Android для всех

Аккумуляторы и их будущее

akkymylytory poster

Скорее всего, наиболее важным элементом современных устройств можно смело считать аккумуляторы, и споры об увеличении их емкости не утихают до сих пор. Но в будущем стоит заострять свое внимание не над соотношением габаритов и объема аккумулятора, а над тем, какую именно из ветвей развития выберет данная немало важная отрасль. В данной статье мы хотели бы рассказать о том, что такое аккумулятор, как он работает какое будущее нас ожидает в скором времени. Темы развития какого-либо компонента очень важны и интересны, поэтому не жалейте несколько минут и почитайте данную познавательную статью.

Итак, первое с чего мы начнем – это настоящее. Для начала, скажем, что такое аккумулятор и какие ее виды существую на рынке. В нынешнее время у производителей не такой уж и большой выбор: самыми популярными аккумуляторами являются литиевые, которые в свою очередь разделяются на литий-ионные и литий-полимерные, которые в будущем мы будем обозначать как Li-ion и Li-po. 

akkymylytory 1

Li-ion аккумуляторы в нынешнее время встречаются практически в каждом смартфоне, они в свою очередь пришли на замену никель-кадмиевым (20-21 век). Если ваш смартфон обладает съемным аккумулятором, то стоит открыть крышку и вытащить батарею, которая имеют вид пластины, но есть и цилиндрические. Оболочка, на которой могут быть указан логотип производителя является лишь простой оберткой, внутри которой скрывается пластина, состоящая из электродов (катод и анод). Между катодом и анодом располагается жидкий электролит, который необходимо для передвижения положительно (отрицательно) заряженных ионов литий и анода к катоду (и наоборот). Проще говоря, в тот момент, когда ваш смартфон разряжен, ионы, переходя из анода к катоду, в случае если заряд окажется нулевым, все ионы будут находиться внутри катода. В момент процесса заряда аккумулятора мы «будем наблюдать» обратный процесс: ионы лития будут медленно, но верно переходить из катода к аноду. Таким образом и осуществляется процесс зарядки и зарядки вашего устройства. 

akkymylytory 2

Li-po технология по сравнению с Li-ion считается молодой, так как она основана именно на ее базе. Но в данном случае мы увидим не жидкий растворитель, а твердый полимер, который будет завернут не в твердую оболочку, а в пластик, что в свою очередь позволяет немного сгибать аккумуляторы.

Но не все так хорошо, как хотелось бы, есть и свои минусы у литиевой технологии: аккумуляторы быстро выходят из строя, могут взрываться и очень долго заряжаются – каждый из данных пунктов мы рассмотрим по отдельности. 

В момент покупки своего новенького смартфона, его аккумулятор активен на 96%, но спустя 100 циклов зарядки и разрядки эффективность вашей батареи снижается приблизительно до 50%. Почему это происходит?! Все дело в том, что в момент движения ионы изнашивают гладкую поверхность электродов. Между делом ионы литиевой соли, входящие в состав электролита, кристаллизируются прямо на поверхности электродов, что приводит к закупориванию пор, а это негативно сказывается на доступ к ионам, которые блокируются и не могут быть поглощены электродом. 

akkymylytory 3

Но если аккумулятор выйдет из строя и будет не так эффективен, то его можно попросту заменить новым, а вот, что делать в случае с взрывом?! Вероятность того, что произойдет взрыв батареи вашего устройства высока, а причина тому накапливаемые горючие растворители. Взрыв может произойти если аккумулятор будет сильно нагрет, а количество этого самого горючего превысит нормы. В большинстве случае увеличение температуры аккумулятора происходит во время зарядки, когда поступает наибольшее напряжение. Проще говоря если хотите продлить жизнь вашего аккумулятора, стоит производить зарядку с меньшим напряжением, но на всю ночь, а чтобы избавиться от горючих растворителей, необходимо разряжать устройство до выключения, а затем заряжать его полностью до 100% (делать подобные вещи при покупке нового устройства не стоит, так как литий-ионые аккумулятора не требуют данного действия). Также хочется отметить, что многие пользователи считают, что если оставить аккумулятор включенным в розетку, даже если смартфон будет полностью заряжен, то это «вроде как» вредит устройству. Нет, не слушайте таких людей, это никак не влияет ни на аккумулятор, ни на сам смартфон. Да, конечно, бывали случаи, но шанс нанести вред всегда очень мал. 

Старайтесь избегать зарядки устройства при: низких температурах, полной разрядки устройства, так как это плохо сказывается на продолжительности жизни аккумулятора. По возможности старайтесь выполнять заряд аккумулятора при достижении 40-50% оставшегося заряда. 

Постепенно мы переходим к теме будущего. Главными факторами, которые будут улучшатся, являются: объем аккумулятора, продолжительность ее работы, безопасность использования, время зарядки и жизненный цикл. 

