Быстро заряжается аккумулятор: Авто аккумулятор быстро заряжается и быстро разряжается

Авто аккумулятор быстро заряжается и быстро разряжается


Наиболее распространенные свинцово-кислотные аккумуляторы периодически требуют подзарядки от сети 220 вольт. Для этого используют различные зарядные устройства. Эта статья поможет вам определить оптимальное зарядное устройство и создать верный алгоритм зарядки, который продлит срок службы аккумулятора.

Как определить заряд и состояние АКБ

Существуют два показателя заряда аккумулятора – плотность электролита и напряжение на клеммах. Однако, эти показатели применимы лишь к исправным аккумуляторам, в которых свинцовые пластины не рассыпались. Если же пластины повреждены, то плотность электролита и напряжение на клеммах ничего не скажут о заряде аккумулятора. Исправный аккумулятор отличается от поврежденного тем, что способен долговременно выдавать большой ток. Даже слабо заряженный аккумулятор способен крутить холодный двигатель не менее одной минуты. Полностью заряженный аккумулятор способен крутить двигатель не меньше 3 минут. Даже после того, как аккумулятор «сел» и не смог провернуть мотор, через 3-5 минут отдыха он опять сможет вращать двигатель без напряжения.

Плотность электролита полностью заряженного аккумулятора должна превышать 1,22 грамм на см³. Чтобы измерить плотность электролита, необходимо воспользоваться ареометром, который можно приобрести в любом автомагазине. Учитывая огромное количество моделей ареометров, невозможно выдать универсальную рекомендацию по их использованию. Поэтому внимательно читайте инструкцию, которая прилагается к ареометру.

Напряжение заряженного аккумулятора (без нагрузки) составляет 14 вольт. При включении зажигания оно составляет 12,5 – 13,5 вольт, во время пуска стартера напряжение падает до 10 – 11 вольт. Если напряжение аккумулятора ниже этих значений, то необходимо зарядить его.

Видео

Предлагаем познакомиться с видео по правильной зарядке автомобиля, используемые приборы, как правильно подготовить оборудование к восстановлению работоспособности.

Рекомендуем посмотреть:

Как заряжать исправный аккумулятор методом постоянного напряжения?

Если вы используете этот метод подзарядки аккумулятора, то необходимо, чтобы зарядное устройство удерживало напряжение в диапазоне от 13,8 Вольт до 14,4 Вольт. Зарядка производится автоматически: устройство самостоятельно устанавливает ток, полагаясь на емкость аккумулятора, и меняется в процессе подзарядки. Ток зарядки не должен превышать 10% от емкости аккумулятора. Превышение тока приведет к закипанию электролита, снижению его уровня и падению емкости аккумулятора.

Если АКМ необслуживаемый, то есть доливка электролита в специальные банки недопустима, то его необходимо заряжать способом постоянного напряжения. Процесс зарядки будет считаться завершенным, когда напряжение на клеммах будет соответствовать, по-прежнему, 14,4 Вольт, а ток упадет до значений, равных 0,2 А.

Сильное превышение тока зарядки приведет к повреждению свинцовых пластин аккумулятора. Зарядка считается законченной, когда напряжение аккумулятора (при отсоединенном зарядном устройстве) составляет 14 вольт. Таким образом, процесс заряжания становится более комфортным и не требует постоянного контроля. Процесс выделения газов полностью исключается, а электролит не нагревается до опасных значений температур.

Время зарядки также определяется техническими характеристиками самой батареи. В среднем этот показатель сводится к 4-5 часам. За это время, аккумулятор успевает зарядиться на 90-95 процентов и обеспечивает нормальное функционирование, требуемое для эксплуатации автомобиля.

Если вы используете зарядное устройство без вольтметра, то зарядку необходимо заканчивать, когда ток зарядки падает до 3 – 4 % емкости аккумулятора. Дальнейшая зарядка приведет к перезаряду аккумулятора и снижению его емкости.

Единственным недостатком этого способа можно считать то, что нет возможности зарядить такой аккумулятор полностью. Это связано с тем, что напряжение, подаваемое зарядным устройством, не превышает 14,4 Вольт, а необходимое напряжение, требуемое для полного заряда АКБ, должно составлять, порядка, 16 Вольт.

Стоит напомнить, что зарядка аккумулятора обеспечивается и от генератора. Данная электрическая машина позволяет завести автомобиль при севшем аккумуляторе от другого источника электрического тока, например, от аккумулятора другого автомобиля.

Так что же, заряжается без остановки?

Сейчас многие могут подумать — что АКБ заряжается без остановки, то есть пока работает мотор, идет генерация тока. Не совсем так – батарея забирает именно столько заряда, сколько она потратила (скажем на пуск) и дальше отключается. Если заряжать АКБ всегда, то он попросту закипит и может взорваться, это даже опасно, поэтому в цепи генератор – аккумулятор, есть специальное реле-регулятора, которое видит «наполняемость» батареи, и отключает подачу тока в нужный момент (кстати, может сломаться, но его реально проверить своими руками).

Читать также: Как собрать простой электрогенератор своими руками

Как работать с разряженным или высохшим аккумулятором

Современные зарядные устройства имеют встроенную защиту от короткого замыкания, поэтому ток зарядки начинает поступать лишь после того, как к электродам устройства будет приложено напряжение не менее 8 вольт. Полностью разряженный аккумулятор такого напряжения создать не может, поэтому зарядное устройство не начнет его зарядку. Чтобы зарядка началась, необходимо подключить электроды зарядного устройства к аккумулятору, после чего (соблюдая полярность) на 1 – 2 секунды подключить заряженный аккумулятор любой емкости.

Перед зарядкой высохшего аккумулятора необходимо восстановить уровень электролита. Для этого необходимо в первую очередь измерить плотность остатка электролита. Если плотность заметно выше нормы, то необходимо доливать дистиллированную воду небольшими порциями (200 – 300 мл), затем перемешивать содержимое аккумулятора и снова измерять плотность. После того как плотность достигла необходимого значения, залейте в аккумулятор готовый или самодельный электролит. Готовый электролит, как и компоненты для изготовления самодельного электролита продают в автомагазине. При смешивании серной (аккумуляторной) кислоты и дистиллированной воды, не забывайте, что необходимо вливать кислоту в воду. Попытка влить воду в кислоту приведет к закипанию и сильному разбрызгиванию последней. Для смешивания кислоты и воды применяйте стеклянную емкость и постоянно проверяйте плотность. Как только плотность раствора достигнет необходимого значения, залейте его в аккумулятор. Уровень электролита должен быть на 1,5 – 2 см ниже верха аккумулятора. После чего заряжайте его так же, как и исправный аккумулятор.

Медленный возврат к жизни

При подключении зарядного устройства телефон сначала оживает, а после этого мгновенно отключается и нет видимости процесса зарядки. — Это ещё не говорит о том, что сам процесс не идёт. Просто сам прибор ещё не набрал необходимую мощность для отображения (индикации) процесса на мониторе. Сама зарядка на начальном этапе (при глубоком разряде) может идти очень-очень медленно — от нескольких часов до нескольких дней. Скорость заряда наращивается постепенно — чем выше становится ёмкость на батарее, тем более ускоряется процесс.

Можно ли зарядить «полный» АКБ

Многим автолюбителям известно такое явление, как перезаряд аккумулятора. Он возникает, когда по каким-то причинам, регулятор напряжения начинает работать неправильно, поэтому напряжение на выходе генератора превышает 14,5 Вольт. Оптимальное напряжение полностью заряженного аккумулятора – 14 Вольт. Когда разница напряжений генератора и аккумулятора превышает один Вольт, последний начинает впитывать дополнительную энергию, что приводит к закипанию и испарению электролита, а также разрушению свинцовых пластин. В результате сначала снижается уровень электролита, затем падает емкость аккумулятора. Через небольшое время (зависит от напряжения генератора), падение емкости становится необратимым и ее невозможно восстановить доливкой дистиллированной воды.

Если же регулятор напряжения генератора работает нормально, то напряжение поддерживается на уровне 14 – 14,5 Вольт, благодаря чему аккумулятор избегает перезаряда. Все это в полной мере относится и к стационарной зарядке аккумулятора, которую проводят с применением специального зарядного устройства. Если напряжение на выходе устройства не превышает 14,5 Вольт, то аккумулятор возьмет такое количество электричества, которое необходимо для изменения плотности электролита. Когда напряжение генератора и зарядного устройства сравняются, скорость впитывания электроэнергии упадет настолько, что дальнейший заряд потеряет смысл. Даже если аккумулятор простоит на зарядном устройстве двое суток, его емкость и заряд не изменятся. Если же напряжение на выходе зарядного устройства превышает 14,5 – 15 Вольт, то начнется перезаряд, который приведет к снижению емкости аккумулятора.

Если вы используете зарядное устройство, которое отображает ток зарядки, но не показывает напряжения, то учитывайте следующее. Ток зарядки полностью заряженного аккумулятора не должен превышать 1 процента его емкости. Как только ток зарядки упал до 1-2 процентов, необходимо отключать аккумулятор от зарядного устройства, чтобы избежать его повреждения. Не заряжайте аккумулятор от зарядного устройства без индикатора напряжения, если ток зарядки меньше 5 процентов от емкости. Это продлит срок службы аккумулятора и сохранит его от преждевременного повреждения.

Заряжать полностью заряженный аккумулятор можно только с помощью исправного зарядного устройства, которое регулирует и показывает напряжение зарядки. Если же по каким-то причинам зарядное устройство неправильно регулирует напряжение зарядки, то присоединение к нему заряженного аккумулятора приведет к выкипанию электролита и снижению емкости аккумулятора. Поэтому желательно отложить зарядку до того момента, когда аккумулятор разрядится хотя бы на 30 процентов.

Утечки тока: почему даже новый АКБ быстро садится при простое

Автомагнитола, ЭБУ и прочее оборудование полностью не выключается. Оно уходит в глубокий спящий режим и «кушает» электроэнергию даже при заглушенном двигателе. Кроме них есть активные потребители в виде сигнализации и блока бортового контроля. Энергия, потребляемая ими при выключенном зажигании, называется утечкой тока.

