Аккумулятора без: Заводимся без аккумулятора — эксперимент «За рулем» — журнал За рулем

Содержание

Заводимся без аккумулятора — эксперимент «За рулем» — журнал За рулем

Разряженная батарея — дело обычное, особенно зимой. Можно подзарядить, можно «прикурить» от другой машины. Но бывает, что и заряжать-то нечего: батарея замерзла, разбилась, ее украли…

И мы наглядно доказали, что такое возможно. Конечно, это нештатный режим. Но главное — заставить мотор работать, а дальше генератор начнет постоянно подпитывать сам себя, поддерживая в бортсети относительно стабильное напряжение. И если сильно не газовать, то без АКБ можно добраться и до сервиса, и до магазина.

Дело за малым — пустить мотор.

Материалы по теме

Способ №1. Взять прикурить

Старый, проверенный способ: подключить пару пусковых проводов к другой батарее. Но у него есть и минус: далеко не каждый владелец современной машины захочет рисковать здоровьем своего автомобиля: а вдруг что-то сгорит, сбросится, заблокируется? Увидев, что под вашим капотом батареи вообще нет, испугается вконец. И его можно понять.

Исходное состояние: штатная АКБ удалена из-под капота.

Исходное состояние: штатная АКБ удалена из-под капота.


Способ №2. С толкача

Другой старый способ — завести машину с толкача. С автомобилями, на которых коробки передач автоматические, номер заведомо не пройдет; но, может быть, с механикой получится?

Материалы по теме

Надеемся на то, что остаточное магнитное поле ротора генератора возбудит ток в обмотках, и далее генератор выйдет на номинальное напряжение. Такой эксперимент мы ставили несколько лет назад, отключив разъем, подающий ток на возбуждение генератора. Но тогда штатная батарея оставалась подсоединенной.При увеличении оборотов двигателя выше 2500 об/мин генератор нашего лабораторного Ларгуса самовозбудился, и напряжение в бортовой сети поднялось до 14 В.

Получится ли так, если батареи нет? Цепляем буксировочный трос к обесточенному редакционному Ларгусу и совершаем круг… Нет, не круг почета. Потому что автомобиль категорически отказывается проявлять признаки жизни — даже когда двигатель раскручивается до 3000 об/мин и выше. Увы, этот номер не прошел.


Фрагмент испытаний: измеряем пусковой ток, выданный бустером.

Фрагмент испытаний: измеряем пусковой ток, выданный бустером.

Успешный пуск двигателя Альмеры от литий-ионного бустера без участия штатной АКБ. Для бустера это предельный режим: заряда в нём маловато.

Успешный пуск двигателя Альмеры от литий-ионного бустера без участия штатной АКБ. Для бустера это предельный режим: заряда в нём маловато.

Способ №3. От бустера

Современный способ пуска упрямых моторов — от малогабаритного заряженного бустера: литий-ионного, конденсаторного — неважно. Если в вашем хозяйстве такой бустер есть (или добрый сосед поделился), то победа близка.

Материалы по теме

Цепляем коробочку вместо штатной АКБ, а дальше…

Первый вариант — пустить автомобиль с толкача. Опять-таки, если коробка — не автомат, то это сработает.

Второй — в лоб: включаем стартер. Правда, большинство инструкций к бустерам настаивает на том, что их надлежит использовать только параллельно штатной батарее. Но мы провели эксперимент, пустив редакционный Nissan Almera от одного лишь бустера. Получилось с первой попытки!

Исходя из нашего многолетнего опыта общения с разными бустерами, должны заметить, что не каждый из них способен выдать токи в сотни ампер. Если дело происходит на морозе, то «пускач» надо бы предварительно согреть.

Способ №4. От шуруповерта

Материалы по теме

Самый хулиганский способ — на зависть блогерам — приберегли под конец. Исходные условия: лишней батареи нет, бустера тоже, зато дома валяется аккумуляторный шуруповерт. Вынимаем из него аккумулятор, приделываем подходящие контакты, цепляемся к штатным аккумуляторным клеммам автомобиля…

Вот тут нужно вести себя аккуратно. Стартер при попытке пустить двигатель даже не дернется, зато в аккумуляторе сработает тепловая защита (если таковая предусмотрена).

Мы, конечно, попробовали — любопытство пересилило! Короче говоря, не требуйте от малыша невозможного: стартерные токи ему не по зубам. Машину надо пускать только с толкача или с буксира.


Ты кто? Шуруповерт? Поделись аккумулятором, приятель!

Ты кто? Шуруповерт? Поделись аккумулятором, приятель!

Аккумулятору от шуруповерта явно неуютно на штатном месте автомобильной АКБ.

Аккумулятору от шуруповерта явно неуютно на штатном месте автомобильной АКБ.

Второй важный момент — напряжение питания шуруповерта. Если это 12 или 14 В, то вопросов нет. А вот если 18 В, то возможно всякое. Мы провели откровенно смелый эксперимент, попытавшись пустить машину именно с 18‑вольтовым литий-ионным аккумулятором, явно непригодным для такой задачи. Чтобы хоть как-то ограничить напряжение, перед подсоединением батареи включили фары.

Итог — забавный: мотор Ларгуса с толкача успешно пустили, но вскоре выяснили, что при этом сгорели две лампы в фарах. Хорошо, что более серьезные блоки выжили. Короче говоря: во время эксперимента серьезно не пострадал ни один Ларгус, но так никогда не делайте!


Цепляем мини-аккумулятор к бортсети машины.

Цепляем мини-аккумулятор к бортсети машины.

Никогда не присоединяйте к машине аккумуляторы с повышенным напряжением. В нашем случае обошлось парой замененных ламп, но могло быть и хуже.

Никогда не присоединяйте к машине аккумуляторы с повышенным напряжением. В нашем случае обошлось парой замененных ламп, но могло быть и хуже.


Важное примечание: всё описанное легче пройдет на несложных и недорогих машинах.

А моя машина — сложная?

Материалы по теме

Если прежде вам доводилось отключать и вновь подсоединять аккумулятор, а с машиной при этом ничего страшного не происходило, то, скорее всего, эта модель (и её электроника) более-менее легко переносит подобные процедуры. Это значит, что поездка без АКБ весьма вероятно состоится и не вызовет печальных последствий.


Некоторые автомобили после отсоединения АКБ начинают играть дроссельной заслонкой на холостом ходу. Например, после пуска обороты могут плавать в диапазоне 1000–1200 об/мин. Но это не страшно и само вскоре проходит. Другие автомобили, если не считать сбитых часов и радиостанций в аудиосистеме, вообще никак не реагируют.

В любом случае, изложенный нами прием — это крайняя мера, а таких лучше их избегать. ­Берегите штатную АКБ. ­

И — счастливого пути!


Можно ли ехать без аккумулятора? Эксперимент «За рулем» — журнал За рулем

Без аккумулятора можно проехать хоть через всю страну. Правда, есть нюансы.

Материалы по теме

Доехать без аккумулятора автовладельцу предстоит всего в нескольких случаях:

  • аккумулятор похищен;
  • АКБ «замкнуло» и она не подает признаков жизни;
  • наконечник провода свалился с клеммы аккумулятора.

Во времена карбюраторных моторов все было просто. Доехать на карбюраторной машине без АКБ можно, но надо включить побольше потребителей, чтобы напряжение генератора не было слишком большим.

А в новые времена, когда все двигатели снабжены системой впрыска топлива, многое зависит от степени совершенства конструкции.

Мы провели эксперимент. Лада Ларгус с двигателем К4М на снятие клеммы при запущенном двигателе отреагировала небольшим снижением напряжения — вместо 14,3 В с подключенной батареей стало 13,9 В. Двигатель устойчиво работал во всех режимах движения, напряжение при подключении всех возможных потребителей не снижалось. Иными словами, у машины хватает интеллекта почувствовать отключение АКБ и, для страховки, чуть снизить рабочее напряжение. Ехать можно хоть через всю страну: только мотор не глушить или потом пускать его с буксира либо прикуривать. Все получается легко.

Материалы по теме

Лада Веста с шестнадцатиклапанным вазовским мотором тоже не заглохла после снятия клеммы, но при прогазовках напряжение полезло до 14,7 В. А на сбросе оборотов тестер фирмы Bosch несколько раз фиксировал напряжение чуть выше 10 В. Работа генератора неустойчива, фары все время помаргивают.

Но и здесь можно добраться до места, если очень приспичит. Только, как и сорок лет назад, лучше включить побольше потребителей, чтобы погасить скачки напряжения.

Современные системы управления двигателем защищают бортовую электросеть при случайном отсоединении клеммы батареи. А значит, позволяют доехать вообще без АКБ.

Совет экспертов «За рулем»:

Если доведется ехать совсем без АКБ, то позаботьтесь об изоляции плюсовой клеммы от кузова. Лучше всего замотать клемму несколькими слоями полиэтиленовой пленки и затем затолкать в пластиковую бутылочку.
  • Ответы на самые важные вопросы об аккумуляторах читайте тут.

Создан аккумулятор, способный работать без подзарядки сотни лет

| Поделиться

В Японии разработан аккумулятор на основе синтетических алмазов и радиоактивных изотопов. Одного его заряда хватает на сотни лет, и создатели предлагают использовать его в мощных буровых установках и космическом оборудовании. Но такие АКБ еще не могут похвастаться высокой удельной мощностью, и о серийном их производстве разработчики пока не задумываются.

«Бриллиантовые» японские аккумуляторы

Специалисты Национального института материаловедения Японии (National Institute of Materials Science, NIMS) разработали аккумулятор, работающий на одном заряде сотни лет. По информации Nikkei Asian Review, такой элемент питания состоит из трех основных элементов, два из которых радиоактивные.

Основной компонент нового японского аккумулятора – это алмаз, но не натуральный, добываемый в карьерах, а синтетический. Такие алмазы создаются в лабораторных условиях, имеют параметры, схожие с природными, но стоят в десятки раз дешевле, что позволяет широко применять их в различных областях.

Два других компонента – это изотопы углерода и никеля с длительным периодом полураспада. Так, для углерода-14 он составляет 5700 лет, а для никеля-63 – 100 лет. Использование обоих материалов и позволяет батарее работать сотнями лет.

Принцип действия

Синтетический алмаз в батарее, предложенной японскими учеными, используется в качестве электродов. Этот материал начинает вырабатывать электричество под воздействием бета-излучения от изотопов углерода и никеля, а чтобы защитить окружающую среду от радиоактивного загрязнения, батарея имеет металлическую защитную оболочку, выполненную из алюминия или другого металла. Батареи подобного плана называют «бета-гальваническими».

Прототип своей батареи японцы демонстрировать не стали

Ученые разработали рабочий прототип такого аккумулятора, но до серийного производства нового типа АКБ пока еще очень далеко, поскольку им еще нужно решить проблему низкой удельной мощности, генерируемой их изобретением. На момент публикации материала она измерялась даже не в милливаттах – созданная в NIMS батарея вырабатывала лишь 1 микроватт мощности, то есть одну миллионную ватта.

Повышенная экологичность

Недостаточная удельная мощность – главный недостаток аккумулятора, созданного в стенах NIMS, тогда как основных достоинств у него два. Первое – это способность питать энергией потребителя в течение сотен лет, а второе – это возможность создавать такие АКБ из отработанных стержней ядерных реакторов.

На поверхности таких графитовых стержней в изобилии присутствует углерод-14 – тот самый изотоп, который японцы предлагают использовать в своей батарее. Этот углерод в больших количествах может быть получен при демонтаже отработанных стержней, и над этим вопросом с 2020 г. работают специалисты Управления по атомной энергии и Бристольского университета Великобритании. Конкретные планы по производству сырья для алмазных батарей из отработанных графитовых стержней они пока не озвучивают.

Сферы применения

В настоящее время человечество активно использует сравнительно небольшие ядерные источники энергии. Например, такие источники на основе плутония применяются в космических аппаратах, вырабатывая относительно большое количество электроэнергии.

Как финансовые организации строят эффективную ИТ-экосистему

Бизнес

Батареи на основе электродов из синтетических алмазов с конструкцией, разработанной в NIMS, пока не способны вырабатывать столько же электричества, но зато обладают высокой термостойкостью и имеют более простую конструкцию. «Они могут работать даже при высоких температурах, и их можно использовать, в частности, в космическом оборудовании и машинах для разведки полезных ископаемых», — сказал Сатоши Коидзуми (Satoshi Koizumi), один из разработчиков алмазной батареи и сотрудник NIMS.

Алмазные аккумуляторы наоборот

Пока японские ученые экспериментируют с аккумуляторами на алмазных электродах в радиоактивной среде, их конкуренты из американской компании Nano Diamond Battery разрабатывают АКБ на искусственных алмазах, работающую по прямо противоположному принципу. В августе 2020 г. они рассказали, что создают элемент питания, в котором тоже используются изотопы, но их вырабатывает радиоактивный сердечник, тогда как синтетический алмаз выступает в качестве оболочки, защищающей окружающую среду от вредного радиоактивного излучения.

Сердечник, по словам представителей Nano Diamond Battery, они планируют изготавливать из переработанных ядерных отходов, но не уточняют, из каких именно. Батареи, разработанные ими, могут быть выполнены в любом из современных форматов – АА, 18650, CR2032 и др., а срок их службы может достигать 28 тыс. лет. Специалисты компании провели ряд лабораторных испытаний таких АКБ, и, по их мнению, первые их версии, пригодные для повседневного использования, могут появиться в течение двух лет.

Россия не отстает

В России тоже работают над созданием бета-гальванического элемента питания, и его прототип еще в августе 2020 г. был разработан специалистами НИТУ «МИСиС». Его конструкция базируется на микроканальной 3D-структуре никелевого бета-гальванического элемента – здесь радиоактивный элемент наносится с двух сторон так называемого планарного p-n перехода, что позволяет упростить технологию изготовления элемента, а также контролировать обратный ток, который «крадет» мощность батареи. Особая микроканальная структура обеспечивает увеличение эффективной площади преобразования бета-излучения в 14 раз, что в результате дает общее увеличение тока.

Разработка НИТУ «МИСиС»

Российская батарейка может генерировать энергию в течение 20 лет. За счет оригинальной 3D-структуры бета-гальванического элемента ее размеры, по словам разработчиков, уменьшились втрое, удельная мощность повысилась в 10 раз, а себестоимость снизилась на 50%.

Заменит ли цифровая копия оригинал водительского удостоверения?

ИТ в госсекторе

Батарейка может быть применена в нескольких функциональных режимах: в качестве аварийного источника питания и датчика температуры в устройствах, используемых при экстремальных температурах и в труднодоступных (или совсем не доступных) местах: в космосе, под водой, в высокогорных районах.



Как завести автомобиль без аккумулятора или с разряженной батареей?

Никто из автомобилистов не застрахован от неприятностей с аккумулятором, без которого завести машину крайне проблематично. Возможных вариантов всего два: питающий элемент разрядился или полностью пришел в негодность. Вторая ситуация случается значительно реже, но в любом случае двигаться как-то нужно. Поэтому любой владелец транспорта должен знать, как завести машину без аккумулятора.

