в автомобиле, основными характеристиками которого являются номинальная емкость и ток холодного запуска, подаваемый на стартер. Однако есть еще одна характеристика, которая очень важна при выборе модели аккумуляторной батареи  - его полярность, т.е. расположение внешних токовыводов (токовыводящих элементов «+» и «-») на лицевых панелях аккумулятора.

Дело в том, что современный модельный ряд аккумуляторов представлен моделями отечественного и европейского производства и двумя основными вариантами полярности – прямой и обратной (прочие варианты встречаются крайне редко и в РФ не используются). В чем различие между ними, и почему важно выбирать АКБ с правильной полярностью, соответствующей техническим требованиям автомобиля?

Следует понимать, что разная полярность аккумуляторов никак не отражается на их производительности – батареи с прямой и обратной полярностью работают совершенно идентично. Разница только в геометрии токовыводов (лево-право) и ограничениях по применению - аккумуляторы с прямой полярностью используются в автомобилях отечественного производства, а обратная полярность характерна для батарей европейских и американских авто.  Эти различия следует обязательно учитывать при подключении АКБ к клеммам стартера на автомобиле.

Прямая полярность

Российская (прямая) полярность аккумулятора маркируется цифрой «1» и подходит для большинства автомобилей отечественного автопрома (кроме некоторых моделей последнего поколения и экспортных комплектаций). В таких аккумуляторах на лицевой панели плюсовая клемма  находится слева, а минусовая - справа. Чтобы исключить ошибки при подключении, на корпусе аккумулятора обычно токовыводы помечены значками «+» и «-».

Обратная полярность

Европейская (обратная) полярность – это практически полный модельный ряд европейских, японских, корейских и американских автомобилей. АКБ с обратной полярностью маркируются значком «0». В них плюсовая клемма будет на лицевой панели справа, а минусовая – слева.

Существуют еще аккумуляторы с диагональным расположением токовыводов (маркируются значком «2»), а также европейские АКБ для грузовиков с обратной боковой полярностью («3»), и отечественные АКБ для грузовиков («4») с прямой боковой полярностью. Чтобы не ошибиться при их подключении, следует внимательно следить за цифровой маркировкой моделей батарей.

Почему это важно?

Купить по ошибке аккумулятор с неподходящей для автомобиля полярностью или неправильно подключить к АКБ клеммы может иногда даже опытный водитель: внешне и по техническим характеристикам батареи с прямой и обратной полярностью могут ничем не отличаться. 

В тоже время, неправильное подключение полярностей опасно для автомобиля множеством неприятных последствий: быстрой разрядкой аккумулятора, коротким замыканием (горят предохранители), воспламенением электропроводки, разрушением самого аккумулятора, выходом из строя ЭБУ (бортового компьютера) или генератора, перегоранием предохранителей АКБ, системы освещения авто, сигнализации и печки. При неправильном подключении аккумулятора к зарядному устройству, сгорит зарядное устройство, а при подзарядке одного АКБ от другого («прикуривание») – могут сгореть обе батареи и даже оба автомобиля. 

Самостоятельное определение полярности 

Если номерная маркировка аккумуляторов и символы токовыводов («+» и «-») отсутствуют на корпусе батареи, воспользуйтесь тестером (мультиметр или вольтметр), который точно определит полярность токовыводов аккумулятора. Прибор, подключенный к токовыводам щупами, покажет наличие положительного напряжения при правильном подключении, и отрицательное - при неправильном.

Кроме того, на большинстве моделей АКБ положительный контакт чаще всего помечен красным цветом (обычно такая маркировка практически не стирается), а его размер обычно больше, чем у отрицательного токовывода. Следует помнить, что для некоторых моделей аккумуляторов американского производства эти методы определения полярности не действуют: сама батарея просто не имеет штырей токовыводов (вместо них выемки под контакты). 

Использование аккумуляторов с неподходящей полярностью

Если вы по ошибке купили аккумулятор с полярностью, которая не соответствует техническим требованиям вашего автомобиля, то теоретически такой АКБ можно использовать (хотя и нежелательно), развернув его другой стороной в гнезде под капотом.  Но вы рискуете столкнуться с тем, что вам не хватает длины одного из клеммных кабелей, который придется наращивать пусковыми проводами. 

Специалисты не рекомендуют делать этого, так как можно ошибиться в расчете сечения кабеля и сжечь всю электрику на автомобиле. Проще поменять АКБ у продавца, а еще лучше – заранее разобраться с полярностью авто и при покупке сразу заказывать ту батарею, которая рекомендована производителем авто. 

Прямая или обратная полярность аккумулятора

Многие клиенты нашего магазина при разговоре с продавцом часто задают один и тот же вопрос: какая полярность аккумулятора на моем автомобиле? Это один из самых важных параметров при подборе и его не следует игнорировать.

 

В данной статье мы постараемся объяснить что же такое полярность и зачем вообще она нужна. В данном вопросе очень легко разобраться, так как у этого параметра существует всего три значения: прямая, обратная и универсальная. Однако есть одна особенность: полярность легковых и грузовых АКБ определяется по-разному.

 

 

Как определить полярность легкового аккумулятора (до 110 ач).

Чтобы выяснить полярность легкового аккумулятора нужно обратить внимание на то, как расположены его клеммы. Для этого батарею необходимо развернуть (мысленно или фактически) контактами к себе. Обычно клеммы конструктивно располагаются ближе к одной из сторон источника питания (кроме моделей с универсальной полярностью), этой стороной и поворачиваем.

 

 

 

Как определить полярность грузового аккумулятора (более 110 ач).

В профессиональной среде полярность у грузовых АКБ принято определять другим способом, отличным от легковых. Разница в том, что корпус батареи необходимо располагать наоборот, клеммами от себя и в таком положении определять полярность.

 

 

Почему важно правильно определить полярность акб?

От этой характеристики зависит, сможете ли вы подключить батарею к бортовой сети автомобиля или нет. У всех популярных моделей аккумуляторов клеммы специально делают разного диаметра, а провода без запаса по длине. «Минус» всегда имеет меньший диаметр по сравнению с «плюсом». Благодаря этому, при подключении их невозможно перепутать.

 

 

Полярность аккумулятора: прямая, обратная, универсальная.

Прямая полярность аккумулятора означает, что плюсовая клемма будет находиться слева, относительно ближнего к наблюдателю края корпуса. Аккумуляторные батареи такого типа используются практически любыми автопроизводителями. Чаще всего  встречается на автомобилях, произведенных в Америке (Dodge, Chrysler, Hummer и т.д.), Китае (Chery, Lifan и т.д.) или России (ВАЗ, ГАЗ, УАЗ).

 

Аккумуляторы обратной полярности являются наиболее распространенными. Устанавливаются на европейских, корейских или японских машинах (кроме тех, что произведены для внутреннего рынка Японии). Обратная полярность АКБ означает, что «минус» располагается слева, если повернуть электробатарею клеммами к себе.

 

Универсальная полярность аккумулятора характерна для тягачей, спецтехники или моторных лодок. У таких батарей  выводы для подключения к электропроводке  расположены на продольной оси корпуса, либо на его противоположных углах. Таким образом, если контактный провод не дотягивается до нужной клеммы, батарею можно развернуть на 180 градусов и она встанет «как влитая».

 

 

Определение полярности АКБ

У автомобильных аккумуляторов бывает полярность двух видов: прямая и обратная. Иногда продавцы аккумуляторов говорят «аккумулятор с правым плюсом» или «аккумулятор с левым плюсом». Во всех этих случаях речь идет о расположении положительной и отрицательной клемм аккумулятора (полюсных выводов).

Для правильно определения полярности аккумулятора в легковом автомобиле, его необходимо развернуть к себе, как на рисунке:


Непосредственно на выводах, либо рядом с ними обязательно должны быть значки «+» и «-», которые обозначают полюса.

  1. Если плюс справа, то это аккумулятор обратной полярности. Ее могут называть также "евро полярность" или обозначать "0" или «R».
  2. Если плюс слева, то это прямая полярность. Ее могут называть также «стандартная, «1» или «L».

Как правило, на отечественных легковых автомобилях установлены аккумуляторы, имеющие прямую полярность. На иномарках же в ходу обратная полярность.

Совсем иначе обстоит дело с полярностью у аккумуляторов для грузовиков, автобусов, строительной и специальной техники емкостью более 110 Ач:

Еще одна особенность АКБ - исполнение корпуса. Различают два основных:

- для азиатских автомобилей (китайских, корейских, японских, некоторых американских). У них клеммы выступают над крышкой корпуса. Они выше, чем европейские АКБ.


- для европейских авто. Клеммы утоплены в крышку аккумулятора. Они ниже азиатских АКБ.


Несколько слов об уходе за клеммами АКБ.

Уход за полюсными выводами аккумуляторной батареи сводится к выявлению и уничтожению следов коррозии. Следы коррозии выглядят как порошкообразные отложения белого или желтоватого цвета.

Для обработки клемм нужно:

  1. Снять аккумулятор с автомобиля.
  2. Обработать выводы батареи раствором воды с содой.
  3. Начнется реакция с образованием пузырьков. Выводы станут коричневого цвета.
  4. При необходимости зачистить выводы металлической щеткой.
  5. После завершения реакции вытереть полюсные выводы и саму батарею смоченной в холодной воде тряпкой и просушить аккумулятор.
  6. Поставить АКБ в гнездо на автомобиль.
  7. Нанести тонкий слой вазелина на клеммы и выводы. Это предотвратит дальнейшее образование коррозии.
  8. При выключенном зажигании подсоединить провода к полюсным выводам аккумулятора.
Полярность

- learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 42

Что такое полярность?