Суммарный ток расхода в состоянии покоя – не более 50 мА. Если все в кондиции, аккумулятор автомобиля не сядет в ноль за неделю, а то и месяц стоянки. Проверить утечку можно на любой машине с помощью мультиметра:

  • Отсоединить клемму с батареи.
  • Перевести тестер в режим измерения 10А, и подключить провода к соответствующим выводам на приборе.
  • Одним щупом прикоснуться к выводу АКБ, другим – к снятой клемме.

Внимание! Работы проводятся на остановленном двигателе и выключенном бортовом оборудовании. 50 мА = 0,05 А.

Если величина превышает оговоренную, ведем поиск «прожорливой» цепи. Для этого следует поочередно вынимать предохранители и вместо них подключать амперметр. Серьезного потребителя выдаст скачок в показаниях прибора. В зоне риска проводка мультимедийной системы и сигнализации.

Магнитола

Подозревая «голову», ознакомьтесь с характеристиками прибора. Бывает, что ток покоя усилителя равен 1А. Такой аппетит обусловлен активностью выходного каскада даже в положении OFF. Явление редкое, но встречается.

На заметку. Снимите переднюю панель магнитолы и оцените ток покоя цепи. Он точно будет меньше, поскольку в таком положении проигрыватель полностью обесточивается.

Не стоит пренебрегать правилами монтажа мультимедийного центра. Типичная ошибка – скрутить желтый (управляющий) и красный (силовой) плюс. Слаботочный желтоватый провод должен присоединятся к АСС+ на замке зажигания. Тогда процессор и память устройства будут активны только после поворота ключа.

Что делать еще, если АКБ автомобиля теряет внушительный ток на питание покоя аудиосистемы и поэтому быстро разряжается за ночь? Здесь имеют место узкоспециализированные проблемы:

  • Отказал выход REM на дополнительном усилителе, через который автомагнитола управляет его питанием.
  • Внутри Hi-Fi устройства перемкнул один из компонентов.
  • Замечен факт повышенного аппетита. Можно установить кнопку в цепь питания.

Сигнализация

Имея дело с «нештатной» сигналкой, оценить ее на наличие «глюков» – цель №1. Один из симптомов – самопроизвольное отпирание/запирание дверей. Не исключено, что работа корректна, но одна из функций неправильно подключена. К примеру, автозапуск может не до конца сработать из-за деактивированного датчика «ручника», при этом фары или ДХО включатся.

Возможны проблемы с питанием. Для их идентификации можно проверить утечку тока на заблокированном автомобиле:

  • Поднять капот.
  • Демонтировать одну из клемм.
  • Подключить тестер в режиме амперметра (10А).
  • Зажать концевик датчика положения капота.
  • Поставить машину на охрану с помощью брелока.
  • Снять показания.

Производители

Это такой момент, который также нельзя обходить стороной, так как он важен. Опытные автолюбители рекомендуют отдавать предпочтение знаменитым брендам, они стоят немного дороже, но это некая гарантия высокого качества. Можно сказать, что в вопросе аккумулятора для машины скупой может заплатить дважды. Это правило имеет место, что подтверждается многочисленными отзывами и мнениями авторитетных людей в сфере автомобилей.

Если говорить про зарубежные бренды, то стоит выделить «Варта» (Varta) и «Бош» (Bosch). Оба бренда родом из Германии. Аккумуляторы этих производителей не самые дешевые в сегменте, но отличаются высоким качеством исполнения и долгим сроком службы.

Если говорить про отечественных производителей, то тут стоит заострить внимание на «Титане» (Titan) и «Аком» (Akom). Эти компании делают очень качественные изделия. Есть мнение автолюбителей, что аккумуляторы «Аком» вообще лучше даже именитых импортных аналогов. Такое мнение не взято с небес, это реальный опыт и тесты авторитетных компаний в данной отрасли.

Конечно же, на четырех брендах перечень достойных экземпляров не заканчивается. Мы просто упомянули четыре бренда, которые выделяются из общей массы компаний, специализирующихся на производстве аккумуляторных батарей для автомобилей.

Поэтому перед покупкой нового аккумулятора следует поспрашивать у людей, которые уже проходили ситуацию с заменой АКБ, сравнить производителей, ценовую политику, характеристики, почитать отзывы. Конечно же, лучший советчик в данной ситуации — это опыт, желательно личный или людей, которым вы полностью доверяете.

А вообще есть такая тенденция, которая точно применима на автомобилях иностранного производства. Она заключается в том, что дольше всех служит тот аккумулятор, которым комплектуется транспортное средство с завода-изготовителя. Отсюда можно сделать некоторые не совсем хорошие выводы про наши магазины и их добропорядочность.

На сколько времени хватает зарядки

Пользователь, в зависимости от различных факторов, может ехать на протяжении 3-4 часов. На длительность поездки влияют:

  • базовые характеристики АКБ;
  • общий вес владельца и дополнительный груз;
  • манера езды водителя;
  • погодные условия;
  • качество дорожного покрытия.

В случае, когда хозяин самоката любит быстрый набор скорости и продолжение поездки на предельном ускорении, то емкость будет расходоваться в 3-4 раза быстрее, чем при постоянном «крейсерском» ходу.

К сведению, прерывистая манера вождения негативно отражается на целостности пластин аккумулятора, которые быстрее изнашиваются и приближают момент покупки нового накопителя.

Расчет запаса хода

Чтобы вычислить примерный запас хода на 100% зарядке, нужно использовать формулу.

S=XAh/10Где Х – емкость АКБ в мАч, S – расстояние

Таким образом, чтобы узнать возможный километраж поездки, следует разделить номинальную емкость элемента питания на 10. Данные имеют погрешность в +-2 км. Расчет будет верен при постоянной скорости, без резких ускорений и исключении использования дополнительных потребителей энергии: фары или аудиоколонки.

Может пригодиться: Как настроить электросамокат Kugoo

Заряд аккумулятора быстро заканчивается

Регулярно обновляйте телефон. Выполните следующие действия.
  1. Перейдите в меню Настройки > О телефоне > Обновления ПО. Точный путь может отличаться в зависимости от телефона.

    Стандартные варианты пути.

    • Настройки > О телефоне > Обновления ПО
    • Настройки > Системные обновления > Обновление ПО HTC
  2. Нажмите Проверить сейчас, чтобы проверить наличие обновлений.
    • При наличии обновления следуйте указаниям на экране.
    • Если обновление не найдено, подтвердите наличие последней версии ПО в телефоне. Перейдите в меню Настройки > О телефоне > Версия ПО.

Большинство проблем, связанных со сторонними приложениями, можно решить с помощью обновления приложения или устройства.

Выполните следующие действия.
  1. Откройте приложение Google PlayМаркет.
  2. Нажмите на значок Меню и выберите Мои игры и приложения.
  3. Нажмите Установленные. Вы увидите список приложений, установленных в телефоне.
  4. Нажмите на приложение, которое вы хотите обновить.

    Примечание: Чтобы применить все доступные обновления приложений, нажмите Обновить все.

  5. Нажмите Обновить.
  6. Если будет предложено, нажмите Принять.
Некоторые приложения не так хорошо оптимизированы  для использования заряда аккумулятора, как другие, и это может влиять на время работы телефона. Выполните следующие действия, чтобы удалить приложения, которые могут вызывать данную проблему.
  1. Перейдите в меню Настройки > Приложения.
  2. Нажмите на приложение, которое было установлено незадолго до возникновения проблемы.
  3. Нажмите Удалить.
  4. Повторяйте эти действия, пока не определите, что недавно установленные приложения не являются причиной проблемы.

    Примечание: При наличии большого количества приложений, которые необходимо удалить, выполнение сброса до заводских настроек может быть более эффективным решением.

Оптимизация расхода заряда аккумулятора позволит продлить время работы телефона в режиме ожидания. Выполните следующие действия, чтобы оптимизировать расход заряда аккумулятора.
  • Установите последние обновления ПО и приложений; обновления иногда содержат усовершенствования, оптимизирующие расход заряда аккумулятора.
  • Удаляйте или отключайте приложения, которые вы никогда не используете.
  • Многие приложения запускают процессы или синхронизируют данные в фоновом режиме, даже если вы их не используете; при наличии ненужных приложений закройте или удалите их.
  • Отключайте экран во время зарядки.
  • Закройте работающие приложения, нажав кнопку ПОСЛЕДНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ и проведя по ним пальцем вверх по экрану, чтобы закрыть их.
  • Если вы используете версию Google Play, проведите пальцем влево или вправо по экрану, чтобы закрыть приложение.
  • Убедитесь в том, что приложения для навигации и определения GPS-координат неактивны при использовании телефона в помещении; это может вызывать быстрый расход заряда аккумулятора или замедлять процесс зарядки, поскольку заряд аккумулятора будет использоваться для подключения к системе GPS.
  • Убедитесь в том, что вы используете зарядное устройство, поставляемое в комплекте с телефоном.
  • Для максимального ускорения процесса зарядки предварительно выключите телефон.
Дополнительные рекомендации см. в разделе Возникают проблемы с зарядкой.

Почему на Samsung Galaxy быстро садится батарея и что с этим делать + Видео

• Каждый раз, когда вы решите установить новое приложение, обращайте внимание на его разрешения. Разрешения – это список действий, которое приложение сможет выполнять на вашем устройстве после его загрузки. Чем больше у приложения будет разрешений, тем больше системных ресурсов оно будет задействовать, и тем сложнее устройству будет уйти в спящий режим, ведь приложение может работать в фоновом режиме и будет его постоянно будить, даже если экран вашего гаджета выключен и им никто не пользуется.

Подробнее про разрешения вы можете почитать в нашей статье.

• Обязательно контролируйте количество установленных приложений, ведь как мы выяснили, у каждого приложения есть разрешения, а если приложений много, то и разрешений становится больше. Если есть ненужное приложение – удаляйте его.

• Старайтесь выбирать те приложения, которые написаны известными авторами, скачаны много раз и имеют высокий рейтинг. Это не является гарантией, но сокращает риски. Помните: функционал и стабильность приложения могут не только улучшаться, но и ухудшаться при обновлениях. Часто бывает так, что на устройство не ставилось никаких новых приложений, но вдруг оно начало быстро разряжаться.

Проблема может заключаться в неудачно написанном обновлении для какого-нибудь приложения.