Способы запустить двигатель

Существует несколько вариантов выхода из ситуации, перечисляемых в порядке убывания безопасности для авто:

  • реанимируйте разряженную батарею – для ТС инжекторного типа безопаснее всего не «прикуривать», а подключить параллельно чужой и свой аккумулятор. Ваш источник питания быстро наберет заряд минимум для одного пуска. Способ подходит только при наличии исправной батареи;
  • с наката – если вы чувствуете, что вам вот-вот понадобятся знания, как завести машину без аккумулятора, можно сразу припарковать ее на уклоне в сторону багажника или капота;
  • «расталкиваем» авто – в случае малолитражки сделать это нетрудно даже самостоятельно. Достаточно достичь скорости 2-3 км/ч, после чего сесть за руль, воспользоваться сцеплением, второй передачей и отпустить сцепление;
  • другие аккумуляторы – подключите любую литиевую батарею (от телефона, ноутбука и т.д.) к источнику питания авто. Через 15-20 минут попробуйте завести машину, предварительно отсоединив «донора»;
  • «кривой» стартер – поднимите одно из ведущих колес при помощи домкрата, намотайте на него 5-6 метров прочной стропы либо веревки и резким движением раскрутите при включенном зажигании и прямой передаче;
  • «прикуривание» – актуально для тех, кого интересует, как завести машину без аккумулятора вообще. Воспользуйтесь помощью другого автомобилиста и сразу после срабатывания зажигания включите все имеющиеся потребители энергии на максимум.

Обратите внимание, что при движении без батареи или с полностью неисправным источником питания необходимо расходовать как можно больше энергии от генератора, двигаться на оборотах ниже среднего и желательно на небольшие расстояния.

Можно ли включать ноутбук без аккумулятора?

На форумах часто поднимается вопрос, можно ли включить ноутбук без аккумулятора, и не вредно ли использовать его без батареи. Любой аккумулятор со временем выходит из строя, и далеко не всегда есть возможность сразу купить новый. Если вы работаете с ноутбуком только дома, и не собираетесь уносить его далеко от розетки, его вполне можно превратить в стационарный ПК. Использовать его в таком режиме можно много лет, никакие функции при этом не страдают. Важно правильно отсоединить батарею и обеспечить ей нормальные условия хранения.

Как подключить ноутбук без батареи питания?

Аккумулятор рассчитан на определенное количество циклов заряда и разряда, и его нежелательно держать на постоянной зарядке до 100%, как и полностью разряжать. Если вы не используете ноутбук вне дома, можно позаботиться о сохранности батареи и отсоединить ее. При этом нельзя хранить ее полностью разряженной: уровень заряда должен составлять около 60%, чтобы не уменьшалась емкость. Несколько раз в месяц ее нужно подключать и полностью заряжать и разряжать.

Можно включать ноутбук без аккумулятора после его поломки, если нет необходимости в покупке новой батареи. Для такого подключения выполните следующие действия:

  • Полностью выключите устройство и отсоедините его от сети.
  • Переверните устройство и откройте отсек с аккумулятором. На новых моделях он крепится на защелках, их нужно аккуратно открыть. На старых моделях крышка держится на шурупах.
  • Извлеките батарею из корпуса. Некоторые специалисты рекомендуют для сохранности заряда держать ее в холодильнике (но не в морозилке!) – так она гарантированно защищена от перегрева и переохлаждения.
  • Закройте аккумуляторный отсек, после чего подключите блок питания и включите ноутбук в розетку. После этого его можно запускать и использовать любые программы, он сможет работать на стационарном подключении очень долго.

Важная деталь! Аккумулятор выполняет еще и функцию стабилизатора напряжения, поэтому при его отсутствии ноутбук необходимо обеспечить блоком бесперебойного питания. Это устройство позволит предотвратить потерю важных данных при внезапном скачке напряжения или отключении электросети. С бесперебойником ноутбук будет надежно защищен от любых неприятных неожиданностей.

Особенности использования ноутбука без батареи

Отсоединение батареи для хранения не дает полной гарантии сохранности заряда. Емкость все равно уменьшается со временем, хотя аккумулятор портится не так быстро. Обычно за 1-2 года теряется до 20% емкости. Этого можно избежать, если периодически вставлять аккумулятор в ноутбук и проводить тренировочную полную зарядку и разрядку. В этом случае он прослужит долго и всегда будет готов к использованию.

Что делать, если ноутбук, у которого вышла из строя батарея, без нее не включается? Такая проблема чаще всего возникает, если сгорел блок питания, в результате чего устройство не работает от сети, а батарея не заряжается. Обычно достаточно замены блока, чтобы исчезли проблемы с зарядкой и возобновилась работа с батареей и без нее.

Такие же проблемы возникают, если повреждено гнездо блока питания, и ноутбук не получает энергию. Гнездо нужно заменить, после этого устройство снова будет готово к работе. Использование ноутбука без аккумулятора не лишает пользователя никаких возможностей: можно смотреть видео, запускать игры, работать одновременно с несколькими приложениями. Если позаботиться об установке бесперебойника, ноутбуку будет обеспечен стабильный и надежный источник питания.

В нашем магазине вы сможете приобрести все необходимые комплектующие для стабильной работы переносного компьютера: это блоки питания, аккумуляторы, бесперебойники и многое другое.


Проверены 4 способа завести автомобиль без аккумулятора

Ремонт автомобиля
Фото pxfuel.com

Дмитрий Брусочкин, 06 февраля 2021, 11:28

Можно ли ездить на машине без аккумулятора? Оказывается, да. Главное, запустить мотор и не давить на гашетку – тогда генератор начнет подпитывать сам себя и поддерживать в бортсети хоть какое-то напряжение. Четыре способа завести автомобиль без батареи проверил журнал «За рулем».

Первый – это «прикурить», подключив пару пусковых проводов к другой батарее. Правда, далеко не каждый автовладелец рискнет запитать машину без аккумулятора. Все-таки с электричеством, как известно, шутки плохи.

Второй возможный способ – с «толкача». На машинах с автоматической коробкой передач этого делать не стоит, а вот на «механике» его эффективность уже доказана. Только вот получится ли провернуть все без батареи? Выяснилось, что нет.

«Цепляем буксировочный трос к обесточенному редакционному Ларгусу и совершаем круг… Нет, не круг почета. Потому что автомобиль категорически отказывается проявлять признаки жизни — даже когда двигатель раскручивается до 3000 об/мин и выше. Увы, этот номер не прошел», — пишет «За рулем».

Иная ситуация вышла с бустером (тип бустера, по словам испытателей, неважен: подойдет и литий-ионный, и конденсаторный). С него редакционный Nissan Almera даже без аккумулятора запустился с первой попытки.

Наконец, четвертый и самый хулиганский способ – запускать мотор от аккумуляторного шуруповерта. Для этого нужно извлечь из него аккумулятор, найти подходящие контакты и соединить их к штатным аккумуляторным клеммам автомобиля. После целого ряда манипуляций двигатель все-таки заработал, но повторять это со своей машиной не рекомендуется – в лучшем случае можно «убить» электрику, а в худшем – просто сжечь автомобиль.

Источник: «За рулем»

Смартфон без аккумулятора: возможно ли создать телефон,

Безбатарейный телефон на самом деле существует в виде прототипа и имеет название «Battery-Free Cellphone». Его представили учёные Вашингтонского университета в Сиэтле в 2017-м году.


Исследование, описание разработки, отчёты об успешных испытаниях есть в свободном доступе на ResearchGate.

Прежде чем узнать детали, мы должны с вами условиться — во Вселенной нет объекта, который мог бы работать или двигаться без энергии. Камень не полетит сам по себе, так как не имеет внутренней энергии. Он не движется до тех пор, пока мы или ветер не предоставим ему кинетическую энергию. В случае смартфонов они накапливают энергию в аккумуляторах и, следовательно, работают.



Почему смартфон без аккумулятора не дошёл до продажи?

Оказалось, что сделать коммерчески выгодный продукт в высококонкурентной мобильной отрасли очень сложно. Смартфон без батареи — просто представьте, какие нелепые препятствия возникли перед разработчиками.


Что мешает разработчикам телефона, работающего без батареи

  • 1. Это «камень» без источника питания, поэтому если нет батареи, то нужен другой энергоресурс.
  • 2. Энергопотребление очень высокое у современных компонентов в телефонах (даже если в нём исключить GPS и цветной экран).
  • 3. Как результат, без аккумулятора невозможно достичь даже близкого уровня мощности, который есть в гаджетах с элементом питания.

Каким может быть альтернативный источник питания? Мы уже с вами разбирали вариант с ядерной батареей. Также узнавали, почему долго не могут придумать альтернативу нынешним литий-ионным аккумуляторам.

И если даже другие варианты аккумулятора учёным неподвластны, то что уж говорить, если и вовсе отказаться от элемента питания? В Сиэтле разработчики безбатарейного телефона предложили в качества источника использовать радиочастотные волны и свет.



Как работает телефон без аккумулятора?

Принято считать, что современные приёмники радиосигнала в телефонах и смартфонах потребляют примерно 500 мВт (милливатт) энергии. За одну минуту просмотра видео в YouTube модуль связи истратит около 0,2 Вт энергии. Дополнительные датчики вроде GPS и акселерометра потребляют более 40 мВт. Процессоры нынешнего поколения требуют около 1500 мВт при средней производительности.


Например, старенький Samsung Galaxy S6 по Data Sheet имеет совокупную мощность:

  • — в режиме ожидания 358 мВт,
  • до 1214 мВт во время нагрузок,
  • — из которых 442 мВт расходует экран при 200 кд/см2

Данные предоставлены AnandTech.

Характеристики аккумулятора в Samsung Galaxy S6 (EB-BG920ABE):

  • — напряжение 3,85 В;
  • — ёмкость 2550 мА·ч или 9,02 Вт·ч;
  • — мощность 10200 мВт.

Обычный смартфон требует номинальной мощности, как указано в расчётах выше. Если нет аккумулятора, то нет и энергии. То есть телефон без аккумулятора весьма непросто себе представить, если вы инженер-учёный.

Мы не стали искать данные для более новых моделей смартфонов. Так как речь не о них. Но если вам известны цифры, то укажите их в комментарии — мы добавим.



Принцип работы телефона без батареи

Нас больше интересует, как сделать телефон без аккумулятора. На какой такой магии он будет работать. И вот, что предложили учёные в своём прототипе «Battery-Free Cellphone».


  • — Разработчики предложили телефон, который собирает вокруг себя радиочастотные волны и свет;
  • — специальное устройство преобразует всё в энергию;
  • — получившийся гаджет формирует и питается на 3,5 микроватт энергии;
  • — напомним, милли = 0,001, микро = 0,000001;
  • — то есть 3,5 микроватт < 1214 милливатт в 346 857 раз!

Выходит, что учёные создали телефон, и это совсем не смартфон. Он без дисплея, без батареи. Его цель — занять нишу для связи между устройствами без активной мощности (без зависимости от розетки). Всё, что он может делать, это отправлять и принимать звонки.

Этот телефон всё ещё является прототипом. Качество связи на нём далеко от идеала. В будущем, вполне вероятно, мы ещё услышим об этой разработке.


Другие научные статьи

Оставляйте вопросы в комментарии или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu.

Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.



Зарядка в секундах, последние месяцы

(Pocket-lint) — Несмотря на то, что смартфоны, умные дома и даже умные носимые устройства становятся все более совершенными, их мощность по-прежнему ограничена. Батарея не развивалась десятилетиями. Но мы на пороге энергетической революции.

Крупные технологические и автомобильные компании слишком хорошо осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов. В то время как чипы и операционные системы становятся все более эффективными для энергосбережения, мы по-прежнему рассчитываем на день или два использования смартфона без подзарядки.

Хотя может пройти некоторое время, прежде чем наши телефоны проживут неделю, разработка идет успешно. Мы собрали все лучшие открытия в области аккумуляторов, которые могут быть с нами в ближайшее время, от зарядки по воздуху до сверхбыстрой 30-секундной подзарядки. Надеюсь, вы скоро увидите эту технологию в своих гаджетах.

Маркус Фолино/Технологический университет Чалмерса

Структурные батареи могут привести к созданию сверхлегких электромобилей

Исследования в Технологическом университете Чалмерса в течение многих лет рассматривали возможность использования батареи не только для питания, но и в качестве структурного компонента. Преимущество, которое это предлагает, заключается в том, что продукт может уменьшить структурные компоненты, поскольку батарея обладает достаточной силой для выполнения этих задач. Используя углеродное волокно в качестве отрицательного электрода, в то время как положительный представляет собой фосфат лития-железа, новейшая батарея имеет жесткость 25 ГПа, хотя еще предстоит пройти определенный путь для увеличения энергоемкости.

NAWA Technologies

Вертикально ориентированный электрод из углеродных нанотрубок

NAWA Technologies разработала и запатентовала сверхбыстрый углеродный электрод, который, по ее словам, меняет правила игры на рынке аккумуляторов.В нем используется конструкция с вертикально ориентированными 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 электромобили основным бенефициаром, сокращающим углеродный след и стоимость производства аккумуляторов при одновременном повышении производительности. NAWA заявляет, что запас хода в 1000 км может стать нормой, а время зарядки сократится до 5 минут, чтобы достичь 80 процентов. Технология может быть запущена в производство уже в 2023 году.

Литий-ионный аккумулятор без кобальта

Исследователи из Техасского университета разработали литий-ионный аккумулятор, в катоде которого не используется кобальт. Вместо этого он переключился на высокий процент никеля (89%), используя марганец и алюминий в качестве других ингредиентов. «Кобальт является наименее распространенным и самым дорогим компонентом в катодах аккумуляторов», — сказал профессор Арумугам Мантирам, директор Департамента машиностроения Уокера и директор Техасского института материалов.«И мы полностью устраняем его». Команда говорит, что с помощью этого решения они преодолели распространенные проблемы, обеспечив хорошее время автономной работы и равномерное распределение ионов.

SVOLT представляет аккумуляторы, не содержащие кобальта, для электромобилей

Несмотря на то, что свойства электромобилей снижать выбросы загрязняющих веществ общепризнанны, по поводу аккумуляторов до сих пор ведутся споры, особенно в отношении использования таких металлов, как кобальт. SVOLT, базирующаяся в Чанчжоу, Китай, объявила о производстве безкобальтовых аккумуляторов, предназначенных для рынка электромобилей.Помимо сокращения редкоземельных металлов, компания утверждает, что они имеют более высокую плотность энергии, что может привести к запасу хода до 800 км (500 миль) для электромобилей, а также увеличить срок службы батареи и повысить безопасность. Где именно мы увидим эти батареи, мы не знаем, 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 нестабильности кремния в литий-ионных батареях, исследователи из Университета Восточной Финляндии разработали метод производства гибридного анода. , с использованием микрочастиц мезопористого кремния и углеродных нанотрубок.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 повышает производительность батареи, а силиконовый материал экологически безопасно производится из золы ячменной шелухи.

Университет Монаша

Литий-серные батареи могут превзойти литий-ионные и оказать меньшее воздействие на окружающую среду

Исследователи Университета Монаша разработали литий-серные батареи, которые могут питать смартфон в течение 5 дней, превосходя литий-ионные батареи.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 электросетей будут продолжаться.

