Móvil de Noticias: Baterías

Echa un vistazo a su teléfono celular, PDA o portátil: debido a los avances tecnológicos rápidos han sido ampliamente los dispositivos disponibles, que tienen diez o quince años se puede ver sólo en películas de ciencia ficción. Y entre este color desenfrenado floración industria de alta tecnología es un anacronismo baterías convencionales perfecto. Basta pensar, los principios que subyacen en todas las baterías modernas se han abierto ya en el siglo pasado, sino mucho antes. Y ya que han sido objeto de cambios no es tan grande, que consistía principalmente en la reducción del tamaño y el uso de materiales mejorados. Parece que el mundo GHz y la nanotecnología es la "vieja" debe tener un asiento trasero. Pero con la llegada de muchos dispositivos móviles modernos (reproductores, PDAs, cámaras y videocámaras, ordenadores portátiles, etc) estamos asistiendo a la tendencia opuesta - las pilas y las baterías no son parte menos importante que los procesadores. Todo depende precisamente de la capacidad de la fuente de alimentación. Y sin él, incluso la tecnología más ricos en funciones será absolutamente inútil. De hecho, una edad tan sólido de la tecnología - es una buena cosa. Durante este período, los científicos y los investigadores han estudiado el problema en detalle. Moderna "duraselly" lejos de la Volts hace dos siglos. Y ahora, los fabricantes están gastando mucho dinero para mejorar los parámetros de sus productos y reducir su tamaño. Un motor de este proceso es un constante esfuerzo hacia la miniaturización de los fabricantes de productos electrónicos. Los últimos desarrollos en esta área están tratando de satisfacer las necesidades de la tecnología móvil moderna. El hecho de que incluso el trabajo en nuevas formas, no es así, como radios o linternas. Todas estas cámaras digitales, PDA's y CD-MD-MMC, MP3 jugadores necesitan baterías que puede soportar repentinos que se producen durante las pantallas de alimentación, discos relajarse y salir de la hibernación. Por el contrario, las empresas de informática, la santa ley de chtyaschih de Moore, las empresas productoras de las baterías, no tienen ilusiones sobre el más cercano (e incluso no tan) en el futuro. décadas anteriores (!) Lugar no a esperar a la aparición milagrosa de las nuevas tecnologías que aumenten la capacidad de la batería a la mitad. Por el contrario, debemos trabajar duro, mejorando gradualmente disponibles. Baste decir que más de diez años de duración de la batería de polímero de litio de esta tecnología no se ha agotado completamente, por lo que las mejores mentes de la industria continúa en el porcentaje en medio punto porcentual de aumento en su capacidad específica. Las baterías han recorrido un largo camino de desarrollo, pero todavía no son suficientes para servir a la gente. A continuación, voy a contar la historia de las baterías, así como tratar de entender lo que está por venir. Bueno, para empezar con una mirada a cómo funcionan y lo que llevamos dentro. Baterías - son dispositivos que almacenan energía, que a continuación, dar el mismo dispositivo de energía que consume. Sin embargo, bajo esta definición incluye como volantes o, por ejemplo, el resorte del reloj. Desafortunadamente, en este punto en el reloj modelos mercado ruso de los teléfonos celulares o PDA no están representados en absoluto, así que dejemos este tema interesante para tiempos mejores. Omite también la historia de la baterías de plomo-ácido - a pesar del hecho de que tienen una enorme capacidad, la movilidad (que no debe confundirse con el coche) deja mucho que desear. Lo que normalmente entendemos por la palabra "batería" se puede describir de la siguiente manera: un sistema aislado en el que ocurren los procesos químicos, dando lugar a la energía eléctrica generada. La aparición de los ordenadores portátiles, así como muchas otras "cosas" móviles, dio un nuevo impulso al desarrollo de las tecnologías de la fuente de alimentación autónoma. Si nos fijamos en los ordenadores convencionales, que se alimentan desde la red, y por lo tanto prácticamente no utilizan baterías. Como excepción se puede llamar un sensor CMOS de batería en la placa base, baterías, fuente de alimentación ininterrumpida (UPS'ov), y, en las pequeñas cosas, "dedos" que se insertan en varios ratones inalámbricos, teclados, etc ¿Cómo diferentes dispositivos móviles: no hay ni siquiera discutir sobre algo, es difícil nombrar una sola, que no han pasado una pila (o batería). Además, cuando toda la variedad de formas y tamaños, en general, todos utilizan prácticamente las mismas baterías. Es decir, y un teléfono móvil y un ordenador portátil equipado con el mismo ion-litio-baterías, aunque la forma y la capacidad de comparar es difícil.Al mismo tiempo, el concepto de todas las baterías fabricadas para el consumo masivo es prácticamente el mismo. Dos electrodos - un cátodo y el ánodo - se componen de dos metales diferentes (en rigor, deberían tener diferentes grados de oxidación). El espacio entre ellos completa con un tercer material llamado electrolito. Amplia variedad de componentes que permite crear un sistema unificado de muchos tipos de baterías que son a veces diametralmente opuestas propiedades, diferentes capacidades específicas (relación de máxima de la batería de su volumen) y la tensión nominal.