• Для диагностики вашего устройства можно воспользоваться безопасным режимом. Отличается он от обычного тем, что работают в нем только стандартные приложения, а все загруженные отключаются и не оказывают никакого воздействия на систему. Если проблема в безопасном режиме исчезает, можно смело делать вывод: виноваты загруженные приложения. Увы, на данный момент не существует какого-либо инструмента, который позволяет выяснить, что же именно это за приложение, поэтому обычно действуют так: загружают гаджет в безопасном режиме и проверяют наличие проблемы. Если неисправность пропала, то загружаются в обычном режиме и начинают удалять те приложения, которые были установлены или обновлены последними, пока не найдут виновника. Кстати, можете попробовать сделать такой тест: загрузите вашего устройство в безопасном режиме, засеките время, которое оно проработает от одной зарядки, и сравните его со временем работы в обычном режиме.

Уверяем, Вы будете удивлены. Подробнее про безопасный режим можно почитать в нашей специальной статье.

Также пользователи пишут нам, что в разряде виноваты еще и предустановленные (встроенные) приложения. Возможно, доля правды в этом и есть, но многочисленные эксперименты говорят о том, что если влияние и есть, то оно кране мало. Операционная система устроена так, что работа многих приложений зависит друг от друга и их бездумное удаление может только навредить устройству.

Тем не менее, было бы нечестно не рассказать обо всех возможностях, поэтому делимся с вами «секретами»: часть предустановленных приложений можно отключить так, что они не будут оказывать влияния на систему, т.е. они как бы засыпают. Как это сделать, можно посмотреть в этой статье. При необходимости вы можете включить их обратно.

ПОЧЕМУ СМАРТФОН БЫСТРО РАЗРАЖАЕТСЯ — 6 причин, по которым быстро садится батарея

Почему быстро, буквально за пару-тройку часов, разряжается батарея на телефоне? Обычный виновник у большинства пользователей – «прожорливые» операционки (например, ОS Android), ресурсоемкие утилиты и яркий дисплей смарта.

Так ли это на самом деле? Есть ли какие-то способы удержать заряд батареи от стремительного истощения? Чтобы разобраться в этом, стоит изучить данный материал.

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

Почему телефон быстро разряжается: основные причины

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

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

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

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

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

Что же делать, если телефон слишком быстро разряжается?

Чтобы справиться с проблемой, можно предпринять следующие 3 шага.

Способ №1. Калибровка батареи.

Это помогает «запомнить» аккумулятору, что ему нужно заряжаться именно до 100%, не отключаясь ранее. Калибровку можно осуществить при помощи проги Battery Monitor. 

Что нужно делать: 

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

Интересно узнать: ТОП-10 смартфонов с мощным аккумулятором.

Способ №2. Обновление системы.

Новая версия Android или другой ОС несет значительное количество улучшений, в том числе и тех, которые влияют на состояние заряда аккумулятора. Обновление устройства до новой версии – шанс исправить все дефекты прежней ОС. На смарты от Samsung или Apple регулярно «прилетают» новшества (если в настройках установлено автоматическое обновление), юзеру нужно только кликнуть на «Установить». Это можно сделать и вручную, скачав ПО на сайте производителя.  

Способ №3. Удаление ненужного ПО

Если развлекательные или рабочие программы больше не нужны, не нужно засорять память девайса и тратить энергозапас батареи впустую. Нужно просто удалить неиспользуемые приложения. 

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

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

Программы для экономии батареи: лучшие

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

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

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

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

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

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

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

<

Быстро разряжается iPhone, почему садится Айфон?

Если быстро садится батарея на iPhone, причин этого может быть множество. При использовании смартфона на протяжении года и более проблема, скорее всего, вызвана естественной потерей емкости аккумулятора после 400-600 циклов зарядки. По словам производителя, после 500 полных зарядок емкость батареи снижается на 20 процентов и с каждым последующим зарядом уровень мощности АКБ будет падать. В этом случае пользователю либо остается смириться с ситуацией, либо заменить аккумулятор.

С новыми устройствами Apple все гораздо серьезнее, так как разрядка аккумулятора может быть вызвана рядом различных факторов, начиная от системного сбоя и заканчивая разрывом шлейфов или поломкой деталей смартфона. Чтобы понять, в чем причина преждевременной разрядки аккумулятора, нужно более подробно изучить основные факторы, влияющие на работу устройства Apple.

Содержание

Расход заряда из-за служб геолокации

Одна из основных причин, почему разряжается аккумулятор на Айфоне, являются активные службы геолокации. Во всех мобильных устройствах Эпл по умолчанию подключены службы геолокации, которые определяют местоположение пользователя. Для этого приложения и утилиты постоянно подключаются к спутниковым системам, что способствует стремительному снижению уровня заряда. Чтобы увеличить время работы iPhone на 15 процентов, достаточно сделать следующее:

  • зайти в меню настроек
  • открыть раздел «Приватность»
  • войти в «Службы геолокации» и отключить все ненужные приложения

Некоторые приложения из этого раздела действительно полезны для пользователя. Но более 50 процентов приложений не несут особой смысловой нагрузки, поэтому вы можете смело их отключить и продлить срок службы мобильного телефона.

Автоматическое обновление почты и приложений

Если быстро садится батарея на iPhone, причиной может быть автоматическое обновление почты и приложений. Мобильный телефон постоянно синхронизируется с сервером, чтобы моментально уведомлять пользователя о новых письмах и в этом режиме АКБ разряжается за ночь или за несколько часов. Чтобы устранить эту проблему, вам нужно выполнить следующие действия:

  • зайдите в раздел настроек
  • откройте раздел «Почта, календари, адреса»
  • найдите опцию «Загрузка данных» и выберите режим «Вручную»

Такие же действия нужно выполнить с приложениями. Автоматическое обновление программных продуктов удобно только в том случае, если вы ими постоянно пользуетесь. Большинство приложений на iPhone используются редко, при этом постоянное их обновление быстро снижает уровень заряда. Чтобы это исправить, зайдите в настройки, затем в раздел «Основные» и «Обновление контента». Выберите ручной режим обновления и перезагрузите Айфон.

Преждевременная разрядка АКБ из-за сбоя приложений

В некоторых случаях Айфон быстро разряжается и плохо заряжается из-за сбоя в одном из приложений. Если вы заметили, что аккумулятор мобильного телефона перестал держать заряд и плохо заряжается после установки новой программы, вам нужно восстановить прошивку и сделать жесткую перезагрузку. Для этого выполните следующие действия:

  • одновременно нажмите и удерживайте кнопки Power и Home
  • отпустите кнопку Home и продолжайте удерживать кнопку Power
  • дождитесь запуска приложения iTunes и выберите режим «Восстановить iPhone»

После того, как восстановление прошивки будет завершено, вам надо выключить смартфон, включить его и протестировать аккумулятор. Если проблема не решилась, нужно искать другую причину.

Смартфон долго заряжается и не держит зарядку

Если iPhone быстро разряжается, часто это сопровождается медленной зарядкой. Батарейка нового смартфона должна полностью заряжаться за 3-4 часа. В случае, когда зарядка телефона длится медленно — 10 часов и больше, причин этой неисправности может быть много. Следует выделить основные из них:

  • сбой программного обеспечения
  • загрязнение порта Lightning
  • использование неоригинального зарядного устройства
  • неисправность USB-порта
  • поломка внутренних компонентов

Основным признаком неисправности USB-порта или Lightning-порта является сильный нагрев батареи на зарядке. Если вы подключаете зарядное устройство и аккумулятор моментально нагревается и при этом медленно заряжается, следует тщательно почистить порт, удалить пыль и загрязнения. В случае деформации портов нужно обратиться за помощью к специалистам по ремонту iPhone. В случае, когда вместе с батарейкой моментально нагревается зарядное устройство, его нужно обязательно заменить.

Неисправность контроллера зарядки

Одной из причин, почему аккумулятор iPhone быстро разряжается, может быть неисправность контроллера зарядки. Повреждение этого компонента происходит в результате удара, падения смартфона, либо из-за попадания внутрь устройства влаги. Основные признаки неисправности контроллера питания следующие:

  • смартфон постоянно вибрирует на зарядке
  • телефон постоянно перезагружается на блокировке
  • аккумулятор не заряжается полностью
  • уровень заряда батареи резко снижается за час
  • при зарядке смартфон резко нагревается
  • зарядка идет медленно (больше 10 часов, иногда всю ночь)
  • при подключении ЗУ телефон находится в режиме ожидания, либо включается экран блокировки и не выключается

Если у Айфона садится аккумулятор за ночь, в том числе в автономном режиме, то правильно определить с чем это связано можно только после профессиональной диагностики. Для замены контроллера зарядки необходимо использовать паяльную установку, специальную отвертку Pentalobe и присоски для экрана. Если у вас нет этого оборудования и вы не знаете, как правильно сделать ремонт телефона, обращайтесь к специалистам.

Последствия неправильной замены батареи

Очевидным признаком, что Айфон быстро и резко разряжается из-за неисправности батареи является ее вздутие. Определить, что аккумулятор смартфона вздулся можно по выпирающему местами дисплею. Обычно такая поломка происходит из-за удара, попадания влаги, короткого замыкания или неправильной зарядки телефона. В этом случае решение проблемы может быть одно – срочная и быстрая замена батареи. Делать это лучше в сервисном центре или на дому, но работы должен проводить опытный мастер. Непрофессиональная замена аккумулятора iPhone может привести к следующим последствиям:

  • деформация корпуса – после ремонта своими руками на корпусе могут остаться трещины и сколы
  • повреждение материнской платы – после замены аккумулятора телефон может некорректно выполнять функции из-за поломки микросхемы
  • поломка дисплея – после непрофессиональной замены аккумулятора, на экране смартфона могут появиться пиксели, разводы и другие признаки неисправности

Поскольку все детали в гаджетах Apple взаимосвязаны, одно неаккуратное движение при ремонте может повлечь за собой более серьезные проблемы. Чтобы вам не пришлось покупать новый телефон после самостоятельного ремонта, обращайтесь за помощью к опытным мастерам, зарегистрированным на YouDo.