Утверждается, что новая аккумуляторная технология оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем литий-ионный, и более низкие производственные затраты, а также дает возможность питать автомобиль на 1000 км (620 миль) или смартфон в течение 5 дней.

Батарея IBM получена из морской воды и превосходит литий-ионную

IBM Research сообщает, что она открыла новый химический состав батареи, не содержащий тяжелых металлов, таких как никель и кобальт, и потенциально может превзойти литий-ионную. IBM Research сообщает, что эта химия никогда ранее не использовалась в комбинации в батареях и что материалы можно извлекать из морской воды.

Производительность батареи является многообещающей, и IBM Research заявляет, что она может превзойти литий-ионную в ряде различных областей — она ​​дешевле в производстве, она может заряжаться быстрее, чем литий-ионная, и может иметь более высокую мощность. и плотности энергии. Все это имеется в аккумуляторе с пониженной горючестью электролитов.

IBM Research отмечает, что эти преимущества сделают ее новую аккумуляторную технологию подходящей для электромобилей, и она работает с Mercedes-Benz, среди прочих, над превращением этой технологии в жизнеспособную коммерческую батарею.

Panasonic

Система управления батареями Panasonic 

Несмотря на то, что литий-ионные батареи используются повсеместно, и их количество растет, управление этими батареями, в том числе определение того, когда срок их службы подходит к концу, затруднено. Компания Panasonic в сотрудничестве с профессором Масахиро Фукуи из Университета Рицумейкан разработала новую технологию управления батареями, которая значительно упростит мониторинг батарей и определение остаточной стоимости литий-иона в них.

Компания Panasonic заявляет, что ее новую технологию можно легко применить с изменением системы управления батареями, что облегчит мониторинг и оценку батарей с несколькими сложенными друг на друга элементами, что можно найти в электромобилях. Panasonic, что эта система поможет добиться устойчивого развития, поскольку она сможет лучше управлять повторным использованием и переработкой литий-ионных аккумуляторов.

Асимметричная модуляция температуры

Исследования продемонстрировали метод зарядки, который делает нас на шаг ближе к экстремально быстрой зарядке — XFC, цель которой — проехать 200 миль электромобиля примерно за 10 минут при зарядке мощностью 400 кВт. Одной из проблем с зарядкой является литий-покрытие в батареях, поэтому метод асимметричной модуляции температуры заряжает при более высокой температуре, чтобы уменьшить покрытие, но ограничивает это 10-минутными циклами, избегая межфазного роста твердого электролита, что может сократить срок службы батареи. Сообщается, что этот метод снижает деградацию батареи, позволяя заряжать XFC.

Pocket-lint

Песочная батарея продлевает срок службы батареи в три раза

Этот альтернативный тип литий-ионной батареи использует кремний для достижения в три раза большей производительности, чем современные графитовые литий-ионные батареи. Аккумулятор по-прежнему литий-ионный, как и в вашем смартфоне, но в анодах используется кремний вместо графита.

Ученые Калифорнийского университета в Риверсайде какое-то время занимались нанокремнием, но он слишком быстро разлагается, и его сложно производить в больших количествах.С помощью песка его можно очистить, измельчить в порошок, затем растереть с солью и магнием перед нагреванием для удаления кислорода, в результате чего получится чистый кремний. Он пористый и трехмерный, что повышает производительность и, возможно, срок службы батарей. Первоначально мы взялись за это исследование в 2014 году, и теперь оно приносит свои плоды.

Silanano — это стартап по производству аккумуляторов, который выводит эту технологию на рынок и получил крупные инвестиции от таких компаний, как Daimler и BMW. Компания заявляет, что ее решение может быть внедрено в существующее производство литий-ионных аккумуляторов, поэтому оно настроено на масштабируемое развертывание, обещая прирост производительности аккумуляторов на 20% сейчас или на 40% в ближайшем будущем.

Получение энергии от сети Wi-Fi

Хотя беспроводная индуктивная зарядка широко распространена, получение энергии от сети Wi-Fi или других электромагнитных волн остается сложной задачей. Однако группа исследователей разработала ректенну (антенну для сбора радиоволн), которая состоит всего из нескольких атомов, что делает ее невероятно гибкой.

Идея состоит в том, что устройства могут включать эту ректенну на основе дисульфида молибдена, чтобы мощность переменного тока можно было собирать от Wi-Fi в воздухе и преобразовывать в постоянный ток либо для подзарядки аккумулятора, либо для непосредственного питания устройства.Это может привести к появлению медицинских таблеток с питанием без внутренней батареи (что более безопасно для пациента) или мобильных устройств, которые не нужно подключать к источнику питания для перезарядки.

Энергия, полученная от владельца устройства

Вы можете стать источником энергии для вашего следующего устройства, если исследования ТЭНов увенчаются успехом. ТЭН или трибоэлектрический наногенератор — это технология сбора энергии, которая улавливает электрический ток, генерируемый при контакте двух материалов.

Исследовательская группа из Института передовых технологий Суррея и Университета Суррея дала представление о том, как эта технология может быть применена для питания таких вещей, как носимые устройства. Хотя мы еще далеки от того, чтобы увидеть его в действии, исследование должно дать разработчикам инструменты, необходимые им для эффективного понимания и оптимизации будущей реализации TENG.

Золотые батареи из нанопроволоки

Великие умы из Калифорнийского университета в Ирвине взломали батареи из нанопроволоки, которые могут выдержать многократную перезарядку.Результатом могут стать будущие аккумуляторы, которые не умирают.

Нанопровода, в тысячу раз тоньше человеческого волоса, открывают большие возможности для будущих батарей. Но они всегда ломались при перезарядке. Это открытие использует золотые нанопроволоки в гелевом электролите, чтобы избежать этого. Фактически, эти батареи были протестированы на перезарядку более 200 000 раз за три месяца и не показали никакой деградации.

Твердотельные литий-ионные

Твердотельные батареи традиционно обеспечивают стабильность, но за счет передачи электролита.В статье, опубликованной учеными Toyota, рассказывается о проведенных ими испытаниях твердотельной батареи, в которой используются сульфидные суперионные проводники. Все это означает превосходную батарею.

В результате получилась батарея, способная работать на уровне суперконденсатора и полностью заряжаться или разряжаться всего за семь минут, что делает ее идеальной для автомобилей. Поскольку это полупроводниковые батареи, это также означает, что они гораздо более стабильны и безопасны, чем современные батареи. Твердотельный блок также должен работать при температуре от минус 30 градусов по Цельсию и до ста.

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

Графеновые аккумуляторы Grabat

Графеновые аккумуляторы могут стать одними из самых лучших из доступных. Grabat разработал графеновые батареи, которые могут обеспечить электромобилям дальность пробега до 500 миль без подзарядки.

Компания Graphenano, стоящая за разработкой, говорит, что аккумуляторы можно полностью зарядить всего за несколько минут, а заряжать и разряжать в 33 раза быстрее, чем литий-ионные.Разрядка также имеет решающее значение для таких вещей, как автомобили, которым требуется огромное количество энергии для быстрого трогания с места.

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

Лазерные микросуперконденсаторы

Университет Райса

Ученые Университета Райса совершили прорыв в области микросуперконденсаторов. В настоящее время они дороги в производстве, но с использованием лазеров, которые вскоре могут измениться.

При использовании лазеров для выжигания рисунков электродов на листах пластика производственные затраты и трудозатраты значительно снижаются. В результате батарея может заряжаться в 50 раз быстрее, чем современные батареи, и разряжаться даже медленнее, чем современные суперконденсаторы. Они даже крепкие, способные работать даже после того, как их согнули более 10 000 раз во время испытаний.

Аккумуляторы из пенопласта

Прието считает, что будущее аккумуляторов — в 3D. Компании удалось решить эту проблему с помощью батареи, в которой используется подложка из вспененного меди.

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

Компания Prieto стремится в первую очередь размещать свои батареи в небольших предметах, таких как носимые устройства. Но в нем говорится, что батареи можно увеличить, чтобы мы могли видеть их в телефонах и, возможно, даже в автомобилях в будущем.

Carphone Warehouse

Складная батарея, похожая на бумагу, но прочная

Jenax J.Аккумулятор Flex был разработан, чтобы сделать возможными гибкие гаджеты. Аккумулятор, похожий на бумагу, может складываться и является водонепроницаемым, что означает, что его можно интегрировать в одежду и носимые устройства.

Аккумулятор уже создан и даже прошел испытания на безопасность, в том числе был сложен более 200 000 раз без потери работоспособности.

Nick Bilton/The New York Times

uBeam заряжается по воздуху

uBeam использует ультразвук для передачи электричества. Энергия превращается в звуковые волны, неслышимые для людей и животных, которые передаются, а затем, достигнув устройства, преобразуются обратно в энергию.

На концепцию 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 превратить в предмет декоративного искусства для передачи энергии на смартфоны и ноутбуки. Гаджетам просто нужен тонкий приемник, чтобы получать заряд.

StoreDot

StoreDot заряжает мобильные телефоны за 30 секунд

StoreDot, стартап, основанный на факультете нанотехнологий Тель-Авивского университета, разработал зарядное устройство StoreDot.Он работает с современными смартфонами и использует биологические полупроводники, сделанные из встречающихся в природе органических соединений, известных как пептиды — короткие цепи аминокислот, которые являются строительными блоками белков.

В результате получилось зарядное устройство, способное заряжать смартфоны за 60 секунд. Аккумулятор содержит «негорючие органические соединения, заключенные в многослойную защитно-защитную структуру, которая предотвращает перенапряжение и нагрев», поэтому не должно быть проблем с его взрывом.

Компания также объявила о планах по созданию батареи для электромобилей, которая заряжается за пять минут и обеспечивает запас хода в 300 миль.

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

Pocket-lint

Прозрачное зарядное устройство на солнечных батареях

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

Хотя он вряд ли появится в продаже в ближайшее время, компания надеется, что он каким-то образом решит повседневную проблему, связанную с нехваткой заряда батареи.Телефон будет работать как при прямом солнечном свете, так и при стандартном освещении, точно так же, как обычные солнечные батареи.

Phienergy

Алюминиево-воздушная батарея позволяет проехать 1100 миль без подзарядки

Автомобиль сумел проехать 1100 миль на одном заряде батареи. Секрет этого супердиапазона заключается в типе аккумуляторной технологии, называемой алюминиево-воздушной, которая использует кислород из воздуха для заполнения своего катода. Это делает его намного легче, чем заполненные жидкостью литий-ионные аккумуляторы, что дает автомобилю гораздо больший запас хода.

Бристольская лаборатория робототехники

Батареи с питанием от мочи

Фонд Билла Гейтса финансирует дальнейшие исследования Бристольской робототехнической лаборатории, которая обнаружила батареи, которые могут питаться от мочи. Этого достаточно для зарядки смартфона, что уже продемонстрировали ученые. Но как это работает?

Используя микробный топливный элемент, микроорганизмы берут мочу, расщепляют ее и производят электричество.

Звуковое питание

Исследователи из Великобритании создали телефон, который может заряжаться от окружающего звука в атмосфере вокруг него.

Смартфон был построен с использованием принципа, называемого пьезоэлектрическим эффектом. Были созданы наногенераторы, которые улавливают окружающий шум и преобразуют его в электрический ток.

Наностержни реагируют даже на человеческий голос, а это означает, что болтливые мобильные пользователи могут включить питание своего телефона во время разговора.

Двойной углеродный аккумулятор Ryden заряжается в двадцать раз быстрее

Power Japan Plus уже анонсировала новую технологию аккумуляторов под названием Ryden Dual Carbon. Он не только прослужит дольше и заряжается быстрее, чем литий, но и может быть изготовлен на тех же заводах, где производятся литиевые батареи.

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

Натрий-ионные аккумуляторы

Ученые в Японии работают над новыми типами аккумуляторов, которым не нужен литий, как в аккумуляторе 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 натрий-ионных аккумуляторов ведутся с восьмидесятых годов в попытке найти более дешевую альтернативу литию. Используя соль, шестой по распространенности элемент на планете, батареи можно сделать намного дешевле. Ожидается, что коммерциализация аккумуляторов для смартфонов, автомобилей и многого другого начнется в ближайшие 5-10 лет.

Upp

Зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp

Портативное зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp доступно уже сейчас. Он использует водород для питания вашего телефона, защищая вас от сети и оставаясь безвредным для окружающей среды.

Одна водородная ячейка обеспечивает пять полных зарядок мобильного телефона (емкость 25 Втч на ячейку). И единственным побочным продуктом является водяной пар. Разъем USB типа A означает, что он будет заряжать большинство USB-устройств с выходным напряжением 5 В, 5 Вт и 1000 мА.

Аккумуляторы со встроенным огнетушителем

Литий-ионные аккумуляторы нередко перегреваются, загораются и даже взрываются.Аккумулятор в Samsung Galaxy Note 7 — яркий тому пример. Исследователи из Стэнфордского университета придумали литий-ионные аккумуляторы со встроенными огнетушителями.

Аккумулятор содержит компонент под названием трифенилфосфат, который обычно используется в качестве антипирена в электронике. Он добавляется к пластиковым волокнам, чтобы разделить положительный и отрицательный электроды. Если температура батареи поднимается выше 150 градусов Цельсия, пластиковые волокна плавятся и высвобождается химическое вещество трифенилфосфат.Исследования показывают, что этот новый метод может остановить возгорание батарей за 0,4 секунды.

Mike Zimmerman

Взрывобезопасные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы имеют слой пористого материала с довольно летучим жидким электролитом, зажатый между анодным и катодным слоями. Майк Циммерман, исследователь из Университета Тафтса в Массачусетсе, разработал аккумулятор, емкость которого удваивает емкость литий-ионных аккумуляторов, но без присущих ему опасностей.

Батарея Циммермана невероятно тонкая, чуть толще двух кредитных карт, и в ней вместо жидкого электролита используется пластиковая пленка с аналогичными свойствами.Он может выдержать прокалывание, измельчение и может подвергаться воздействию тепла, поскольку не воспламеняется. Предстоит провести еще много исследований, прежде чем технология сможет выйти на рынок, но приятно знать, что существуют более безопасные варианты.

Батарейки Liquid Flow

Гарвардские ученые разработали батарею, которая накапливает энергию в органических молекулах, растворенных в воде с нейтральным pH. Исследователи говорят, что этот новый метод позволит батарее Flow работать исключительно долго по сравнению с текущими литий-ионными батареями.

Маловероятно, что мы увидим технологию в смартфонах и т.п., так как жидкий раствор, связанный с батареями Flow, хранится в больших резервуарах, чем больше, тем лучше. Считается, что они могут быть идеальным способом хранения энергии, создаваемой возобновляемыми источниками энергии, такими как ветер и солнечная энергия.

Действительно, исследование Стэнфордского университета использовало жидкий металл в проточной батарее с потенциально отличными результатами, требуя удвоения напряжения по сравнению с обычными проточными батареями. Команда предположила, что это может быть отличным способом хранения прерывистых источников энергии, таких как ветер или солнечная энергия, для быстрого включения в сеть по требованию.