Historia

Se considera que los principios básicos de los cuales se utilizan para el día de hoy, fueron descubiertas en el físico de finales del siglo XVIII italiano y naturalista, Alessandro Volta (1745-1827). Fue entonces trabajaba en la Universidad de Pavía, se interesó por la "electricidad animal", abra unos años antes por su compatriota Luigi Galvani (en honor de sus baterías electroquímicas son a menudo llamados galvánica). Volta demostró que es la corriente producida por el contacto de dos metales diferentes, causando una disminución en el músculo en las ancas de rana. Por lo tanto, rechazó la idea de Galvani de que la electricidad se produce en los músculos. Para probar su punto, llenó dos copas con salmuera y se combinan con bordes de metal. Uno de los extremos de estos arcos eran de cobre y zinc uno. Ellos se establecieron de manera que cada plato era un electrodo de cada tipo. Esta construcción y la primera batería produce electricidad por la reacción química entre dos metales en solución. En 1800 se perfeccionó, la creación de su famoso "pila voltaica", la primera fuente de alimentación de CC. Representó a los 20 pares de puntos, hecha de dos metales diferentes, animales que figura de cuero o paño humedecido con una solución salina. En reconocimiento a científico italiano, su nombre ha sido nombrado uno de la tensión - voltios.

Otros experimentadores han notado los resultados. Han mejorado la pila voltaica, la creación de nuevos tipos de baterías. Por ejemplo, en 1836, el químico Inglés John Daniell poner electrodos de cobre y zinc en un recipiente de ácido sulfúrico. Esta batería se llama "elemento plano" o "elemento de Daniel." Tres años más tarde, otro inglés, William R. Grove, de oxidación agregado para evitar la acumulación de hidrógeno cerca del cátodo, lo que reduce la tensión en la salida. Hubo otros intentos de mejorar el diseño original, pero ninguno de estos dispositivos primitivos no se utilizan hoy en día. El avance significativo en primer lugar se hizo el francés Gaston Plante. En 1859 pasó una experiencia interesante, aparentemente similar a la realizada Volta. En sus celdas galvánicas se utilizaron como electrodos de placas de plomo y el electrolito es ácido sulfúrico diluido. Plante relacionada con los elementos de la DC, y algún tiempo para cargar la batería. El instrumento en sí mismo fue la generación de electricidad, que produce casi toda la energía que gasta en los ejercicios. Y se puede recargar muchas veces. Eso es exactamente lo que parecía la misma batería de plomo-ácido que se seguirán utilizando en todos los coches producidos. Otro dispositivo es un tiempo de hígado se ha desarrollado y patentado por otro inventor francés, Georges Leklanshe en 1866. Nombrado en honor de su elemento fue el prototipo de la moderna "en seco" las baterías, aunque en un principio era un nombre que no se han encontrado. El hecho de que en la versión propuesta Leklanshe, el electrolito es un líquido. En las mismas baterías fabricadas ahora ha sido reemplazado por la jalea para evitar fugas de los contenidos y los daños a los equipos que se alimenta de la batería. En el resto, durante el tiempo que la tecnología ha cambiado poco. Como hace medio siglo, los elementos secos son taza de zinc (ánodo), que se inserta en una varilla de grafito (cátodo) y el espacio interior está lleno de electrolito. Utilizando esta tecnología producen las fuentes de alimentación más barata y masiva, que se insertan en una linterna, los jugadores, juguetes, etcSin embargo, en sus elementos originales forma "húmeda" Leklanshe no eran ni compacta ni fiables. Por lo tanto, muchos innovadores han tratado muchas veces para mejorar su calidad de consumidores, tales como colocar en envases herméticamente cerrados, que no permite fugas.