В области электроники полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Неполяризованный компонент - деталь без полярности - может быть подключен в любом направлении и по-прежнему работать так, как должен. Симметричный компонент редко имеет более двух выводов, и каждый вывод компонента эквивалентен.Вы можете подключить неполяризованный компонент в любом направлении, и он будет работать точно так же.

Поляризованный компонент - деталь с полярностью - может быть подключен к цепи только в одном направлении. Поляризованный компонент может иметь два, двадцать или даже двести контактов, и каждый из них имеет уникальную функцию и / или положение. Если поляризованный компонент был неправильно подключен к цепи, в лучшем случае он не будет работать должным образом. В худшем случае неправильно подключенный поляризованный компонент будет дымить, искры и быть очень мертвой деталью.

Ассортимент поляризованных компонентов: батареи, интегральные схемы, транзисторы, регуляторы напряжения, электролитические конденсаторы и диоды, среди прочего.

Полярность - очень важное понятие, особенно когда речь идет о физическом построении схем. Включаете ли вы детали в макетную плату, припаиваете их к печатной плате или вшиваете их в проект электронного текстиля, очень важно уметь идентифицировать поляризованные компоненты и соединять их в правильном направлении.Так вот для чего мы здесь! В этом руководстве мы обсудим, какие компоненты имеют полярность, а какие нет, как определить полярность компонентов и как проверить некоторые компоненты на полярность.

Рассмотрите возможность чтения

Если ваша голова еще не кружится, возможно, можно безопасно прочитать оставшуюся часть этого руководства. Полярность - это концепция, которая основывается на некоторых концепциях электроники более низкого уровня и усиливает некоторые другие. Если вы еще этого не сделали, подумайте о том, чтобы ознакомиться с некоторыми из приведенных ниже руководств, прежде чем читать это.

Что такое схема?

Каждый электрический проект начинается со схемы. Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Как использовать макетную плату

Добро пожаловать в чудесный мир макетов. Здесь мы узнаем, что такое макетная плата и как с ее помощью построить вашу самую первую схему.

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения целостности цепи, напряжения, сопротивления и тока.

Полярность диодов и светодиодов

Примечание: Мы будем иметь в виду поток тока относительно положительных зарядов (т. Е. Обычного тока) в цепи. Диоды

позволяют току течь только в одном направлении, и они всегда поляризованы . У диода два вывода. Положительная сторона называется анодом , а отрицательная - катодом .

Обозначение диодной цепи с маркировкой анода и катода.

Ток через диод может течь только от анода к катоду, что объясняет, почему важно, чтобы диод был подключен в правильном направлении. Физически у каждого диода должна быть какая-то индикация анода или катода. Обычно диод имеет линию рядом с выводом катода , которая совпадает с вертикальной линией в символе цепи диода.

Ниже приведены несколько примеров диодов. Верхний диод, выпрямитель 1N4001, имеет серое кольцо возле катода.Ниже на сигнальном диоде 1N4148 используется черное кольцо для маркировки катода. Внизу находится пара диодов для поверхностного монтажа, каждый из которых использует линию, чтобы отметить, какой вывод является катодом.

Обратите внимание на линии на каждом устройстве, обозначающие катодную сторону, которые соответствуют линии на изображении выше.

Светодиоды

LED означает светоизлучающий диод , что означает, что, как и их диодные собратья, они поляризованы. Есть несколько идентификаторов для поиска положительных и отрицательных контактов светодиода.Вы можете попробовать найти более длинную ногу , которая должна указывать на положительный анодный штифт.

Или, если кто-то подрезал ножки, попробуйте найти плоский край на внешнем корпусе светодиода. Контакт, ближайший к плоскому краю , будет отрицательным катодным контактом.

Могут быть и другие индикаторы. Диоды SMD имеют ряд идентификаторов анода / катода. Иногда проще всего проверить полярность с помощью мультиметра. Установите мультиметр в положение диода (обычно обозначается символом диода) и прикоснитесь каждым щупом к одной из клемм светодиода.Если светодиод горит, положительный зонд касается анода, а отрицательный зонд касается катода. Если он не загорается, попробуйте поменять местами зонды.

Полярность крошечного желтого светодиода для поверхностного монтажа проверяется мультиметром. Если положительный вывод касается анода, а отрицательный - катода, светодиод должен загореться.


Диоды, безусловно, не единственный поляризованный компонент. Есть масса деталей, которые не будут работать при неправильном подключении.Далее мы обсудим некоторые другие распространенные поляризованные компоненты, начиная с интегральных схем.

Полярность интегральной схемы

Интегральные схемы (ИС)

могут иметь восемь или восемьдесят контактов, и каждый контакт на ИС имеет уникальную функцию и положение. При использовании микросхем очень важно соблюдать полярность. Есть большая вероятность, что они задымятся, растают и испортятся при неправильном подключении.

ИС со сквозным отверстием обычно поставляются в двухрядном корпусе (DIP) - два ряда контактов, каждый из которых находится на расстоянии 0.1 дюйм шириной, достаточной, чтобы охватить центр макета. Микросхемы DIP обычно имеют выемку , чтобы указать, какой из множества контактов является первым. Если не выемка, на ИС может быть выгравирована точка в корпусе рядом с контактом 1.

Микросхема с точкой и меткой для обозначения полярности. Иногда вы получаете и то, и другое, иногда только одно или другое.

Для всех корпусов ИС номера выводов последовательно увеличиваются при перемещении против часовой стрелки от вывода 1.

ИС для поверхностного монтажа могут иметь QFN, SOIC, SSOP или ряд других форм-факторов. Эти микросхемы обычно имеют точек рядом с контактом 1.

ATmega32U4 в корпусе TQFP, рядом с распиновкой таблицы данных.

Конденсаторы электролитические

Не все конденсаторы поляризованы, но когда они поляризованы, очень важно, не перепутать их полярность.

Керамические конденсаторы - маленькие (1 мкФ и менее), обычно желтые, - имеют , а не поляризованные.Вы можете придерживаться их любым способом.

Керамические конденсаторы для сквозных отверстий и SMD 0,1 мкФ. Они НЕ поляризованы.

Колпачки электролитические (в них есть электролиты), похожие на консервные банки, поляризованы . Отрицательный штифт крышки обычно обозначается знаком "-" с отметкой и / или цветной полосой вдоль банки. У них также может быть на более длинная положительная ветвь .

Ниже представлены электролитические конденсаторы емкостью 10 мкФ (слева) и 1 мФ, на каждом из которых имеется символ тире, обозначающий отрицательный вывод, а также более длинный положительный вывод.

Подача отрицательного напряжения на электролитический конденсатор в течение длительного времени приводит к кратковременному, но катастрофическому отказу. Они сделают pop , и верхняя часть колпачка либо вздувается, либо лопается. С этого момента колпачок будет практически мертв, действуя как короткое замыкание.

Прочие поляризованные компоненты

Батареи и блоки питания

Правильная полярность в вашей цепи начинается и заканчивается правильным подключением источника питания.Независимо от того, получает ли вы питание от настенной бородавки или от LiPo-аккумулятора, очень важно убедиться, что вы случайно не подключили их обратно и случайно не подали 9 В или 4,2 В.

Любой, кто когда-либо заменял батарейки, знает, как определить их полярность. На большинстве батарей положительные и отрицательные клеммы обозначаются символом «+» или «-». В других случаях это может быть красный провод для положительного и черный провод для отрицательного.

Аккумуляторы в ассортименте.Литий-полимерный, плоская ячейка, 9 В щелочной, AA щелочной и AA NiMH. У каждого есть способ представить положительные или отрицательные клеммы. Блоки питания

обычно имеют стандартизованный разъем, который обычно должен иметь полярность. У бочкового домкрата, например, два проводника: внешний и внутренний; внутренний / центральный провод обычно является положительной клеммой. Другие разъемы, такие как JST, имеют ключ и , поэтому вы просто не можете подключить их наоборот.

Для дополнительной защиты от обратной полярности источника питания вы можете добавить защиту от обратной полярности с помощью диода или полевого МОП-транзистора.

Транзисторы, полевые МОП-транзисторы и регуляторы напряжения

Эти (традиционно) трехконтактные поляризованные компоненты объединяются вместе, поскольку они имеют одинаковые типы корпусов. Транзисторы со сквозным отверстием, полевые МОП-транзисторы и регуляторы напряжения обычно поставляются в корпусах TO-92 или TO-220, как показано ниже. Чтобы определить, какой из выводов является каким, найдите плоский край на корпусе TO-92 или металлический радиатор на TO-220 и сопоставьте его с выводом в таблице данных.

Выше транзистор 2N3904 в корпусе TO-92, обратите внимание на изогнутые и прямые края.Регулятор 3,3 В в корпусе TO-220, обратите внимание на металлический радиатор сзади.

и т. Д.

Это лишь верхушка айсберга поляризованных компонентов. Даже неполяризованные компоненты, такие как резисторы, могут поставляться в поляризованных корпусах. Блок резисторов - группа из пяти или около того предварительно установленных резисторов - является одним из таких примеров.

Блок поляризованных резисторов. Массив из пяти 330 Ом; резисторы, соединенные вместе на одном конце. Точка представляет собой первый общий штифт.

К счастью, у каждого поляризованного компонента должен быть какой-то способ сообщить вам, какой вывод какой.Обязательно всегда читайте таблицы и проверяйте корпус на наличие точек или других маркеров.

Ресурсы и движение вперед

Теперь, когда вы знаете, что такое полярность и как ее определить, почему бы не ознакомиться с некоторыми из этих руководств по теме:

.

Полярность падений напряжения | Закон Ома

  • Авторизоваться
  • Присоединиться
    • Авторизоваться
    • Присоединиться к AAC
    • Или войдите с помощью

      • Facebook
      • Google
      • LinkedIn
      • GitHub

0:00 / 0:00

  • Подкаст
  • Самый последний
  • Подписывайся
.Автомобильные аккумуляторы

и часто задаваемые вопросы (FAQ) Раздел 14 Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Автомобильные аккумуляторы и аккумуляторы глубокого разряда (FAQ) 14

14. КАКИЕ ВОПРОСЫ О БАТАРЕЯХ?