IBM и ETH Zurich и разработали жидкостную батарею гораздо меньшего размера, которую потенциально можно использовать в мобильных устройствах. Утверждается, что эта новая батарея способна не только питать компоненты, но и одновременно охлаждать их. Две компании обнаружили две жидкости, которые подходят для этой задачи и будут использоваться в системе, которая может производить 1,4 Вт мощности на квадратный сантиметр, при этом 1 Вт мощности зарезервирован для питания батареи.

Углеродно-ионный аккумулятор Zap&Go

Компания ZapGo из Оксфорда разработала и произвела первый углеродно-ионный аккумулятор, готовый к использованию потребителем.Углеродно-ионный аккумулятор сочетает в себе возможности сверхбыстрой зарядки суперконденсатора с производительностью литий-ионного аккумулятора, при этом полностью пригоден для вторичной переработки.

У компании есть зарядное устройство для внешних аккумуляторов, которое полностью заряжается за пять минут, а затем полностью заряжает смартфон за два часа.

Воздушно-цинковые батареи

Ученые Сиднейского университета считают, что они придумали способ производства воздушно-цинковых батарей намного дешевле, чем существующие методы.Воздушно-цинковые батареи можно считать более совершенными, чем литий-ионные, потому что они не загораются. Единственная проблема в том, что они полагаются на дорогие компоненты для работы.

Сиднейскому университету удалось создать воздушно-цинковую батарею без необходимости использования дорогих компонентов, а вместо этого использовать более дешевые альтернативы. На подходе более безопасные и дешевые аккумуляторы!

Умная одежда

Исследователи из Университета Суррея разрабатывают способ, с помощью которого вы сможете использовать свою одежду в качестве источника энергии.Батарея называется трибоэлектрическим наногенератором (ТЭНГ), который преобразует движение в накопленную энергию. Накопленное электричество затем можно использовать для питания мобильных телефонов или устройств, таких как фитнес-трекеры Fitbit.

Эту технологию можно применять не только к одежде, ее можно интегрировать в тротуар, чтобы, когда люди постоянно ходят по нему, он мог накапливать электричество , которое затем можно было бы использовать для питания уличных фонарей или в автомобильных шинах, чтобы оно может привести автомобиль в действие.

Растяжимые аккумуляторы

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

Графеновая батарея Samsung

Компании Samsung удалось разработать «графеновые шарики», которые способны повысить емкость существующих литий-ионных батарей на 45% и заряжать их в пять раз быстрее, чем современные батареи. Чтобы представить это в контексте, Samsung говорит, что ее новый аккумулятор на основе графена можно полностью зарядить за 12 минут, по сравнению с примерно часом для текущего устройства.

Samsung также заявляет, что его можно использовать не только для смартфонов, но и для электромобилей, поскольку он может выдерживать температуры до 60 градусов по Цельсию.

Более безопасная и быстрая зарядка современных литий-ионных аккумуляторов

Ученые из WMG из Уорикского университета разработали новую технологию, позволяющую заряжать современные литий-ионные аккумуляторы в пять раз быстрее, чем это рекомендовано в настоящее время. Эта технология постоянно измеряет температуру батареи гораздо точнее, чем существующие методы.

Ученые обнаружили, что современные аккумуляторы можно на самом деле довести до рекомендованных пределов без ущерба для производительности или перегрева. Может быть, нам вообще не нужны никакие другие упомянутые новые батареи!

Автор Крис Холл.

Темный режим может не так экономить заряд батареи вашего телефона, как вы думаете, но есть несколько плюсов

ЗАПАДНЫЙ ЛАФАЙЕТ, Индиана— Когда обновления операционной системы Android и Apple начали давать пользователям возможность переводить свои смартфоны в темный режим, эта функция показала потенциал для экономии времени автономной работы новых телефонов с экранами, которые позволяют более темным пикселям потреблять меньше энергии, чем пикселям более светлого цвета. .

Но темный режим вряд ли сильно повлияет на время автономной работы, учитывая то, как большинство людей используют свои телефоны ежедневно, говорится в новом исследовании, проведенном учеными из Университета Пердью.

Однако это не означает, что темный режим бесполезен.

«Когда отрасль поспешила перейти на темный режим, у нее еще не было инструментов для точного измерения энергопотребления по пикселям», — сказал Чарли Ху, профессор электротехники и вычислительной техники Purdue Майкла и Кэтрин Бирк. «Но теперь мы можем предоставить разработчикам инструменты, необходимые им для предоставления пользователям более энергоэффективных приложений».

Основываясь на своих выводах с помощью созданных ими инструментов, исследователи разъясняют факты о влиянии темного режима на срок службы батареи и рекомендуют способы, с помощью которых пользователи уже могут лучше использовать преимущества энергосбережения этой функции.

В исследовании рассматривались шесть самых загружаемых приложений в Google Play: Google Maps, Google News, Google Phone, Google Calendar, YouTube и Calculator. Исследователи проанализировали, как темный режим влияет на 60-секундную активность в каждом из этих приложений на Pixel 2, Moto Z3, Pixel 4 и Pixel 5.

Несмотря на то, что команда Ху изучала только приложения и телефоны Android, их выводы могут иметь аналогичные последствия для телефонов Apple, начиная с iPhone X. Команда недавно представила эту работу на MobiSys 2021, конференции Ассоциации вычислительной техники.

Факт: темный режим заметно влияет на срок службы батареи только в определенных сценариях Смартфоны

, выпущенные после 2017 года, вероятно, имеют экран OLED (органический светодиод). Поскольку этот тип экрана не имеет подсветки, как ЖК-экраны (жидкокристаллические дисплеи) старых телефонов, экран будет потреблять меньше энергии при отображении темных пикселей. OLED-дисплеи также позволяют экранам телефонов быть ультратонкими, гибкими и складными.

Но яркость OLED-экранов во многом определяет, насколько темный режим экономит заряд батареи, сказал Ху, который изучает способы повышения энергоэффективности смартфонов с тех пор, как они впервые появились на рынке более десяти лет назад.Программные инструменты, разработанные Ху и его командой, основаны на новой запатентованной технологии моделирования энергопотребления, которую они изобрели для более точной оценки энергопотребления OLED-дисплеев телефонов.

Многие люди используют настройку автоматической яркости своего телефона по умолчанию, которая, как правило, поддерживает уровень яркости около 30%-40% большую часть времени, когда они находятся в помещении. Исследователи Purdue обнаружили, что при яркости 30%-50% переключение со светлого режима на темный режим экономит в среднем только 3%-9% энергии для нескольких различных OLED-смартфонов.

Этот процент настолько мал, что большинство пользователей не заметят немного большего времени работы от батареи. Но чем выше яркость при переходе из светлого режима в темный, тем выше экономия энергии.

Сценарий 1: переключение из светлого режима в темный в солнечный день

Допустим, вы используете свой OLED-телефон в легком режиме, сидя на улице и наблюдая за бейсбольным матчем в яркий солнечный день. Если ваш телефон настроен на автоматическую регулировку уровней яркости, экран, вероятно, стал слишком ярким, что расходует заряд батареи.

Исследование Purdue показало, что переключение из светлого режима в темный режим при 100% яркости экономит в среднем 39–47% заряда батареи. Таким образом, включение темного режима, когда экран вашего телефона такой яркий, может позволить вашему телефону работать намного дольше, чем если бы вы оставались в светлом режиме.

Другие тесты, проведенные в отрасли, не проанализировали так много приложений или телефонов, как команда Ху, чтобы определить влияние темного режима на время автономной работы, и они использовали менее точные методы.

«Испытания, проведенные в прошлом для сравнения влияния светлого режима и темного режима на время автономной работы, рассматривали телефон как черный ящик, объединяя OLED-дисплей с другими компонентами телефона.Наш инструмент может точно изолировать часть разряда батареи из-за OLED-дисплея», — сказал Пранаб Дэш, доктор философии Purdue. студент, который работал с Ху над исследованием.

Сценарий 2. Использование темного режима для защиты глаз без быстрой разрядки аккумулятора телефона

Как правило, увеличение яркости вашего телефона разряжает его аккумулятор быстрее — независимо от того, находитесь ли вы в светлом или темном режиме. Но после проведения этого исследования Dash собрал данные, свидетельствующие о том, что более низкие уровни яркости в светлом режиме приводят к тому же энергопотреблению, что и более высокие уровни яркости в темном режиме.

Использование приложения Google News в светлом режиме при яркости 20% на Pixel 5, например, потребляет такое же количество энергии, как при яркости 50% в темном режиме.

Таким образом, если смотреть на телефон в темном режиме проще для глаз, но вам нужна более высокая яркость, чтобы лучше видеть, вам не нужно беспокоиться о том, что этот уровень яркости приведет к увеличению времени автономной работы вашего телефона.

Скоро: приложения, разработанные с учетом экономии энергии в темном режиме

Ху и его команда создали инструмент, который разработчики приложений могут использовать для определения экономии энергии при определенных действиях в темном режиме при разработке приложения.Инструмент под названием Per-Frame OLED Power Profiler (PFOP) основан на более точной модели мощности OLED, разработанной командой. Отдел коммерциализации технологий Purdue Research Foundation подал заявку на патент на эту технологию моделирования мощности. И PFOP, и технология моделирования мощности доступны для лицензирования.

Факт: ваш телефон не измеряет использование батареи приложением точно, но все же

В телефонах Android и Apple есть способ узнать, сколько энергии батареи потребляет каждое отдельное приложение.Вы можете получить доступ к этой функции в настройках телефонов Android и Apple.

Эта функция может дать вам приблизительное представление о самых энергоемких приложениях, но Ху и Дэш обнаружили, что текущая функция Android «Батарея» не обращает внимания на содержимое на экране, то есть не учитывает влияние темного режима на энергопотребление. потребление.

Скоро: более точные оценки использования батареи приложениями

Команда

Ху разработала более точный способ расчета потребления батареи приложением для Android и фактически использовала этот инструмент, чтобы сделать выводы исследования о том, сколько энергии экономит темный режим при определенных уровнях яркости.В отличие от текущей функции Android, этот новый инструмент учитывает влияние темного режима на время автономной работы.

Инструмент под названием Android Battery+ должен стать доступным для поставщиков платформ и разработчиков приложений в следующем году.

Для получения дополнительной информации о технологии исследователей, доступной для лицензирования, свяжитесь с Мэтью Халладеем по адресу [email protected] и укажите код отслеживания 2021-HU-69505.

Об университете Пердью

Purdue University — ведущее государственное исследовательское учреждение, разрабатывающее практические решения самых сложных задач современности.Purdue занимает 5-е место в рейтинге самых инновационных университетов США по версии US News & World Report и проводит исследования, которые меняют мир, и невероятные открытия. Стремясь к практическому и онлайн-обучению в реальном мире, Purdue предлагает преобразующее образование для всех. Стремясь обеспечить доступность и доступность, Purdue заморозил плату за обучение и большинство сборов на уровне 2012–2013 годов, что позволило большему количеству студентов, чем когда-либо, закончить обучение без долгов. Посмотрите, как Purdue никогда не останавливается в настойчивом стремлении к следующему гигантскому скачку, на https://purdue.образование/.

Писатель, контактное лицо для СМИ: Кайла Уайлс, 765-494-2432, [email protected]

Источник: Чарли Ху, [email protected]


РЕЗЮМЕ

Сколько батареи экономит темный режим? Точный профилировщик мощности OLED-дисплеев для современных смартфонов

Пранаб Дэш, Ю. Чарли Ху

ДОИ

Благодаря отсутствию внешнего освещения OLED-дисплей значительно снижает энергопотребление по сравнению с ЖК-дисплеем своего предшественника и получил широкое распространение в современных смартфонах.Реальный потенциал OLED в экономии заряда аккумулятора телефона заключается в использовании цветового дизайна пользовательского интерфейса приложения,  , т. е. , в том, как разработать пользовательский интерфейс приложения для использования цветов пикселей, которые приводят к низкому энергопотреблению OLED-дисплея. В этой статье мы разрабатываем и реализуем точный профилировщик мощности OLED-дисплея для каждого кадра, PFOP, который помогает разработчикам получить представление о влиянии дизайна пользовательского интерфейса различных приложений на энергопотребление OLED, а также усовершенствованный аккумулятор Android, который помогает пользователям телефонов понимать и управлять энергопотреблением дисплея телефона, например, из-за различных приложений и конфигураций дисплея, таких как темный режим и яркость экрана.Основной задачей при разработке обоих инструментов является разработка точной и надежной модели мощности OLED-дисплея. Мы экспериментально показываем, что модели мощности OLED на основе линейной регрессии, разработанные в последнее десятилетие, не могут отразить уникальное поведение оборудования OLED-дисплеев в современных смартфонах с большим цветовым пространством, и предлагаем новую кусочно-мощную модель, которая обеспечивает гораздо лучшую точность моделирования, чем модель. уровень техники путем применения линейной регрессии в каждой небольшой области обширного цветового пространства. Насколько нам известно, с помощью этих двух инструментов мы провели первое измерение энергосбережения в появляющемся темном режиме для набора популярных приложений Google Android.

как мир будет производить достаточно?

Наступил век электромобилей. Ранее в этом году американский автомобильный гигант General Motors объявил, что намерен прекратить продажу бензиновых и дизельных моделей к 2035 году. Audi, базирующаяся в Германии, планирует прекратить производство таких автомобилей к 2033 году. Многие другие автомобильные транснациональные корпорации выпустили аналогичные дорожные карты. . Внезапно промедление крупных автопроизводителей с электрификацией своего автопарка превращается в спешку.

Электрификация личной мобильности набирает обороты, о которых еще несколько лет назад даже не могли мечтать даже самые ярые ее сторонники. Во многих странах правительственные мандаты ускорят изменения. Но даже без новой политики или правил половина мировых продаж легковых автомобилей в 2035 году будет приходиться на электромобили, согласно данным лондонской консалтинговой компании BloombergNEF (BNEF).

Эта масштабная конверсия промышленности знаменует собой «переход от топливоемкой к материалоемкой энергетической системе», заявило Международное энергетическое агентство (МЭА) в мае 1 .В ближайшие десятилетия на дороги выйдут сотни миллионов автомобилей с массивными батареями внутри (см. «Электродвигатели»). И каждая из этих батарей будет содержать десятки килограммов материалов, которые еще предстоит добыть.

Источник: Реф. 2

Предвидя мир, в котором доминируют электромобили, ученые-материаловеды работают над двумя большими задачами. Один из них — как сократить количество металлов в батареях, которые являются дефицитными, дорогими или проблематичными, поскольку их добыча сопряжена с серьезными экологическими и социальными издержками.Другой — улучшить переработку аккумуляторов, чтобы можно было эффективно повторно использовать ценные металлы из отработанных автомобильных аккумуляторов. «Вторичная переработка будет играть ключевую роль в этом комплексе», — говорит Кваси Ампофо, горный инженер, ведущий аналитик по металлам и горнодобывающей промышленности в BNEF.