Tipos de pilas

La mayoría de las baterías modernas: níquel-cadmio, níquel metal hidruro de litio y todos - se han desarrollado ya en el siglo 20 en los laboratorios de las grandes empresas o universidades. Los nuevos sistemas químicos no son inventadas por los fans individuales, en base a su propia intuición. Los principios básicos que sustentan el funcionamiento de las células, ya bien estudiado y descrito las fórmulas exactas. Hoy en día el principal problema que enfrentan los desarrolladores es la selección de los componentes óptimos. Químicos de distinguir entre las células galvánicas de dos tipos: el primero y segundo. La diferencia entre ellos reside en la manera de producir la energía que producen. Elementos de la primera clase - son las baterías desechables, que producen electricidad a través de reacciones químicas que resultan en ánodo, cátodo y el electrolito sufrir cambios irreversibles. Esto hace que la recarga de las baterías como es imposible o muy irracional (por ejemplo, para cargar ciertos tipos de pilas que gastar diez veces más energía de lo que ahorran, mientras que otras especies pueden acumular sólo una pequeña fracción de su costo original.) Después de eso, la batería sólo tiene que tirar a la basura, donde, con suerte, se mete en el reciclado y la más probable en un vertedero. Los elementos del segundo tipo es más conocida como baterías. Esto significa que se puede cargar si los electrodos para conectar la fuente de la CC. Las reacciones químicas que ocurren en ellos, son reversibles. Por lo tanto, las baterías de la segunda clase no producen, pero sólo el ahorro de energía. En igualdad de condiciones, las baterías parecen ser la mejor opción en comparación con las baterías desechables. Su uso, no lo hacemos tanto daño al medio ambiente, porque después de la aprobación de la gestión, no se debe tirar. Una batería se puede utilizar durante un año, mientras que las baterías convencionales para el mismo período tendría 100 a 200 piezas, y cada elemento contiene sustancias tóxicas. Pero no es tan simple. De hecho, las baterías tienen algunas deficiencias graves, que no les permiten desplazar a las demás baterías. En caso de urgencia, las baterías desechables son la mejor opción. Son baratos y siempre listo para funcionar. Pero para dispositivos móviles que se utilizan regularmente, las baterías siguen siendo la opción más rentable. Ninguno de la batería no puede almacenar la energía para siempre. Productos químicos dentro de reaccionar entre sí y se descomponen poco a poco. Como resultado, reduce la vida de la batería. En esta relajación progresiva son dos razones principales. Algunas reacciones químicas afectan la capacidad de almacenar energía. Después de algún tiempo, la batería perderá su carga completa. Esta vez, llama la vida útil es por lo general se indica en su cuerpo. Depende del tipo y diseño de las baterías, pero las condiciones de almacenamiento también afectan a la duración de su vida. Las baterías modernas de litio puede almacenar durante más de diez años, al mismo tiempo, elementos de otros tipos pueden ser dados de alta en un par de semanas (por ejemplo, baterías de zinc-aire después de iniciar el uso). Pero incluso el "largo", las muestras pueden quedar inservible antes si se almacenan en condiciones adversas. Afecta en particular a los efectos de las altas temperaturas. Si es así, por el contrario, fresco (y algunos tipos, incluso congelar), a menudo ayuda a mantenerlos en la mejor forma en un tiempo mucho más largo que la fecha de expiración especificada. reacción química reversible en las baterías se produce cuando ni siquiera está en uso. Este proceso se llama auto-descarga. Es reversible, así como la aprobación de la gestión habitual. El tipo de efecto de auto-descarga, los mismos factores que en el período de almacenamiento, por lo que también puede ser muy diferente para los diferentes tipos de pilas: algunos pierden hasta un 10% de carga por día, mientras que otros sólo el 1%. Otro indicador que es importante conocer para cada tipo de batería, es la capacidad específica.Se define como la relación entre el elemento a su masa o volumen y se expresa en vatios-hora por unidad de masa o volumen. Cuanto mayor sea el ratio, más energía se puede almacenar por unidad de peso, y el más atractivo es para el uso en dispositivos portátiles. Esta tabla muestra las proporciones de los diferentes tipos de baterías, expresó Vatt-chasah/kg.

Tipo	Voltaje	Ud.emkost
Ni-Cad	1,2	40-60
NiMH	1,2	60-80
Li-Ion	3,6	90-110
Li-Polymer	3,6	130-150

Química Sistemas

Uno de los factores más importantes en el desarrollo de baterías (así como cualquier dispositivo que les da de comer) es lograr la máxima capacidad específica para un determinado país (mínimo) tamaño y peso. Las reacciones químicas que ocurren dentro del elemento y determinar su capacidad y tamaño físico. En principio, toda la historia del desarrollo de las baterías se reduce a la búsqueda de nuevos sistemas químicos y empaquetarlos en un cuerpo tan pequeño como sea posible. Hoy en día es una gran cantidad de diferentes tipos de pilas, algunas de las cuales se desarrollaron en el siglo 19, mientras que otros apenas tomó nota de una década. Esta diversidad se explica por el hecho de que cada tecnología tiene sus ventajas. Le informaremos acerca de la más común de los utilizados en dispositivos móviles.