ИНДЕКС:

14.1. Будет ли их разряжать хранение батарей на бетонном полу?

14.2. Полностью ли перезарядит стартовый аккумулятор за рулем автомобиля?

14.3. Может ли аккумулятор взорваться?

14.4. Будет ли батарея терять заряд при хранении?

14.5. Требуется ли техническое обслуживание залитых (влажных) "необслуживаемых" (Ca / Ca) батарей?

14.6. Следует ли отсоединять аккумулятор при работающем двигателе?

14.7. Оживут ли сульфатированные батареи кондиционеры, аспирин или добавки?

14.8. На реально холодных дней, нужно ли включать фары, чтобы «прогреть» аккумулятор перед запуском двигателя?

14.9. Автомобильные аккумуляторы служат дольше в холодном климате , чем в жарком климате ?

14.10. Запустят ли ваш двигатель "зарядные" кабели?

14.11. Повредит ли мой автомобиль аккумулятор большей емкости?

14.12. Есть ли у свинцово-кислотных аккумуляторов «воспоминания»?

14.13. Может ли неисправный аккумулятор повредить систему зарядки или стартер?

14.14. Может ли батарея поменять полярность?

14.15. Можно ли использовать водопроводную воду для заправки батарей?

14.16. Почему автомобили имеют отрицательное заземление?

14.1. Будет ли их разряжать хранение батарей на бетонном полу?

Все свинцово-кислотные батареи естественным образом саморазряжаются, что может привести к потере емкости из-за сульфатации. На скорость внутреннего саморазряда больше всего влияют температура электролита батареи и химический состав пластин. Тепло ускоряет саморазряд, поэтому не храните батареи в жарком гараже или на складе.Этот внутренний саморазряд часто ошибочно принимают за бетонный пол, вызывая разряд батареи. Некоторые эксперты считают, что хранение батарей на более холодной поверхности может фактически замедлить скорость саморазряда (утечки), поскольку пол действует как теплоотвод и охлаждает батарею. (См. Раздел 13 для получения дополнительной информации о хранении батарей и Раздел 1 для получения дополнительной информации о сульфатировании.

В начале 1900-х годов ящики для батарей делались из пористых материалов, таких как деревянные ящики, покрытые смолой, поэтому хранение батарей на бетонном полу ускоряло их естественный саморазряд из-за внешней утечки.Современные аккумуляторные отсеки изготовлены из полипропилена или твердой резины и лучше герметичны и изолированы. Разряд, вызывающий внешнюю утечку, составляет больше не проблема хранения батарей на бетонных полах при условии, что верхняя часть батареи чистая и не содержит влажного или высохшего электролита.

Большая разница в температуре может вызвать расслоение электролита в очень больших батареях (> 250 Ач), что может ускорить его внутреннюю «утечку» или саморазряд, если батарея находится на очень холодном бетонном, каменном или стальном полу в теплой комнате, лодке. или подводная лодка.В этих типах больших батарей часто используются мешалки или барботеры, чтобы электролит не расслаивался. Недозаряд также вызовет расслоение электролита, что также может привести к потере емкости из-за сульфатирования.

[вернуться к оглавлению]

14.2. Полностью ли перезарядит стартовый аккумулятор за рулем автомобиля?

Существует ряд факторов, влияющих на способность системы зарядки автомобиля перезаряжать аккумулятор, например, электрическая нагрузка, сколько мощности от генератора переменного тока перенаправляется на аккумулятор, как долго доступна мощность и температура.Как правило, работа двигателя на холостом ходу или короткие поездки в плохую погоду или ночью полностью заряжают аккумулятор автомобиля , а не . В результате аккумулятор останется недозаряженным, что приведет к постепенному накоплению сульфатации. Когда необходимо перезарядить разряженный аккумулятор, лучше всего использовать внешнее зарядное устройство, потому что вы можете перегреться и повредить систему зарядки вашего автомобиля, а также сэкономите много топлива и сэкономите на износе двигателя. Пожалуйста, см. Раздел 5 для получения дополнительной информации о системах зарядки транспортных средств и Раздел 9 о зарядке.

Если для запуска двигателя требуется запуск от внешнего источника, аккумулятор следует полностью зарядить с помощью внешнего зарядного устройства, а затем проверить на наличие скрытых повреждений. Если предположить, что автомобильный аккумулятор имеет емкость 50 ампер-час, а система зарядки автомобиля способна заряжать его до 50 ампер на скоростях шоссе, для полной зарядки исправного аккумулятора потребуется около 120 минут. Если аккумулятор замерз, не пытайтесь запустить двигатель или перезарядить аккумулятор. Установите еще одну полностью заряженную батарею, пока замерзшую батарею не удастся разморозить, полностью зарядить и протестировать, или отбуксируйте автомобиль в отапливаемый гараж.Системы зарядки автомобиля не предназначены для подзарядки полностью разряженных аккумуляторов, поэтому вы можете повредить генератор.

[вернуться к оглавлению]

14.3. Может ли аккумулятор взорваться?

Свинцово-кислотные батареи могут служить источником топлива для внешних или внутренних взрывов. При зарядке залитого (влажного) свинцово-кислотного аккумулятора выделяются газообразные водород и кислород, поскольку происходит электролиз воды в электролите. Вот почему подзарядку необходимо производить в хорошо вентилируемых помещениях с вентиляционными крышками на батарее.Искрозащитные вентиляционные колпачки помогают предотвратить взрывы внешней батареи, но искра может воспламенить водород при прыжке, подключении или отключении зарядного устройства или кабелей батареи. Из Министерства энергетики США, DOE-HDBK-1084-95: «Необходимо регулярно принимать меры предосторожности для предотвращения взрывов из-за воспламенения горючей газовой смеси водорода и кислорода, образующейся при перезарядке свинцово-кислотных элементов. Максимальная скорость образования составляет 0,42 литра водорода и 0,21 литра кислорода на перезарядку в ампер-часе при стандартной температуре и давлении.Газовая смесь является взрывоопасной, когда водород в воздухе превышает 4% по объему ». [Точка воспламенения кислорода происходит при концентрации выше 23,5%.] Менее распространенные внутренние взрывы обычно происходят при запуске двигателя или при быстром нагреве аккумулятора от короткого замыкания. электрическая цепь или пожар. Обычно взрыв аккумуляторной батареи повреждает аккумулятор и разбрызгивает электролит по всему моторному отсеку или аккумуляторному отсеку. Дополнительные сведения об автомобильном аккумуляторе см. в статье доктора Чарльза Э. Робертса-младшего «Исследование взрывов автомобильной аккумуляторной батареи». взрывы.

Наиболее вероятная причина взрывов внутренних замороженных (влажных) аккумуляторов связана с сочетанием уровней электролита под пластинами и образованием перемычки с низким сопротивлением между верхней частью пластин или поперек нее, а также накоплением газообразного водорода в элементе. Между положительной и отрицательной пластинами возникает низкоомный мост или «дерево». Когда в батарее протекает ток, остаточный газ воспламеняется в одной или нескольких ячейках. Вторая возможная причина - производственный дефект сварного шва одной из соединительных лент пластины, вызывающий искру и воспламенение водорода.Другой источник взрыва внутренней батареи - это прямое короткое замыкание на клеммах батареи. Батарея быстро перегревается от сильного тока и взрывается. Менее распространенная форма внутреннего взрыва батареи происходит, когда батарея находится в огне или подвергается воздействию высоких температур во время зарядки, вызывая тепловую волну в батареях VRLA (AGM или Gel Cell). Наибольшее количество взрывов внутренних батарей происходит в жарком климате . Это можно объяснить повышенным расходом воды в герметичных залитых (мокрых) «необслуживаемых» и затопленных (мокрых) пусковых батареях, не требующих особого обслуживания.Большинство взрывов внутренних залитых (мокрых) аккумуляторов можно было бы предотвратить, если бы пластины всегда были покрыты электролитом. Пожалуйста, см. Раздел 3 для получения дополнительной информации о профилактическом обслуживании.

[Источник: Popular Mechanics ]

Хотя это и не смертельно, каждый год взрывы аккумуляторов вызывают десятки тысяч травм глаз и ожогов от электролита (аккумуляторной кислоты) во всем мире. По данным PREVENT BLINDNESS AMERICA, около 6000 автомобилистов ежегодно получали серьезные травмы глаз из-за работы с автомобильными аккумуляторами. В случае взрыва аккумуляторной батареи и попадания электролита аккумуляторной батареи (аккумуляторной кислоты) в глаза немедленно промойте любой питьевой жидкостью , поскольку на счету СЕКУНДЫ, продолжайте промывать водой в течение как минимум 15 минут и немедленно обратитесь за медицинской помощью. Кроме того, нейтрализуйте остатки кислоты в аккумуляторной батарее, тщательно вымыв моторный отсек и заднюю часть капота раствором 0,5 кг пищевой соды (бикарбонат соды) на один галлон теплой воды и тщательно промойте водой.Правильное периодическое профилактическое обслуживание (см. Раздел 3.), работа с аккумуляторами в хорошо вентилируемых помещениях или использование незапечатанных залитых (влажных) «необслуживаемых» или герметичных AGM (Ca / Ca) или гелевых элементов (Ca / Ca) Тип батареи позволяет значительно снизить вероятность взрыва батареи. Все свинцово-кислотные батареи требуют периодического обслуживания.

[вернуться к оглавлению]

14.4. Будет ли батарея терять заряд при хранении?