Производители аккумуляторов и автомобилей уже тратят миллиарды долларов на снижение затрат на производство и переработку аккумуляторов для электромобилей, что отчасти вызвано государственными стимулами и ожиданием будущих правил.Национальные спонсоры исследований также основали центры для изучения лучших способов производства и переработки батарей. Поскольку в большинстве случаев добывать металлы все еще дешевле, чем перерабатывать их, ключевая цель состоит в том, чтобы разработать процессы для достаточно дешевого извлечения ценных металлов, чтобы конкурировать с недавно добытыми. «Больше всего говорят деньги», — говорит Джеффри Спангенбергер, инженер-химик из Аргоннской национальной лаборатории в Лемонте, штат Иллинойс, который руководит инициативой ReCell по переработке литий-ионных аккумуляторов, финансируемой из федерального бюджета США.

Будущее лития

Первой задачей исследователей является сокращение количества металлов, которые необходимо добывать для аккумуляторов электромобилей. Количество варьируется в зависимости от типа аккумулятора и модели автомобиля, но один автомобильный литий-ионный аккумулятор (известного как NMC532) может содержать около 8 кг лития, 35 кг никеля, 20 кг марганца и 14 кг марганца. кобальт, по данным Аргоннской национальной лаборатории.

Аналитики не ожидают отказа от литий-ионных батарей в ближайшее время: их стоимость упала настолько резко, что они, вероятно, станут доминирующей технологией в обозримом будущем.Сейчас они в 30 раз дешевле, чем когда они впервые появились на рынке в качестве небольших портативных батарей в начале 1990-х годов, даже несмотря на то, что их производительность улучшилась. BNEF прогнозирует, что к 2023 году стоимость литий-ионного аккумулятора для электромобиля упадет ниже 100 долларов США за киловатт-час, или примерно на 20% ниже, чем сегодня (см. «Резкое падение стоимости аккумуляторов»). В результате электромобили, которые по-прежнему дороже обычных, должны достичь паритета цен к середине 2020-х годов. (По некоторым оценкам, электромобили уже дешевле автомобилей с бензиновым двигателем в течение всего срока службы благодаря тому, что они дешевле в эксплуатации и обслуживании.)

Для производства электроэнергии литий-ионные аккумуляторы перемещают ионы лития внутри от одного слоя, называемого анодом, к другому, катоду. Они разделены еще одним слоем, электролитом. Катоды являются основным фактором, ограничивающим производительность батареи, и именно в них находятся самые ценные металлы.

Катод типичного литий-ионного аккумуляторного элемента представляет собой тонкий слой слизи, содержащей микрокристаллы, которые часто похожи по структуре на минералы, встречающиеся в природе в земной коре или мантии, такие как оливины или шпинели.Кристаллы соединяют отрицательно заряженный кислород с положительно заряженным литием и различными другими металлами — в большинстве электромобилей это смесь никеля, марганца и кобальта. При перезарядке батареи ионы лития вырываются из этих оксидных кристаллов и притягиваются к аноду на основе графита, где они хранятся, зажатые между слоями атомов углерода (см. «Электрическое сердце»).

Источник: адаптировано из G. Harper et al. Natur e 575 , 75–86 (2019) и G. Offer et al.Природа 582 , 485–487 (2020).

Сам по себе литий не является дефицитом. Согласно июньскому отчету BNEF 2 , текущие запасы металла — 21 миллион тонн, по данным Геологической службы США — достаточны для перехода на электромобили до середины века. А запасы — это гибкое понятие, потому что они представляют собой количество ресурса, которое может быть извлечено с экономической точки зрения при текущих ценах и с учетом современных технологий и нормативных требований.Для большинства материалов, если спрос растет, в конечном итоге растут и запасы.

Поскольку автомобили электрифицируются, задача заключается в увеличении производства лития для удовлетворения спроса, говорит Ампофо. «В период с 2020 по 2030 год он вырастет примерно в семь раз».

Это может привести к временному дефициту и резким колебаниям цен, говорит он. Но рыночные сбои не изменят картину в долгосрочной перспективе. «По мере создания новых перерабатывающих мощностей эта нехватка, скорее всего, устранится сама собой», — говорит Хареш Камат, специалист по накоплению энергии в Исследовательском институте электроэнергетики в Пало-Альто, Калифорния.

Соляные отложения на заводе по производству лития на солончаках Уюни в Потоси, Боливия. Предоставлено: Carlos Becerra/Bloomberg/Getty

Увеличение добычи лития связано с экологическими проблемами: современные формы добычи требуют большого количества энергии (для извлечения лития из горных пород) или воды (для извлечения из рассолов). Но более современные методы извлечения лития из геотермальной воды с использованием геотермальной энергии для управления процессом считаются более безопасными.И, несмотря на эти экологические потери, добыча лития поможет заменить разрушительную добычу ископаемого топлива.

Исследователей больше беспокоит кобальт, который является наиболее ценным компонентом современных аккумуляторов для электромобилей. Две трети мировых поставок добываются в Демократической Республике Конго. Активисты-правозащитники выразили обеспокоенность условиями там, в частности, детским трудом и вредом для здоровья рабочих; как и другие тяжелые металлы, кобальт токсичен, если с ним не обращаться должным образом.Можно использовать альтернативные источники, такие как богатые металлом «конкреции», обнаруженные на морском дне, но они представляют собственную опасность для окружающей среды. И никель, еще один важный компонент аккумуляторов электромобилей, также может столкнуться с дефицитом 3 .

Управление металлами

Для решения проблем с сырьем в ряде лабораторий проводились эксперименты с катодами с низким содержанием или без кобальта. Но катодные материалы должны быть тщательно разработаны, чтобы их кристаллическая структура не разрушалась, даже если во время зарядки удаляется более половины ионов лития.А полный отказ от кобальта часто снижает плотность энергии батареи, говорит материаловед Арумугам Мантирам из Техасского университета в Остине, потому что он изменяет кристаллическую структуру катода и то, насколько прочно он может связывать литий.

Мантирам входит в число исследователей, решивших эту проблему — по крайней мере, в лаборатории — показав, что кобальт можно удалить из катодов без ущерба для производительности 4 . «Материал без кобальта, о котором мы сообщали, имеет ту же кристаллическую структуру, что и оксид лития-кобальта, и, следовательно, такую ​​же плотность энергии», — говорит Мантирам.Его команда сделала это, уточнив способ производства катодов и добавив небольшое количество других металлов, сохранив при этом кристаллическую структуру оксида кобальта катода. Мантирам говорит, что внедрить этот процесс на существующих фабриках должно быть просто, и он основал новую фирму под названием TexPower, чтобы попытаться вывести его на рынок в течение следующих двух лет. Другие лаборатории по всему миру работают над батареями, не содержащими кобальт: в частности, новаторский производитель электромобилей Tesla из Пало-Альто, Калифорния, заявил, что планирует исключить металл из своих батарей в ближайшие несколько лет.

Сунь Ян-Кук из Университета Ханьянг в Сеуле, Южная Корея, — еще один ученый-материаловед, добившийся аналогичных результатов в производстве катодов, не содержащих кобальта. Сан говорит, что некоторые технические проблемы могут остаться при создании новых катодов, потому что процесс основан на очистке богатых никелем руд, для чего может потребоваться дорогая атмосфера с чистым кислородом. Но сейчас многие исследователи считают проблему кобальта по существу решенной. Мантирам и Сан «показали, что можно делать действительно хорошие материалы без кобальта и [которые] работают очень хорошо», — говорит Джефф Дан, химик из Университета Далхаузи в Галифаксе, Канада.

Рабочие добывают кобальт возле шахты между Лубумбаши и Колвези в Демократической Республике Конго. Фото: Federico Scoppa/AFP/Getty

Никель

хоть и не такой дорогой, как кобальт, но и не дешевый. Исследователи также хотят удалить его. «Мы решили проблему нехватки кобальта, но поскольку мы так быстро расширяемся, мы движемся прямо к проблеме никеля», — говорит Гербранд Седер, материаловед из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в Беркли, Калифорния.Но удаление как кобальта, так и никеля потребует перехода к радикально другим кристаллическим структурам для катодных материалов.

Один из подходов заключается в использовании материалов, называемых неупорядоченными каменными солями. Они получили свое название из-за своей кубической кристаллической структуры, похожей на структуру хлорида натрия, где кислород играет роль хлора, а смесь тяжелых металлов заменяет натрий. За последнее десятилетие команда Седера и другие группы показали, что некоторые каменные соли, богатые литием, позволяют литию легко входить и выходить — важнейшее свойство, позволяющее многократно заряжать 5 .Но, в отличие от обычных катодных материалов, неупорядоченные каменные соли не требуют кобальта или никеля, чтобы оставаться стабильными во время этого процесса. В частности, они могут быть сделаны из марганца, который дешев и доступен в изобилии, говорит Седер.

Лучше перерабатывать

Если батареи будут производиться без кобальта, исследователи столкнутся с непредвиденными последствиями. Металл является основным фактором, который делает переработку аккумуляторов экономичной, потому что другие материалы, особенно литий, в настоящее время дешевле добывать, чем перерабатывать.

На типичном заводе по переработке аккумуляторы сначала измельчаются, что превращает элементы в порошкообразную смесь всех используемых материалов. Затем эту смесь разлагают на составляющие ее элементы либо сжижением в плавильне (пирометаллургия), либо растворением в кислоте (гидрометаллургия). Наконец, металлы осаждаются из раствора в виде солей.

Механический шредер измельчает аккумуляторные модули, показанные здесь на заводе по переработке в Дюзенфельде в Германии. Фото: Wolfram Schroll/Duesenfeld

Исследовательские усилия были сосредоточены на усовершенствовании процесса, чтобы сделать переработанный литий экономически привлекательным.Подавляющее большинство литий-ионных аккумуляторов производится в Китае, Японии и Южной Корее; соответственно, возможности переработки там растут быстрее всего. Например, компания Guangdong Brunp из Фошаня — дочерняя компания CATL, крупнейшего производителя литий-ионных элементов в Китае — может перерабатывать 120 000 тонн батарей в год, по словам представителя. Это эквивалентно тому, что было бы использовано в более чем 200 000 автомобилей, и фирма способна восстановить большую часть лития, кобальта и никеля. Правительственная политика способствует этому: в Китае уже есть финансовые и нормативные стимулы для производителей аккумуляторов, которые получают материалы от фирм по переработке, а не импортируют только что добытые, говорит Ханс Эрик Мелин, управляющий директор консалтинговой компании Circular Energy Storage в Лондоне.

Европейская комиссия предложила ввести строгие требования к переработке аккумуляторов, которые могут быть введены поэтапно с 2023 года, хотя перспективы блока по развитию отечественной отрасли переработки неясны 6 . Тем временем администрация президента США Джо Байдена хочет потратить миллиарды долларов на развитие отечественной отрасли по производству аккумуляторов для электромобилей и поддержку переработки, но еще не предложила нормативных актов, помимо существующего законодательства, классифицирующего аккумуляторы как опасные отходы, которые необходимо безопасно утилизировать. .Некоторые начинающие фирмы в Северной Америке заявляют, что они уже могут извлекать большую часть металлов из аккумуляторов, включая литий, по затратам, конкурентоспособным по сравнению с затратами на их добычу, хотя аналитики говорят, что на данном этапе общая экономическая выгода выгодна только из-за кобальт.

Измельченный аккумуляторный порошок, или «черная масса», очищается от пластин на предприятии Li-Cycle по переработке аккумуляторов в Кингстоне, Онтарио, Канада. Предоставлено: Christinne Muschi/Bloomberg/Getty

Более радикальным подходом является повторное использование катодных кристаллов, а не разрушение их структуры, как это делают в гидро- и пирометаллургии.ReCell, совместное предприятие стоимостью 15 миллионов долларов США, которым управляет Spangenberger, включает в себя три национальные лаборатории, три университета и множество отраслевых игроков. Он разрабатывает методы, которые позволят переработчикам извлекать катодные кристаллы и перепродавать их. Одним из важнейших шагов после измельчения батарей является отделение катодных материалов от остальных с использованием тепла, химических веществ или других методов. «Причина, по которой мы с таким энтузиазмом относимся к сохранению кристаллической структуры, заключается в том, что для ее объединения потребовалось много энергии и ноу-хау.Именно в этом заключается большая ценность», — говорит Линда Гейнс, физический химик из Аргонна и главный аналитик ReCell.

Эти методы обработки работают с целым рядом кристаллических структур и составов, говорит Гейнс. Но если центр переработки получает поток отходов, который включает в себя множество типов батарей, различные типы катодного материала окажутся в котле для переработки. Это может усложнить усилия по разделению различных типов катодных кристаллов. Хотя процессы, разработанные ReCell, могут легко отделить никель, марганец и кобальт от других типов элементов, таких как, например, те, которые используют фосфат лития-железа, им будет трудно разделить два типа, которые оба содержат кобальт и никель, но в разных пропорции.По этой и другим причинам для батарей будет крайне важно иметь какой-то стандартизированный штрих-код, который сообщает переработчикам, что внутри, говорит Спангенбергер.

Рабочий автомобильной фирмы Renault готовится к демонтажу аккумулятора. Фирма заявляет, что перерабатывает все аккумуляторы для своих электромобилей — на данный момент всего пару сотен в год. Фото: Оливье Геррен, Photothèque Veolia

.

Еще одним потенциальным препятствием является то, что химия катодов постоянно развивается.Катоды, которые производители будут использовать через 10–15 лет — в конце жизненного цикла современных автомобилей — вполне могут отличаться от сегодняшних. Наиболее эффективным способом получения материалов для производителя может быть сбор собственных батарей в конце жизненного цикла. И батареи должны быть разработаны с нуля таким образом, чтобы их было легче разбирать, добавляет Гейнс.

Материаловед Эндрю Эбботт из Университета Лестера, Великобритания, утверждает, что переработка будет намного выгоднее, если она пропустит стадию измельчения и разберет клетки напрямую.Он и его сотрудники разработали метод разделения катодных материалов с помощью ультразвука 7 . Это лучше всего работает в аккумуляторных элементах, которые упакованы плоско, а не свернуты (как обычные «цилиндрические» элементы), и, добавляет Эбботт, переработанные материалы могут быть намного дешевле, чем первично добытые металлы. Он участвует в правительственной исследовательской программе Великобритании ReLiB стоимостью 14 миллионов фунтов стерлингов (19 миллионов долларов США) по устойчивости батарей.

Увеличьте объем

Какие бы процессы переработки не стали стандартными, масштаб поможет.По словам Мелина, хотя в сообщениях средств массовой информации грядущий поток отработавших батарей обычно описывается как надвигающийся кризис, аналитики видят в нем большие возможности. Как только миллионы больших батарей начнут подходить к концу своего жизненного цикла, вступит в силу эффект масштаба, который сделает переработку более эффективной, а ее экономическое обоснование — более привлекательным.

Конвейер производства электромобилей на заводе Nio в Хэфэй, Китай. Предоставлено: Qilai Shen/Bloomberg/Getty

Аналитики говорят, что пример свинцово-кислотных аккумуляторов — тех, которые заводят автомобили с бензиновым двигателем — дает повод для оптимизма.Поскольку свинец токсичен, эти батареи классифицируются как опасные отходы и должны утилизироваться безопасным образом. Но вместо этого развилась эффективная промышленность по их переработке, несмотря на то, что свинец дешев. «Более 98% свинцово-кислотных аккумуляторов восстанавливаются и перерабатываются, — говорит Камат. «Ценность свинцово-кислотного аккумулятора даже ниже, чем литий-ионного. Но из-за большого объема в любом случае имеет смысл перерабатывать», — говорит Мелин.