Преимущества ремонта смартфона частниками

Если ваш iPhone стал садиться быстро при активном использовании, в автономном режиме или режиме ожидания и не заряжается полностью за ночь, попробуйте его выключить и включить снова. Если это не помогло решить проблему, вызывайте частного мастера, зарегистрированного на Юду. Ремонт Айфона частными специалистами имеет следующие преимущества:

  • бесплатная диагностика при заказе ремонта
  • оперативное выявление и устранение неисправности
  • выезд на дом или в офис в удобное вам время
  • минимальная стоимость ремонта
  • использование оригинальных запасных деталей

Профессионал отремонтирует ваш Айфон в короткие сроки с гарантией на все выполненные работы. Если быстро садится батарея на iPhone при блокировке экрана, местами корпус стал выпуклым или телефон работает некорректно, срочно вызывайте опытного мастера – заявки принимаются круглосуточно.

Выберите модель iPhone

Батарея телефона быстро разряжается, телефон недолго находится в режиме ожидания

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

Рекомендации по использованию:

  1. Уменьшите громкость мультимедиа.
  2. Используйте стабильное интернет-соединение.
  3. Регулярно открывайте экран недавно использованных приложений и закрывайте ненужные приложения, работающие в фоновом режиме.
  4. Перезагружайте телефон раз в неделю, чтобы удалить ненужные файлы приложений, работающих в фоновом режиме.
  5. Обновите систему телефона до последней версии. Более новые версии лучше оптимизируют энергопотребление и стабильность системы.

    Установка системных обновлений не приводит к удалению ваших данных, тем не менее, перед обновлением системы рекомендуется сделать резервную копию данных.

Следующие настройки также помогут вам сэкономить энергию:

  1. Используйте функцию Оптимизация.

    Откройте Настройки и перейдите в раздел , чтобы система обнаружила функции, которые потребляют много энергии. После этого можно решить, выполнять ли оптимизацию.

  2. Проверьте Использование батареи.

    Откройте Настройки, а затем перейдите в раздел Использование батареи. Если в разделе ПО вы увидите, что некоторые приложения потребляют много энергии, можно включить функцию Сообщать об энергоемкости и изменить настройки в разделе Запуск приложений, чтобы снизить энергопотребление.

    Если некоторые приложения редко используются, но потребляют много энергии, удалите их во избежание чрезмерного энергопотребления.

     
    • В разделе Запуск приложений отключите функцию Автоматическое управление и по необходимости включите или выключите функции Автозапуск, Косвенный запуск и Работа в фоновом режиме.
    • Для устройств с EMUI 5.X включите или выключите функцию Блокировка экрана закрывает приложения.

    Примечание: изменение настроек может повлиять на получение уведомлений от приложений, работающих в фоновом режиме.

  3. Измените настройки экрана.
    • Откройте Настройки и перейдите в раздел Разрешение экрана. Откройте раздел Разрешение экрана и включите функцию Умное разрешение. Или отключите функцию Умное разрешение и выберите более низкое разрешение в разделе Настроить.

      Для EMUI 5.X: по необходимости включите или выключите функцию Экономия энергии снижением разрешения.

    • Если телефон поддерживает функцию Интерфейс в темных тонах или Темный режим, включите эту функцию или режим для экономии энергии.
  4. Включите Режим энергосбережения. Откройте Настройки, найдите и откройте раздел Режим энергосбережения.
    • Включите Режим энергосбережения или Режим Ультра, чтобы продлить время работы в режиме ожидания.
    • Если телефон поддерживает Эффективный режим, рекомендуется выключить его во избежание чрезмерного энергопотребления.
  5. Настройте параметры сетевого соединения.
    • Откройте Настройки, найдите и откройте раздел Подключение к сети, когда устройство в спящем режиме, а затем отключите эту функцию, чтобы предотвратить чрезмерное энергопотребление, когда телефон находится в спящем режиме.
    • Откройте Настройки, найдите и откройте разделы Экономия трафика или Умная экономия трафика и включите эти функции, чтобы запретить приложениям, работающим в фоновом режиме, использовать мобильную передачу данных. Это позволит снизить как расход трафика, так и энергопотребление.

    Для EMUI 5.X и EMUI 8.X:

    Моб. передача данных: проведите вниз по строке состояния, чтобы открыть панель уведомлений, откройте раздел Моб. передача данных, а затем отключите параметр Постоянная передача данных.

    Wi-Fi: проведите вниз по строке состояния, чтобы открыть панель уведомлений, откройте раздел Wi-Fi, перейдите в меню , а затем включите параметр Только при питании от сети.

    Примечание: изменение настроек может повлиять на доступ приложений к Интернету, когда на телефоне включена мобильная передача данных.

Из-за чего аккумулятор резко садится: ТОП 4 проблемы

Практически каждый водитель знаком с ситуацией, когда автомобиль не заводится по причине разряженного аккумулятора. Если батарея старая, замена неизбежна, но, если проблема возникла с недавно купленным АКБ, стоит задуматься.

Для справки напомним, что автомобильный аккумулятор – один из ключевых элементов электрической системы автомобиля. В случае его неисправности стартер не раскрутится, а значит авто не заведется. Обычный аккумулятор состоит из 6 элементов, выдающих по 2 вольта каждый. Таким образом, в совокупности получается необходимое для системы зарядки напряжение в 12 вольт. Свинцовые пластины, расположенные внутри батареи, покрыты особым составом и залиты электролитом высокого качества для выработки электрического тока. Основные задачи аккумулятора:

  • Запускать двигатель;
  • Помогать генератору переносить большие нагрузки;
  • Обеспечивать электроэнергией приборы сети даже при выключенном моторе.
Разрядка новой аккумуляторной батареи может произойти по разным причинам. Чтобы разобраться в нюансах, определим основные причины быстрого разряда АКБ.

1. Неисправности генератора.

Если генератор по причине поломки не передаёт необходимого заряда аккумулятору, батарея полностью разрядится вскоре после остановки транспортного средства.
Чтобы выявить неполадку, необходимо проверить работоспособность реле генератора с помощью мультиметра. После запуска стандартного оборудования и дополнительных приборов напряжение в сети должно быть равно 13-14В. Если это показание меньше, заряда необходимого уровня не поступает — генератор неисправен.

Даже новая АКБ не будет обеспечивать оптимальное напряжение в сети при неработающем генераторе. От повышенных нагрузок батарея тоже придёт в негодность, не отслужив положенный срок. Поэтому необходимо вовремя обратиться за помощью в ближайший автосервис. Специалисты выявят истинную причину выхода генератора из строя, возможно это:

  1. Деформация или разрыв ремня генератора;
  2. Недостаточный уровень натяжения ремня;
  3. Сломанный регулятор напряжения;
  4. Неисправность диодного моста.

2. Низкая температура

Зима — самый непростой период в жизни аккумулятора. Именно в это время батарея в машине разряжается чаще. Дело в том, что электролит на морозе становится гуще, в результате чего, контакт сильно ухудшается.

Чтобы не заводить машину на морозе с “прикуриванием”, стоит регулярно отслеживать уровень электролита и его заряд. Нормальный показатель плотности электролита можно отследить по специальной таблице, которую можно найти в свободном доступе в сети.

В связи с угрозой полной разрядки АКБ при эксплуатации автомобиля зимой следует соблюдать одно важное правило: не оставляйте батарею без заряда на холоде, плотность заряда в этом случае может стать больше на 0,01 — 0,03 гр/куб.см. Лучше перенести аккумулятор в теплое место. Ответственные водители даже заносят источник питания домой.

3. Утечка электрического тока

Часто причиной быстрой разрядки АКБ становится утечка тока. Обычно такое явление возникает по следующим причинам:

— Присутствие окислов выводах, проводящих ток;
— Изношенный изоляционный слой или поврежденная электрическая проводка;
— Неисправность автомобильной электрической сети.

Как обнаружить утечку тока покоя аккумулятора?

  1. Вытащите ключ из замка зажигания;
  2. Опустите стекла и закройте двери автомобиля, поскольку при проверке источника питания происходит блокировка центрального замка;
  3. Отключите штатное оборудование и все приборы, подключенные к электрической цепи;
  4. Снимите минусовой токопроводящий вывод;
  5. Измерьте ток утечки посредством уже упомянутого мультиметра. В норме прибор должен показать 15-70 мА.
  6. В случае, если вы наблюдаете более низкое значение, можно поочередно вытаскивать предохранители и «отследить», как меняется сила тока. Не удается? Обращайтесь к мастерам автосервиса!

4. Короткое замыкание в аккумуляторе

Подобная ситуация может случиться из-за соединения двух точек бортовой электроцепи с различными потенциалами. В АКБ замыкание происходит при «встрече» положительного и отрицательного электродов с частицами свинца или шлама, образовавшегося на дне банки. Точно определить причину процессов, происходящих внутри батареи сложно, и чаще всего, вернуть к нормальной «жизни» замкнувший аккумулятор не получается – потребуется его замена.

Что водители делают не так?

Случается, что разряжается аккумулятор на автомобиле и из-за необдуманных действий водителей. Классический пример: оставленные на ночь включенными фары. В авто отечественных марок отслеживать выключение лампочек придется самостоятельно, а вот иностранные производители позаботились об удобных автоматических системах.

Что касается аккумуляторов, которые эксплуатируются более 3-5 лет, их разрядка может наступить вследствие выработки ресурса батареи. Напомним, что со временем источник питания теряет электрический заряд, а также его ёмкость становится меньше.

Естественный износ происходит по причине сульфатации кислотно-свинцовых аккумуляторов — в процессе накопления солей на внутренних пластинах. Сокращение рабочей площади выводов ведёт к ухудшению проводимости и контакта с электролитом.

Как предотвратить быстрый разряд аккумуляторной батареи?

В первую очередь, необходимо сократить количество коротких поездок. Частый запуск двигателя приводит к большим затратам электроэнергии из бортовой сети, которая попросту не успевает пополнится новым зарядом к следующему запуску.

Для нормальной работы штатных потребителей энергии автомобильный аккумулятор регулярно подзаряжают с помощью зарядного устройства. Полный заряд батареи вредит элементу и ведёт к потере емкости и сокращению ресурса, даже нового АКБ.
Не лишней будет и проверка электролита. Помимо уровня контролируется и состояние вещества. Пластины, изготовленные из свинца, должны быть полностью скрыты электролитическим составом. Подобное техническое обслуживание и профилактические мероприятия помогут продлить ресурс батареи и сохранить ее емкость в течение всего срока службы.