В зависимости от типа батареи и температуры, батареи имеют естественный внутренний саморазряд (электрохимическая «утечка») со скоростью от 1% до 60% в месяц.Со временем аккумулятор сульфатируется и полностью разряжается, что делает его более подверженным замерзанию. Более высокие температуры значительно ускорят процесс саморазряда. Аккумулятор, хранящийся при температуре 95 ° F (35 ° C), саморазрядится в два раза быстрее, чем аккумулятор, хранящийся при 75 ° F (23,9 ° C). Оставление аккумулятора подключенным в автомобиле также может увеличить разряд аккумулятора из-за дополнительной паразитной нагрузки (при выключенном зажигании). Дополнительный разряд от паразитной нагрузки можно устранить, отсоединив отрицательный кабель от клеммы аккумулятора, но он не повлияет на внутренний саморазряд.Если батарея хранится более трех месяцев или при высоких температурах, периодическая или «плавающая» замена предотвратит саморазряд от необратимого повреждения батареи. (Более подробную информацию о времени стоянки и сульфатации см. В Разделах 15 и 16.)

[вернуться к оглавлению]

14.5. Требуется ли техническое обслуживание залитых (влажных) "необслуживаемых" (Ca / Ca) батарей?

Все свинцово-кислотные батареи требуют профилактического обслуживания, некоторые типы больше, чем другие.Термин «необслуживаемые» обычно относится к залитым (влажным), герметичным свинцово-кислотным автомобильным аккумуляторным батареям и аккумуляторным батареям глубокого цикла с добавлением кальция к положительным и отрицательным пластинам. (Для получения дополнительной информации об этих типах батарей см. Раздел 7.1.3.) В жарком климате вода теряется из-за испарения, вызванного высокими температурами под капотом и нормальной зарядкой. Вода также может быть потеряна из-за чрезмерного зарядного напряжения или зарядных токов. Использование негерметичных залитых (влажных) малообслуживаемых (Sb / Ca) батарей (с крышками заливной горловины) рекомендуется в жарком климате , поэтому в таких случаях можно добавить дистиллированную воду.(См. Раздел 3. о других процедурах профилактического обслуживания, которые следует выполнять на свинцово-кислотных аккумуляторах.)

[вернуться к оглавлению]

14.6. Следует ли отсоединять аккумулятор при работающем двигателе?

Батарея, помимо обеспечения питания для запуска двигателя и питания, когда электрическая нагрузка превышает выходную мощность системы зарядки, действует как электролитический конденсатор для стабилизации или фильтрации пульсирующего напряжения постоянного тока, создаваемого генератором переменного тока.Отсоединение аккумулятора при работающем двигателе может привести к повреждению чувствительных электронных компонентов, подключенных к электрической системе, таких как компьютер выбросов, радио, аудиосистема, сотовый телефон, сигнализация и т. Д. Или система зарядки из-за пика напряжение может подниматься до 40 вольт и более. До 1980 г. снятие клеммы аккумулятора было общепринятой практикой для тестирования систем зарядки того времени. Сегодня это не так. Статическое электричество и всплески от подключения и отключения батарей или испытательного оборудования также могут повредить чувствительные электронные компоненты.

[вернуться к оглавлению]

14.7. Оживут ли сульфатированные батареи кондиционеры, аспирин или добавки?

Большинство экспертов по аккумуляторным батареям согласны с тем, что нет никаких доказательств того, что кондиционеры, добавки или аспирин обеспечивают долгосрочных преимуществ для сильно сульфатированных аккумуляторов. Краткосрочные выгоды, если таковые имеются, достигаются за счет увеличения кислотности (удельного веса) батареи, что может увеличить емкость ампер-часов, но также увеличивает потребление воды и положительную коррозию сети; таким образом, сокращается общий срок службы батареи.Если аккумулятор не заряжается, лучше заменить его на исправный. Этот спор между производителями добавок, производителями аккумуляторов и независимыми электрохимиками продолжается уже более 60 лет, как показано в статье о кейсе AD-X2 Battery Additive из Национального института стандартов и технологий (NIST).

[вернуться к оглавлению]

14.8. На реально холодных дней, нужно ли включать фары, чтобы «прогреть» аккумулятор перед запуском двигателя?

Включение фар увеличивает ток в аккумуляторной батарее, а также потребляет ценную емкость, которая может быть использована для запуска холодного двигателя ; следовательно, это , а не .Для холодных температур настоятельно рекомендуются "плавающие" зарядные устройства, обогреватели или одеяла для аккумуляторов с внешней температурной компенсацией, а также обогреватели блока цилиндров, если автомобиль не может быть припаркован в отапливаемом гараже. Аккумуляторы AGM (Ca / Ca) и Ni-Cad будут работать лучше, чем свинцово-кислотные аккумуляторы с жидким электролитом при очень низких температурах.

[вернуться к оглавлению]

14.9. Автомобильные аккумуляторы служат дольше в холодном климате , чем в жарком климате ?

Автомобильные аккумуляторы служат в среднем на две трети дольше в жарком климате и холодных из-за повышенной коррозии сети и потери воды. Нагрев убивает батареи, особенно герметичные залитые (влажные) «необслуживаемые» (Ca / Ca) батареи, а холодный снижает пусковые характеристики батареи. (См. Раздел 11.1 для получения дополнительной информации об увеличении срока службы батареи.)

[вернуться к оглавлению]

14.10. Запустят ли ваш двигатель "зарядные" кабели?

В рекламе кабеля для зарядки прикуривателя говорится, что «разряженные батареи заряжаются за считанные минуты». Зарядные кабели, безусловно, увеличивают заряд автомобильного аккумулятора, если зарядный ток и соответствующее напряжение прикладываются достаточно долго, а аккумулятор находится в хорошем состоянии.Прикуриватели обычно свариваются на 10 ампер, поэтому в целях безопасности они, вероятно, ограничивают протекание тока меньше номинала предохранителя. Учитывая диаметр провода, используемого в кабеле, количество может быть еще меньше.

Зарядные кабели будут работать только при подаче более высокого напряжения от автомобиля с заряженным аккумулятором для «подзарядки» разряженного аккумулятора. Чтобы перезарядить аккумулятор, напряжение зарядки должно быть примерно на два вольта больше, чем напряжение аккумулятора, чтобы преодолеть внутреннее сопротивление аккумулятора.Предположим, что это горячих дней, и вам нужно всего 3% емкости батареи, чтобы запустить двигатель от батареи на 40 ампер-часов. Это означает, что вам потребуется не менее 10 минут для подачи энергии от заряженной батареи при достаточно быстром двигателе, работающем на холостом ходу, чтобы выработать 7,5 А для разряженной батареи. Теперь предположим, что она ниже , замерзая , и вы оставили свет включенным. Если предположить, что разряженная батарея не замерзла, вам потребуется не менее 50% емкости или 20 ампер-часов для запуска автомобиля.Для частичной зарядки разряженной батареи потребуется более двух часов. Использование соединительных кабелей с двигателем, работающим на более высоких оборотах холостого хода, приведет к частичной зарядке разряженной батареи намного быстрее, потому что к разряженной батарее может подаваться больший ток. См. Раздел 6 для запуска от внешнего источника, но убедитесь, что батарея , а не заморожена, или корпус , а не треснул.

[вернуться к оглавлению]

14.11. Повредит ли мой автомобиль аккумулятор большей емкости?

Стартер использует только фиксированное количество тока от батареи, зависящее от сопротивления двигателя.Батарея с более высокой производительностью холодного пуска (CCA) или большей резервной емкостью (RC) или емкостью в ампер-часах (AH) обеспечивает только , что требуется. Это не повредит ваш автомобиль; однако использование батарей с более высоким или низким напряжением или физически слишком высоким может потенциально причинить вред. Например, использование 24-вольтовой батареи или 6-вольтовой батареи в 12-вольтовой бортовой сети.

[вернуться к оглавлению]

14.12. Есть ли у свинцово-кислотных аккумуляторов «воспоминания»?

Свинцово-кислотные батареи не обладают «эффектом памяти», ошибочно идентифицируемым с никель-кадмиевыми батареями первого поколения.Месяцы непрерывной недозарядки со временем снизят емкость аккумулятора из-за накопления постоянного сульфата свинца или «сульфатации». Глубокие разряды ниже двадцати процентов от состояния заряда (примерно 12,0 В) могут повредить автомобильные аккумуляторы и значительно сократить срок их службы.

[вернуться к оглавлению]

14.13. Может ли неисправный аккумулятор повредить систему зарядки или стартер?

Плохой или слабый пусковой аккумулятор вызывает дополнительную нагрузку на систему зарядки, стартер или соленоид стартера.Это может вызвать преждевременные отказы из-за компенсации напряжения или тока. Если вы заменяете батарею, генератор, регулятор напряжения или стартер, вы должны проверить другие компоненты на предмет повреждений и отремонтировать или заменить при необходимости.

[вернуться к оглавлению]

14.14. Может ли батарея поменять полярность?

Если аккумулятор полностью разряжен и продолжает иметь нагрузку, например, оставляя включенными фары, одна или несколько ячеек могут изменить полярность.Это называется «обращением ячеек». Чтобы изменить полярность, полностью разрядите аккумулятор и зарядите его с помощью внешнего зарядного устройства, соблюдая полярность.

[вернуться к оглавлению]

14.15. Можно ли использовать водопроводную воду для заправки аккумуляторов?

Используйте только дистиллированную, деионизированную или деминерализованную воду для замены воды, потерянной в батареях. Это связано с тем, что при использовании водопроводной воды или воды обратного осмоса из жилых систем могут образовываться кристаллы сульфата кальция или магния, которые заполняют поры и покрывают пластины.Залитые (мокрые) батареи прослужат дольше, если вы не используете водопроводную воду. Если пластины не закрыты и дистиллированная вода недоступна, используйте дождевую или водопроводную воду, чтобы предотвратить сульфатацию и внутренние взрывы батареи.