Может пройти некоторое время, прежде чем рынок литий-ионных аккумуляторов достигнет своего полного размера, отчасти потому, что эти аккумуляторы стали исключительно долговечными: современные автомобильные аккумуляторы могут работать до 20 лет, говорит Камат.По словам Мелина, в типичном электромобиле, продаваемом сегодня, аккумуляторная батарея переживет автомобиль, в который она была встроена.

Это означает, что когда старые электромобили отправляются на слом, батареи зачастую не выбрасываются и не перерабатываются. Вместо этого их вынимают и повторно используют для менее требовательных приложений, таких как стационарные накопители энергии или моторные лодки. После десяти лет использования автомобильный аккумулятор, такой как у Nissan Leaf, который первоначально содержал 50 киловатт-часов, потеряет не более 20% своей емкости.

Еще один майский отчет МЭА, организации, известной своими исторически осторожными прогнозами, включал дорожную карту 8 по достижению глобального нулевого уровня выбросов к середине века, которая включает переход на электрический транспорт в качестве краеугольного камня. Уверенность в том, что это достижимо, отражает растущий консенсус среди политиков, исследователей и производителей в том, что проблемы электрификации автомобилей теперь полностью решаемы, и что если мы хотим иметь хоть какую-то надежду удержать изменение климата на управляемом уровне, нельзя терять время. .

Но некоторые исследователи жалуются, что электромобили, кажется, придерживаются невыполнимых стандартов с точки зрения воздействия их аккумуляторов на окружающую среду. «Было бы досадно и контрпродуктивно отказываться от хорошего решения, настаивая на идеальном решении», — говорит Камат. «Это, конечно, не означает, что мы не должны агрессивно работать над вопросом утилизации аккумуляторов».

Как заменить или заменить автомобильный аккумулятор без удара током

Что, если я скажу вам, что для замены автомобильного аккумулятора не требуется степень в области автомобилестроения? Да, это правда! Все, что вам нужно сделать, это выполнить несколько правильных шагов, и вы сможете легко и без помощи механика заменить автомобильный аккумулятор.

Аккумулятор в вашем автомобиле рано или поздно выйдет из строя. Хотя существует множество причин  преждевременного выхода из строя батареи , как только батарея разрядится или перестанет держать заряд, ее необходимо будет заменить. Единственным вариантом будет замена или замена аккумулятора, чтобы ваш автомобиль мог вернуться в дорогу.

Когда дело доходит до замены автомобильного аккумулятора, вы должны делать это как профессионал. Вот простые шаги по замене или замене аккумулятора в вашем автомобиле.

Необходимые материалы

  • Новая батарея.
  • Базовый набор головок.
  • Средства защиты, такие как защитные очки и перчатки для рук.
  • Старая махровая ткань или полотенце из микрофибры.
  • Небольшая чашка воды, смешанная с чайной ложкой пищевой соды.
  • Старая зубная щетка.

Шаг 1: Безопасность превыше всего

Перед заменой автомобильного аккумулятора припаркуйте автомобиль в безопасном уединенном гараже.Выньте ключ из замка зажигания и переведите рычаг переключения передач в положение «Парковка» или «Нейтраль». Также рекомендуется полностью включить стояночный тормоз.

Курение сигарет запрещено, если вы работаете рядом с батареями и электрическим оборудованием. Автомобильные аккумуляторы содержат серную кислоту и могут нанести вред коже и слизистым оболочкам, поэтому для дополнительной безопасности следует надевать защитные перчатки и очки.

Щелкните здесь , чтобы купить пару прочных и доступных защитных перчаток.

После того, как все проверки безопасности выполнены, вы можете открыть капот.Закрепите капот с помощью упора капота.

Шаг 2. Найдите батарею и извлеките держатель батареи

Найти автомобильный аккумулятор под капотом несложно. Обычно он располагается либо с левой, либо с правой стороны рамы. Если вы все еще не знаете, как выглядит автомобильный аккумулятор, то это пластиковая прямоугольная коробка, обычно расположенная рядом с блоком предохранителей. Вы не можете пропустить это, так как батарея имеет два больших кабеля, прикрепленных к верхней части.

Вы все еще не знаете, где батарея? Обратитесь к руководству пользователя, чтобы получить все подробности.

В некоторых автомобилях аккумулятор удерживается на месте с помощью держателя аккумулятора. Сейчас самое подходящее время, чтобы ослабить болты или винты, чтобы снять планки в верхней части аккумулятора. Имеются ли на клеммах аккумуляторной батареи следы кислотной коррозии? Вы можете легко удалить его, используя старую зубную щетку и немного воды, смешанной с пищевой содой. Протрите и высушите клеммы старым полотенцем или тканью.

Шаг 3: Ослабьте и снимите кабели аккумулятора с клемм аккумулятора

  • Это очень важно, поэтому внимательно прочитайте.Автомобильный аккумулятор имеет две клеммы: отрицательную (черную) и положительную (красную).
  • Сначала отсоедините отрицательную клемму, а затем положительную.
  • Используйте набор головок (8 мм или 10 мм), чтобы ослабить гайку и болт на отрицательной клемме. Осторожно поднимите отрицательный зажим и отложите в сторону.
  • Далее можно приступить к ослаблению и удалению плюсовой клеммы. Осторожно поднимите зажим и отложите в сторону.

Шаг 4. Извлеките аккумулятор

На этом этапе все, что вам нужно сделать, это вынуть автомобильный аккумулятор.Он довольно тяжелый! Осторожно поднимите его.

Шаг 5. Установите новую батарею

  • Возьмите новый автомобильный аккумулятор и осторожно положите его на заводское место. Убедитесь, что клеммы ориентированы так же, как и старая батарея.
  • Подсоедините положительный зажим к положительной клемме. Используйте набор торцевых головок, чтобы затянуть гайку и болт на хомуте.
  • Затем прикрепите отрицательный зажим к отрицательному выводу и затяните достаточно.
  • Установите на место держатель батареи и затяните все винты или гайки.
  • Важно помнить, что нельзя переключать положительные и отрицательные клеммы во избежание катастрофического электрического сбоя.

Бывшие в употреблении бытовые батарейки | Агентство по охране окружающей среды США

Найдите информацию о типах батарей, используемых в домашнем хозяйстве, и о том, как обращаться с ними, когда они больше не нужны.

Определенные батареи следует НЕ выбрасывать в бытовой мусор или мусорные баки.На этой странице вы можете узнать, как безопасно обращаться с этими батареями. Отработанные аккумуляторы всегда можно сдать на переработку или сдать в пункты сбора опасных бытовых отходов.

Во избежание возгорания литий-ионных аккумуляторов заклейте клеммы аккумуляторов и/или поместите аккумуляторы в отдельные пластиковые пакеты и никогда не выбрасывайте эти аккумуляторы в бытовой мусор или мусорные баки.

На этой странице:


Фон

Ежегодно в США покупаются, используются и перерабатываются или выбрасываются в мусор миллионы одноразовых и перезаряжаемых батареек.Батареи бывают разного химического состава, типов и размеров в зависимости от их использования.

  • Одноразовые батареи обычно можно извлечь из устройства, когда они перестанут питать устройство.
  • Аккумуляторы могут быть съемными или постоянно прикрепленными к устройству.

Возросший спрос на аккумуляторы в значительной степени объясняется быстрым увеличением использования небольшой портативной электроники, электроинструментов и других предметов повседневного обихода, а также увеличением количества «умных» продуктов, таких как малая и крупная бытовая техника и автомобили.

Аккумуляторы

производятся с использованием различных смесей химических элементов, предназначенных для удовлетворения потребностей клиентов в мощности и производительности. Батареи могут содержать такие металлы, как ртуть, свинец, кадмий, никель и серебро, которые могут представлять угрозу для здоровья человека или окружающей среды при неправильном обращении в конце срока их службы. Типы батарей идентифицируются по маркировке и маркировке, а не по форме батареи или цвету этикетки.

Некоторые батареи могут также содержать такие материалы, как кобальт, литий и графит, которые Геологическая служба США считает критически важными минералами.Критические полезные ископаемые — это сырье, которое имеет экономическое и стратегическое значение для Соединенных Штатов и имеет высокий потенциал риска поставок и для которого нет простых заменителей. Следовательно, необходимо приложить все усилия для переработки и восстановления этих материалов, чтобы обеспечить их доступность для будущих поколений.

Когда батарея больше не используется, тип и химический состав батареи определяют, какой из различных вариантов обращения с отходами использовать. Важно правильно обращаться с батареями в соответствии с их типом, поскольку некоторые батареи могут представлять опасность для безопасности и здоровья при неправильном обращении в конце срока их службы.Батареи могут иметь достаточно энергии, чтобы нанести травму или вызвать пожар, даже если они используются и когда они кажутся разряженными. В целях безопасности помните, что не все батареи могут быть съемными или обслуживаемыми пользователем — обратите внимание на маркировку батареи и продукта, касающуюся безопасности и использования для всех типов батарей.


Батарейки одноразового использования

Тип Использование и описание Утилизация

Щелочные и цинко-угольные

  • Эти обычные повседневные батарейки можно использовать в таких продуктах, как будильники, калькуляторы, фонарики, пульты дистанционного управления для телевизоров, радиоприемники, продукты с дистанционным управлением, детские игрушки и другие предметы.
  • Например, некоторые распространенные щелочные и угольно-цинковые батареи включают 9-вольтовые батареи типа AA, AAA, C, D и некоторые таблеточные элементы.

Некоторые компании по утилизации этих батарей перерабатывают; проконсультируйтесь с вашим местным или государственным органом по твердым отходам для выбора вариантов управления. В большинстве населенных пунктов щелочные и угольно-цинковые батареи можно безопасно выбрасывать вместе с бытовыми отходами.

Рекомендация Агентства по охране окружающей среды: отправьте использованные щелочные и угольно-цинковые батареи на переработку батарей или обратитесь в местный или государственный орган по твердым отходам.

Кнопка-кнопка или монета

  • Эти небольшие круглые батареи исторически содержали серебро, кадмий, ртуть или другие тяжелые металлы в качестве основного компонента.
  • Сегодня большинство из них изготовлены из металлического лития. Эти батареи обычно используются в таких продуктах, как часы, слуховые аппараты, автомобильные пульты дистанционного управления без ключа, медицинские приборы и калькуляторы.

Батарейки типа «таблетка» или «таблетка» могут представлять потенциальную опасность при проглатывании; храните их в недоступном для маленьких детей месте.

Требования к управлению основаны на химическом составе батареи. Их можно сдать специализированным предприятиям по переработке аккумуляторов, участвующим в программе розничным торговцам, предоставляющим услуги по приему аккумуляторов, или местным программам сбора опасных бытовых отходов. Обратитесь к производителю или местному органу по обращению с твердыми отходами, чтобы узнать о дополнительных возможностях управления.

Меры предосторожности при обращении:  Поместите каждую батарею в отдельные пластиковые пакеты или наклейте непроводящую ленту (например, изоленту) на клеммы батареи или вокруг всей кнопки.Литиевая батарея может искрить и вызвать пожар, если она повреждена или ее концы соприкасаются. Если батарея повреждена, обратитесь к производителю за информацией по обращению с ней.

Рекомендация Агентства по охране окружающей среды: проверьте наличие слова «литий» на аккумуляторе. Не выбрасывайте кнопочные, монетные или одноразовые литиевые батарейки в мусорные или муниципальные мусорные баки. Найдите пункт утилизации рядом с вами:

Литиевый одноразовый

  • Эти обычные батареи изготавливаются из металлического лития (Li), они одноразовые и не подлежат перезарядке
  • Они используются в таких продуктах, как камеры, часы, пульты дистанционного управления, портативные игры и детекторы дыма.
  • Эти батареи может быть трудно отличить от обычных щелочных батарей, но они также могут иметь специальную форму для определенного оборудования, такого как некоторые типы камер и калькуляторов.

Аккумуляторы

Тип Использование и описание Утилизация

Никель-кадмий (Ni-Cd)

  • Эти аккумуляторы обычно используются в беспроводных электроинструментах, беспроводных телефонах, цифровых и видеокамерах, рациях, биомедицинском оборудовании и видеокамерах.
  • Они могут выглядеть как одноразовые щелочные батареи типа AA, AAA или другие, либо как батарейный блок, предназначенный для определенных инструментов.

Съемные батареи:  Съемные перезаряжаемые батареи можно сдать в специализированные пункты по переработке батарей, участвующим в программе розничным продавцам, предоставляющим услуги по приему батарей, или в местные программы сбора опасных бытовых отходов. Обратитесь к производителю или в местный орган по управлению бытовыми отходами, чтобы узнать о других вариантах утилизации.

Несъемные батареи, содержащиеся в электронных устройствах: Целые устройства могут быть доставлены сертифицированным переработчикам электроники, участвующим розничным продавцам, которые предоставляют услуги по приему электроники, или местным программам сбора электронных или бытовых опасных отходов.

Меры предосторожности при обращении:  Поместите каждую батарею в отдельный пластиковый пакет или наклейте непроводящую ленту (например, изоленту) на клеммы батареи. Обращайтесь с любой поврежденной батареей с осторожностью и используйте соответствующие средства индивидуальной защиты.Если литий-ионный аккумулятор поврежден, обратитесь к производителю аккумулятора или устройства за информацией по обращению с ним.

Рекомендация Агентства по охране окружающей среды: ищите этикетки с указанием химического состава батареи. Не выбрасывайте перезаряжаемые батареи в мусорные или муниципальные мусорные баки. Найдите ближайший к вам пункт утилизации:Следующие ссылки ведут с сайта

Литий-ионный (Li-ion)

  • Обычно встречается в старых мобильных телефонах, электроинструментах, цифровых камерах, ноутбуках, детских игрушках, электронных сигаретах, малых и крупных бытовых приборах, планшетах и ​​электронных книгах.
  • Некоторые литий-ионные аккумуляторы нелегко извлечь из изделия, и они могут стать пожароопасными, если их сломать, погнуть или раздавить.

Никель-металлогидрид (Ni-MH)

  • Обычно используется в мобильных телефонах, беспроводных электроинструментах, цифровых камерах и рациях.
  • Эти батареи не так распространены, как раньше.

Никель-цинк (Ni-Zn)

  • Обычно используется в цифровых камерах, беспроводных клавиатурах и мелкой электронике.

Свинцово-кислотные малогабаритные (Pb)

  • Обычно используется в самокатах, детских машинках, аварийном освещении и больничном оборудовании. Также используется для резервного питания стационарных телефонов и источников бесперебойного питания для компьютеров.

Автомобильные аккумуляторы

В настоящее время в транспортных средствах используется несколько типов и областей применения аккумуляторов.Существуют автомобильные пусковые батареи, используемые с двигателями внутреннего сгорания, большие аккумуляторные батареи для электромобилей, которые питают автомобиль, и небольшие батареи, которые питают такие аксессуары, как удаленные дверные замки или резервное копирование памяти компьютера.