Pilas

Las primeras baterías fabricados en serie se acaba de secar. Herederos de la Leklanshe invención, que son más prevalentes en el mundo. Sólo una empresa Energizer vende más de 6 mil millones de baterías anuales de este tipo. En general, "dice el batería, se entiende -. Pila seca" Y esto a pesar del hecho de que tienen la menor capacidad específica de todos los "grandes" tipos. Esta popularidad se debe, en primer lugar, su bajo precio, y en segundo lugar, que este nombre se denomina a la vez tres sistemas químicos diferentes: los cloruros de zinc, las pilas alcalinas de manganeso, zinc (elementos Leklanshe). Sus nombres dan una idea de los sistemas químicos, con base en el cual fueron creados. En las baterías de celda seca situada en el eje de los colectores de carbono cátodo barra actual. Cátodo de sí mismo es un sistema que incluye el dióxido de manganeso, el electrodo de carbono y electrolitos. Zinc "copa" es el ánodo y constituye un elemento carcasa de metal. Electrolito, a su vez, es una mezcla, que consiste de cloruro de amonio, dióxido de manganeso y cloruro de zinc. Manganeso y zinc y los elementos de zinc de los cloruros son diferentes, de hecho, el electrolito. El primero contiene una mezcla de cloruro de amonio y cloruro de zinc, se diluye con agua. En el electrolito de los cloruros de zinc en casi un 100% es cloruro de zinc. La diferencia en la tensión nominal en la que el mínimo: 1,55 V y 1.6 V, respectivamente. A pesar del hecho de que el cloro y zinc tiene una capacidad mayor en comparación con los elementos Leklanshe, esta ventaja desaparece con poca carga. Por lo tanto, que a menudo se escribe "pesado", es decir, con elementos de alta potencia. Sea como fuere, la eficacia de todas las células secas disminuye fuertemente con el aumento de la carga. Es por eso que en las cámaras modernas para ponerlas no vale la pena, simplemente no están diseñados para este propósito. No importa cuánto corriendo conejitos rosas en la publicidad, las pilas alcalinas - todo es lo mismos minerales de cinc-carbono vino desde el siglo 19. La única diferencia es una selección especial con mezcla de electrolitos, lo que permite aumentar la capacidad y vida útil de dichas baterías. ¿Cuál es el secreto? Esta mezcla es ligeramente alcalino más que los otros dos tipos.

Si la composición química de las pilas alcalinas no es muy diferente de la Leklanshe elemento del mismo, las diferencias de diseño son importantes. Podemos decir que la célula de la batería seca alcalina es al revés. La cubierta externa de ellos es el ánodo, es sólo una cáscara protectora. Ánodo es una mezcla gelatinosa de zinc en polvo mezclado con un electrolito (que, a su vez, es una solución acuosa de hidróxido de potasio). Cátodo, una mezcla de carbón y dióxido de manganeso, rodea el ánodo y el electrolito.Se separa una capa de tela no tejida como el poliéster. Dependiendo de la aplicación, las pilas alcalinas pueden durar 4-5 veces más que las convencionales de carbón-cinc. Esta diferencia es especialmente notable cuando se utiliza este modo, cuando los períodos cortos de alta tensión intercalados con períodos largos de inactividad. Es importante recordar que las pilas alcalinas no son recargables, debido a los procesos químicos en los que se basan, no son reversibles. Si se pone en el cargador, no se comportará como una batería, sino más bien como una resistencia - comenzará a calentarse. Si no lo hace retirarse a tiempo, entonces se calienta la fuerza suficiente para explotar.

Baterías de níquel-cadmio

Título nos dice que las baterías de este tipo tienen un ánodo de níquel y un cátodo de cadmio. Las baterías de níquel-cadmio (Ni-Cad designados) son populares entre los consumidores de todo el mundo. Por último pero no menos importante se debe al hecho de que pueden soportar un gran número de ciclos de carga-descarga - 500 o incluso 1000 - sin una degradación significativa en el rendimiento. Además, son relativamente ligeros y consumen mucha energía (aunque la capacidad específica de aproximadamente dos veces menor que la de las pilas alcalinas). Por otra parte, que contienen cadmio tóxicos, por lo que deberían tener más cuidado, tanto durante el uso y el momento de deshacerse de.