Если вы замечаете, что слишком быстро садится аккумулятор на машине, ее торопитесь искать причину под капотом самостоятельно, без досконального знания схемы устранить исправность не получится. Более того, можно еще и усугубить ситуацию. В случае обнаружения неполадок аккумуляторной батареи, проводки, сопутствующих предохранителей и других элементов обращайтесь в официальные сервисные центры ГК FAVORIT MOTORS. Опытные специалисты проведут грамотную диагностику, проверят состояние клемм аккумулятора и измерят напряжение в сети с помощью качественного вольтметра. Ремонт любых систем выполняется в соответствии с рекомендациями производителей, точно в срок и по разумной цене.


Новый аккумулятор с быстрой зарядкой обещает полный «бак» за пять минут

Автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями всегда имели одно важное преимущество перед электромобилями: скорость заправки. Но это, похоже, изменится с выпуском новой батареи с быстрой зарядкой.

В январе израильская компания StoreDot представила свой новый литий-ионный автомобильный аккумулятор, который, по ее утверждению, можно полностью зарядить всего за пять минут.

Говорят, что основным препятствием, мешающим большему количеству водителей перейти на электромобили, является боязнь запаса хода до того, как вы доберетесь до места назначения, или боязнь сидеть без дела в течение длительного времени в ожидании зарядки аккумулятора.

Хотя большинство современных электромобилей можно заряжать за 20–60 минут, для достижения такой быстрой скорости зарядки им требуется специальный тип станции быстрой зарядки. Между тем, заправка бензинового или дизельного автомобиля занимает от трех до пяти минут.

Скорость перезарядки литий-ионных аккумуляторов StoreDot, разработанных по технологии «чрезвычайно быстрой зарядки», ранее демонстрировалась в мобильных телефонах, дронах и электрических скутерах, но теперь компания адаптировала ее для использования в автомобилях.

Подробнее об электромобилях:

Аккумуляторы отличаются по конструкции от обычных литий-ионных аккумуляторов во многих отношениях, в первую очередь за счет замены германиевых компонентов графитом.

Германий имеет более низкое сопротивление, чем графит, что обеспечивает более высокую скорость заряда с меньшим выделением тепла. Это также снижает постепенную деградацию литий-ионного аккумулятора — процесс, известный как «покрытие», — который в противном случае ускорился бы при быстрой зарядке.

StoreDot надеется внести дальнейшие усовершенствования, заменив германий на кремний, более дешевую альтернативу, в своей батарее второго поколения, прототипы которой, как ожидается, увидят свет позже в 2021 году.

Аккумуляторы с более быстрой зарядкой — долгожданная разработка, но они не являются единственным препятствием для широкого распространения электромобилей.Инфраструктура зарядки также вызывает беспокойство у автомобилистов, рассматривающих возможность перехода.

Несмотря на это, 2020 год стал лучшим годом для продаж электромобилей: по данным Общества производителей и продавцов автомобилей (SMMT), на аккумуляторные и подключаемые гибридные автомобили приходилось 1 из 10 зарегистрированных автомобилей. В 2019 году этот показатель составлял 1 из 30.

Однако может пройти больше времени, прежде чем мы увидим, как производители внедряют новую технологию в свои автомобили. Обзор, опубликованный Анной Томашевской и ее коллегами в журнале eTransportation , показал, что
потребуется более длительное тестирование в реальных условиях, чтобы гарантировать, что новые батареи с быстрой зарядкой смогут хорошо работать в течение длительного времени.

Что такое CO
2 за милю для электромобилей, заряжаемых от сети?

Автор вопроса: Джон Уитбред, Стаффордшир

Необходимо учитывать множество переменных. Грубо говоря, в Великобритании электромобиль, заряжаемый от сети, в настоящее время выбрасывает примерно 80 г CO 2 на милю по сравнению с 216 г CO 2 на милю для среднего бензинового автомобиля.

Выбросы электромобиля зависят от того, какая часть его электричества получена за счет сжигания ископаемого топлива, и, следовательно, варьируется от страны к стране и в зависимости от времени суток.По мере того, как мы будем производить больше энергии из возобновляемых источников, выбросы углерода от электромобилей будут снижаться еще больше.

Подробнее:

Произведено

аккумуляторов для электромобилей с пятиминутным временем зарядки | Электрические, гибридные автомобили и автомобили с низким уровнем выбросов

Аккумуляторы, способные полностью заряжаться за пять минут, были впервые произведены на заводе, что стало важным шагом на пути к тому, чтобы электромобили заряжались так же быстро, как бензиновые или дизельные автомобили.

Электромобили играют жизненно важную роль в борьбе с климатическим кризисом, но разрядка во время поездки вызывает беспокойство у водителей. Новые литий-ионные батареи были разработаны израильской компанией StoreDot и произведены Eve Energy в Китае на стандартных производственных линиях.

StoreDot уже продемонстрировал свои аккумуляторы с «экстремально быстрой зарядкой» в телефонах, дронах и скутерах, а 1000 произведенных аккумуляторов предназначены для демонстрации своей технологии автопроизводителям и другим компаниям.Daimler, BP, Samsung и TDK инвестировали в StoreDot, которая на сегодняшний день привлекла 130 миллионов долларов и была названа пионером Bloomberg New Energy Finance в 2020 году.

Батареи можно полностью зарядить за пять минут, но для этого потребуется гораздо зарядные устройства с питанием от сети, чем используются сегодня. Используя доступную зарядную инфраструктуру, StoreDot планирует в 2025 году зарядить автомобильный аккумулятор на расстояние 100 миль за пять минут. Майерсдорф, генеральный директор StoreDot.«Ты либо боишься, что застрянешь на трассе, либо тебе придется два часа сидеть на зарядной станции. Но если опыт водителя точно такой же, как заправка [автомобиля бензином], вся эта тревога уходит».

«Пятиминутная зарядка литий-ионного аккумулятора считалась невозможной», — сказал он. «Но мы не выпускаем лабораторный прототип, мы выпускаем инженерные образцы из серийного производства. Это демонстрирует, что это осуществимо и коммерчески готово.”

Существующие литий-ионные батареи используют графит в качестве одного электрода, в который вталкиваются ионы лития для накопления заряда. Но когда они быстро заряжаются, ионы накапливаются и могут превратиться в металл и вызвать короткое замыкание батареи.

Батарея StoreDot заменяет графит полупроводниковыми наночастицами, через которые ионы могут проходить быстрее и легче. Эти наночастицы в настоящее время основаны на германии, который растворяется в воде и легче обрабатывается при производстве. Но StoreDot планирует использовать кремний, который намного дешевле, и ожидается, что эти прототипы появятся позже в этом году.Майерсдорф сказал, что стоимость будет такой же, как у существующих литий-ионных аккумуляторов.

«Узким местом сверхбыстрой зарядки больше не является аккумулятор, — сказал он. По его словам, теперь зарядные станции и сети, которые их снабжают, нуждаются в модернизации, поэтому они работают с BP. «У BP 18 200 АЗС, и они понимают, что через 10 лет все эти станции устареют, если они не перепрофилируют их для зарядки — аккумуляторы — это новое масло».

Десятки компаний по всему миру разрабатывают аккумуляторы для быстрой зарядки, при этом Tesla, Enevate и Sila Nanotechnologies работают с кремниевыми электродами.Другие рассматривают другие соединения, такие как Echion, в котором используются микрочастицы оксида ниобия.

Босс Tesla Илон Маск написал в Твиттере в понедельник: «Производство аккумуляторных элементов является фундаментальным ограничителем скорости, замедляющим устойчивое энергетическое будущее. Очень важная проблема».

«Я думаю, что такие аккумуляторы с быстрой зарядкой появятся на массовом рынке через три года», — сказал профессор Чао-Янг Ван из Центра технологий аккумуляторов и хранения энергии Пенсильванского государственного университета в США.«Они не будут дороже; на самом деле, они позволяют автопроизводителям уменьшить размер бортовой батареи, не беспокоясь при этом о запасе хода, тем самым значительно сокращая стоимость аккумуляторной батареи».

Исследования группы Вана разрабатываются компанией EC Power, которую он основал. Он осторожно увеличивает температуру батареи до 60°C, что позволяет ионам лития двигаться быстрее, но предотвращает повреждение батареи, обычно вызываемое теплом. Он сказал, что это позволило полностью зарядить его за 10 минут.

Ван сказал, что новое исследование, опубликованное в журнале Nature Energy в понедельник, показало, что эта батарея может быть как доступной по цене, так и устраняющей беспокойство по поводу диапазона. «Наконец-то мы достигли паритета с бензиновыми автомобилями как по стоимости, так и по удобству. У нас есть технология для электромобилей за 25 000 долларов, которые мчатся как роскошные спортивные автомобили, имеют 10-минутную перезарядку и безопаснее, чем любые другие автомобили, представленные на рынке».

Ван отметил, что быстрая зарядка также должна повторяться не менее 500 раз без ухудшения качества батареи, чтобы обеспечить ей разумный срок службы, и что батарея питания EC может делать это 2500 раз.Майерсдорф сказал, что аккумулятор StoreDot можно заряжать 1000 раз, сохраняя при этом 80% первоначальной емкости.

Анна Томашевска из Имперского колледжа Лондона, Великобритания, которая делала обзор аккумуляторов с быстрой зарядкой в ​​2019 году, была более осторожной в отношении скорости их развертывания. «Я думаю, что технологии [такие как StoreDot] могут начать выходить на рынок в ближайшие пять лет или около того. Однако, поскольку их будет сложнее и дороже производить, мы, скорее всего, сначала увидим их только на нишевых рынках, которые сильно ориентированы на производительность и не так чувствительны к цене, как электромобили», — сказала она.

Эта статья была изменена 4 февраля 2021 года. Echion использует микрочастицы оксида ниобия, а не наночастицы оксида ниобия, как говорилось в более ранней версии.

BU-401a: устройства для быстрой и сверхбыстрой зарядки

Узнайте о преимуществах и недостатках сверхбыстрой зарядки

Сверхбыстрые зарядные устройства

Нигде сверхбыстрая зарядка не пользуется таким большим спросом, как в электромобилях. Зарядка электромобиля за считанные минуты аналогична заправке 50 литров (13 галлонов) топлива в бак, обеспечивающий 600 кВтч энергии.Такой большой запас энергии в электрохимическом устройстве нецелесообразен, поскольку батарея такой емкости будет весить 6 тонн. Большинство литий-ионных батарей производят всего около 150 Втч на кг; энергия из ископаемого топлива примерно в 100 раз выше. (См. BU-1007: Низшая теплотворная способность).