Тип Применение и описание Утилизация
Свинцово-кислотный
  • Свинцово-кислотные аккумуляторы могут содержать до 18 фунтов свинца и около одного галлона коррозионно-активной серной кислоты, загрязненной свинцом.
  • Их можно использовать в качестве пусковой батареи двигателя или автомобильной аккумуляторной батареи, обеспечивающей движение автомобиля.
  • Их можно найти в автомобилях, лодках, снегоходах, мотоциклах, тележках для гольфа, вездеходах, инвалидных колясках и других крупных транспортных средствах.
  • Они также могут использоваться в неавтомобильных ситуациях, например, в качестве резервного источника питания в подвальных водоотливных насосах или в качестве источников бесперебойного питания для компьютеров или другого критического оборудования.

Верните аккумулятор продавцу или в местную программу сбора твердых или бытовых опасных отходов.

Меры предосторожности при обращении: Содержит серную кислоту и свинец. При обращении с аккумулятором следуйте всем предупреждениям и инструкциям на аккумуляторе.

Рекомендация Агентства по охране окружающей среды: возвращайте свинцово-кислотные аккумуляторы продавцу аккумуляторов или в местную программу сбора опасных бытовых отходов; не выбрасывайте свинцово-кислотные аккумуляторы в мусорные или муниципальные мусорные баки.

Литий-ионные аккумуляторы среднего и крупного масштаба
  • В большинстве современных подключаемых и гибридных электромобилей, а также накопителей энергии (сетевых и автономных) используются литий-ионные аккумуляторы либо для хранения энергии для гибридной системы, либо для питания электродвигателя, который приводит в движение транспортное средство.
  • Эти батареи также используются для систем накопления энергии, которые можно устанавливать в зданиях.

Из-за размера и сложности этих аккумуляторных систем потребитель не сможет удалить средние и крупные литий-ионные аккумуляторы. Обратитесь к инструкциям производителя и обратите внимание на предупреждения и инструкции по технике безопасности.

  • Автомобиль: обратитесь к продавцу автомобилей, в магазин или на свалку, где был приобретен аккумулятор.
  • Аккумулятор энергии: обратитесь к производителю оборудования для накопления энергии или в компанию, установившую аккумулятор.

Рекомендация Агентства по охране окружающей среды: обратитесь к производителю, автомобильному дилеру или в компанию, установившую литий-ионный аккумулятор, чтобы узнать о вариантах управления; не выбрасывайте в мусорное ведро или муниципальные мусорные баки.


Федеральные законы о батареях


Законы штата об утилизации аккумуляторов

В некоторых штатах приняты законы об утилизации аккумуляторов для различных типов бытовых аккумуляторов.Чтобы увидеть карту законов штата о батареях, перейдите на веб-сайт Call2Recycle.

 

 

Как зарядить аккумулятор дрона без зарядного устройства 2022: Top Полное руководство

В современном мире персональные дроны являются жизненно важным инструментом для многих профессионалов в области аэрофото- и видеосъемки. С помощью личного дрона профессионал может снять видео или фото с высоты птичьего полета. Но чтобы сделать лучший снимок или лучшее видео, аккумулятор должен быть полностью заряжен.Как зарядить аккумулятор дрона без зарядного устройства?

В этой статье вы найдете два способа, которые помогут вам зарядить аккумулятор дрона без зарядного устройства.

Обзор

Дроны используют большие батареи для управления сильными штормами. Вам понадобится батарея большего размера. Для зарядки телефона может быть достаточно простого USB-зарядного устройства на солнечной панели. Маловероятно, что ток будет достаточным для зарядки аккумулятора дрона.

Есть несколько промышленных вариантов, которые могут питать батареи вашего дрона без розетки переменного тока.Но я решил построить свой…

Если мы хотим сравнить яблоки с яблоками или батареи с батареями, то нам нужно преобразовать потенциальную бурю в обычных миллиампер-часах (мАч) в листинговых оценках в 5 часов (Втч).

Емкость аккумулятора в миллиампер-часах (мАч) зависит от напряжения. Однако ватт-часы (Втч) — это количество электроэнергии, которое батарея может обеспечить более часа (если понимать напряжение).

Рассчитать очень просто: (мАч)*?В)/ (/ )000 =(Втч).Мы будем использовать это как наше расчетное напряжение. Номинальное рабочее напряжение для литий-ионной батареи обычно составляет 3,7 В.

Mavic Pro — это Mavic Pro, которым я пользовался (850 долларов на Amazon). Я буду использовать батарею Mavic (80 долларов на Amazon) для покрытия чехлов. Вы все еще можете разместить разговор с любой батареей дрона.

Аккумулятор

Mavic составляет 43,6 Втч (3830 мАч, рабочее напряжение 11,4/1000).

Ваш Mavic обычно возвращается домой с оплатой в размере 30 долларов США, поэтому вам никогда не придется заряжать его полностью.Вам нужно будет использовать только 70% шторма или 30,5 Втч.

Важно быть знакомым с входными и выходными сигналами официальных автомобильных зарядных устройств постоянного тока DJI (40 долларов США) и послепродажного обслуживания (16 долларов США Amazon). Входное напряжение для вашего Mavic Pro составляет 12–16 В с выходным напряжением 13,2 В или 6A .

Это важно по двум причинам. Во-первых, входная громкость должна находиться в пределах указанного диапазона, иначе зарядное устройство не будет заряжать аккумулятор. Вам также понадобится входное напряжение, которое может разрядить до 6А.Это много электроэнергии, и это далеко за пределами возможностей большинства небольших ветряных турбин или мобильных солнечных батарей. (Для сравнения, зарядные устройства USB выдают 5 В при токе всего 2 А или меньше)

Инвертор используется для преобразования входного постоянного тока в переменный. Это позволит вам подключить дрон к зарядному устройству переменного тока. Однако это может привести к большому количеству проблем с неэффективностью и напряжением. По возможности лучше использовать зарядную станцию ​​постоянного тока.

Прежде чем вы сможете решить, на какую сумму вам придется выставлять счета за аккумуляторы для дронов, не подключенных к сети, вам нужно подумать о ваших конкретных требованиях.Вы ищете несколько дополнительных рейсов или много сборов в течение длительного периода времени?

Как зарядить аккумулятор дрона без зарядного устройства

Целевой ноль Шерпа 100

Goal Zero Sherpa 100 — лучшее, что я нашел (360 долларов на Amazon). В этом видео демонстрируются возможности Goal Zero Sherpa 100.

Goal Zero Sherpa 100 выглядит как хорошая система для зарядки аккумуляторов телефонов, фотоаппаратов или дронов, а также любого другого электронного оборудования, которое у вас есть.

Выходной интерфейс постоянного тока 12 В — одна из самых впечатляющих функций. Это означает, что если у вашего дрона есть автомобильное зарядное устройство, его можно заряжать напрямую от постоянного тока к постоянному без необходимости передачи электронов на инвертор переменного тока.

Хотя Goal Zero Sherpa 100 немного дороже и стоит 360 долларов, он все равно был для меня лучшим вариантом, если бы мне предстояло длительное путешествие по бездорожью.

ДронМакс M10

DroneMax M10 можно использовать для двух дополнительных полетов.

Аккумулятор DroneMax M10 рассчитан на 99 Втч.Это означает, что вы можете заработать немного больше, если ваша батарея разряжена всего на 70%.

Однако новые аккумуляторы для дронов на Amazon стоят от 60 до 80 долларов. Это означает, что вы не сэкономите много денег, купив всего две батареи.

Используйте порт USB для зарядки литий-ионного аккумулятора

Если вам необходимо срочно зарядить литий-ионный аккумулятор (6600-37) без зарядного устройства, лучше всего использовать для этого порт USB.

Легко и сложно заряжать литий-ионный аккумулятор 6600-37 с помощью USB-порта .Давайте взглянем на эти шаги, чтобы облегчить вашу работу:

Можно приобрести USB-кабель, похожий на зарядное устройство для телефона.

Подключите разъем USB вашего компьютера, принтера, блока питания или другого электронного устройства, поддерживающего порт USB, к ноутбуку, настольному компьютеру, принтеру, камере или любому другому электронному устройству с портами USB.

  • Возьмите свое устройство и подключите к нему зарядный кабель.
  • Далее включите компьютер или ноутбук или любое другое подходящее устройство.
  • Аккумулятор быстро заряжается.
Советы по безопасности
  • Пробуя этот трюк, обязательно соблюдайте приведенные ниже советы по безопасности. Это необходимо для вашей безопасности и сохранности вашего устройства.
  • Зарядите аккумулятор, поместив его в устройство, чтобы увидеть полное напряжение аккумулятора.
  • Заряжайте от USB-порта только одно устройство одновременно.

Важно никогда не заряжать аккумулятор током более 500 аМ, так как это может привести к сбою системы.

Вредна ли зарядка через USB для аккумулятора?

Безопасно заряжать телефон от компьютера или ноутбука. Однако, если вы торопитесь, могут возникнуть проблемы. Аккумулятор будет заряжаться дольше, чем он получит быструю зарядку. Вы должны быть терпеливы при зарядке аккумулятора через порт USB

.

Опасно заряжать смартфон через USB-порт, если это еще не сделано. Почему? USB-хост не может обеспечить стабильный ток или зарядить аккумулятор.Зарядка литий-ионного аккумулятора через USB-порт может привести к повреждению химических компонентов. Это также может повредить ваш смартфон. Лучше всегда иметь при себе зарядное устройство. Лучше иметь запасное зарядное устройство на случай, если вы его потеряете. Это защитит ваш телефон от повреждений и ваш кошелек.

Солнечная панель для зарядки литий-ионного аккумулятора (10-36).

Вам может быть интересно, как зарядить мою литий-ионную батарею с помощью солнечной панели. Вы можете, уверяю вас. Вы также можете зарядить свинцово-кислотный аккумулятор.Вам понадобится контроллер зарядного устройства, если вы хотите зарядить аккумулятор от солнечного зарядного устройства.

Без него солнечная зарядная система не может заряжать аккумуляторы. Если вы хотите зарядить батарею вашей солнечной панели, вам понадобится контроллер солнечного зарядного устройства (6600-45 или солнечный инвертор лучшего качества (5400-50). Вы не можете оставить этот вариант.

Зарядное устройство для зарядки литий-ионных аккумуляторов

Зарядное устройство с клипсой — еще один вариант для зарядки литий-ионных аккумуляторов.Вам нужно будет извлечь аккумулятор из телефона или другого устройства, чтобы зарядить его с помощью зарядного устройства. Затем поместите аккумулятор на зарядную платформу зарядного устройства. Затем подключите зарядное устройство к плате питания и включите его. Он быстро и легко зарядит вашу батарею.

Этот тип зарядного устройства в настоящее время встречается очень редко. Вам повезло, что он у вас есть. Универсальное зарядное устройство с зажимом USB (10-44) можно приобрести на рынке. Его легко носить с собой, например, универсальное зарядное устройство с USB-зажимом Lenmar PPUCLIP или зарядное устройство Emerging Power EPSC 3.7 В постоянного тока 0,82 Ax2. Вы также можете использовать это универсальное зарядное устройство для быстрой зарядки литий-ионного аккумулятора 3,7 В (90-30), когда вы находитесь в кризисной ситуации.

Автомобильное зарядное устройство для литий-ионного аккумулятора

Есть ли другие варианты зарядки li-ion аккумулятора без зарядного устройства (10-11?)? Остывать. Другой вариант — остыть во время вождения автомобиля. Можно легко зарядить аккумулятор вашего автомобиля. Как ты делаешь это? Это просто. Это так же просто, как подключить аккумулятор к свинцово-кислотному аккумулятору вашего автомобиля.Вам понадобятся маленькие лампочки, чтобы регулировать ток при зарядке батареи таким хитрым способом.

Вам может быть интересно, сколько маленьких лампочек вам следует использовать. Для зарядки 13-вольтовой аккумуляторной батареи в автомобиле требуются три маленькие лампочки. Чтобы зарядить аккумулятор, вам нужно будет разместить три лампочки параллельно. Аккумулятор будет заряжаться током 0,5 ампера. Подождите около 10-15 минут. Аккумулятор будет заряжен достаточно, чтобы вы могли его использовать.

Советы по безопасности
  • Во избежание травм или причинения вреда обязательно соблюдайте следующие советы по безопасности:
  • Во время зарядки не оставляйте батарею без присмотра.
  • Не позволяйте аккумулятору достичь максимальной емкости. Это может предотвратить возгорание аккумулятора.
  • При зарядке аккумулятора следует надевать защитную маску и очки, так как могут возникнуть искры или воспламенение.

Зарядка литиевой батареи от альтернативной батареи

Существует еще один способ зарядить литий-ионный аккумулятор с помощью зарядного устройства USB (20-36). Этот простой метод требует, чтобы вы приобрели 3 батарейки типа ААА, чтобы быстро зарядить аккумулятор.Когда вы получите батареи, соедините их все вместе.

Каждая батарея имеет 1,5 В, поэтому три батареи создадут 4,5 В . Для полной зарядки стандартной батареи мобильного телефона требуется 3,7 В. Однако три батареи AAA обеспечат 4,5 В. Они быстро и легко зарядят вашу батарею. Одна вещь, которую следует помнить, это то, что вы не должны использовать слишком большое напряжение при зарядке аккумулятора. Это может привести к повреждению элементов аккумулятора.

Еще один ветеранский прием.Всегда полезно носить с собой дополнительные батареи. Вы также должны убедиться, что вы не покупаете дешевые имитации.

Например, DroneMax M10 — отличный дрон, который всегда под рукой. Емкости аккумулятора хватает еще на несколько раундов. Это не дешевый способ сделать работу.

Создайте собственное зарядное устройство

Если вы не можете найти зарядное устройство или забыли его, вы можете сделать его самостоятельно. Однако это не рекомендуется, поскольку это будет ситуация «отчаянных времен, требующих отчаянных мер».

Поскольку аккумулятор потребляет напряжение, его емкость измеряется в миллиампер-часах или мАч. Вместо этого преобразуйте его в ватт-часы (Втч), которые представляют собой количество энергии, которое любая батарея может производить примерно в течение часа, если вы знаете ее напряжение.

Эту формулу можно использовать для расчета :

(мАч) x В)/1000 = Втч

Базовое рабочее напряжение литий-ионных аккумуляторов составляет приблизительно 3,7 вольта. Давайте используем это базовое напряжение для зарядки аккумулятора Mavic. Вы также можете экстраполировать это значение для других аккумуляторов.Эти батареи рассчитаны на 43,6 ватт-часа из-за их рабочего напряжения примерно 11,4 вольта и 3830 мАч.

После тяжелого рабочего дня владельцы дронов обычно возвращаются с 30% зарядом. Чтобы достичь максимальной емкости, вам нужно будет зарядить оставшиеся 70%. Это примерно 30,5 ватт-часов.

Автомобильные зарядные устройства могут помочь вам добраться туда. Эти зарядные устройства являются зарядными устройствами постоянного тока. Входное напряжение Mavic Pro и выходное напряжение составляют 12,16 В и 6 А соответственно.