La tensión de salida de la mayoría de las baterías disminuye a medida que la descarga, ya que el resultado de reacciones químicas aumentar su resistencia interna. Las baterías de níquel-cadmio se caracterizan por la resistencia interna muy baja, y por lo tanto pueden aplicarse a la corriente de salida es lo suficientemente fuerte que, además, prácticamente sin cambios como la distensión. En consecuencia, la tensión de salida también se mantiene prácticamente sin cambios, siempre y cuando la carga es casi nunca se acabe. Entonces la tensión de salida se reduce a casi cero. tensión de salida constante es una ventaja en el diseño de circuitos eléctricos, pero también hace a la definición del nivel de carga actual es prácticamente imposible. Debido a este equilibrio de poder en particular se calcula sobre la base del tiempo de trabajo y la capacidad conocida de un determinado tipo de batería, y por lo tanto es el valor aproximado. deficiencia Mucho más grave es el "efecto memoria". Si una batería no se descargue completamente y luego poner la carga, su capacidad puede ser reducida. El hecho de que un "mal" carga en el ánodo de cristales de cadmio. Juegan el papel de la química "memoria" las baterías, recordando que el nivel intermedio. Cuando, durante la próxima aprobación de la gestión de la batería se reducirá a este nivel, la tensión de salida caerá como si la batería está completamente descargada. cristales vengativo seguirá siendo formado en el ánodo, aumentando el efecto de este efecto desagradable. Para deshacerse de él, que necesita para continuar aliviando después de alcanzar este nivel intermedio. La única manera de "borrar" la memoria y restaurar la capacidad de la batería por completo. deficiencia Mucho más grave es el "efecto memoria". Si una batería no se descargue completamente y luego poner la carga, su capacidad puede ser reducida. El hecho de que un "mal" carga en el ánodo de cristales de cadmio. Juegan el papel de la química "memoria" las baterías, recordando que el nivel intermedio. Cuando, durante la próxima aprobación de la gestión de la batería se reducirá a este nivel, la tensión de salida caerá como si la batería está completamente descargada. cristales vengativo seguirá siendo formado en el ánodo, aumentando el efecto de este efecto desagradable. Para deshacerse de él, que necesita para continuar aliviando después de alcanzar este nivel intermedio. La única manera de "borrar" la memoria y restaurar la capacidad de la batería por completo. Esta técnica se denomina una descarga profunda. Pero en el fondo no quiere decir que completa, a la altura. " Esto es sólo dolor y acortar la vida útil del elemento. Si en el proceso de utilización de la tensión de salida cae por debajo de la V 1 (con una tensión nominal de 1,2 V), que ha llevado a las baterías defectuosas.equipos sofisticados, tales como PDAs o computadoras portátiles están configurados para que estén apagados antes de que el nivel de la batería cae por debajo del umbral. Para las baterías de descarga profunda necesidad de utilizar aparatos especiales que producen muchas empresas de renombre. Algunas compañías de fabricación declaró que las nuevas baterías de níquel-cadmio que no son susceptibles al efecto de memoria. Sin embargo, en la práctica no se ha probado. No importa lo que los productores se han comprometido a lograr el máximo impacto cada vez que las baterías deben estar completamente cargada y luego esperar a que la descarga normal que no se echan a perder y han servido todo el plazo.

La prevención de la electrólisis

Como resultado de la electrólisis en las baterías de níquel-cadmio puede acumularse gases potencialmente explosivos: hidrógeno y oxígeno. Para evitar esto, las pilas se colocan en un sobre cerrado. Hay microvalves especial diseñado para la ventilación automática de los gases acumulados. Son tan pequeñas que es muy difícil darse cuenta. Es importante que estas válvulas fueron cerradas, por lo que la vida de la batería no debe envolver, pegamento o cinta de bobina.

Níquel-metal hidruro

Desde el punto de vista de la química, un material ideal para el cátodo sería el hidrógeno. Pero bajo condiciones normales de uso para esto es imposible. A temperatura ambiente y presión atmosférica, es un gas, y es más fácil de usar para los globos de relleno, y no como material para las baterías. Sin embargo, a finales de los 60o siglo, los 20 los científicos han descubierto una serie de aleaciones capaces de unirse el hidrógeno atómico en un volumen 1.000 veces mayor que la suya. Se denominan hidruros, un compuesto químico, por lo general son los metales como el zinc, litio y níquel. Con el uso apropiado, con la ayuda de los hidruros pueden almacenar suficiente hidrógeno para su uso en reacciones reversibles dentro de una batería. El más utilizado de níquel e hidruro metálico (NiMH), que han cátodo y un ánodo de hidruro de níquel. El uso de hidruros tiene varias ventajas. La más obvia es que la producción no utiliza el cadmio tóxicos. La ausencia de este material también significa que estas baterías debe estar libre de efecto memoria. Además, a través de la utilización del hidrógeno como cátodo, logró terminar aumento del 50 por ciento de la capacidad específica (en comparación con las baterías de níquel-cadmio). En la práctica, esto significa que las baterías de hidruro de níquel-metal, el jugador o un dispositivo similar se ejecutará en un 50% más. Pero el uso del hidrógeno no sólo trae resultados positivos pero también negativos. El principal inconveniente es que estas baterías son mucho más propensos a la auto-descarga. Algunos de ellos están perdiendo hasta un 5% de cargo por día, aunque los últimos modelos, este rendimiento se redujo. Lista de descarga de las baterías de níquel e hidruro metálico con carga es ligeramente diferente de la de níquel-cadmio. La tensión nominal, no difieren (lo mismo 1,2 V). Pero si la batería está completamente cargada, a continuación, desde hace algún tiempo la tensión de salida de 1,4 V. Después de este corto período, se reduce a 1,2 V, y la batería de NiMH más-se comportan de la misma manera que la NC. Ambos tipos generalmente tienen características bastante similares. NiMH baterías también pueden producir la corriente de gran fuerza, capaz de soportar una gran cantidad de ciclos de carga / descarga (por lo general alrededor de 500), sin embargo, son dos tecnologías diferentes. Si, durante la descarga de la batería de los dos tipos se comportan casi idénticamente, entonces la carga de la similitud no se observa. Más concretamente, las baterías de níquel-cadmio durante la carga casi no cambia su temperatura. Níquel e hidruro metálico así generar calor, y cuando la carga completa de llegar, se puede calentar de forma significativa. Debido a esto, para las baterías de diferentes requieren diferentes cargadores. Y aunque el mercado hay dispositivos universales, por lo general una vez que se puede cargar las baterías del mismo tipo.