14.16. Почему автомобили имеют отрицательное заземление?

Лучшее объяснение этого вопроса можно найти в сервисном руководстве Rolls-Royce Enthusiasts 'Club 1978 года.

«... было обнаружено, что автомобили, подключенные к положительной земле [заземлению], как правило, больше страдают от коррозии шасси и кузова, чем автомобили с отрицательной землей.Причина совершенно проста, поскольку металлическая коррозия - это электролитический процесс, при котором анод или положительный электрод разрушает катод, разрушая его. Это явление используется в «катодной защите» кораблей со стальным корпусом и подземных трубопроводов, где менее «благородный» или более электроотрицательный металл, такой как магний или алюминий, подвергается коррозии стали жертвой, таким образом предотвращая ее коррозию. "...

Для получения дополнительной информации о катодной защите, пожалуйста, прочтите статью Роджера Александера Руководство для идиотов по катодной защите или статью Криса Гибсона Что такое гальваническая эрозия, серьезно ли это и можно ли ее предотвратить? для металлических корпусов лодок.К 1956 году все автомобили и грузовики, производимые в Северной Америке, за исключением Metropolitan, использовали отрицательное заземление. Более подробную информацию о системах заземления, используемых в автомобилях Северной Америки, см. В таблице Antique Automobile Radio на http://www.antiqueautomobileradio.com/battery.htm.

<<< Предыдущая [Дом] [Верхний] Далее >>>

.

Преимущества и ограничения различных типов батарей

Нас часто озадачивают объявления о новых батареях, которые, как говорят, обладают очень высокой плотностью энергии, обеспечивают 1000 циклов заряда / разряда и являются тонкими как бумага. Они настоящие? Возможно - но не в одном аккумуляторе. Хотя один тип батарей может быть рассчитан на небольшой размер и длительную работу, этот аккумулятор не прослужит долго и преждевременно изнашивается. Другой аккумулятор может быть рассчитан на долгий срок службы, но его размер большой и громоздкий.Третья батарея может обеспечить все желаемые характеристики, но цена будет слишком высокой для коммерческого использования.

Производители аккумуляторов хорошо осведомлены о потребностях клиентов и отреагировали, предложив пакеты, которые лучше всего подходят для конкретных приложений. Индустрия мобильных телефонов - пример умной адаптации. Акцент делается на небольшие размеры, высокую удельную энергию и невысокую цену. На втором месте - долголетие.

Надпись NiMH на батарейном блоке не гарантирует автоматически высокую плотность энергии.Например, призматический никель-металлогидридный аккумулятор для мобильного телефона имеет тонкую форму. Такой пакет обеспечивает плотность энергии около 60 Втч / кг, а количество циклов составляет около 300. Для сравнения, цилиндрический NiMH обеспечивает плотность энергии 80 Втч / кг и выше. Тем не менее, количество циклов этой батареи от умеренного до низкого. Высокопрочные NiMH аккумуляторы, выдерживающие 1000 разрядов, обычно упаковываются в громоздкие цилиндрические элементы. Плотность энергии этих элементов составляет скромные 70 Втч / кг.

Компромиссы существуют и в отношении литиевых батарей.Литий-ионные блоки производятся для оборонных приложений, которые намного превышают плотность энергии коммерческого эквивалента. К сожалению, эти литий-ионные батареи сверхвысокой емкости считаются небезопасными в руках населения, а высокая цена делает их недоступными для коммерческого рынка.

В этой статье мы рассмотрим преимущества и ограничения серийного аккумулятора. Так называемые чудо-батареи, которые просто живут в контролируемой среде, исключаются. Мы тщательно изучаем батареи не только с точки зрения плотности энергии, но и с точки зрения долговечности, характеристик нагрузки, требований к техническому обслуживанию, саморазряда и эксплуатационных расходов.Поскольку никель-кадмиевые батареи остаются стандартом, с которым сравниваются другие батареи, мы сравниваем альтернативные химические составы с этим классическим типом батарей.

Никель-кадмий (NiCd) - зрелый и хорошо изученный, но с относительно низкой плотностью энергии. NiCd используется там, где важны длительный срок службы, высокая скорость разряда и экономичная цена. Основные области применения - двусторонняя радиосвязь, биомедицинское оборудование, профессиональные видеокамеры и электроинструменты. NiCd содержит токсичные металлы и не наносит вреда окружающей среде.

Никель-металлогидрид (NiMH) - имеет более высокую плотность энергии по сравнению с NiCd за счет сокращения срока службы. NiMH не содержит токсичных металлов. Приложения включают мобильные телефоны и портативные компьютеры.

Свинцово-кислотный - наиболее экономичный для мощных систем, где вес не имеет значения. Свинцово-кислотные батареи являются предпочтительным выбором для больничного оборудования, инвалидных колясок, аварийного освещения и систем ИБП.

Lithium Ion (Li ‑ ion) - самая быстрорастущая аккумуляторная система.Литий-ионный используется там, где первостепенное значение имеют высокая плотность энергии и легкий вес. Технология хрупкая, и для обеспечения безопасности требуется схема защиты. Приложения включают портативные компьютеры и сотовые телефоны.

Литий-ионный полимер (литий-ионный полимер) - предлагает атрибуты литий-ионного аккумулятора в сверхтонкой геометрии и упрощенной упаковке. Основное применение - мобильные телефоны.

На рисунке 1 сравниваются характеристики шести наиболее часто используемых систем аккумуляторных батарей с точки зрения плотности энергии, срока службы, требований к упражнениям и стоимости.Цифры основаны на средних номиналах имеющихся в продаже батарей на момент публикации.

никель-кадмиевый NiMH Свинцово-кислотный Литий-ионный Литий-ионный полимерный Многоразовые
Щелочные
Гравиметрическая плотность энергии (Втч / кг) 45-80 60-120 30-50 110-160 100–130 80 (начальная)
.

Как работают батареи? | Живая наука

Батарейки везде. Современный мир зависит от этих портативных источников энергии, которые можно найти во всем: от мобильных устройств до слуховых аппаратов и автомобилей.

Но, несмотря на то, что они широко используются в повседневной жизни людей, батареям часто не уделяют должного внимания. Подумайте об этом: вы действительно знаете, как работает аккумулятор? Не могли бы вы объяснить это кому-нибудь другому?

Вот краткое изложение научных данных об источниках энергии для смартфонов, электромобилей, кардиостимуляторов и многого другого.[Тест: электрические и газовые автомобили]

Анатомия аккумулятора

Большинство аккумуляторов содержат три основные части: электроды, электролит и сепаратор, по словам Энн Мари Састри, соучредителя и генерального директора Sakti3, базирующейся в Мичигане. запуск аккумуляторных технологий.

В каждой батарее по два электрода. Оба сделаны из токопроводящих материалов, но выполняют разные функции. Один электрод, известный как катод, подключается к положительному концу батареи и является местом, где электрический ток выходит (или электроны входят) в батарею во время разряда, то есть когда батарея используется для питания чего-либо.Другой электрод, известный как анод, подключается к отрицательному полюсу батареи и является местом, где электрический ток входит (или электроны покидают) батарею во время разряда.

Между этими электродами, а также внутри них находится электролит. Это жидкое или гелеобразное вещество, содержащее электрически заряженные частицы или ионы. Ионы соединяются с материалами, из которых состоят электроды, производя химические реакции, которые позволяют батарее генерировать электрический ток.[Взгляд изнутри на работу батарей (инфографика)]

Типичные батареи питаются за счет химической реакции. [См. Полную инфографику] (Изображение предоставлено Карлом Тейтом, художником по инфографике)

Последняя часть батареи, разделитель, довольно проста. Роль сепаратора состоит в том, чтобы удерживать анод и катод отдельно друг от друга внутри батареи. По словам Састри, без разделителя два электрода соприкоснутся, что приведет к короткому замыканию и нарушит нормальную работу батареи.

Как это работает

Чтобы представить себе, как работает батарейка, представьте, как вы вставляете щелочные батарейки, такие как двойные AA, в фонарик. Когда вы вставляете эти батарейки в фонарик, а затем включаете его, на самом деле вы замыкаете цепь. Сохраненная в батарее химическая энергия преобразуется в электрическую, которая выходит из батареи в основание лампы фонарика, заставляя ее загораться. Затем электрический ток снова входит в батарею, но на противоположном конце от того места, где он выходил изначально.

Все части батареи работают вместе, чтобы фонарик загорался. Электроды в батарее содержат атомы определенных проводящих материалов. Например, в щелочной батарее анод обычно сделан из цинка, а диоксид марганца действует как катод. Электролит между электродами и внутри них содержит ионы. Когда эти ионы встречаются с атомами электродов, между ионами и атомами электродов происходят определенные электрохимические реакции.

Серия химических реакций, протекающих в электродах, известна как окислительно-восстановительные (окислительно-восстановительные) реакции.В батарее катод известен как окислитель, потому что он принимает электроны от анода. Анод известен как восстановитель, потому что он теряет электроны.

В конечном итоге эти реакции приводят к потоку ионов между анодом и катодом, а также к освобождению электронов от атомов электрода, - сказал Састри.

Эти свободные электроны собираются внутри анода (нижняя плоская часть щелочной батареи). В результате два электрода имеют разные заряды: анод становится отрицательно заряженным, когда высвобождаются электроны, а катод становится положительно заряженным, поскольку электроны (которые заряжены отрицательно) поглощаются.Эта разница в заряде заставляет электроны двигаться к положительно заряженному катоду. Однако у них нет возможности попасть внутрь батареи, потому что разделитель не позволяет им сделать это.