Для работы зарядного устройства важно, чтобы входные напряжения зарядного устройства и аккумулятора были одинаковыми.Источник входного сигнала должен иметь мощность не менее шести ампер. Обычное зарядное устройство USB должно быть на два ампера.

Инвертор можно использовать для повышения входного переменного тока, но он не очень эффективен. Система DC-DC является лучшим вариантом. Вам также необходимо определить, требуется ли взимание платы за несколько рейсов. Это можно сделать, проверив время полета вашей оригинальной батареи после ее полной зарядки.

Если вам нужно зарядить литий-ионный аккумулятор, вы также можете использовать переносной автомобильный аккумулятор.У вас будет достаточно энергии, чтобы зарядить устройство как минимум еще на один полет.

Полусамостоятельный вариант для зарядки аккумуляторов дронов вне сети

Если вы не будете пользоваться розеткой переменного тока всего несколько дней и хотите совершить только один дополнительный рейс, гораздо более простой и дешевый вариант — просто взять с собой полностью заряженный аккумулятор большой емкости.

Это два доступных варианта зарядки аккумулятора вашего дрона, по крайней мере, еще на один полет.

Power Bank для дорожных зарядных устройств для ноутбуков — 90 Вт

Эта батарея стоит 100 долларов на Amazon и имеет емкость 90 Втч (24.000 мАч x 3,75 литий-ионного напряжения/1000). Он должен обеспечивать достаточную мощность для зарядки хотя бы одной батареи дрона.

Он небольшой, весит всего 624 г (или 1,4 фунта) и имеет встроенный инвертор переменного тока, так что вы можете подключить его непосредственно к обычному зарядному устройству для дрона переменного тока.

Он не имеет прямого выхода 12 В постоянного тока, поэтому он неэффективен. Вы можете увеличить мощность этой батареи до переменного тока, а затем снова снизить ее до постоянного тока, чтобы зарядить аккумулятор вашего дрона. Это делает его менее эффективным.

Однако он по-прежнему стоит довольно дорого — 100 долларов по сравнению с другими авиационными батареями.

Портативный внешний аккумулятор на 130 Втч

Это зарядное устройство для дронов мощностью 130 Втч (35000 мАч x 3,7 литий-ионного базового напряжения/1000) можно заряжать напрямую от постоянного тока через выход постоянного тока 12 В ($100 — Amazon).

Микро-USB можно использовать для зарядки аккумулятора. Однако, если вы действительно находитесь вне сети, вы также можете зарядить его с помощью зарядного устройства на солнечной панели. Это нецелесообразно, так как требует много времени.

Если вы пытаетесь зарядить Mavic, выходной порт постоянного тока может работать только с четырьмя амперами.Это может привести к тому, что заряд батареи будет ниже минимального порога входного тока. (Я не тестировал эту батарею, поэтому точно не знаю).

18000mAh Портативный автомобильный стартер

Эта автомобильная аккумуляторная батарея (70 долларов на Amazon) — еще одна литий-ионная батарея, которая может обеспечить достаточное количество заряда для зарядки аккумулятора вашего дрона.

Аккумулятор небольшой и легкий (указан как 500 г/1,1 фунта). Хотя он имеет меньшую емкость, этот аккумулятор намного дешевле, чем другие варианты.

Этот аккумулятор предназначен для использования в качестве портативного автомобильного пускового устройства с портом для подключения 12 В/300 А. Тем не менее, он также имеет обычный выходной порт 12 постоянного тока, так что вы можете заряжать батареи своих дронов постоянным током без использования инвертора или автомобильного зарядного устройства.

Пусковые устройства для аналогичных автомобильных аккумуляторов не удались. Я попробовал один на 70 Втч, и он вообще не заряжался. Если вам интересно, зарядное устройство вашего дрона можно подключить напрямую к перемычке автомобильного аккумулятора 12 В / 300 А. Это на случай, если у вас нет выходного порта 12 В.

Стоимость дрона того не стоит. Вы можете купить еще одну батарею для дрона за 70 долларов.

Часто задаваемые вопросы

Как заряжать аккумулятор дрона?

Аккумуляторы дронов безопаснее заряжать на открытом воздухе, где меньше вероятность их возгорания. Потому что батарея может взорваться, выпустив в воздух ядовитые газы.

В помещении это может увеличить опасность. Батарея может перегреться, если на нее попадают прямые солнечные лучи. Держите их подальше от прямых солнечных лучей и от засохших растений.

Если вам нужно сделать это в помещении, есть несколько способов локализовать огонь, если таковые существуют. Чтобы потушить огонь, вы можете зарядить их шлакоблоками или ведром с песком. Важно не хранить контейнер в огнеупорном месте, так как это может привести к взрыву и давлению энергии.

Как долго должен заряжаться аккумулятор моего дрона?

Для зарядки большинства аккумуляторов потребительских дронов требуется от 60 до 90 минут. Это также зависит от того, используется ли USB-кабель для зарядки или зарядный концентратор.Зарядный концентратор может заряжать дрон быстрее, чем зарядка через USB, но для зарядки устройства потребуется больше времени.

Как зарядить аккумулятор LiPo без зарядного устройства?

Можно использовать блок питания или порт USB. Лучше всего выбрать первый вариант. Вы также можете использовать другой комплект батарей с таким же циклическим напряжением и скоростью. Вы можете заряжать их с помощью USB-порта, но это займет больше времени. Будь готов. Это также опасно, поэтому обязательно проконсультируйтесь со специалистом, прежде чем делать это.

Как заряжать аккумулятор дрона с помощью USB-кабеля?

Можно использовать шнур, поставляемый с дроном. Это USB-кабель, который можно подключить к компьютеру. Сетевое зарядное устройство можно использовать для подключения USB-кабеля к разъему на передней панели дрона. Этот метод не требует, чтобы вы вынимали аккумулятор дрона.

Заключение

Если вы хотите купить хороший и недорогой дрон, то первым делом нужно проверить аккумулятор. Возможно, не все из них можно зарядить с помощью вашего универсального зарядного устройства.Перед покупкой лучше узнать. Если вы считаете, что эта статья полезна, поделитесь ею с другими. И не забудьте подписаться на нашу рассылку, чтобы не пропустить новые статьи. Спасибо за чтение!

Ознакомьтесь со списком дронов с большим временем полета: лучшие дроны с самым большим временем полета: обзор лучших брендов 2022 года для вас

Как зарядить литиевую батарею без BMS — Комплект аккумуляторов VRUZEND DIY

Прежде всего, я должен сказать это в последний раз: BMS обычно рекомендуется по целому ряду причин, первая из которых — безопасность.Хорошая BMS гарантирует, что вы не сможете перезарядить аккумулятор, и не позволит ему превратиться в опасную опасность возгорания. BMS также значительно упрощает процесс зарядки.

Но если вы читаете эту статью, то наверняка уже рассмотрели эти варианты и решили не использовать BMS. В этом случае вам потребуется подключить балансировочный разъем, чтобы при необходимости можно было сбалансировать зарядку аккумулятора.

Требуется пополнение баланса, подождите…. балансировочное зарядное устройство. (Да, это сложная штука, я знаю.)

Доступны недорогие балансировочные зарядные устройства до 6 (6 последовательно соединенных групп ячеек). Зарядное устройство iMAX B6 является распространенным примером, и клоны этого распространенного зарядного устройства доступны повсюду всего за 30 долларов.

Зарядные устройства

Balance до 8 секунд немного дороже, а модели, рассчитанные на 10 или 12 секунд, действительно могут начать обходиться вам дорого, в зависимости от вашего бюджета. Так что имейте это в виду.

Чтобы воспользоваться дешевым зарядным устройством 6s, в этом примере я соберу аккумулятор 4s с номинальным напряжением 14 В.8 В и напряжение заряда 16,8 В, что составляет 4,2 В на элемент.

Начало работы

Нормальная конструкция батареи такая же, как всегда. Соедините колпачки ВРУЗЕНД, вставьте ячейки и закрепите шины болтами. Здесь вы можете найти другие статьи и видеоролики, посвященные именно этим шагам.

После того, как вы собрали аккумулятор, пришло время подключить проводку. Без BMS у вас будет только два толстых провода на вашей батарее: один на положительной клемме и один на отрицательной клемме. Они будут служить как для зарядки, так и для разрядки.

Далее вы подключите разъем для весов. Лучший способ найти балансировочный разъем — найти удлинительный кабель балансировочного провода и просто отрезать штекерный разъем. Обратите внимание, что на один провод больше, чем количество ячеек, для которых предназначен кабель. Это удлинительный кабель балансировочного провода 4s, поэтому он имеет 5 проводов. Вы поймете почему через минуту.

Затем найдите красный провод (или провод, предназначенный для провода с самым большим номером ячейки, если у вас провода разных цветов) и подключите его к тому же месту, что и провод положительного разряда.Это всегда будет положительный конец ячейки с наибольшим номером в вашем наборе. В моем пакете 4s это положительный конец моей 4-й группы клеток. Я просто просунул его под шину и затянул гайку, прижав провод к шине.

Теперь отсоедините следующий провод от красного провода и подключите его к положительной клемме следующей группы ячеек. Это скорее всего с другой стороны батареи. Продолжайте двигаться вниз по проводам балансировочного разъема, подключая каждый последующий провод к положительной клемме следующей более низкой группы ячеек.Предпоследний провод должен подключаться к положительной клемме вашей первой группы ячеек. Последний провод, наконец, соединится с отрицательной клеммой первой группы ячеек, которая находится в том же месте, что и основной разрядный кабель вашего рюкзака. Вот почему у вас на один провод больше, чем у групп ячеек — потому что у первой группы ячеек есть провод на положительной и отрицательной клемме.

Зарядка баланса без BMS

Для балансировки заряда подключите провода разрядки/зарядки к зарядному устройству баланса (возможно, вам придется использовать один из адаптеров, поставляемых с зарядным устройством).Затем вы подключите разъем балансировочного провода к соответствующему разъему на зарядном устройстве.

Внимательно прочитайте руководство по эксплуатации вашего зарядного устройства, чтобы выбрать правильную программу балансировки для вашей батареи. Вы должны соответствовать как химическому составу батареи (обычно отмеченной как литий-ионная или литий-полимерная в настройках зарядного устройства), так и напряжению заряда, которое составляет 4,2 В для большинства литий-ионных элементов. Вы также должны убедиться, что выбрали правильное количество ячеек, чтобы не перезарядить аккумулятор.

Если на зарядном устройстве все в порядке, начните процесс зарядки. Балансная зарядка не всегда необходима, если вы используете аккумуляторы хорошего качества. Большинство аккумуляторов остаются достаточно хорошо сбалансированными после нескольких циклов разрядки. Вам нужно будет проверить свои группы ячеек, чтобы убедиться, что они остаются достаточно хорошо сбалансированными во время разрядки, и всегда балансировать заряд, если вы видите, что ячейки становятся несбалансированными. Однако, если вы не балансируете зарядку каждый раз, вы можете выполнять массовую зарядку.

Массовая зарядка без BMS

Массовая зарядка в основном аналогична зарядке аккумулятора с помощью BMS, за исключением того, что BMS не наблюдает за процессом.Когда литиевая батарея возгорается во время зарядки, обычно это происходит из-за того, что кто-то производил массовую зарядку без BMS и совершил глупую ошибку. Всегда осторожно выполняйте массовую зарядку, если не используете BMS.

Массовая зарядка

означает, что вы не балансируете каждую группу ячеек, как при балансной зарядке — вместо этого вы просто заряжаете всю батарею до определенного напряжения, к черту баланс. Это нормально, если не происходит двух вещей: 1) ни одна ячейка в блоке не выходит за максимальное напряжение, на которое она рассчитана, обычно 4.2 В для литий-ионных элементов, и 2) напряжение батареи не должно превышать общее правильное напряжение, которое, по сути, представляет собой количество последовательно соединенных элементов, умноженное на 4,2 В для литий-ионных элементов, и что в основном означает, что первая ситуация случилось.

Чтобы гарантировать, что ни одна ячейка не превысит максимальное напряжение, массовая зарядка обычно выполняется до более низкого целевого напряжения. Например, вместо того, чтобы пытаться заряжать батарею последовательно до 4,2 В x # элементов, рассмотрите возможность зарядки до 4,1 В или 4,15 В. Для 36-вольтовой батареи с 10 последовательными ячейками это будет означать зарядку до 41 В или 41.5В вместо 42В. Это повышает уровень безопасности, давая вам буфер для перезарядки нескольких ячеек. Без балансировки ячейки, заряжаемые навалом, будут заряжаться до немного отличающегося напряжения. Если вы зарядите до 42 В литий-ионный аккумулятор на 36 В, некоторые элементы достигнут 4,2 В, но другие могут достичь 4,18 В, а это означает, что другим придется достичь 4,22 В, чтобы весь блок мог достичь общего напряжения 42 В. Это не очень несбалансировано, но по мере роста дисбаланса некоторые ячейки могут достигать 4,3 В или выше, что является очень опасной ситуацией.

Вот почему я почти никогда не заряжаю без BMS. Если я не использую BMS, я всегда стараюсь сбалансировать заряд. И если я выполняю массовую зарядку в течение нескольких циклов, я стремлюсь к более низкому целевому напряжению и использую средство проверки ячеек, чтобы следить за своими группами ячеек и убедиться, что ни одна из них не перезаряжается.

Безопасные наконечники для зарядки

Независимо от того, какой тип зарядки вы используете, есть несколько важных советов по безопасности, которым вы всегда должны следовать:

  • Никогда не оставляйте заряжающийся аккумулятор без присмотра.Зарядка в другой комнате в целом нормально. Заряжать дома, пока вы идете ужинать, — не лучшая идея. Вероятность возгорания редка, но не равна нулю. Так что вы всегда должны быть рядом на всякий случай.
  • По той же причине заряжать ночью, пока вы спите, не лучшая идея, если только вы не заряжаетесь в месте, где ничего страшного не произойдет. Опять же, я не хочу, чтобы вы чувствовали себя параноиком, но, поскольку вероятность возгорания батареи с любой литиевой батареей чуть выше нуля, вы всегда должны учитывать такую ​​возможность.Если вам нужно зарядить аккумулятор, пока вы спите, хороший способ — поместить аккумулятор в место, где огонь не может зажечь что-либо еще. Если у вас есть заднее крыльцо из бетона, это может быть хорошим вариантом. Другие помещают свои батареи в гриль для барбекю или духовку, которые предназначены для сдерживания огня.
  • Отключите аккумулятор после завершения зарядки. Когда зарядка аккумулятора закончится, отключите его от сети. Как правило, можно оставить его подключенным к зарядному устройству, при условии, что и аккумулятор, и зарядное устройство находятся в хорошем рабочем состоянии.Но неисправность зарядного устройства может произойти в любой момент, особенно в дешевых зарядных устройствах. В редких случаях неисправность зарядного устройства может привести к перезарядке аккумулятора и возгоранию. Избегайте этого сценария, отключив зарядное устройство после завершения зарядки аккумулятора.
  • Эти советы не предназначены для того, чтобы вас напугать, но важно понимать, что хотя шансы возгорания батареи невероятно редки, их все равно следует учитывать и к ним следует быть готовыми.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*