С современной литий-полимерной технологией можно достичь улучшение материала анода, что в свою очередь позволяет увеличить объем батареи и ее жизненный цикл. Показатели поглощения ионов в разы выше, что позволяет увеличить время зарядки, а более мягкий материал анода, также позволит получить высокие жизненные показатели аккумулятора. 

Компоненты, которые не горят

На территории Северной Калифорнии был представлен специальный проект, в котором говориться о замене текущих растворителей на перфторполиэфир. Масла перфторполиэфир в современное время широко используются в качестве смазок деталей, но ученые считают, что именно данный элемент сможет заменить нынешние горючие растворители, и более того, они будут поглощать соли и электролита намного эффективнее, то есть мы получим более безопасные аккумуляторы с высоким жизненным циклом. 

akkymylytory 4

Быстрая зарядка

Ученые Нангуангского технического университета представили аккумулятор, который имеет 10 тысяч циклов зарядки и разрядки, а также же заряжается до 70% всего лишь за 2 минут. Неплохие показатели, правда?

akkymylytory 5

Ученые воспользовались не графитом в качестве анода, а гель, который состоит из нанотрубок диоксида титана. Диоксид титана в свою очередь может встречаться вам в кремах от солнца, а его производство очень даже дешевое. К слову, говоря в качестве анода, он и ранее использовался, но движение ионов получилось значительно увеличилось именно благодаря гелю из нанотрубок. Поэтому увеличился процесс зарядки аккумулятора. Сам гель же более устойчив к воздействию на него ионов, поэтому мы и получаем такой высокий показатель, который приравнивается к 10 тысячам циклов. 

Литий-анодная батарея

Литий-анодные батареи оправдали свое существование тем, что даже спустя 150 циклов они будут эффективны на 99%. Однако если произойдет взаимодействие анода с электролитом, то может произойти взрыв, также после длительного использования анод может подвергнуться деформации, поэтому ученые поместили между анодом и электролитом слой углерода, решившего все проблемы. 

akkymylytory 6

Гибкие батареи

Я никого не удивлю если скажу, что есть гибкие дисплеи, однако, когда вопрос заходит об аккумуляторах, то все производители встают в тупик, так как на сегодняшнее время нет ни одного массового производства, на рынке позволяющего осуществить данный проект. Но тут у многих возникнет вопрос, почему нельзя сгибать обычные аккумуляторы? Ответ действительно прост: если согнуть обычную батарею они тут же подвергнуться деформации, а передвижение ионов затрудниться, что приведет аккумулятор в негодное состояние. Нечто подобное производители смогли реализовать в смартфоне LG G Flex 2. В нем пластины хоть и не имеют изогнутой формы, но всей расположены по всей задней части дисплея, таким образом, чтобы у вас не получилось их согнуть. 

akkymylytory 7

В китайской национальной лаборатории Шэньяна смогли разработать ультратонкую батарею, которую вы сможете сгибать как удобно, ломать и делать с ней, что захотите, но с единственным огромным минусом – небольшая емкость. Впрочем китайцы не останавливаются на достигнутом, а ведут разработки в данной области до сих пор. 

Литий-серные батареи

Литий-серные батареи, по своему принципу очень похожи на литий-ионные, но емкость их в несколько раз выше, а растворители не столь опасны. Единственная проблема заключается в нелинейной разрядке устройства, что в свою очередь обязывает вести работы над принципом зарядки подобного рода аккумуляторов. 

akkymylytory 8

Литий-воздушные батареи

Литий-воздушные аккумуляторы получили широкие использование во время первых электрокаров. Суть данной батареи заключается в том, что в качестве катода используется ничто иное, как кислород. Конечно, нет никакого смысла применять подобные аккумуляторы в смартфонах, однако в автомобилестроении, подобного рода аккумулятор может оказаться вполне успешным. Правда, несколько тестов показали, что подобного рода аккумуляторы приходят в негодность после нескольких циклов. 

akkymylytory 9

Магний-ионные батареи

Главными отличиями подобных аккумуляторов является то, что объем в 15 раз превышает литий-ионые, цикл жизни в 5 раз выше, а процесс зарядки на 70% быстрее.

akkymylytory 10

Итоги:

Можно долго говорить о полезности тех или иных видов аккумуляторов, но сам факт, развития не может не радовать. Можно с уверенностью сказать, что не всю жизнь нам придется использовать в смартфонах литий-ионые аккумуляторы, поэтому будем надеяться на ученых, которые, возможно, в скором времени, представят нечто удивительное и по-настоящему ценное в данной области технологий.


Добавить комментарий

Понравилась статья? Оставьте свой отзыв.
В комментариях запрещена реклама, оскорбления, мат, и все, что запрещено законом.

Вы также можете авторизоваться с помощью соц. сетей

           


Подписывайтесь на наши новости по почте

Введите ваш email адрес:


Рекомендуем

Последние комментарии

Последнее на форуме

Читать подробнее »