Baterías de litio

El litio es el metal más reactivo, y lo utilizó en los sistemas más compactos que ofrecen tecnología inalámbrica de energía de última generación.cátodos de litio utilizadas en casi todas las baterías de gran capacidad. Pero gracias a la actividad de esta pilas de metal se obtienen no sólo muy receptivo, sino que también tienen la mayor tensión nominal. Dependiendo en el ánodo, los elementos que contienen litio tienen una tensión de salida de 1,5 V a 3,6 V!

El principal problema en el uso de litio de nuevo, es su alta actividad. Incluso puede salir - a decir nada, ni el aspecto más agradable, lo que se refiere a las baterías. Debido a estos problemas, los elementos sobre la base de litio metálico, que comenzaron a aparecer ya en los años 70a-80o del siglo 20, la "famosa" por su baja fiabilidad. Para deshacerse de estas dificultades, los fabricantes han tratado de utilizar las baterías de litio en forma de iones. Por lo tanto, se las arreglaron para conseguir todas las cualidades electroquímicos útiles, sin entrar en contacto con la forma caprichosa de metal. En la celda de litio-ion, los iones de litio son moléculas relacionadas con la de otros materiales. Típica de Li-Ion batería tiene un ánodo de carbono y el cátodo de litiykobaltdioksida. El electrolito es básicamente una solución de sales de litio.

Las baterías de litio tienen una mayor densidad de hidruro de níquel-metal. Decir, en los cuadernos de este tipo de baterías puede funcionar en una y media veces más de hidruro de níquel-metal. Además, las células de iones de litio a salvo de los efectos de la memoria, que sufrió a principios baterías de níquel-cadmio. Por otro lado, la resistencia interna de una células de litio moderna es mayor que la de níquel-cadmio. En consecuencia, no puede proporcionar tales corrientes fuertes. Si las células de Ni-Cd son capaces de liberarse de la moneda, el litio no es capaz de hacerlo. Pero aún así, el poder de estas baterías sería suficiente para un portátil, si no se asocia con cargas salto (esto significa que algunos dispositivos como disco duro o-CD-ROM, no debe causar el salto de altura en condiciones extremas - por ejemplo, durante la promoción inicial o se despierta de modo de espera). Por otra parte, incluso a pesar de que las baterías de iones de litio se mantendrá durante cientos de ciclos de carga, que viven vidas más cortas que las que utilizan una moneda. Debido al hecho de que las células de litio-ion con un electrolito líquido (aunque separados por una capa de tejido) en la forma que son casi siempre el cilindro. Aunque esta forma no es peor que otras formas de elementos, con el advenimiento de las baterías de electrolito polimerizado de iones de litio son cada vez más pequeños.

Baterías de litio-polímero

La tecnología más avanzada que se usa hoy para crear una batería que es un polímero de litio. Ya entre los fabricantes de las baterías y dispositivos de la computadora ha sido una tendencia a una transición gradual a este tipo de elementos. La principal ventaja de las baterías de polímero de litio es la ausencia de electrolito líquido. No, eso no significa que los científicos han encontrado una manera de prescindir por completo con el electrolito. El ánodo está separada de la del cátodo de una barrera de polímeros, materiales compuestos, tales como el poliacrilonitrilo, que contiene una sal de litio. Debido a la ausencia de componentes líquidos, los elementos de polímero de litio puede tomar casi cualquier forma, a diferencia de otros tipos de pilas cilíndricas. Las formas convencionales de los envases para ellos son las placas planas o barras. Como tales, mejor llenar el espacio del compartimiento de la batería. Como resultado, la densidad específica de las mismas, las baterías de polímero de litio de forma óptima se puede almacenar en materia de energía 22% más que comparables de litio-ion. Esto se logra llenando los "muertos" en los volúmenes de las esquinas del compartimento, lo que habría quedado sin utilizar en el caso de las pilas cilíndricas. Además de estas ventajas evidentes, los elementos de polímero de litio son el medio ambiente y más fácil debido a la ausencia de una carcasa metálica exterior.