Зарядка электромобиля всегда будет занимать больше времени, чем заправка бака, а батарея всегда будет давать меньше энергии на единицу веса, чем ископаемое топливо. Нарушение законности и принуждение к сверхбыстрой зарядке добавляет стресса, даже если батарея предназначена для такой цели.Мы должны иметь в виду, что батарея вялая по своей природе. Как и у стареющего человека, его физическое состояние становится менее идеальным с возрастом. Как и возможность быстрой зарядки. Предполагается, что вся энергия заряда уходит в батарею независимо от того, заряжается ли она медленно, быстро или сверхбыстрым способом. Аккумуляторы являются нелинейными устройствами, и большинство химических устройств допускают быструю зарядку от пустого состояния примерно до 50 % заряда (SoC) с небольшими потерями. NiCd делает это лучше всего и испытывает наименьшую нагрузку. Напряжения возникают во второй половине цикла заряда до полного заряда, когда приемка становится затрудненной.Аналогия с наслаждением десертом после того, как голод утолен.

Применение сверхбыстрой зарядки, когда батарея разряжена, а затем снижение тока при достижении 50% SoC и выше называется ступенчатой ​​зарядкой. Индустрия ноутбуков уже много лет применяет ступенчатую зарядку, как и электромобили. Зарядные токи должны соответствовать типу батареи, поскольку различные аккумуляторные системы имеют разные требования к приему заряда. Производители аккумуляторов не публикуют скорость зарядки в зависимости от SoC.Большая часть этой информации является служебной.

Исследовательские компании заявляют о преимуществах импульсной зарядки литий-ионных аккумуляторов вместо обычной зарядки CCCV, как описано в BU-409: Зарядка литий-ионных аккумуляторов. Научное сообщество скептически относится к альтернативной зарядке и занимает выжидательную позицию.

Поскольку наше тело работает лучше всего при температуре 37ºC (98ºF), то и транспортный механизм работает лучше, когда батарея теплая. Современные электромобили будут включать функцию «предварительной зарядки», чтобы подготовить температуру батареи к ожидаемой быстрой зарядке во время движения.(См. также BU-410: Зарядка при высоких и низких температурах)

Независимо от того, являетесь ли вы владельцем электромобиля, электровелосипеда, дрона, портативного устройства или гаджета для хобби, при сверхбыстрой зарядке аккумулятора необходимо соблюдать следующие условия:

  1. Батарея должна быть рассчитана на сверхбыструю зарядку и должна быть в хорошем состоянии. Литий-ионный аккумулятор может быть рассчитан на быструю зарядку в течение 10 минут или около того, но удельная энергия такого элемента будет низкой.
  2. Сверхбыстрая зарядка применяется только во время первой фазы зарядки.Ток заряда следует снизить после того, как аккумулятор достигнет 70-процентного уровня заряда (SoC).
  3. Все элементы в упаковке должны быть сбалансированы и иметь сверхнизкое сопротивление. Стареющие клетки часто различаются по емкости и сопротивлению, вызывая несоответствие и чрезмерную нагрузку на более слабые клетки.
  4. Сверхбыстрая зарядка возможна только при умеренных температурах, так как низкая температура замедляет химическую реакцию. Неиспользованная энергия превращается в выделение газов, металлизацию и тепло.

Сверхбыстрое зарядное устройство можно сравнить со скоростным поездом ( Рисунок 1 ), движущимся со скоростью 300 км в час (188 миль в час).Увеличить мощность относительно просто. Именно путь определяет допустимую скорость поезда, а не машины. Точно так же состояние аккумулятора определяет скорость зарядки.

Рис. 1. Сверхбыструю зарядку можно сравнить со скоростным поездом
Мощную технику легко построить, но скорость ограничивает путь.

Хорошо спроектированное сверхбыстрое зарядное устройство оценивает состояние «химической батареи» и вносит коррективы в соответствии со способностью получать заряд.Зарядное устройство также должно включать температурную компенсацию и другие функции безопасности, чтобы снизить ток заряда при определенных условиях и остановить заряд, если батарея находится под чрезмерным напряжением.

За ток заряда отвечает «умная» батарея, работающая по SMBus или другим протоколам. Система наблюдает за состоянием батареи и снижает или прекращает зарядку, если возникает аномалия. Распространенными нарушениями являются дисбаланс ячеек или необходимость калибровки. Некоторые «умные» аккумуляторы перестают работать, если ошибка не исправлена.

10-минутная зарядка

Автомобильная промышленность требует сверхбыстрой зарядки. В ответ на это исследовательские лаборатории нагревают литий-ионные аккумуляторы до температуры, которая предотвращает образование литиевого покрытия и ограничивает рост межфазного слоя твердого электролита (SEI), который происходит при повышенных температурах. Выбранная температура зарядки составляет 60ºC (140ºF), нагревается нагревательными элементами на время зарядки, а затем охлаждается примерно до 24ºC (75ºF) с помощью встроенной системы охлаждения электромобиля, чтобы ограничить время пребывания батареи при сильном нагреве.Это позволяет заряжать литий-ионный аккумулятор со скоростью C от 6C до 80% SoC за 10 минут.

Рис. 2. Циклическая характеристика литий-ионных аккумуляторов с зарядкой и разрядкой 1C, 2C и 3C

Зарядка при 60ºC предотвращает образование литиевого покрытия и сдерживает рост SEI из-за кратковременности воздействия высоких температур.

Технология под названием Aligned Graphite® Technology утверждает, что сокращает время зарядки с 25 минут до 15 минут за счет организации графитовых чешуек на отрицательном электроде в вертикальном порядке. Battrion, дочерняя компания Швейцарского федерального технологического института (ETH Zurich), говорит, что такая ориентация уменьшает расстояние, которое проходит литий, обеспечивая очень высокие токи заряда и разряда без деградации.

Ограничения сверхбыстрой зарядки Li-ion

Максимальный ток заряда, который может принять литий-ион, определяется конструкцией элемента, а не материалом катода, как это принято считать. Цель состоит в том, чтобы избежать литиевого покрытия анода и держать температуру под контролем.Тонкий анод с высокой пористостью и мелкими частицами графита обеспечивает сверхбыструю зарядку благодаря большой площади поверхности. Силовые элементы можно заряжать и разряжать большими токами, но плотность энергии низкая. Для сравнения, энергетические элементы имеют более толстый анод и меньшую пористость, а скорость заряда должна составлять 1 градус или меньше. Некоторые гибридные ячейки в NCA (никель-кобальт-алюминий) могут быть заряжены выше 1C только при умеренном стрессе.

Применяйте сверхбыструю зарядку только при необходимости. Хорошо спроектированное сверхбыстрое зарядное устройство должно иметь выбор времени зарядки, чтобы дать пользователю возможность выбрать наименее напряженную зарядку за отведенное время. На рис. 3 сравнивается срок службы типичной литий-ионной батареи при зарядке и разрядке со скоростями 1C, 2C и 3C. Срок службы можно дополнительно продлить, заряжая и разряжая при температуре ниже 1C; 0,8C — рекомендуемая скорость.

Рис. 3. Цикличность литий-ионных аккумуляторов с зарядкой и разрядкой 1C, 2C и 3C

Зарядка и разрядка литий-ионных аккумуляторов выше 1C сокращает срок службы. Используйте более медленную зарядку и разрядку, если это возможно. Это правило применимо к большинству аккумуляторов.

Осаждение лития

Литиевые отложения образуются, если скорость заряда превышает способность лития внедряться в отрицательный графитовый электрод литий-иона. На отрицательном электроде образуется пленка металлического лития, которая равномерно распределяется по основному материалу или тяготеет к одной области в виде плоской, моховой или дендритной формы. Дендритная форма вызывает беспокойство, потому что она может увеличить саморазряд, который в экстремальных случаях может вызвать короткое замыкание и привести к выбросу пламени.

Условия окружающей среды влияют на отложение лития следующим образом:

  1. Отложение лития растет, когда литий-ион сверхбыстро заряжается при низкой температуре
  2. Отложение образуется, если литий-ион сверхбыстро заряжается сверх заданного уровня заряда
  3. Также говорят, что накопление увеличивается по мере -ионные клетки стареют из-за повышенного внутреннего сопротивления.

Потребители требуют быстрой зарядки при низких температурах, и это особенно важно для электромобилей.Решения включают в себя специальные добавки к электролиту и растворители, оптимальное соотношение отрицательного электрода к положительному и специальную конструкцию элемента.

Часто задают вопрос; «Почему сверхбыстрые зарядные устройства заряжают аккумулятор только до 70–80 процентов?» Это может быть сделано специально для снижения стресса, но также естественно вызвано отставанием между напряжением и состоянием заряда, которое усиливается по мере того, как батарея заряжается быстрее. Это можно сравнить с резиновой лентой, поднимающей тяжелый вес. Чем больше вес, тем шире становится лаг.Сверхбыстрая зарядка быстро доводит напряжение до потолка 4,20 В на ячейку, в то время как батарея заряжается лишь частично. Полная зарядка будет происходить медленнее как часть насыщения.

Титанат лития

может быть исключением и обеспечивает сверхбыструю зарядку без чрезмерного напряжения. Эта функция, вероятно, будет использоваться в будущих электромобилях; однако литий-титанат имеет более низкую удельную энергию, чем литий-ион с кобальтом, и батарея дорогая. (См. BU-205: Типы литий-ионных)

Никель-кадмиевые аккумуляторы — это еще один химический элемент, который можно зарядить за несколько минут до 70-процентного уровня заряда. Как и в случае с большинством аккумуляторов, прием заряда падает до полного заряда, и ток заряда должен быть уменьшен.

Все сверхбыстрые методы требуют высокой мощности. Сверхбыстрая зарядная станция для электромобилей потребляет электроэнергию, эквивалентную пяти домохозяйствам. Зарядка парка электромобилей может затемнить город.