Когда вы щелкаете выключателем на фонарике, все меняется. У электронов теперь есть путь к катоду. Но сначала они должны пройти через основание лампы фонарика. Схема замыкается, когда электрический ток повторно входит в батарею через верхнюю часть батареи у катода.

Перезаряжаемые и неперезаряжаемые

Для первичных батарей, например, в фонарике, реакции, питающие батарею, в конечном итоге прекратятся, а это означает, что электроны, обеспечивающие батарею ее зарядом, больше не будут создавать электрический ток. Когда это происходит, аккумулятор разряжен или «мертв», - сказал Састри.

Вы должны выбросить такие батареи, потому что электрохимические процессы, которые заставили батарею производить энергию, не могут быть обращены вспять, объяснил Састри.Однако электрохимические процессы, происходящие во вторичных или перезаряжаемых батареях, можно обратить вспять, подав в батарею электрическую энергию. Например, это происходит, когда вы подключаете аккумулятор мобильного телефона к зарядному устройству, подключенному к источнику питания.

Некоторые из наиболее распространенных используемых сегодня вторичных батарей - это литий-ионные (литий-ионные) батареи, от которых питается большинство бытовых электронных устройств. Эти батареи обычно содержат угольный анод, катод из диоксида лития-кобальта и электролит, содержащий соль лития в органическом растворителе.Другие перезаряжаемые батареи включают никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металлогидридные (NiMH) батареи, которые можно использовать в таких вещах, как электромобили и аккумуляторные электроинструменты. Свинцово-кислотные (Pb-кислотные) батареи обычно используются в автомобилях и других транспортных средствах для запуска, освещения и зажигания.

По словам Састри, все эти аккумуляторные батареи работают по одному и тому же принципу: когда вы подключаете батарею к источнику питания, поток электронов меняет направление, и анод и катод возвращаются в исходное состояние.[10 лучших подрывных технологий]

Battery lingo

Хотя все батареи работают более или менее одинаково, разные типы батарей имеют разные характеристики. Вот несколько терминов, которые часто встречаются при любом обсуждении батарей:

Напряжение : Когда дело доходит до батарей, напряжение - также известное как номинальное напряжение ячейки - описывает величину электрической силы или давления, при которой свободные электроны - переходите от положительного полюса батареи к отрицательному, - пояснил Састри.В батареях с более низким напряжением ток выходит из батареи медленнее (с меньшей электрической силой), чем в батареях с более высоким напряжением (с большей электрической силой). Батареи в фонарике обычно имеют напряжение 1,5 В. Однако, если в фонарике используются две батареи последовательно, эти батареи или элементы имеют общее напряжение 3 вольта.

Свинцово-кислотные батареи, подобные тем, которые используются в большинстве неэлектрических автомобилей, обычно имеют напряжение 2,0 вольт. Но обычно в автомобильном аккумуляторе последовательно соединено шесть таких элементов, поэтому вы, вероятно, слышали, что такие аккумуляторы называются 12-вольтовыми батареями.

Литий-кобальтооксидные батареи - наиболее распространенный тип литий-ионных батарей, используемых в бытовой электронике, - имеют номинальное напряжение около 3,7 вольт, сказал Састри.

Ампер : Ампер или ампер - это мера электрического тока или количества электронов, которые проходят через цепь в течение определенного периода времени.

Емкость : Емкость или емкость элемента измеряется в ампер-часах, то есть количество часов, в течение которых батарея может подавать определенное количество электрического тока, прежде чем ее напряжение упадет ниже определенного порога, согласно сообщению Райса. Кафедра электротехники и вычислительной техники университета.

9-вольтовая щелочная батарея, используемая в портативных радиоприемниках, рассчитана на 1 ампер-час, что означает, что эта батарея может непрерывно обеспечивать один ампер тока в течение 1 часа, прежде чем она достигнет порогового значения напряжения и будет считаться разряженной.

Плотность мощности : Плотность мощности описывает количество энергии, которое батарея может выдать на единицу веса, сказал Састри. По словам Састри, для электромобилей важна плотность мощности, потому что она показывает, насколько быстро автомобиль может разгоняться от 0 до 60 миль в час (97 км / ч).Инженеры постоянно пытаются найти способы сделать батареи меньше, не уменьшая при этом их удельной мощности.

Плотность энергии : Плотность энергии описывает, сколько энергии способна отдавать батарея, деленное на объем или массу батареи, сказал Састри. Это число соответствует вещам, которые имеют большое влияние на пользователей, например, сколько времени вам нужно пройти, прежде чем зарядить мобильный телефон, или как далеко вы можете проехать на электромобиле, прежде чем остановиться, чтобы подключить его.

Follow Elizabeth Palermo @ techEpalermo .Следуйте за Live Science @livescience , Facebook и Google+ .

Дополнительные ресурсы

.

Заряд в секундах, в последние месяцы

(Pocket-lint). Хотя смартфоны, умные дома и даже умные носимые устройства становятся все более совершенными, они все еще ограничены мощностью. Аккумулятор не совершенствовался десятилетиями. Но мы находимся на пороге революции власти.

Крупные технологические и автомобильные компании слишком хорошо осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов.Несмотря на то, что чипы и операционные системы становятся более эффективными для экономии энергии, мы все еще рассматриваем только один или два дня использования смартфона перед подзарядкой.

Хотя может пройти некоторое время, прежде чем мы сможем прожить неделю жизни наших телефонов, разработка идет хорошо. Мы собрали все лучшие открытия в области аккумуляторов, которые могут быть с нами в ближайшее время, от беспроводной зарядки до сверхбыстрой 30-секундной подзарядки. Надеюсь, скоро вы увидите эту технологию в своих гаджетах.

NAWA Technologies

Электрод из углеродных нанотрубок с вертикальной ориентацией

Компания NAWA Technologies разработала и запатентовала сверхбыстрый углеродный электрод, который, как утверждается, изменил правила игры на рынке аккумуляторов.В нем используется конструкция с вертикально расположенными углеродными нанотрубками (VACNT), и NAWA заявляет, что он может увеличить мощность батареи в десять раз, увеличить запас энергии в три раза и увеличить срок службы батареи в пять раз. Компания считает, что электромобили являются основным бенефициаром, сокращая углеродный след и стоимость производства аккумуляторов, одновременно повышая производительность. NAWA заявляет, что дальность действия 1000 км может стать нормой, а время зарядки сокращено до 5 минут, чтобы достичь 80 процентов. Технология может быть запущена в производство уже в 2023 году.

Литий-ионная батарея без кобальта

Исследователи из Техасского университета разработали литий-ионную батарею, в которой в качестве катода не используется кобальт. Вместо этого он переключился на высокий процент никеля (89 процентов), используя марганец и алюминий в качестве других ингредиентов. «Кобальт - наименее распространенный и самый дорогой компонент в катодах аккумуляторных батарей», - сказал профессор Арумугам Мантирам, профессор кафедры машиностроения Уокера и директор Техасского института материалов.«И мы полностью устраняем это». Команда говорит, что с помощью этого решения они преодолели типичные проблемы, обеспечив длительный срок службы батареи и равномерное распределение ионов.

SVOLT представляет батареи для электромобилей, не содержащие кобальт

Несмотря на то, что свойства электромобилей по снижению выбросов широко распространены, все еще существуют разногласия по поводу аккумуляторов, особенно по поводу использования таких металлов, как кобальт. Компания SVOLT, штаб-квартира которой находится в Чанчжоу, Китай, объявила о производстве безкобальтовых батарей, предназначенных для рынка электромобилей.Помимо сокращения содержания редкоземельных металлов, компания заявляет, что они обладают более высокой плотностью энергии, что может привести к дальности действия до 800 км (500 миль) для электромобилей, а также продлить срок службы батареи и повысить безопасность. Мы не знаем, где именно мы увидим эти батареи, но компания подтвердила, что работает с крупным европейским производителем.

Тимо Иконен, Университет Восточной Финляндии

На шаг ближе к литий-ионным батареям с кремниевым анодом

Стремясь решить проблему нестабильного кремния в литий-ионных батареях, исследователи из Университета Восточной Финляндии разработали метод производства гибридного анода. , используя микрочастицы мезопористого кремния и углеродные нанотрубки.В конечном итоге цель состоит в том, чтобы заменить графит в качестве анода в батареях и использовать кремний, емкость которого в десять раз больше. Использование этого гибридного материала улучшает характеристики батареи, в то время как силиконовый материал устойчиво производится из золы шелухи ячменя.

Университет Монаша

Литий-серные аккумуляторы могут превзойти литий-ионные, менее вредно для окружающей среды

Исследователи из Университета Монаша разработали литий-серные аккумуляторы, способные питать смартфон в течение 5 дней, превосходя литий-ионные.Исследователи изготовили эту батарею, имеют патенты и интерес производителей. У группы есть финансирование для дальнейших исследований в 2020 году, заявив, что дальнейшие исследования автомобилей и использования сетей будут продолжены.

Утверждается, что новая технология аккумуляторов оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем литий-ионные, и снижает производственные затраты, при этом предлагая возможность питания автомобиля на 1000 км (620 миль) или смартфона в течение 5 дней.

Аккумулятор IBM получен из морской воды и превосходит по своим характеристикам литий-ионный

IBM Research сообщает, что он обнаружил новый химический состав аккумулятора, который не содержит тяжелых металлов, таких как никель и кобальт, и потенциально может превзойти литий-ионные.IBM Research утверждает, что этот химический состав никогда ранее не использовался в комбинации в батареях и что материалы можно извлекать из морской воды.

Производительность аккумулятора многообещающая, при этом IBM Research заявляет, что он может превзойти литий-ионный в ряде различных областей - он дешевле в производстве, он может заряжаться быстрее, чем литий-ионный, и может иметь как более высокую мощность. и плотности энергии. Все это доступно в аккумуляторах с низкой горючестью электролитов.