Batería de litio-zhelezodisulfidnye

A diferencia de otras baterías de litio que contienen, que tienen una tensión de salida superior a 3V, el litio-que zhelezodisulfidnyh a la mitad. Además, no pueden ser recargadas. Esta tecnología representa un compromiso para que los desarrolladores han ido a garantizar la compatibilidad de las fuentes de energía de litio con la técnica, desarrollada para utilizar pilas alcalinas. La composición química de las baterías fue modificada especialmente. Ellos ánodo de litio separados de la capa del cátodo zhelezodisulfidnogo de electrolito. Este sándwich es embalado en una caja sellada con mikroklapanami para la ventilación, así como las baterías de níquel-cadmio. Este tipo de elemento ha sido concebido como un competidor de las pilas alcalinas. En comparación con el litio-zhelezodisulfidnye pesan un tercio menos, tienen mayor capacidad, y, por otra parte, también se almacena durante más tiempo. Incluso después de diez años de almacenamiento, que retienen casi toda su carga. Superioridad sobre sus competidores son más pronunciados con una gran carga. En el caso de las altas corrientes de carga de los elementos de litio zhelezodisulfidnye puede operar en 2,5 veces más que las baterías alcalinas del mismo tamaño. Si la salida no requiere una gran intensidad, esta diferencia es mucho menos notable. Por ejemplo, uno de los productores de pilas, dijo las siguientes características de dos tipos de su batería de tamaño AA: con una carga de 20 pilas alcalinas mA trabajará para 122 horas en comparación con 135 horas en una batería de litio-zhelezodisulfidnoy. Si el aumento de la carga hasta 1A, la duración de la obra ascendió a 0,8 y 2,1 horas respectivamente. Como se suele decir, el resultado es evidente. Estos potentes baterías no tiene sentido poner un dispositivo que consumen relativamente poca energía durante mucho tiempo. Fueron diseñados específicamente para su uso en las cámaras, las linternas de gran alcance, y un reloj de alarma o la radio es mejor poner las pilas alcalinas.

Cargadores

Modernos aparatos para la carga - una sofisticados dispositivos electrónicos equipados con diferentes sistemas de protección - el suyo y tanto sus baterías. En la mayoría de los casos, cada tipo de elemento a su propio cargador. Cuando se utiliza correctamente, puede arruinar no sólo baterías, sino también el cargador. Hay dos modos de cargadores - con tensión constante y corriente constante. Los dispositivos que sólo funcionan con una tensión constante es muy simple. Ellos siempre han servido a la misma tensión, pero la intensidad de la corriente depende del nivel de carga de las pilas (y otros factores). Con la acumulación de la energía, la tensión aumenta y, por tanto, disminuye la diferencia de potencial cargador y la batería. Como resultado, la corriente en el circuito disminuye. Ellos están dispuestos no es difícil, todo lo que necesitas - un transformador (para reducir el voltaje hasta el nivel deseado) y el rectificador (para enderezar el AC a DC). Estos dispositivos están equipados con algunas de las baterías de iones de litio, a pesar de que normalmente se añaden al sistema de protección contra el exceso de carga y así sucesivamente. El segundo tipo de cargador proporciona una intensidad constante y altera el voltaje para proporcionar el valor actual requiere. La carga se detiene cuando el voltaje de la batería alcanza una carga completa. Normalmente, estos dispositivos se utilizan para el níquel-cadmio y elementos de níquel metal hidruro. A fin de no estropear la batería, que necesita tiempo para detener la carga después de alcanzar el nivel deseado. Dependiendo del tipo de batería y "engañado" el cargador para determinar el tiempo necesario para recargar utilizando tecnologías múltiples. En los casos más simples se mide por la tensión producida por la batería. El sistema controla el voltaje de la batería y termina la cadena en un momento en que alcanza un nivel de umbral. Pero este método no es adecuado para todos los elementos. Por ejemplo, nunca se reunirán en cargadores para las baterías de níquel-cadmio, que la curva de descarga es casi recto mayor parte del tiempo. Esto hace que sea imposible determinar el voltaje del umbral. cargadores más sofisticados seleccionado el modo de funcionamiento, basado en la medición de la temperatura del elemento. Cuando la batería empieza a calentarse, se reducirá la intensidad de corriente.Generalmente en este tipo de baterías se construyen los termómetros que controlan la temperatura del producto y enviar la señal correspondiente cargador. Los dispositivos más avanzados usan estos dos métodos a la vez. Comienzan con una corriente grande, y luego procesar los datos del sensor de voltaje y temperatura, puede cambiar a la baja. Si la batería está cargada, entonces entra en modo de carga de mantenimiento. En este caso, la batería se recarga sólo un poco para compensar el proceso de auto-descarga. Corriente de carga en este caso es sólo una vigésima parte, una trigésima parte de la descarga nominal de las baterías actuales. Pero para que esta batería debe mantener un modo de pequeña corriente de carga (por ejemplo, para las baterías de níquel-cadmio cargos no se puede). La mayoría de los cargadores para portátiles y teléfonos celulares están diseñados de tal manera que se puede estar constantemente conectados a los elementos.