Сводка

Все аккумуляторы лучше всего работают при комнатной температуре и при умеренной зарядке и разрядке. Такой защищенный образ жизни не всегда отражает реальные ситуации, когда компактный аккумулятор необходимо быстро заряжать и обеспечивать большой ток.Такими типичными приложениями являются дроны и устройства дистанционного управления для любителей. Ожидайте короткий срок службы, когда маленькая упаковка должна дать все, что у нее есть.

Если требуется быстрая зарядка и высокая нагрузка, прочный блок питания идеально подходит; однако это увеличивает размер и вес батареи. Можно провести аналогию с выбором тяжелого дизельного двигателя для большого грузовика вместо форсированного двигателя, разработанного для спортивного автомобиля. Большой дизель переживет легкий двигатель, даже если оба имеют одинаковую мощность.Увеличение веса будет более экономичным в долгосрочной перспективе. В таблице 1 приведены характеристики заряда свинцовых, никелевых и литиевых батарей.

0

( от 32ºF до 113ºF)
Тип Тип Chemistry C ATT Time Thumber Температура Загрузок6
NICD
Свинец Кислоты
0,1C 14H Непрерывный низкий заряд или фиксированный таймер.Предусмотрен перезаряд. Извлекайте аккумулятор, когда он заряжен.
Rapid Charger NICD NICD, NIMH,
Li-Ion
0,3-0,5C 3-6H 10ºC до 45ºC
(50ºF до 113ºF)
Ощущения батареи на напряжении, ток, температуре и время -таймер выхода.
Быстрое зарядное устройство NICD, NIMH,
Li-Ion
1C 1H + 10ºC до 45ºC
(50ºF до 113ºF)
То же самое, что и быстрое зарядное устройство с более быстрой службой.
Ультра быстрый зарядное устройство Li-Ion, NiCD, NIMH 1-10C 10-60 минут 10-60 мкл 10ºC до 45ºC
(50ºF до 113ºF)
применяет ультраструктурный заряд до 70% SOC ; ограничено специальными батареями.
Таблица 1: Характеристики зарядного устройства.
Каждая химия использует уникальное завершение заряда.

Простые рекомендации по зарядным устройствам
  • По возможности взимайте плату по умеренной ставке.Сверхбыстрое зарядное устройство должно обеспечивать возможность зарядки с обычной скоростью, когда время позволяет снизить стресс.
  • Быстрая и сверхбыстрая зарядка заряжает аккумулятор только частично; более медленный заряд насыщения завершает заряд. В отличие от свинцово-кислотных, литий-ионным не нужен заряд насыщения, но емкость будет немного ниже.
  • Не применяйте быструю зарядку, когда аккумулятор холодный или горячий. Заряжайте только при умеренных температурах. Избегайте быстрой зарядки устаревшей или малоэффективной батареи.

Desten дразнит 5-минутную технологию сверхбыстрой зарядки аккумуляторов мощностью 900 кВт 10С менее чем за 5 минут.

Компания заявляет, что ее батареи можно зарядить от 0% до 80% за 4 минуты 40 секунд .

Прототип аккумуляторной батареи и электромобиля готов к зарядке на до 900 кВт , что примерно в три раза превышает пиковое значение для доступных в настоящее время автомобилей (270 кВт — Porsche Taycan).

Дестен не объясняет деталей (химия), но ожидается, что батареи будут использоваться в грядущем Piëch GT, который должен иметь батарею на 75 кВтч и возможность перезарядки за 5 минут.Запас хода этого автомобиля составит 500 км (311 миль) по WLTP, что составит 150 Втч/км (241 Втч/миля).

Дестен отмечает, что увеличение мощности заряда аккумулятора сократит время зарядки и количество необходимых остановок для зарядки, а также улучшит возможности рекуперативного торможения.

По данным компании, новые аккумуляторные элементы также имеют длительный срок службы: 3000 циклов зарядки (100% DoD), сохраняя 80% начальной емкости, что эквивалентно 1,5 млн км (932 000 миль).

Если все вышеперечисленное уже звучит для вас не слишком хорошо, чтобы быть правдой, вот еще один момент — нет необходимости в охлаждении, так как при сверхбыстрой зарядке элементы почти не нагреваются, повышая температуру всего на 15°C.

«Способность DESTEN к сверхбыстрой зарядке является результатом прорывных открытий в области материалов и структур элементов, в которых используются новые химические составы, производимые на специальной производственной линии. Элемент может достигать 3000 циклов и более 1, что является лучшим в отрасли.Общий запас хода 5 миллионов километров.

Быстрая зарядка обычно влечет за собой высокий уровень накопления тепла внутри аккумуляторов. Несмотря на сверхбыструю скорость зарядки, аккумуляторы DESTEN сохраняют высокую термическую стабильность, оставаясь холодными на протяжении всей работы. Аккумуляторы также сертифицированы внешними испытательными организациями для поддержания температуры менее чем на 15 градусов по Цельсию выше температуры окружающей среды во время работы.

В отличие от других аккумуляторов, аккумуляторные элементы DESTEN не требуют водяного охлаждения.Это снижает затраты и вес систем охлаждения аккумуляторов, что приводит к экономии энергии и затрат». Основные характеристики ячейки:

  • ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ ЗАРЯДА — Менее 15 ℃ увеличение во время сверхбыстрой зарядки, против температуры окружающей среды
  • ВЫСОКАЯ МОЩНОСТЬ — Постоянная и надежная подача высокой мощности увеличивается строго в пределах 15 ℃ во время сверхбыстрой зарядки
  • ДОЛГИЙ СРОК СЛУЖБЫ — Более 3000 циклов зарядки до 80% Состояние здоровья (SoH)
  • БЕЗОПАСНОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ — UN 38. 3 Сертифицировано независимой испытательной лабораторией
  • СОБСТВЕННЫЙ МАТЕРИАЛ — Материалы элементов, обнаруженные, разработанные и оптимизированные для рецептуры собственными силами
  • ШИРОКИЙ ДИАПАЗОН ТЕМПЕРАТУР — Подходит для любых климатических условий

На веб-сайте Desten показан элемент на 19 Ач спецификации с плотностью энергии выше 160 Втч/кг и 350 Втч/л, что указывает на то, что это мощные элементы, но не очень энергоемкие. На самом деле они ниже LFP.

Возможно, будет какой-то выигрыш от простого блока батарей/отсутствия охлаждения, но в целом он может быть тяжелым — батарея на 75 кВтч потребует около 468 кг аккумуляторных элементов (плюс все остальное в аккумуляторе, например, кабели, электроника, модули, корпус).

Второй вопрос касается стоимости, поскольку батареи LTP с быстрой зарядкой, часто используемые в электрических автобусах, насколько нам известно, обычно обходятся дорого (за единицу кВтч).

Характеристики элемента:

  • Емкость элемента: 19 А·ч
  • Плотность энергии (объемная): 350 Втч/л
  • Удельная энергия — (гравиметрическая): >160 Втч/кг
  • Вт/кг Удельная мощность:30
  • Максимальная скорость зарядки/разрядки: 10C
  • Изменение температуры во время зарядки: <15℃
  • быстрая зарядка от 0 до 80% за 4 минуты 40 секунд
  • Циклы зарядки (100% DoD): >3000 Вы можете прочитать больше об аккумуляторе и зарядке, включая отчет об испытаниях, в блоге Desten здесь.

    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

    Исследователи Технологического университета 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 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 эти батареи достигли конца своего срока службы, 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.

    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 электромобиле. 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 температурной модуляции заряжает при более высокой температуре, чтобы уменьшить покрытие, но ограничивает это циклами до 10 минут, избегая межфазного роста твердого электролита, что может сократить срок службы батареи. Сообщается, что этот метод снижает деградацию батареи, позволяя заряжать XFC.

    Pocket-lint

    Батарея Sand продлевает срок службы батареи в три раза

    Этот альтернативный тип литий-ионной батареи использует кремний, чтобы добиться 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 аккумуляторам.

    Графеновые аккумуляторы Grabat

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

    Компания Graphenano, стоящая за разработкой, заявляет, 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 из 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 пеноматериала

    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 будут 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 нехватки 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 на одном заряде

    Автомобиль проехал 1100 миль на одном заряде аккумулятора. 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, работающие 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

    Японские ученые 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», способные 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 рекомендованные пределы. 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.

    Станет ли когда-нибудь зарядка электромобилей такой же быстрой, как заправка бензином?

    Электромобили быстро набирают популярность, но некоторые потенциальные покупатели сомневаются.Одна из основных причин заключается в том, что зарядка электромобилей происходит медленно. В то время как водители сегодня привыкли заправлять свой бензобак менее чем за пять минут, электромобилям, в зависимости от размера и характеристик батареи, обычно требуется не менее 30 минут, чтобы зарядиться на 80 процентов на самых быстрых зарядных станциях.

    Однако через 5-10 лет станет возможной гораздо более быстрая зарядка. Компании разрабатывают новые материалы для литий-ионных аккумуляторов, а также новые «твердотельные» аккумуляторы, которые более стабильны при более высоких скоростях зарядки.Они могли разместить скорость перезарядки 20 минут или меньше в пределах досягаемости.

    Тем временем группа ученых недавно разработала прототип литиевой батареи, которая в лабораторных условиях может заряжаться более чем на 50 процентов своей емкости всего за три минуты — и делать это тысячи раз без значительного ухудшения характеристик. Исследователи говорят, что это может проложить путь к батареям, которые могут полностью заряжаться всего за 10 минут.

    Тем не менее, существуют научные и инженерные проблемы, которые необходимо решить, прежде чем аккумуляторы для электромобилей со сверхбыстрой зарядкой станут технически осуществимыми и доступными.И некоторые эксперты задаются вопросом, действительно ли электромобили, которые можно заряжать так быстро, — это будущее, которого мы хотим, — по крайней мере, с электрической сетью, которая у нас есть сейчас.

    Зарядка

    Аккумуляторы современных электромобилей состоят из тысяч литий-ионных элементов, способных накапливать и высвобождать энергию тысячи раз. Каждая из этих ячеек состоит из двух электродов — металлического катода и графитового анода, — разделенных жидким электролитом. Пока батарея заряжается, ионы лития текут через жидкость от катода к аноду, заполняя пространство между графитовыми слоями, как деревянные блоки, вписывающиеся в башню Дженга.