IBM Research отмечает, что эти преимущества сделают ее новую технологию аккумуляторов подходящей для электромобилей, и вместе с Mercedes-Benz, среди прочих, компания работает над превращением этой технологии в жизнеспособный коммерческий аккумулятор.

Panasonic

Система управления батареями Panasonic

Хотя литий-ионные батареи повсюду и их число растет, управление этими батареями, включая определение того, когда у них закончился срок службы, затруднено.Panasonic, работая с профессором Масахиро Фукуи из Университета Рицумейкан, разработала новую технологию управления батареями, которая значительно упростит отслеживание батарей и определение остаточной стоимости литий-ионных в них.

Panasonic заявляет, что ее новую технологию можно легко применить с изменением системы управления батареями, что упростит мониторинг и оценку батарей с несколькими составными ячейками, которые можно найти в электромобиле. Panasonic считает, что эта система поможет продвинуться в направлении устойчивого развития, поскольку сможет лучше управлять повторным использованием и переработкой литий-ионных батарей.

Асимметричная модуляция температуры

Исследования продемонстрировали метод зарядки, который приближает нас на шаг ближе к сверхбыстрой зарядке - XFC - который направлен на обеспечение 200 миль пробега электромобиля примерно за 10 минут с зарядкой 400 кВт. Одна из проблем с зарядкой - это литиевая гальваника в батареях, поэтому метод асимметричной температурной модуляции заряжает при более высокой температуре для уменьшения гальванического покрытия, но ограничивает это до 10-минутных циклов, избегая роста межфазной границы твердого электролита, что может сократить срок службы батареи.Сообщается, что этот метод снижает деградацию батареи, позволяя заряжать XFC.

Pocket-lint

Песочная батарея дает в три раза больше времени автономной работы

В этом альтернативном типе литий-ионной батареи используется кремний для достижения в три раза большей производительности, чем у современных графитовых литий-ионных батарей. Батарея по-прежнему литий-ионная, как и в вашем смартфоне, но в анодах используется кремний вместо графита.

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде какое-то время занимались нанокремнием, но он слишком быстро разрушается, и его трудно производить в больших количествах.Используя песок, его можно очистить, измельчить в порошок, затем измельчить с солью и магнием перед нагреванием для удаления кислорода, что приведет к получению чистого кремния. Он пористый и трехмерный, что помогает повысить производительность и, возможно, продлить срок службы батарей. Изначально мы начали это исследование в 2014 году, и теперь оно приносит свои плоды.

Silanano - это стартап в области аккумуляторных технологий, который выводит эту технологию на рынок и получил большие инвестиции от таких компаний, как Daimler и BMW. Компания заявляет, что ее решение может быть применено к существующему производству литий-ионных аккумуляторов, поэтому оно настроено на масштабируемое развертывание, обещая прирост производительности батареи на 20% сейчас или на 40% в ближайшем будущем.

Захват энергии от Wi-Fi

Хотя беспроводная индуктивная зарядка является обычным явлением, возможность захвата энергии от Wi-Fi или других электромагнитных волн остается проблемой. Однако группа исследователей разработала ректенну (антенну, собирающую радиоволны), которая представляет собой всего лишь несколько атомов, что делает ее невероятно гибкой.

Идея состоит в том, что устройства могут включать в себя эту ректенну на основе дисульфида молибдена, чтобы энергия переменного тока могла быть получена от Wi-Fi в воздухе и преобразована в постоянный ток, либо для подзарядки батареи, либо для непосредственного питания устройства.Это может привести к появлению медицинских таблеток с питанием без необходимости во внутренней батарее (более безопасно для пациента) или мобильных устройств, которые не нужно подключать к источнику питания для подзарядки.

Энергия, полученная от владельца устройства

Вы можете стать источником энергии для вашего следующего устройства, если исследования TENG принесут свои плоды. TENG или трибоэлектрический наногенератор - это технология сбора энергии, которая улавливает электрический ток, генерируемый при контакте двух материалов.

Исследовательская группа из Суррейского института передовых технологий и Университета Суррея дала представление о том, как эту технологию можно использовать для работы таких вещей, как носимые устройства. Хотя мы еще далеки от того, чтобы увидеть это в действии, исследование должно дать дизайнерам инструменты, необходимые для эффективного понимания и оптимизации будущей реализации TENG.

Золотые нанопроволочные батареи

Великие умы Калифорнийского университета в Ирвине создали треснувшие нанопроволочные батареи, способные выдержать много перезарядок.В результате в будущем батареи могут не разрядиться.

Нанопроволока, которая в тысячу раз тоньше человеческого волоса, открывает большие возможности для батарей будущего. Но они всегда ломались при подзарядке. Это открытие использует золотые нанопроволоки в гелевом электролите, чтобы этого избежать. Фактически, эти батареи были проверены на перезарядку более 200 000 раз за три месяца и не показали никаких повреждений.

Твердотельные литий-ионные

Твердотельные батареи традиционно обеспечивают стабильность, но за счет передачи электролита.В статье, опубликованной учеными Toyota, рассказывается об их испытаниях твердотельной батареи, в которой используются сульфидные суперионные проводники. Все это означает превосходный аккумулятор.

В результате получился аккумулятор, способный работать на уровне суперконденсатора и полностью заряжаться или разряжаться всего за семь минут, что делает его идеальным для автомобилей. Поскольку он твердотельный, это также означает, что он намного стабильнее и безопаснее, чем существующие батареи. Твердотельный блок также должен работать при температуре от минус 30 до 100 градусов Цельсия.

Электролитные материалы по-прежнему создают проблемы, поэтому не ожидайте увидеть их в ближайшее время в автомобилях, но это шаг в правильном направлении к более безопасным и быстро заряжаемым аккумуляторам.

Графеновые батареи Grabat

Графеновые батареи потенциально могут быть одними из самых лучших среди имеющихся. Grabat разработал графеновые батареи, которые могут обеспечить электромобилям запас хода до 500 миль без подзарядки.

Graphenano, компания, стоящая за разработкой, заявляет, что аккумуляторы можно полностью зарядить всего за несколько минут и они могут заряжаться и разряжаться в 33 раза быстрее, чем литий-ионные.Разряд также важен для таких вещей, как автомобили, которым требуется огромное количество энергии для быстрого трогания с места.

Нет информации о том, используются ли аккумуляторы Grabat в настоящее время в каких-либо продуктах, но у компании есть аккумуляторы для автомобилей, дронов, мотоциклов и даже для дома.

Лазерные микроконденсаторы

Rice Univeristy

Ученые из Университета Райса совершили прорыв в создании микроконденсаторов. В настоящее время их производство дорогое, но используются лазеры, которые вскоре могут измениться.

При использовании лазеров для выжигания электродных рисунков на листах пластика затраты на производство и усилия значительно снижаются. В результате получается аккумулятор, который может заряжаться в 50 раз быстрее, чем нынешние аккумуляторы, и разряжаться даже медленнее, чем современные суперконденсаторы. Они даже прочные, способны работать после более чем 10 000 сгибаний во время испытаний.

Пенные аккумуляторы

Прието считает, что будущее аккумуляторов - за 3D. Компании удалось решить эту проблему с помощью своей батареи, в которой используется вспененная медь.

Это означает, что эти батареи будут не только более безопасными благодаря отсутствию горючего электролита, но также будут обеспечивать более длительный срок службы, более быструю зарядку, в пять раз более высокую плотность, будут дешевле в производстве и будут меньше, чем существующие предложения.

Prieto стремится в первую очередь помещать свои батареи в мелкие предметы, например, в носимые устройства. Но там говорится, что аккумуляторы можно масштабировать, чтобы мы могли видеть их в телефонах и, возможно, даже в автомобилях в будущем.

Carphone Warehouse

Складной аккумулятор похож на бумагу, но прочный

Jenax J.Аккумулятор Flex был разработан, чтобы сделать гибкие гаджеты возможными. Батарея, похожая на бумагу, складывается и является водонепроницаемой, что означает, что ее можно интегрировать в одежду и носимые устройства.

Батарея уже создана и даже прошла испытания на безопасность, в том числе ее сложили более 200 000 раз без потери производительности.

Ник Билтон / The New York Times

uBeam по воздуху зарядка

uBeam использует ультразвук для передачи электричества. Энергия преобразуется в звуковые волны, неслышимые для людей и животных, которые передаются, а затем снова преобразуются в энергию при достижении устройства.

С концепцией uBeam наткнулась 25-летняя выпускница астробиологии Мередит Перри. Она основала компанию, которая позволит заряжать гаджеты по воздуху с помощью пластины толщиной 5 мм. Эти передатчики можно прикрепить к стенам или сделать предметами декоративного искусства, чтобы передавать энергию на смартфоны и ноутбуки. Гаджетам просто нужен тонкий приемник, чтобы принимать заряд.

StoreDot

StoreDot заряжает мобильные телефоны за 30 секунд

StoreDot, стартап, созданный на базе кафедры нанотехнологий Тель-Авивского университета, разработал зарядное устройство StoreDot.Он работает с современными смартфонами и использует биологические полупроводники, изготовленные из природных органических соединений, известных как пептиды - короткие цепочки аминокислот, которые являются строительными блоками белков.

В результате получилось зарядное устройство, способное заряжать смартфон за 60 секунд. Батарея состоит из «негорючих органических соединений, заключенных в многослойную защитную структуру, предотвращающую перенапряжение и нагрев», поэтому проблем с ее взрывом быть не должно.

Компания также объявила о планах создать аккумулятор для электромобилей, который заряжается за пять минут и обеспечивает запас хода до 300 миль.

Пока неизвестно, когда аккумуляторы StoreDot будут доступны в глобальном масштабе - мы ожидали, что они появятся в 2017 году, - но когда они появятся, мы ожидаем, что они станут невероятно популярными.