Almacenamiento

Si usted quiere que su batería fue el mayor tiempo posible, algo para que puedan cuidar. Con los elementos de la primera clase, es decir, con las pilas desechables, más simplemente, su única cosa importante es la de almacenar, y después de usar a todos ellos un saque de banda misma. Las baterías, los elementos del segundo tipo, requieren más atención, porque es necesario recargar regularmente. Todas las baterías de recalentamiento echarse a perder. E incluso puede llegar a ser destructiva de carga, si no se detiene en el tiempo. Nada grave es que la batería se caliente cuando está conectado a un cargador. Pero por sobrecarga se eleva la temperatura de manera significativa, la batería se calienta, y es un signo seguro de que más de su cargo no tendrá éxito. De la batería también puede quedar inservible si está completamente descargada. Esto puede ser causado por un cortocircuito. Por cierto, un hecho interesante: algunas de la batería después de la descarga por debajo del nivel recomendado puede cambiar la polaridad! En general, si su ordenador portátil es para avisarle de que su batería está casi totalmente descargada, no trate de continuar el trabajo - más vendrán. La mayoría de las baterías recargables se conservan mejor en un estado dado de alta. Esto se aplica particularmente a las células de Ni-Cd. Por lo tanto, las baterías que son largos en la acción, generalmente se venden sin cargos.

Dispositivos

La mayoría de los dispositivos implica el uso de una batería de medidas estándar, por ejemplo, AA, AAA, y similares. Por lo tanto, los compradores tienen la opción, ¿qué tipo de temas a elegir. La inscripción "pesado" (carga alta), que se puede ver en algunas baterías de zinc-carbono no es sólo un truco publicitario. Esto significa que están destinados para su uso en aplicaciones que requieren una corriente de gran fuerza. Ejemplos de estos dispositivos - luces, motores eléctricos y todas las aplicaciones en que se aplican, tales como juguetes para niños. Allí, estas baterías duran mucho más tiempo de lo habitual. Si el dispositivo consume poca energía, a continuación, esta ventaja es casi es casi imperceptible. Diferentes baterías que contengan litio-son muy diferentes entre sí en lo que respecta a la aplicación. Li-zhelezodisulfidnye son campeones en el trabajo c cargas pesadas. Otros tipos, como pilas de reloj de litio, que se utiliza en aplicaciones donde la carga por el contrario, no son muy grandes. De iones de litio y de polímero de litio son en algún punto intermedio, y por lo tanto son los más versátiles. Cuando las baterías se pueden utilizar y las baterías desechables son por lo general preferible a la primera. Pero en algunos casos, sus beneficios no son reclamados. Tomemos, por ejemplo, el control remoto, que consume muy poca energía, pero se utiliza de forma continua y durante mucho tiempo. Las baterías convencionales puede durar varios años y las baterías no viven tanto, además de períodos tan largos de tiempo se hace sentir mucho más alta tasa de autodescarga de estos elementos. En el otro extremo están los dispositivos que se usan muy poco, pero siempre debe estar dispuesto a trabajar cuando sea necesario. También están mejor poner algo desechable, pero la "larga duración". En general, el principio es claro - no tienen la mejor batería o batería para cada solicitud será algo bueno y algo malo. Bueno, por fin, repetimos algunas reglas importantes:

Si un objeto metálico de cortocircuito de los terminales de la batería, entonces empieza a calentarse. Esto puede causar daños a su propiedad, y incluso un incendio.
La mayoría de las baterías se produce hidrógeno en el proceso de la electrólisis causada por recarga. Sellado de los edificios de las baterías modernas reduce significativamente el riesgo de fugas de gas y fuego, pero no completa seguridad de que no puede dar porque la incorporada en las válvulas periódicamente suelte el excedente acumulado de hidrógeno.
Mucho más peligrosa es un gas que no puede salir del edificio. Si por alguna razón, las válvulas automáticas fueron bloqueados cuando la temperatura interior puede crecer la presión para que la batería va a explotar. Por lo tanto, las baterías de la construcción no debe ser sellado, sellado en plástico y similares.
Casi todas las pilas contienen productos químicos peligrosos: tóxicos, tóxicos, inflamables - depende de la tecnología. Por tanto, es importante que se desechan después de su uso. Naturalmente, todavía es todo lo que está en el relleno sanitario más cercano, pero es mejor que dejarlos en algún lugar lejano, que se extiende en la calle.

Fuentes de Materiales:

ExtremeTech

HPCru

Los autores, la traducción:

Oleg Kurapov