    Скорость, с которой ионы лития перемещаются от катода к аноду, определяет скорость зарядки аккумулятора. Но точно так же, как поспешное размещение блоков в башне Дженга может привести к нестабильности конструкции, если литий впрессован в анод слишком быстро, начинают возникать проблемы.

    При высокой скорости зарядки литиевые батареи могут перегреваться, что со временем приводит к их износу. Более проблематично то, что литий может начать накапливаться на поверхности анода, а не попадать на него, — явление, известное как литиевое покрытие.Мало того, что это может резко снизить емкость батареи, отложения лития в конечном итоге образуют нитевидные структуры, известные как дендриты. Как только они начинают формироваться, эти дендриты могут расти через электролит, касаться катода и создавать короткое замыкание, в результате чего батарея загорается или взрывается.

    «Очевидно, что это не очень хорошо с точки зрения безопасности», — говорит Питер Слейтер, профессор химии материалов Бирмингемского университета в Великобритании. ограничения скорости зарядки, установленные бортовыми зарядными портами автомобиля.Станция быстрой зарядки мощностью 350 киловатт — самое мощное общедоступное зарядное устройство, доступное сегодня в США, — теоретически может заряжать аккумулятор внедорожника Audi E-tron емкостью 95 киловатт-часов примерно за 16 минут. Но сама батарея может потреблять не более 150 киловатт энергии, что приближает ее фактическое ограничение скорости зарядки к 40 минутам.

    То, насколько быстро батарея будет заряжаться в реальном мире, зависит не только от зарядного устройства или мощности, на которую рассчитана батарея, но и от размера батареи, степени ее заряженности и даже от погодных условий.Тем не менее, современные станции быстрой зарядки часто могут заряжать аккумулятор электромобиля на 80 процентов, что потенциально увеличивает запас хода на сотни миль примерно за 30 минут. (Когда батарея заряжена на 80 процентов, скорость зарядки замедляется, чтобы предотвратить повреждение батареи.) Владельцы Tesla могут посетить зарядную станцию, которая увеличит запас хода до 200 миль за 15 минут.

    Будущее сверхбыстрой зарядки?

    Несмотря на то, что увеличить запас хода на 200 миль за 15 минут можно быстро, это далеко не то же самое, что заправиться для поездки за пять минут.Те, кто надеется на подобный опыт зарядки электромобилей, возможно, захотят дождаться следующего поколения аккумуляторных технологий.

    Одним из способов сделать литий-ионный аккумулятор, который можно безопасно заряжать еще быстрее, является использование альтернативных материалов анода. Например, британский стартап Echion Technologies разработал ниобиевый анод, который не способствует образованию лития или образованию дендритов. Аккумуляторы, изготовленные из этого материала, можно заряжать «сколь угодно быстро», — говорит генеральный директор Жан Де Ла Верпильер.Аккумуляторы его прототипа электромобиля можно заряжать за шесть минут, «не влияя на безопасность или срок службы батареи», — говорит он.

    Однако за такую ​​быструю зарядку приходится платить: ниобиевые аноды сохраняют меньше энергии на единицу массы, чем обычные графитовые. Поскольку производители электромобилей, как правило, отдают предпочтение батареям с высокой плотностью энергии (которые могут работать дольше без подзарядки), а не батареям со сверхбыстрой зарядкой, Echion в настоящее время ориентируется на другие рынки для своих батарей, такие как сетевые накопители и электроинструменты.В конце концов, Де Ла Верпильер предполагает, что версия этих батарей может использоваться в автопарках, где любое время простоя для подзарядки стоит компании денег.

    Индивидуальным водителям, которые ищут более мощный импульс киловаттам, предлагаются новые конструкции твердотельных аккумуляторов. В таких батареях ионы лития проходят через твердый электролит, часто керамический, а не жидкий. Поскольку жидкие электролиты легко воспламеняются, это делает аккумулятор более безопасным. Это также открывает возможность использования различных анодных материалов, которые более устойчивы к литию и, следовательно, могут заряжаться быстрее.

    Solid Power, компания, разрабатывающая твердотельные аккумуляторы при финансовой поддержке BMW Group и Ford, работает над ячейкой батареи с кремниевым анодом, которую, по словам главного технолога Джошуа Бюттнер-Гарретта, можно зарядить наполовину за 15 минут, и она рассчитана на 20 -минутные тарифы на полную перезарядку для коммерческой версии. Компания также разрабатывает батареи с литий-металлическими анодами, которые могут хранить в десять раз больше энергии на единицу массы, чем графит.

    В твердотельной конструкции литий-металлические батареи теоретически должны заряжаться очень быстро.Однако на практике они тоже склонны к образованию дендритов, что приводит к их быстрому выходу из строя, особенно при высоких скоростях зарядки. Литий-металлические аккумуляторы с быстрой зарядкой могли бы стать Святым Граалем высокопроизводительных аккумуляторов для электромобилей, но они «все еще находятся в стадии разработки», говорит Бюттнер-Гарретт.

    Новое исследование может приблизить эти супербатареи к реальности. Недавно группа под руководством материаловеда из Гарвардского университета Синь Ли разработала твердотельный литий-металлический аккумулятор, в котором используется несколько различных слоев материалов в электроде для остановки роста литиевых дендритов.В журнале Nature команда описала прототип батареи, которую можно было заряжать всего за три минуты, сохраняя при этом более 80 процентов своей емкости после 10 000 циклов. (Обычные аккумуляторы для электромобилей разлагаются на аналогичную величину после 1000–2000 циклов.)

    Исследования все еще находятся на ранней стадии. Команде необходимо продемонстрировать, что аккумулятор, который в настоящее время имеет размер монеты, можно масштабировать и массово производить для автомобилей.

    Ли говорит, что коммерческая версия этой батареи может появиться примерно через пять лет, «если все пойдет правильно.

    Если можно использовать преимущества металлического лития, говорит Венкат Вишванатан, инженер из Университета Карнеги-Меллона, чья лаборатория также разрабатывает батареи нового поколения, « многие предположения, которые вы сделали в отношении быстрой зарядки, на самом деле выйти в окно».

    Социальные ограничения скорости

    Даже если батареи электромобилей, которые могут заряжаться менее чем за 10 минут, технически возможны, неясно, будет ли сверхбыстрая зарядка когда-либо практичной.При напряжении 400 вольт и выше современные станции быстрой зарядки уже потребляют гораздо больше энергии из электрической сети, чем розетки на 120 и 240 вольт, которые многие владельцы электромобилей используют дома. Если бы все американцы ездили на электромобилях и все ожидали, что все время будет доступна все более быстрая зарядка, это могло бы создать серьезную нагрузку на сеть.

    «Есть еще один аспект инфраструктуры, — говорит Ли. «Мы должны увидеть, какой ток может поддерживать вся система».

    Бюттнер-Гарретт говорит, что необходимо найти баланс «как на уровне социального воздействия, так и на уровне зарядного устройства, чтобы найти правильное сочетание удобства и стоимости.По его словам, производители электромобилей признают это и ожидают от 20 до 30 минут зарядки для автомобилей, выпущенных в середине 2020-х годов.

    Дженни Бейкер, эксперт по хранению аккумуляторов из Университета Суонси в Великобритании, не уверена, что сверхбыстрая зарядка — это правильная цель. Она отмечает, что зарядка дома ночью, когда спрос ниже, более доступна и экологически безопасна, поскольку сетевым операторам приходится меньше потреблять резервные электростанции, которые, как правило, сжигают более грязное топливо. Многие владельцы электромобилей, включая Бейкера, также считают это более удобным, чем останавливаться для подзарядки в течение дня.

    «Зарядка дома, если у вас есть возможность, лучше всего подходит для окружающей среды», — говорит Бейкер. «Я был бы очень разочарован, если бы электромобили [стали] такими же, как автомобили на бензине, потому что это не раскроет весь их потенциал.

    Быстрая зарядка литий-ионного аккумулятора: обзор

    https://doi.org/10.1016/j.etran.2019.100011Получить права и контент

    Основные моменты

    Литр мультимасштабная перспектива.

    Учитываются экстремальные температуры и температурно-токовые неоднородности.

    Критически оцениваются альтернативные протоколы быстрой зарядки.

    В настоящее время нет надежных встроенных методов обнаружения литиевого покрытия.

    Связи между производительностью на уровне ячеек и пакетов до сих пор недостаточно изучены.

    Abstract

    В последние годы литий-ионные аккумуляторы стали предпочтительной технологией аккумуляторов для портативных устройств, электромобилей и энергосистем.Несмотря на то, что все больше производителей автомобилей внедряют в свое предложение электрифицированные модели, обеспокоенность по поводу запаса хода и времени, необходимого для подзарядки аккумуляторов, по-прежнему вызывает озабоченность. Известно, что высокие токи, необходимые для ускорения процесса зарядки, снижают эффективность использования энергии и вызывают ускоренное снижение емкости и мощности. Быстрая зарядка — это многомасштабная проблема, поэтому для понимания и повышения производительности быстрой зарядки требуется понимание от атомарного до системного уровня.В настоящей статье представлен обзор литературы по физическим явлениям, ограничивающим скорость зарядки аккумуляторов, механизмам деградации, которые обычно возникают в результате зарядки большими токами, и подходам, которые были предложены для решения этих проблем. Особое внимание уделяется низкотемпературной зарядке. Представлены и критически оценены альтернативные протоколы быстрой зарядки. Изучаются последствия для безопасности, включая потенциальное влияние быстрой зарядки на характеристики теплового разгона.Наконец, выявляются пробелы в знаниях и даются рекомендации относительно направления будущих исследований. Подчеркнута необходимость разработки надежных бортовых методов для обнаружения литиевого покрытия и механической деградации. Надежные стратегии оптимизации зарядки на основе моделей определены как ключ к обеспечению быстрой зарядки в любых условиях. Стратегии управления температурным режимом, предусматривающие как охлаждение аккумуляторов во время зарядки, так и их предварительный нагрев в холодную погоду, признаны критически важными, при этом особое внимание уделяется методам, позволяющим достичь высоких скоростей и хорошей однородности температуры.

    Ключевые слова

    Литий-ионный аккумулятор

    Быстрая зарядка

    Литиевое покрытие

    Протоколы зарядки

    Электромобили

    Рекомендованные статьиСсылки на статьи (0)

    © Авторы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены. Карта сайта