Pocket-lint

Прозрачное солнечное зарядное устройство

Alcatel продемонстрировал мобильный телефон с прозрачной солнечной панелью над экраном, которая позволит пользователям заряжать свой телефон, просто поместив его на солнце.

Хотя вряд ли он появится в продаже в течение некоторого времени, компания надеется, что он каким-то образом решит повседневные проблемы, связанные с постоянным отсутствием заряда батареи.Телефон будет работать как с прямыми солнечными лучами, так и со стандартным освещением, как и обычные солнечные батареи.

Phienergy

Алюминиево-воздушная батарея обеспечивает пробег на 1100 миль без подзарядки

Автомобиль сумел проехать 1100 миль на одной зарядке аккумулятора. Секрет этого супердиапазона заключается в технологии батареи, называемой «алюминий-воздух», которая использует кислород воздуха для заполнения своего катода. Это делает его намного легче, чем заполненные жидкостью литий-ионные аккумуляторы, что дает автомобилю гораздо больший запас хода.

Бристольская робототехническая лаборатория

Батареи с питанием от мочи

Фонд Билла Гейтса финансирует дальнейшие исследования Бристольской робототехнической лаборатории, которая обнаружила батареи, которые могут питаться от мочи. Этого достаточно, чтобы зарядить смартфон, который ученые уже продемонстрировали. Но как это работает?

Используя микробный топливный элемент, микроорганизмы собирают мочу, расщепляют ее и выделяют электричество.

Звук работает

Исследователи из Великобритании создали телефон, который может заряжаться, используя окружающий звук в атмосфере вокруг него.

Смартфон построен по принципу пьезоэлектрического эффекта. Были созданы наногенераторы, которые собирают окружающий шум и преобразуют его в электрический ток.

Наностержни даже реагируют на человеческий голос, а это означает, что болтливые мобильные пользователи могут подключать свой собственный телефон во время разговора.

Двойная угольная батарея Ryden заряжается в 20 раз быстрее.

Power Japan Plus уже анонсировала новую технологию аккумуляторов под названием Ryden dual carbon. Он не только прослужит дольше и будет заряжаться быстрее, чем литиевые, но его можно будет производить на тех же заводах, где производятся литиевые батареи.

В аккумуляторах используются углеродные материалы, что означает, что они более устойчивы и экологически безопасны, чем существующие альтернативы. Это также означает, что батареи будут заряжаться в двадцать раз быстрее, чем литий-ионные. Они также будут более долговечными, с возможностью выдерживать до 3000 циклов зарядки, а также они более безопасны с меньшей вероятностью возгорания или взрыва.

Натрий-ионные аккумуляторы

Ученые из Японии работают над новыми типами аккумуляторов, которые не нуждаются в литии, таких как аккумулятор вашего смартфона.В этих новых батареях будет использоваться натрий, один из самых распространенных материалов на планете, а не редкий литий, и они будут в семь раз эффективнее обычных батарей.

Исследования натриево-ионных аккумуляторов ведутся с восьмидесятых годов в попытке найти более дешевую альтернативу литию. Используя соль, шестой по распространенности элемент на планете, можно сделать батареи намного дешевле. Ожидается, что в ближайшие пять-десять лет начнется коммерциализация аккумуляторов для смартфонов, автомобилей и других устройств.

Upp

Зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp

Переносное зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp уже доступно. Он использует водород для питания вашего телефона, не позволяя вам отвлекаться и оставаться экологически чистым.

Одна водородная ячейка обеспечит пять полных зарядов мобильного телефона (емкость 25 Втч на ячейку). И единственный побочный продукт - это водяной пар. Разъем USB типа A означает, что он будет заряжать большинство USB-устройств с выходом 5 В, 5 Вт, 1000 мА.

Батареи со встроенным огнетушителем

Литий-ионные батареи нередко перегреваются, загораются и даже могут взорваться.Аккумулятор в Samsung Galaxy Note 7 - яркий тому пример. Исследователи Стэнфордского университета придумали литий-ионные батареи со встроенными огнетушителями.

В батарее есть компонент, называемый трифенилфосфатом, который обычно используется в качестве антипирена в электронике, добавленный к пластиковым волокнам, чтобы помочь разделить положительный и отрицательный электроды. Если температура батареи поднимается выше 150 градусов C, пластмассовые волокна плавятся и выделяется трифенилфосфат.Исследования показывают, что этот новый метод может предотвратить возгорание аккумуляторов за 0,4 секунды.

Майк Циммерман

Батареи, защищенные от взрыва

Литий-ионные батареи имеют довольно летучий слой пористого материала жидкого электролита, расположенный между анодным и катодным слоями. Майк Циммерман, исследователь из Университета Тафтса в Массачусетсе, разработал батарею, которая имеет вдвое большую емкость, чем литий-ионные, но без присущих ей опасностей.

Батарея Циммермана невероятно тонкая, немного толще двух кредитных карт, и заменяет жидкость электролита пластиковой пленкой, которая имеет аналогичные свойства.Он может противостоять прокалыванию, измельчению и нагреванию, так как он негорючий. Еще предстоит провести много исследований, прежде чем технология сможет выйти на рынок, но хорошо знать, что существуют более безопасные варианты.

Аккумуляторы Liquid Flow

Гарвардские ученые разработали аккумулятор, который накапливает свою энергию в органических молекулах, растворенных в воде с нейтральным pH. Исследователи говорят, что этот новый метод позволит батарее Flow работать исключительно долгое время по сравнению с нынешними литий-ионными батареями.

Маловероятно, что мы увидим эту технологию в смартфонах и т.п., поскольку жидкий раствор, связанный с батареями Flow, хранится в больших резервуарах, чем больше, тем лучше. Считается, что они могут быть идеальным способом хранения энергии, создаваемой решениями в области возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.

Действительно, исследование Стэнфордского университета использовало жидкий металл в проточной батарее с потенциально отличными результатами, заявляя, что напряжение вдвое выше, чем у обычных проточных батарей. Команда предположила, что это может быть отличным способом хранения непостоянных источников энергии, таких как ветер или солнце, для быстрой передачи в сеть по запросу.

IBM и ETH Zurich разработали жидкостную проточную батарею гораздо меньшего размера, которая потенциально может быть использована в мобильных устройствах. Эта новая батарея утверждает, что может не только обеспечивать питание компонентов, но и одновременно охлаждать их. Обе компании обнаружили две жидкости, которые подходят для этой задачи, и будут использоваться в системе, которая может производить 1,4 Вт мощности на квадратный см, при этом 1 Вт мощности зарезервирован для питания аккумулятора.

Zap & Go Карбон-ионный аккумулятор

Оксфордская компания ZapGo разработала и произвела первую угольно-ионную аккумуляторную батарею, готовую к использованию уже сейчас.Углеродно-ионный аккумулятор сочетает в себе сверхбыструю зарядку суперконденсатора с характеристиками литий-ионного аккумулятора, при этом полностью пригодный для вторичной переработки.

Компания предлагает зарядное устройство powerbank, которое полностью заряжается за пять минут, а затем полностью заряжает смартфон за два часа.

Цинково-воздушные батареи

Ученые из Сиднейского университета считают, что они придумали способ производства воздушно-цинковых батарей, который намного дешевле, чем существующие методы.Цинково-воздушные батареи можно считать более совершенными, чем литий-ионные, поскольку они не загораются. Единственная проблема в том, что они полагаются на дорогие компоненты.

Sydney Uni удалось создать воздушно-цинковую батарею без необходимости использования дорогих компонентов, а, скорее, с некоторыми более дешевыми альтернативами. Возможно, появятся более безопасные и дешевые батареи!

Умная одежда

Исследователи из Университета Суррея разрабатывают способ, позволяющий использовать одежду в качестве источника энергии.Батарея называется трибоэлектрическим наногенератором (TENG), которая преобразует движение в накопленную энергию. Накопленное электричество затем можно использовать для питания мобильных телефонов или устройств, таких как фитнес-трекеры Fitbit.

Эта технология может быть применена не только к одежде, она может быть интегрирована в тротуар, поэтому, когда люди постоянно ходят по ней, она может накапливать электричество, которое затем может использоваться для питания ламп или в шинах автомобиля, чтобы может привести машину в действие.

Растягиваемые батареи

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали растяжимый биотопливный элемент, который может вырабатывать электричество из пота.Говорят, что генерируемой энергии достаточно для питания светодиодов и радиомодулей Bluetooth, а это означает, что однажды он сможет питать носимые устройства, такие как умные часы и фитнес-трекеры.

Графеновый аккумулятор Samsung

Samsung удалось разработать «графеновые шары», которые способны увеличивать емкость существующих литий-ионных аккумуляторов на 45 процентов и заряжаться в пять раз быстрее, чем существующие аккумуляторы. Чтобы представить это в контексте, Samsung заявляет, что его новый аккумулятор на основе графена может быть полностью заряжен за 12 минут, по сравнению с примерно часом для текущего устройства.

Samsung также заявляет, что его можно использовать не только в смартфонах, но и в электромобилях, поскольку он выдерживает температуру до 60 градусов Цельсия.

Более безопасная и быстрая зарядка существующих литий-ионных аккумуляторов

Ученые из WMG из Университета Уорика разработали новую технологию, которая позволяет заряжать существующие литий-ионные аккумуляторы до пяти раз быстрее, чем рекомендуемые пределы. Технология постоянно измеряет температуру батареи гораздо точнее, чем существующие методы.

Ученые обнаружили, что нынешние батареи действительно могут выходить за пределы рекомендуемых пределов, не влияя на производительность или перегрев. Может быть, нам вообще не нужны другие упомянутые новые батареи!

Написано Крисом Холлом.

.

Смотрите также